DE2335222C2 - Schaltungsanordnung zur Abschaltung des Kurzschlußgleichstromes in Rufstromkreisen von nachrichtentechnischen Anlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kontaktiosen Abschaltung des Kurzschlußgieichstromes in Rufstromkreisen von nachrichtentechnischen Anlagen, in denen der Gleichspannung die Rufwechselspan- nung überlagert ist.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist für zentrale Vermittlungsanlagen von nachrichtentechnischen Anlagen aller Art, insbesondere für Fernsprechvermittlungsanlagen geeignet. Weitere Anwendungs- möglichkeiten der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung sind ?.. B. in Vermittlungsanlagen von Fernschreibanlagen, Anlagen zur Fernmessung, zur Fernsteuerung und Anlagen zur Datenübertragung und Datenverarbeitung gegeben.

Fernsprechanlagen werden im allgemeinen — ausgenommen Kleinanlagen mit einer beschränkten Anzahl von Teilnehmerstellen — so ausgeführt, daß die Verbindung zwischen den beiden miteinander in Verkehr tretenden Teilnehmerstellen über eine zentrale

■to Vermittlungsanlage erfolgt. Diese Vermittlungsanlage muß mit einer Einrichtung für den Rufvorgang zu der gerufenen (angewählten) Teilnehmerstelle ausgestattet sein. Diese Einrichtung für den Rufvorgang wird für Fernsprechvermittlungsanlagen im allgemeinen so ausgeführt, daß an die zu der gerufenen Teilnehmerstelle führende Leitung für den Rufvorgang dauernd Gleichspannung gelegt und diese Gleichspannung intermittierend mit Rufwechselspannung überlagert wird. Der Rufvorgang besteht somit aus einer periodischen Aufeinanderfolge von Rufphasen (Speisung der zur gerufenen Teilnehmerstelle führenden Leitung mit Gleichspannung mit überlagerter Rufwech- «elspannung) und Rufpausen (Speisung der Leitung mit Gleichspannung allein).

Für Fernsprechvermittlungsanlagen mit größerer Anzahl von Teilnehmerstellen wird die Speiseeinrichtung für den Rufvorgang so ausgeführt, daß das Rufsignal jeweils an mehrere Gruppen von angerufenen Teilnehmerstellen abgegeben wird, und zwar in der Art, daß eine Gruppe angerufener Teilnehmerstellen mit Gleichspannung mit überlagerter Rufweehselspannung (Rufphase) und die übrigen Gruppen der angerufenen Teilnehmerstellen mit Gleichspannung allein (Rufpause) versorgt werden.

Die Speiseeinrichtungen für den Rufvorgang in Fernsprechvermittlungsanlagen werden in den bisher bekannten Ausführungsformen so ausgeführt, daß elektromechanische Bauteile Verwendung finden. Diese

elektromechanischen Bauteile haben den Nachteil, daß die dauernd mechanisch bewegten Teile einer Abnutzung unterliegen und daher regelmäßig gewartet werden müssen. Ein weiterer Nachteil dieser bisher bekannten elektromechanischen Ausführungen der Speiseeinrichtungen für den Rufvorgang ist auch dadurch gegeben, daß im allgemeinen als Schutz gegen Überlastung der Spannungsquellen durch Kurzschluß in einer Leitung zu einer angeschalteten Teilnehmerstelle bzw. Teilnehmerstelle selbst Schmelzsicherungen oder Rücklötsicherungen Verwendung finden und damit die Gruppe von Teilnehmerstellen so lange außer Betrieb bleibt, bis die Sicherung ersetzt wird, auch dann, wenn der Kurzschluß nur vorübergehend aufgetreten war.·

Ein Kurzschluß in einer Leitung zu einer Gruppe von angerufenen Teilnehmerstellen besteht nur so lange, als die einen Kurzschluß aufweisende Leitung zu einer Teilnehmerstelle an die zu einer Gruppe von angerufenen Teilnehmerstellen zusammengefaßten Leitung angeschaltet ist. Da die Teilnehmerstelle, die entweder selbst oder deren Leitung einen Kurzschluß aufweist, nicht angerufen werden kann, wird von der rufenden Teilnehmerstelle nach kürzerer Zeitdauer der Rufvorgang abgebrochen werden. Es wird damit die Leitung, die Kurzschluß aufweist, von der Gruppenleitung der angerufenen Teilnehmerstellen über die Vermittlungsgliedcr der Fernsprechvermittlungsanlage wieder angeschaltet werden und damit die Leitung der angerufenen Teilnehmergruppe wieder kurzschlußfrei sein. Die Schmelz- oder Rücklötsicherung hat jedoch bereits die Leitung für die gesamte Teilnehmergruppe abgeschaltet. Der Schutz der Speiseeinrichtung für den Rufvorgang durch Schmelz- oder Rücklötsicherungen bedeutet daher nicht nur einen zusätzlichen Wartungsaufwand, sondern auch eine Beeinträchtigung der Betriebszuverlässigkeit.

