DD275560A1 - CURRENT PROBE FOR SWITCHING CONTROL IN NACHRICHTENTECHNISCHE ZENNZEICHENUMSETZERN - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung bezieht sich auf einen Stromfuehler, der beim Einsatz in einem Schaltregler fuer die vermittlungstechnische c-Ader, insbesondere bei Kennzeichenumsetzern, eine guenstige Verlustleistungsbilanz aufweist und eine einstellbare Begrenzung von Laengsspannungen auf der c-Ader ermoeglicht. Die Transistoren des Last- und Messstromkreises des Stromfuehlers werden von einer Stromquelle gespeist, so dass im Normalbetrieb des Schaltreglers eine minimale Verlustleistung zum Messen des Sollstromes erforderlich ist. Beim Auftreten von Laengsspannungen auf der c-Ader und bei kleinen Leistungslaengen, regelt sich, je nach der Referenzspannung der Stromquelle, der Stromfuehler selbst in den aktiven Bereich. Fig. 1The inventive circuit arrangement relates to a Stromfuehler, which has a favorable power loss balance when used in a switching regulator for the switching c-wire, especially in license plate converters, and allows an adjustable limitation of Laengsspannungen on the c-wire. The transistors of the load and measurement circuit of the Stromfuehlers are powered by a power source, so that during normal operation of the switching regulator, a minimum power loss for measuring the target current is required. When line voltages occur on the c-wire and at low power levels, depending on the reference voltage of the power source, the current controller itself settles in the active area. Fig. 1

Description

Ausführungsbeispielembodiment Die Erfindung soll nachfolgend an einem AusführungGbeispiel näher erläutert werden. Dabei stellt die dazugehörige ZeichnungThe invention will be explained in more detail below using an embodiment. The accompanying drawing represents this In Fig. 1 den erfindungsgemäßen selbstregelnden Stromfühler für einen Schaltregler auf der vermittlungstechnischen c-Ader beiIn Fig. 1, the self-regulating current sensor according to the invention for a switching regulator on the switching c-wire at

elektronischen Kennzeichenumsetzern dar.electronic license plate converters.

Gemäß Fig. 1 besteht der Stromfühler SF aus dem Transistor T1 mit dem Em^!'*erwiderstand RE1 des Laststromkreises mit demAccording to Fig. 1, the current sensor SF consists of the transistor T1 with the Em ^! * RE1 of the load circuit with the

vermittlungstechnischen Widerstand RV der c-Ader sowie aus dem Transistor T2 des Meßstromkreises mit demSwitching resistor RV of the c-wire and from the transistor T2 of the measuring circuit with the

Emitterwiderstand RE 2 und dem Meßwiderstand RM. Die Basisanschlüsse sind am Speisepunkt SP derEmitter resistor RE 2 and the measuring resistor RM. The basic connections are at the feed point SP of Konstantstromquelle SQ miteinander verbunden.Constant current source SQ connected together. Die anderen Anschlüsse der Emitterwiderstände RE1 und RE 2 sind dem Schaltregler SR zugeführt, der mit der Schaltfrequenz ίThe other terminals of the emitter resistors RE1 and RE 2 are supplied to the switching regulator SR, which is at the switching frequency ί

gegen die negative Amtsbatteriespannung -U₈ (-60V) arbeitet und mit der Regelschaltung RS in seinem Tastverhältnis auf denagainst the negative Amtsbatteriespannung -U ₈ (-60V) works and with the control circuit RS in its duty cycle on the

Sollstrom l_c im Laststromkreis geregelt wird. Der Spannungsabfall über dem Meßwiderstand RM, der mit dem Kollektor desTarget current l _{c is} controlled in the load circuit. The voltage drop across the measuring resistor RM connected to the collector of the Transistors T2 und der Regelschaltung RS verknüpft ist, stellt ein Maß für das einzustellende Tastverhältnis des Schaltreglers SRTransistor T2 and the control circuit RS is linked, provides a measure of the set duty cycle of the switching regulator SR Der Kollektor des Stromquellentransistors T3 ist mit dem Speisepunkt SP verbunden. Sein Emitteranschluß liegt über denThe collector of the current source transistor T3 is connected to the feeding point SP. Its emitter terminal is located above the

strombestimmenden Widerstand REQ auf Massepotential. Die Basis des Transistors T3 ist mit einem Spannungsteiler zurcurrent-determining resistance REQ at ground potential. The base of the transistor T3 is connected to a voltage divider for

