DE2938346C2 - Stromversorgungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine StromVersorgungs^chaltung, die zur Speisung eines konstanten Gleichstroms in einen Fernsprechapparat in einer Fernsprechvermittlungsanlage vorgesehen ist

Eine herkömmliche Speiseschaltung (vgl. Fig. 1) besteht aus einer Relaisspuie 1, einem Transformator 2 und einer Strom- bzw. Spannungsquelle 3. In einer derartigen Schaltung wird der von der Fernsprechseite aus betrachtete Gleichstromwiderstandswert durch den Gleichstromwiderstandswert der Relaisspule 1 bestimmt, und der Transformator 2 hat eine hohe Impedanz für ein Tonsignal (ein Differenz-Betriebsart-Signal), das von einem Fernsprechapparat abgegeben ist, um den Übertragungsverlust des Tonsignals aufgrund der Einfügung der Schaltung klein zu machen. Ein übliches Betriebsart-Rauschen (eine Signalkomponente, die auf beiden Signalleitungen symmetrisch zur Erde ist), wird stark durch den Transformator 2 gedämpft, der so auyelegt ist, daß er tür Erde eine kleine Wechselstromimpedanz besitzt

Die herkömmliche Speiseschaltung ist umfangreich und vergrößert das Packungsvolumen einer elektronisehen Vermittlung. Diese Nachteile stehen der Verbreiterung der elektronischen Vermittlung entgegen.

Es wurden bereits verschiedene elektronische Stromversorgungsschaltungen diskutiert (vgl. z. B. JP-OS 60 510/77 und US-PS 36 49 769). Jedoch führen derartige Schaltungen keine befriedigende Funktion für die Gleichtaktsignale aus. Wenn weiterhin ein PNPN-HaIb-Ieiterschalter als ein Koppelpunkt-Schalter zur Herstellung eines Netzwerkes verwende? wird, muß der Speisestrom unterbrochen werden, wenn der Koppelpunkt-Schalter geöffnet wird. Die aus der JP-OS 60 510/77 und der US-PS 36 49 769 bekannten Schaltungen haben keine Ein-Aus-Funktion für den Speisestrom. Wenn die vorhandene lokale Spannungsquelle mit unterschiedlichen Lasten belastet ist, so ist nicht immer eine konstante Größe dieser Spannung gewährleistet. Dann hängt der in die Teilnehmerleitung einzuspeisende Strom nachteilig von der Größe dieser Spannung ab.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine miniaturisierbare und integrierbare elektronische Stromversorgungsschaltung anzugeben, die die gleiche Funktion wie die herkömmliche Stromversorgung für Ton- (oder Differenz-Betriebsart-) und für Gleichtaktsignale hat, deren Gleichstromwiderstandswert von einem hohen Wert auf einen niederen Wert änderbar ist und in der eine Ein-Aus-Steuerung des Speise-Gleichstroms, dessen Stärke unabhängig von der Höhe der Spannung der lokalen Spannungsquelle ist, auch bei Ein-Seiten-Betrieb und einseitigen Erdstörungen durchführbar ist.
Die Lösung der Aufgabe geschieht anspruchsgemäß.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Stromversorgungsschaltung,
F i g. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung,

F i g. 3 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung,

F i g. 4 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung, in der die in F i g. 3 dargestellte Bezugsspannungsquelle 7 durch eine andere Bezugsspannungsquelle ersetzt ist,

Fig.5 ein Schaltbild eines Beispiels einer bei der Erfindung verwendeten Erfassungsschaltung,

F i g. 6 bis 9 Schaltbilder zur Darstellung verschiedener Zustände einer an einer Stromversorgungsschaltung liegenden Last und

F i g. 10 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen die Erfindung näher erläutert !5

In Fig.2, die ein Prinzip-Schaltbild für die Arbeitsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Stromversorgungsschdtung zeigt, sind eine Verstärkereinrichtung 4, die einen Strom von einer Spannungsquelle E₁ in eine externe Last Ri (eine Leitung und ein Fernsprechapparat) einerseits, eine Ansteuereinrichtung 5, die einen von einer Eingangsstromquelle 7 eingespeister. Strom verstärkt, um die Verstärkereinrichtung 4 anzusteuern, und eine Erfassungsschaltung 6, die eine an der Last R\ auftretende Spannungsänderung erfaßt, vorgesehen.

