DE2826763A1

DE2826763A1 - Speiseschaltung fuer einen teilnehmerleitungsstromlauf

Info

Publication number: DE2826763A1
Application number: DE19782826763
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Karl Brockmann; Eise Carel Dijkmans
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-09-13
Also published as: US4238644A; SE7807288L; DE2826763C2; NL7802421A; BE867538A; FR2419626A1; CA1109172A; FR2419626B1; JPS54118713A; AU3672878A; GB1557148A; AU512887B2

Description

PHN.

WIJ/EVH.

- y - 25Λ.1978.

Speisoselmltung für einen Teilnehmer] eitungsstromlauf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speiseschal tiiiif; für einen Teilnehmcrleilungsstroralauf mit einer Spanmingsquellc υηά. einer in Reihe mit der Leitung an eine Spannungsquell e auge s chi or s enen Spe i s e;i.nipcdanz.

Eine derartige Spoiseschaltiing ist allgemein bekannt. So ist eine Speiscbrücke bekannt, die einen Transformator enthält mit zwei identischen Primärwicklungen, die mit HiJ fc eine? Kondensators in Reihe (^schaltet sind und v/o bei

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die Speiseschaltung eine Gleichspannungsquelle enthält, die über Speisewiderstände an den Kondensator angeschlossen ist.

Die Grosse der Speisewiderstände wird durch die Grosse der von der Spannungsquelle abgegebenen Spannung und den maximal zulässigen Strom bei Kurzschluss der Leitung bestimmt. Für eine Spannung von 48 V und einen maximal zulässigen Leitungsstrom von 6o mA beträgt der Wert jedes der Widerstände 400 Olim.

Eine derartige Speiseschaltung weist den Nachteil auf, dass ein Teil der abgegebenen Leistung der Speiseschaltung in den Speisewiderständen aufgebraucht wird. So beträgt bei einem üblichen Wert des Leitungsstromes von 20 bis kO mA die Verlustleistung etwa 0,3 bis 1,3 Watt in jeder geschlossenen TeiJnehmerschleife.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine relativ einfache Schaltungsanordnung zu schaffen, bei dc:r die Verlustleistung wesentlich verringert ist.

Die erfindungsgeinässe Speiseschal^ing λνο-ist dazu das Kennzeichen auf, dass die Spannungsquelle einen

Wechselspannungsgeneratür und einen daran angeschlossenen AC/DC-Wandler enthält und mit mindestens einer durch die vom Wechselspannungsgenerator abgegebenen Wechselstromsignale durcliflossciieii Real· tanz versehen i.st, die einen 2'3 Tel 1 dοr Spe1 üeimpcdειηζ bildet.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Speiseschaltung für einen Teilnehmerstromlauf nach der Erfindung,

Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 geändertes Ausführungsbeispiel zur Schleifenstromdetektion,

Fig. 3 ein anderes Ausführuiigsbeispiel einer Speiseschaltung nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Speiseschaltung enthält einen als Impulssignalgenerator 1 ausgebildeten Wechsel spannungsgenerator, der ein impulsförmiges Signal mit einer Impulswiederholungsfrequenz; von beispielsweise 100 kHz abgibt. Die Ausgangsklemmen 3 und 4 sind über Drosselspulen 5 und 6 an einen AC/DC-Wandler 7 angeschlossen, der eine Diodenbrücke 8, 9> 10 und 11 enthält, worin das vom Impulssignalgenerator abgegebene Impulssignal gleichgerichtet wird. Der AC/DC-Vandler 7 ist über einen Kondensator 12 einex" zwischen dem a- und b-Leifcer einer Teilnehmer!eitung liegenden

Reihenschaltung aus zwei Primärwicklungen 13 und 14 eines Transformators 15 und dem Kondensator 12 angeschlossen. Die an der Teilnehmerleitung auftretenden Sprechsigmile worden auf bekannte Weise, beispielsweise über eine "3 nicht (.larj^sUdlu"· Sckundäx-„'ick.!_un£, zu einer an diese

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Wicklung angeschlossenen Fernsprechzen Lrale übertragen, ebenso wie die von der Fernsprechzentrale herrührenden Sprechsignale über den Transformator 15 zur Teilnehmerleitung übertragen werden.

Die vom Impulssignalgenerator 1 abgegebenen impuls— förmigen Signale fliessen bevor sie im AC-DC~¥andler gleichgerichtet werden, durch die Drosselspulen 5 und und verursachen daran einen Spannungsabfall, der der Grosse der Induktivitäten L dieser Drosselspulen multipliziert mit der Iiiipulswiederholungs.frequenz der ImpLils signale proportional ist. Für einen zugelassenen Kurzschlusstx^om von 60 mA bei Kurzschluss der Leiter a und b bei einer Speisegleichspannung von k8 V und einer Impulswieder— holungsfrequenz von 100 kHz betragt der Wert jeder der

1.5 Induktivitäten etwa 0,6k mil.

Diese Speiseschaltung bietet den grossen Vorteil, dass die Induktivitäten keine Leistung verbrauchen und dennoch die Speiseschaltung und die Teilnehmerleitung ναι" zu grossen Strömen bei Kurzschluss der Teilnehmerleitung schützen.