Eine weitere Möglichkeit des Schutzes der Spannungsquellen der Speiseeinrichtung für den Rufvorgang ist in bisher bekannten Ausführungsformen durch die Einschaltung von strombegrenzenden Widerständen, z. B. Glühlampen oder Eisen-Wasserstoff-Widerständen gegeben. Die Zweckmäßigkeit dieser Schutzmaßnahmen ist jedoch fraglich, da im Betrieb erhebliche Spannungsabfälle (und damit Verluste) auftreten und im Kurzschlußfall der Strom auf einen relativ hohen Wert begrenzt wird.

Soll die Fernsprechvermittlungsanlage so ausgeführt werden, daß die Verwendung von elektromechanischen Bauteilen vermieden wird, dann müssen als Schalter arbeitende Halbleiterbauteile in der Anlage Verwendung finden und auch die Rufwechselspannungsquelle muß mit Halbleiterbauteilen aufgebaut sein.

Da Halbfeiterbauteile gegen auch nur kurzzeitige Überlastungen (Strom- oder Spannungsspitzen) wesentlich empfindlicher als elektromechanische Bauteile sind, werden die Schutzmaßnahmen gegen Kurzschlüsse in den angeschalteten Leitungen zu den Teilnehmerstellen bzw. Teilnehmerstellen selbst aufwendiger. Die Verwendung der bereits genannten Schmelzsicherungen oder Rücklötsicherungen im Rufstromkreis mit als Schalter arbeitenden Halbleiterbauteilen ist nur mit Einschränkungen möglich, die Verwendung von Glühlampen oder Eisen-Wasserstoff-Widerständen nicht zweckmäßig.

In Fernsprechvermittlungsanlagen ist ein Schutz der Rufwechselspannungsquelle, die unter Verwendung von Halbleiterbauteilen aufgebaut ist, gegen eine Überlastung durch Kurzschluß i,l den angeschalteten Leitungen zu den Teilnehmenuellen nicht erforderlich, da die Rufwechselspannungsquelle entweder schon durch ihren Aufbau selbst kurzschlußsicher ist oder leicht so ausgestaltet werden kann, daß die Kurzschlußsicherheit gegeben ist,

Für Fernsprechvermittlungsanlagen, die unter Verwendung von als Schalter arbeitenden Halbleiterbauteilen aufgebaut sind, wurde als Schutz gegen eine Überlastung der Gleichspannungsquelle durch Kurzschluß in den angeschalteten Leitungen zu den Teilnehmerstellen vorgeschlagen, in den Gleichstromkreis einen als Schalter arbeitenden Transistor einzuschalten und diesen Transistor über eine Steuereinrichtung so zu steuern, daß bei einer Überschreitung eines vorgegebenen Stromwertes der Gleichstromkreis unterbrochen wird.

Diese vorgeschlagene Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß der als Schalter arbeitende Transistor eine Sperrspannung aufweisen muß, die der Summe der Gleichspannung und der Rufwechselspannung (Scheitelwert) der Fernspreck-.t2rmittlungsanlage entspricht Ein Transistor, der diesen Anforderungen entspricht, ist aufwendig und dementsprechend kostenungünstig.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schaltungsanordnung so zu gestalten, daß als Schalter im Gleichstromkreis ein Transistor Verwendung finden kann, dessen Spannungsfestigkeit nur in der Höhe der Gleichspannung der Fernsprechvermittlungsanlage liegt. Damit wird erreicht, daß ein wesentlich kostengünstigerer Transistor Verwendung finden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Transistor in Durchlaßrichtung in die Reihenschaltung der Spannungsquellen für die Gleichspannung und die Rufwechselspannung zwischen diese Spannungsquellen eingeschaltet ist, daß eine erste Diode der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors antiparailelgeschaltet ist, daß eine entgegengesetzt zur ersten Diode gepolte zweite Diode die Gleichspannungsquelle unü den Transistor überbrückt und daß eine Steuerbaugruppeneinheit vorgesehen ist, über weiche bei Überschreitung eines vorgegebenen Stromwertes im Rufstromkreis durch Ansteuerung der Steuerelektrode des Transistors dieser den Gleichstromkreis sperrt.

Eine Erweiterung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gegeben, daß zusätzlich zum ersten Transistor zwischen der Rufwechselspannungsquelle und der Gleichspannungsquelle an den anderen Pol der Gleichspannungsquelle ein zweiter Transistor in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet ist, daß eine dritte Diode der Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors antiparalielgeschaltet ist, daß eine entgegengesetzt zur dritten Diode gepolte vierte Diode die Oleic*isp>annungsquelle und den zweiten Transistor überbrückt und daß die Steuerbaugruppen-Einheit so ausgeführt ist, daß bei Überschreitung eines vorgegebenen Stromwertes im Rufstromkreis durch Ansteuerung der Steuerelektroden des ersten und zweiten Transistors beide Transistoren den Gleichstromkreis sperren.