Wenn ein Schalter S der Bezugsspannungsquelle 7 geschlossen ist, fließt ein Strom

h( = E₂/{2(R₂ + R₅)+Ra])
über einen Weg

(E₂ - R₅ - R₂ - Ra - Ri -

erfüllt ist, ist der durch die Last R\ geschickte Strom /1 größer als der durch die Schaltung 6 geschickte Strom U Nebenbei beträgt ein durch die Speisestromquelle E fließender Strom

und hat keine direkte Verbindung mit der Speisestromquelle £i, de. der Strom i₂ lediglich von der Bezugsspannungsquelle E₂ abhängt. Eine Spannung mit dem Wert

fällt an einem Widerstand Ra der Erfassungsschaltung t> ab. Da der Strom U in der gleichen Richtung wie der Strom h fließt, der der Eingangsseite der Ansteuereinrichtung 5 zugeführt ist, wird der Eingangsstrom /, des Stromverstärkers 5 kleiner als der Strom i₂ und ist durch die folgende Gleichung gegeben:

in die Eingangsseite der Ansteuereinrichtung S und wird dadurch 0₂-fach (Stromverstärkungsfaktor der Einrichtung 5) verstärkt, um einen Eingangsstrom des Speise-Stromverstärkers 4 zu bilden, der weiter 0i-fach (Stromverstärkungsfaktor des Verstärkers 4) durch die Verstärkereinrichtung 4 verstärkt wird, um einen Ausgangsstrom zu liefern. Der Ausgangsstrom wird an Abzweigungsf unkten 8 und 8' in zwei Teile geteilt, von denen einer durch die Last R\ und der andere durch die Erfassungsschaltung 6 fließt. Wenn eine Beziehung

45 Ii-(E₂-RAId)I[RA+2(R₂ + R₅)]

Mit steigendem Widerstandswert der Last Ri wird der Strom Id größer und der Eingangsstrom /, kleinen Eine Abnahme des Eingangsstromes I₁ wird 0i0₂-fach durch die Verstärker 4 und 5 verstärkt, um den durch die Speisestromquelle Et geschickten Strom Ii+ Id zu verringern. Das heißt, eine Schleife

Rz-»^02/2 —* Ri —0ιΛ

bildet eine Gegenkopplungsschleife. Daher kann der von der Lastseite betrachtete Gleichstrom-Widerstandswert der Stromversorgung auf einen gegebenen Wert eingestellt werden, indem der Rückkopplungsschleifen-Verstärkungsfaktor oder das Rückkopplungsverhältnis verändert wird. Das Rückkopplungsverhältnis wird groß, wenn der Widerstandswert des Widerstandes Ra erhöht wird. Wenn weiterhin die Stromverstärkungsfaktoren 0, und 02 größer sind, wird das Rückkopplungsverhältnis groß, und der Gleichstrom-Widerstandswert der Stromversorgung wird verringert Wenn der Widerstandswert ajs Widerstandes Ra den Wert Null hat, weist das Rückkopplungsverhältnis den Wert Null auf, und der Gleichstrom-Ausgangswiderstand der Schaltung wird gleich einem Widerstuiidswert 2R3 unabhängig von den Verstärkungsfaktoren 0i und 02. Wenn in diesem Fall der Widerstand A3 einen hohen Widerstandswert aufweist, wirkt die Stromversorgungsschaltung nahezu wie eine Konstantstromversorgung.

Wenn der Kondensator C so gewählt ist, daß er eine niedere Impedanz für Tonsignale (Differenz-Betriebsart-Signale) annimmt, fließt ein zur Stromversorgungsschaltung geschicktes Tonsignal durch den Überbriikkungskondensator Q. Deshalb tritt die Rückkopplungswirkung nicht in der Stromversorgung ein. Das heißt, die Stromversorgung wird in den gleichen Zustand gebracht, wie wenn der Widerstandswert des Widerstandes Ra den Wert Null aufweist, und daher becrägt der Gieichstrom-Ausgangswiderstanri 2A₃- Dabei fließt ein Pauschsignal, das an beiden Enden der Last R\ im Gleichtakt induziert ist, gleichzeitig von den Ausgangsanschlüssen 8 und 8' zur Erde über den Weg

Ri —+ R₂ —+ R₅

und wird 0i02-fach durch die Verstärker 4 und 5 verstärkt. Die Erzeugung eines derartigen verstärkten Stromes führt zur Aufnahme eines Stromes an den Anschlüssen 8 und 8', der den durch den Widerstand A3 fließenden Strom verringert. Das heißt, eine Schleife

Ä3-02/2-ÄI-0I/I

bildet eine Gegenkopplungsschleife für das Gleichtaktsigi.al. Demgemäß kann die Stromversorgung einer. niederen Gleichstrom-Widerstandswert für das Gleirhtaktsignal annehmen.

