CN1236211A - 电话接口的大电流保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的保护电路保护电话测试设备不受过电流状况的影响,维持足以使电话设备的功能电路继续工作的回路电流。一个串联的限流器配置在回路电流通路中塞尖一塞环接口与电话测试设备之间。一个电流分流电路跨接在限流器下游的受保护电路的塞尖和塞环口上。一个电流传感电路对回路电流进行监视,控制分流电路的工作。如果严重的过电流状况持续一段时间,由于大电流而引起的功率消耗就会使限流器转变到高阻抗状态。一旦过电流状况结束,串联的限流器就会恢复回低阻抗状态。

Description

电话接口的大电流保护电路
本发明与通信系统有关。具体地说，本发明开发了一种电路，用来保护电话设备的电子电路，使它不受诸如在电话塞环和塞尖引线直接碰到具有高电压源(如电池或回路供电电路)的低阻抗通路时可能发生的过电流状况的影响。
电话设备的生产厂家虽然提供使用说明书和指导手册并且提供产品的维修服务，但并不能保证用户不会使这种设备处于可能有害的工作和/或环境状况。确实，通常电话维修技术人员将他们的便携型测试装置接至相当高的电压和电流源，诸如具有很低的串联电阻和/或高电压的电源或电话回路供电电路。这时，可能导致回路电流明显超过额定值(达到100至150mA)。设备在这样大的电流下长时间工作最终会导致设备的电子电路损坏。
已经提出的一种处理大电流状况的方案是暂时断开或在回路电流通路中插入一个高阻抗装置与需保护的电路串联。虽然这种防止过电流的方法使需保护的电路免遭损坏，但实际上也使电话设备在大电流状况结束前一直不能工作。
本发明所开发的保护电路包括：与一个电能源连接的输入端；与需保护的输出电路连接的输出端；一个接在所述输出电路的电流通路中所述输入端与输出端之间的可变阻抗装置；以及一个连接成从所述电流通路中分流电流的过电流旁路电路。这种保护电路的特征是：接有一个电流传感电路，用来监视流过所述电流通路的电流，对过电流状况作出响应，使所述过电流旁路电路为所述输出电路从所述电流通路中可控地分流掉部分电流，同时又允许足以使所述输出电路工作的电流继续流过所述电流通路和所述输出电路。
本发明所提出的保护信号收发电路的方法使受保护的信号收发电路不受在为它供电的电流提供通路中的过电流状况影响，同时又允许所述信号收发电路在所述过电流状况下继续工作。这种方法包括下列步骤：(a)监视流过所述电流提供通路的电流；以及(b)响应所述电流提供通路中的所述过电流状况，从所述电流提供通路中分流掉部分电流，同时又允许足以使信号收发电路工作的电流继续流过所述电流提供通路和所述信号收发电路。
本发明并不是在过流状况结束前实际上一直断开电话设备，而是利用一个选择受控的大电流保护电路，有效地维持了足以使电话设备的功能电路继续工作的电流，同时可控地旁路掉多余部分和/或减小流入设备的可能危及受保护电路的回路电流。
简要地说，过电流保护电路包括一个串联的限流器，配置在回路电流通路中塞尖塞环接口(桥式整流器)与电话设备的需保护电路之间。一个过流分流或旁路电路跨接在限流器下游的受保护电路的塞尖-塞环口上。这个过流旁路电路可以包括一个双极型晶体管的集电极-发射极通路。这个晶体管的基极通过电平移动和放大晶体管接至电流传感电路。
电流传感电路可以包括一个电流传感双极型晶体管，由配置在经需保护的电话电子电路的回路电流通路中的阻值较低的电流传感电阻两端的电压控制接通。电阻阻值较低意味着并不影响需保护的电路的工作性能。
在正常工作期间，流过电流传感电阻的电流将比较小，不足以正向偏置电流传感晶体管，因此分流电路断开，回路电流全部流过塞尖-塞环通路，包括串联的限流器、受保护电路和电流传感电阻。如果电话(测试)设备的塞尖、塞环终端接到大电流源上，如直接置于电池的两端，那么流过电流传感电阻的电流就会增大到足以使电流传感晶体管导通，从而使过流旁路晶体管分流或旁路否则要经塞尖-塞环回路电流通路流过电子电路的部分电流。
对于中等过流状况(例如100-150mA量级)，这样的旁路措施足以允许有用的回路电流(例如20-100mA量级)流过受保护的电路，同时将多余的电流分流掉而不会危及分流器件。然而，如果过流状况一直延续了一段时间，由于大电流而引起的功率消耗就会使串联的限流器从低阻抗状态转变为高阻抗状态。在这样的高阻抗状态，足够的工作回路电流(例如20-30mA)将继续流过受保护电路，而分流电路的器件却受到了保护。一旦过流状况终止，串联的限流器就会回到低阻抗状态。
有利的是，所配置的选择受控的大电流保护电路有效地提供了足以维持电话设备的功能电路继续工作的电流，同时可控地旁路掉多余部分和/或减小流入设备的可能危及受保护电路的回路电流。