Bildung der Referenzspannung U„₍, bestehend aus den Widerständen RB1 und RB 2, beschaltet. Diese Stromquelle SQ speistFormation of the reference voltage U " ₍ consisting of the resistors RB1 and RB 2 connected.) This current source SQ feeds

die beiden Transistoren T1 und T2 mit einem konstanten Strom in allen Spannungsbereichen, die der Schaltregler am Emitterdes Transistors T1 erzeugt, wenn sich der vermittlungstechnische Widerstand RV verändert (normale Betriebsart). Derthe two transistors T1 and T2 with a constant current in all voltage ranges, which generates the switching regulator at the emitter of the transistor T1 when the switching resistor RV changes (normal mode). The

Transistor T1 erhält von der Stromquelle SQ soviel Basisstrom, daß er in die Sättigung gefahren wird, so daß sich einTransistor T1 receives from the current source SQ so much base current that it is driven into saturation, so that a

kleinstmöglicher Leistungsverlust am Transistor T1 ergibt. Je nach Genauigkeitsforderung an die Konstanz des Stromes Ic kannder Emitterwiderstand RE1, der zur Kompensation der Parameterabweichungen beider Transistoren T1 und T2 erforderlich ist,hinreichend klein dimensioniert werden, so daß auch hier ein nur geringer Leistungsverlust auftritt.smallest possible power loss at the transistor T1 results. Depending on the accuracy requirement for the constancy of the current Ic, the emitter resistor RE1, which is required to compensate for the parameter deviations of both transistors T1 and T2, can be dimensioned sufficiently small, so that only a small power loss occurs here as well.

Vermittlungsseitig liegt an der c-Ader eine Spannung Uc von Null Volt. Ändert sich der vermittlungstechnische Widerstand RV zuOn the switching side, there is a voltage Uc of zero volts at the c-wire. Changes the switching resistance RV to

kleinen Werten hin, muß der Schaltregler SR sehr kleine Einschaltimpulse liefern, ohne Impulse auszulassen (nichtaussetzendersmall values, the switching regulator SR must supply very small switch-on impulses without omitting pulses (non-intermittent

Betrieb) bis zu seiner, je nach Bauelementetyp, technischen Grenze hin (Beginn des nicht erwünschten aussetzenden Betriebes).Operation) up to its, depending on the type of component, technical limit (beginning of the unwanted intermittent operation). Dieser ermittelte Spannungspunkt und ein wählbarer Sicherheitsbereich bilden gleichzeitig die Grenze, ab der dieThis determined stress point and a selectable safety area also form the boundary from which the Stromquelle SQ nicht mehr der Spannungsanderung am Emitter des Transistors T1 folgen kann, so daß der gemeinsameCurrent source SQ can no longer follow the voltage change at the emitter of the transistor T1, so that the common Speisepunkt SP auf diesem Grenzspannungswert verharrt, der den Wert der Referenzspannung U„i bestimmt.Feed point SP remains at this limit voltage value, which determines the value of the reference voltage U "i. Verringert sich der vermittlungstechnische Widerstand RV weiter, so setzt das erfindungsgemäße selbstregelnde Prinzip desDecreases the switching resistance RV on, so sets the inventive self-regulating principle of Stromfühiers ein und führt den Transistor T1 in seinen aktiven Arbeitsbereich. Die jetzt erst wirkende Verlustleistung amStromfühiers and leads the transistor T1 in its active work area. The now acting power loss on Transistor T1 sorgt für einen sicheren Betrieb des Schaltreglers mit kleinem Tastverhältnis.Transistor T1 ensures safe operation of the switching regulator with a small duty cycle. Bei Beeinflussung der Schaltung durch Längsspannungen auf der c-Ader kann sich die c-Aderspannung U_c zu positivenWhen the circuit is influenced by longitudinal voltages on the c-wire, the c-core voltage U _c can become positive Spannungen von etwa +20 Volt anheben. Der Transistor T1 regelt auch diesen Spannungsanstieg aus, so daß die Spannung amRaise voltages of about +20 volts. The transistor T1 also controls this voltage increase, so that the voltage at

gemeinsamen Verknüpfungspunkt der beiden Emitterwiderstände RE1 und RE 2 konstant bleibt.common connection point of the two emitter resistors RE1 and RE 2 remains constant.

