DE2607722A1 - EMERGENCY POWER SYSTEM WITH OVERVOLTAGE PROTECTION FOR RADIO FREQUENCY DISTRIBUTION NETWORKS - Google Patents

EMERGENCY POWER SYSTEM WITH OVERVOLTAGE PROTECTION FOR RADIO FREQUENCY DISTRIBUTION NETWORKS

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DE2607722A1 DE19762607722 DE2607722A DE2607722A1 DE 2607722 A1 DE2607722 A1 DE 2607722A1 DE 19762607722 DE19762607722 DE 19762607722 DE 2607722 A DE2607722 A DE 2607722A DE 2607722 A1 DE2607722 A1 DE 2607722A1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • HELECTRICITY
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Description

Netstromsystem mit Überspannungsschutz für Radiofrequenz-Power system with surge protection for radio frequency

Verteilungsnetzwerke Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Schaltungen, und zwar spczieller auf eine Überspannungsschutz- urid Not- oder Ersatzstromverteilschaltung für Radiofrequenz-Signalverteilungsverstärker, die automatisch rückstellbar ist, wenn der Überspannungszustand beendet ist, die den Energiefluß während der Zeitspanne der Überspannung aufrechterhält und bei der während einer Unterbrechung einer Netzwechselspannung einem oder mehreren vorgewählten Verstärkern eine Ersatz-Gleichspannung zugeliefert wird. Distribution Networks The invention relates to electronic Circuits, specifically to an overvoltage protection and emergency or replacement power distribution circuit for radio frequency signal distribution amplifier that is automatically resettable, when the overvoltage condition has ended, the flow of energy during the period the overvoltage is maintained and during an interruption of an AC mains voltage a replacement DC voltage is supplied to one or more preselected amplifiers will.

Bei vielen heutzutage interessanten Anwendungsfälien, beispielsweise bein n-etri eb von Radiofrequenz-Verteilanlagen, wie hei einem Fernseh-Gemeinschaftsantennensystem, t ist ein Schutzmechanismus erwünscht, um die empfindlichen elektronischen Wirkelemente vor möglicher Zerstörung bei auftretenden Überspannungen von der Stromversorgung zu trennen.so müssen beispielsweise Gemeinschaftsantennensysteme herkömmlicher Weise gegenüber Spannungszuständen gesichert sein, die durch ungleichmäßige Belastungen in einem Energieverteilungssystem einer angeschlossenen Gemeinde oder Siedlung, eleltrische Stürme o.dgl. hervorgerufen werden.With many interesting applications today, for example bein n-etri eb of radio frequency distribution systems, such as a television community antenna system, A protective mechanism is required to protect the sensitive electronic active elements against possible destruction in the event of overvoltages from the power supply For example, communal antenna systems have to be conventional opposite to Tension states be secured, which by uneven loads in a Energy distribution system of a connected community or settlement, electrical Storms or the like be evoked.

Wegen solcner Netzspannungsstöße wi.rd bisner eie sogenannte "Brecheisen"-Spannungs-schutzschaltung verwendet, bei der ein energieleitender Halbleiter, beispielsweise ein siliciumgesteuerter Gleichrichter, ein TRIAC (eine Zweirichtungs-Thyristordiode),ein Leistungstransistor o.dgl. über eine an die Steuerklemme des Lei stungseleientes angeschlossene Spannungsfühleinrichtung oder -schaltung angeschaltet wird. Bei Auslösung bzw. Zündung infolge eines Überspaiiniingszustandes zündet der siliciumgesteuerte Gleichrichter, der TRIAC o.dgl. und schließt einen Energieflußkanal kurz. Diese ITberbrückwig des Energieflußkanals mit niedriger Impedanz verhindert die Energiezufuhr gänzlich und schützt auf diese Weise die zu schützenden Geräte, setzt sie jedoch zugleich gänzlich außer Tätigkeit. Bei solchen bisher bekannten Vorrichtungen wird die Energiezufuhr nach Beendigung des fehlerhaften Spannungszustandes wieder eingeschaltet, und dies geschieht entweder manuell oder automatisch, indem beispielsweise durch Zündung der "Brecheisen"-Schaltung ausgeschaltete Thermoschalter wieuer eingeschaltet werden.Because of such mains voltage surges, a so-called "crowbar" voltage protection circuit is necessary used in which an energy-conducting semiconductor, for example a silicon-controlled Rectifier, a TRIAC (a bidirectional thyristor diode), a power transistor or the like. Via a voltage sensing device connected to the control terminal of the Lei stungseleientes or circuit is switched on. When triggered or ignited as a result of an overload condition ignites the silicon-controlled rectifier, the TRIAC or the like. and closes one Energy flow channel short. This bridging the energy flow channel with low impedance completely prevents the supply of energy and thus protects those to be protected Devices, but at the same time puts them completely out of action. With those previously known Devices will supply energy after termination of the faulty voltage state turned back on, and this is done either manually or automatically by for example, the thermal switch switched off by igniting the "crowbar" circuit how you are switched on.

Dieser "brecheisenartige" Betrieb induziert jedoch hohe, ungewollte Spannungssprünge in den Systemen; er führt oft zum Versagen von Sicherungen und Sicherungsautomaten und macht die Inspektion häufig sehr entlegener Leitungsverstärker o.dgl.However, this "crowbar-like" operation induces high, unwanted Voltage jumps in the systems; it often leads to failure of fuses and Circuit breakers and often makes the inspection of very remote line amplifiers or the like.

erforderlich; uiid er setzt, wie bereits erwähnt, die zu schützenden Geräte für die ganze Dauer des Ub erspannungireus tandes gänzlich außer Betrieb. lm Zusammenhang init Fernseh-Gemeinschaftsantennensystemeri werden Hochfrequenztätigkeiten unterbrochen solange der Zustand der Störung anhält und bis das den Kurzschluß bewirkende "Brecheisen"-Element wieder zurückgestellt wird.necessary; uiid he sets, as already mentioned, those to be protected Devices completely out of operation for the entire duration of the overvoltage protection. In the context of communal television antenna systems, radio frequency activities interrupted as long as the state of the fault persists and until that which causes the short circuit "Crowbar" element is put back again.

Die grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zum Uberspannungsschutz.The basic object of the present invention is that Creation of an improved device for overvoltage protection.

spezieller ausgedrückt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Überspannungs s chutzschaltun6 zu schaffen, die sich autoltlatisch wieder einschaltet, wenn ein überspannungszustand beendet ist; eine solche Schutzschaltung soll nicht iii der beschriebenen 11brecheisenartigen" Betriebsweise arbeiten, d.h. keinen Kurzschluß an einem Energiezuleitungskanal erzeugen, und soll während des Anhaltens des Überspannungszustandes für die andauernde Energieversorgung sorgen.More specifically, the invention is based on the object To create an improved overvoltage protection circuit that is auto-volatile turns on again when an overvoltage condition has ended; such a protection circuit is not intended to operate in the "crowbar-like" mode described, i. do not create a short circuit on a power supply channel, and should during the Keeping the overvoltage condition ensures the continuous supply of energy.

fiir Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde,/einen Hochfrequenzverstärker eine Energieversorgungsschaltung zu schaffen, die anstatt von einer akkumulatorgespeisten Ersatz-Wechselstromquelle direkt von einer Ersatz-Gleichspannungsquelle gespeist ist, so daß die Kosten für den sonst erforderlichen Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandler mit den ihm eigenen Mängeln vermieden werden. The invention is also based on the object / a high-frequency amplifier to create a power supply circuit that is instead of an accumulator-fed Replacement AC power source fed directly from a backup DC voltage source is, so that the cost of the DC-AC converter otherwise required with its own shortcomings are avoided.

