DE3804250C1 - Circuit arrangement for a current limiter - Google Patents

Circuit arrangement for a current limiter

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Abstract

The circuit arrangement relates to a current limiter which is intended to be connected upstream of digital telephone terminals which are powered via the subscriber line. The object is for the current limiter to limit the maximum level of the constantly flowing feed current and also to flatten the current rise when voltage peaks occur. To achieve this, a field effect transistor is disposed in the series arm of the circuit arrangement, its conduction being controlled via its gate depending not only on the activation of a transistor which is dependent on the applied feed voltage but also on the charge of a capacitor. This produces the advantage that only a maximum feed current can flow, and that no steep current edges occur which could represent an unwanted signal pulse for a digital terminal. The application relates to digital terminals. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Strombegrenzung in über die beiden Adern der Teil­ nehmerleitung mit Speisespannung versorgten Fernsprech­ endgeräten, wobei die erste Ader das positivere und die zweite Ader das negativere Potential führt.The invention relates to a circuit arrangement for a current limitation in over the two wires of the part telephone line supplied with supply voltage devices, the first wire being the more positive and the second wire carries the more negative potential.

Fernsprechendgeräte, die über die Adern der Teilnehmer­ leitung mit Speisespannung versorgt werden, werden ent­ sprechend der Leitungslänge mit unterschiedlichen Speise­ spannungen und damit unterschiedlichen Speiseströmen versorgt. Dies ist grundsätzlich vor allem bei Fernsprech­ endgeräten mit transistorisierten Bauteilen unerwünscht, wes­ wegen statische Strombegrenzungen eingesetzt werden. Bei ISDN-Endgeräten (digitale Übertragung der Steuer- und Nutz­ signale) muß zusätzlich eine dynamische Strombegrenzung vorgesehen sein. Beim Einschalten der Speisung oder bei kurzen Unterbrechungen der Speisung dürfen keine Impulse oder steile Stromflanken entstehen, da diese Steuer- oder Nutzsignalimpulse vortäuschen könnten. Solche Stromflanken können insbesondere entstehen, wenn bei ISDN am sog. SO-Bus beim Endteilnehmer zusätzliche Geräte an- oder abgeschaltet werden.Telephone devices over the veins of the participants line with supply voltage are ent speaking of the line length with different food tensions and thus different feed currents provided. Basically, this is especially true for telephony devices with transistorized components undesirable, wes be used due to static current limits. At ISDN terminals (digital transmission of control and user signals) must also have a dynamic current limitation be provided. When switching on the supply or at brief interruptions in the supply must not give impulses or steep current edges arise because these control or Pretend useful signal pulses. Such current edges can arise in particular if with ISDN on the so-called SO bus additional devices switched on or off at the end user will.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt (DE 36 18 500 A1), die bei Anschluß eines Endgerätes an eine Teilnehmerleitung zwecks Speisung des Endgerätes über die Teilnehmerleitung eine stoßartige Strombelastung des Endgerätes verhindert. Diese Schaltungsanordnung ist aber in erster Linie als Ver­ polungsschutz gedacht und der Schutz gegen eine stoßartige Strombelastung ist eigentlich nur ein Schutz gegen einen falsch gepolten Strom und ist nur solange gegeben, bis die Schaltungsanordnung bei Falschpolung auf die richtige Polung eingestellt ist.A circuit arrangement is already known (DE 36 18 500 A1), that when connecting a terminal to a subscriber line for the purpose of supplying the terminal via the subscriber line prevents a sudden current load on the terminal. This circuit arrangement is primarily as a Ver Protection against polarity and protection against a shock-like Current load is actually only a protection against you incorrectly polarized current and is only given until the  Circuit arrangement with incorrect polarity to the correct one Polarity is set.

Es ist eine weitere Schaltungsanordnung bekannt (DE 33 02 912 A1), die sowohl als Polungsschutz als auch als Strombegrenzung bei über die Teilnehmerleitung gespeisten Fernsprechendgeräten dient. Diese Schaltungsanordnung ver­ hindert zum Schutz nachgeschalteter Bauteile das Über­ schreiten eines maximalen Stromes. Sie verhindert jedoch nicht, daß der über die Teilnehmerleitung anliegende Speisestrom mit einer unerwünscht steilen Flanke bis zum maximalen Strom ansteigen kann.Another circuit arrangement is known (DE 33 02 912 A1), which is used both as polarity protection and Current limitation when fed via the subscriber line Telephone equipment serves. This circuit arrangement ver prevents the over to protect downstream components exceed a maximum current. However, it prevents not that the one on the subscriber line Feed current with an undesirably steep flank up to maximum current can rise.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Schal­ tungsanordnung zu schaffen, die sowohl als statische als auch als dynamische Strombegrenzung wirkt und die wegen ihres Einsatzes in großen Stückzahlen auch sehr preiswert sein muß. The object of the invention is therefore a scarf to create arrangement, both as static and also acts as a dynamic current limitation and because of their use in large quantities also very inexpensive have to be.  

