DE2531680C2 - Circuit arrangement for ensuring the power supply of central facilities in telephone switching systems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Sicherstellung der Stromversorgung von zentralen Einrichtungen in Fernsprechvermittlungsanlagen.The invention relates to a circuit arrangement for ensuring the power supply of central Devices in telephone exchanges.

Die Stromversorgung zentraler Teile von Fernsprechvermittlungsanlagen ist möglichst ausfallsicher zu gestalten, weil Ausfälle in diesen Bereichen besonders weitreichende Auswirkungen haben. Deshalb kann es zweckmäßig sein, für solche Bereiche gedoppelte Stromversorgungen vorzusehen.The power supply of central parts of telephone exchanges is to be designed as fail-safe as possible, because failures in these areas are particular have far-reaching effects. Therefore it can be useful to double for such areas Provide power supplies.

Doppelte Stromversorgungen sind bereits seit langem für die gesamte Fernmeldeanlage bekannt, indem sowohl aus dem Netz über Gleichrichter als auch bei Netzausfall aus einer Batterie die Stromversorgung sichergestellt werden kann. Mit solchen Anordnungen befaßt sich die DE-AS 20 12 377.Double power supplies have long been known for the entire telecommunications system by the power supply from the mains via rectifier as well as from a battery in the event of a mains failure can be ensured. DE-AS 20 12 377 deals with such arrangements.

Es ist bei der Umschaltung von einer Stromversorgungsart auf die andere sehr wesentlich, daß diese Umschaltung lückenlos erfolgt, und daß auch nach der Umschaltung die richtige Spannung zur Verfügung steht. Eine solche Anordnung mit Umschaltung ohne Unterbrechung ist im Bergmann »Lehrbuch der Fernmeldetechnik«, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, 2. Auflage 1970, Seite 545 im Bild 3-4 dargestellt Bei dieser Versorgungsanlage ist einem Gleichrichtergerät eine Batterie gegenüber einem Verbraucher parallelgeschaltet, wobei die Batterie von dem Verbraucher über eine Diode abgetrennt istWhen switching from one type of power supply to the other, it is very important that this Switching takes place without gaps, and that the correct voltage is available even after switching stands. Such an arrangement with switching without interruption is in the Bergmann »textbook der Telecommunication technology «, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, 2nd edition 1970, page 545 in Fig. 3-4 In this supply system, a rectifier device is compared to a battery Consumers connected in parallel, the battery being disconnected from the consumer via a diode

Bei dieser bekannten Versorgungsanlage werden zwei Spannungsquellen unterschiedlicher Ausgestaltung angewendetIn this known supply system, two voltage sources of different configurations are used applied

s Es ist auch bekannt, Spannungsquellen gleicher Art beispielsweise Gleichrichter parallel zu schalten. Dabei kommt es darauf an, die Spannungen genau zu stabilisieren und zu entkoppeln, damit nicht relativ große Ströme nur von einer Quelle zur anderen fließen.s It is also known to use voltage sources of the same type for example to connect rectifiers in parallel. Included it is important to precisely stabilize and decouple the voltages, so not relatively great currents only flow from one source to another.

Eine solche Anordnung ist beschrieben in der US-PS 34 66 455. Hierbei werden Elektronenröhren zur Entkopplung verwendet die wie ein steuerbarer Regelwiderstand arbeiten, um konstanten Strom an die Verbraucher liefern zu können. Diese Anordnung istSuch an arrangement is described in US-PS 34 66 455. Here, electron tubes are used for decoupling uses which work like a controllable variable resistor to deliver constant current to the To be able to deliver to consumers. This arrangement is

is aufgrund ihrer aufwendigen Ausgestaltung in der Lage, durch Messungen zu ermitteln, wieviel Strom jeweils zu liefern ist und sich den Gegebenheiten anzupassen. Da diese Anordnung ein analoges Steuerverhalten hat sind die inneren Widerstände relativ hoch, wodurch bei größeren Strömen erhebliche Verlustleistungen auftreten können. Für den gegebenen Anwendungsfall, nämlich für die Stromversorgung von Unterwasser-Verstärkern, kommt es nur darauf an, daß der ausreichende Strom konstant gehalten wird und nicht abfällt wenn eine Spannungsquelle ausfälltis, due to its elaborate design, able to to determine through measurements how much electricity is to be supplied and to adapt to the circumstances. There this arrangement has an analog control behavior, the internal resistances are relatively high, which means that at larger currents, considerable power losses can occur. For the given application, namely for the power supply of underwater amplifiers, it is only important that the sufficient Current is kept constant and does not drop if a voltage source fails

