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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung einer NetzabschlussEinheit eines Nachrichtenübertragungssystems, die über eine Teilnehmerleitung mit einer zentralen Stelle verbunden ist, wobei eine in der Netzabschluss-Einheit angeordnete, lokale Versorgungsspannungsquelle für die Versorgung im Normalbetnebszustand und eine in der zentralen Stelle angeordnete Fernspeisespannungsquelle für die Versorgung im Notbetriebszustand bei Ausfall oder Fehlfunktion der lokalen Versorgungsspannungsquelle vorgesehen sind und die Netzabschluss-Einheit einen Gleichspannungswandler mit einem Übertrager und einem getakteten Schalter umfasst, und wobei die Primärwicklung des Übertragers über den getakteten Schalter mit der lokalen Versorgungsspannungsquelle verbunden ist.
Es existiert eine Vielzahl an bekannten Schaltungsanordnungen, mit denen ein Ausfall der Versorgungsspannung einer elektrischen oder elektronischen Anlage überbrückbar ist, jedoch eignet sich nur ein sehr geringer Teil von diesen zur Speisung von nachrichtentechnischen Geräten, da letztere an ein ganz bestimmtes Versorgungsschema gebunden sind.
Eine unterbrechungsfreie Ersatz-Stromversorgung für auf Spannungsausfälle empfindliche Verbraucher, z. B Computer, ist aus der EP 514 171 A bekanntgeworden. Im Falle eines Netzspannungsausfalls wird ein Wechselrichter aktiviert, der über eine Gleichspannungsquelle gespeist und an die Primarseite eines Übertragers geschaltet ist, welcher an seiner Sekundärseite mit einem Versorgungspfad des Verbrauchers verbunden ist. Ein zwischen der Netzspannung und dem sekundärseitigen Anschluss des Übertragers geschalteter steuerbarer Schalter trennt vor der Inbetriebnahme des Übertragers den Versorgungspfad vom Netz, um zu verhindern, dass der Wechselrichter das Netz speist.
Die Versorgung des Verbrauchers erfolgt im Normalbetrieb direkt über die Netzspannung, während Netzabschluss-Einheiten von Nachrichtenübertragungssystemen über eine Gleichspannungsquelle und einen Übertrager betrieben werden, wodurch die Notwendigkeit eines zusätzlichen Übertragers oder einer zusätzlichen Übertragerwicklung besteht, die für die Bereitstellung einer Ersatz-Versorgungsspannung benötigt werden, sobald die Versorgung über die Gleichspannungsquelle ausfällt.
Aus der EP 514 171 A kann daher kein Lösungsansatz für das der Erfindung zugrunde liegende Problem entnommen werden
Aus der US 5 610 451 A geht weiters eine unterbrechungsfreie Gleichspannungsstromversorgung hervor, bei der eine Netzspannung zuerst gleichgerichtet und danach durch Umformung mittels eines Pulsbreitenmodulators erhöht wird, um einer Primärwicklung eines Transformators zugeführt zu werden Die auf der Sekundärseite des Transformators sich ausbildende Sekundärspannung wird über einen Schaltregler der fur eine Stützbatterie benötigten Ladespannung angepasst, wobei die Stützbatterie bei Ausfall der Netzspannung die Gleichspannungsversorgung übernimmt. Zugleich wird die Ausgangsgleichspannung durch Pulsbreitenmodulation des durch die Primärwicklung fliessenden Stromes auf den gewünschten Wert geregelt.
Sobald die Netzspannungsversorgung ausfällt, wird der Ladevorgang unterbrochen und die Stützbatterie übernimmt übergangslos die Gleichspannungsversorgung, wobei aufgrund der angewandten, zweifachen Pulsbreitenmodulation-Steuerung auf der Primärseite des Transformators weder eine leistungsverbrauchende Diode noch ein Umschalter erforderlich sind Der dabei verwendete Transformator weist aber mehrere Wicklungen auf und hat somit entsprechend grosse Abmessungen.