Diese Erweiterung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ergibt den Vorteil, daß im Kurzschlußfal! beide Halbwellen des Kurzschlußwechselstroms-s symmetrisch verlaufen und außerdem in beiden Halbwellen die verbleibende Wechselspannung um die Gleichspannung verringert ist. Die Transistoren müssen nur die Spannung der Gleichspannungsquelle sperren.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann noch dadurch erweitert werden, daß die Rufwechsel-

Spannungsquelle ihre Ausgangsleistung über einen Ausgangstransformator mit symmetrisch ausgeführten Hälften abgibt und die Speisung des Rufstromkreises symmetrisch von einer Reihenschaltung der Sekundärwicklung der ersten Hälfte des Ausgangstransformators, dem ersten Transistor, der Gleichspannungsquelle, dem zweiten Transistor und der zweiten Hälfte des Ausgangstransformators erfolgt.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Speisung der Teilnehmerstellen symmetrisch vorgenommen werden kann und daß bei geerdeter Gleichspannungsquelle das Potential gegen Erde der Gruppen der Teilnehmerstellen in der Rufpause durch einen Kurzschluß der Gruppe der Teilnehmerstellen in der Rufphase unbeeinflußt bleibt.

Die symmetrische Überlagerung der Rufwechsel· spannung über die Gleichspannung in Fernsprechanlagen ist in vielen Ländern üblich. Durch die Erweiterung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird diese Bedingung erfüiii.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann noch so erweitert werden, daß im Kurzschlußfall nach erfolgter Sperrung des Gleichstromweges durch Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren von der Steuerbaugruppeneinheit nach kurzer Zeit selbsttätig die Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren von der Steuerbaugruppeneinheit wieder geändert und damit der Gleichstromweg wieder freigegeben wird.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß nach Abschaltung des Gleichstromweges im Kurzschlußfall periodisch überprüft wird, ob der Kurzschluß noch besteht und nach Wegfall des Kurzschlusses selbsttätig der Gleichstromweg wieder dauernd durchgeschaltet wird.

Die vorgenannte Erweiterung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann so ausgeführt werden, daß die Steuerbaugruppeneinheit periodisch von außen Impulse erhält, die im Kurzschlußfall die Änderung der Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren zur Folge haben.

Eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zum selbsttätigen Durchschalten des Gleichstromweees nach Wegfall des Kurzschlusses ist dadurch gegeben, daß die Rufwechselspannung auf die Steuerbaugruppeneinheit im Kurzschlußfall so einwirkt, daß nach jeder Periode der Rufwechselspannung die Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren wieder geändert wird.

Schließlich kann die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung noch dadurch erweitert werden, daß im normalen Betriebsfall die Steuerbaugruppeneinheit von außen periodisch Impulse erhält, die durch Änderung der Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren eine kurzzeitige Unterbrechung des Gleichstromweges zur Folge haben.

Diese Erweiterung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung bringt den Vorteil, daß bei Verwendung von Thyristoren oder bipolaren Thyristoren (Triacs) im weiteren Teil der Speiseeinrichtung für den Rufstromkreis das Löschen dieser als Schalter arbeitenden Halbleiter-Bauteile zum gewünschten Zeitpunkt auch dann sichergestellt ist. wenn der Gleichstrom größer als der Rufwechselstrom-Scheitelwert ist und daher der mit Rufwechselstrom "berlagerte Gleichstrom keinen Null-Durchgang hat Und damit der über den oder die Thyristoren oder Triacs fließende Strom den Null-Wert nicht erreicht.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird nun anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. I zeigt die vorgeschlagene Schaltungsanordnung für Rufstromkreise zur Unterbrechung des Stromkreises in unsymmetrischer Ausführung;

Fig. 2 zeigt dieselbe Schaltungsanordnung für symmetrische Speisung derTeilnehmerstellen;

Fig. 3 zeigt die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;

F i g. 4 und 5 zeigen das Prinzip für eine Erweherung der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung für unsymmetrische bzw. für symmetrische Speisung der Teilnehmerstellen;

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel zu F i g. 5:

r» Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiel» der Steuerbaugruppeneinheil in der Schaltungsanordnung nach F i g. 6;

Fig. 9 zeigt den Gleichstrom- bzw. Wechselstromweg für die verschiedenen Betriebsfälle zu F i g. 3;

Fig. iO zeigi den Gleichstrom- bzw. Wechselstromweg für die verschiedenen Betriebsfälle zu F-" i g. 5:

F i g. 11 zeigt den Stromverlauf für die verschiedenen Betriebsfälle zu F i g. 3 und

Fig. 12 zeigt den Stromverlauf für die verschiedenen

r> Betriebsfälle zu F i g. 5 bzw. zu den F i g. 6. F i g. 7. Fig. 8.

