DE2422729A1

DE2422729A1 - Schaltungsanordnung fuer stromgeregelte fernspeisegeraete der nachrichtentechnik

Info

Publication number: DE2422729A1
Application number: DE2422729A
Authority: DE
Inventors: Herwig Tollrian; Guenter Weinfurtner
Original assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Current assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-11-13
Also published as: SE407656B; SE7505298L; CA1031422A; FR2270732B1; DE2422729B2; US3986078A; BE828800A; FR2270732A1; GB1488216A; JPS50150825A; BR7502783A

Description

TEKADE Feiten & Guilieaume ²^*¹ 8. 5. 1974

Fernmeldeanlagen GmbH Dr.Schr/Ra. - P 1234

Schaltungsanordnung für stromgeregelte Fernspeisegeräte der Nachrichtentechnik -

Bei der Nachrichtenübertragung über Kabelverbindungen der Trägerfrequenztechnik, wie z.B. bei den Systemen V 300, V 960, V 2700 und V 10800, werden die Zwischenverstärker über die gleichen koaxialen Innenleiter, über die auch die Nachrichtensignale im Frequenzmultiplex übertragen werden, mit der erforderlichen Energie von den Endstellen her- ferngespeist versorgt. Fernspeiseweichen in den speisenden Endstellen trennen die trägerfrequenten Nachrichtensignale von dem eingespeisten Fernspeisestrom ab. Die Fernspeisung selbst erfolgt nach der sogenannten G-leichstromreihenspeisung mit Konstantstrom. Hierbei sind die Zwischenverstärker gleichstrommäßig in Reihe geschaltet, die am Verstärker abfallende Spannung stellt seine Betriebsspannung dar. Da die Verstärker gleich aufgebaut sind und jeder- vom gleichen Konstantstrom durchflossen wird, erhält.auch jeder die gleiche Betriebsspannung. Regeleinrichtungen sind nur in den Speisegeräten an den Endstellen erforderlich.

Die Fernspeisespannung, die sich an den Anschlüssen des Fernspeisegerätes einstellt,"hängt von der Anzahl der gespeisten Zwischenverstärker abj sie beträgt bei den eingangs erwähnten Systemen maximal zwischen 480 und 600 Volt. Im Falle einer Unterbrechung des Fernspeisekreises, z.B. bei einem Kabelbruch . oder beim Ziehen eines Zwischenverstärkers, versuchen die Regeleinrichtungen der Speisegeräte den Strom durch Sρannungserhöhung zu erzwingen,. Die Folge wären hohe Überspannungen, die die Übertragungseinrichtungen gefährden könnten. Weiterhin würden die für den Blitzschutz im System angeordneten Überspannungsableiter ansprechen und durch die Speiseenergie möglicherweise zerstört werden oder nicht mehr löschen. Damit dies nicht eintreten kann, erfolgt beim Überschreiten eines oberen Schwellwertes eine Spannungsbegrenzung, indem ein zusätzlicher Lastwiderstand zwischen die Fernspeiseadern eingeschaltet wird, der so niederohmig ist, daß die Fernspeisespannung auf einen bestimmten Maximalwert von ca. 60 Volt begrenzt wird. Diese 60 Volt stellen

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auch im Falle einer Berührung durch Personen an der Unterbre.chungssteile eine ungefährliche Spannung dar» Sobald die Fernspeisestrecke wieder in Ordnung ist, wird der zusätzliche Lastwiderstand selbsttätig wieder abgeschaltet.

Pur die Zu- und Abschaltung des zusätzlichen Lastwiderstandes wurden bisher elektromagnetische .Relais, verwendet (Siemens-Zeitschrift 45 (1971), Beiheft Nachrichtenübertragungstechnik, S.118-121). Insgesamt sind bei dieser bekannten Anordnung drei elektromagnetische Relais erforderlich»

Aufgabe der Erfindung ist es, für die Zu- und Abschaltung des zusätzlichen Lastwiderstandes eine elektronische Lösung zu finden, die kleiner und robuster ist und zuverlässiger anspricht als die Lösung mit elektromagnetischen Relais.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit einer Schaltungsanordnung gelöst, mit der ein zusätzlicher Lästwiderstand durch einen ersten Thyristor an die Fernspeisespannung anschaltbar ist, dem eine Rückschaltanordnung zugeordnet ist, die aus einem Ladewiderstand, einem Kondensator und einem zweiten Thyristor besteht, der nach seiner Zündung den ersten Thyristor wieder sperrt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, ihre Wirkungsweise und zweckmäßige Weiterbildung v/erden anhand der Figuren 1-4 für ein Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 die Anordnung zum Teil in Blockdarstellung.

Fig.2 den zusätzlichen Laststromkreis mit opto-elektrbnischem Koppelelement.

Fig.3 eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung für zusätzliche Ansprechbedingungen.

Fig»4 die Einzelheiten einer ausgeführten Schaltungsanordnung.