Die Erfindung schafft ferner eine Schaltung zum Speisen eines Radiofrequenz-Videoverteilungsverstärkers, die gegen Uberspannungszustände im Netz Schutz bietet und die es ermöglicht, Leitungsverstärker derart zu programmieren, daß sie während der Zeiträume einer Unterrechung der Energiezufuhr durch das Wechselstromnetz einen Einschalt- oder Ausschaltzustand annehmen, so daß die nutzbare Dauer der Energielieferung durch eine Gleichspannungsquelle als Reserveenergiequelle verlängert wird, indem sie beispielsweise während einer Unterbrechung der STetzen-ergieversorgung Verstärker in Stich- oder Zweigleitungen o.dgl. abschaltet, zugleich aber die Betriebsfähigkeit in der Hauptleitung aufrechterhält.The invention also provides a circuit for feeding a radio frequency video distribution amplifier, which offers protection against overvoltage conditions in the network and which enables line amplifiers to be programmed to operate during periods of power interruption assume a switched-on or switched-off state through the AC network, so that the useful duration of the energy supply by a DC voltage source as a reserve energy source can be extended by, for example, during an interruption in the power supply Amplifier in branch or branch lines or the like. switches off, but at the same time the operability maintains in the main line.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst und werden weitere Vorteile erzielt in einer spezifischen, illustrativen Überspannungsschutzschaltung, in der eine Energieversorgungsschaltung, wie für die Verteilungsanlage einer Fernseh-Gemeinschaftsantenne (beispielsweise einen Relaisverstärker) einen mit einer Wechselspannungsenergieleitung gekoppelten Transformator einschließt. Eine gesteuerte, in zwei Richtungen leitfähige Vorrichtung, wie ein TRIAC verbindet die Primärwicklung des Transformators mit einer Wechseispaniiungsquelle, und die Sel.urldälswicklung des Transformators speist eine .beliebige herkömmliche Gleichspannungsliefereinrichtung, beispielsweise eine Di.oden¢rückenschaltung als Zweiweggleichrichter, einen I+ilterl;ondensator und/oder dg1. Beim ersten Anlegen von Energie wird ein Steuerkondensator auf einen ausreichenden Wert aufgeladen, um den TRIAC anzusteuern, so daß die Primärwicklung des transformators mit der Wechselspaiinungsquelle verbunden wird und die zu versorgende Anlage mit Strom versorgt wird.According to the invention, this object is achieved and there are further advantages achieved in a specific, illustrative Overvoltage protection circuit, in which a power supply circuit, as for the distribution system of a television community antenna (for example, a relay amplifier) one with an AC power line coupled transformer includes. One controlled, conductive in two directions Device, such as a TRIAC, connects the primary winding of the transformer to a Wechseispaniiungsquelle, and the Sel.urldälswickung of the transformer feeds a Any conventional DC voltage supply device, for example a diode back circuit as a full-wave rectifier, an I + filter capacitor and / or dg1. When you put it on for the first time of energy a control capacitor is charged to a sufficient value, to control the TRIAC, so that the primary winding of the transformer with the AC source is connected and the system to be supplied is supplied with power.

Ein weiterer, normalerweise nicht-leitender, gesteuerter Schalter, beispielsweise ein zusätzlicher TRIAC, ist zu dem Anschaltkondensator parallelgeschaltet und durch Elemente oder eine Schaltung zum Feststellen von überspannungen, beispielsweise durch bei Schwellendurchbruch leitenden Zener-Dioden steuert. Wenn ein Überspannungszustand festgestellt wird, wird der zusätzliche TRIAC leitend, entlädt dabei den Steuerkondensator und schaltet den leitenden Leistungs-TRIAC (powertriac) ab. Auf diese Weise wird die Primärwicklung des Transformators von der einen Seite der Wechselstromleitung für die Dauer des Störungszustandes getrennt, so daß während des Spannungsstoßes die nachfolgenden Einrichtungen geschätzt sind.Another, normally non-conductive, controlled switch, for example an additional TRIAC is connected in parallel to the switch-on capacitor and by elements or a circuit for detecting overvoltages, for example controlled by conducting Zener diodes when the threshold is breached. When an overvoltage condition is determined, the additional TRIAC becomes conductive, thereby discharging the control capacitor and switches off the conductive power TRIAC (powertriac). That way will the primary winding of the transformer from one side of the AC line separated for the duration of the fault condition, so that during the voltage surge the following facilities are valued.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens treten weitere Schaltungsteile in Tätigkeit, wenn der Leistungs-TRIAC während eines Störungszustandes nicht-leitend ist, und sorgen fiir die Aufrechterhaitung einer Energiezufuhr (wenn auch mit verminderter Spannung) zu den zu versorgenden Einrichtungen. Auf diese Weise arbeiten die geschützten Einrichtungen dauernd. Ferner können derartige zusätzliche Schaltungsteile den betreffenden + Schalt- Nahverteilungsverstärker während der Störung in der Wechselspannungsleitung wahlweise in oder außer Betrieb setzen. So kann beispielsweise ein Hauptleitungsverstärker derart eingerichtet sein, daß sein Betrieb während der Tätigkeit der Gleichspannungs-Hilfsquelle fortdauert, während Stich- oder Zweigleitungsverstärker o.dgl. außer Betrieb gesetzt werden, so daß eine übermäßige Inanspruchnahme der Hilfsenergiequelle vermieden wird und das System im höchstmöglichen Umfang betriebsfähig gehalten wird.Further circuit parts occur in a further development of the inventive concept in action if the power TRIAC is non-conductive during a fault condition and ensure that an energy supply is maintained (albeit at a reduced Voltage) to the facilities to be supplied. This is how the protected ones work Facilities continuously. Furthermore, such additional circuit parts can affect the + Switching Local distribution amplifier during the disturbance in the AC voltage line either in or out of operation. For example, a trunk repeater be set up so that its operation during the operation of the DC auxiliary source continues, while stub or branch line amplifier or the like. put out of service so that excessive use of the auxiliary energy source is avoided and the system is kept operational to the maximum extent possible.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, preferred embodiments of the invention are for example shown.

Fig. 1 ist ein Schema der Grundschaltung des Uberspannungsschutzes gemäß den Grundsätzen der Erfindung; iFig. 2 ist ein Schema einer Überspannungsschutzschaltung vom gleichen Typ wie die gemäß Fir. 1, jedoch mit einer ersten zusätzlichen Schaltung zur Aufrechterhaltung des Energieflusses während einer Störung durch Überspannung; Fig. 3A ist ein Schema zur Veranschaulichung einer Überspannungsschutzschaltung vor: gleichen- Typ wie die gemäß Fig. 1, jedoch mit einer zweiten zusätzlichen Schaltung zur Aufrechterhaltung des Energieflusses während einer Störung; Fig. 3B ist ein Schema zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 3A im Betrieb während einer Störung; Fig. 4A veranschaulicht schematisch eine Überspannungsschutzschaltung vom gleichen Typ wie die gemäß Fig. 1, jedoch mit einer dritten zusätzlichen Schaltung zur Aufrechterhaltung des Energieflusses, wenn eine Störung auftritt; Fig. 4B ist ein Schema zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Schaltung Fig. 4A im Betrieb während einer 3törung; Utld Fig. 5 ist ein Schema zur Veranschaulichung der vorliegenden Energieversorgungsschaltung bei Anwendung zur Aufrechterhaltung des Betriebes eines gewählten Hauptleitungsverstärkers (trunc emplifier) einer Radiofrequenz-TV-Gemeinschaftsantennenanlage von einer Ersatz-Gleichspannungsquelle zu Zeiten der Störung der Energiezufuhr vom Wechselstromnetz.Fig. 1 is a schematic of the basic circuit of the overvoltage protection in accordance with the principles of the invention; iFig. 2 is a schematic of an overvoltage protection circuit of the same type as that according to Fir. 1, but with a first additional circuit to maintain the flow of energy during an overvoltage disturbance; 3A is a diagram illustrating an overvoltage protection circuit before: same type as that according to FIG. 1, but with a second additional circuit to maintain the flow of energy during a disturbance; Fig. 3B is a Scheme to illustrate the mode of operation of the circuit according to FIG. 3A during operation during a fault; 4A schematically illustrates an overvoltage protection circuit of the same type as that of FIG. 1, but with a third additional circuit to maintain the flow of energy when a fault occurs; Fig. Figure 4B is a diagram for illustrating the operation of the circuit of Figure 4A in operation during a fault; Utld Fig. 5 is an illustrative diagram the present power supply circuit when used for maintenance the operation of a selected trunk amplifier (trunc emplifier) of a radio frequency TV community antenna system from a substitute DC voltage source at times of the disruption of the energy supply from AC network.

