DE3804251C1 - Generation of control voltages for a switching controller component - Google Patents

Abstract

The invention relates to a circuit arrangement for generating control voltages for a switching controller component in digital telephone sets which contains an activation circuit to activate a switching controller transistor and a voltage comparator. The object is to produce a circuit arrangement of this type with simple, low-cost components, the operation of the circuit arrangement being intended to entail minimum loss. This is achieved in that the input of a reference voltage source is connected via the drain-source path of a normally-on field effect transistor to a first wire of the subscriber line carrying the feed voltage, in that the reference point of the reference voltage source is applied to the second wire of the subscriber line, in that the output of the reference voltage source is connected to the gate of the field effect transistor, in that the input of the reference voltage source is connected via a diode polarised in the flow direction to one voltage output of the switching controller component when the minimum potential is present and exceeded, and in that the input and output voltages of the reference voltage source serve as control voltages for the switching controller component. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Steuerspannungen bei der Spannungsversorgung eines dieser Schaltungsanordnung nachgeschalteten Schalt­ reglerbausteines in digitalen Fernsprechendgeräten, wobei die Speisespannungsversorgung über die Teilnehmerleitung und eine zwischengeschaltete Strombegrenzung erfolgt, wobei vor der Schaltungsanordnung ein zur Strombegrenzung gehörender, im Betrieb der Fernsprechendgeräte das volle Speisespannungs­ potential annehmender Stützkondensator zwischen den Adern der Teilnehmerleitung angeordnet ist und wobei die Spannungs­ versorgung der Schaltungsanordnung im Anlaufzustand bis zu einem Mindestpotential direkt aus der Teilnehmerleitung und bei Überschreiten des Mindestpotentials und damit Erreichen des notwendigen Speisespannungspotentials zum Betrieb der Fernsprechendgeräte aus dem nachgeschalteten Schaltregler­ baustein erfolgt.The invention relates to a circuit arrangement for Generation of control voltages in the voltage supply one of this circuit arrangement downstream switching controller modules in digital telephone devices, whereby the supply voltage supply via the subscriber line and an intermediate current limitation takes place, before the circuit arrangement includes a current limiting device the full supply voltage during operation of the telephone terminals potential-supporting capacitor between the wires the subscriber line is arranged and the voltage supply of the circuit arrangement in the start-up state up to a minimum potential directly from the subscriber line and if the minimum potential is exceeded and thus reached the necessary supply voltage potential to operate the Telephone devices from the downstream switching regulator module is done.

Bei digitalen Endgeräten, insbesondere Fernsprechendgeräten, (für ISDN) sind Schaltreglerbausteine vorgesehen, die eine definierte Ausgangsspannung für Bausteine im Endgerät ab­ geben. Ein Beispiel hierfür ist aus der Zeitschrift "Frequenz 36 (1982) 3, Fernspeisung von Endgeräten mit höherer Versorgungsleitung bei besserem Wirkungsgrad", ins­ besondere aus Fig. 10 zu entnehmen.In the case of digital end devices, in particular telephone devices, (for ISDN) switching controller modules are provided, the one defined output voltage for blocks in the end device give. An example of this is from the magazine "Frequency 36 (1982) 3, remote supply of terminal devices with higher supply line with better efficiency ", ins 10 in particular.

Um dem Schaltreglerbaustein für ihn brauchbare Versorgungs­ spannungen zuzuführen, ist zunächst in der Teilnehmerleitung eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen, die alle nach­ folgenden Schaltungsteile gegen zu hohe Ströme und gegen Strom- und Spannungsspitzen schützt und den FTZ-Anforderun­ gen nach einem max. Einschaltstromanstieg von 5 mA/µs nach­ kommt. Am Ausgang einer solchen Strombegrenzungsschaltung ist zweckmäßigerweise parallel zu den Adern der Teilnehmer­ leitung ein sog. Stützkondensator angeordnet, der kurz­ zeitige Spannungsabfälle bis 50 ms überbrückt und der sich auf die üblichen 40 V der Speisegleichspannung auflädt.In order to supply the switching regulator with usable Applying tension is initially on the subscriber line a current limiting circuit is provided, all after following circuit parts against excessive currents and against Protects current and voltage peaks and the FTZ requirements after a max. Inrush current increase of 5 mA / µs after is coming. At the output of such a current limiting circuit  is expediently parallel to the veins of the participants Line a so-called. Support capacitor, the short bridged voltage drops of up to 50 ms and the charges to the usual 40 V of the DC supply voltage.

