DE2043611A1

DE2043611A1 - Ladeschaltung für Kondensatoren am Ende einer, nur geringe Leistung über tragenden Leitung in Fernmeldeanlagen

Info

Publication number: DE2043611A1
Application number: DE19702043611
Authority: DE
Inventors: Walter 6091 Eddersheim Becker
Original assignee: TN
Current assignee: TN
Priority date: 1970-09-03
Filing date: 1970-09-03
Publication date: 1972-03-09

Description

Ladeschaltung für Kondensatoren am Ende einer, nur geringe Leistung übertragenden Leitung in Fernmeldeanlagen =============================================== Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladeschaltung, mit der ein bzw. mehrere, als Spannungsquelle in dezentralen Finrichtungen von Fernmeldeanlagen dienende Kondensatoren mit möglich#t hohem Wirkungsgrad mit der am Ende einer Übertragung#leitung zur Verfügung stehenden geringen Leistung aufgeladen werden können, In der TTFchrichtentechniksist es Ueblich, Uber lange Leitungen dezentrale Abla#enteile fernzuspeisen, wobei die maximal übertragbare Leistung durch den Innenwiderstand der Leitung, den Vidersta#d des an der Leitung angeschiossenen Verbrauchers und die maximal zulässige, an den Anfang der Fernleitung angelegte Speisespannung gegeben ist. Maximale Leistungsabgabe erfolgt, wie in der Machrichtentechnik üblich, wenn der Äbschlußwiderstand ebenso groß gewählt wird wie der, durch die Länge und die Beschaffenheit der Fernleitung gegebene Leitungswiderstand.
Da normalerweise in der Nachrichtentechnik die an eine Fernleitung angelegte Spannung maximal etwa 150 V beträgt und der Leitungswiderstand Werte bis zu einigen Kiloohm annehmen kann, kann am Ende dieser Leitung nur eine relativ geringe Leistung an den nachgeschalteten Verraucher abgegeben werden.
In der Praxis wird am Fnde der Leitung noch ein Anpaesungenetzwerk angeschlossen, welches die Ubertragene Leistung an den angeschlossenen Verbraucher anpaßt.
Das kann beispielsweise eine Spannungsanpassung sein.
Es kann aber auch eine Umwandlung von der an die Fernleitung angelegten Wechselspannung in eine Gleichspannung sein. Dabei wird, entsprechend dem Wirkungsgrad der Ännassungsachaltung, die ohnehin geringe verfügbare Leistung zusätzlich herabgesetzt.
Der Aufwand dieses Netzwerkes richtet sich nach dem Leistungsbedarf des Verbrauchers. Vird nur konstante Leistung benötigt, so wird dieses Netzwerk beispielsweise einen Spannungswandler mit nachfolgender Stabilisierung enthalten. Wird jedoch impulsmäßige Belastung erwartet, die die maximal übertragbare Leistung überifft, so müssen Kondensatoren zusätzlich vorgesehen werden, die in den Impulspausen aufgeladen werden, damit sie während der impulsmäßigen Belastung die notwendige Leistung abgeben können.
Ublicherweise werden in derartigen Ladeschaltungen Widerstände in Reihe mit diesen Kondensatoren geschaltet, um einerseits den maximalen Ladestrom zu begrenzen, zum anderen den Aufladeprozess wenigstens theoretisch genau bestimmen zu können. Eine solche RC-Ladeschaltung erweist sich Jedoch in diesem Falle als ungünstig, wenn der Kondensator am Winde einer langen, nur geringe Leistung übertragbaren Teitung, mit optimalem Wirkungsgrad in kurzer Zeit aufgeladen werden soll, da hierbei die e-fUrmig verlaufende Ladeverlus#eistung eine Anpassung nur für einen einzigen Moment ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ftir diesen Anwendungsfall eine tadeschaltung für Kondensatoren aufzuzeigen, die den erwähnten Nachteil der herkömmlichen RC-Ladeschaltung vermeidet.
Dio Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Ladung des fondensators mit einem konstanten Strom erfolgt.
Anhand der 7eichnung wird das Wesen der Frfindung erläutert. Fig. 1 zeigt die allgemein bekannte RC-Ladeschaltung. In Fig. 2 ist die erfindungegemäße Schaltung in Prinzip dargestellt. Fig. 3 zeigt schließlich eine praktische Ausführungsform der Frfindung.
In der äblichen, in Fig. 1 gezei@ten RC-Lad@schaltung beträgt die zu Beginn des Ladeprozesses auftretende Spitzenleistung PR U12 PR = # (1) R Die Spannung @c am Kondensator hat dann eine Verlauf nach

