DE3215551C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den
Überspannungsschutz einer unter Verwendung von Halbleiter
bauelementen aufgebauten, an eine Versorgungsspannungsquelle
angeschlossene Schnittstellenschaltung für den Anschluß einer
zweidrähtigen analogen Teilnehmeranschlußleitung an eine Fern
sprechvermittlungsstelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (GB-A-14 36 625).
Gemäß der GB-A 14 36 625 ist eine
Schaltungsanordnung für den Überspannungsschutz einer elek
tronischen Einrichtung bekannt, insbesondere einer elektro
nischen Einrichtung, die an eine Anschlußleitung eines Kommu
nikationssystems angeschlossen ist. Bei dieser Schaltungs
anordnung handelt es sich um eine Diodenbrücke, die mit den
Schaltungspunkten der einen Diagonale an die Anschluß
leitung angeschlossen ist und bei der die Schaltungspunkte
der anderen Diagonale über Ableitschaltelemente mit Erde
verbunden sind. Als Ableitschaltelemente werden Gasentladungs
röhren, Varistoren und Thyristoren genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgbe zugrunde, das Schutzkonzept
der genannten Schaltungsanordnung auf mehrere Anschlußleitungen
auszudehnen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 besitzt
insbesondere den Vorteil, daß die gemeinsame Versorgungs
spannungsquelle zur Versorgung der Schnittstellenschaltungen
gleichzeitig zur Vorspannung der Dioden der Diodenbrücken
in Sperrichtung verwendet werden kann.
Eine Ausführung der Erfindung gemäß Anspruch 3 besitzt ins
besondere den Vorteil, daß trotz der Ableitschaltelemente
dennoch auftretende Überspannungen sich nicht auf die
gemeinsame Versorgungsspannungsquelle auswirken können und
dadurch in ihrer Auswirkung auf eine einzige Gruppe von
Schnittstellenschaltungen bzw. Anschlußleitungen beschränkt
bleiben.
Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können die
Ableitelemente den praktischen Bedürfnissen entsprechend
in Form eines Kondensators, einer Zenerdiode oder eines
Varistors, oder in Form der Parallelschaltung eines Kon
densators und einer Zenerdiode oder eines Varistors,
wie auch in Form einer geeigneten spannungsstabilisieren
den Halbleiterschaltung realisiert sein.
Schnittstellenschaltungen der erfindungsgemäßen Art, die
u. a. Empfangs- und Sendeverstärker, Einrichtungen zur
Digital-Analogwandlung und Analog-Digitalwandlung, sowie
Empfangs- und Sendefilter umfassen, sind Umwelteinflüssen
ausgesetzt, die über die angeschlossenen, beispielsweise in
Form von Blitzbeeinflussungen. Eine vorteilhafte Maßnahme
des Überspannungsschutzes bei einer Gruppe von solchen Schnitt
stellenschaltungen besteht im Einsatz von Diodenbrücken,
deren Dioden durch die gemeinsame Versorgungsspannung der
Schnittstellenschaltungen normalerweise in Sperrichtung vor
gespannt sind und bei Auftreten von Überspannungen umgepolt,
und damit leitend werden. Durch Verwendung von Absperrelemen
ten, über die die gemeinsame Versorgungsspannung an die
eine Diagonale dieser Diodenbrücken gelegt ist und die so
gepolt sind, daß sie beim Auftreten von Überspannungen in
den Sperrzustand übergehen, wird vermieden, daß die durch
die Überspannungen bedingten Aufladungen der Teilnehmeran
schlußleitung auf die Versorgungsleitungen abfließen und
damit Bauteile anderer Gruppen von Schnittstellenschaltungen
bzw. weitere an die Versorgungsleitung angeschlossene Bau
teile beeinflussen.
Die erwähnte Aufladung wird durch erfindungsgemäße Ableit
schaltelemente abgeflacht und/oder begrenzt. Diese Ableit
schaltelemente werden aus Kosten und Platzgründen nur
gruppenindividuell vorgesehen, d. h. zwischen den gemein
samen beiden Anschlußpunkten der jeweils einen diagonalen
der Brückenschaltungen und dem Bezugspotential führenden
Schaltungspunkt eingefügt.