Das Konstantstromregelgerät 1 der Fig.-1 ist von einem Gleichstrom- oder Wechselstromnetz gespeist. Es liefert die Spannung TJt für die Fernspeisung, deren Strom konstant gehalten

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wird. Die Verbraucher der Fernspeisestrecke sind durch den Widerstand 9 symbolisiert. Die Einheit 7 überwacht die Fernspeisespannung U1; sie gibt ein Signal zur Zuschaltung des zusätzlichen Lastwiderstandes 5 ab, wenn diese Spannung einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Insoweit entspricht die Anordnung dem bekannten Stand der Technik. Nach der Erfindung zündet dieses Signal nun einen Thyristor 6, der in Serie mit dem zusätzlichen Lastwiderstand 5 an der Speisespannung U1 liegt. Der Widerstand ist so bemessen, daß sich durch die Regeleinrichtung des Konstantstromgerätes 1 bei dem nach der Zuschaltung des Lastwiderstandes fließenden Strom eine verminderte Spannung U1 von etwa 60 Volt einstellt. Dieser Zustand stellt sich automatisch ein, wenn sich die !Fernspeisespannung U1 an der ferngespeisten Strecke unzulässig erhöht, wie beispielsweise bei Leitungsunterbrechung im Fernspeisekreis.

Zur automatischen Rückschaltung der Anordnung auf den Normalbetrieb ist nach der Erfindung ein weiterer Thyristor 3 vorgesehen, der von der Überwachungsanordnung 10 gesteuert wird. Diese Überwachungsanordnung prüft den Spannungsabfall am Widerstand 8, der im Zuge des Fernspeisekreises liegt. Sobald durch den Widerstand 8 ein Strom fließt, dessen Größe durch die ordnungsgemäße' Fernspeisestrecke bei der verminderten Spannung von 60 V bestimmt ist, gibt die Überwachungsanordnung 10 einen Impuls ab, der den Thyristor 3 zündet. Der Thyristor 3 liegt mit seinem Vorwiderstand 2 an der Fernspeisespannung U1. Wesentlich für die Rückschaltung ist der zwischen den Anoden der beiden Thyristoren angeordnete Kondensator 4. Seine Funktion ist folgende: Bei ordnungsgemäßer Fernspeisestrecke sind die beiden Thyristoren gelöscht, der Kondensator 4 hat keine Ladung, seine beiden Beläge liegen auf Pluspo'tential. Bach Zündung des Thyristors 6 liegt der rechte Belag des Kondensators über den Thyristor 6 nahezu an Minuspotential, folglich lädt sich der Kondensator 4 über Widerstand 2 auf die verfügbare Fernspeisespannung von ca·. 60 V· auf. Zündet nun zur Rückstellung der Einrichtung auch der zweite Thyristor 3, so fließt durch ihn und Thyristor 6 der Entladestrom des Kondensators 4, der dem.ursprünglichen Strom durch Thyristor 6 entgegengesetzt gerichtet ist, derart, daß

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der Thyristor 6 nun gelöscht wird. Der Vorwiderstand 2 für den Thyristor 3 ist so bemessen, daß der ihn durchfließende Strom kleiner als der Haltestrom für den Thyristor 3 ist, so daß der Thyristor 3 gelöscht wird, wenn der zusätzliche Strom aus der Ladung des Kondensators 4 einen Grenzwert unterschreitet.* Beide Thyristoren sind damit wieder gelöscht. Erwähnt sei · noch, daß die Überwachungsanordnung 10 von einer getrennten Hilfsspannung Ü2 aus dem Konstantstromregelgerät 1 gespeist ist.

Obgleich die beschriebene Anordnung die Aufgabe bereits erfüllt, ist in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung die zusätzliche Anordnung gemäß Pig.2 vorgesehen, die möglicherweise störende Impulse der Anordnung 10 verhindert. Nach dieser-Weiterbildung ist zu dem Thyristor 6 und seinem Vorwiderstand 5 ein opto-elektronisches Koppelelement vorgesehen; sein Ausgangssignal wird der Überwachungsanordnung 10 zugeführt und läßt dort nur die Abgabe eines Zündsignals an den Thyristor zu, wenn der Thyristor 6 durchgeschaltet hat.

In den ferngespeisten Fernmeldeeinrichtungen, für die die Schaltungsanordnung nach der Erfindung einsetzbar ist, wird gelegentlich, für Prüf- und Überwachungszwecke die automatische Konstantstromregelung umgeschaltet, so daß über den Fernspeisekreis ein

wesentlich geringerer Strom fließt als im NOrmalbetrieb. Um auch für diesen Fall die erfindungsgemäße Anordnung funktionsfähig zu machen, wird den Thyristoren 3 und 6 im Bedarfsfall gemäß Fig«,3 über die Widerstände 3d bzw. 6.1 eine Hilfsspannung Ü3 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß einerseits dem Kondensator 4 mehr elektrische Ladung zugeführt wird, als durch den geringeren Strom - bzw. durch die infolgedessen auch verminderte Speisespannung U1 - möglich istj andererseits wird durch den aus der Hilfsspannung Ü3 eingespeisten zusätzlichen Strom gewährleistet, daß der für die Aufrechterhaltung des gezündeten Zustande des Thyristors 6 nötige Haltestrom genügend groß ist. Die Dioden 3.2, 3.3, 6.2, 6.3 dienen zur Entkopplung der verschiedenen Stromkreise.