Gleiche Teile sind in allei: ltiren mit den gleich- Bezugszeichen bezeichnet. In Fig. 1 ist zu Zwecken der Verarschaulichuncr eine spezielle Überschutzschaltung zur Verwendung zur Energiezufuhr von einer Wechselstromquelle 10 zu einer Last 36 (nach Umwandlung in ein Gleichstrompotential), unter gleichzeitigen' Schutz der Last 36 gegen eine von der Quelle 10 gelieferte tJberspannung dargestellt. Die von der Quelle 10 gelieferte Wechselspannung ist an die Primärspule 31 eines Transformators 30 angelegt. Die Spannung an der Sekundärwicklung 32 des Transformators wird für die weitere Verwendung, beispielsweise mittels einer mit Dioden bestückten Brückenschaltung 33 als Zweiweggleichrichter und eines Siebkondensators 35 in Gleichstrom umgewandelt. Zwischen dem Kondensator 35 und der Last 36 kann natürlich ein Spannungsregler o.dgl. angeordnet sein.Identical parts are all identified with the same reference numerals designated. In Fig. 1, for purposes of illustration, there is a special over-protection circuit for use in supplying power from an AC power source 10 to a load 36 (after conversion into a direct current potential), with simultaneous' protection of the Load 36 against an overvoltage supplied by source 10 is shown. The from the AC voltage supplied to the source 10 is to the primary coil 31 of a transformer 30 created. The voltage on the secondary winding 32 of the transformer is used for further use, for example by means of a bridge circuit equipped with diodes 33 converted into direct current as a full-wave rectifier and a filter capacitor 35. A voltage regulator or the like can of course be used between the capacitor 35 and the load 36. be arranged.

Der Hauptleitungspfad von Klemme 1 zu Klemme 2 des Energie-TRIAC 29 verbindet die untere Klemme der Primärwicklung 31 des Transformators mit der einen Seite der Leitung von der Wechselstromquelle (die nur aus Gründen der Übersichtlichkeit als geerdet angenommen ist), und die andere Seite der Transformatorwicklung ist direkt mit der anderen Wechselstromleitung verbunden. Die Steuerelektrode bzw. die Steuerklemme des Leistungs-TRIAC 29 wird in der im folgenden beschriebenen Weise durch einen Widerstand 28 und einen weiteren TRIAC 24 gesteuert, dessen Steuerelektrode ihrerseits von der Kleinmenspannung eines Kondensators 18 erregt wird, die über einen Widerstand 25 und eine Diode 27 wirksam ist. Der Kondensator 18 wird während der negativen Halbperioden des Leitungswecllselstroms mittels eines Widerstandes 20 und einer Diode 19 aufgeladen.The main path from terminal 1 to terminal 2 of the energy TRIAC 29 connects the lower terminal of the primary winding 31 of the transformer to the one Side of the line from the AC power source (which is only for the sake of clarity is assumed to be grounded), and the other side is the transformer winding connected directly to the other AC line. The control electrode or the Control terminal of the power TRIAC 29 is set in the manner described below controlled by a resistor 28 and another TRIAC 24, whose The control electrode itself is excited by the low voltage of a capacitor 18 which is effective via a resistor 25 and a diode 27. The condenser 18 is activated during the negative half-cycles of the alternating conduction current by means of a Resistor 20 and a diode 19 charged.

Zu Zwecken de Überspannungsschutzes ist ein TRLW 12 zu einem Kondensator 18 parallelgeschaltet. Die Steuerklemme des TRIAC 52 ist über entgegengesetzt gepolte Zererdioden 15 und 17 und einen Strombegrenzungswiderstand 13 mit t der Wechselstromleitung verbunden. Die Durchbruchspannungsschwellen (voltage conducting threshold levels) der Zenerdioden 15 und 17 entsprechen den am Ausgang der Schwelle 10 festzustellenden überspannungswerten. For the purposes of overvoltage protection, a TRLW 12 becomes a capacitor 18 connected in parallel. The control terminal of the TRIAC 52 is polarized opposite Zerierdioden 15 and 17 and a current limiting resistor 13 with t the AC line tied together. The voltage conducting threshold levels of the Zener diodes 15 and 17 correspond to those to be determined at the output of the threshold 10 overvoltage values.

Wenn («ie dies normalerweise zutrifft) Wechselstromenergie von einer Amplitude unterhalb des Fehl.erwertes der Überspannung an die Schaltung der Fig. 1 angelegt wird, wird der Kondensator 18 während der negativen Halbperioden in der Leitung auf einen ausreichenden Wert aufgeladen, um die Steuerelektrode des TRIAC 24 iiber den Widerstand 25 und die Diode 27 zu erregen0 Das negative Potential am oberen Ende des Kondensators 18 bleibt für beide Halbperioden auf der Leitung bestehen, so daß der TRIAC 24 dauernd in leitfähigem Zustand geschaltet bleibt.If (“as this is normally the case) AC power from a Amplitude below the error value of the overvoltage to the circuit of Fig. 1 is applied, the capacitor 18 is during the negative half periods in the Line charged to a sufficient value to control the control electrode of the TRIAC 24 via the resistor 25 and the diode 27 to excite the negative potential at the upper end of the capacitor 18 remains on the line for both half-periods, so that the TRIAC 24 remains permanently switched in the conductive state.

Der leitfähige TRIAC 24 liefert seinerseits ausreichend Energie an die Steuerklemne des Leistungs-TRIAC 29, um diesen leitfähig zu halten, so daß das untere Ende der Primärwicklung 31 des Transformators dauernd mit der geerdeten Seite des Ausgangs der Wechselstromquelle 10 betrieblich verbunden bleibt. Auf diese Weise wird also im wesentlichen die volle Ausgangsenergie der Quelle 1Oan die Primarwicklung 31 angelegt. Der voll erregte Transformator und die nachfolgende Schaltung erzeugen dann eine Gleichspannung zum Speisen des Verbrauchers 36 in herkömmlicher Weise.The conductive TRIAC 24 in turn supplies sufficient energy the control terminals of the power TRIAC 29 to keep it conductive so that the lower end of the primary winding 31 of the transformer continuously with the grounded side of the output of AC power source 10 remains operationally connected. In this way thus essentially the full output energy of the source 10 is applied to the primary winding 31 created. The fully energized transformer and subsequent circuit generate then a DC voltage for feeding the load 36 in a conventional manner.

Unter solchen Bedingungen eines normalen Eingangspotentials + der Last oder wie beschrieben, reicht der maximale Spannungsausschlag während jeder von der Wechselspannungsquelle 10 gelieferten Halbperiode nicht ans, um die (für jene Halbperiode) entgegengesetzt gepolte Zenerdiode 15 bzw. 17 zu züiiden. Der TRIAC 12 bleibt also nicht-leitend und heeinträchtigt also die soeben beschriebene Tätigkeit der Schaltung nicht.Under such conditions a normal input potential + the Load or as described, the maximum voltage excursion is sufficient during each half-cycle supplied by the AC voltage source 10 not ans, in order to züiiden the oppositely polarized Zener diode 15 or 17 (for that half period). The TRIAC 12 remains non-conductive and thus affects the one just described The circuit does not work.

Wenn andererseits während einer beliebigen Halbperiode auf der Leitung eine Überspannung auftritt, wird die entegegengesetzt gerichtete Diode 15 bzw. 17 leitend, und, da die andere der in Kaskaden geschalteten Dioden 15, 17 in Vorwärtsrichtung betrieben ist, wird der Steuerelektrode des TRIBCS 12 Energie zugeführt. Dementsprechend wird der Kondensator 18 schnell über pn n leitenden Pfad des TRlAC 12 zwischen den Klemmen 1 und 2 entladen, wo-durch das normalerweise an der in der Zeichnung oberen Klemme des Kondensators 18 vorhandene negative Potential beseitigt wird. Auf diese Weise werden die TRIACs 24 und 29 nicht-leitend und trennen die Primärwicklung 31 des Transformators von der Wechselspannungsquelle 10. Dementsprechend werden Energiezuleitung und Last von dem Potential getrennt, und somit wird die Last geschützt, solange ein Zustand der Überspannung bestehen bleibt. Dabei wird dieser Schutz mittels eines offenen Stromkreises anstatt durch einen Kurzschluß, wie beim"Brecheisen"-Verfahren erzielt, und somit werden bei Auftreten voii Überspannungsbedingungen sprunghafte änderungen elektrischer Größen aufs Äußerste vermindert.Conversely, if on the line during any half cycle an overvoltage occurs, the oppositely directed diode 15 or 17 conductive, and, since the other of the cascaded diodes 15, 17 in the forward direction is operated, the control electrode of the TRIBCS 12 is supplied with energy. Accordingly the capacitor 18 is quickly via pn n conductive path of the TRAC 12 between the Terminals 1 and 2 are discharged, usually at the top in the drawing Terminal of the capacitor 18 existing negative potential is eliminated. To this In this way, the TRIACs 24 and 29 become non-conductive and separate the primary winding 31 of the transformer from the AC voltage source 10. Energy supply lines are accordingly and load is separated from the potential, and thus the load is protected so long an overvoltage condition persists. This protection is provided by means of a open circuit instead of a short circuit, as in the "crowbar" method and thus surge conditions become volatile when voii occur Changes in electrical quantities are reduced to the utmost.