Treten nun auf einer bestimmten Teilnehmeranschlußleitung
Überspannungen auf, wird durch die erfindungsgemäßen Ableit
schaltelemente eine Stabilisierung der Potentiale an den
beiden Anschlußpunkten der jeweils einen Diagonalen der
Brückenschaltung erreicht, so daß diese Potentiale bis zum Ende
der regelmäßig nur kurz andauernden Überspannungsbeanspruchung
eine nur geringe Überhöhung erreichen. Dadurch ist aber gleich
zeitig eine Beeinflussung der nicht direkt von der Überspannung
betroffenen übrigen Schnittstellenschaltungen einer Gruppe
ausgeschlossen, so daß es nicht zu einem fehlerhaften An
sprechen der darin enthaltenen Schaltungsanordnungen kommen
kann.
Bei dem in der Figur angenommenen Beispiel sind drei
Schnittstellenschaltungen SLIC1 bis SLIC3 zu einer
Gruppe zusammengefaßt, die jeweils dem Anschluß einer
Teilnehmeranschlußleitung TL an eine hier nicht darge
stellte Vermittlungsstelle dienen. Da die Teilnehmeran
schlußleitungen Zweidrahtleitungen sind, auf denen Ana
logsignale übertragen werden, haben solche Schnittstel
lenschaltungen unter der Annahme des Vorliegens einer
digitalen Vermittlungsstelle, in der die Durchschaltung
vierdrähtig erfolgt, u. a. eine Einrichtung zur Analog-
Digitalwandlung bzw. Digital-Analogwandlung mit zuge
ordneten Emfangs- bzw. Sendefiltern sowie eine Gabel
schaltung für den Zweidraht-/Vierdrahtübergang aufzuwei
sen. Ferner sind Bestandteil dieser Schnittstellenschal
tungen ein Empfangs- und ein Sendeverstärker, eine Schal
tungsanordnung zur Schleifenindikation und ggf. Mittel
zur Rufstromeinspeisung und zum Prüfen. Die meisten die
ser Bestandteile sind unter Verwendung von Halbleiter
bauelementen aufgebaut, die gegenüber Spannungen geschützt
werden müssen, die über die Teilnehmeranschlußleitungen TL
an sie gelangen können.
Jeder der Schnittstellenschaltungen ist eine aus vier Dioden
bestehende Brückenschaltung zugeordnet. Die einen
Diagonalen dieser Brückenschaltungen (bei der der Schnitt
stellenschaltung SLIC1 zugeordneten Brückenschaltung
sind dies die Verbindungspunkte der Dioden D1 und D3 bzw.
der Dioden D2 und D4) sind an die allen drei Schnittstel
lenschaltungen gemeinsamen Versorgungsleitung Vl1 und Vl2
angeschlossen, über die auch die Versorgungsspannung von
einer nicht dargestellten zentralen Speisespannungsquel
le an die Schnittstellenschaltungen selbst gelangt. Die
Dioden sind durch diese Versorgungsspannung normalerwei
se in Sperrichtung vorgespannt. Die anderen Diagonalen
der Brückenschaltungen (d. h. im Fall der genannten Brüc
kenschaltung der Schnittstellenschaltung SLIC1 die Ver
bindungspunkte der Dioden D3 und D4 bzw. D1 und D2) sind
an jeweils eine Ader der betreffenden Teilnehmeranschluß
leitung angeschlossen.
Die Speisespannung wird den Versorgungsleitungen Vl1 und
Vl2 über gruppenindividuelle Absperrelemente zugeführt,
bei denen es sich hier um die Reihenschaltung einer Dio
de Da1 bzw. Da2, die normalerweise in Durchlaßrichtung
betrieben ist und im Falle des Auftretens von Überspan
nungen in den Sperrzustand gesteuert wird, sowie um ein
induktivitätsbehaftetes Schaltelement L1 bzs. L2 handelt.
Die Schaltungsanordnung enthält fenner ebenfalls gruppen
individuelle Ableitelemente, die die Endpunkte der Brücken
diagonalen, die an dem Versorgungsleitungen Vl1, Vl2 lie
gen, mit einem Bezugspotential führenden Schaltungspunkt,
vorzugsweise Gestellmasse, verbinden. Diese Ableitelemen
te bestehen im dargestellten Fall jeweils aus der Paral
lelschaltung eines Kondensators C und eines Varistor V,
also eines spannungsstabilisierenden Widerstandes.