Auch die in der JP 11-89113 A angegebene Stromversorgungseinheit ermöglicht die Überbrükkung eines Netzspannungsausfalls, jedoch wird auch hier bei einem detektierten Absinken der Versorgungsspannung über einen gesonderten Primärwicklungskreis eines Transformators die Versorgung weiter aufrecht erhalten. Die dafür erforderliche zusätzliche Wicklung stellt ein Hindernis für die Miniaturisierung einer solcher Einheit dar.
Mit dem in der JP 11-318076 A gezeigten Stromversorgungs-Schaltkreis kann eine Steuerung der an eine Last abgegebenen Leistung auf einfache Art dadurch erzielt werden, dass eine Spannungsquelle über einen ersten getakteten Schalter periodisch an eine Primärwicklung eines Übertragers geschaltet wird, die mit einem parallel geschalteten Kondensator einen Schwingkreis bildet.
In der geöffneten Stellung des ersten getakteten Schalters wird ein im Parallelzweig des Kondensators mit diesem in Serie geschalteter, zweiter getakteter Schalter geschlossen. Es ist in dieser Druckschrift aber keine Lösung für eine unterbrechungsfreie Versorgung eines Verbrauchers angegeben.
In einem diensteintegrierenden digitalen Nachrichtenübertragungssystem (ISDN) besteht der
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Teilnehmerbereich im wesentlichen aus einer Netzabschluss-Einheit, einer S-Schnittstelle und Teilnehmer-Endeinrichtungen. Diese Endeinrichtungen werden im Normalbetriebszustand vom Netzabschluss aus über eine lokale Versorgungsspannung und die S-Schnittstelle gespeist. Die dafür zur Verfügung gestellte Leistung ermöglicht den Betrieb der am Netzabschluss angeschlossenen Endeinrichtungen.
Bei Ausfall oder Absinken der lokalen Versorgungsspannung, die aus Sicherheitsgründen üblicherweise 24VDC oder 24VAC beträgt, geht der Netzabschluss automatisch in einen Notbetriebszustand über, in dem die wesentlichen Funktionen des Netzabschlusses durch Fernspeisung über eine in einer zentralen Stelle, z. B. einem Wählamt, angeordneten Fernspeisespannungsquelle aufrecht erhalten werden Die Fernspeisespannung wird dabei über die zwischen der zentralen Stelle und dem Netzabschluss bestehende Teilnehmerleitung eingespeist, wobei im Notbetriebszustand nur eine relativ geringe Leistung zur Verfügung steht. Die Höhe der Fernspeisespannung ist typisch 60VDC.
Derartige Stromversorgungen finden hauptsächlich bei ISDN-Systemen Anwendung, darüber hinaus können diese aber auch in anderen Übertragungssystemen, wie z. B. ADSL, HDSL, PairGain-Systemen (PGS) o.ä., zum Einsatz gelangen.
Sowohl die von der lokalen Versorgungsspannungsquelle als auch die von der Fernspeisespannungsquelle abgegebene Spannung wird im Netzabschluss in Gleichspannungswandlern auf den für die Betriebszustände erforderlichen Werte umgewandelt.
Um Versorgungslücken bei der Umschaltung vom Normal- in den Notbetriebszustand zu vermeiden, sind bei bekannten Stromversorgungs-Schaltungsanordnungen zumindest zwei getrennte Gleichspannungswandler oder ein Wandler mit zwei getrennten Primärkreisen vorgesehen, die so angeordnet sind, dass bei Ausfall der lokalen Versorgung die Fernspeisung ohne Unterbrechung zur Verfügung steht. Dazu müssen zwei Gleichspannungswandler oder zumindest zwei getrennte Primärkreise ständig parallel ihre Ausgangsspannung bereitstellen. Jeder Gleichspannungswandler oder Primärkreis erfordert aber eine getrennte Ansteuerung und eine entsprechende Übertragerwicklung, woraus sich ein relativ hoher Platzbedarf im Vergleich mit den übrigen Bauelementen ergibt, der eine Miniaturisierung der Schaltungsanordnung erschwert.
Weiters erhöht die Verwendung zweier Gleichspannungswandler die Herstellungskosten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine kompakte Bauweise mit relativ geringem Platzbedarf und geringen Herstellungskosten ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein Anschluss der Primärwicklung über einen ersten steuerbaren Schalter mit einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden ist.