Fig.l zeigt die vorgeschlagene Ausführungsform für Rufstromkreise zur kontaktlosen Abschaltung des Gleichs.iomkreises unter Verwendung eines Transi-

ίο stors als Schalter. Dieser Transistor Tra 1 ist zwischen die geerdete Gleichspannungsquelle Gl mit den Polen + , — und die Rufwcchselspannuiigsquelle R lV'(von der nur der Ausgangstransformator 77? 1 mit der Ausgangswicklung Wl dargestellt ist) geschaltet. Da der

)■> Transistor Tra 1 nur in einer Stromrichtung (in Fig. 1 vom Kollektor zum Emitter) leitend geschaltet werden kann, wird für die andere Halbwelle des Rufwechselstroms ein Stromweg über die dem Transistor Tra 1 antiparallelgeschaltete Diode DI geschaffen Die Teilnehmerstellen TSt 1 werden über die Leitungsadern AC I. AC2 an den Speiseteil angeschaltet.

Die Basis des Transistors Tra 1 wird von der Steuerbaugruppeneinheit St-B 1 so angesteuert, daß im normalen Betriebsfall der Transistor Tra 1 vom

4^r> Kollektor zum Emitter leitend ist.

In der Steuerbaugruppeneinheit St-B] wird dauernd der im Rufstromkreis fließende Strom überwacht und bei Überschreitung eines vorgegebenen Stromwertes (Kurzschlußfall) wird die Ansteuerung der Basis des

so Transistors Tra 1 so geändert, daß dieser den Stromkreis zwischen dem Kollektor und dem Emitter sperrt. Damit ist der Gleichstromkreis unterbrochen, e.-cnso der Wechselstromkreis für die Halbwelle mit gleicher Stromrichtung wie der Gleichstrom. Der Wechsel-Stromkreis bleibt jedoch für die dem Gleichstrom entgegengesetzte Halbwelle weiter leitend (über die Diode D\\ Unter der Voraussetzung, daß die Rufwechselstromquelle RW kurzschlußsicher ausgeführt ist kann dadurch kein Schaden entstehen. Am

bo Transistor Tra 1 tritt im Kurzschlußfall als Sperrspannung die Summe der Gleichspannung und dem Scheitelwert der Rufwechselspannung auf. Der Transistor Tra 1 muß daher dieser hohen Anforderung für die Sperrspannung genügen.

F i g. 2 zeigt eine der F i g. 1 entsprechende Schaltungsanordnung, jedoch für symmetrische Speisung der Teilnehrnersieilen. Die Giekhspannungsquel'e Gl mit den Polen +. — ist über die beiden als Schalter

arbeilenden Transistoren Tra i, Tral mit den symmetrisch ausgeführten Halbwicklungen WT, W2" des Ausgangstransformators TrT, Tr2" der Rufwechselspannungsquelle R W verbunden. Die beiden Transistoren Tral, Tral sind mit antiparallelgeschalteten Dioden DI, D3 überbrückt und werden von der Steuerbaugruppeneinheit St-B 2 über ihre Basis angesteuert. Die Teilnehmerstellen TSl 2 werden über die Leitungen AC3', AC3" mit dem Speiseteil verbunden.

Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 entspricht im Prinzip der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 1. Im KurzschluDfall müssen die Transistoren Tra 1, Tra 2 eine Spannung, die aus der Summe der Gleichspannung und dem Scheitelwert der Rufwechselspannung besteht, sperren können.

F i g. 3 zeigt den Aufbau der Schaltungsanordnung für Rufstromkreise zur kontaktlosen Abschaltung des Kurzschlußgleichsiromes gemäß der Erfindung. Es ist dies eine Erweiterung der in F i g. i uargesteiiien Schaltungsanordnung, und zwar ist der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tra I die Diode D1 antiparallelgeschaltet; eine weitere Diode D2 überbrückt den Transistor Tra I und die Gleichspannungsquelle Gl, wobei die Diode D 2 entgegengesetzt zur Diode D 1 gepolt ist.