der punktion t

Uc (t) = U1 (1 - e FTC r (2)

Die in einem beliebigen Zeitpunkt t in Kondensator C gespeicherte Fnergie WC hat den Wert C # Uc2 (t) @c (t) = # (3) 2 Um eine, dem Fnergiebedarf des Verbrauchers Ev bei Betätigung des Schaltere S entsnrechende Ladespannung Uco = a . U1 mit 0 S a # 1 (4) zu erreichen, wird die Ladezeit t@ benötigt.
Aus der Beziehung (2) folgt mit f4) flir t = tL tL# ln (1-a) R = # (5) C Die zu Beginn des Ladeprozesses in R verbrauchte Spitzenleistung PP ist dann entsprechend der Reziehung (1) PR = tL In (1-a) # (6) Erfolgt die Ladung des Kondensators in Fig. 2, wie ea zur Frreichung einer Sägezahnspannung hoher Linearität an sich bekannt i3t, mit einen konetarter Strom Ik auf die gleiche Ladespannung UcO = a.U1, so ergibt sich bei gleicher Ladez@it mit den Beziehungen Q = Uco # C = Ik # tL (7) und Pmax = Ik # U1 (8) die Ladespitzenleistung Pmax in diesem Falle zu Pmax = tL # (8a) mit Vergleicht man nun dieses Frgebnis der Ladespitzenleistung im ersten Fall (6), so erhält man Dieses Frgebnis zeigt, daß die Spitzenl@istung im Falle der RC-Ladeschaltung gröber ist, als im Falle der Kondensatorladung mit einem konstanten Strom Ik. Außerdem hat die PC-Ladeschaltung noch den Nachteil, daß die Verlustleistung @ine@ e-förmig abn@hmenden Verlauf über der Zeit hat. Das bedeutet, daß eine derartige Ladeschaltung am Erde einer, nur begrenzte Leistung übertragenden Leitung stoßartige Belastung hervorruft. Wird die Schaltung derart ausgel@gt, daß zu @eginn des Ladeprozesses Leistungsanpassun vorliegt, so wird schon unmittelbar danach die maximal verfügbar@ L@istung überhaupt nicht mehr ausgenutzt.
In der erfindungsgemäßen Ladeschaltung ist die auftretende Verlustleistung konstant und zweckmäßigerweise so zu bemessen, daß Leistungsanpassung vorliegt.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform entsprechend der Erfindung, besteht aus der , durch die Transistoren T1, T2 und den Widerständen R2, R3 gebildeten Konstant-Stromquelle. Die Diode D1 dient zur Temperaturkompensation der Brsis-mitterstrecke des Transistors U2.
Die Zenerdiode D2 übernimmt den Konatantstrom, sobald der Kondensator C deren Ze nerspannung erreicht hat. Dadurch wird eine impulsmäßige Belastung der Fernleitung auch nach Beendigung der Ladung vermieden.

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung zur Ladung eine, als Spannungsquelle in dezentralen Einrichtungen einer Fernmeldeanlage dienenden Kondensators am Ende einer langen, nur geringe Leistung übertragenden Leitung, dadurch dekennzeichnet, daß die Ladung des Kondensators (C) mit einem konstanten Strom (Ik) erfolgt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufladung des Kondensators (C) auf einen bestimmbaren Wert (UCO) eine, diesen parallel geschaltete Zenerdiode (D2) leitend wird und den Konstantstrom (Ik) Ubernimmt.