CH674437A5 - - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, die Anschlussvorschriften erfüllende Begrenzerschaltung für Telephonstationen mit Zusatzgeräten zu schaffen, die sich bei kleinen Strömen durch einen vernachlässigbaren Spannungsab-5 fall auszeichnet, eine geringere Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur aufweist und sich insbesondere zum Laden eines Speichers mit elektrischer Energie für die Zusatzgeräte eignet.

Die Lösung der Aufgabe gelingt durch die kennzeichnenden io Merkmale des Anspruchs 1.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Eingangsschaltung einer Telephonstation und is Fig. 2 ein Schema einer Begrenzerschaltung.

Eine Telephonstation besteht beispielsweise aus einer Eingangsschaltung, aus einem Telephonapparat und aus wenigstens einem Zusatzgerät. In der Figur 1 sind der Übersichtlichkeit wegen von der Amtsleitung, dem Telephonapparat und dem Zu-2o satzgerät nur entsprechende Anschlussklemmen gezeichnet. So ist die Eingangsschaltung der Telephonstation über Eingangsklemmen 1, 2 mit der Amtsleitung, über Telephonklemmen 3, 4 mit dem Telephonapparat und über Geräteklemmen 5, 6 mit Zusatzgeräten verbunden. Die Eingangsschaltung weist einen 25 Überspannungsschutz 7, einen Verpolungsschutz 8, einen Spannungsregler 9 und eine Begrenzerschaltung 10 auf.

Der Überspannungsschutz 7 schirmt die Telephonstation vor schädlichen, auf der Amtsleitung auftretenden Spannungsspitzen ab. Der Verpolungsschutz 8 ermöglicht ein Anschliessen der grenzer (23) und dem Längstransistor (12) bestehenden Parallel- 30 Telephonstation, ohne die Polarität der Amtsleitung zu berück-

schaltung in Reihe geschaltet ist.

6. Telephonstation mit einer Begrenzerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzerschaltung (10) einerseits über einen Potentialpunkt (103) mit einer ersten Geräteklemme (5) und der Gerätepunkt (102) mit einer zweiten Geräteklemme (6) des Zusatzgerätes und andererseits über den Leitungspunkt (101) mit einem Verpolungsschutz (8) verbunden ist.

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Begrenzerschaltung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.

Telephonstationen, die ein durch die Amtsleitung gespeistes Zusatzgerät besitzen, müssen eine strombegrenzende Schaltung aufweisen, um den Anschlussvorschriften des Amtes zu genügen. Diese strombegrenzende Schaltung befindet sich am Eingang der Telephonstation nach dem Überspannungsschutz und nach dem Verpolungsschutz in Reihe mit den Zusatzgeräten. Sie besteht gemäss dem Stand der Technik aus drei parallel geschalteten Elementen, nämlich einem Kondensator, einem Widerstand mit einem festen, vorbestimmten Wert und einem Element mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes (PTC-EIement). Die Anschlussvorschriften werden durch sorgfältiges Abstimmen der drei Elemente auf die Zusatzgeräte eingehalten.

Im Betrieb fällt je nach Leistungsaufnahme eine grössere oder eine kleinere Spannung über dieser strombegrenzenden Schaltung ab.

Bei kleiner Stromaufnahme der Zusatzgeräte weist die strombegrenzende Schaltung wegen des kalten PTC-Elementes einen geringen Widerstand auf. Bei grosser Stromaufnahme hingegen steigt der Widerstand an, weil sich das PTC-Element infolge des Stromdurchgangs erwärmt. Die Funktion der strombegrenzenden Schaltung ist insbesondere bei kleinen Strömen stark von der Umgebungstemperatur abhängig.