Eine genaue Analyse der obigen Stromversorgungsschaltung zeigt, daß der durch die List R\ fließende Strom /| und der Oleichstrom-Ausgangswiderstandswert Rodfer Schaltung für das Differenz-Betriebsart-Signal durch die folgenden Gleichungen gegeben sind:

Λ,

+1+A(I+A)

Wie aus den Gleichungen (1) und (2) folgt, hängt der Strom /Ι lediglich von der Bezugsspannungsquelle £2 ab und ist von der Speisestromquelle E\ unabhängig. Dies bedeutet, daß der zu einem Fernsprechapparat geschickte Ausgangsstrom niemals durch eine Spannungsänderung der Speisestromquelle E\ und durch ein Stromrauschen beeinflußt wird, das an der Speisestromquelle E\ auftritt. Weiterhin kann der Ausgangsstrom sofort in den Ein- oder Aus-Zustand durch den Ein-Aus-Betrieb des Schalters 5 der Bezugsspannungsquelle 7 gebracht werden. Außerdem ist der Ausgangswiderstandswert Z_x der StromversorgutigsSCnäiiüng für das Gleichtaktsignal gegeben durch:

ΊΓ

1+Ad +ß\)

Ry.

Wie aus der Gleichung (3) zu ersehen ist, wird der Ausgangswiderstandswert Z_x nicht durch das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen des Kondensators C₁ beeinflußt.

Oben wurde eine symmetrische Stromversorgungsschaltung erläutert. Jedoch entsteht eine unsymmetrische Schaltung, wenn lediglich die obere Hälfte der in F i g. 2 gezeigten Schaltung realisiert wird.

Obwohl das Betriebsprinzip oder die Arbeitsweise der Erfindung mittels eines Stromverstärkers erläutert wurde, kann die erfindungsgemäße Stromversorgungsschaltung einen Spannung/Strom-Transformatorverstärker oder eine Kombination eines Widerstandes und eines Operationsverstärkers anstelle des gesamten oder eines Teils des Stromverstärkers aufweisen.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher erläutert.

Ausführungsbeispiel I

In F i g. 3 liegt eine Stromversorgungsschaltung 10 an Anschlüssen A und B zu einer (nicht dargestellten) Last. Entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 2 versehen. NPN-Transistoren Qi und Q2 bilden eine Darlington-Schaltung. Widerstände Rn und Rn und eine in Durchlaßrichtung oder vorwärts-geschaltete Diode A, die in Reihe zwischen dem Emitter des Transistors Qi und der Basis des Transistors Q₂ liegen, bilden die Verstärkereinrichtung 4 zusammen mit der oben erwähnten Darlington-Schaltung. Der Emitter des Transistors Qi ist über den Widerstand R\₂ mit einem Anschluß der Speisestromqueile E\ verbunden, deren anderer Anschluß geerdet ist Die andere Verstärkereinrichtung 4' besteht aus einer komplementären Darlington-Schaltung einschließlich eines NPN-Transistors Q\ und eines PNP-Transistors Q'₂ und Widerstände Rn und Ai₂, die in Reihe zwischen dem Kollektor des Transistors Q\ und der Basis des Transistors Q'2 liegen. Die Verstärkereinrichtungen 4 und 4' verwenden die Transistoren Q\ des gleichen Typs wie deren Ausgangstransistoren. Der Kollektor des Transistors Q· im Verstärker 4' ist über einen Widerstand R_n mit Erde verbunden. Die Verstärker 4 und 4' können die Abgleichbedingung erfüllen, indem die jeweiligen Widerstandswerte der Widerstände R_n und Rn geeignet gewählt werden. Eine Ansteuereinrichtung 5 oder 5' besteht aus einem PNP-Transistor Qj oder einem NPN-Tran?istor Q'j, einer in Durchlaßrichtung oder vorwärts-angeschlossenen Diode D₂ und einem Widerstand Ri. Die Diode Di und der Widerstand Ri liegen in Reihe zum Emitter des Transistors Q₃ oder Q'3. Der Widerstand R₇ wird verwendet, um den Eingangswiderstandswert der Ansteuereinrichtung 5 oder 5' groß zu machen, und die Diode Di gewährleistet eine Durchbruchspannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Qi bzw. Q'j, wenn eine negative bzw. positive Hochspannung am Anschluß A bzw. B auftritt. Widerstände Ri, R* und Ri liegen in Reihe zueinander, und ein parallel zum Widerstand R* vorgesehener Kondensator Ci bildet

is eine Erfassungsschaltung 6, die eine Änderung der Spannung an einer (nicht gezeigten) Last R\ erfaßt. Eine Z-Diode Dz, Widerstände R₉ und R₉, die mit beiden Anschlössen der Diode Dz verbunden sind. Wirferstände Λ10, Re und Ä10, die in Reihe zur Diode Dz vorgesehen sind, und Dioden Dj, Da, Dj und Da zwischen den Widerständen R₆ und Λ₎₀ bilden eine Bezugsspannungsquelle 7. In dieser Schaltung sind die Widerstände Rw und Rio mit den Verbindungspunkten zwischen der Z-Diode Dz und den Widerständen Rq und K₉ verbunden, jedes Paar der Dioden D\ und D« ist mit der Basis des Transistors Qj oder Qj über einen Abzweigungspur Vl a oder a'verbunden, und die Widerstände R₉ und R₉ sind über Abzweigungspunkte b und 6'mit der Speisestromquelle Ei bzw. Masse verbunden. Die Z-Diode Dz wird anstelle der in F i c-2 gezeigten Quelle £2 verwendet; es ist jedoch nicht immer erforderlich, eine derartige Diode vorzusehen. Weiterhin dienen die Dioden Dj, Da, Da und Dj zur Korrektur einer Spannung Vbe zwischen der Basis und dem Emitter jedes Transistors Qj und Qj, und daher ist die Verwendung dieser Dioden nicht immer erforderlich.

