DE3801875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für Stromversorgungseinrichtungen in Fernmeldeanlagen, ins­ besondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit zwei Spannungs­ senken und zwei voneinander unabhängigen Spannungen innerhalb gleicher Toleranzgrenzen liefernden Spannungsquellen, die für den störungsfreien Normalbetrieb einzeln den Spannungs­ senken zugeordnet sind, und von denen jede sowohl bei Unter­ schreitung der Toleranzuntergrenzen durch die jeweils gelieferte Spannung als auch bei deren Ausfall bzw. bevorstehendem Ausfall dieser Spannung eine sich vom Normalbetrieb unterscheidende Störungssituation signalisiert und hierzu ein Störungssignal an einen der betreffenden Spannungssenke zugeordneten Schalter abgibt.

Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist i. w. bereits bekannt durch die DE 32 09 967 C2. In diesem bekannten Falle sind die Spannungssenken z.B. Mehr­ fachteilnehmeranschlußschaltungen. Bei Eintritt der genannten Störungssituation, die in einer Überschreitung der Toleranz­ grenzen der gelieferten Spannung nach unten oder nach oben liegen kann, soll dafür gesorgt werden, daß Informationsver­ fälschungen im Zusammenhang von im Aufbau befindlichen Ver­ bindungen unterbunden werden. Bei Eintritt einer in einer Über­ schreitung der Toleranzgrenzen nach oben oder nach unten liegenden Störungssituation sollen im Aufbau befindliche Ver­ bindungen lieber abgebrochen werden, als daß aufgrund von störungsbedingten Informationsverfälschungen Falschverbindungen zustande kommen. Im bekannten Falle kann also die Betriebs­ spannung für Mehrfachteilnehmeranschlußschaltungen, Verbin­ dungssätze und dergleichen bei störungsfreiem Normalbetrieb innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegen; eine Störungs­ situation besteht darin, daß die Betriebsspannung diese Toleranzgrenzen nach oben oder nach unten überschreitet bzw. unterschreitet.

Bei Stromversorgungseinrichtungen, die ja üblicherweise spannungsgeregelt sind, besteht das Hauptproblem hinsicht­ lich Störungssituationen darin, daß die Betriebsspannung aus­ fällt oder daß die Betriebsspannung ihre Toleranzuntergrenze unterschreitet, d.h. daß die Betriebsspannung etwas tiefer absinkt als dies zulässig ist. Der umgekehrte Fall, daß die Betriebsspannung zu hohe Werte annimmt, ist also weniger proble­ matisch, weil diese Unregelmäßigkeit mit Hilfe der Regelung leichter beherrschbar ist. Demgegenüber besteht das schwierigere Problem darin, bei einem Absinken der von einer Spannungsquelle gelieferten Betriebsspannung oder bei deren totalem Ausfall für Abhilfe zu sorgen.

Für die Erfindung besteht die Aufgabe, bei einem Absinken der von einer Spannungsquelle gelieferten Betriebsspannung unter eine Toleranzuntergrenze sowie bei einem Ausfall der Betriebs­ spannung eine Weiterversorgung mittels an sich bekannter Parallel­ schaltung zu gewährleisten, wobei diese ausgehend von einem entkoppelten Parallelarbeiten bei störungsfreiem Normalbetrieb einerseits möglichst lückenlos gewährleistet sein soll und andererseits möglichst ohne einen Spannungsabfall zusätzlich zu der an sich zulässigen Spannungstoleranz.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der von jeder der beiden Spannungsquellen zu ihrer jeweils zugeordneten Spannungssenke führenden Strompfade je eine erste Diode in Durch­ laßrichtung und in jedem von zwei weiteren, von jeder der beiden Spannungsquellen zu der jeweils anderen, also nicht zugeordne­ ten Spannungssenke führenden Stromhilfspfade eine zweite, und zwar eine ebenfalls jeweils der betreffenden Spannungssenke zugeordnete Diode in Durchlaßrichtung liegt, und daß mit Hilfe eines nur im Normalbetrieb jeder der Spannungsquellen geschlosse­ nen Schalterkontaktes die jeweilige erste Diode in dem der be­ treffenden Spannungssenke und somit dem betreffenden Schalter zugeordneten Strompfad kurzschließbar ist, und daß mit Hilfe eines nur in einer Störungssituation der einen oder der anderen jeder der beiden Spannungsquellen geschlossenen Schalterkontaktes die jeweilige zweite Diode in dem der betreffenden Spannungssenke und somit dem betreffenden Schalter zugeordne­ ten Stromhilfspfad kurzschließbar ist, und daß der an den Dioden bei Stromfluß in Durchlaßrichtung auftretende jeweili­ ge Spannungsabfall gleich oder größer ist als der Toleranzbe­ reich jeder der beiden Spannungsquellen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nur in wesentlich zu ihrem Verständnis beitragenden Bestandteilen dargestellt, worauf dieselbe jedoch keineswegs beschränkt ist.

