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Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanalgen
mit einem als örtliche Betriebsspannungsquelle dienenden Kondensator Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
mit einem als örtliche Betriebsspannungsquelle dienenden Kondensator, der Uber eine
zweiadrige Leitung aufladbar ist. Derartige Anordnungen werden mit Vorteil z.B.
in Vorfeldeinrichtungen von Farnsprechwählanlegen benutzt, die keine eigene Stromversorgung
besitzen. Die Anwendung einer Kondensatorentladeschaltung zur Betätigung eines Schaltmittels
ist im allgemeinen mit einer Leistungsumwandlung verbunden: Wenn die am Ort des
Schaltinittels zur VerfUgung stehende elektrische Leistung aufgrund von in dem betreffenden
Schaltkreis wirksamen und meist unvermeidlichen Widerstände (Z.B. des Leitungswiderstandes
einer Bernmeldeleitung) beschränkt ist oder wenn aus anderen Gründen eine Spannungsquelle
von nur geringem Leistungsvermögen zur Verfügung steht, wird die der Spannungsquelle
am Ort des Schaitmitteis Je Zeiteinheit entnehmbare elektrische Energie über einen
genügend langen Zeitraum in einem Kondensator gespeichert und anschliessend in einem
zur Betätigung der Schaltmittel aus reichend starken Kondensatorentladevorgang wieder
abgegeben.
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Durch die deutsche Patentschrift 1 250 507 ist eine Anordnung bekannt
geworden, bei der der Entladestromkreis des Kondensators durch eine Halbleitertriode
(z.B. einen Transistor) einschaltbar ist. Die Halbleitertriode ist während des Aufladevorganges
durch den Spannungsabfall der an einem in den Aufladestromkreis des Kondensators
eingefügten und durch den
Aufladestrom in Durchlassrichtung beanspruchten
Gleichrichter auftretenden Spannungsabfall gesperrt. Nach erfolgter KOndensatoraufladung
ist der Entladestromkreis selbsttätig dadurch einschaltbar, dass die den Au£ladest,rokreis
speisende Spannung gegenüber der La,despannung des Kondensators abgesenkt, z.B.
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ausgeschaltet wird, Dadurch gelangt der erwähnte Gleiohrichter in
seinen Sperrzustand und der Steuerelektrode der Halbleitertriode kann beispielsweise
über einen hochohmigen Widerstand von der entsprechenden Kondensaterbelegung her
ein geeigneter Steuerstrom zufliessen, durch den ei in ihr iedergkml leitenden Zustand
gesteuert wird. Diese bekannte Anordnung eignet sich besonders zur impulsgesteuerten
Betätigung von Schaltmittel, z.B. Relais. Die beschriebene Arbeitsweise stellt es
sicher, dass die Aussendung des Impulses, der die Energie zur Speisung des Betätigungsstromkreises
beinhaltet, durch di Zwischenspeicherung in einem Kondensator und die selbsttätige
Einschaltung von dessen Entladestromkreis zeitlich eindeutig von der Betätigung
des Schaltmittels getrennt ist. Damit ist der schaltungstechnisch ausserordentlich
willkommene Vorteil verbunden, dass die Schaltmittel, z.B.
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Relais, über eigene Kontakte betätigt werden können, ohne dass auf
irgendwelche Zeitbedingungen zu achten ist.
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Es besteht häufig die Notwendigkeit, die in einemf aufgeladenen Kondensator
enthaltene elektrische Energie über einenf längeren Zeitraum zu speichern. Dies
ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Einsohaltung des Kondensatorentladestromkreises,
in dem die Betätigung eines Schaltmittels erfolgen soll, von einem Schaltzustand
oder -vorgang abhängt, der am Ort des, Schaltmittels selbst stattfindet bzw. existiert.
Als Beispiel sei auf die Speisung von Teilnehmerschaltungen oder ähnlichen Einrichtungen
zur Anreizfeststellung in betterielosen Unterämtern, Wählsterpscbaltern oder dergleichen
der Fernsprechvermittlungstechnik verwiesen. Hierbei stellt sich die Aufgabe, eine
genügend starke Energiequelle in Form eines aufgeladenen Kondensators bereitzuhalten,
die unabhängig von den Schaltvorgängen im Aufladestromkreis in einem beliebigen
Zeitpunkt,
beispielsweise bei Schleifenschluss an einer der an das batterie lose Unteramt oder
dergleichen angeschlossenen Teilnehmerstelles in Anspruch genommen werden kann.