Über den steuerbaren Schalter kann bei Ausfall oder bei Unterspannung der lokalen Versorgungsspannungsquelle die Fernspeisespannung unmittelbar auf die Primärwicklung des Gleichspannungswandler-Übertragers gelegt und damit die Wandlung der Fernspeisespannung über ein und denselben Primärkreis durchgeführt werden, wodurch ein weiterer Gleichspannungswandler nicht notwendig ist
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mit dem ersten steuerbaren Schalter verbundene Anschluss der Primärwicklung über einen zweiten steuerbaren Schalter mit einem Puffer-Kondensator verbunden ist.
Auf diese Weise kann mit nur einem Gleichspannungswandler bzw. mit nur einem Primärkreis und nur emem Übertrager die Überführung der Netzabschluss-Einheit vom Normalbetriebszustand, in dem alle Endgeräte von der Netzabschluss-Einheit gespeist werden und dem Notbetriebszustand, in dem nur die wichtigsten Betriebsfunktionen der Netzabschluss-Einheit aufrechterhalten werden, vorgenommen werden, ohne dass es dabei zu einem Versorgungsengpass kommt. Mit Hilfe der im Puffer-Kondensator gespeicherten Ladung kann dabei die für die Umschaltung in den Notbetriebszustand erforderliche Energie der Primärwicklung des Übertragers des Gleichspannungswandlers zugeführt werden.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung können der erste und der zweite steuerbare Schalter durch Feldeffekt-Transistoren gebildet sein, die einen geringen Steuerenergiebedarf aufweisen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Puffer-Kondensator über einen Ladezweig mit einer Ladespannungsquelle verbunden sein Dadurch erfolgt die ständige Aufladung des PufferKondensators, wodurch dessen Verluste ausgeglichen werden.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Ladezweig durch einen Ladewiderstand gebildet sein, der mit der Teilnehmerleitung vorzugsweise über eine Sperrdiode, verbunden ist.
Der Ladewiderstand begrenzt den Ladestrom auf den maximal zulässigen Wert des Stromes der Fernspeisespannung.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Spannungsüberwachungseinheit vorgesehen sein, deren Eingänge mit der lokalen Versorgungsspannungsquelle verbunden sind, und dass ein Ausgang der Spannungsüberwachungseinheit mit einer Einheit zur Steuerung des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters verbunden ist.
Die Spannungsüberwachungseinheit überwacht die von der lokalen Versorgungsspannungsquelle abgegebene Spannung. Bei einem Ausfall oder einer Minimalwertunterschreitung wird ein Steuersignal zur Steuerung des zweiten steuerbaren Schalters abgegeben, wodurch die Entladung des Puffer-Kondensators in die Primärwicklung des Übertragers erfolgt. Auf diese Weise wird die während der Umschaltzeit von Normalbetrieb auf Notbetrieb erforderliche Energie zur Verfügung gestellt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin bestehen, dass eine weitere Spannungsüberwachungseinheit vorgesehen ist, deren Eingänge mit der Teilnehmerleitung verbunden sind, und dass ein Ausgang der weiteren Spannungsüberwachungseinheit mit der Einheit zur Steuerung des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters verbunden ist.
Mit Hilfe der weiteren Spannungsüberwachungseinheit ist eine ständige Überwachung der Fernspeisespannung möglich, die für eine Überführung des Netzabschlusses in den Notbetrieb erforderlich ist.
Bei einem Verfahren zur Überführung einer Netzabschluss-Einheit vom Normalbetnebszustand in einen ferngespeisten Zustand unter Verwendung einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Höhe der lokalen Versorgungsspannung laufend gemessen und mit einem vorbestimmbaren Minimalwert verglichen wird, und dass bei Unterschreiten des vorbestimmbaren Minimalwerts der erste steuerbare Schalter geschlossen und die Netzabschluss-Einheit vom Normalbetriebszustand in den ferngespeisten Zustand, der vorzugsweise einen Notbetriebszustand darstellt, umgeschaltet wird.