Es dürfte einleuchten, dass statt der Induktivitäten Kondensatoren verwendet werden können. Beim Entwurf einer Speiseschaltrmg mit Kondensatoren muss jedoch die Tatsache berücksichtigt werden, dass Schwingungen der Kondensatoren mit dun Induktivitäten vorliar.ufijier Tr auf ο rinnt ore;;

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vermieden werden und dtiss unter Umständen keine galvanische Kopplung mit Erde vorhanden ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei die erforderliehe Speiseimpodanz durch eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung 17 eines Transformators 18 gebildet wird. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Messanordnung zum Messen des Zustandes der Teilnehmerleitung miL der Leitung induktiv gekoppelt werden kann, wie dies in einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin näher erläutert wurde, ohne dass viele zusätzliche Mittel erforderlich sind. Die in der Figur nicht dargestellte Messanordnung wird dann überfeine weitere Wicklung 19 des Transformators 18 mit dem in der Teilnehmerleitung fliessenden Strom gekoppelt. V/eil die Messanordnung mit den beiden anderen Wicklungen 16 und 17 gekoppelt ist, wird die Symmetrie der Schaltungsanordnung beibehalten, wodurch gleichphasige Signale an der Teilnehmerleitung keine plxasenungleiche Signale an der Messanordnung erzeugen können.

In Fig. 3 ist die Impulsquelle 1 an die Primärwicklung 20 eines ersten Transformators 35 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 21 des Transformators 35 ist über mit Steuereingänge 22 und 23 versehene Schalter Zk und an eine Primärwicklung 26 eines zweiten Transformators

■i^r) angeschlossen. Die Leiter- a uii'.! L der Teilnehmerleitung

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sind über ein Tiefpassfilter 28 an Mittenabgriffe 29 und der Wicklungen 21 und 20 angeschlossen.

Weiter ist ei.n Ausgang 2 des Impiilssignalgenerators unmittelbar an den Steuereingang 22 des Schalters 24 und über einen Inverter an den Steuereingang 23 des Schalters 25 angeschlossen. Diese Schaltungsanordnung, die in einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin eingehend boschrieben worden ist, ist derart eingerichtet, dass die Phase des an der Ausgangsklemme 2 abgegebenen impulsförmigen Steuersignals gegenüber dem zwischen den Atisgangsklemnien 3 und 4 vorhandenen Xmpulssignal beliebig eingestellt werden kann.

Ist das an der Ausgangsklemiiie 2 abgegebene Steuersignal gegenüber dem zwischen den Ausgangsklemmen 3 und A vorhandenen Impuls ülgmil gleichphasig-, so ist leicht ersichtlich, dass das Potential des a-Leiters gegenüber dem Potential des b-Leiters der Teilnehmerleitung positiv ist. Ist das an der Ausgangsklemnie 2 abgegebene impulsförn; 1 ge Steuersignal, gegenüber dem zwischen den Ausgangsklemmen und 4 vorhandenen Impulssignal in Gegenphase, so ist das Potential des Leiters a gegenüber dem des Leiters b negativ.

An die Sekundärwicklung '}\ des zweiten Transformators 27 ist eine Impedanz 32 angeschlossen. Diese Impedanz enthält die Re ihenscbaJ tujig atis einer Spul ο 33 und einem Widerstand 3'i

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Der¹ Widerstand 3^· ist ein Metswiderstand, an dem auf nicht näher dargestellte Weise eine Messanordnung angeschlossen ist zum Messen der Leitungszustände der Teilnehmerschleife. Dieser Messwiderstand schützt zusammen mit der Spule 33 die Speiseschaltung bei Kurzschluss der TeilDClimerleitung. Damit die Verlustleistung klein gehalten wird, wird der Wert des Messwiderstandes möglichst klein gewählt und der Wert der Induktivität möglichst gross, wobei die Gesamtimpedanz einen Modul gleich 800 Ohm hat. Der Gleiclistromwiderstand der Teilnehmerleitung ist über den zweiten Transformator mit der Spule 33 und dem Messwiderstand Jh in Reihe geschaltet.

Die Flankensteilheit der durch diese Reihenschaltung fliessenden Inipulssignale wird verkleinert wegen der Zeitkonstaiite L/R dieser Reihenschaltung.