sichtigen. Der Spannungsregler 9 begrenzt die Spannung auf den für das Zusatzgerät vorgeschriebenen Wert. Die Begrenzerschaltung 10 hält die Stromaufnahme der Zusatzgeräte in den von den AnschlussVorschriften vorgeschriebenen Grenzen. 3s Beide Eingänge 71, 72 des Überspannungsschutzes 7 sind mit den Eingangsklemmen 1, 2 verbunden. Der eine Ausgang 73 des Überspannungsschutzes 7 ist an der Telephonklemme 3 und an einen Eingang 81 des Verpolungsschutzes 8 angeschlossen. Ein anderer Ausgang 74 des Überspannungsschutzes 7 ist 4o mit der Telephonklemme 4 und einem Eingang 82 des Verpolungsschutzes 8 verbunden. Von einem Ausgang 83 des Verpolungsschutzes 8 wird z.B. eine positive Spannung zu einem Eingang 91 des Spannungsreglers 9 und von dessen einem Ausgang 92 als geregelte Spannung zur Geräteklemme 5 geführt. Ein an-45 derer Ausgang 84 des Verpolungsschutzes 8 mit z.B. negativer Polarität ist mit einem eingangsseitigen Leitungspunkt 101 der Begrenzerschaltung 10 verbunden. Eine Leitung führt von einem ausgangsseitigen Gerätepunkt 102 der Begrenzerschaltung 10 zur Geräteklemme 6. Eine Verbindung besteht zwischen so dem Leitungspunkt 101 und einem Referenzpunkt 93 des Spannungsreglers 9 sowie eine zwischen einem Potentialpunkt 103 der Begrenzerschaltung 10 und der Geräteklemme 5.

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Begrenzerschaltung 10. Sie umfasst einen Transistor 11, der im dargestell-55 ten Beispiel ein pnp-Transistor ist, einen Längstransistor 12, ein PTC-Element 13, einen Kondensator 14, einen Vorwiderstand 15, einen Längswiderstand 16, einen Basiswiderstand 17, einen Kollektorwiderstand 18, eine Zenerdiode 19 und einen Spannungsbegrenzer 20.

6o Für den Längstransistor 12 eignet sich wegen der geringen Steuerleistung vorteilhaft ein MOS-Feldeffekttransistor. Dieser Längstransistor 12 ist über einen Sourceanschluss 121, über einen Drainanschluss 122 und über einen Gateanschluss 123 mit der Schaltung verbunden.

65 Der Transistor 11 weist Anschlüsse für einen Emitter 111, für einen Kollektor 112 und für eine Basis 113 auf und bildet zusammen mit den Widerständen 15, 17 und 18 eine einfache, mit der Zenerdiode 19 geschützte Strommesseinrichtung 23. Sie

3

674 437

misst den von den Zusatzgeräten aufgenommenen Strom und steuert auf vorbestimmte Weise mittels des Potentials am Gate-anschluss 123 die Leitfähigkeit des Längstransistors 12.

Die Bauelemente 13, 14 und 16 sind parallel zwischen einem Punkt 21 und dem Gerätepunkt 102 geschaltet und bilden einen Strombegrenzer 22 gemäss dem Stand der Technik. Der Vorwiderstand 15 verbindet den Punkt 21 mit dem Leitungspunkt 101. Parallel zum Strombegrenzer 22 ist der Längstransistor 12 geschaltet, wobei der Sourceanschluss 121 mit dem Punkt 21, der Drainanschluss 122 mit dem Gerätepunkt 102 und der Gate-anschluss 123 mit einem der Anschlüsse des Kollektorwiderstandes 18 verbunden ist. Der andere Anschluss des Kollektorwiderstandes 18 führt zum Potentialpunkt 103. Der Transistor 11 ist mit dem Kollektor 112 zum Gateanschluss 123, mit dem Emitter 111 zum Leitungspunkt 101 und mit der Basis 113 zu einem der Anschlüsse des Basiswiderstandes 17 verbunden. Der andere Anschluss des Basiswiderstandes 17 führt zum Punkt 21. Die Zenerdiode 19 verbindet den Gateanschluss 123 mit dem Sourceanschluss 121, der Spannungsbegrenzer 20 hingegen die beiden Anschlusspunkte 101 und 102.

Steigt der von den Zusatzgeräten aufgenommene Strom über einen durch den Vorwiderstand 15 bestimmten Wert an, wird der Transistor 11 der Strommesseinrichtung 23 in die Sättigung gesteuert, wobei der Gateanschlusspunkt 123 praktisch auf das Potential des Leitungspunktes 101 gelegt wird. Der Längstransistor 12 sperrt daher die Stromleitung zwischen dem Sourceanschluss 121 und dem Drainanschluss 122, d.h. die Begrenzerschaltung 10 erfüllt die Anschlussvorschriften, weil der Strom mittels des Strombegrenzers 22 begrenzt wird und der Einfluss des niederohmigen Vorwiderstandes 15 vernachlässigbar ist.