Durch das Schliessen des ersten steuerbaren Schalters gelangt das Potential der Fernspeisespannung an die Primärwicklung, welche die Spannungswandlung nunmehr weiter fortsetzt und die Netzabschlusseinheit somit über denselben Gleichspannungswandler ferngespeist wird, der im Normalbetnebszustand die Wandlung der lokalen Versorgungsspannungsquelle vornimmt. Ist die Leistungsaufnahme des Netzabschlusses und der an diesem angeschlossenen Einrichtungen relativ gering, kann beim Übergang in den ferngespeisten Zustand der Normalbetrieb aufrechterhalten werden. Andernfalls kann in einen Notbetriebszustand übergegangen werden.
Bei einem weiteren Verfahren zur Überführung einer Netzabschluss-Einheit vom Normalbetriebszustand in den ferngespeisten Zustand unter Verwendung einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Höhe der lokalen Versorgungsspannung laufend gemessen und mit einem vorbestimmbaren Minimalwert verglichen wird, dass bei Unterschreiten des vorbestimmbaren Minimalwerts der zweite steuerbare Schalter geschlossen und die Netzabschluss-Einheit vom Normalbetriebszustand in den ferngespeisten Zustand, der vorzugsweise einen Notbetriebszustand darstellt, umgeschaltet wird, wobei während der Umschaltzeit die im Puffer-Kondensator gespeicherte Ladung in die Primärwicklung des Übertragers zumindest teilweise abgegeben wird, und dass danach der erste steuerbare Schalter geschlossen wird.
Die durch das Schliessen des zweiten steuerbaren Schalters hervorgerufene Entladung des Puffer-Kondensators in die Primär-Wicklung des Übertragers ermöglicht die Aufrechterhaltung der Versorgungsspannung für die Netzabschluss-Einheit während der Umstellung in den Notbetriebszustand.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Fernspeisespannung im Normalbetriebszustand auf einen vorbestimmbaren Wert abgesenkt und bei Ausfall oder Unterspannung der lokalen Versorgungsspannungsquelle oder zur Nachladung des Puffer-Kondensators die Fernspeisespannung auf ihren vollen Wert erhöht werden.
Damit kann die Fernspeisespannung im Normalbetriebszustand niedrig gehalten und erst bei Bedarf auf den erforderlichen Wert erhöht werden. Dadurch wird einerseits der Energieverbrauch gesenkt, der sich bei einer hohen Fernspeisespannung aus der in der Teilnehmerleitung ergibt und
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andererseits das durch die hohe Fernspeisespannung bedingte Gefahrenpotential herabgesetzt.
Weiters kann gemäss einer Ausführungsform der Erfindung die Teilnehmerleitung für Wartungsund Testvorgänge zwangsgesteuert in den Notbetrieb übergeführt und danach wieder in den Normalbetrieb zurückgeführt werden. Auf diese Weise kann die Funktion der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung überprüft werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
Fig. 1 einen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung und
Fig. 2 einen Schaltplan einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung einer Netzabschluss-Einheit 55 eines Nachrichtenübertragungssystems, die über eine Teilnehmerleitung 30 mit einer nicht dargestellten zentralen Stelle des Nachrichtenübertragungssystems, z. B. einem Wählamt, verbunden ist.
Solche Schaltungsanordnungen finden z. B. in ISDN-Übertragungssystemen Anwendung, sie können aber auch in vergleichbaren Systemen, wie z. B. ADSL, HDSL, PGS o.a. zur Stromversorgung eingesetzt werden.
Die Netzabschluss-Einheit 55 stellt die Schnittstelle zwischen der Datenübertragung auf der Teilnehmerleitung 30 und nicht dargestellten Endgeräten dar und wird über eine lokale Versorgungsspannungsquelle 41, z. B. ein DC- oder ein AC-Netzgerät, gespeist, die einen Gleichspannungswandler betreibt, welcher sich aus einem Übertrager, einem getakteten Schalter 20 und einer den getakteten Schalter steuernden Taktschaltung, z. B. einem Pulsbreitenmodulator 2 zusammensetzt. Die Primärwicklung 1 des Übertragers ist über den getakteten Schalter 20 mit der lokalen Versorgungsspannungsquelle 41 verbunden, deren Spannung durch den Schalter 20 zerhackt wird, sodass primärseitig eine Rechteckimpulsfolge entsteht.