Grundsätzlich soll der Schaltreglerbaustein erst bei einer bestimmten Mindestspannung der Speisung und daher erst bei einer bestimmten Ladespannung des Stützkondensators arbei­ ten. Daher ist in dem Schaltreglerbaustein eine Ansteuer­ schaltung vorgesehen, die den Schaltregeltransistor des Schaltreglerbausteines erst ansteuert, wenn eine ausreichen­ de hohe Speisespannung vorliegt (Mindestpotential). Diese Ansteuerschaltung wird ihrerseits von einem dem Schalt­ reglerbaustein zugeordneten Spannungsvergleicher und einer Steuerspannungen für den Schaltreglerbaustein bezüglich seiner Speisespannungsversorgung erzeugenden Schaltungs­ anordnung angesteuert. Eine solche Schaltungsanordnung wird im folgenden als Hochlaufspannungsversorgung bezeichnet.In principle, the switching regulator module should only be certain minimum voltage of the supply and therefore only at a certain charging voltage of the backup capacitor Therefore there is a control in the switching regulator module circuit provided that the switching regulating transistor Switch controller block only activated when one is sufficient de There is a high supply voltage (minimum potential). These Control circuit is in turn from one of the switching controller block assigned voltage comparator and one Control voltages for the switching regulator module regarding its supply voltage generating circuit arrangement driven. Such a circuit arrangement will hereinafter referred to as the run-up voltage supply.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für eine solche Hochlaufspannungsversorgung zu finden, wobei sich diese Schaltungsanordnung selbst abschalten soll, wenn sie nicht mehr gebraucht wird, wobei sie verlustarm arbeiten soll und wobei sie mit einfachen Bausteinen wirtschaftlich erstellbar sein soll.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for to find such a run-up voltage supply, whereby this circuit arrangement should switch itself off if it is no longer needed, with low loss and should be economical with simple building blocks should be able to be created.

Dies wird dadurch erreicht, daß der Eingang einer Referenz­ spannungsquelle über die Drain-Source-Strecke eines selbst­ leitenden Feldeffekttransistors mit einer ersten Ader der die Speisespannung führenden Teilnehmerleitung verbunden ist, daß der Bezugspunkt der Referenzspannungsquelle an der zweiten Ader der Teilnehmerleitung liegt, daß der Ausgang der Referenzspannungsquelle mit dem Gate des Feldeffekttran­ sistors verbunden ist, daß der Eingang der Referenz­ spannungsquelle bei Vorliegen und Überschreiten des Mindestpotentials über eine in Flußrichtung gepolte Diode mit einem Spannungsausgang des Schaltreglerbausteines ver­ bunden ist und daß die Eingangs- und die Ausgangsspannung der Referenzspannungsquelle als Steuerspannungen für den Schaltreglerbaustein dienen.This is achieved by entering a reference voltage source via the drain-source path of yourself conductive field effect transistor with a first wire of the subscriber line carrying the supply voltage is connected is that the reference point of the reference voltage source at the second wire of the subscriber line is that the output the reference voltage source with the gate of the field effect trans sistors is connected that the input of the reference  source of voltage if the Minimum potential via a diode polarized in the direction of flow ver with a voltage output of the switching regulator module is bound and that the input and output voltage the reference voltage source as control voltages for the Switch controller block serve.