Es sind zwei Spannungsquellen Q 1 und Q 2 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sind und deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Diese Spannungsquellen mögen spannungsgeregelt sein. Die von ihnen gelieferten Spannungen liegen innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen. Die gelieferten Betriebsspannungen, die also innerhalb der gegebenen Toleranz­ grenzen liegen, sind insoweit im störungsfreien Betrieb im wesentlichen gleich groß. Diese beiden Spannungsquellen mögen zu einer Stromversorgungseinrichtung in einer Fernmelde­ anlage, insbesondere einer Fernsprechvermittlungsanlage gehören.

Außerdem sind zwei voneinander unabhängige Spannungssenken S 1 und S 2 angedeutet. Hierunter sind Verbraucher zu verstehen, wie z.B. Mehrfachteilnehmeranschlußschaltungen, Verbindungs­ sätze, Gruppen von diesen, Anschlußgruppen oder Teile von diesen.

Für den störungsfreien Normalbetrieb sind die Spannungssenken und die Spannungsquellen einzeln einander zugeordnet. So sind die Spannungsquelle Q 1 und die Spannungssenke S 1 einander zu­ geordnet; gleiches gilt für die Spannungsquelle Q 2 und die Spannungssenke S 2. Die Spannungsquellen sind voneinander ent­ koppelt.

Jede der beiden Spannungsquellen weist u.a. einen Alarmkontakt q 1 bzw. q 2 auf. Unterschreitet die von einer der Spannungsquellen jeweils gelieferte Spannung eine vorgegebene Toleranzunter­ grenze, so signalisiert der betreffende Alarmkontakt diese sich vom störungsfreien Normalbetrieb unterscheidende Störungs­ situation. Die Störungssituation wird signalisiert sowohl bei Unterschreitung der Toleranzuntergrenze durch die jeweils gelieferte Spannung sowie bei deren totalem Ausfall. Ebenso kann auch vorgesehen werden, daß die Störungssituation signalisiert wird vorbereitend für die Situation eines Ausfalles der Betriebs­ spannung, also mit zeitlichem Vorlauf. Die Störungssituation kann also auch vorbereitend für einen bevorstehenden Ausfall der Betriebsspannung signalisiert werden. Das Störungssignal wird zu einem der der betreffenden Spannungsquelle, z.B. Q 1, zugeordneten Spannungssenke, z.B. S 1, entspechenden Schalter, z.B. R 1, über­ tragen. Das Mitwirken eines Transistors T 1, eines Kondensators C 1 und eines Widerstandes hat (ähnlich wie in obigem bekannten Falle; die Arbeitsweise ist dort erläutert!) die Bedeutung, daß der betreffende Schalter, z.B. R 1, beim Übergang vom Normalbe­ trieb in die Störungssituation reaktionsverzögert arbeitet.

Die Alarmkontate q 1 und q 2 sowie die Schalterkontakte r 1 und r 2 sind im stromlosen Zustand der Schaltungsanordnung dargestellt. Die Schalter R 1 und R 2 mögen als elektromechanische Relais aus­ gebildet sein. Ebenso gut ist es aber auch möglich, hierfür ent­ sprechende elektronische Schaltmittel bekannter Art zu verwenden. Die den Relais R 1 und R 2 und den Widerständen W 1 und W 2 zuge­ führte Minusspannung kann ebenfalls von den Spannungsquellen Q 1 und Q 2 geliefert werden.

