DE2242766C - Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, zur Betätigung von Schaltmitteln durch Entladung eines Kondensators - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, zur Betätigung von Schaltmitteln durch Entladung eines Kondensators. Derartige Anordnungen werden vor allem dann benötigt, wenn am Ort des zu schaltenden Verbrauchers keine eigene Stromversorgung vorhanden ist und die verfügbare elektrische Leistung kleiner ist als der für die wirksame Beeinflussung der Schaltmittel erforderliche Leistungsbedarf.

Bei bekannten Anordnungen dieser Art - deutsche Patentschrift I 250 507 -ibt in den Entladest rom kreis des Kondensators ein Transistor oder ein ähnliches steuerbares Schaltelement eingefügt, da* während des Fließens von Aufladestrom durch den Spnnnmigsab-

fall an einem in den Aufladestromkreis eingefügten, in Durchlaßrichtung beanspruchten Gleichrichter gesperrt ist. Wenn die Spannung der den Aufladestrornkreis speisenden Spannungsquelle gegenüber der Kondensatorspannung auf Null abgesenkt wird, Un-

dert die zwischen den beiden Elektroden des Gleichrichters herrschende Potentialdifferenz ihr Vor/eichen, so daß der Gleichlichter in seinen Sperrzustand gelangt. Die erwähnte Potentialdifferen/ bildet eine geeignete Steuerspannung bzw. verursacht einen ge-

eigneten Steuerstrom für die dem Gleichrichter parallclgeschaltete Steuerstrecke des in den Entladestromkreis des Kondensators eingefügten steuerbaren Schaltelements.

Von Nachteil ist, daß infolge der exponentiell ab-

ao klingenden Spannung während der vöihgen Kondensatorentladung sich sehr ungünstige Energiebilanzen ergeben, wenn der Entladestromkreis eine beträchtliche induktive Komponente aufweist. In diesem Falle ist nämlich der Stromfluß im Entladestromkreis nicht der Kondensatorspannung proportional, sondern er steigt v$n einem anfänglich geringen Wert exponentiell auf ein Maximum an und klingt danach wieder auf Null ab. Um bei einem derartigen Stromverlauf z. B. ein Relais einwandfrei schalten zu können, ist es erforderlich, daß dem Kondensator vor jeder Entladung wesentlich mehr Energie zugeführt werden muß, als für die Betätigung des Relais normalerweise erforderlich wäre.

Die Erfindung bezweckt daher eine Verbesserung des Wirkungsgrades derartiger Anordnungen. Erreicht wird dies dadurch, daß der Kondensator so groß gewählt ist, daß bereits eine geringe Teilentladung zur Betätigung der Schaltmittel ausreicht, und daß durch gesonderte Schaltmaßnahmen sichergestellt ist, daß

nach jeder Schaltmittelbetätigung eine annähernd konstant hohe Restladung erhallen bleibt.

Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, daß die Energiebilanz am günstigsten zu gestalten ist, wenn die Spannung am Verbraucher mögliehst der idealen Gleichspannung entspricht. Eine Annäherung in dieser Richtung ist aber nur möglich, wenn die Zeitkonstante des Entladestromkreises entsprechenderhöht wird, was bei in engen Grcn/.cn vorgegebenen Widerstandswerten det zu betätigenden Schaltmittel nur über eine höhere Kapazität des Kondensators zu erreichen ist. Eine Vergrößerung der Kapazität aber würde zugleich die Zeitkonstante des Ladestromkreises vergrößern und dazu führen, daß bei der bisherigen Betriebsweise der Kondensator in der angestrebten Impulszeit nicht auf die erforderliche Spannunggeladen werden kann. Diesem Mangel wird dadurch abgeholfen, daß abweichend von der bisherigen Betriebsweise der Entladevorgang zur Betätigung der Schaitmittel zeitlich begrenzt wird, so daß nach jeder Entladung eine Restladung verbleibt und durch den Steuerimpuls für die Auslösung der Betätigung lediglich die hierfür benötigte Energie nachgeliefert werden muß.