Hieraus ergibt sich eine verlustarme Wirkungsweise, eine billige Bauweise und ein Abschalten bei fehlendem Bedarf.This results in a low-loss mode of operation, a cheap construction and switching off when there is no need.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird anhand einer Figur näher erläutert.The circuit arrangement according to the invention is based on a Figure explained in more detail.

Die Figur zeigt die Hochlaufspannungsversorgung HSV und angedeutet eine Strombegrenzung STB mit Stützkondensator CS sowie einen Schaltreglerbaustein SRB mit einem Spannungs­ vergleicher SV, einer Ansteuerschaltung AS und einem Schalt­ reglertransistor SRT.The figure shows the run-up voltage supply HSV and indicated a current limitation STB with support capacitor CS and a switching regulator module SRB with a voltage comparator SV , a control circuit AS and a switching regulator transistor SRT .

Die Hochlaufspannungsversorgung zeigt im einzelnen einen selbstleitenden Feldeffekttransistor T 1, einen Linear­ spannungsreglerbaustein (Referenzspannungsquelle) IC, die Glättungskondensatoren C 1 und C 2 und eine Diode DO.The run-up voltage supply shows in detail a self-conducting field effect transistor T 1 , a linear voltage regulator module (reference voltage source) IC , the smoothing capacitors C 1 and C 2 and a diode DO .

Es wird davon ausgegangen, daß über die Teilnehmerleitung TL noch keine Speisespannung U (40 V) anliegt, daß also der Stützkondensator CS in der Strombegrenzung STB noch nicht aufgeladen ist. Damit liegt auch über die Anschlußpunkte a/b der Hochlaufspannungsversorgung HSV nch keine Spannung an. Diese Hochlaufspannungsversorgung HSV hat die Aufgabe, eine Ansteuerschaltung AS (benötigt zum Ansteuern des Schalt­ regler-Transistors SRT im Schaltreglerbaustein des Fern­ sprechendgerätes) funktionsbereit zu schalten und eine Referenzspannung für einen Spannungsvergleicher SV zu zu erzeugen. Da die Speisespannungsversorgung über die beiden Adern der Teilnehmerleitung erfolgt, ist es wesentlich, daß auch die Hochlaufspannungsversorgung HSV vor allem während des Betriebes des Fernsprechendgerätes möglichst wenig Leistung verbraucht. Dies ist bei der vorliegenden Schal­ tungsanordnung gegeben.It is assumed that there is still no supply voltage U (40 V) via the subscriber line TL , that is to say that the backup capacitor CS has not yet been charged in the current limitation STB . This means that there is no voltage via the connection points a / b of the run-up voltage supply HSV . This run-up voltage supply HSV has the task of activating a control circuit AS (required to control the switching regulator transistor SRT in the switching regulator component of the telephony terminal) and to generate a reference voltage for a voltage comparator SV . Since the supply voltage is supplied via the two wires of the subscriber line, it is essential that the run-up voltage supply HSV also uses as little power as possible, especially during the operation of the telephone set. This is given in the present circuit arrangement.