In der mit der Primärwicklung 1 induktiv gekoppelten Sekundärwicklung 1' entsteht entsprechend dem gewählten Übertragungsverhältnis des Übertragers eine periodische Sekundärspannung, die zur Speisung der NetzabschlussEinheit 55 über eine Sieb- und Gleichrichterschaltung 56 gleichgerichtet und gesiebt wird.
Solange die lokale Versorgungsspannungsquelle 41 ihre Spannung aufrechterhält, können über die Netzabschluss-Einheit 55 alle Teilnehmer-Endgeräte versorgt werden, welche sich dadurch im Normalbetriebszustand befindet. Der Datenverkehr der Netzabschluss-Einheit 55 zum Wählamt erfolgt durch symmetrische Einspeisung der Daten in die Teilnehmerleitung über einen in Fig.1 gezeigten Übertrager 13. Die Verbindung zu den Teilnehmerendgeräten ist in Fig. 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Aus verschiedenen Gründen kann es zu einem Absinken oder zu einem vollständigen Ausfall der durch die Versorgungsspannungsquelle 41 erzeugten Spannung kommen. In einem solchen Fall geht die Netzabschluss-Einheit 55 sowie alle Steuerungseinheiten und weitere Einheiten, die für den Notbetrieb erforderlich sind, aus dem Normalbetriebszustand in den Notbetriebszustand über, in dem nur mehr die wichtigsten Betriebsfunktionen aufrechterhalten werden, wobei die Versorgung von der im Wählamt vorgesehenen Fernspeisespannungsquelle übernommen wird
Um einen unterbrechungslosen Übergang von der lokalen zur ferngespeisten Versorgung zu gewährleisten, ist erfindungsgemäss vorgesehen,
dass ein Anschluss der Primärwicklung 1 über einen zweiten steuerbaren Schalter 4 mit einem Puffer-Kondensator 3 und über einen ersten steuerbaren Schalter 5 mit einer Ader der Teilnehmerleitung verbunden ist.
Während des Normalbetriebszustands wird die Höhe der lokalen Versorgungsspannung laufend gemessen und mit einem vorbestimmbaren Minimalwert verglichen. Gemäss der in Fig.1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Versorgungsspannung im Normalbetriebszustand, z B. 24V/DC oder 24VAC, und die Leistungsaufnahme beträgt z. B. 9W. Die Fernspeisespannung ist z. B. auf den Wert ¯ 60V festgelegt. Jede andere Dimensionierung der Spannungsund Leistungswerte ist möglich
Bei Unterschreiten des vorbestimmbaren Mimmalwerts, z. B. 21,5 V/DC, wird der zweite steuerbare Schalter 4 geschlossen und die Netzabschluss-Einheit 55 sowie die nicht dargestellte Steuerung vom Normalbetriebszustand in den Notbetriebszustand umgeschaltet.
Danach wird der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen und damit die Fernspeisespannung an die Primärwicklung 1 gelegt, über welche nun diese mit Hilfe des getakteten Schalters 20 zerhackt und in die Sekundär-
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wicklung 1' übertragen wird, wodurch der Notbetriebszustand über die Fernspeisespannung auf- rechterhalten wird.
Im Normalbetriebszustand wandelt die Primärwicklung 1 des Gleichspannungswandler-Übertragers die Spannung der lokalen Versorgungsspannungsquelle 41, nach dem Umschaltvorgang übernimmt sie die Wandlung der Fernspeisespannung. Auf diese Weise wird nur mehr ein Übertrager und ein Primärkreis der Gleichspannungswandlung benötigt, was eine bedeutende Reduktion des Platzbedarfes der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung bedeutet.
Beim Schliessen des zweiten steuerbaren Schalters 4 wird die im Puffer-Kondensator 3 enthaltene Ladung an die Primärwicklung 1 abgegeben, um die Gleichspannungswandlung über eine kurze Zeitspanne weiter aufrecht zu halten und die Umstellung in den Notbetriebszustand zu ermöglichen. Danach wird über den ersten Schalter 5 die volle Fernspeisespannung an die Primärwicklung 1 gelegt und die Versorgung mittels dieser fortgesetzt.