Nach Abflauen des Überspannungszustandes erhält die Steuerelektrode des TRIAC 12 keine Energie mehr, und der TRIAC 12 hört etwa heim nächsten Nulldurchgang der von der Quelle 10 gelieferten Wechselstromwelle auf zu leiten, da in diesem Punkt das Potential an den Klemmen 1 und 2 des TRIAC nicht mehr ausreicht, um die Leitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Dies wird dadurch e rreicht, daß ein Widerstand 26 das Heranführen des gegen Null gehenden, die Polarität wechselnden Potentials zum TRIAC 12 unterstützt. Anschließend an die Beendigung des Überspannungszustandes wird also der Kondensator 18 abermals in seinen oben besprochenen Zustand aufgeladen, so daß der Energiefluß zur Last in normaler Weise wieder aufgenommen wird.After the overvoltage condition has subsided, the control electrode receives of the TRIAC 12 no more energy, and the TRIAC 12 hears about the next zero crossing to conduct the alternating current wave supplied by the source 10, since in this Point the potential at terminals 1 and 2 of the TRIAC is no longer sufficient to achieve the Maintain conductivity. This is achieved by adding a resistor 26 the introduction of the potential, which tends to zero and changes polarity supported for TRIAC 12. Subsequent to the termination of the overvoltage condition will so the capacitor 18 is charged again in its state discussed above, so that the flow of energy to the load is resumed normally.

Die in Fig. 1 gezeigte, grundlegende Überspannungsscliutzschaltung laut obiger Beschreibung schützt also die Last vollständig, liefert der Last 35 jedorh während des Bestehens des Überspannungszustandes keine Energie. Wie nun in dem Schaltungsschema der Fig. 2 gezeigt, kann mit dem Hauptleistungs-TRIAC 29 der Grundanordnung gemäß Fi. 1 eine weitere Transformatorz Primärwirkung 34 sowie ein TRIAC 37 parallelgeschaltet sein.The basic overvoltage protection circuit shown in FIG According to the description above, it completely protects the load, provides the load 35 however, no energy during the existence of the overvoltage condition. As in 2, the main power TRIAC 29 of the Basic arrangement according to Fi. 1 another transformerz primary effect 34 as well as a TRIAC 37 must be connected in parallel.

Bei Aiftreten eines Überspannungszustandes wird der fRIAC 29 in der oben beschriebenen reise nicht-leit eijd. Dementsprechend liegt ursprünglich an dem TRIAC 37 das zugelieferte Potential der Wechselspannungsquelle, und der TRIAC 37 zündet schnell unter der Energiezufuhr zur Steuerelektrode über einen Widerstand 39. Weise der TRI&C 37 leitend ist, ist die Wicklung 34 mit der Wicklung 31 ii Reihe geschaltet und unterstützt diese in ihrer Wirkung,so daß das wirksame Windungszahlenverhältnis des Transformators, das im Ruliezustand N32 N32 beträgt,nun beträgt, N31 N31 + N34 worin N die Windungszahl der entsprechenden Wicklungen bedeutet. 51S am Ausgang des Transformators 32 auftretende Potential ist also während der T)auer der Störung durch Überspannung erheblich vermindert.If an overvoltage condition occurs, the fRIAC 29 is in the travel non-leit eijd described above. Accordingly, is originally on the supplied potential of the AC voltage source to the TRIAC 37, and the TRIAC 37 ignites quickly under the supply of energy to the control electrode via a resistor 39. Way the TRI & C 37 is conductive, winding 34 is with winding 31 ii connected in series and supports this in its effect, so that the effective number of turns ratio of the transformer, which in the Rulie state is N32 N32, is now N31 N31 + N34 where N is the number of turns of the corresponding windings. 51S at the exit of the transformer 32 occurring potential is therefore during the T) outside of the disturbance considerably reduced by overvoltage.

Wenn die Störung behoben ist, zündet der Hauptleistungs-THIAC 29 abermals in der oben beschriebenen Weise und schließt den TRIAC 37 und die Wicklung 34 kurz, so daß das Ausgangspotential der Sekundärwicklung 32 des Transformators seinen normalen Wert wieder annimmt. Die Schaltung gemäß Fig. 2 schützt also nicht nur gegen den Überspannungszustand sondern gewährleistet auch im Falle des Stdrungszustandes die Fortdauer der Energiezufuhr (wenn auch in verminderter Höhe).When the fault has been rectified, the main power THIAC 29 ignites again in the manner described above and short-circuits the TRIAC 37 and the winding 34, so that the output potential of the secondary winding 32 of the transformer is normal Value again. The circuit according to FIG. 2 therefore not only protects against the Overvoltage condition but also ensures the in the case of the disturbance condition Continuation of energy supply (albeit at a reduced level).

Eine weitere Ausführungsform einer Schaltungsanordnung für die Aufrechterhaltung des Energieflusses während der Dauer eines Überspannungszustandes ist in Fig. 3A gezeigt. Hier ist ein Knoten der Brücke 33 - anstatt mit der geerdeten Wechselstromleitung - rilt der Verbindung zwischen der Wicklung 31 und dem TRIAC 29 verbunden. Während des normalen Betriebes sind die in der Zeichnung untere Klemme der Wicklung 31 und der Knoten der Zweiweggleichrichterbrücke zwischen den Gleichrichterdioden 40 und 1d 11.9 42 geerdet und arbeiten in der oben beschriebenen üblichen Weise. Bei Feststellung eines Überspannungszustandes hingegen wird der TRIAC 29 nicht-leitend, und die Schaltung der Fig. 3A nimmt den in Fig. 3B veranschaulichten Betriebszustand an. Die Primärwicklung 31 des Transformators 30 arbeitet im wesentlichen als in Reihe geschlossene Induktanz, und der Energielieferkondensator 35 wird durch die von den Briickendioden - die der Wirkung nach als je zwei i.n Kaskade geschaltete Dioden in jedem der beiden parallelen Strompfade geschaltet sind - Herbeigeführte Halbwellengleichrichtung aufgeladen. Die Last 36 erhält also weiterhin Energie mit einem Gleichstrompotential, das (bei Fehlen einer Regelung) gegenüber dem früheren normalen Wert vermindert ist und einen Wert etwas unterhalb des während des Störungszustandes von der Wechselspannungsquelle 10 momentan gelieferten Wertes annimmt. Wenn Wiederun der Störungszustand beendet ist, wird der TRIAC 29 abermals leitend, und die zusammengesetzte Schaltung arbeitet in der herkömmlichen Weise.Another embodiment of circuitry for maintaining the flow of energy during the duration of an overvoltage condition is shown in FIG. 3A shown. Here is a node of bridge 33 - instead of the grounded AC line - rilt of the connection between the winding 31 and the TRIAC 29 connected. While of normal operation are the lower terminals of the winding 31 and in the drawing the node of the full-wave rectifier bridge between rectifier diodes 40 and 40 1d 11.9 42 grounded and operate in the usual manner described above. Upon finding in an overvoltage condition, however, the TRIAC 29 becomes non-conductive, and the circuit FIG. 3A assumes the operating state illustrated in FIG. 3B. The primary winding 31 of transformer 30 operates essentially as a series inductance, and the energy supply capacitor 35 is made by the bridge diodes - the the effect as two diodes connected in a cascade in each of the two parallel current paths are connected - brought about half-wave rectification charged. The load 36 thus continues to receive energy with a direct current potential, which (in the absence of a regulation) is reduced compared to the previous normal value and a value slightly below that during the fault condition from the AC voltage source 10 accepts the currently delivered value. If again the fault condition ends is, the TRIAC 29 becomes conductive again and the composite circuit operates in the conventional way.

Es ist zu bemerken, daß die direkte Verbindung zwischen der Brücke 33 und dem Knoten zwischen Transformator 31 und TRIAC 29 normalerweise nur benutzt werden sollte, wenn der Transformator 30 aufwärts transformiert, d.h. die Wicklung 32 eine höher Windungszahl als die Wicklung 31 iiat, so daß das von der Wicklung 32 gelieferte Ausgangspotential dasjenige übersteigt, mit dem die Wicklung 31 betrieben wird. Wenn die Anordnung gemäß Fig. 3A. angestrebt wird, wo ein Trenn- oder Abwürtstransformator verwendet wird, kann die während eines Störungszustandes von der Quelle 10 gelieferte Überspannung bei Reflexion parallel zu dem Kondensator 35 ausreichen, um die Last 36 zu gefährden.It should be noted that the direct connection between the bridge 33 and the node between transformer 31 and TRIAC 29 are normally only used should be when the transformer 30 is stepping up, i.e. the winding 32 a higher number of turns than the winding 31 iiat, so that that of the winding 32 output potential supplied exceeds that with which the winding 31 is operated will. If the arrangement of FIG. 3A. The aim is to have an isolating or shutdown transformer used during a fault condition of the Source 10 supplied overvoltage in the case of reflection parallel to the capacitor 35 are sufficient, to endanger the load 36.

Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Schutz einer Last während Zuständen übermäßiger Spannung und zum dauernden Zuführen von Energie zu der Last während eines solchen Zustandes ist in Fig. 4A gezeigt. Die Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie in Fig. 3A, nur ist hier zwischen den mit dem oberen Ende der Trnasformator-Sekundärwicklung 32 verbundenen Knoten der Gleichrichterbrücke 33 und der Verbindung zwischen der Primärwicklung 31 und dem TRIAC 29 eine Vorrichtung oder eine Schaltung 38 geschaltet. Auch hier arbeitet die Schaltung in der gleichen Weise wie oben beschrieben, solange keine Überspannung auftritt. Das hinsichtlich Konstruktion und Wirkungsweise unten eingehender beschriebene Netzwerk 38 stellt bei normalem Betrieb der Schaltung einfach höchstens eine zusätzliche Last im Sekundärkreis des Transformator dar.Yet another embodiment of the invention for protecting a Load during conditions of excessive tension and for the continuous supply of energy to the load during such a condition is shown in Fig. 4A. The order is essentially the same as in Fig. 3A, only here is between those with the upper end of the transformer secondary winding 32 connected node of the rectifier bridge 33 and the connection between the primary winding 31 and the TRIAC 29 a device or a circuit 38 is connected. Here, too, the circuit works in the same way As described above, as long as no overvoltage occurs. That regarding Construction and operation of the network 38 described in more detail below with normal operation of the circuit simply at most one additional load in the secondary circuit of the transformer.

Wenn ein Überspannungszustand auftritt, wird der TRIAC 29 in der oben beschriebenen Weise nicht-leitend, und die Schaltung der Fig. 4A nimmt hinsichtlich ihrer Wirkung die Form der Schaltung gemäß 4B an. Wie bei der Schaltung gemäß Fig. 3A, 3B wird die Primärwicklung 31 des Transformators hinsichtlich ihrer Wirkung zu einer Induktivität in Reihenschaltung,und der Kondensator 35 sowie eine Brückendiode 41 wirken als Halbwellengleichrichter und -filter zur Energiezufuhr zur Last 36 beim Vorhandensein des Überspannungszustandes.Das Element 38 wird in der Reihenschaltung verwendet um (unter der Annahme eines frenn- oder Abwärtstransformators) das während des Überspannungszustandes an dem Kondensator 35 entwickelte Potential zu vermindern Das Element 38 kann sein: Eine Zenerdiode, die einfach das Potential vermindert; ein Kondensator, der als Spannungsteiler mit mi t dem Kondensator 35 zusammenwirkt, ein Widerstand zur Spannungsverminderung; eine Diode, die e in der gleichen 1' Richtung gepolt ist wie die Brückendioden (für einen Aufwärts-Transformator, bei dem lediglich eine Koppelung, nicht jedoch eine Reibenspannungsverminderung erforderlich ist); o.dgl. Durch Verwendung des spannungsmindernden und/oder koppelnden Elementes oder Netzwerkes 38 kann die Last 36 während des Andauerns des Störungszustandes dauernd mit Energie versorgt werden.If an overvoltage condition occurs, the TRIAC 29 will be in the above described manner non-conductive, and the circuit of Fig. 4A takes with respect to their effect takes the form of the circuit according to FIG. 4B. As with the circuit according to Fig. 3A, 3B is the primary winding 31 of the transformer in terms of its effect to an inductance in series, and the capacitor 35 and a bridge diode 41 act as a half-wave rectifier and filter for supplying energy to the load 36 in the presence of the overvoltage condition. Element 38 is connected in series used to (assuming a frying or step-down transformer) the during of the overvoltage condition on the capacitor 35 to decrease Element 38 can be: a zener diode that simply lowers the potential; a capacitor which acts as a voltage divider with the capacitor 35, a voltage reducing resistor; a diode that e in the same 1 ' direction is polarized like the bridge diodes (for a step-up transformer where only a coupling, but not a frictional stress reduction, is required); or the like. By using the tension-reducing and / or coupling element or Network 38 may persist the load 36 during the persistence of the fault condition be supplied with energy.

Wie oben wiederholt ausgeführt wurde, wird der TRIAC 29 wieder leitend und nimmt die Schaltung gemäß 4A ihre normale Tätigkeit auf, wenn die Störung beseitigt ist.As stated repeatedly above, the TRIAC 29 becomes conductive again and the circuit of FIG. 4A resumes its normal operation when the fault is cleared is.

oben beschriebenen Anordnungen schützen al.so, wie gezeigt, eine Last gegen Überspannungszustände und ermöglichen die Aufrechterhaltung eines Energieflusses während des Andauerns der Überspannung.Arrangements described above also protect a load as shown against overvoltage conditions and enable the maintenance of an energy flow while the overvoltage continues.

Der Vollständigkeit halber ist zu bemerken, daß die Ladediode 19 für den Kondensator 18 derart gepolt ist, <laf? sie auf die gleiche Phase der Wechselspannungsquelle 10 (in diesem Falle die negative) anspricht wie die Polarität des an dem Kondensator 35 entwickelten Potentials (negativ) (d.h. tätig ist, wenn die Brücke 33 leitet). Aus Fi. 3B bezw. 4B ist zu ersehen, daC die Wechselstromleitung wälirend der negativen Halbperioden auf dem Leiter durch den Kondellsator 35 und die Last 36 verhältnismäßig schwer belastet ist. Der entsprechend verhältnismäßig hohe Stron:fluß in den Weehselstromleitun gen während solcher Zeiträunie bewirkt eine Verminderung der Leitungsspannung während dieser Zeiten. Dies hat wiederum eine Verminderung der an den Ladewiderstand 20 angelegten Spannung zur Folge, die währendsolcher Zeiträume ein Maximum ist, da l;eiiI Teil der von der Quelle 10 gelieferten Überspannung von dem Kondensator 18 aufgenommen wird, der während der überspannung im wesentlichen vollständig entladen ist. Die Wechselstromleitungsverluste während der negativen Halbperiode vermindern also die Anforderungen an den Widerstand 20 hin-+ Fig.For the sake of completeness, it should be noted that the charging diode 19 for the capacitor 18 is polarized in such a way that <laf? they are on the same phase of the AC voltage source 10 (in this case the negative) responds like the polarity of the on the capacitor 35 developed potential (negative) (i.e. active when bridge 33 conducts). From Fi. 3B and 4B it can be seen that the AC line is running the negative Half periods on the conductor by the condenser 35 and the load 36 are relative is heavily burdened. The correspondingly relatively high current in the Weehselstromleitun gene during such period causes a reduction in the line voltage during these times. This in turn has a reduction in the amount of time applied to the charging resistor 20 applied voltage, which is a maximum during such periods, there Part of the overvoltage supplied by the source 10 from the capacitor 18 is recorded, which is substantially completely discharged during the overvoltage is. Reduce AC line losses during the negative half cycle So the requirements for the resistor 20 to + Fig.

sichtlich des Energieverbrauches.visible of the energy consumption.