Fällt der Strom durch den Vorwiderstand 15 unter einen vorbestimmten Wert, wird der Strom durch den Basiswiderstand 17 in die Basis 113 zu klein. Der Transistor 11 beginnt zu sperren und am Gateanschluss 123 steigt das Potential auf den Wert, der am Potentialpunkt 103 herrscht. Die Leitfähigkeit des Längstransistors 12 zwischen seinen Anschlüssen 121 und 122 steigt rasch an, wobei der Strombegrenzer 22 kurzgeschlossen wird. Nur der niederohmige Vorwiderstand 15 wird daher in der Begrenzerschaltung 10 zwischen den Punkten 101 und 5 102 wirksam. Er ist im Vergleich zum PTC-Element 13 praktisch von der Umgebungstemperatur unabhängig.

Weisen die Zusatzgeräte elektrische Speicher zur Überbrückung von Leistungsspitzen auf, ermöglicht die Begrenzerschaltung 10 ein rascheres Nachladen der Speicher auf einen io vorbestimmten Spannungswert durch eine vorteilhafte Verkleinerung des zwischen den Punkten 101 und 102 als Ladewiderstand wirksamen Widerstandswertes der Begrenzerschaltung 10.

Eine vorteilhafte Ausführung weist als Transistor 11 einen vom Typ BC546 und für den Längstransistor 12 einen MOS-15 Feldeffekttransistor vom Typ IRF710 auf. Typische Widerstandswerte sind 20 Ohm für den Vorwiderstand 15, 750 Ohm für den Längswiderstand 16, 100 kOhm für den Basiswiderstand 17 und ein Megohm für den Kollektorwiderstand 18. Die Zenerdiode 19 begrenzt die Spannung zwischen dem Gatean-20 schluss 123 und dem Sourceanschluss 121 auf etwa 16 V. Der Spannungsbegrenzer 20 limitiert die Spannung zwischen dem Leitungspunkt 101 und dem Gerätepunkt 102 auf etwa 33 V. Der Kondensator 14 hat typisch eine Kapazität von 22 nF und ist beispielsweise ein verlustarmer Elektrolytkondensator für 63 25 V Gleichspannung. Das PTC-Element 13 weist bei 20°C einen Widerstandswert von etwa 110 Ohm auf.

Selbstverständlich lassen sich für den Fachmann auf einfache Weise weitere Ausführungen dieser Schaltung im Bedarfsfall aus dem genannten Beispiel ableiten, sei es durch Anpassen 30 der Widerstandswerte, durch eine Polaritätsumkehr, wobei für den Transistor 11 die pnp-Type durch eine npn-Type ersetzt ist, oder durch Austauschen des Längstransistors 12 durch einen bipolaren Transistor oder eine aufwendigere Darlingtonschaltung.

35 Die Begrenzerschaltung 10 ist vorteilhaft in öffentlichen Telephonstationen mit Geldautomaten verwendbar.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

674 437

1. Begrenzerschaltung für Telephonstationen zur Begrenzung der Stromaufnahme mindestens eines aus der Amtsleitung gespeisten Zusatzgerätes, mit einem im Strompfad zwischen einem eingangsseitigen Leitungspunkt (101) und einem aus-gangsseitigen Gerätepunkt (102) angeordneten Begrenzer (22), dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Längstransistor (12) und eine den Längstransistor (12) steuernde Strommesseinrichtung (23) aufweist und dass der Begrenzer (22) parallel zum Längstransistor (12) geschaltet ist.

2. Begrenzerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommesseinrichtung (22) den Längstransistor (12) derart steuert, dass der Längstransistor (12) bei hoher Stromaufnahme des Zusatzgerätes sperrt und bei niedriger Stromaufnahme des Zusatzgerätes leitet.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Begrenzerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über der Begrenzerschaltung (10) zwischen dem Leitungspunkt (101) und dem Gerätepunkt (102) mittels einer Zenerdiode (20) begrenzt ist.

4. Begrenzerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längstransistor (21) ein MOS-Feldeffekttransistor ist.

5. Begrenzerschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommesseinrich-tung (23) einen Transistor (11) enthält, in dessen Steuerstromkreis ein Vorwiderstand (15) und ein Basiswiderstand (17) liegt, und dass zwischen dem Leitungspunkt (101) und dem Gerätepunkt (102) der Vorwiderstand (15) mit der aus dem Strombe-