下面将结合附图举例说明本发明。在这些附图中：
图1为按本发明构成的大电流保护电路的功能方框图；以及
图2为图1所示大电流保护电路的电路原理图。
图1例示了本发明提出的过电流保护电路，而图2为图1的电路原理图。这个示于虚线10所围的过电流保护电路包括一个串联的限流器13，配置在回路电流通路11-12中塞尖-塞环接口(桥式整流器)15与需保护的电话设备的电路20之间。过流分流或旁路电路30跨接在限流器13下游的受保护电路20的塞尖、塞环口21和22上。图2中示出了过流旁路电路30的电路图，它包括一个双极型晶体管的集电极-发射极通路，通过一个电平移动和放大晶体管与电流传感电路40连接。
电流传感电路40接在回路电流通路内，用来监视流过的回路电流。在正常电流工作期间，回路电流小于指定的门限(例如100mA左右)，电流传感电路40的输出将保持过流旁路电路30处于不分流状态。然而，在诸如电话设备的塞尖、塞环端直接接到一个大电流源上(如直接置于电源(电池)两端)会出现的过流状况下，电流传感电路40就会检测到电流的增大，从而触发过流旁路电路30执行过流分流操作。对于不大的过流状况(如100-150mA)，超过必需提供给电话电路的有用回路电流(如20-100mA)的回路电流通过旁路电路30分流，而仍允许有用电流可供给电话电路20使用。
然而，如果过流状况严重，由于大电流而引起的功率消耗就会使串联的限流器13从低阻抗状态转变为高阻抗状态，从而大大减小了回路电流(例如减小为20-30mA)。在这样的高阻抗状态，这个小但够用的回路电流将继续流过电路20，使这个电话电路仍能工作。过流状况终止后，串联的限流器13将会回到低阻抗状态。
图2示出了实现图1所示功能方框图的电路图。这个电路包括可恢复保险器101(诸如标准的基于导电聚合物的功率消耗装置)，作为串联的限流器13配置在塞尖通路11中塞尖-塞环接口(桥式整流器)15与需保护的电话电路20的第一端21之间。所示的电流分流电路30包括过流旁路或分流NPN双极型晶体管110，它的集电极-发射极通路112-113接在保险器101与塞环通路12之间的电路中。
过流旁路晶体管110的基极111接至电阻123和125的公共连接接点121，这两个电阻123和125与电平移动和放大PNP双极型晶体管130的集电极-发射极通路132-133串联在配置在塞尖通路的保险器101与塞环通路12之间。PNP双极型晶体管130的基极131接至电阻143和145的公共连接点141。
电阻143和145与电流传感电路40中的电流传感NPN双极型晶体管150的集电极-发射极通路152-153串联在塞尖通路11与塞环通路12之间。电流传感晶体管150的基极151接至电流传感电阻160的第一端161，而电流传感电阻160的第二端163接至电流传感晶体管150的发射极153。接在回路电流通路中塞环引线12与需保护的电话电子电路20的第二端21之间的电流传感电阻160具有比较低的阻值(例如6欧姆左右)，因此并不影响电路20的工作性能。
在正常(过流)工作期间，流过电流传感电阻160的电流将小于正向偏置电流传感晶体管150的基极-发射极结所需的值，因此晶体管110、130和150都截止，从而回路电流全部流过塞尖-塞环通路，包括配置在塞尖通路的保险器110、电路20和电流传感电阻160。(如上面所指出的那样，电流传感电阻160的阻值相当小，不会影响电路20的工作性能)。
如果电话(测试)设备的塞尖、塞环端接到了一个大电流源上，作为一个非限制性的例子，例如直接置于电池的两端，则流过电流传感电阻160的电流将增大到足以正向偏置电流传感晶体管150的基极-发射板结所需的值，使它导通。流过电阻143、145和电流传感晶体管150的集电极-发射极通路152-153的电流将正方偏置电平移动晶体管130的基极-发射极结，使晶体管130导通，从而有电流流过电阻123和125。这样就正向偏置了过流旁路晶体管110，使它的集电极-发射极通路112-113分流掉一部分否则要经塞尖-塞环回路电流通路流过电子电路20的电流。
对于中等程度的过流状况(例如100-150mA左右)，上述这样就足以使有用的回路电流(例如20-100mA左右)流过电流20，同时又使多余的电流分流掉而不会危及分流器件。然而，如果过流状况严重(例如连续超过几百毫安一段时间)，由于大电流而引起的功率消耗将使可恢复保险器101从低阻抗状态转变为高阻抗状态。在限流器101处在高阻抗状态期间，够用的工作电流(例如20-30mA)将继续流过电路20，但分流电路30的器件受到了保护。一旦过流状况终止，串联的限流器101将恢复回低阻抗状态，如前面所述。