Fig. 3 zeigt nun ein Schema zur Veranschaulichung eines Radiofrequenz-Signalverteilungsnetzwerkes, wie es beispielsweise zur Verteilung von Fernsehprogrammen über ein Koaxialkabel 60, 60' einer Gemeinschaftsantennenanlage verwendet wird. Das Verteilungskabel 60 erhält im Ruhezustand von einer Wechselstromleitungsquelle 62 Energie über die normalerweise geschlossenen Kontakte 66-a (eines Relais 66) zur Verteilung an eine in Kaskade geschaltete Reihe von Hauptleitungsverstärkern (@ruhe line emplifiers) 70, Stichleitungsverstärkern (net work line extending emplifiers) o.dgl. Wie in der Technik des Fernseh-Gemeinschaftsempfangs typisch, sind Hauptleitungsverstärker 70 in räumlichen Abständen entlang des Koaxialkabels 60, 60' der Hauptleitung angeordnet, die das Spektrum der in einer oder in beiden Richtungen des Kabelnetzwerks sich fortpflanzenden Signale periodisch verstärken oder regenerieren. Außerde werden die Video- oder sonstigen Signale an ausgewählten (oder an allen) Einbaustellen von Hauptleitungsverstärkern 70 von Signalabgriffen oder Neben- oder Stichleitungen 89 aufgenommen und(insgesamt aufgenommen bzw.)an örtliche Bereiche, beispielsweise ein Gruppe von Einzelteilnehmern entlang einer Straße, in eiiier Siedlung, in einem Wohnblock o.dgl. weitergeleitet. Diese Verteil- oder Stichleitungen 89 können ihrerseits ziemlich lang sein und einer Signalverstärkung bedürfen. Es ist daher ziemlich allgemeill üblich in solchen Leitungen Radiofrequenzverstärker vorzusehen, die typischerweise als Stichleitungsverstärker (Leitungsextender) bezeichllet werden.Fig. 3 now shows a scheme to illustrate a radio frequency signal distribution network, as for example for the distribution of television programs over a coaxial cable 60, 60 'of a community antenna system is used. The distribution cable 60 receives power from an AC line source 62 via the normal at rest closed contacts 66-a (of a relay 66) for distribution to a cascade switched series of main line amplifiers (@ruhe line emplifiers) 70, stub line amplifiers (net work line extending emplifiers) or the like. As in the technology of community television reception typically, trunk line amplifiers 70 are spaced apart along the coaxial cable 60, 60 'of the main line, representing the spectrum of either or both Directions of the cable network periodically amplify propagating signals or regenerate. In addition, the video or other signals are selected (or at all) installation sites of main line amplifiers 70 of signal taps or secondary lines or stub lines 89 added and (total added or) to local areas, for example a group of individual participants along a Street, in a settlement, in a block of flats or the like. forwarded. This distribution or stubs 89 can in turn be quite long and provide signal amplification need. It is therefore fairly common to use radio frequency amplifiers in such lines to be provided, which is typically referred to as a stub line amplifier (line extender) will.

Die Hauptleitungsverstärker 70 (und ggf. Leitungsextender) weisen Wirkvorrichtungen auf, die ftjr ihren Betrieb Energie benötigen.The main line amplifier 70 (and possibly line extenders) have Active devices that require energy for their operation.

Dementsprechend kann eine Ersatz-Gleichspannungsquelle 68 verwendet werden, die durch die normalerweise offenen Relaiskontakte 66-b des Relais 66 automatisch in einen Betriebszustand schaltbar sind, wenn ein mit dem Kabel 60 verbundener tiechselspannungsschwellendetektor 64 den Ausfall von Wechselspannungsenergie i'l. dem Kabel feststellt und in entsprechender Weise die Relaisspule 66 erregt. Der von der Gleichspannungsquelle 68 gelieferte Strom fließt dann über das Kabel 60 zu den verschiedenen Systemverstärkern.Accordingly, an equivalent DC voltage source 68 can be used are automatically activated by the normally open relay contacts 66-b of the relay 66 can be switched into an operating state when a tiechselspannungsschwellungsschwelldetektor, connected to the cable 60 64 the failure of alternating voltage energy i'l. the cable and the relay coil 66 is energized in a corresponding manner. The one from the DC voltage source 68 then flows via cable 60 to the various system amplifiers.

Bei der Anlage weiträumiger Verteilernetzwerke von Gemeinschaftsantennen ist es üblicherweise erwünscht, nur einen gewissen Teil der Systemverstärker mit der Ersatz-Gleichspannungsenergie in Betrieb zu halten, um eine übermäßige Beanspruchung der Ersatzenergiequelle 68 zu verhindern und auf diese Weise die mögliche Betriebsdauer des Gemeinschaftsantennennetzwerkes während Zeiten der Unterbrechung der Netzwechselstromversorgung möglichst zu verlängern. Beispielsweise kann es also erwünscht sein, die Energiezufuhr zu sämtlichen Hauptleitungsverstärkern 70 aufrechtzuerhalten, wenn die Gleichspannungsquelle 68 angeschaltet wird, während sämtliche Stichleitungsverstärker (Extender) stromlos bleiben. Dabei ist 7.12 berücksichtigen, dann eine Hauptleitung an mehreren Punkten ihrer Ausdehnung an das Wechselstromnetz angeschlossen ist und mit Energie versorgt wird, so daß die Hauptleitungen, was die Energieversorgung betrifft, betriebsmäßig unterteilt sind. Wenn also nur eine dieser Wechselstromquellen versagt und Ersatzenergie verwendet wird, um (ausschließlich) die Hauptleitungsverstärker dieses Abschnittes der Hauptleitung in Betrieb zu -inlten, arbeitet der Pest des Systems (mit Ausnahme der dem von dem Stromausfall im Wechselstromnetz betroffeneii Abschnitt der Hauptleitung in Verbindung stehenden Stichleitungen) in normaler Weise weiter.When setting up large-scale distribution networks for community antennas it is usually desirable to use only a certain part of the system amplifier to keep the substitute DC energy in operation to avoid excessive stress to prevent the replacement energy source 68 and in this way the possible operating time of the community antenna network during periods of interruption in the AC power supply to extend if possible. For example, it may be desirable to reduce the energy supply to maintain all trunk amplifiers 70 when the DC power source 68 is switched on while all stub line amplifiers (extenders) are de-energized stay. 7.12 must be taken into account, then a main line at several points its expansion is connected to the AC network and supplied with energy is so that the main lines, as far as the power supply is concerned, operational are divided. So if only one of these AC sources fails and backup energy used to (exclusively) the main line amplifiers of this section the main line in operation to -inlten, the plague of the system works (except the section of the main line affected by the AC power failure connected stub lines) in the normal way.

Der iil Sig. 5 veranschaulichte Hauptleitungsverstärker 70, der als anschauliches Ausführungsbeispiel auch für die iibrigen verwendeten Hauptleitungsverstärker gilt, weist einen Radiofrequenzhauptverstärker 78 auf, der über Kondensatoren 72 und 87 zwischen dem Verstärkereingang (links in der Zeichnung) und dem Verstärkerausgang gekoppelt ist. Die Kondensatoren 72 und ;37 wirken als Hochpaßfilter und filtern Gleichstrom und netzfrequenten Strorn ((;o bzw. 50 Hz) aus (wobei in Rechnung gestellt wird, daß Energie in jeder der beiden Richtungen durch das Kabel 60, 60' fließen kann). Wenn ein zusammengesetzter Verstärker 70 verwendet wird, um eine oder mehrere Zweigleitungen 89 zu betreiben, werden diese mittels eines Brücken-Verstärkers 80 und eines Signalteilers oder -spalters 83 betrieben.The iil Sig. 5 illustrated trunk amplifier 70, which is known as the Illustrative embodiment also for the other main line amplifiers used applies, has a radio frequency main amplifier 78, which is connected via capacitors 72 and 87 between the amplifier input (left in the drawing) and the amplifier output is coupled. The capacitors 72 and 37 act as high-pass filters and filters Direct current and mains-frequency currents ((; o or 50 Hz) from (where billed that energy will be in either direction through the cable 60, 60 'can flow). When a composite amplifier 70 is used, to operate one or more branch lines 89, these are by means of a Bridge amplifier 80 and a signal splitter or splitter 83 operated.

Der Hauptleitungsverstärker 70 weist eine Stromversorgungsschaltung 73 für die Zufuhr von Gleichspannungsenergie für den Betrieb der Verstärker 78 und 80 auf. Die Stromversorgung 73 ist zum größten Teil die gleiche, wie oben wiederholt beschrieben - beispielsweise in Fig. 4A und der zugehörigen Beschreibung - und das Anschlußelement @@ besteht beispielsweise aus einer Diode 38'. Bei normalem Betrieb fließt die in der Leitung vorhandene Wechselspannungsenergie durch eine Tiefpaßfilterspule 74 und wird entsprechend der oben Beschriebenen herkommlichen Stromversorgungsbetrieb am Ausgang der Sekundärwicklung 32 des Transformators und der als Zweiweggleichrichter dienenden Diodenbrücke 33 in eine (für den angenommenen Fall negative) Gleichspannung umgewandelt, die an den Filterkonden-35 sator angelegt wird. In ähnlicher Weise wirkt die Stromversorgungsanlage 75 während der Zeiträume, in denen auf der Wechselstromleitung eine Uberspannung herrscht, in der oben beispielsweise anhand der Fig. 4A besprochener Weise, nach der die Diode 38' bei jeder negativen Halbperiode auf der Leitung angeschaltet wird, so daß die Stromversorgungsanlage 75 die Verstärker 78 und 30 weiterhin aktiviert, während der Überspannungszustand andauert.The trunk line amplifier 70 has a power supply circuit 73 for the supply of DC power for the operation of the amplifiers 78 and 80 on. The power supply 73 is for the most part the same as repeated above described - for example in Fig. 4A and the associated description - and that Connection element @@ consists, for example, of a diode 38 '. During normal operation the alternating voltage energy present in the line flows through a low-pass filter coil 74 and will correspond to the conventional power supply company described above at the output of the secondary winding 32 of the transformer and as a full-wave rectifier serving diode bridge 33 into a (for the assumed case negative) DC voltage converted, which is applied to the filter capacitor. In a similar way the power supply system 75 acts during the periods in which on the AC power line an overvoltage prevails, in the one discussed above, for example with reference to FIG. 4A Way that the diode 38 'is turned on for every negative half cycle on the line so that the power supply system 75 continues to activate the amplifiers 78 and 30, while the overvoltage condition persists.