Die beiden steuerbaren Schalter 4,5 sowie der gesteuerte Schalter 20 sind in Fig.1 als FETTransistoren ausgebildet, sie können aber auch in Form von anderen bekannten steuerbaren Schaltelementen verwirklicht sein.
Um einen Ausfall der Versorgungsspannungsquelle 41 feststellen zu können, ist eine Spannungsüberwachungseinheit 15, die beispielsweise über eine Komparatorschaltung realisiert ist, vorgesehen, deren Eingänge mit der lokalen Versorgungsspannungsquelle 41 verbunden sind. Ein Ausgang der Spannungsüberwachungseinheit 15 ist mit einer Einheit zur Steuerung des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters 5,4 verbunden, die in Fig 1 als zwei getrennte Ansteuereinheiten 7,8 dargestellt ist.
Der Puffer-Kondensator 3 ist über einen Ladewiderstand 17 und eine Sperrdiode 16 mit der Teilnehmerleitung 30 verbunden. Die Aufladung des Puffer-Kondensators 3 kann aber auch ohne den Ladewiderstand 17 erfolgen. Dieser ist nur dann notwendig, wenn die Speicherkapazität des Puffer-Kondensators 3 sehr gross ist oder die ladende Spannung, im gezeigten Fall die Fernspeisespannung, nur Kondensatoren bis zu einer bestimmten maximalen Kapazität aufladen kann. Die Ladung des Puffer-Kondensators 3 könnte auch über irgend eine andere Spannungsquelle geschehen. Die Grösse des Ladewiderstandes 17 ist abhängig von der ladenden Fernspeisespannung und dem maximalen Fernspeisestrom.
Zur Überwachung der Fernspeisespannung ist eine weitere Spannungsüberwachungseinheit 14 vorgesehen, deren Eingänge mit der Teilnehmerleitung 30 verbunden sind, wobei ein Ausgang der weiteren Spannungsüberwachungseinheit 14 mit der Einheit zur Steuerung des ersten und des zweiten steuerbaren Schalters 5,4 verbunden ist.
Solange die lokale Versorgungsspannungsquelle 41 eine genügend hohe Versorgungsspannung liefert, liegt über die Teilnehmerleitung 30 die Fernspeisespannung an der Serienschaltung aus Ladewiderstand 17 und Puffer-Kondensator 3 an und der Puffer-Kondensator 3 wird über den Ladewiderstand 17 ständig in einem aufgeladenen Zustand gehalten.
Bei Abfall der lokalen Versorgungsspannung unter einen vorbestimmbaren Minimalwert steuert die Spannungsüberwachungseinheit 15 einen Optokoppler 9 durch, wodurch an einem Widerstand 52 eine Potentialänderung auftritt, die als Fehlersignal einem nicht dargestellten Steuersystem gemeldet wird Dieses steuert einen Optokoppler 10 an, welcher über eine Schaltersteuerungseinheit 8 den zweiten steuerbaren Schalter 4 schliesst, wodurch der Puffer-Kondensator 3 sich über die Primärwicklung 1 entlädt und für kurze Zeit die Spannungswandlung aufrecht hält, wenn die Spannungsüberwachungseinheit 14 eine definierte Fernspeisespannung an der Teilnehmerleitung 30 feststellt, welche dann über einen Optokoppler 12 ein Steuersignal an einem Widerstand 51 generiert, welches dem nicht dargestellten Steuersystem zugeführt wird.
Das Steuersystem steuert daraufhin nach Ablauf der Entladezeit des Puffer-Kondensators 3 einen Opto-Koppler 11an, der über eine weitere Schaltersteuerungseinheit 7 den ersten steuerbaren Schalter 5 schliesst und die Fernspeisespannung damit an die Primärwicklung 1 legt Die weitere Schaltersteuerungseinheit 7 könnte auch direkt über den Optokoppler 12 angesteuert werden, um das Schliessen des ersten steuerbaren Schalters 5 zu bewirken.
Eine weitere Schaltungsvariante kann dann bestehen, dass auch der Optokoppler 9 die Schaltersteuerungseinheit 8 direkt ansteuert, welche die Schalterstellung des zweiten steuerbaren Schalters 4 beeinflusst.