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Eingang der Schaltungsanordnung von der ersten zur zweiten Ader die Reihenschaltung einer von einem ersten Kondensator über­ brückten Emitter-Kollektor-Strecke eines PNP-Transistors und eines ersten ohmschen Widerstandes angeordnet ist, wobei Emitter und Basis des PNP-Transistors über einen zweiten ohmschen Widerstand verbunden sind, daß der Basis des PNP-Transistors in der ersten Ader die Source-Drain-Strecke eines mit seinem Gate mit dem Kollektor des PNP-Transi­ stors verbundenen selbstsperrenden Feldeffekttransistors nachgeschaltet ist, daß weiterhin zwischen den positiven Ausgang der Schaltungsanordnung und das Gate zwei ent­ gegengesetzt gerichtete Dioden angeordnet sind, daß zwischen Drain und den positiven Ausgang der Schaltungs­ anordnung eine dritte Diode in Flußrichtung zum positiven Ausgang angeordnet ist und daß der positive und der negative Ausgang über einen zweiten Kondensator miteinander verbunden sind.The task is solved in that at the entrance of the Circuit arrangement from the first to the second wire Series connection of one from a first capacitor bridged emitter-collector path of a PNP transistor and a first ohmic resistor is arranged, wherein Emitter and base of the PNP transistor via a second ohmic resistance are connected that the base of the PNP transistor in the first wire the source-drain path one with its gate with the collector of the PNP-Transi stors connected self-blocking field effect transistor downstream that continues between the positive Output of the circuit arrangement and the gate two ent oppositely directed diodes are arranged that between drain and the positive output of the circuit arrange a third diode in the direction of flow to the positive Output is arranged and that the positive and the negative Output connected to each other via a second capacitor are.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Strombegrenzung sowohl die Obergrenze des statisch fließen­ den Speisestromes begrenzt als auch beim Einschalten des zu betreibenden Gerätes oder beim Zuschalten oder Abschalten eines parallelen Gerätes steile Stromflanken verhindert werden, wobei die Ausführung der Strombegrenzung in äußerst einfacher Weise erfolgt.This has the advantage that the invention Current limitation both the upper limit of the static flow limits the supply currents as well as when switching on the operating device or when switching on or off of a parallel device prevents steep current edges be, the execution of the current limitation in extreme easily done.

Der erfindungsgemäße Gegenstand wird nachstehend mit Hilfe einer Figur näher erläutert.The subject of the invention is described below with the help a figure explained in more detail.

Die Figur enthält einen PNP-Transistor T 1, einen Feldeffekt­ transistor T 2, zwei Kondensatoren C 1 und C 2, zwei ohmsche Widerstände R 1 und R 2 und vier Dioden D 1 bis D 4.The figure contains a PNP transistor T 1 , a field effect transistor T 2 , two capacitors C 1 and C 2 , two ohmic resistors R 1 and R 2 and four diodes D 1 to D 4 .

Es sei angenommen, daß am Ausgang A (+/-) der Schaltungs­ anordnung ein Gerät, insbesondere ein digitales Fernsprech­ gerät angeschaltet sei. Am Eingang E (a/b) der Schaltungs­ anordnung sei die Teilnehmerleitung angeschaltet, über die im Betriebsfall das Fernsprechendgerät mit Speise­ spannung versorgt wird und an die im Busbetrieb mehrere digitale Fernsprechendgeräte parallel zueinander ange­ schaltet sind bzw. anschaltbar sind.It is assumed that a device, in particular a digital telephone device, is switched on at the output A (+/-) of the circuit arrangement. At the input E (a / b) of the circuit arrangement, the subscriber line is switched on, via which the telephone terminal is supplied with supply voltage during operation and to which several digital telephone terminals are switched in parallel to one another in bus operation or can be switched on.

Zunächst soll die Funktion der Schaltungsanordnung als statische Strombegrenzung betrachtet werden.First, the function of the circuit arrangement as static current limitation can be considered.