Bei Auftreten einer Energiestörung an der Wechselspannungsquelle 62 wird die Gleichspannungsquelle 68 auf Betrieb geschaltet und liefert das erforderliche negative Potential zur Energiezuleitung 92 über die Spule 74. Bei Hauptleitungsverstärkern 70, die während der Dauer einer Störung der Wechselstromversorgung in Betrieb gehalten werden sollen, werden keine normalerweise offenen Relaiskontakte 90-a gemäß Fig. 5 verwendet (oder sind solche, wie durch eine unterbrochene Linie angedeutet kurzgeschlossen ). Für solche Hauptleitungsverstärker 70 wird also die Ersatzgleichspannung über die Primärwicklung 31 des Transformators und die damit in Rille geschalteten Dioden 3' und 41 dem Kondensator 35 und von dort den die Energiezufuhr beanspruchenden Verstarkern 78 und 8C zugeführt. Diese Verstärker bleiben daher in Betrieb.If an energy disturbance occurs in the AC voltage source 62 the DC voltage source 68 is switched to operation and supplies the required negative potential to power supply line 92 via coil 74. With main line amplifiers 70 which kept operating for the duration of an AC power failure are to be, no normally open relay contacts 90-a according to Fig. 5 are used (or are those short-circuited as indicated by a broken line ). For such main line amplifier 70 is the equivalent DC voltage over the Primary winding 31 of the transformer and the diodes connected in groove with it 3 'and 41 to the capacitor 35 and from there that claiming the energy supply Amplifiers 78 and 8C supplied. These amplifiers therefore remain in operation.

Es ist zu erkennen, daß die Dioden 19 und 27 gemäß Fig. 5 im Vergleich zu Fig. 4A entgegengesetzt gepolt sind. Dies hat die Wirkung, daß der gesteuerte Schalter 29 während der Dauer der Ersatzgleichspannungsenergie nicht-leitend ist, wie dies erforderlich ist, um das untere Ende der Wicklung 31 zu dieser Zeit von der Erde zu trennen.It can be seen that the diodes 19 and 27 according to FIG. 5 in comparison are polarized opposite to Fig. 4A. This has the effect of being controlled Switch 29 is non-conductive for the duration of the equivalent direct voltage energy, as necessary to the lower end of the winding 31 at this time of to separate the earth.

Betrachtet man nun den Fall eines EXauptleitungsverstärkers 70 oder, was wahrscheinlicher ist, eines Zweigleitungsverstärkers oder eines sonstigen iii einer Verteilleitung 89 eingebauten Verstärkers, der nicht in Tätigkeit gehalten werden soll, wenn die Ersatzenergiezufuhr im Betrieb ist (Hauptleitung und Zweigleitungen sind miteinander durch Netzenergie-Koppelungsspulen 82 und 84 verbunden )4,. für einen solchen Verstärker oder eine ähnliche wirksame Anordnung ein Relais 90 verwendet. Die Wicklung 90 wird bei normalen sowie bei Überspannungsbedingungen il Wechselstromnetz durch eine Leitungspolarität-Wähldiode 93 und einen Filterkondenaator 91 (d.h. durch eine Leitungspolarität, die dem Ersatz-Gleichspannungspotential entgegengesetzt ist) durch eine positive Halbperiode auf der Wechselstromleitung aktiviert. Die kombinierte Energieversorgungsschaltung 75 ist also in der oben besprochenen Weise während des Wechselstrombetriebes mit normaler Spannung und Überspannung voll tätig. Die geschlossenen Relaicontakte 90a koppeln nämlich die Dioden 38' und 41 während eines Überspannungszustandes der Wechselspannung mit den negativen Halbwellen der Leitung, und die geschlossenen Kontakte 90-b speisen die Zweigleitungen 89 Überall dort, wo Wechselspannungsenergie vorhanden ist.Consider now the case of an EX trunk amplifier 70 or, more likely a branch line amplifier or other iii a distribution line 89 built-in amplifier that was not kept in operation should be when the backup energy supply is in operation (main line and branch lines are connected to one another by mains energy coupling coils 82 and 84) 4 ,. for such an amplifier or similar effective arrangement employs a relay 90. The winding 90 becomes AC mains under normal and overvoltage conditions through a line polarity selection diode 93 and a filter capacitor 91 (i.e., through a line polarity opposite to the equivalent DC voltage potential is activated by a positive half cycle on the AC line. the Combined power supply circuit 75 is thus in the manner discussed above fully active during AC operation with normal voltage and overvoltage. The closed relay contacts 90a couple the diodes 38 'and 41 during an overvoltage condition of the alternating voltage with the negative half-waves of the Line, and closed contacts 90-b feed branch lines 89 everywhere where there is alternating voltage energy.

+ so wird Bei Störungen der Energiezufuhr auf der Wechselspannungsleitung blockiert die Diode 93 die von der negativen Quelle 68 gelieferte Ersatzspannung. Die Relaisspule 90 wird dann nicht erregt, und die Kontakte 90-a, -b sind offen wid setzen daher die Stations-bzw. Zweigleitun;,'en außer Betrieb.+ so will In the event of disturbances in the energy supply on the AC line blocks diode 93 that supplied by negative source 68 Equivalent voltage. The relay coil 90 is then not energized, and the contacts 90-a, -b are open wid therefore set the station or. Branch lines out of order.

Es wurde also gezeigt, daß die Anordn-ung gemäß Fig. 5 Zuständen normaler und übermäßiger Spannung der Energiezufuhr über die Wechselstromleitung Rechnung trägt und eine allpassungsfähige Vorrichtung für die Aufrechterhaltung des Betriebes ausgewählter, wichtiger oder entscheidender Verstärker des Systems während Zeiträumen in Betrieb zu halten vermag, in denen Ersatzenergie verwendet wird. Außerdem wird mittels der Energieversorgungsanlage 75 Ersatz-Gleichspannungsenergie direkt verwendet, wodurch die bei Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlern schwer vermeidlichen hohen Kosten uiid mangelhafte Wirksaiikeit vermieden werden.It has thus been shown that the arrangement according to FIG. 5 states more normal and excessive voltage of the AC line power supply carries and an all-fit device for maintaining operation selected, important or crucial enhancer of the system during periods of time able to keep in operation, in which replacement energy is used. Also will by means of the energy supply system 75, substitute direct voltage energy is used directly, thus the high costs that are difficult to avoid with DC-AC converters uiid inadequate efficiency can be avoided.

Die oben beschriebenen Anordniungen dienen lediglich der Veranschaulichung der Grundsätze der vorlegenden Erfindung. Mannigfaltige Abwandlungen sind, für den Fachmann erkennbar, ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich.The arrangements described above are for illustrative purposes only of the principles of the present invention. Manifold variations are for the Recognizable by a person skilled in the art, possible without deviating from the inventive concept.