Weiterhin wird die Stromversorgung 10 wenig durch eine Änderung im Stromverstärkungsfaktor jedes Transistors beeinflußt, indem geeignete Widerstände Rs für die Transistoren Qi, Q? und Qj und geeignete Widerstände Ri, Ra und Ri für die Transistoren Qj und Q 3 gewählt werden.

Jede Einrichtung 4, 4', 5 und 5' kann durch verschiedene Kombinationen von Tiansistoren und Widerständen auf andere Weise als die in Fig.3 gezeigte Schaltungsanordnung gebildet werden. Weiterhin kann im Ausgangsspannungsdetektor 6 der Widerstand Ra durch eine Kombination eines Widerstandes R und eines Kondensators C oder durch eine

so Kombination des Widerstandes R und einer geeigneten Strom- bzw. Spannungsquelle ersetzt werden. Auf ähnliche Weise kann die Eingangsstromquelle 7 in verschiedenen Schaltungsanordnungen aufgebaut werden. Wenn z. B. die Z-Diode Dz entfernt oder durch einen Widerstand R ersetzt wird, wird die Eingangsstromquelle 7 in einen Widerstands-Spannungsteiler verändert Wenn weiterhin der Widerstand R₉ durch ein Schaltglied ersetzt wird, wird die Eingangsstromquelle in eine schaltbare Schaltung umgeformt

Ausführungsbeispiel II

Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stromversorgungsschaltung, in der eine schaltbare Stromversorgung anstelle der in F i g. 3 gezeigten Bezugsspannungsquelle 7 verwendet wird. In Fig.4 sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig.2 und 3 versehen. In F i g. 4 bilden Transistoren Q₄, Q'₄, Qj und

Q₆, Dioden D₃ bis D₅, WideiMände /?<,, R\₀ und Λυ bis R22 sowie Kondensatoren Ci bis C5 im wesentlichen eine Bezugsspannungsnuelle 7, und die Transistoren Qt, QU, Qs und Qi bilden einen Schalter zum Schalten der

Stromeinspeisung. Das heißt, der Kollektor des Transistors Qt ist mit dem Widerstand /?io über den

Widerstand Λ14 verbunden, und auf ähnliche Weise ist der Kollektor des Transistors QU mit dem Widerstand Λ10 über den Widestand Rh verbunden. Die Basis des Transistors Qa ist über den Widerstand Ri 7 ;\n den Emitter des Transistors Qt angeschlossen, und der Kollektor des Transistors Qs ist über den Widerstand Ru mit der Basis des Transistors QU verbunden. Die Basis des Transistors Qs ist über den Widerstand Rjo an den Kollektor des Transistors Q₆ angeschlossen. Der Emitter und die Basis des Transistors Qs sind über den Widerstand R\<> zusammengeschaltet. Der Emitter und die Basis des Transistors Qa (oder QU) sind über die Reihenschaltung aus der Diode Ds und den Widerständen R\s und R]6 zusammengeschaltet. Der Emitter des Transistors Q₆ ist mit einer Strom- bzw. Spannungsquelle Ej verbunden, der Emitter und die Basis des Transistors Qt sind über den Widerstand R21 zusammengeschaltet, und die Basis des Transistors Qi ist über den Widerstand Rn mit einem (nicht gezeigten) Gatter verbunden. Eine Reihenschaltung aus den Dioden D₃, Da, aus dem Widerstand Rt und aus den Dioden D₄ und Dj liegt parallel zum Kondensator Ci. Der Widerstand R\j und eine Reihenschaltung aus den Kondensatoren C₃ wrA Cj sind beide mit den Verbindungspunkten zwischen den Widerständen Ä10 und Rn verbunden, um eine Parallelschaltung zu bilden. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator Cj und dem Kondensator Cj ist geerdet. Der Kondensator Q liegt zwischen dem Kollektor des Transistors Q* und dem Kollektor des Transistors QU, und der Kondensator C₅ ist parallel zum Widerstand /tie geschähet.