Befinden sich die Spannungsquellen Q 1 und Q 2 im Normalbetrieb, so sind die Alarmkontakte q 1 und q 2 geschlossen. Die Alarmgabe besteht also darin, daß ein über einen Alarmkontakt verlaufender Strompfad unterbrochen wird. - Befinden sich also die beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 2 im Normalbetrieb, so sind die Kontakte q 1 und q 2 geschlossen, wodurch auch die Relaisspulen R 1 und R 2 stromdurchflossen und die beiden Umschalter r 1 und r 2 der Relais betätigt sind. Diese Umschalter befinden sich also beim Normal­ betrieb ihrer Spannungsquellen in der in der Zeichnung nicht dargestellten Arbeitslage. Zum Beispiel für den Umschal­ ter r 1 bedeutet dies, daß in seiner Arbeitslage die Diode D 1 durch ihn kurzgeschlossen ist, während die Diode E 1 nicht kurz­ geschlossen ist. Entsprechendes gilt für den Umschalter r 2.

In jedem der von jeder der beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 2 zu ihrer jeweils zugeordneten Spannungssenke S 1 und S 2 führenden Strompfade liegt je eine erste Diode D 1 bzw. D 2 in Durchlaß­ richtung für den von der Stromversorgungseinrichtung jeweils ge­ lieferten Gleichstrom. In jedem von zwei weiteren, von jeder der beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 1 zu der jeweils anderen, also nicht zugeordneten Spannungssenke, S 2 bzw. S 1 führenden Strom­ hilfspfade liegt jeweils eine zweite Diode E 2 bzw. E 1. Diese zweite Diode, z.B. E 1 möge ebenfalls jeweils der betreffenden Spannungssenke, z.B. S 1 zugeordnet sein. Die zweiten Dioden E 1 und E 2 sind für einen von der Stromversorgungseinrichtung zu liefernden Versorgungsgleichstrom ebenfalls - wie aus der Zeichnung ersichtlich - in Durchlaßrichtung geschaltet.

Im Normalbetrieb jeder der beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 2 ist die jeweils zugeordnete erste Diode D 1 bzw. D 2 kurzge­ schlossen durch die Arbeitsseite des jeweils zugeordneten Um­ schalters r 1 bzw. r 2. Der Versorgungsstrom von der Spannungs­ quelle Q 1 führt zur Spannungssenke S 1 also über die Arbeits­ seite des Umschalters r 1. Die Diode D 1 ist dabei kurzgeschlossen. Entsprechendes gilt für die Spannungsquelle Q 2 und die Spannungs­ senke S 2. Die beiden genannten Strompfade sind dabei mitein­ ander über die zweiten Dioden E 1 und E 2 miteinander verbunden. Jedoch sind die beiden Spannungsquellen über diese Dioden von­ einander entkoppelt. Dies ist dadurch bewerkstelligt, daß die von den beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 2 gelieferten Betriebs­ spannungen hochgradig gleich sind, d.h. innerhalb von vorge­ gebenen engen Toleranzgrenzen. Die Einhaltung dieser Toleranz­ grenzen seitens der Spannungsquellen wird durch entsprechende an sich bekannte Regelungseinrichtungen bewerkstelligt. Diese Toleranzgrenzen sind so festgelegt, daß der dadurch begrenzte Toleranzbereich gleich oder kleiner ist als der bei Stromfluß durch die Dioden in Durchlaßrichtung an ihnen jeweils auftretende Spannungsabfall. Dies hat zur Folge, daß bei Normalbetrieb der beiden Spannungsquellen Q 1 und Q 2 die von ihnen gelieferten Spannungen über die Arbeitsseiten der Umschalter r 1 bzw. r 2 unmittelbar durchgreifen auf die Punkte P 1 und P 2. Die am Punkt P 1 in dieser Betriebssituation anliegende Spannung kann auf den Punkt P 2 nicht durchgreifen, weil dies durch einen an der zweiten Diode E 2 bei Stromfluß auftretenden Spannungsabfall verhindert werden würde. Entsprechendes gilt umgekehrt bezüglich der zweiten Diode E 1. - Im Normalbetrieb beider Spannungsquellen arbeitet also jeder von ihnen beiden nur für die jeweils der einen oder der anderen zugeordnete Spannungssenke S 1 bzw. S 2; die Spannungsquellen arbeiten also im Normalbetrieb entkoppelt von­ einander.