Claims (1)

Stromfühler für Schaltregler in nachrichtentochnischen Kennzeichenumsetzern, bei dem der Emitterwiderstand des Transistors im Laststromkreis mit dem vermittlungstechnischen Widerstand und der Emitterwiderstand des Transistors des Meßstromkreises gemeinsam an den Schaltregler geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbstregelung dos Stromfühlers an die zusammengeschlossenen Basisanschlüsse der beiden Transistoren von Last- und Meßstromkreis eine Konstantstromquelle angeschaltet ist, die mittels einer Referenzspannung, deren Höhe durch den Wert des minimal zulässigen Tastverhältnisses des Schaltreglers bestimmt ist, gesteuert ist.Current sensor for switching regulator in telegraphic Kennzeichenumsetzern in which the emitter resistor of the transistor in the load circuit with the switching resistor and the emitter resistor of the transistor of the measuring circuit is guided jointly to the switching regulator, characterized in that for self-regulation dos current sensor to the interconnected base terminals of the two transistors of load - And Meßstromkreis a constant current source is turned on, which is controlled by means of a reference voltage whose height is determined by the value of the minimum allowable duty cycle of the switching regulator. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung kann bevorzugt in Kleinstschaltreglern, insbesondere in elektronischen Kennzeichenumsstzem der Nachrichtentechnik, angewendet werden, bei denen es auf geringe Verlustleistung ankommt.The invention can preferably be used in micro-switching regulators, in particular in electronic identification systems of telecommunications engineering, where low power dissipation is important. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions In Belegschaltungen fernmeldetechnischer Einrichtungen werden bei elektronischen Kennzeichenumsetzern bevorzugt Schaltregler auf der c-Ader eingesetzt. Dadurch können stromintensive Haltekreise mit sehr geringer Verlustleistung und hoher Stromkonstanz realisiert werden, wie sie auf Grund hoher Packungsdichten von Bauelementen erforderlich ist. Von ausschlaggebender Bedeutung für die genaue Arbeitsweise des Schaltreglers ist die Gestaltung des Stromfühlers in der c-Ader der Vermittlungstechnik. In der DE-AS 2903660 sind Stromfühler in verschiedenen Ausführungsformen für den Einsatz in Kennzeichenumsetzern beschrieben. Die Speisung des Stromfühlers erfolgt über einen Widerstand von Haltekreis aus, so daß sich ein Spannungsabfall über den Stromfühler-Transistor von etwa Übe einstellt. Da auf der c-Ader der Vermittlungstechnik ein Lastwiderstand von Null Ohm zulässig ist, muß auch in diesem Betriebsfall der Schaltregler bei extrem kleinem Tastverhältnis mit konstanter Schaltfrequenz arbeiten. Das kann nur erreicht werden, wenn der Emitterwiderstand des Stromfühler-Transistors hinreichend groß gewählt wird. Die resultierende Verlustleistung von Stromfühler-Transistor und Emitterwiderstand in allen Betriebsfällen wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad des Schaltreglers aus. Für die Begrenzung des Schaltregler-Tastverhältnis bei Auftreten von Längsspannungen auf der c-Ader der Vermittlungstechnik ist zwar eine Klemmdiode vorgesehen, aber der niederohmige Speisewiderstand des Stromfühlers bewirkt praktisch ein Kurzschließen der positiven Längsspannung über der Klemmdiode. Dieser Nachteil kann zwar, wie in der DE-OS 3405623 dargestellt, durch Einfügen eines Darüngton-Transistors und Erhöhen des Speisewiderstandes beseitigt werdon, führt aber zum weiteren Ansteigen der Verlustleistung im Stromfühler.In document circuits telecommunications equipment electronic switches preferred switching regulators are used on the c-wire. As a result, current-intensive holding circuits with very low power loss and high current constancy can be realized, as required by high packing densities of components. Of crucial importance for the exact operation of the switching regulator is the design of the current sensor in the c-core of the switching technology. In DE-AS 2903660 current sensors are described in various embodiments for use in license plate converters. The current sensor is supplied via a resistor from the holding circuit, so that a voltage drop across the current sensor transistor of approximately over occurs. Since a load resistance of zero ohms is permissible on the c-core of the switching technology, the switching regulator must also operate at a constant switching frequency with an extremely small duty cycle in this operating case. This can only be achieved if the emitter resistor of the current sensor transistor is chosen to be sufficiently large. The resulting power loss of current sensor transistor and emitter resistor in all operating cases adversely affects the efficiency of the switching regulator. Although a clamping