Es sei jetzt angenommen, daß wegen Inbetriebnahme des Fern­ sprechendgerätes über die Teilnehmerleitung Speisespannung angelegt wird. Damit wird sich am Stützkondensator CS in etwa die gleiche Spannung aufbauen. Um keine Spannungsstöße zu erzeugen, die für das digitale Endgerät verfälschte Signale darstellen könnten, wird durch die Strombegrenzung ein relativ langsamer Spanungsanstieg bewirkt. Die an den Punkten a/b anliegende Spannung erzeugt über die Drain- Sourcestrecke DS des selbstleitenden Feldeffekttransistors T 1 eine Spannung U(E) am Eingang m eines Linearspannungs­ reglerbausteines IC. Ist die Spannung U soweit angestiegen, daß die Spannung U(E) ca. 3 Volt erreicht, dann liefert der Linearspannungsreglerbaustein IC an seinem Ausgang n eine konstante Spannung von 3 Volt. Diese Spannung liegt am Gate G des FET T 1 und als Referenzspannung am Eingang i des Spannungsvergleichers SV. Steigt die Spannung U weiter an, dann fängt bereits bei U(E) von ca. 4 Volt der FET T 1 an in Regelbetrieb zu gehen, d. h. die Spannung U(E) auf 4 V zu stabilisieren. U(E) liegt über den Eingang e an der Ansteuer­ schaltung AS und schaltet diese bei Erreichen der 4 Volt funktionsbereit. Außerdem liegt diese Spannung U(E) über den Eingang h als Erstversorgungsspannung am Spannungsvergleicher SV. Die über die Eingänge d/c mit den Anschlußpunkten a/b verbundene Ansteuerschaltung AS liefert nach der Funktions­ bereitschaltung bei ansteigender Speisespannung U über ihren Ausgang f und die Diode DO eine Spannung bis 5 Volt an den Eingang m des Linearspannungsreglerbausteines IC. Somit wird die Drain des FET T 1 auf ein bis zwei Volt höheres Potential gelegt als sein Gate und sperrt daher diesen. An Eingang i des Spannungsvergleichers SV wird weiterhin die für diesen notwendigen Referenzspannung U(R) geliefert. Der FET T 1 entnimmt aus den Anschlußpunkten a/b keine Leistung mehr und am Eingang m des Linearspannungsreglerbausteines IC liegt die über die Diode DO gelieferte Spannung von 5 Volt (ca.). Mit Hilfe der Referenzspannung U(R) schaltet der Spannungsvergleicher SV bei einer Mindestspannung (ca. 27 V) die Ansteuerschaltung AS über den Eingang g in Betrieb. Die Spannungsversorgung des Spannungsvergleichers SV erfolgt jetzt ebenfalls durch die Ansteuerschaltung AS(f) über die Diode D nach dessen Eingang h und über die Ader b nach dessen Eingang k.It is now assumed that supply voltage is applied to the subscriber line because of the commissioning of the telephony terminal. In this way, approximately the same voltage will build up on the support capacitor CS . In order not to generate voltage surges that could represent distorted signals for the digital terminal, the current limitation causes a relatively slow voltage rise. The voltage present at points a / b generates a voltage U (E) at the input m of a linear voltage regulator component IC via the drain source path DS of the self-conducting field effect transistor T 1 . If the voltage U has risen to such an extent that the voltage U (E) reaches approximately 3 volts, the linear voltage regulator module IC supplies a constant voltage of 3 volts at its output n . This voltage is at the gate G of the FET T 1 and as a reference voltage at the input i of the voltage comparator SV . If the voltage U rises further, the FET T 1 begins to operate at U (E) from approximately 4 volts, ie the voltage U (E) stabilizes at 4 V. U (E) is connected to the control circuit AS via input e and switches it to operation when the 4 volt is reached. In addition, this voltage U (E) is connected to the voltage comparator SV via the input h as the first supply voltage. The control circuit AS connected via the inputs d / c to the connection points a / b provides, after the function is ready for operation with increasing supply voltage U via its output f and the diode DO, a voltage of up to 5 volts to the input m of the linear voltage regulator module IC . Thus, the drain of the FET T 1 is placed at one to two volts higher potential than its gate and therefore blocks it. At input i of the voltage comparator SV , the reference voltage U (R) required for this is also supplied. The FET T 1 no longer draws power from the connection points a / b and the voltage of 5 volts (approx.) Supplied via the diode DO is at the input m of the linear voltage regulator component IC . With the aid of the reference voltage U (R) , the voltage comparator SV switches the control circuit AS into operation via the input g at a minimum voltage (approx. 27 V). The voltage comparator SV is now also supplied with voltage by the control circuit AS (f) via the diode D to its input h and via the wire b to its input k .