Fig.4 zeigt in vereinfachter Form die Schaltung eines Ausführungsbeispieles für die erfindungsgemäße Anordnung. Die Zusam-

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menschaltung der Anordnungen nach den Figuren 1-3 ist aus den gleichlautenden Bezeichnungen für die einzelnen Bauelemente erkennbar. Ausführlicher dargestellt sind die Überwachungsanordnungen 7 und 10.

Die Überwachungsanordnung 7 spricht an, wenn die Fernspeisespannung den vorgegebenen Grenzwert nach höheren Spannungswerten überschreitet. Die Zenerdiode 7.6 mit Vorwiderstand ist so bemessen, daß sie bei dieser Spannungsüberschreitung durchlässig wird. Der Transistor 7.3 zieht dann einen Basisstrom, seine Emitter-Basis-Strecke wird leitend; der Kondensator 7.5 wird dadurch über Widerstand 7.4 aufgeladen. Bei einer bestimmten Höhe der Kondensatorspannung wird die Basis 1-Emitter-Strecke des Unijunction-Transistors 7.2 leitend, der Kondensator 7.5 wird über die Primärwicklung des Übertragers entladen. Der sekundärseitig am Übertrager 7.1 auftretende Impuls steuert den Thyristor 6 leitend» Dadurch wird, wie oben beschrieben, die Fernspeisespannung' auf etwa 60 Y erniedrigt, die Überwachungsanordnung 7 wird stromlos, Thyristor 6 bleibt aber gezündete

Die Überwachungsanordnung 10 besorgt die Rückschaltung, d.h„ die Löschung des Transistors 6, wenn der Fernspeisekreis wieder in Ordnung ist. Sie überwacht den Spannungsabfall an Widerstand 8, der im Zuge des Fernspeisekreises liegt. Sobald dieser Spannungsabfall einen Wert erreicht, der sich bei ordnungsgemäßem Fernspeisekreis und verminderter Speisespannung einstellt, wird der Transistor. 10.1 durchlässig. Sein Kollektorstrom lädt über den Widerstand 10.2 den Kondensator 10.3 . In gleicher Weise, wie bereits oben beschrieben, wird über den Unijunction-Transistor 10.4 und den Übertrager 10.5 ein Impuls zur Zündung des Thyristors 3 abgegeben.

Bei intaktem Fernspeisekreis würde diese Anordnung jedoch periodisch Impulse erzeugen, d.h. der Thyristor 3 wird in gewissen Zeitabständen immer wieder gezündet werden. Da der Widerstand 2 relativ hochohmig ist, wird die Stromversorgungseinrichtung des Fernspeisekreises dadurch aber nur' unbedeutend zusätzlich belastet. Die unerwünschten Zündungen könnten jedoch die Einrichtung der Strecke stören. In Weiterbildung

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der Erfindung ist daher in der Kollektorleitung des Transistors 10.-1 das opto-elektronische Koppelelement 11. eingefügt, das nur dann einen Kollektorstrom zuläßt, wenn der Thyristor 6 gezündet hat. Dadurch entsteht nur dann ein Zündimpuls für den -Thyristor 3, wenn der Thyristor 6 leitend ist.

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Claims

TEKADE Feiten & Guilleaume - - -- -·, ,

Fernmeldeanlagen GmbH · P 1234 - Dr.Schr/Ea.

Patentansprüche

Schaltungsanordnung für stromgeregelte Fernspeisegeräte der Nachrichtentechnik zum Schalten eines zusätzlichen Lastwiderstandes bei Störungen im Fernspeisestromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Lastwiderstand (5) durch einen ersten Thyristor (6) zuschaltbar ist, dem eine Rückschaltanordnung zugeordnet ist, bestehend aus einem Ladewiderstand (2), einem Kondensator (4) und einem zweiten Thyristor (3), der nach seiner Zündung den ersten.Thyristor (6) wieder sperrt.

.2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Thyristor (6) von einer Spannungsüberwachung sanordnung (7) gesteuert wird, die bei Überschreitung eines Spannungsgrenzwertes der Speisespannung anspricht O

ο Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Thyristor (3) von einer anderen Überwachungsanordnung (10) gesteuert wird, die anspricht, wenn der Speisestrom einen bestimmten Grenzwert überschreitet.

Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Überwachungsanordnung (10) für den Speisestrom von einem im Stromkreis des zusätzlichen Lastwiderstandes angeordneten opto-elektronischen Koppelelement (11) abhängig ist.