Solange die lokale Versorgungsspannung als auch die Fernspeisespannung nicht den erforder-
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lichen Wert erreichen, wird das Steuersystem in einen Anfangszustand zurückgesetzt.
Die weiteren in Fig. 1 gezeigten Schaltungsbestandteile sind von untergeordneter Bedeutung.
So dient ein Brückengleichrichter 32 der Polaritätsunabhängigkeit, während Kondensatoren 21, 33, 42,43 und 45 als Abschluss- und Siebkondensatoren wirken.
Diode 31 wirkt als Sperrdiode gegenüber der Fernspeisespannung. Der Versorgungseingang des Pulsbreitenmodulators 2 ist ebenfalls über Sperrdioden 18,19 gesichert. Der Pulsbreitenmodulator 2 wird während der Startphase über die Fernspeisespannung und Diode 18 versorgt, wobei ein Begrenzungswiderstand 53 den Fernspeisestrom auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt.
Während des Normalbetriebs erfolgt die Versorgung des Pulsbreitenmodulators 2 über die Diode 19 oder über eine dafür vorgesehene, nicht dargestellte Wicklung des Übertragers.
Beim ersten Einschalten der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung kann der Ablauf wie folgt gesteuert werden: 1) Start mit vorhandener lokaler Anspeisung Zu Beginn meldet die Spannungsüberwachungseinheit 15 das Vorliegen der lokalen Versorgungsspannung, woraufhin der Pulsbreitenmodulator 2 gestartet wird. Nach Spannungsaufbau durch diesen wird das Steuersystem aktiviert. Der Puffer-Kondensator 3 wird über die an die Teilnehmerleitung 30 angelegte Fernspeisespannung aufgeladen. Bei Ausfall oder Unterspannung der lokalen Versorgungsspannung wird der zweite steuerbare Schalter 4 geschlossen und die Umstellung in den Notbetriebszustand vorgenommen. Nach Ablauf des Umstellungsvorganges mit einer Dauer z. B von 10 bis 20 Millisekunden, wird der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen und die Fernspeisespannung wird damit an die Primärwicklung 1 gelegt.
Sobald die lokale Versorgungsspannung wieder in ihrer vollen Höhe vorliegt, wird zuerst der erste steuerbare Schalter 5 und danach der zweite steuerbare Schalter 4 geöffnet.
2) Start mit nicht vorhandener lokaler Anspeisung Zunächst meldet die Spannungsüberwachungseinheit 14 das Vorliegen der Fernspeisespannung.
Aufgrund der nicht vorhandenen lokalen Versorgungsspannung geht das Steuersystem in den Notbetrieb über. Der Puffer-Kondensator 3 wird über den Ladewiderstand 17 aufgeladen. Liegt eine definierte Fernspeisespannung vor, wird der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen und diese an die Primärwicklung 1 gelegt.
Ist die Spannung der Fernspeisespannungsquelle veränderbar, so besteht die Möglichkeit, die Fernspeisespannung im Normalbetriebszustand auf einen vorbestimmbaren Wert abzusenken und erst bei Ausfall oder Unterspannung der lokalen Versorgungsspannungsquelle oder zur Nachladung des Puffer-Kondensators 3 die Fernspeisespannung auf ihren vollen Wert zu erhöhen.
Wegen der relativ langsam vor sich gehenden Erhöhung der Fernspeisespannung muss der Puffer-Kondensator 3 so dimensioniert werden, dass die dazu erforderliche Zeitspanne in der Entladezeit des Puffer-Kondensators 3 enthalten ist
Weiters beinhaltet die Erfindung auch eine Ausführungsform, bei der kein Pufferkondensator 3 vorgesehen ist. Dann entfällt der zweite steuerbare Schalter 4 und es ist lediglich ein Anschluss der Primärwicklung über den ersten steuerbaren Schalter 5 mit einer Ader der Teilnehmerleitung 30 verbunden. Im Normalbetriebszustand wird die Höhe der lokalen Versorgungsspannung laufend gemessen und mit einem vorbestimmbaren Minimalwert verglichen. Bei Unterschreiten des vorbestimmbaren Minimalwerts wird der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen und die NetzabschlussEinheit vom Normalbetriebszustand in den Notbetnebszustand umgeschaltet.