Wenn das Gatter eingeschaltet ist, fließt ein Strom von der Bezugsspannungsquelle Ej zum Kollektor des Transistors Qb. Dieser Strom wird durch den Transistor Qs verstärkt, um die Transistoren Q* und QU in die Sättigung zu bringen. Auf diese Weise wird die Spannung der zwischen den Anschlüssen b und b' liegenden Speisestromquelle E\ durch die Widerstände Ais, Απ, Λ13, Rn und Λ« geteilt, und eine am Widerstand R\j entwickelte Spannung wird weiterhin durch die Widerstände Λ10, Rf, und Λ10 geteilt, um eine Spannung zwischen den Abzweigungspunkten a und a' zu erzeugen, die die Transistoren Qj und Q'j ansteuert. Die Kondensatoren C₂ bis Q dienen zum Glätten der Signalverläufe der ansteigenden und abfallenden Ströme des Ansteuerstromes, wenn das Gatter ein- und ausgeschaltet wird. Das heißt, die Kondensatoren Q und Cs glätten den ansteigenden Signalverlauf des Ansteuernder Versorgungs-JStromes, und die Kondensatoren Ci und C₃ verbessern den abfallenden Signalverlauf.

Fig.5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfassungsschaltung 6. Beide Enden des Widerstandes A4 sind mit einer Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren Ci und C]' verbunden, um eine Parallelschaltung zu bilden. Weiterhin ist der Verbindungspunkt der Kondensatoren geerdet Wie aus Fig.5 folgt, ist ein Oberbrückungsglied für ein Differenz-Betriebsart-Signal innerhalb des Tonsignaibandes und für ein Hochfrequenz-Gleichtaktsignal vorgesehen. Entspre-' chend sind djese Signale nicht der Gegenkopplungswirkung ausgesetzt, und der Gleichstrom-Ausgangswiderstandswert der Stromversorgungsschaltung 10 für diese Signale wird im wesentlichen durch den Widerstand A3 bestimmt. Dabei hat der Kondensator Ci' eine hohe Impedanz für ein Niederfrequenzsignal. In diesem Fall wird, wie oben anhand der F i g. 2 erläutert wurde, eine Gegenkopplungsschleife

/?3 _> R₂ _ R₅ _, Erde

gebildet, die den Gleichstrom-Ausgangswiderstandswert der Stromversorgung klein macht. Daher wirkt diese Schaltung wie die herkömmliche Schaltung mit einer Relaisspule und einem Transformator laut F i g. 1. Wie oben erläutert wurde, kann durch die Erfindung eine Stromversorgungsschaltung aus Halbleiterteilen is hergestellt werden, die die gleiche Funktion und die gleichen Eigenschaften wie die in F i g. 1 dargestellte, bekannte Stromversorgung mit einer Relaisspule und einem Transformator hat. Entsprechend kann die Schaltung ohne großen Aufwand miniaturisiert werden. Weiterhin kann die Schaltung den Versorgungsstrom ein- und ausschalten, indem ein einfaches Eingabe/Ausgabe-Glied verwendet wird. Daher ist die erfindungsgemäße Stromversorgung auf zahlreichen Gebieten anwendbar.

Ausführungsbeispiel III

Wenn die in F i g. 4 gezeigte Stromversorgungsschaltung auf der Fernleitungsseite einer ankommenden Ortsverbindungsleitung verwendet wird, treten weiter unten näher erläuterte Probleme auf. Zunächst wird dieser Fall näher erläutert. Anschlüsse A und B der Stromversorgung sind über eine Verbindungsleitung mit einer Fernleitung (einer nach außen führenden Fernleitung) eines entfernten Amtes verbunden. Die an den Anschlüssen A und B liegende Last wird abhängig vom Betriebszustand der Ortsverbindungsleitung verändert. Zum Beispie! nimmt die an der Stromversorgung auf der Verbindungsleitungsseite der ankommenden Ortsverbindungsleitung liegende Last abhängig vom Betriebs- zustand der Ortsverbindungsleitung in Fig.6 bis 9 dargestellte Zustände an. F i g. 6 zeigt den Zustand einer Last zu einer Zeit, wenn die ankommende Ortsverbindungsleitung von der entfernten Ortsverbindungsleitung (abgehende Ortsverbindungsleitung) ein auf der Erdverbindung einer Α-Leitung beruhendes Startsignal empfängt. In F i g. 6 ist eine Stromversorgung 10 einer ankommenden Ortsverbindungsleitung sowie eine Last Rla und ein in einen Anschluß A fließender Strom /3 gezeigt F i g. 7 zeigt den Zustand einer Last während

so eines Rufes, F i g. 8 zeigt den Zustand einer Last zu einer Zeit wenn ein Start-Wähl-Signal abgegeben wird, und F i g. 9 zeigt den Zustand einer Last zu einer Zeit wenn eine entfernte Ortsverbindungsleitung (abgehende Ortsverbindungsleitung) gesperrt ist

Im folgenden wird der Betrieb der Stromversorgungsschaltung 10 in den in Fig.6 bis 9 gezeigten Zuständen anhand der Fig.2 und 4 näher erläutert Wenn die Schaltung 10, wie in Fig.6 gezeigt ein Startsignal empfängt ist der Anschluß A geerdet und der Anschluß B ist geöffnet Entsprechend fließt der Strom h auf einem Weg

Erde-Äw-A-8-Qi-Äi2-fi.