Es sei nun angenommen, daß die Spannung der Spannungsquelle Q 2 die Toleranzuntergrenze unterschreitet. Infolgedessen wird der Alarmkontakt q 2 geöffnet. Das Relais R 2 wird stromlos. Sein Umschalter r 2 kehrt in die in der Zeichnung dargestellte Ruhe­ lage zurück. Dadurch wird die zweite Diode E 2 kurzgeschlossen und die erste Diode D 2 freigegeben. Das Potential am Punkt P 2 bestimmt sich nunmehr nach dem Potential am Punkt P 1, weil dieses positiver ist als das von der Spannungsquelle Q 2 gelie­ ferte Potential. Die beiden Spannungssenken S 1 und S 2 werden nun also mit genau der gleichen Betriebsspannung versorgt. Nur während der Reaktionszeit des Relais R 2, während der nach seinem Stromloswerden der Umschalter r 2 aus der Arbeitslage in die in der Zeichnung dargestellte Ruhelage zurückkehrt, liegt in dem über die zweite Diode E 2 verlaufenden Stromhilfspfad diese Diode gleichermaßen als Vorwiderstand. Der durch den über sie eintretenden Stromfluß entstehende Spannungsabfall macht sich also kurzzeitig bei der an die Spannungssenke S 2 gelieferten Versorgungsspannung bemerkbar. Während der Reaktionszeit des Um­ schalters r 2 ist die der Spannungssenke S 2 gelieferte Versorgungs­ spannung vorübergehend also etwas niedriger und zwar nach Maßgabe des Spannungsabfalles, der bei Stromfluß in Durchlaßrichtung durch die zweite Diode E 2 auftritt.

Insoweit kann also zusammenfassend festgestellt werden, daß bei Übergang der Spannungsquelle Q 2 vom Normalbetrieb in die Störungssituation die der betreffenden Spannungssenke S 2 zuge­ führte Betriebsspannung kurzzeitig um den an der betreffenden zweiten Diode E 2 entstehenden Spannungsabfall verringert ist, daß aber nach der betreffenden, durch den Umschalter r 2 bedingten Reaktionszeit die der Spannungssenke S 2 zugeführte Versorgungs­ spannung wieder den gleichen Wert hat wie die der Spannungssenke S 1 von der im störungsfreien Normalbetrieb sich befindenden Spannungs­ quelle Q 1 zugeführte Versorgungsspannung; diese Spannungssenke befindet sich also noch im Normalbetrieb - es ist also festzu­ stellen, daß beim Übergang vom Normalbetrieb in die Störungs­ situation einer der beiden Spannungsquellen, z.B. Q 2, beide Spannungssenken weiterhin spannungsversorgt sind. Dabei wird die betreffende Spannungssenke, z.B. S 2, mit der gleichen Spannung versorgt, wie diejenige Spannungssenke, z.B. S 1, deren zugeordne­ te Spannungsquelle, z.B. Q 1, weiterhin im Normalbetrieb ist. Die andere Spannungssenke, deren Spannungsquelle sich in der Störungssituation befindet, wird nur während einer relativ kurzen Zeit, und zwar der Reaktionszeit des Umschalters ihres Relais kurzzeitig mit einer um den Spannungsabfall von der betreffenden zweiten Diode, z.B. E 2, niedrigeren Versorgungs­ spannung versorgt. Diese Situation ist jedoch nur von sehr kurzer Dauer.