Damit erfolgt während des Betriebes des Fernsprechendgerätes die Versorgung des Linearspannungsreglerbausteines IC und die Sperrung des FET T 1 über den Schaltreglerbaustein nur sehr verlustarm. Die Kondensatoren C 1 und C 2 dienen als Glättungskondensatoren.Thus, the supply of the linear voltage regulator module IC and the blocking of the FET T 1 via the switching regulator module takes place with very little loss during operation of the telephone terminal. The capacitors C 1 and C 2 serve as smoothing capacitors.

Claims (1)

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Steuerspannungen bei der Spannungsversorgung eines dieser Schaltungsan­ ordnung nachgeschalteten Schaltreglerbausteines in digita­ len Fernsprechendgeräten, wobei die Speisespannungsver­ sorgung über die Teilnehmerleitung und eine zwischenge­ schaltete Strombegrenzung erfolgt, wobei vor der Schaltungs­ anordnung ein zur Strombegrenzung gehörender, im Betrieb der Fernsprechendgeräte das volle Speisespannungspotential an­ nehmender Stützkondensator zwischen den Adern der Teil­ nehmerleitung angeordnet ist und wobei die Spannungsversor­ gung der Schaltungsanordnung im Anlaufzustand bis zu einem Mindestpotential direkt aus der Teilnehmerleitung und bei Überschreiten des Mindestpotentials und damit Erreichen des notwendigen Speisespannungspotentials zum Betrieb der Fern­ sprechendgeräte aus dem nachgeschalteten Schaltreglerbaustein erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (m) einer Referenzspannungsquelle (IC) über die Drain-Source-Strecke (DS) eines selbstleitenden Feld­ effekttransistors (T 1) mit einer ersten Ader (a) der die Speisespannung führenden Teilnehmerleitung (TL) verbunden ist, daß der Bezugspunkt (X) der Referenzspannungsquelle (IC) an der zweiten Ader (b) der Teilnehmerleitung (TL) liegt, daß der Ausgang (n) der Referenzspannungsquelle (IC) mit dem Gate (G) des Feldeffekttransistors (T 1) verbunden ist, daß der Eingang (m) der Referenzspannungsquelle (IC) bei Vor­ liegen und Überschreiten des Mindestpotentials über eine in Flußrichtung gepolte Diode (DO) mit einem Spannungsausgang (f) des Schaltreglerbausteines (SRB) verbunden ist und daß die Eingangs- und die Ausgangsspannung (U(E), U(A)) der Referenzspannungsquelle (IC) als Steuerspannungen für den Schaltreglerbaustein (SRB) dienen.Circuit arrangement for the generation of control voltages in the voltage supply of a circuit regulator downstream from this circuit arrangement in digital telephony devices, the supply voltage supply via the subscriber line and an intermediate current limitation being carried out, with a current limitation belonging to the circuit arrangement, the full supply voltage potential during operation of the telephone sets is arranged on the assuming supporting capacitor between the wires of the subscriber line and the voltage supply of the circuit arrangement in the start-up state occurs up to a minimum potential directly from the subscriber line and when the minimum potential is exceeded and thus the necessary supply voltage potential for operating the telephony devices is carried out from the downstream switching regulator module, characterized in that the input (m) of a reference voltage source (IC) via the drain-source path (DS) of a sel bstleitender field effect transistor (T 1 ) with a first wire (a) of the subscriber line (TL) carrying the supply voltage is connected, that the reference point (X) of the reference voltage source (IC) is on the second wire (b) of the subscriber line (TL) , that the output (s) of the reference voltage source (IC) is connected to the gate (G) of the field effect transistor (T 1 ), that the input (m) of the reference voltage source (IC) are in front of and exceeding the minimum potential via a diode polarized in the flow direction (DO) is connected to a voltage output (f) of the switching regulator module (SRB) and that the input and output voltage (U (E), U (A)) of the reference voltage source (IC) serve as control voltages for the switching regulator module (SRB) .