Wenn beispielsweise durch Blitzbeeinflussung auf einer
der Teilnehmeranschlußleitungen TL eine Überspannung ent
steht, werden je nach Polarität dieser Spannung zwei der
Dioden der betreffenden Diodenbrücke leitend, so daß die
aufgrund dieser Überspannung entstehende Aufladung der
Teilnehmeranschlußleitung über die Ableitelemente C/V
nach Erde abfließen kann. Aufgrund der Schaltcharakteri
stik der Ableitelemente ist einerseits ein niederohmiger
Weg für den Ableitstrom vorhanden, andererseits ist aber
sichergestellt, daß an diesen Brückendiagonalen die
Spannung nur relativ wenig ansteigt, wegen der geringen
Zeitdauer der Beeinflussung also dem der Beeinflussung
entsprechenden Maximalwert nicht erreichen kann. Hier
für ist einerseits der Kondensator C verantwortlich, an
dererseits aber auch die stabilisierende Wirkung des
Varistors. Das Gleichspannungspotential an diesen Schal
tungspunkten ändert sich daher nur derart geringfügig,
daß es bei den übrigen nicht direkt von der Überspan
nung betroffenen Schnittstellenschaltungen, die ja eben
falls an diesen Schaltungspunkten liegen, nicht zu einer
unerwünschten Beeinflussung mit der Folge eines fehler
haften Ansprechens kommen kann.
Als Ableitelement würde grundsätzlich auch ein entspre
chend dimensionierter Kondensator alleine genügen, der
dann jedoch unter Umständen eine große Kapazität aufzu
weisen hätte. Bei der dargestellten Parallelschaltung von
Kondensator und Varistor genügt ein Kondensator gerin
gerer Kapazität. Statt eines Varistors kann auch eine
Zenerdiode bzw. eine Halbleiterschaltung mit entspre
chender Strom-Spannungscharakteristik verwendet werden,
unter Umständen genügt der Einsatz einer Zenerdiode oder
eines Varistors oder einer solchen Halbleiterschaltung
ohne zusätzlichen Kondensator.
Die Dioden Da der Absperrelemente gehen bei einer der
artigen Überspannungsbeeinflussung in den gesperrten
Zustand über, so daß Auswirkungen auf weitere Gruppen
von Schnittstellenschaltungen bzw. anderen nit der
Speisestromquelle in Verbindung stehenden Bestandtei
len der Vermittlungsstelle ausgeschlossen sind.
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung für den Überspannungsschutz einer unter
Verwendung von Halbleiterbauelementen aufgebauten, an eine
Versorgungsspannungsquelle angeschlossenen Schnittstellen
schaltung für den Anschluß einer zweidrähtigen analogen An
schlußleitung (TL) an eine Fernsprechvermittlungsstelle,
die eine Diodenbrücke enthält, die mit ihrer einen Diagonalen
an die beiden Adern der analogen Anschlußleitung
angeschlossen ist, und an deren anderer Diagonalen jeweils ein
Ableitschaltelement angeschlossen ist, über das im Falle des
Auftretens einer Überspannung die Ableitströme von der letzt
genannten Brückendiagonalen auf einen Bezugspotential führenden
Schaltungspunkt geleitet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede weitere Anschlußleitung über eine separate Diodenbrücke
mit den entsprechenden Ableitschaltelementen verbunden ist
und daß als Ableitschaltelement kein Thyristor verwendet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dioden der Diodenbrücken durch die den Schnittstellen
schaltungen gemeinsame Versorgungsspannungsquelle normaler
weise in Sperrichtung vorgespannt sind, und die Ableitschalt
elemente eine derartige Schaltcharakteristik aufweisen, daß sie
die bei Auftreten von Überspannungen an der mit ihnen ver
bundenen Brückendiagonalen entstehenden Spannungshübe abflachen
und/oder begrenzen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein, im Falle des Auftretens einer Überspannung
in den Sperrzustand übergehendes, mehreren Schnittstellen
schaltungen gemeinsames Absperrelement (Da, L) der gemeinsamen
Versorgungsspannungsquelle vorgeschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitschaltelemente Kondensatoren (C) sind.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitschaltelemente Zenerdioden sind.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitschaltelemente Varistoren sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ableitschaltelemente jeweils in Form einer spannungs
stabilisierenden Halbleiterschaltung gebildet werden.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
den Kondensatoren (C) jeweils eine Zenerdiode oder ein
Varistor (V) parallelgeschaltet sind.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
den Kondensatoren jeweils eine spannungsstabilisierende Halb
leiterschaltung parallelgeschaltet ist.
Priority Applications (8)
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