Die Aufgabe der Erfindung besteht jedoch darin, digital arbeitende zentrale Verbraucher mit niedrigem Innenwiderstand und relativ hohem Strombedarf in einer Fernsprechvermittlungsanlage mit Strom zu versorgen. Da deshalb auch die aus Sicherheitsgründen gedoppelten Stromversorgungseinrichtungen einschließlich ihrer Anschalte- und Steueranordnungen einen niedrigen Innenwiderstand aufweisen müssen, wird diese Aufgabe so gelöst daß zwei Spannungsquellen über jeweils in die Sättigung steuerbare Transistoren mit den zentralen Verbrauchern verbunden sind, daß jeder der Transistoren durch eine aus je zwei weiteren Transistoren bestehende, einen Unterschied der Quellenspannungen gegenüber der Verbraucherspannungen feststellende Ansteuerschaltung durchgeschaltet oder gesperrt wird.However, the object of the invention is to provide digitally operating central consumers with low Internal resistance and relatively high power consumption in a telephone exchange with electricity supply. Because therefore also the power supply facilities, which are doubled for safety reasons, are included their connection and control arrangements must have a low internal resistance, This object is achieved in such a way that two voltage sources each have transistors that can be controlled into saturation are connected to the central consumers that each of the transistors through one of two further Existing transistors, a difference in the source voltages compared to the consumer voltages determining control circuit is switched through or blocked.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Transistoren, (TU, T2i) die jeweils eine Spannungsquelle mit den Verbrauchern verbinden, ein digitales Schaltverhalten haben, also entweder gesperrt oder völlig durchgeschaltet sind. Da beide Spannungsquellen (Ui, U2) auch einzeln den gesamten Strom liefern können, kann ohne weiteres diejenige abgeschaltet werden, die wegen einer Störung nicht mehr in der Lage ist eine ausreichende Spannung zu liefern. Dies zu bewirken, ist Aufgabe der Ansteuerschaltungen, die zu diesem Zweck laufend die zugehörige Quellenspannung mit der Verbraucherspannung vergleichen.The advantage of the circuit arrangement according to the invention is that the transistors (TU, T2i), which each connect a voltage source to the loads, have a digital switching behavior, that is, they are either blocked or completely switched through. Since both voltage sources (Ui, U2) can also supply the entire current individually, the one that is no longer able to supply sufficient voltage due to a fault can easily be switched off. It is the task of the control circuits to achieve this, which for this purpose continuously compares the associated source voltage with the consumer voltage.

Damit der Innenwiderstand der Anordnung auch bei höheren Lastströmen gering bleibt, können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weitere Transistoren dem Schalttransistor (TH, Γ21) parallel geschaltet werden. Wenn die Ansteuerschaltungen als Bauelemente gemäß Anspruch 4 ausgeführt sind, ist es wegen des dann sehr geringen Platzbedarfes möglich, diese Anordnungen auf jeder Baugruppe der zentralen Einrichtungen einer Fernsprechanlage vorzusehen. Dies bietet eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit, da damit auch die Baugruppen selbst voneinander entkoppelt sind und ein Detail-Kurzschluß sich nicht direkt auf das gesamte System auswirken kann.So that the internal resistance of the arrangement remains low even with higher load currents, according to a further embodiment of the invention, further transistors can be connected in parallel to the switching transistor (TH, Γ21). If the control circuits are designed as components according to claim 4, it is then possible, because of the very little space required, to provide these arrangements on each assembly of the central devices of a telephone system. This offers a further increase in operational reliability, since the assemblies themselves are also decoupled from one another and a short-circuit in detail cannot have a direct effect on the entire system.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-An embodiment of the invention is hereinafter

gend anhand von Zeichnungen erläutert Es zeigtGend explained with reference to drawings. It shows