Über die Teilnehmerleitung liegt am Eingang E über die An­ schlußpunkte a/b Speisespannung an. Ein Strom fließt über R 2, den selbstsperrenden Feldeffekttransistor T 2, die Diode (Zenerdiode) D 3 und das nachgeschaltete, nicht dar­ gestellte Fernsprechendgerät. Fällt am Widerstand R 2 eine bestimmte Gleichspannung (0,5 V) ab, dann wird der Transi­ stor T 1 über seine Basis leitend geschaltet und es fließt ein Strom über dessen Emitter-Kollektorstrecke und über den gegenüber R 2 hochohmigen Widerstand R 1. Die Spannung zwischen dem Emitter von T 1 und dem Widerstand R 1 liegt dabei am Gate G des Feldeffekttransistors T 2 und begrenzt durch Anheben des Gatepotentials den über T 2 fließenden Speisestrom, so daß eine statische Strombegrenzung vorliegt.Via the subscriber line , supply voltage is present at input E via connection points a / b . A current flows through R 2 , the self-blocking field effect transistor T 2 , the diode (Zener diode) D 3 and the downstream telephone device, not shown. If a certain DC voltage (0.5 V) drops across the resistor R 2 , then the transistor T 1 is turned on via its base, and a current flows through its emitter-collector path and via the resistor R 1, which is high-resistance compared to R 2 . The voltage between the emitter of T 1 and the resistor R 1 lies at the gate G of the field effect transistor T 2 and limits the supply current flowing through T 2 by raising the gate potential, so that there is a static current limitation.

Parallel zur Source und Gate des Feldeffekttransistors T 2 ist eine Zenerdiode (Diode D 4) geschaltet, die bei zu hoher Speisespannung die G-S-Strecke des Transistors T 2 vor einer Zerstörung schützt.A zener diode (diode D 4 ) is connected in parallel with the source and gate of the field effect transistor T 2 and protects the DC link of the transistor T 2 against destruction if the supply voltage is too high.

Durch Zuschalten oder Abschalten von parallel an der Teil­ nehmerleitung und damit an der Speisespannung liegenden Geräten entsteht ein Stromimpuls mit steiler Anstiegsflanke. Dieser Stromimpuls kann bei digitalen Fernsprechendgeräten einen Signalimpuls vortäuschen und dadurch zu einer Fehl­ steuerung führen. Um dies zu verhindern, sind der Konden­ sator C 1 parallel zur Emitter-Kollektorstrecke von T 1 und der ohmsche Widerstand R 1 vorgesehen. Beide bilden zusammen ein Differenzierglied, mit dem sich der Verlauf der Strom­ anstieges durch den Feldeffekttransistor T 2 einstellen läßt. Liegt am Eingang E der Schaltungsanordnung bei­ spielsweise aus oben erwähnten Gründen ein Spannungs­ sprung vor, der eine steile Impulsflanke des Speisestromes zur Folge hätte, dann wird durch das am Kondensator C 1 sich ausbildende Potential T 2 gesperrt. Während des Aufladens von C 1 wird T 2 wieder leitend und der Speisestrom steigt bis zu seinem statischen Maximalwert in unbedenklicher Kurve an.Switching on or off devices connected in parallel on the subscriber line and thus on the supply voltage creates a current pulse with a steep rising edge. This current pulse can fake a signal pulse in digital telephone devices and thus lead to incorrect control. To prevent this, the capacitor C 1 are provided parallel to the emitter-collector path of T 1 and the ohmic resistor R 1 . Both together form a differentiator, with which the course of the current rise through the field effect transistor T 2 can be set. If there is a voltage jump at input E of the circuit arrangement, for example for the reasons mentioned above, which would result in a steep pulse edge of the supply current, then the potential T 2 which forms on capacitor C 1 blocks it. During the charging of C 1 , T 2 becomes conductive again and the feed current increases up to its static maximum value in a harmless curve.

Dem Ausgang A (+/-) der Schaltungsanordnung ist ein weiterer Kondensator C 2 vorgeschaltet, der sich während des Betriebes auf die üblicherweise über die Teilnehmerleitung anliegenden 40 V Speisespannung auflädt und als Stützkonden­ sator zum Anlauf von der Schaltungsanordnung nachgeschal­ teten Schaltungseinheiten dient.The output A (+/-) of the circuit arrangement is preceded by a further capacitor C 2 , which charges during operation to the 40 V supply voltage usually present via the subscriber line and serves as a supporting capacitor for starting up circuit units connected downstream from the circuit arrangement.