Claims (17)

P a t e n t a n s p r ü c h e Elektronische EnergieversorOullgsanordnung it einer ersten und einem zweiten Anschluß für die Aufnahme elektrischer Energie, einem Transformator mit Primär- und Sekundärwicklung und einer Gleichrichtereinrichtmig und einer Filtereinrichtung, die mit der Sekundärwicklung des Transformators verbunden sind, gekennzeichnet durch eine mit der Primärwicklung des Transformators in Reihe geschaltete, gesteuerte, in beiden Richtungen leitfähige Schalteinrichtung zum Anschließen der Pri.märwic'{lung des Transformators zwischen dem ersten und dem zweiten Energieaufnahmeanschluß, eine zwischen den ersten und den zweiten Anschluß geschaltete Einrichtung zum Umsteuern der zweiseitig leitfähigen Schalteinrichtung in ihren leitfähigen Zustand, wenn an dieser eine Wechseispannungsenergle innerhalb zugelassener Grenzen anliegt, und eine an die Verbindung zwischen der Primärwicklung des Transformators und der gesteuerten Schalteinrichtung angeschlossene Einrichtung zum Aufrechterhaltung der Energiezufuhr fiir das Zuführen von an dem ersten und dem zweiten Anschluß vorhandener elektrischer Energie zu der Gleichrichtereinrichtung. P a t e n t a n s p r ü c h e Electronic energy supply system with a first and a second connection for receiving electrical energy, a transformer with primary and secondary winding and a rectifier device and a filter device connected to the secondary winding of the transformer are identified by one in series with the primary winding of the transformer Switched, controlled, switching device that is conductive in both directions for connection the primary winding of the transformer between the first and the second energy consumption connection, a device connected between the first and the second connection for reversing the double-sided conductive switching device in its conductive state, if an alternating voltage energy is applied to it within permitted limits, and one to the connection between the primary winding of the transformer and the controlled one Switching device connected device for maintaining the energy supply for the supply of electrical present at the first and the second terminal Power to the rectifier device. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufrechterhalten der Energiezufuhr aus einer in einer Richtung leitfähigen Einrichtung besteht, die die Primärwicklung des Transformators und die Gleichrichtereinrichtung miteinander verbindet.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the device to maintain the supply of energy from a unidirectional device consists of the primary winding of the transformer and the rectifier device connects with each other. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anschalten der gesteuerten, in zwei Richtungen leitungsfähigen Schalteinrichtung in den leitfähigen Zustand aus einem Kondensator und einer Diode in Rei-henschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß, einer Einrichtung zum Verbinden des Kondensators mit dem Steuerelektrodenanschluß des gesteuerten Schalters einer zu dem Kondensator parallelgeschalteten Überspannungsabhängig gesteuerten Schalteinrichtung und einer mit dem Steuerelektrodenanschluß der überspannungsabhängigen Schalteinrichtung und dem ersten oder zweiten Anschluß verbundenen, spannungsabhängigen Schwellenausloseeinrichtung besteht.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Device for switching on the controlled switching device that conducts in two directions into the conductive state from a capacitor and a diode connected in series between the first and the second terminal, means for connecting the Capacitor to the control electrode connection of the controlled switch one overvoltage-controlled switching device connected in parallel to the capacitor and one with the control electrode connection of the overvoltage-dependent switching device and voltage-dependent threshold trigger means connected to the first or second terminal consists. 4. Anordnung nach 4nspruch 3, gekennzeichnet durch eine zwischen den Steuerelektrodenanschluß der in zwei Richtungen leit und fähigen, gesteuerten Schalteinrichtung den Kondensator geschaltete leistungspuffergesteuerte Schalteinrichtung.4. Arrangement according to 4nspruch 3, characterized by one between the Control electrode connection of the controlled switching device, which is conductive and capable in two directions the capacitor switched power buffer controlled switching device. 5. Anordnung nach Anspruch !, dadurch gei.emlzeichnet, daß der in zwei Richtungen leitfähige gesteuerte Schalter und die überspannungs- und puffergesteurte Schalteinrichtun je aus einem TRIAC (einer Zweirichtungs-Thyristordiode) besteht.5. An arrangement according to claim!, Characterized in that the in Two-way conductive controlled switches and the overvoltage and buffer controlled switches Switching device each consists of a TRIAC (a bidirectional thyristor diode). 6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen zwischen den zweiten Anschluß der Primärwicklung des Transformators und den Kondensator geschalteten Widerstand.6. Arrangement according to claim 5, characterized by an between connected to the second terminal of the primary winding of the transformer and the capacitor Resistance. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche @ bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängige Schwellenauslöseeinrichtung aus zwei. entgegengesetzt gepolten Zenerdioden besteht.7. Arrangement according to one of claims @ to 5, characterized in that that the voltage-dependent threshold trip device consists of two. opposite polarized zener diodes. 8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Richtung leitfähige Einrichtung aus einer Diode und einem Widerstand in Kaskadenschaltung besteht.8. Arrangement according to claim 2, characterized in that the in one Direction conductive device consisting of a diode and a resistor in cascade connection consists. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Primärwicklung des Transformators, die mit dem in zwei Richtungen leitfähigen, gesteuerten Schalter parallelgeschaltet ist.9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized by an additional primary winding of the transformer connected to the bidirectional conductive, controlled switch is connected in parallel. 7-10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in zwei Richtungen leitfähige gesteuerte Schalter ein TRIAC ist, und daß zu der zusätzlichen Primärwicklung des Transformators ein zusätzlicher TRIAC in Reihe reschaltet ist.7-10. Arrangement according to claim 9, characterized in that the Two-way conductive controlled switch is a TRIAC, and that too additional primary winding of the transformer, an additional TRIAC is connected in series is. 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch geliennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufrechterhalben der Energieversorgung eine Klemme der Primärwicklung des Transformators mit einer Klemme der Sekundärwicklung des Transformators verbindet.11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the means for maintaining the power supply is a terminal of the primary winding of the transformer connects to a terminal of the secondary winding of the transformer. 12. Anordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators eine spannungsvermindernde Einrichtung aufweist.12. The arrangement according to claim 11, characterized in that the connection between the primary and secondary winding of the transformer a voltage-reducing Has facility. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Primär- und Sekundärwicklung eine Diode enthält.13. Arrangement according to claim 12, characterized in that the connection contains a diode between the primary and secondary winding. 14. Anordnung nach einem der Anspriiche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Wechselspannungs- und als Ersatz eine Gleichspannungs energiequelle, eine erste Schalteinrichtung, die normalerweise die Gleichspannungsquelle mit dem ersten und zweiten Anschluß verbindet, und eine auf Versagen der Wechselspannungsquel)e ansprechende Einrichtung zum Verbinden der als Ersatzquelle dienenden Gleichspannungsquelle mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsanschluß.14. Arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized by an alternating voltage and, as a replacement, a direct voltage energy source, a first Switching device that normally connects the DC voltage source to the first and second terminal connects, and one responsive to failure of the AC voltage source Device for connecting the DC voltage source serving as a substitute source with the first and the second circuit connection. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß -en die Einrichtung zum Schalten der in zwei Richtung leitfähigen Sch.alt- + in den leitfähigen Zustand eine Einrichtung enthält, die auf ein an der ersten und zweiten Klemme auftretendes Gleichsnannungspotential oder auf ein Wechselspannungspotential außerhalb eines zugelassenen Bereiches anspricht und -die in zwei Rioltimgen leitfähige +einrichtungen Schalteinrichtung nicht-leitend macht.15. The arrangement according to claim 14, characterized in that -en the Device for switching the switch, which is conductive in two directions, into the conductive switch State includes a device responsive to an occurring on the first and second terminals DC voltage potential or an AC voltage potential outside of a approved area and -the in two Rioltimgen conductive + facilities Switching device makes non-conductive. 16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch mehrere solche Energiequellen in einem Radiofrequenzsignal-Verteilungssystem einschließlich eines Verteilungskabelnetzwerks und mehrerer in diesem enthaltener Verstärker, wobei die Wechselspannungsquellen und die als Ersatz dienenden Gleichspannungsquellen das Kabelnetzwerkspreisen, jeder der Verstärker einen oder mehrere Energiezufuhrsysteme aufweist und wobei mindestens eines der Energieversorgungssysteme für die Verstärker Einrichtungen zum Außerbetriebsetzen der Einrichtungen zum Aufrechterhalten der Energiezufuhr beim Anlegen des Gleichspannungspotentials an die energieaufnehmenden Anschlüsse enthält.16. Arrangement according to claim 14 or 15, characterized by several including such energy sources in a radio frequency signal distribution system a distribution cable network and a plurality of amplifiers contained therein, wherein the AC voltage sources and the substitute DC voltage sources the cable network pricing, each of the amplifiers one or more power delivery systems and wherein at least one of the power supply systems for the amplifiers Means for putting the devices out of operation for maintaining the Energy supply when applying the direct voltage potential to the energy-absorbing Includes connectors. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Untergruppen der Energieversorgungssysteme der Verstärker Einrichtungen aufweisen, die die Einrichtungen zum Aufrechterhalten der Energiezufuhr leitfähig bzw. nichtleitfähig machen, wenn an die energieaufnehmenden Anschlüsse ein Gleichspannungspotential angelegt wird.17. The arrangement according to claim 16, characterized in that subgroups of the power supply systems of the amplifiers have devices that the devices make conductive or non-conductive to maintain the energy supply, if a DC voltage potential is applied to the energy-absorbing connections.
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US3299321A (en) * 1963-12-26 1967-01-17 Gen Motors Corp Vibrator-transformer power supply system having an overpotential protection feature
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