diode is provided for the limitation of the switching controller duty cycle when longitudinal voltages occur on the c-core of the switching technology, the low-resistance feed resistor of the current sensor practically causes short-circuiting of the positive longitudinal voltage across the clamping diode. Although this disadvantage can, as shown in DE-OS 3405623, eliminated by inserting a Darüngton transistor and increasing the feed resistance werdon, but leads to a further increase in power dissipation in the current sensor. Ziel der ErfindungObject of the invention Die Erfindung verfolgt das Ziel, mit geringem technischem Aufwand die Verlustleistung im Stromfühler von Schaltreglern in nachrichtentechnischen Kennzeichenumsetzern zu minimieren.The invention aims to minimize the power loss in the current sensor of switching regulators in telecommunications license plate converters with little technical effort. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Schaltregler in nachrichtentechnischen Kennzeichenumsetzern ein Stromfühler zum Messen des Sollstromes zu schaffen, der im normalen Betriebsfall mit geringen Verlusten sehr genaue Meßwerte zum Regeln des Schaltregler-Tastverhältnisses liefert und der bei sehr kleinem vermittlungstechnischen Widerstand extrem kurze Einschaltzeiten des Schaltreglers ermöglicht, so daß kein „aussetzender Betrieb", der mit Schaltfrequenzen im Sprachbund verbunden ist, auftreten kann. Des weiteren dürfen die positiven Längsspannungen auf der vormittlungstechnischen c-Ader nicht durch den Stromfühler kurzgeschlossen werden.The invention has for its object to provide for switching regulator in telecommunications license plate converters, a current sensor for measuring the target current that provides very accurate measured values for regulating the switching regulator duty cycle in normal operation with low losses and extremely short switch-on of the switching regulator with very small switching resistance so that no "intermittent operation" associated with switching frequencies in the speech band can occur, and the positive longitudinal voltages on the caustic-type c-wire must not be short-circuited by the current probe. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß ein selbstregelnder Stromfühler an den Schaltregler des nachrichtentechnischen Kennzeichenumsetzers geschaltet ist. Dazu ist eine Konstantstromquelle, die von einer Referenzspannung gesteuert ist, mit den miteinander verkoppelten Basisanschlüssen der beiden Transistoren von Laststromkreis und Meßstromkreis verbunden. Der Größe der Referenzspannung für die Konstantstromquelle des Stromfühlers wird vom minimal zulässigen Tastverhältnises des Schaltreglers bestimmt.The object of the invention is achieved in that a self-regulating current sensor is connected to the switching regulator of the telecommunications license plate converter. For this purpose, a constant current source, which is controlled by a reference voltage, connected to the mutually coupled base terminals of the two transistors of load circuit and measuring circuit. The magnitude of the reference voltage for the constant current source of the current sensor is determined by the minimum permissible duty cycle of the switching regulator. Dadurch wird erreicht, daß für den normalen Betriebsfall der Transistor im Laststromkreis mit dem vermittlungstechnischen Widerstand nahe seiner Sättigungsspannung betrieben wird, so daß die Verlustleistung des Stromfühlers sehr gering ist. Jeder Änderung des vermittlungstechnischen Widerstand' - zu kleinen Werten hin oder darüber hinaus bis zu positiven Längsspannungen folgt auch das Kollektorpotential der Stromquelle solange, bis der Wert der Referenzspannung erreicht ist und somit der Transistor im Laststromkreh in den aktiven Bereich gesteuert wird. Durch das selbstregelnde Prinzip des Stromfühlers wird ermöglicht, den für den Ausgleich der Transistorparameter erforderlichen Emitterwiderstand des Transistors im Laststromkreis niederohmig zu wählen, wodurch eine minimale Verlustleistungsbilanz des Stromfühlers erzielt wird.This ensures that is operated for normal operation, the transistor in the load circuit with the switching resistor near its saturation voltage, so that the power loss of the current sensor is very low. Any change in the switching resistance '- to small values or beyond to positive longitudinal voltages also follows the collector potential of the power source until the value of the reference voltage is reached and thus the transistor is controlled in Laststromkreh in the active area. The self-regulating principle of the current sensor makes it possible to choose the necessary for the compensation of the transistor parameters emitter resistance of the transistor in the load circuit low impedance, whereby a minimum power loss balance of the current sensor is achieved.