Wird die Schaltungsanordnung von der Speisespannung abge­ schaltet, dann sorgt die Diode D 3 dafür, daß der Kondensator C 2 nicht über die parasitäre Diode P des Feldeffekttransi­ stors T 2, die Diode D 4, und den Widerstand R 1 entladen wird. Dadurch kann über den Spannungsteiler D 4 und R 1 keine negative Gatespannung entstehen, so daß T 2 nicht leitet. Über die Dioden D 1 und D 2 wird das Gate infolge der Restladung auf C 2 positiv vorgespannt, so daß T 2 gesperrt bleibt. Dadurch wird bei einem erneuten Einschalten der Speisespannung über die Teilnehmerleitung ein Stromstoß über T 2 verhindert.If the circuit arrangement is switched off from the supply voltage, then the diode D 3 ensures that the capacitor C 2 is not discharged via the parasitic diode P of the field effect transistor T 2 , the diode D 4 , and the resistor R 1 . As a result, no negative gate voltage can arise via the voltage divider D 4 and R 1 , so that T 2 does not conduct. Via the diodes D 1 and D 2 , the gate is biased positively to C 2 due to the residual charge, so that T 2 remains blocked. This prevents a surge of current via T 2 when the supply voltage is switched on again via the subscriber line.

In der vorstehend geschilderten Weise wirkt daher die Schal­ tungsanordnung auch als dynamischer Strombegrenzer.The scarf therefore acts in the manner described above arrangement as a dynamic current limiter.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung für eine Strombegrenzung in über die beiden Adern der Teilnehmerleitung mit Speisespannung versorgten Fernsprechendgeräten, wobei die erste Ader das positivere und die zweite Ader das negativere Potential führt, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang (E) der Schaltungsanordnung von der ersten (a) zur zweiten Ader (b) die Reihenschaltung einer von einem ersten Kondensator (C 1) überbrückten Emitter-Kollektor- Strecke eines PNP-Transistors (T 1) und eines ersten ohm­ schen Widerstandes (R 1) angeordnet ist, wobei Emitter und Basis des PNP-Transistors (T 1) über einen zweiten ohmschen Widerstand (R 2) verbunden sind, daß der Basis des PNP- Transistors (T 2) in der ersten Ader (a) die Source-Drain- Strecke (SD) eines mit seinem Gate (G) mit dem Kollektor des PNP-Transistors (T 1) verbundenen selbstsperrenden Feldeffekttransistors (T 2) nachgeschaltet ist, daß weiterhin zwischen den positiven Ausgang (A+) der Schaltungsanordnung und das Gate (G) zwei entgegengesetzt gerichtete Dioden (D 1/D 2) angeordnet sind, daß zwischen Drain (D) und den positiven Ausgang (A+) der Schaltungsanordnung eine dritte Diode (D 3) in Flußrichtung zum positiven Ausgang (A+) angeordnet ist und daß der positive und der negative Ausgang (A±) über einen zweiten Kondensator (C 2) untereinander verbunden sind.1. Circuit arrangement for current limitation in telephone terminals supplied with supply voltage via the two wires of the subscriber line, the first wire carrying the more positive and the second wire carrying the more negative potential, characterized in that at the input (E) of the circuit arrangement from the first (a) to the second wire (b) the series connection of a by a first capacitor (C 1 ) bridged emitter-collector path of a PNP transistor (T 1 ) and a first ohmic resistor (R 1 ) is arranged, the emitter and base of the PNP -Transistors (T 1 ) are connected via a second ohmic resistor (R 2 ) that the base of the PNP transistor (T 2 ) in the first wire (a) has the source-drain path (SD) one with its gate ( G) connected to the collector of the PNP transistor (T 1 ) connected to the self-blocking field-effect transistor (T 2 ), that between the positive output (A +) of the circuit arrangement and the gate (G) two opposite set directional diodes (D 1 / D 2 ) are arranged that between the drain (D) and the positive output (A +) of the circuit arrangement, a third diode (D 3 ) is arranged in the direction of flow to the positive output (A +) and that positive and the negative output (A ±) are interconnected via a second capacitor (C 2 ). 2. Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Source (S) und Gate (G) des Feldeffekttransistors (T 2) durch eine Zenerdiode (D 4) überbrückt sind.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the source (S) and gate (G) of the field effect transistor (T 2 ) are bridged by a Zener diode (D 4 ).
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