Das heißt der von der Last Rla in die Stromversorgung 10 fließende Strom h wird /fc^-fach größer als ein von der Eingangsstromquelle 7 eingespeister Ansteuerstrom. Wenn jedoch der Widerstandswert der. Last Rla kleiner als ein vorbestimmter Wert wjrd (z. B. in einem

Fall, daß der Lastwiderstand kleiner als 200 oder 300 Ohm für einen 400-Ohm-Gleichstrom-Widerstandswert der Stromversorgung 10 von den Anschlüssen A und B aus betrachtet wird), ist das an beiden Enden des Widerstandes K₃ des Ausgangsspannungsdetektors 6 auftretende Potential am Abzweigungspunkt 8 höher als am Abzweigungjpunkt 8". Entsprechend wird der vom Anschluß A in die Stromversorgung 10 fließende Strom h am Abzweigungspunkt 8 in zwei Teile geteilt, von denen einer auf einem Weg

fließt, und zwar insbesondere durch die Ansteuereinrichtung 5 fließt. Dieser Zweigstrom wird zu dem von der Eingangsstromquelle 7 eingespeisten Ansteuerstrom addiert. Der sich ergebende Strom wird 0i/?₂-fach durch die Verstarker 4 und 5 verstärkt. Der verstärkte Strom fließt vom Anschluß A in die Verstärkereinrichtung 4. Entsprechend wird der Strom /₃ extrem groß.

In F i g. 7 hat die Last Km einen geeigneten Widerstandswert während eines Rufes, wenn die Leitung in einem normalen Zustand gehalten ist, und daher wird der in die Stromversorgungsschaltung 10 fließende Strom nicht zu groß. Wenn jedoch, wie in F i g. 7 gezeigt ist, auf der /t-Leitungsseite eine Erdungsstörung auftritt, wird das Potential am Abzweigungspunkt 8 (vgl. Fig.4) hoch, und daher wird ein Strom U (vgl. F i g. 7) extrem groß.

Wenn in F i g. 8 ein Start-Wähl-Signal in die entfernte Ortsverbindungsleitung (abgehende Ortsverbindungsleitung) geschickt wird, ist die Stromversorgungsschaltung 10 auf der /4-Anschlußseite geerdet und auf der B-Anschlußseite mit einer Batterie £» verbunden. Zu dieser Zeit fließt ein Strom von der Lastseite in die Stromversorgung 10 auf dem Weg

Erde — Rla ->A —8 — K₃- K₇ — D₂- Q₃

Dieser Strom fließt durch <Jie Ansteuereinrichtung 5 und 5' als ein Ansteuerstrom. Selbst wenn entsprechend die Eingangsstromquelle 7 in den Aus-Zustand gebracht ist, wird der obenerwähnte Ansteuerstrom ^i^-fach verstärkt, um Ströme Isa und /53 zu bilden, die durch die Stromversorgungs-Stromverstärker 4 und 4' fließen. Damit tritt das Problem auf, daß die Stromversorgung 10 nicht in den Aus-Zustand gebracht werden kann.

Wenn in Fig. 9 die entfernte Ortsverbindungsleitung (abgehende Ortsverbindungsleitung) gesperrt ist, wird die Stromversorgung 10 am Anschluß A geöffnet und auf der B-Anschlußseite mit einer Batterie E_t verbunden. Wenn in diesem Fall die Eingangsstromquelle 7 in den Aus-Zustand gebracht ist, um die Stromversorgungsschaltung 10 auszuschalten, fließt ein Änderungsstrom des Kondensators C₃ auf einem Weg

In diesem Fall ist der vom Kondensator C₃ aus betrachtete Last-Widerstandswert R_u jSj-fach größer durch die Ansteuereinrichtung 5, die Lade-Zeitkonstante wird groß, und daher wird viel Zeit benotigt, um den Ladestrom auf Null zu verringern. Der Ladestrom wird Ä-fach durch die Ansteuereinrichtung 5 verstärk* und weiterhin ji_rfach durch die Verstärkereinricbtung 4 verstärkt, und bildet einen Laststrom I₆, der in &a Last Ä_u über den Anschluß B fließt Damit wird ein extrem langes Zeitintervall (einige zehn Sekunden bis einige Minuten) vom Ausschalten der Stromversorgungsschaltung, bis der Laststrom I₆ den Wert Null annimmt, benötigt. Die lange Zeitkonstante ergibt Probleme Tür den Betrieb der Ortsverbindungsleitung.

Wie oben erläutert wurde, bietet die in Fig.4 gezeigte Stromversorgung keine Probleme bei einem derartigen gewöhnlichen Stromversorgungszustand wie der Dauer eines Rufes; sie kann jedoch einen befriedigenden Betrieb in solchen Fällen nicht ausfüh ren, daß der Ein-Seiten-Betrieb durchgeführt wird, daß die Erdstörung eintritt und daß die Ein-Aus-Steuerung erfolgt. In diesen Fällen treten die oben erläuterten Probleme auf.