Die vorerwähnte, durch das deutsche Patent 1 250 507 bekanntgewordene Anordnung
ist für diesen Zweck offensichtlich ungeeignet. Die Erfindung hat sich daher die
Aufgabe gestellt, diese bekannte Anordnung so abzuändern, dass sie den gewünschten
Zweck erfüllt. Sie geht also aus vorn einer Schaltungsanordnung für Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen mit einem als örtliche Betriebaspannungaquelle dienenden
Kondensator, der über eine zweiadrige Leitung aufladbar ist und dessen Entladestromkreis
durch einen Halbleiterschalter (z.B. einen pnp-Transistor) einschaltbar ist, dessen
Steuerstrecke mit einem in den Aufladestromkreis eingefügten vorzugsweise stromrichtungsabhängigen
Widerstand in der Weise verbunden ist, dass er durch den an diesem Widerstand während
* des Fliessens von Aufladestrom auftretenden Spannungsabfall sperrbar ist. Die
erfindungsgemässe Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser Widerstand ferner
Bestandteil eines von dem genannten durch den Halbleiterschalter einschaltbaren
Entladestromkreis unabhängigen hochohmigen weiteren Entladestromkreises ist, und
dass der genannte Halbleiterschalter durch den in diesem weiteren Entladestromkreis
an dem genannten Widerstand auftretenden Spannungsabfall ebenfalls sperrbar ist.
Damit ist das Problem gelöst, eine sichere Sperrung des den Entladestromkreis steuernden
Halbleiterschalters auch dann zu gewährleisten, wenn der Aufladevorgang des Kondensators
beendet ist. Diese weitere Sperrung des den Entladestromkreis steuernden Schaltelementes
ist offensichtlich deshalb problematisch, weil dieses Schaltelement eine vergleichsweise
hohe Ansprechempfindlichkeit haben muss. Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht
deshalb eine "aktive" Sperrung mit Hilfe der Kondensatorladung.
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Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung, dass die durch
die bereits erwähnte deutsche Patentschrift 1 250 507 bekannte Anordnung nur geringfügig
abgeändert werden muss, um
sie für die neue Aufgabe geeignet zu
machen. Eine entsprechende Ausbildung in der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass in Reihe mit dem vorzugsweise stromrichtungsabhängigen Widerstand in die Verbindung
zwischen ihm und der ihm in dem Aufladestromkreis zugewandten Kondensatorbelegung
ein für den Aufladestromkreis in Durchlaasrichtung gepolter Gleichrichter geschaltet
ist und dass diese Reihenschaltung von einem weiteren Gleichrichter überbrückt ist,
der für den Entladestrom des Kondensators in Durchlassrichtung gepolt ist. Der hochohmige
weitere Entladestromkreis des Kdndensators kann beispielsweise dadurch vollendet
werden, dass ein hochohmiger Widerstand zwischen den genannten vorzugsweise stromrichtungsabhängigen
Widerstand, mit dem die Steuerstrecke des Halbleiterschalters verbunden ist, und
die andere Ebndensatorbelegung geschaltet ist. * Eine andere Weiterbildung der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Halbleiterschalter (z.B. ein npn-?ransistor)
vorgesehen ist, dessen Aufbautyp zu demjenigen des erstgenannten Halbleiterschalters
komplementär ist, dass die Steuerstrecke dieses zweiten Halbleiterschaltersmit einem
in die zu der anderen Kondensatorbelegung führende Zuleitung des Aufladestromkre'ises
eingefügten weiteren vorzugsweise stromrichtungsabhängigen Widerstand verbunden
ist, der ebenfalls Bestandteil des genannten hochohmigen weiteren Entladestromkreises
ist und dass der Steuereingang eines jeden Halbleiterschalters mit der Ausgangselektrode
des jeweils anderen Halbleiterschalters über einen Rückkopplungßzweig miteinander
verbunden sind. Diese Weiterbildung der Erfindung bietet zwei wesentliche Vorteile.