Durch das Zusammenwirken der Dioden, insbesondere der zweiten Dioden E 1 und E 2, und der Umschalter wird also bei gegebener Entkopplung (s.o.) im Normalbetrieb der Effekt der Verringerung der jeweiligen Versorgungsspannung für die Spannungssenken so klein wie möglich gehalten in seiner Auswirkung und zwar sowohl größenmäßig als auch zeitlich. Durch diese zeitliche Kürze ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß nicht gerade während der Reaktionszeit eines Umschalters, z.B r 2, einer Spannungssenke, z.B. S 2, sich die von der der anderen Spannungssenke, z.B. S 1, zugeordneten Spannungsquelle, z.B. Q 1, abgegebene Betriebsspan­ nung gerade in ihrem unteren Toleranzbereich befindet, daß sich also der während dieser Reaktionszeit entstehende Spannungsab­ fall an der betreffenden zweiten Diode, z.B. E 2, sich nicht von einer sich bereits im unteren Toleranzbereich sich befindenden Betriebsspannung (von Q 1 abgegeben) noch subtrahiert, was ja zur Unterschreitung der unteren Toleranzgrenze führen könnte. Es ist aber mit der erwähnten hohen Wahrscheinlichkeit gewähr­ leistet, daß dieser Fall nicht eintritt.

Es ist vorgesehen, daß der an den Dioden bei Stromfluß in Durch­ laßrichtung auftretende jeweilige Spannungsabfall gleich oder größer ist als der Toleranzbereich jeder der beiden Spannungs­ quellen. Dadurch ist die bereits erwähnte Entkopplung gewähr­ leistet. - Andererseits ist vorgesehen, daß der bei Stromfluß in Durchlaßrichtung an den Dioden auftretende Spannungsabfall relativ nur wenig größer ist als der Toleranzbereich der Spannungsquellen; dadurch wird gewährleistet, daß der durch die Dioden bedingte, sich zur Spannungstoleranz addierende Spannungs­ abfall so gering wie möglich ist. Es ist zweckmäßig, vorzusehen, daß der Mindestwert dieses Spannungsabfalles gleich oder größer ist als dieser Toleranzbereich - wie es sich aus der Zeichnung ergibt, sind die Schalterkontakte als Umschalter mit gemeinsamer Mittelfelder für die beiden Schalterkontakte (Arbeitskontakt und Ruhekontakt) pro Schalter ausgebildet.