Fig.4 zeigt gemäß der Erfindung eine Erweiterung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3. Die Gleichspannungsquelle Cl wird mit den beiden Polen +. — mit je einem Transistor Tra 1, Tra 2 verbunden, denen je eine Diode Dl, D3 antiparallelgeschaltet ist. Zwei weitere Diode : D 2, D 4 in entgegengesetzter Durchlaßrichtung zu den Dioden D 1, D3 überbrücken jeweils einen der beiden Transistoren Tra 1, Tra 2 und die Gleichspannungsquelle Cl. Die Ansteuerung der Transistoren Tra 1, Tra 2 erfolgt über die Steuerbaugruppeneinheit St-Bi', und die Teilnehmerstellen TSt 1 werden über die Leitungsadern ACY, AC2' mit dem Speiseteil verbunden.

F i g. 5 zeigt die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4, jedoch für symmetrische Speisung der Teilnehmerstellen. Die beiden Transistoren Tra 1, Tra 2 werden mit den symmetrisch ausgeführten Halbwickluneen W2', W2" des Ausgangstransformators Tr 2', Tr 2" der Rufwechselspannungsquelle /?Wverbunden.

Die Steuerung der Transistoren Tra 1. Tra2 erfolgt von der Steuerbaugruppeneinheit St-B 2 und die Teilnehmerstellen TSt 2 werden über die Leitungsadern AC3', AC3" mit dem Speiseteil verbunden.

In Fig. 9 bzw. Fig. IO ist der Gleichstrom- bzw. Wechselstromweg für die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 bzw. F i g. 5 für die verschiedenen Betriebsfälle dargestellt. Die Bezeichnungen für die einzelnen Bauteile sind von F i g. 3 bzw. F i g. 5 übernommen. Die Augenblicksrichtung des Stromes ist durch einen Pfeil und die den Stromweg sperrenden Transistoren sind durch einen Querstrich dargestellt

Fig. 9a bzw. Fig. 10a zeigen den Strom weg im normalen Betrieb für den Gleichstromweg und den Wechselstrom für die Halbwelle mit gleicher Stromrichtung wie der Gleichstrom. F i g. 9b bzw. F i g. 10b zeigen den Stromweg sowohl im normalen Betrieb als auch für den Kurzschlußfall für den Wechselstrom für die Halbwelle mit entgegengesetzter Stromrichtung wie der Gleichstrom. Fig.9c bzw. Fig. 10c zeigen den Stromweg im Kurzschlußfall für den Wechselstrom für die Halbwelic mit gleicher Stro—.richtung wie der Gleichstrom.

Da der Rufweehselstrom sowohl im normalen Betrieb als auch im Kurzschlußfall (Transistoren gesperrt) den Stromweg für beide Halbwellen offen vorfindet, ergibt sich, daß an den Transistoren als Sperrspannung keine höhere Spannung als die Gleichspannung auftreten kann.

Fig. Il bzw. Fig. 12 zeigen den Stromverlauf / in Abhängigkeit von der Zeit t für die in Fig.9 bzw. Fig. IO dargestellten Betriebsfälle der Schaltungsan-Ordnungen nach Fig.3 bzw. Fig.5. Der Stromverlauf im normalen Betrieb ist in Fig. 11-1 bzw. Fig. 12-1 dargestellt. Dem Gleichstrom Ux ist der Rufwechselstrom überlagert. Entsprechend der Kennzeichnung des Kurvenverlaufes (a, ty verläuft der über der Null-Linie liegende Teil der Stromkurve nach F i g. 9a bzw. 10a und der unter der Null-Linie liegende Teil der Stromkurve verläuft im Stromkreis nach F i g. 9b bzw. 10b.

Fig. 11 -2 bzw. F i g. 12-2 zeigen den Stromverlauf im Kurzschlußfall. Der Gleichstromkreis ist durch die Sperrung der Transistoren unterbrochen, es verbleibt nur der durch die Strombegrenzungseinrichtung der Rufwechselspannungsquelle begrenzte Kurzschlußwechselstrom. Entsprechend der Kennzeichnung des Kurvenverlaufes (c, b) verläuft der über der Null-Linie liegende Teil der Stromkurve im Stromkreis nach Fig. 9c bzw. Fig. 10c und der unter der Null-Linie liegende Teil der Stromkurve verläuft im Stromkreis nach F i g. 9b bzw. F i g. 10b.

Es zeigt sich, daß für die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 im Kurzschlußfall (Stromverlauf nach Fig. 11-2) die beiden Halbwellen des Kurzschlußwechselstromes ungleich verlaufen, da im Stromkreis nach Fig.9c die volle Wechselspannung wirksam wird, während im Stromkreis nach F i g. 9b nur die um die Gleichspannung verminderte Wechselspannung zur Wirkung gelangt.