Zum Einen ist der KJndensatorentladestromkreis, also der eigentliche Laststromkreis
von den Potentialen des Aufladestromkreises des Kondensators unabhängig, da dieser
mit seinen beiden Belegungen aus dem Aufladestromkreis herausgetrennt und in den
Entladestromkreis geschaltet wird, zum Anderen genügt wegen der kreuzweisen Rückkopplung
zwischen beiden Halbleiterschaltern ein kurzer und
leistungsschwacher
Auslöseimpuls zur Einschaltung des Entladestromkreises.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel der Erfindung dargestellt.
Es handelt sich um eine Anordnung mit einem Kondensator C1, der über eine zweiadrige
Leitung, die durch die beiden Leitungswiderstände 1/2 Rt angedeutet ist, von der
Spannungsquelle U aufgeladen werden kann. Der Entladestromkreis des Kondensators
Cl, in dem das Relais B betätigt werden soll, steht unter dem Schalteinfluss der
beiden komplementären Transistoren T1 und 22, die wechselseitig über die Widerstände
R3 und R4 rückgekoppelt sind. Über eine der beiden Steuereingänge 51 oder S2 kann
ein die Einschaltung des Entladestromkreises bewirkender Steuerimpuls zugeführt
werden.
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Im Folgenden werde die Wirkungsweise der dargestellten Schaltung näher
beschrieben: Wenn der Schalter s geschlossen wird, wird der Kondensator in dem Stromkreis
(1) +U, s, 1/2 Rt, 9, 2, 4, C1, 3, 1, 8, 1/2 RL, -U aufgeladen. Der in diesem Stromkreis
(1) an den beiden in Durchlassrichtung gepolten Gleichrichtern 1 und 2 auftretende
Spannungsabfall dient zur sicheren Sperrung der Transistoren X1 und ?2, deren Steuerelektroden
diese Sperrspannung über die Widerstände Rl bzw. R2 zugeführt wird.
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Durch die Sperrung der beiden Transistoren T1 und T2 ist der über
das Relais B und den Gleichrichter 7 verlaufende Laststromkreis stromlos. Wenn die
Ladespannung U durch das Öffnen des Schalters s wieder abgeschaltet ist, gelangen
die beiden Gleichrichter 3 und 4 in ihren Sperrzustand und es besteht der folgende
hochohmige Entladestromkreis des Kondensators C1:
(2) +Cl, 6, 2,
R, 1, 5, -C1.
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In diesem hochohmigen Entladestromkreis entsteht an den beiden in
Durchlassrichtung gepolten Gleichrichtern 1 und 2 ebenso wie in dem Aufladestromkreis
(1) ein Spannungsabfall, der die beiden Transistoren T1 und T2 über die Widerstände
R1 bzw. R2 sperrt.
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Wenn nun beispielsweise dem Steuereingang S1 ein Auslöseimpuls zugeführt
wird, wird der Transistor Tl leitend. Über den Rückkopplungswiderstand R4 erhält
auch der Transistor T2 Steuerstrom, der über den Rückkopplungswiderstand R3 wiederum
verstärkt zur Basis des Transistors T1 gelangt. Beide Transistoren steuern sich
gegenseitig in ihren Sättigungszustand und schalten damit den über das Relais B
verlaufenden Entladestromkreis des Kondensators Ciein. Dieser Stromkreis hat folgenden
Verlauf: (3) +C1, 6, 2, Emitter-Kollektor (T2), 7, B, Kollektor-Emitter (Tl ), 1,
5, -C1.
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In zwei parallelen Stromzweigen werden die beiden Transistoren T1
und T2 in ihrem Sättigungszustand gehalten: (4) +Cl, 6, 2, Emitter-Kollektor (T2),
R3, Basis-Emitter (Ti), 1, 5, -C1 bzw.
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(5) +C1, 6, 2, Emitter-Basis(T2), R3, Kollektor-Emitter (T1), 1, 5,
-C1.
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Die den Steuerstrecken der beiden Transistoren Tl und T2 parallelgeschalteten
Kondensatoren C2 und C3 und Widerstände R5 und R6 verhindern, dass der Entladestromkreis
des Kondensators Cl durch Störspannungen beeinflussbar ist.
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4 Patentansprüche 1 Figur