Die Begrenzung des Entladevorganges ist auf verschiedcnc Weise möglich: Erfolgt die Steuerung der Schaltmittel bei dauernd anliegender Spannung an den Eingangsklemmen, so kann die Betätigung sowohl durch eine kurzzeitige Spannungsüberhöhung als auch

durch eine kurzzeitige Spannungsabsenkung herbeigeführt werden. Da nach Beendigung des Steuerimpulses die Ruhespannung wieder wirksam ist, kann der Kondensator sich nur auf diesen Wert entladen. Bei vollständiger Spannungsabsenkung darf die Unterbrechung dagegen nur so lange anhalten, bis der erwünschte Entladezustand erreicht ist.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle eines einzigen Kondensator zwei gleichzeitig durch einen die Betätigung der Schaltmittel auslösenden und die benötigte Schaltenergie liefernden Spannungsimpuls aufladbare Kondensatoren vorgesehen sind, von denen der eine mit großer Kapazität und zusätzlicher Ladung unmittelbar zur Speisung der zu betätigenden Schaltmittel abhängig von der Schaltvorrichtung und der andere mit kleiner Kapazität zur Speisung und Steuerung der Schaltvorrichtung dient, und daß die maximale Dauer des Entladevorganges durch die Entladezeit des Kondensators der Schaltvorrichtung festlegbar ist.

Eine derartige Lösung ermöglicht die Anwendung des neuen Lösungsprinzips auch dann, wenn keine Ruhespannung an den F.ingangsklemmen .virksam ist. Auch weist die Anordnung eine höhere Empfindlichkeit auf.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Die Anordnung gemäß F ig. 1 enthält den Kondensator C als Energiespeicher für das zu betätigende Schaltelement V in Form eines Relais. Der Kondensator C ist über die beiden Adern /1 und /2 sowie den Schalter α mit der Batterie B verbunden. Abweichend von der bekannten Anordnung ist jedoch der Schalter α im Ruhezustand geschlossen, so daß der Kondensator C aufgeladen wird. Der Ladestrom des Kondensators C sowie der nach vollständiger Aufladung des Kondensators C über die Zcnerdiode Z fließende Strom bewirkt an der Diode D einen derai tigcn Spannungsabfall, daß der als Schaltvorrichtung dienende Transistor 7 sicher gesperrt ist. Wird dagegen die an den Leitungsadern /1 und Il wirksame Spannung gegenüber der Kondensatorppannung abgesenkt, so gelangt der Gleichrichter D in seinen Sperrzustand, da an ihm nunmehr die Differenz zwischen der erreichten Kondensatorspannung und der gegenüber dieser abgesenkten Leitungsspannung anliegt und diese Spannungsdifferenz den Gleichrichter D in Sperrichtung beansprucht. Der Transistor T wird infolgedessen aufgesteuert und damit der Entladestromkreis zur Betätigung des Relais V durchgeschaltet. Abweichend von der Betriebsweise der bekannten Anordnung wird jedoch der Kondensator C zur Betätigung des Relais V nicht vollständig entladen. Seine Kapazität ist vielmehr so gewählt, daß zur Betätigung des Relais lediglich eine geringe Teilentladung erforderlich ist. Die Begrenzung der Entladung wird dadurch sichergestellt, daß entweder die Leitungsspannung auf einen vorgegebenen Wert abgesenkt oder aber bei vollständiger Abschaltung die zeitliche Dauer der Abschaltung entsprechend begrenzt wird. Bei Spannungsabsenkung ist eine Steuerung zur Betätigung des Relais V sowohl durch Absenkung der Ruhespannung als auch durch kurzzeitige Überhöhung der von der Batterie B gelieferfen Ruhespannung möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind statt eines einzigen Kondensators die zwei Kondensatoren C und Cl vorgesehen, von denen der Kondensator C mit großer Kapazität lediglich als Energiespeito eher für das zu betätigende Schaltelement in Form des Relais V dient, während der Kondensator Cl Bestandteil der Schaltvorrichtung mit den Transistoren T und 7Ί ist. Die Aufteilung der ursprünglichen Kondensatorfunktion auf zwei getrennte Kondensats toren ist u.a. erforderlich, wenn die Betriebsweise eine Versorgung mit Ruhespannung nicht zuläßt und mit jedem Steuerimpuls lediglich so viel Energie bereitgestellt werden kann, daß der Energieverbrauch durch das zu betätigende Schaltelement gedeckt wird, ao Das setzt aber voraus, daß der als Energiespeicher für das zu betätigende Schaltmittel dienende Kondensator vor der Aufnahme des Betriebes in irgendeiner Weise aufgeladen wird. Beim voi liegenden Ausführungsh 'ipiel erfolgt diese Aufladung üb?r die Ruheseite des Kontaktes h und die Ruheseite des Kontaktes ι.·. Sie wird /. B. unterbrochen, wenn die Schalteinrichtung durch Umlegen des Kontaktes u betriebsbereit geschaltet wird und nachfolgend der Kontakt b umgelegt wird.