在这种情况下，电话电路和本发明的保护电路从上游的中心局交换设备看来就像是一个加到电话线路上的连续负载。由于有(少量)回路电流继续流过，中心局设备就检测不到电话电路挂机，从而不会中断这个呼叫。本发明也适用于用户在可能有一些超过100v的峰值的振铃信号期间希望摘机的情况。在常用的保护电路中，转到高阻抗状态可以阻止在中心局的振铃切断电路作出响应，因此振铃信号不立即终止，因为检测不到正常的低摘机终端阻值。这对于不习惯摘机后还听到电话振铃声的用户来说造成了烦恼。
因此，本发明的过流保护机制并不是暂时断开或在回路电流通路中插入一个高阻抗装置与需保护的电路串联从而实际上使电话设备在大电流状况结束前一直不能工作，而是维持足以使电话设备的功能电路继续工作的电流，同时又可控地旁路掉多余部分和/或减少流入设备的可能危及受保护电路的回路电流。
本发明的保护电路保护电话测试设备不受过电流状况的影响，维持足以使电话设备的功能电路继续工作的回路电流。一个串联的限流器配置在回路电路通路中塞尖-塞环接口与电话测试设备之间。一个电流分流电路跨接在限流器下游的受保护电路的塞尖和塞环口上。一个电流传感电路对回路电流进行监视，控制分流电路的工作。如果严重的过电流状况持续一段时间，由于大电流而引起的功率消耗就会使限流器转变到高阻抗状态。一旦过电流状况结束，串联的限流器就会恢复回低阻抗状态。

Claims (10)

1．一种保护电路，包括：用来与一个电能源连接的输入端；用来与需保护的输出电路连接的输出端；一个接在所述输出电路的电流通路中所述输入端与输出端之间的可变阻抗装置；以及一个连接成从所述电流通路中分流电流的过电流旁路电路，所述保护电路的特征是：接有一个电流传感电路，用来监视流过所述电流通路的电流，对过电流状况作出响应，使所述过电流旁路电路为所述输出电路从所述电流通路中可控地分流掉部分电流，同时又允许足以使所述输出电路工作的电流继续流过所述电流通路和所述输出电路。
2．一种如在权利要求1中所提出的保护电路，其中所述可变阻抗装置在所述过电流状况达到规定程度时从低阻抗状态转变为高阻抗状态，从而将流过的电流减小到足以使所述输出电路继续工作但小于会危及所述过电流旁路电路的值，而在所述过电流状况落到所述规定程度以下时从所述高阻抗状态转变回所述低阻抗状态。
3．一种如在权利要求1或2中所提出的保护电路，其中所述输出电路包括一个电话电路，而所述输入端用来与电话线路的塞尖和塞环线连接，其中所述可变阻抗装置包括一个串联的限流器，接在回路电流通路中塞尖-塞环接口与需保护的电话设备的电路之间。
4．一种如在权利要求3中所提出的保护电路，其中所述过电流旁路电路跨接在所述串联的限流器下游的所述需保护的电话设备的电路的塞尖口和塞环口上，而所述过电流旁路电路包括一个由所述电流传感电路控制的受控开关装置的一条电流输入-输出通路。
5．一种如在权利要求1中所提出的保护电路，其中所述电流传感电路包括一个接在所述电流通路中的电流传感电阻和一个接成监视所述电流传感电阻两端电压、控制所述电流传感电路工作的门限电路，而所述过电流旁路电路包括一个由所述门限电路控制的受控开关装置的一条电流输入-输出通路。
6．一种保护一个信号收发电路的方法，使受保护的所述信号收发电路不受在为它供电的电流提供通路中的过电流状况影响，同时又允许所述信号收发电路在所述过电流状况下继续工作，所述方法包括下列步骤：
(a)监视流过所述电流提供通路的电流；以及
(b)响应所述电流提供通路中的所述过电流状况，从所述电流提供通路中分流掉部分电流，同时又使足以使所述信号收发电路工作的电流继续流过所述电流提供通路和所述信号收发电路。
7．一种如在权利要求6中所提出的方法，其中所述信号收发电路包括一个电话电路，而所述电流提供通路与电话线路的塞尖、塞环线连接，所述方法还包括下列步骤；
(c)对所述过电流状况达到规定程度作出响应，将一个高阻抗装置置入所述电流提供通路，将流过的电流减小到足以使所述信号收发电路继续工作的值。
8．一种如在权利要求6中所提出的方法，其中所述步骤(b)包括用一个旁路所述信号收发电路的电流分流电路分流掉所述部分电流。
9．一种如在权利要求8中所提出的方法，其中所述步骤(c)包括将一个可变阻抗装置安装在所述电流提供通路中和对达到规定程度的所述过电流状况作出响应将所述可变阻抗装置置于高阻抗状态，从而将流过的电流减小到足以使所述信号收发电路继续工作但又小于可能危及所述电流分流电路的值。
10．一种如在权利要求9中所提出的方法，其中所述可变阻抗装置包括一个接在回路电流通路中电话塞尖-塞环接口与所述信号收发电路之间，所述方法还包括下列步骤：
(d)对所述过电流状况落到所述规定程度以下时作出响应，将所述可变阻抗装置置于低阻抗状态。
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