F i g. 1 die schematische AnordnungF i g. 1 shows the schematic arrangement

Fig.2 eine detaillierte Stromlaufzeichnung -der Anordnung nach F i g. 1 mit parallel geschalteten Transistoren.Fig. 2 is a detailed circuit diagram of the Arrangement according to FIG. 1 with transistors connected in parallel.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung sind zwei SpannungsqueUen Ui, U2 vorgesehen, die Ober jeweils einen Transistor 7*11, 7*21 auf zentrale Verbraucher V wirken. Die beiden Transistoren sind dabei derart geschaltet, daß zwar beide Spanncngsquellen zugleich auf den Verbraucher V einwirken können, es dagegen unmöglich ist, daß bei Ausfall einer Spannungsquelle die verbleibende Spannungsquelle auf den Innenwiderstand der anderen arbeitet Durch eine geringe Durchlaßspannung, die auch bei höheren Strömen durch Parallelschalten von weiteren Transistoren niedrig gehalten werden kann, läßt sich eine für den Betrieb von Logikschaltungen erforderliche besonders enge Tolerierung der Versorgungsspannung an den Verbrauchern erreichen. Die in Sättigung betriebenen und als Ventile wirkenden Transistoren, von denen im folgenden nur die 7*11 und 7*21 betrachtet werden sollen, werden jeweils durch eine Ansteuerschaltung ASi, AS2 angesteuert Diese Ansteuerschaltung wirkt folgendermaßen: Es sei zunächst angenommen, daß die beiden Spannungsquellen LAl, U2 gleiche Spannungswerte besitzen, also t/l = U2. In diesem Fall wird die Basis des Transistors 7*16 über einen Widerstand R 17 und eine Diode D10 gegenüber dem Emitter dieses Transistors 7*16 vorgespannt, wobei diese Spannung etwa 0,7 V beträgt Diese Vorspannung dient dazu, den Transistor T16 nicht schon bei kleinen Spannungsunterschieden zwischen Ui und U 2 durchzusteuern. Der Transistor T16 ist demnach im vorliegenden Fall gerade noch nicht durchgesteuert, da kein Basisstrom fließtIn the circuit arrangement shown in the drawing, two voltage sources Ui, U2 are provided, each of which acts on central loads V via a transistor 7 * 11, 7 * 21. The two transistors are connected in such a way that, although both voltage sources can act on the consumer V at the same time, it is impossible, on the other hand, that if one voltage source fails, the remaining voltage source works on the internal resistance of the other Parallel switching of further transistors can be kept low, a particularly tight tolerance of the supply voltage to the consumers, which is necessary for the operation of logic circuits, can be achieved. The transistors operated in saturation and acting as valves, of which only 7 * 11 and 7 * 21 will be considered in the following, are each controlled by a control circuit ASi, AS2. This control circuit works as follows: It is initially assumed that the two voltage sources LAl, U2 have the same voltage values, i.e. t / l = U2. In this case, the base of the transistor 7 * 16 is biased against the emitter of this transistor 7 * 16 via a resistor R 17 and a diode D 10, this voltage being about 0.7 V. This bias is used to prevent the transistor T16 to be controlled with small voltage differences between Ui and U 2 . The transistor T16 is therefore just not turned on in the present case, since no base current flows

Das oben hinsichtlich einer auf den Transistor 7"H einwirkenden und aus den Transistoren 7*16, T17, der Diode DlO und den Widerständen Λ 11, Λ 16, Λ 17 bestehenden Ansteuerschaltung AS 1 Gesagte gilt auch für die symmetrisch dazu angeordnete Ansteuerschaltung AS 2, die auf den Transistoren 7*21 wirkt und aus Transistoren 7*26, T27, einer Diode D 20 und den Widerständen Ä 21, Λ 26, Ä27 besteht. Es ist also für den Fall, daß Ui = t/2 auch der Transistor 7*26 gerade noch nicht durchgesteuert, da kein Basisstrom fließt What was said above with regard to a control circuit AS 1 acting on the transistor 7 ″ H and consisting of the transistors 7 * 16, T17, the diode D10 and the resistors Λ 11, Λ 16, Λ 17 also applies to the control circuit AS 2 arranged symmetrically therewith , which acts on the transistors 7 * 21 and consists of transistors 7 * 26, T27, a diode D 20 and the resistors 21, Λ 26, 27. So it is for the case that Ui = t / 2 also the transistor 7 * 26 not yet fully activated because no base current is flowing