Während der Aufladung des Kondensators C bewirkt der Spannungsabfall an der stromdurehflossenen Diode DA in Verbindung mit dem Widerstand Ri. daß der Transistor T sicher gesperrt ist. Nach Umlegung der Kontakte u und Ii bleibt diese Sperrung durch die Diode DU und den Widerstand RS aufrechterhallen, wobei der Kondensator C als Spannungsquellc wirkt. Der dadurch bedingte Energieverbrauch ist jedoch vernachlässigbai.

Wird nun von dem Impulsgeber J(> ein Impuls an die beiden Adern /1 und Il angelegt, so werden beide Kondensatoren Cl und C parallel zueinander gela den. Die Diode DX verhindert dabei, daß der Transistor 71 aufgesteuert wird. Auch '.!er 'Transistor T bleibt weiterhin gesperrt. Sobalt' der angelegte Steucrimpuls beendet ist, gelangt der Gleichrichter DX in seinen Sperrzustand, so daß der Transistor TI durchgesteuert wird. Als Folge davon wird zugleich der Transistor T durchgesäuert und damit der Eiüladestromkreisdes Kondensators C über das Relais Tgeschlossen. Dieser Zustand bleibt nun so lange aufrechterhalten, bis der nächste Impuls des Impulsge-'vrs JG eintrifft euer aber bis sich der Kondensator Cl entladen hat und damit der Ausgangszustand wieder hergestellt wird. Die maximale Dauer des Entladevorgangesam Kondensator Cl wird also durch die Entladezei; des Kondensators Cl bestimmt. Unabhängig von der Steuerung eines Relais oder ähnlichen Verbrauchern ist in Verbindung mit einem Spannungsstabilisator auch die Speisung von integrierten Schaltkreisen auf diese Weise möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlage!!, zur Betätigung von Schaltmitteln durch den Entladestrom eines über zwei Eingangsklemrnen, z. B. über eine zweiadrige Fernmeldeleitung, aufladbaren Kondensators, dessen Entladestromkreis durch eine Schaltvorrichtung wirksam schaltbar ist, die durch die an einem in den Aufladestromkrcis eingefügten Widerstand auftretende Potentialdifferenz in der Weise steuerbar ist, daß der Entladestromkreis wirksam wird, wenn die steuernde Potentialdifferenz nach vorhergehender Aufladung des Kondensators durch Absenken der an beiden Eingangsklemmen anliegenden äußeren Spannung ihr Vorzeichen wechselt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator ( C) so groß gewählt ist, daß bereits eine geringe Teilentladung zur Betätigung<icr Schaltmittel ( V) ausreicht, und daß durch gesonderte Schaltmaßnahmen sichergestellt ist, daß nach jeder Schaltmittelbetätigung eine annähernd konstant hohe Restladung erhallen bleibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Schaltmittel durch Absenken der an den Eingangsklemmen (/1, 12) des Kondensators (C) anliegenden Spannung die Dauer des Entladevorganges durch den Weit der abgesenkten Spannung an den Eingangsklemmen festlegbar ist.

3. Schaltungsanordnung nacri Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß be' Betätigung der Schaltmittel (V) durch Abschalten der an den Eingangsklemmen (/1, 12) des Kondensators (C) anliegenden Spannung die Dauer des Entladevorganges durch die Dauer der Spannungsunterbrechung festlegbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichzeitig durch einen die Betätigung der Schaltmittel auslösenden und die benötigte Schaltenergie liefernden Spannungsimpuls aufladbare Kondensatoren (Cl, C2) vorgesehen sind, von denen der eine (C2) mit großer Kapazität und zusätzlicher Ladung unmittelbar zur Speisung der zu betätigenden Schaltmittel ( V) abhängig von der Schaltvorrichtung (Ti, T2) und der andere (Cl) mit kleiner Kapazität zur Speisung und Steuerung der Schaltvorrichtung (Tl, TZ) dient, und daß die maximale Dauer des Entladevorganges durch die Entladezeit des Kondensators (Cl) der Schaltvorrichtung (Tl, T2) festlegbar ist.