Dabei ist L die Induktivität der Spule 33 und R die Summe des Messwiderstandes Jh und des Gleichstromwiderstandes der Teilnehmerleitung. Zu verschiedenen Längen der Teilnehmerleitung gehören folglich verschiedene Zeitkonstanten. Die durch diese Zeitkonstanteii eingeführte Verformung der Iinpulssignale beeinflusst die Grosse der der Teilnehmerleitung abgegebenen Gleichspannung. Es sei bemerkt, dass das Tiefpassfilter 28 die durch diese Verformung entstandene Welligkeitsspannung unterdrückt.

Bei Vernaehläss igung eines f-eringon Einflusses des Filters

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folgt aus dem Obenstellenden, dass der effektive innere Widerstand der Speiseschaltung als Funktion des Gleichstrom-Widerstandes der Teilnehmerleitung variiert und zwar bei zunehmendem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung abnimmt. Damit der Einfluss dieses Gleiclistromwiderstandes auf den effektiven inneren Widerstand der Speiseschaltung ausgeschaltet wird, kann parallel zum Widei-stand Jh eine weitere Induktivität aufgenommen werden, weil eine dem Widerstand parallel geschaltete Induktivität einen effektiven inneren Widerstand der Speiseschaltung ergibt, die bei zunehmendem Gleichstrormviderstand der Teilnehmerleitung zunimmt. Durch eine richtige Wahl der mit dem Widerstand 3^ in Reihe geschalteten Induktivität 33 und der dem Widerstand 3k parallel geschalteten Induktivität kann ein effektivex" innerer Widerstand der Sp eise schaltung erhalten werden, der von dem Gleichstromwiderstand der Teilnehmerleitung in geringerem Masse abhängig ist und folglich von der Länge der Teilnehmerleitung weniger abhängig ist ► und den zur Stromsicherung· bei Kurzschluss .der Teilnehmer-

leitung erforderlichen Wert hat.

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Leerseite

Claims

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PATENTANSPRU CHE

. 1 .' Speiseschaltung für einen Teilnehmerleitungsstroinlauf rait einer Spannungsquelle tind einer in Reihe mit der Leitung an die Spannungsquelle angeschlossenen Speiseiinpedanz, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle einen Ivechselspannungsgonerator und einen daran angeschlossenen AC/DC-Wandler enthält und mit mindestens einer durch die vom Wechselspannungsgenerator abgegebenen Wechselstromsignale durchflossenen Reaktanz versehen ist, die einen Teil der Speiseimpedanz bildet.

2. Speiseschaltung nach Ansxjruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Reaktanz zwei Induktivitäten enthält, wobei eine der Klemmen des V/echselspanmmgsgenerat'ors über eine der Induktivitäten an den AC/DC—Wandler angeschlossen ist und eine andere Klemme des Wechsel.spaniiungsgenerators über die andere Induktivität an den AC/DC-Wandler angeschlossen ist.

3. Spoiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Klemmen des Wechselspannungsgenerators über eine Primärwicklung eines Transformators mit dem AC/DC-Wandler verbunden ist und eine andere Klemme des ¥echselspanrmngsgenerators über eine Sekundärwicklung entsprechend der genannten Primärwicklung mit dem -Wand !.er vt'j'bundwi is L und eine ϊ-Ie sy anordnung an eine

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ORIGINAL INSPECTED

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weitere Wickliing des Transformators angeschlossen ist. 'h, Speiseschaltiing nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der AC/DC—Wandler über einen ersten Transformator an einen Impulssignalgenerator angeschlossen ist und dieser AC/DC—Wandler einen zweiten Transformator und zwei mit Steuereingängen versehene Schalter enthält, wobei einer der Schalter zwischen einem der Enden einer Sekundärwicklung des ersten Transformators und einem der Enden einer Primärwicklung des zweiten Transformators liegt und der andere Schalter zwischen dem anderen Ende der genannten Sekundärwicklung und dem anderen Ende der genannten Primärwicklung liegt und die Steuereingänge der Schalter mit der Impulsquelle gekoppelt sind zum durch von den Impulssignalen abgeleitete impulsförmige Steuersignale mit derselben Impulswiederliolungsfrequenz wie die der Impulssignale und mit einer beliebig zu wählenden Phase gegenüber den Impulssignalen Schalten der Schalter, wobei die Teilnehmerleitung mit Mittenabgriffen der Sekundärwicklung des ersten Transformators und der Primärwicklung des zweiten Transformators gekoppelt ist und wobei die Reaktanz zusammen mit dem Messwiderstand an eine Sekundärwicklung des zweiten Transformators angeschlossen ist.
5· Speiseschaltung imch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet

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dass die Reaktanz in Reihe rait dem Messwiderstand und eine weitere Induktivität parallel zum Messwiderstand geschaltet ist.

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