Durch das vorliegende Ausführungsbeispiel (drittes

Ausführungsbeispiel) soll eine Stromversorgungsschaltung angegeben werden, die diese Probleme vermeidet, die Erzeugung eines großen Stromes ohne Beeinträchtigung der wesentlichen Funktion der Stromversorgungsschaltung verhindert und schließlich in einer kurzen Zeit eine Ein-Aus-Steuerung durchführt.

Hierzu ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Diode in eine Erfassungsschaltung eingefügt die einer Last parallelgeschaltet ist, um unabhängig vom Zustand der Last zu verhindern, daß ein Strom von der

Lastseite zu einer Ansteuereinrichtung fließt.

Fig. 10 zeigt dieses Ausführungsbeispiel. Die in Fig. 10 dargestellte Stromversorgungsschaltung 10 hat die gleiche Eingangsstromquelle 7 wie in F i g. 4, die die Einspeisung eines Stromes ein- und ausschalten sowie den Verlauf eines Ein-Aus-Strcmes glätten kann. In Fig. 10 sind einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 4 versehen. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, hat die Erfassungsschaltung 6 nach der Erfindung Dioden D₆A und D₆B, deren jede in Reihe zu einem Widerstand K₃ liegt

Beim dritten Ausführungsbeispiel können die beiden Rückköpplungsseh'leiferi aus den Vcrstärkereinrichtungen 4 und 4', den Ansteuereinrichtungen 5 und 5' und der Erfassungsschaltung 6 im Gleichstrom-Rückkopplungs schleifen-Verstärkungsfaktor oder im Rückkopplungs verhältnis gleich Null gemacht werden. Dai heißt, ein von der Lastseite in die Anschlüsse A und B fließender Laststrom fließt lediglich durch die Verstärkereinrichtungen 4 und 4', und der Teil des Laststiomes, der durch die Ansteuereinrichtungen 5 und 5' als ein Ansteuerstrom fließt wird durch die Dioden D_M und D_iB gesperrt Als Ergebnis wird der von der Lastseite in die Stromversorgungsschaltung fließende Laststrom durch einen von der Eingangsstromquelle 7 abgegebenen

so Ansteuerstrom bestimmt d. h, er wird J3i02-fach so groß wie der Ansteuerstrom.

Es soll nun z. B. ein Fall betrachtet werden, in dem die in Fig. 10 dargestellte Stromversorgungsschaltung als eine Schaltung auf der Verbindungsleitungsseite einer ankommenden Ortsverbindungsleitung verwendet wird. Wenn ein Startsignal empfangen wird (vgl. F i g. 6) oder wenn eine Erdstörung eintritt (vgl. F i g. 7), würde bei der in F i g. 3 gezeigten Stromversorgungsschaltung ein Strom von Erde auf der Lastseite in die Ansteuerein richtung 5 über den Anschluß A fließen und einen extrem großen Strom durch die Last ergeben. Bei der in Fig. 10 dargestellten Stromversorgungsschaltung, die die Diode D₆A aufweist verhindert diese Diode D₆A, daß ein Teil des Laststromes durch die Ansteuereinrichtung 5 als ein Ansteuerstrom fließt Entsprechend ist der Laststrom ßi/Mach so groß wie der von der Eingangsstromquelle 7 eingespeiste Ansteuerstrom und wird nicht zu groß.

Weiterhin würde in dem in F i g. 8 gezeigten Zustand, insbesondere im Zustand einer Last zu einer Zeit, wenn iin Abrufzeichensignal abgegeben wird, nachdem ein Startsignal empfangen wurde, bei der in Fig.3 gezeigten Schaltungsanordnung ein Strom von der Lastseite in die Ansteuerstromverstärker 5 und 5' unabhängig vom Ein- oder Aus-Zustand der Eingangsstromquelle 7 fließen. Bei der in Fig. 10 gezeigten Schaltungsanordnung sperren die Dioden D_6A und D₆B den obigen Strom. Wenn dann die Eingangsstromquelle in den Aus-Zustand gebracht wird, nimmt der Ansteuerstrom den Wert Nu!l an, und daher kann der durch eine Last fließende Laststrom auf den Wert Null gebracht werden. Das heißt, die Stromversorgung wird unmittelbar in den Aus-Zustand gebracht.

Wenn in dem in F i g. 9 gezeigten Zustand, insbesondere in dem Zustand einer Last zu einer Zeit, wenn entfernte Ortsverbindungsleitung gesperrt ist, eine Eingangsstromnuelle in den Aus-Zustand gebracht wird, um das Sperren der entfernten Ortsverbindungsleitung zu entfernen, würde bei der in Fig.3 gezeigten Schaltungsanordnung der Ladestrom des Kondensators Cj und ein Laststrom weiterfließen, bis der Ladestrom auf Null verringert ist. In diesen Zuständen sperrt in der in Fig. 10 gezeigten Schaltungsanordnung die mit der ß-Anschlußseite verbundene Diode Die den Ladestrom auf Null in einer sehr kurzen Zeit (einige zehn μβ bis einige ms) verringert, nachdem die Eingangsstromquelle 7 in den Aus-Zustand gebracht wu.de.