Da nun der Transistor 7*16 nicht durchgesteuert ist, fließt ein Strom von dem positiven Pol der Spannungsquelle t/l über den Emitter und die Basis des Transistors TIl, den Widerstand All, den Emitter und die Basis des Transistors 7*17 se wie den Widerstand R16. Dieser letztgenannte Strom steuert den Transistor T17 durch. Analoges gilt hinsichtlich des Transistors T27 in der Ansteuerschaltung AS 2.Since the transistor 7 * 16 is not turned on, a current flows from the positive pole of the voltage source t / l via the emitter and the base of the transistor TIl, the resistor All, the emitter and the base of the transistor 7 * 17 se like the Resistor R 16. This last-mentioned current controls transistor T17. The same applies to transistor T27 in control circuit AS 2.

Wegen des durchgeschalteten Transistors 7*17 fließt ein Strom von der positiven Klemme der Spannungsquelle Ui Ober die Emitter-Basisstrecke des Transistors 7*11 den Widerstand R11, die Emitter-Kollektor-Strekke des Transistors 7*17. Dieser zuletzt genannte Strom steuert den Transistor 7*11 durch. Entsprechendes gilt für den Transistor 7*21 der Ansteuerschaltung ASZ Es kann somit der Laststrom IL über die Transistoren TIl und T21 zum Verbraucher Vfließen. Die Verbraucherspannung UV ist um den Spannungsabfall an der Emitter-Kollektor-Strecke der in Durchlaßrichtung betriebenen Transistoren TIl und T21 kleiner als der Spannungswert an den Spannungsquellen U1 bzw. UZ Because the transistor 7 * 17 is switched on, a current flows from the positive terminal of the voltage source Ui via the emitter-base path of the transistor 7 * 11, the resistor R 11, the emitter-collector path of the transistor 7 * 17. This last-mentioned current controls transistor 7 * 11 through. The same applies to the transistor 7 * 21 of the control circuit ASZ. The load current IL can thus flow to the consumer V via the transistors TIl and T21. The consumer voltage UV is lower than the voltage value at the voltage sources U 1 and UZ by the voltage drop across the emitter-collector path of the transistors TIl and T21, which are operated in the forward direction

Nimmt man nun an, daß der Spannungswert an der Spannungsquelle UX kleiner als der Spannungswert an der Spannungsquelle t/2 ist, so ist am Emitter des Transistors T16 immer noch die Spannung UV vorhanden, wobei sich diese Spannung aus t/2 abzüglich der Emitter-Kollektor-Spannung am Transistor T21 ergibt Die Spannung UV ist demnach größer als die Spannung an der Spannungsquelle U1. Daraus resultiert daß die Basis des Transistors T16 negativer wird. Wird die Schwellspannung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T16 überschritten (UBEkleiner als —0,8 Volt), so wird der Transistor T16 durchgesteuert und die Spannung am Widerstand R 16 steigt auf den Wert von ca. t/V(minus UCExon T16) an.If one now assumes that the voltage value at the voltage source UX is smaller than the voltage value at the voltage source t / 2, the voltage UV is still present at the emitter of the transistor T16, this voltage being calculated from t / 2 minus the emitter- The collector voltage at the transistor T21 results in the voltage UV is accordingly greater than the voltage at the voltage source U 1. This results in the base of the transistor T16 becoming more negative. If the threshold voltage of the base-emitter path of the transistor T16 is exceeded (UBE less than -0.8 volts), the transistor T16 is turned on and the voltage at the resistor R 16 rises to the value of approx. T / V (minus UCExon T16 ) at.