Die Erfindung hat besondere Bedeutung im Zusammenhang mit einem Stecken und Ziehen von Baugruppen bezüglich der üblicherweise vorgesehenen Kontaktsteckerleisten; über einige Kontaktstecker- Stifte solcher Leisten erfolgt in bekannter Weise auch die Zuführung der erforderlichen Betriebsspannungen. Umfaßt ein Gerät mit zwei Spannungsquellen mehrere Baugruppen, die teils von der einen Spannungsquelle und teils von der anderen Spannungsquelle versorgt werden, und von denen jede mit eigenen Pufferkondensatoren für die Gleichspannungsspeisung ausge­ stattet ist, und wird eine Baugruppe gesteckt, so kann ein entsprechender Ladestromstoß für die Pufferkondensatoren zu einem Spannungseinbruch bei der betreffenden Spannungsquelle führen, der sich darüber hinaus aber auch allen anderen von derselben Spannungsquelle gespeisten Baugruppen mitteilt und in diesen Falschfunktionen, z.B. Informationsverfälschungen, zur Folge haben kann. Solche auf diese oder auch auf noch andere Weise hervorgerufenen kurzzeitigen belastungsbedingten Spannungseinbrüche am Ausgang einer der Spannungsquellen mögen innerhalb der Reaktionszeit der Alarmsignale durch die Alarmkontakte q 1/q 2 liegen und/oder innerhalb der Reaktions­ zeit der Relais R 1/R 2. Auch für diesen Fall wirkt sich die Erfindung vorteilhaft aus. Solche Spannungseinbrüche über­ schreiten also den allgemeinen Rahmen des störungsfreien Normal­ betriebes und stellen bereits eine störungsähnliche Unregel­ mäßigkeit dar. Solchen Spannungseinbrüchen wirkt aber die Erfindung ganz entscheidend entgegen, indem während derselben eine der zweiten Dioden E 1 oder E 2 aufgrund des entstehenden Spannungsabfalles in Durchlaßrichtung leitend wird, und indem die Spannungsquelle, die von dem jeweils stromspitzenbedingten Spannungseinbruch nicht betroffen war, die Versorgungsgleichspannung für die von diesem stromspitzen­ bedingten Spannungseinbruch betroffenen Baugruppen unterstützt, die von der jeweils anderen Spannungsquelle gespeist werden. - Außerdem ist auch noch darauf hinzuweisen, daß die ersten Dioden und die zweiten Dioden einen optimalen Kontaktschutz für die Kontakte der Umschalter r 1 und r 2 bilden. Aufgrund dieses hochwertigen Kontaktschutzes können hierfür Kontakte und Relais verwendet werden, die trotz beachtlicher Ströme im Zusammenhang mit der Zuführung der Versorgungsspannung dennoch relativ aufwandsparend ausgebildet sein können.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung für Stromversorgungseinrichtungen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechvermittlungsanlagen, mit zwei Spannungssenken und zwei voneinander unabhängigen Spannungen innerhalb gleicher Toleranzgrenzen liefernden Spannungsquellen, die für den störungsfreien Normalbetrieb einzeln den Spannungssenken zugeordnet sind, und von denen jede sowohl bei Unterschreitung der Toleranzuntergrenzen durch die jeweils gelieferte Spannung als auch bei deren Ausfall bzw. bevorstehendem Ausfall dieser Spannung eine sich vom Normal­ betrieb unterscheidende Störungssituation signalisiert und hierzu ein Störungssignal an einen der betreffenden Spannungs­ senke zugeordneten Schalter abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der von jeder der beiden Spannungsquellen (Q 1, Q 2) zu ihrer jeweils zugeordneten Spannungssenke (S 1, S 2) führenden Strom­ pfade je eine erste Diode (D 1, D 2) in Durchlaßrichtung und in jedem von zwei weiteren, von jeder der beiden Spannungsquellen (Q 1, Q 2) zu der jeweils anderen, also nicht zugeordneten Spannungs­ senke (S 2, S 1) führenden Stromhilfspfade eine zweite, und zwar eine ebenfalls jeweils der betreffenden Spannungssenke (S 1, S 2) zugeordnete Diode (E 1, E 2) in Durchlaßrichtung liegt, und daß mit Hilfe eines nur im Normalbetrieb jeder der Spannungsquellen (Q 1, Q 2) geschlossenen Schalter­ kontaktes (r 1, r 2) die jeweilige erste Diode (D 1, D 2) in dem der betreffenden Spannungssenke (S 1, S 2) und somit dem betreffenden Schalter zugeordneten Strompfad kurzschließbar ist, und daß mit Hilfe eines nur in einer Störungssituation der einen oder der anderen jeder der beiden Spannungsquellen (Q 1, Q 2) geschlossenen Schalterkontaktes (r 1, r 2) die jeweilige zweite Diode (E 1, E 2) in dem der betreffenden Spannungssenke (S 1, S 2) und somit dem betreffenden Schalter zugeordneten Stromhilfspfad kurzschließbar ist, und daß der an den Dioden (E 1, E 2) bei Stromfluß in Durchlaßrichtung auftretende jeweilige Spannungsabfall gleich oder größer ist als der Toleranzbereich jeder der beiden Spannungs­ quellen (Q 1, Q 2).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Stromfluß in Durchlaßrichtung an den Dioden (E 1, E 2) auftretende Spannungsabfall relativ nur wenig größer ist als der Toleranzbereich der Spannungsquellen (Q 1, Q 2) , insbesondere daß der Mindestwert dieses Spannungsabfalles gleich oder größer ist als dieser Toleranzbereich.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schalter (r 1, r 2) bei Übergang vom Normalbetrieb in die Störungssituation reaktionsverzögert arbeitet.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterkontakte (r 1, r 2) als Umschalter mit gemeinsamer Mittelfelder für die beiden Schalterkontakte pro Schalter aus­ gebildet sind.