Oben wurde der Betrieb einer Stromversorgungsschaltung erläutert, die auf der Verbindungsleitungsseite einer ankommenden Ortsverbindungsleitung vorgesehen ist. Jedoch ist die Stromversorgung allgemein bei Teilnehmerschaltungen und verschiedenen Fernleitungen verwendbar. In derartigen Fällen wird der Betrieb der Stromversorgungsschaltung nicht durch die Dioden DiA und DiB während einem Betriebszustand, z. B. während eines Rufzustands, beeinfluSt. Wenn in F i g. 2 eine gewöhnliche Stromeinspeisung bewirkt wird, verläuft der über den Ausgangsspannungsdetektor 6

in fließende Strom Id durch die Dioden Dia und D*b in Durchlaßrichtung, und der über die Last R\ fließende Strom /ι fließt lediglich durch die Verstärkereinrichtungen 4 und 4'. Das heißt, die Dioden DiA und D$b haben koinen Einfluß auf den Betrieb der Stromversörgung5ⁱ schaltung. Weiterhin werden die Funktion und der Betrieb der Stromversorgungsschaltung für das Tonst gnal, das Gleichtakt-Rauschen oder dgl., nicht durch die Dioden D_M und Ae beeinflußt, da ein Gleichstrom durch die Dioden D^a und Dt>ö ■" Durchlaßrichtung fließt, und der Wechselstrom dem Gleichstrom überlagert ist.

In den obigen Erläuterungen werden zwei Dioden DiA und Dee verwendet. Jedoch kann lediglich die Diode DiA für einen Ein-Seiten-Betrieb der Stromversorgung oder als Maßnahme gegen die Erdungsstörung verwendet werden, und lediglich die Diode Dm kann als Maßnahme für die Ein-Aus-Steuerung vorgesehen sein. Obwohl symmetrische Stromversorgungsschaltungen erläutert wurden, entsteht eine unsymmetrische Strom-Versorgung, indem lediglich die eine Hälfte der in F i g. 10 gezeigten Schaltung realisiert wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Speisen einer externen Last mit einem Gleichstrom, dessen Stärke durch eine ansteuerbare Verstärkereinrichtung beeinflußt wird, die zwischen der Speisestromquelle und der externen Last eingeschaltet ist« dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Steuereingang der Verstärkereinrichtung (4) vorgeschaltete Ansteuereinrichtung (5) aus dem über eine Erfassungsschaltung (6) gewonnenen, durch den Gleichstrom hervorgerufenen Spannungsabfall an der Last (Ri) und der aus einer Bezugsspannungsquelle (7) zugeführten konstanten Spannung, das die Verstärkereinrichtung beeinflussende Ansteuersignal bildet

2. Schaltungsanordnung zum symmetrischen Speisen einer Lssä nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschluß (A, B) der externen Last (Ri) über eine von zwei komplementären Verstärkereinrichtungen (4, 4') gespeist ist, denen jeweils eine von zwei gleichfalls komplementären Ansteuereinrichtungen (5, 5') vorgeschaltet ist, denen jeweils von einer symmetrisch ausgebildeten Erfassungsschaltung (6) komplementäre Spannungen zugeführt werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle (7) eine· Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Bezugsspannung aufweist

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle (7) eine Einrichtung zum Glätten des Signalverlaufs eines Ein-Aus-Stroms aufweist

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfasäürigsschaitung (6} eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator enthält.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsschaltung (6) eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und zwei reihengeschalteten Kondensatoren enthält und daß ein Verbindungspunkt der Kondensatoren an Masse liegt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verstärkereinrichtung (4, 4') zwei Transistoren (Qu Qi'· Qi, Q2) in Darlington-Schaltung aufweist, wobei ein Widerstand (Rt) jeweils zwischen dem Emitter und der Basis des Ausgangstransistors (QCj geschaltet ist, der jeweils die Änderung des Stromverstärkungsfaktors kompensiert.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abfeuereinrichtung (5, 5') einen Transistor, eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode und einen Widerstand enthält, wobei die Diode und der Widerstand zum Emitter des Transistors in Reihe geschaltet sind.

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsschaltung (6) jeweils in dem Teil, der die Last mit den Ansteuereinrichtungen (5, 5') verbindet, eine Diode (D₆₃, D₆A,) enthält, die verhindert, daß Gleichstrom in Gegenrichtung zu einer Richtung eines sich davon unterscheidenden Gleichstroms von der externen Stromversorgung (ΈΊ) fließt