Für die Schaltungsanordnung nach F i g. 5 ist der Strom weg aus F i g. 10 und der Strom verlauf aus F i g. 12 zu ersehen. Da die Schaltungsanordnung symmetrisch aufgebaut ist, ergeben sich symmetrische Stromwege. Aus Fig. 10 kann ersehen werden, daß im Kurzschlußfall (F i g. I Ob und Fig. 1 OcJ die Ruf wechselspannung in beiden Halbwellen der Gleichspannung entgegengesetzt Berichtet ist und daher für den Kurzschlußwechselstrom nur die um die Gleichspannung verminderte Wechselspannung wirksam wird. Damit verläuft der Kurzschlußwechselstrom symmetrisch in Form von Stromkuppen nach F i g. 12-2.

F i g. 6 zeigt ein prinzipielles Ausführunesbeispiel der Schaltungsanordnung nach Fig.5. Zwischen die geerdete Gleichspannungsquelle G/mit den Polen +, — und einem Transistor Tra 1 wird ein Meßwiderstand R 1 eingeschaltet, dessen Spannungsabfall in der Auswertebaugruppe A überwacht wird. Die beiden Transistoren Tra 1, Tra 2 werden von der Steuerbaugruppe St, die aus einem Transistor Tra 3 und einem Widerstand R 2 besteht, im normalen Betriebsfall mit Basisstrom versorgt und sind daher leitend. Oberschreitet der Spannungsabfall am Meßwiderstand R 1 einen vorgegebenen Wert, dann wird von der Auswertebaugruppe A die Steuerbaugruppe St so angesteuert daß die beiden Transistoren Tra \, Tra 2 keinen Basisstrom mehr erhalten und damit den Gleichstromkreis sperren.

Eine Erweiterung der Funktion der Auswertebaugruppe A ergibt sich noch dadurch, daß über diese nach erfolgter Unterbrechung des Gleichstromkreises im Kurzschlußfall in periodischen Zeitabständen eine Wiederdurchschaitung des Gieichstromkreises (über die Steuerbaugruppe St) vorgenommen wird, wobei im

Falle, daß der Kurzschluß noch besteht, sofort eine erneute Unterbrechung des Gleichstromkreises erfolgt. Nach Wegfall des Kurzschlusses bleibt jedoch die vorgenommene Wiederdurchschaltung des Gleichstromkreisesbestehen.

Die Auswertebaugruppe A kann noch einen zusätzlichen Eingang u erhalten, über welchen im normalen Betriebsfall eine Sperrung des Gleichstromkreises über die Steuerbaugruppe St vorgenommen werden kann. Dieser zusätzliche Eingang υ der Auswertebaugruppe A findet für Rufstromkreise, in denen auch Thyristoren oder Triacs einbezogen sind, Verwendung. Da die im Verbraucherkreis (angeschalteten I eilnehmerleitungen) liegenden Widerstände für Gleichstrom andere Werte haben können als für Wechselstrom (Impedanz), kann der Fall eintreten, daß der Scheitelwert des Rufwechselstromes kleiner als der Gleichstrom ist und damit kein Null-Durchgang des Rufstromes eintritt. In diesem Fall würde ein gezündeter Thyristor oder Triac nicht mehr

sicherzustellen, ist es daher erforderlich, eine kurzzeitige Stromunterbrechung des Gleichstromkreises vorzunehmen. Dies kann z. B. durch periodische Impulse am zusätzlichen Eingang u der Auswertebaugruppe A erreicht werden.

In F i g. 7 ist die Schaltungsanordnung nach F i g. 6 mit einem Ausführungsbeispiel für die Auswertebaugruppe dargestellt. Die Auswertebaugruppe A 1 wird durch einen an sich bekannten bistabilen Multivibrator (Flip-Flop) gebildet, der aus den Transistoren Tra 4, Tra 5 und den Widerständen R 3 ... R IO besteht. Der zusätzliche Eingang der Auswertebaugruppe A 1 zur Sperrung des Gleichstromkreises ist durch den Eingang u 1 über die Diode D 6 gegeben.

Der Spannungsabfall am Meßwiderstand R 1 wird über die Diode D5 dem bistabilen Multivibrator zugeführt. Im normalen Betriebsfall wird der Transistor Tra 3 der Steuerbaugruppe St leitend gehalten und damit die Basis beider Transistoren Tra 1, Tra 2 des Gleichstromkreises mit Strom versorgt und damit der Gleichstromkreis durchgeschaltet. Überschreitet der Spannungsabfall am Meßwiderstand R I einen vorgegebenen Wert, dann kippt ?ier bistabile Multivibrator in die andere Stellung, sperrt den Transistor Tra 3 der Steuerbaugruppe Si, und damit werden auch die Transistoren Tra 1, Tra 2 des Gleichstromkreises gesperrt.