Als Folge davon sperrt der Transistor T17, und es kann kein Strom mehr von der Emitter-Basis-Strecke des Transistors TIl und dem Widerstand. Λ 11 über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T17 fließen. Das bedeutet, daß auch der Transistor TIl sperrt Hierdurch wird die Spannungsquelle U1 abgeschaltet. Es ergibt sich also, daß bei dem zuletzt beschriebenen Fall (U2 größer als U1) nur noch ein Strom über den Transistor T21 fließt Im umgekehrten Fall, bei dem t/2 kleiner als Ui ist, wird der Transistor T21 gesperrt und es fließt nur noch ein Strom über den Transistor TlI.As a result, the transistor T17 blocks, and no more current can flow from the emitter-base path of the transistor TIl and the resistor. Λ 11 flow through the emitter-collector path of transistor T17. This means that the transistor TIl also blocks. As a result, the voltage source U 1 is switched off. The result is that in the last described case (U2 greater than U 1) only one current flows through the transistor T21. In the opposite case, in which t / 2 is less than Ui , the transistor T21 is blocked and it only flows another current through the transistor TlI.

Die beschriebene Schaltungsanordnung läßt sich auch mit komplementären Bauelementen (npn-Transistoren) aufbauen und dann analog für negative Spannungsquellen Ui, U2 verwenden.The circuit arrangement described can also be constructed with complementary components (npn transistors) and then used analogously for negative voltage sources Ui, U2 .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung für die Sicherstellung der Stromversorgung von zentralen Einrichtungen in Fernsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannungsquellen (Ui, t/2) über jeweils in die Sättigung steuerbare Transistoren (TU, T2i) mit den zentralen Verbrauchern fV9 verbunden sind, daß jeder der Transistoren durch eine aus je zwei weiteren Transistoren bestehende, einen Unterschied der Quellenspannungen (Ui, t/2) gegenüber der Verbraucherspannung (Uv) feststellende Ansteuerschaltung (ASi, AS 2) durchgeschaltet oder gesperrt wird.1. Circuit arrangement for ensuring the power supply of central facilities in telephone exchanges, characterized in that two voltage sources (Ui, t / 2) via each controllable in the saturation transistors (TU, T2i) are connected to the central loads fV9 that each of the Transistors is switched through or blocked by a control circuit (ASi, AS 2) consisting of two further transistors each, a difference in the source voltages (Ui, t / 2) compared to the consumer voltage (Uv). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Pol (PH) einer Ansteuerschaltung (ASl) über den gemeinsamen Pol der zwei Spannungsqusllen (Ui, t/2) und der zentralen Verbraucher (V) mit dem gleichartigen Pol (P2i) der anderen Ansteuerschaltung (AS2) verbunden ist, daß die zweiten Pole (P 12, P22) der Ansteuerschaltungen über den anderen Pol der zentralen Verbraucher miteinander verbunden sind, und daß die dritten Pole (P 13, P23) jeweils über Dioden (D 10, D 20) mit den Spannungsquellen (U 1, i/2) verbunden sind.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a first pole (PH) of a control circuit (ASl) via the common pole of the two voltage sources (Ui, t / 2) and the central consumer (V) with the same type of pole (P2i) the other control circuit (AS2) is connected, that the second poles (P 12, P22) of the control circuits are connected to one another via the other pole of the central consumer, and that the third poles (P 13, P23) each via diodes (D 10, D 20) are connected to the voltage sources (U 1, i / 2). 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Transistoren (TH, T2i), die den Verbraucherstrom schalten, weitere Transistoren (Ti2, 13; Γ22; 23) parallel schaltbar sind, um den Durchgangswiderstand zwischen den Spannungsquellen und den Verbrauchern gering zu halten.3. Circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that to the transistors (TH, T2i) which switch the load current, further transistors (Ti2, 13; Γ22; 23) can be connected in parallel to increase the volume resistance between the voltage sources and to keep consumers low. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltungen (ASi, AS 2) in Form von integrierten Schichtschaltungen (Ic's), oder in Form von Dickbzw. Dünnfilmschaltungen ausgeführt sind.4. Circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the control circuits (ASi, AS 2) in the form of integrated layer circuits (Ic's), or in the form of Dickbzw. Thin film circuits are carried out.