Zurückschalten vom Notbetrieb in den Normalbetrieb Bei Rückkehr der vollen Höhe der Versorgungsspannung meldet dies die Spannungsüberwachungseinheit 15 an das Steuersystem, woraufhin veranlasst wird, dass der erste steuerbare Schalter 5 und falls erforderlich auch der zweite steuerbare Schalter 4 abgeschaltet wird. Erst wenn beide Schalter 4,5 offen sind, geht die Stromversorgung vom Notbetrieb in den Normalbetrieb
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über.
Für Wartungs- und Testvorgänge wird die Teilnehmerleitung 30 zwangsgesteuert in den Notbetrieb übergeführt Zu diesem Zweck kann ein zusätzlicher, in Fig. 1 nicht dargestellter, steuerbarer Schalter zur Unterbrechung der lokalen Versorgungsspannung vorgesehen sein.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig.2 ist der Leistungsbedarf der Netzabschluss-Einheit und aller zugehörigen Einheiten so gering, dass die volle Versorgungsleistung sowohl von der lokalen Versorgungsspannung 41 als auch von der Fernspeisespannung geliefert werden kann. Ein Anschluss der Primärwicklung 1 ist dabei über den ersten steuerbaren Schalter 5 mit einer Ader der Teilnehmerleitung 30 verbunden. Es bestehen die zwei folgenden Möglichkeiten des Betriebs: 1) Versorgung über die lokale Anspeisung Die Spannungsüberwachungseinheiten 14 und 15 überwachen die Fernspeisespannung und die lokale Versorgungsspannung. Bei Ausfall oder Unterspannung der lokalen Versorgungsspannungsquelle 41 wird nach dem Feststellen einer ausreichenden Fernspeisespannung der erste Schalter 5 geschlossen und die Fernspeisespannung unterbrechungslos an die Primärwicklung 1 geschaltet.
Ein Pufferkondensator 3 ist daher nicht erforderlich. Sobald die lokale Versorgungsspannung wieder in der vollen Höhe verfügbar ist, meldet dies die Spannungsüberwachungseinheit 15 an das Steuersystem, woraufhin veranlasst wird, dass der erste steuerbare Schalter 5 abgeschaltet wird.
2) Versorgung über die Fernspeisespannung Ist keine lokale Fernspeisespannung vorhanden, ist der erste steuerbare Schalter 5 geschlossen, wodurch die Fernspeisespannung an die Primärwicklung 1 geschaltet ist. Die Spannungsüberwachungseinheit 14 überprüft ständig, ob die Fernspeisespannung in ausreichendem Mass an der Teilnehmerleitung 30 anliegt Sollte die lokale Versorgungsspannungsquelle 41 mit ihrer vollen Spannung angeschlossen werden, meldet dies die Spannungsüberwachungseinheit 15 an das Steuersystem, woraufhin veranlasst wird, dass der erste steuerbare Schalter 5 abgeschaltet wird Der weitere Betneb erfolgt dann über die lokale Anspeisung.
PATENTANSPRÜCHE:
1 Schaltungsanordnung zur Stromversorgung einer Netzabschluss-Einheit eines Nachrich- tenübertragungssystems, die über eine Teilnehmerleitung mit einer zentralen Stelle ver- bunden ist, wobei eine in der Netzabschluss-Einheit angeordnete, lokale Versorgungsspan- nungsquelle für die Versorgung im Normalbetriebszustand und eine in der zentralen Stelle angeordnete Fernspeisespannungsquelle für die Versorgung im Notbetriebszustand bei
Ausfall oder Fehlfunktion der lokalen Versorgungsspannungsquelle vorgesehen sind und die Netzabschluss-Einheit einen Gleichspannungswandler mit einem Übertrager und einem getakteten Schalter umfasst, und wobei die Primärwicklung des Übertragers über den ge- takteten Schalter mit der lokalen Versorgungsspannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss der Primärwicklung (1)
über einen ersten steuerbaren
Schalter (5) mit einer Ader der Teilnehmerleitung (30) verbunden ist.