Für ein Wiedcrdurchschalten des Gleichstromkreises muß der bistabile Multivibrator wieder in die Ausgangsstellung zurückkippen. Dies kann über die nur im Prinzip dargestellte Einheit S erreicht werden, deren Transistor Tra 6 einen Schalter bildet. Das Schließen dieses Schalters Tra 6 kann z. B. durch Impulse, die von außen der Einheit 5 nach erfolgter Abschaltung des Gleichstromkreises in periodischen Zeitabständen zugeführt werden, veranlaßt werden. Es kann auch der Schaltzustand des bistabilen Multivibrators zur Schließung des Schalters Tra 6 nach vorgegebener Zeitspanne ausgewertet werden. Ferner ist eine manuelle Betätigung an der Einheit 5 ausführbar, durch welche der Rückstellvorgang für den bistabilen Multivibrator ausgelöst wird.

In F i g. 8 ist die Schaltungsanordnung nach F i g. 6 mit einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Auswertebaugruppe dargestellt Die Auswertebaugruppe A2 besteht aus den Transistoren 7ha 7, Tra 8, den Widerständen All ... R15 und der Diode Dl. Der zusätzliche Eingang der Auswertebaugruppe A 2 zur Sperrung des Gleichstromkreises ist durch den Eingang u 2 über den Widerstand R 15 gegeben. Im normalen Betriebsfall wird der Transistor Trai der Steuerbaugruppe 5/ leitend gehalten, damit die Basis beider Transistoren Trai, Tra2 des Gleichstromkreises mit Strom versorgt und damit der Gleichstromkreis durchgeschaltet.

Steigt durch einen zu großen Strom in Richtung des Gleichstromes die Spannung am Widerstand R I über einen vorgegebenen Wert an, so wird der Transistor Tra 7 leitend und der Basisstrom am Transistor Tra 1 wird verkleinert. Dadurch steigt die Spannung am Transistor Tra I stark an. und diese Spannungsänderung wird über den Spannungsteiler R 12, R 14 zur Basis des Transistors TraS übertragen. Dieser Transistor TmR wird ebenfalls leitend und bewirkt daü der Transistor Tra 3 der Steuerbaugruppe St keinen Basisstrom mei.i erhält. Damit werden die Transistoren Tra 1, Tra 2 im Gleichstromkreis gesperrt.

Beim NüMuürcngäiig des

mes geht jedoch die Schaltungsanordnung der Auswertebaugruppe A 2 wieder in den Betriebszustand für den normalen Betriebsfall zurück. Ist der Kurzschluß jedoch noch weiter vorhanden, so tritt mit Ansteigen des Rufstromes über den vorgegebenen Wert sofort eine erneute Abschaltung ein. Die Schaltungsanordnung für die Auswertebaugruppe A 2 arbeitet also so, daß der Rufstrom bei Dauerkurzschluß bei jeder Periode zunächst ansteigt und bei Erreichung eines vorgegebenen Wertes wieder abgeschaltet wird. Der Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß bei jeder Periode der Rufwechselspannung überprüft wird, ob der Kurzschluß noch besteht und bei Wegfall des Kurzschlusses der Gleichstromkreis sofort wieder dauernd durchgeschaltet ist.

Der Stromverlauf für diese Schaltungsanordnung nach Fig. 8 mit der Auswertebaugruppe A 2 ist aus Fig. 12 zu ersehen. F i g. 12-1 zeigt den Strom verlauf für den normalen Betriebsfall. Der Stromverlauf bei Dauerkurzschluß im Rufstromkreis ist in Fig. 12-3 dargestellt. Aus der Kennzeichnung (a, b, c) des Kurvenverlaufes in Fig. 12-1 und Fig. P-3 ist der jeweils zugehörige Stromkreis nach F i κ. 10 zu ersehen.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zur kontaktlosen Unterbrechung des Kurzschluß-Gleichstromes im Speiseteil von Rufstromkreisen bringt gegen die bisher bekannten Ausführungen den Vorteil, daß die Sperrspannung am Schalttransistor nur die Höhe der Gleichspannung erreicht. Bei den bisher bekannten Ausführungen beträgt die Sperrspannung die Summe der Gleichspannung und dem Scheitelwert der Rufwechselspannung.

Im allgemeinen wird für den Rufvorgang in Fernsprechvermittlungsanlagen mit größerer Zahl von Teilnehmerstellen eine Gleichspannung von 48 Veff (Scheitelwert ca. 125V) Anwendung finden. Es ergibt sich damit für die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung für den bzw. die Schalttransistoren eine Sperrspannung von max. 60 V und für die bisher bekannten Ausführungen eine maximale Sperrspannung von 185 V. Ein Schalttransistor mit einer Sperrspannung von nur 60 V ist wesentlich kostengünstiger als ein Schalttransistor mit einer Sperrspannung von 185 V.

Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gegeben, daß im KurzschlußfaJI beide Halbwellen der Rufwechselspannung der Gleichspannung entgegengeschaitet sind und daher für den verbleibenden Kurzschlußwechselstrom nur die um

die Gleichspannung verminderte Rufwechselspannung wirksam wird.

Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ergibt sich dadurch, daß mit geringem Mehraufwand die Schaltungsanordnung so erweitert werden kann, daß im Kurzschlußfall dauernd überwacht wird, ob der Kurzschluß noch besteht und nach Wegfall des Kurzschlusses selbsttätig der Gleichstromkreis wieder durchgeschaltet wird.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist ohne die Verwendung von elektromechanischen Bauteilen ausgeführt, und die als Schalter erforderlichen Halbleiterbauteile (Transistoren) brauchen nur eine relativ geringe Sperrspannung aufzuweisen. Außerdem wird im Kurzschlußfall der verbleibende Kurzschluß-Wechselstrom niedrig gehalten und nach Wegfall des Kurzschlusses eine selbsttätige Wiederdurchschaltung des Gleichstromkreises vorgenommen.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Abschaltung des Kurzschluß-Gleichstromes in RufstromKreisen von nachrichtentechnischen Anlagen, in denen der Gleichspannung die Rufwechselspannung überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (Tra 1) in Durchlaßrichtung in die Reihenschaltung der Spannungsquellen für die Gleichspannung (Gl) und die Rufwechselspannung (RInzwischen diese Spannungsquellen eingeschaltet ist, daß eine erste Diode (Di) der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (Tra 1) antiparallelgeschaltet ist, daß eine entgegengesetzt zur ersten Diode gepolte zweite Diode (D 2) die Gleichspannungsquelle (Gl) und den Transistor (Tra 1) überbrückt und daß eine Steuerbaugrupgen-Einheit (St-B 1) vorgesehen ist, über welche bei Überschreitung eines vorgegebenen Stromwertes im Rufstromkreis durch Ansteuerung der Steuerelektrode des Transistors (Tra 1) dieser den Gleichstromkreis sperrt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum ersten Transistor (Tra 1) zwischen der Rufwechselspannungsquel-Ie (R W) und der Gleichspannungsquelle (Gl) ein an den anderen Pol der Gleichspannungsquelle (Gl) angeschlossener zweiter Transistor (Tra 2) in Durchlaßrichtung in Reihe geschaltet ist, daß eine dritte Diode (D 3) der Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors (Tra 2) antiparallelgeschaltet ist, daß eine enijegengesetzt zur dritten Diode gepolte vierte Diode (DA) die Gleirhspannungsqueile (Gl) und den zweiten Transistor (Tra 2) überbrückt und daß die Steuerbaugruppen-Esnheit (St-BV) so ausgeführt ist, daß bei ÜDerschreitung eines vorgegebenen Stromwertes im Rufstromkreis durch Ansteuerung der Steuerelektrode des ersten und zweiten Transistors (Tra 1, Tra 2) beide Transistoren (Tra 1, Tra 2) den Gleichstromkreis sperren.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rufwechselspannungsquel-Ie (R W) ihre Ausgangsleistung über einen Ausgang··- transformator mit symmetrisch ausgeführten Hälften (Tr 2', Tr 2") abgibt, und die Speisung des Rufstromkreises symmetrisch von einer Reihenschaltung der Sekundärwicklung (W2') der ersten Hälfte des Ausgangstransformators (Tr2^f) dem ersten Transistor (Tra 1), der Gleichspannungsquelle (Gl), dem zweiten Transistor (Tra 2) und der Sekundärwicklung (W2") der zweiten Hälfte des Ausgangstransformators (Tr 2") erfolgt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kurzschlußfall nach erfolgter Sperrung des Gleichstromweges durch Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren (Tra 1, Tra 2) von der Steuerbaugruppen-Einheit (St-Bi, St-BV₁ St-B2) nach kurzer Zeit selbsttätig die Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren (Tra 1, Tra 2) von der Steuerbaugruppen-Einheit (St-Bi, St-BV, St-Bl) wieder geändert und damit der Gleichstromweg wieder freigegeben wird.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbaugruppen-Einheit (St-BX, St-BV, St-B 2, A) periodisch von außen Impulse erhält, die im Kurzschlußfall die Änderung der Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der

Transistoren (Tra t, Tra 2) zur Folge haben,

6, Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die R«fweehse|spannung auf die Steuerbaugruppen-Einheit (St-Bi, St-BV,

St-B 2, A) im Kurzschlußfall so einwirkt, daß nach jeder Periode der Rufwechselspannung die Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren (Tra 1. Tra 2) wieder geändert wird.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vnrhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im

normalen Betriebsfall die Steuerbaugruppeneinheit (St-Bi, St-BV, St-B 2, A) von außen periodisch Impulse erhält, die durch Änderung der Ansteuerung der Steuerelektrode des bzw. der Transistoren i> (Trai, Tra 2) eine kurzzeitige Unterbrechung des Gleichstromweges zur Folge haben.