DE60216984T2

DE60216984T2 - Überspannungsschutzschaltung

Info

Publication number: DE60216984T2
Application number: DE60216984T
Authority: DE
Inventors: Jorge Vicente Blasco Claret; Antonio Poveda Lerma; Antonio Pairet Molina; Jose Luis Gonzalez Moreno; Francisco Andres Navarro
Original assignee: Diseno De Sistemas En Silicio Sa Paterna; Diseno de Sistemas en Silicio SA
Current assignee: Diseno De Sistemas En Silicio Sa Paterna; Diseno de Sistemas en Silicio SA
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: ES2279013T3; WO2004034545A1; EA006997B1; AU2002368271A1; HK1078173B; CN1685581A; ATE349089T1; MXPA05003457A; JP2006502687A; CA2499140A1; AU2002368271B2; EA200500571A1; BR0215881A; EP1551089B1; EP1551089A1; DE60216984D1; US7251114B2; HK1078173A1; US20050162801A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Umfasst einen MOV(Metalloxid-Varistor)-Spannungsbegrenzer 3, der in Reihe mit einem Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzer 4 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich parallel zu der Gasentladungseinrichtung 4 ein Widerstand 5 befindet, dessen Wert so ist, dass die von der Gasentladungseinrichtung 4 im Gleichgewichtszustand unterstützte Spannung geringer ist als seine Löschspannung.
Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist ein Widerstand 6 parallel zu der MOV-Einrichtung 3 angeordnet, die zusammen mit dem Widerstand 5 einen Widerstandsteiler bildet, so dass die Spannung, der die Gasentladungseinrichtung 4 im Gleichgewichtszustand ausgesetzt ist, geringer ist als die Löschspannung der Gasentladungsröhre.
Diese Erfindung wird für Kommunikationssysteme, vorzugsweise bei Kommunikationsanwendungen über das Elektrizitätsnetzwerk, empfohlen, da sie die Effizienz des Schutzes erhöht, indem die Löschspannung der Gasentladungseinrichtung 4 geringer sein muss als herkömmlich erforderlich.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Diese Erfindung besteht aus einer Spannungsstoßsicherung zum Schutz von Einrichtungen, die beschädigt werden können, wenn die zwischen ihren Leistungsanschlüssen angelegte Spannung einen maximal akzeptablen Schwellenwert überschreitet.
Die Erfindung kann auf das Gebiet von Telekommunikationen, vorzugsweise bei Breitbandanwendungen über das Elektrizitätsnetzwerk, angewendet werden, wenn der Schutz gegen Spannungsstöße mittels MOV(Metalloxid-Varistor)-Einrichtungen, die auf Halbleitern basieren und in Reihe mit einem Gasentladungsröhren-Begrenzer angeordnet sind, durchgeführt wird, und wenn die Aufgabe darin besteht, die Probleme zu besei tigen, die diese Typen von Einrichtungen bei Durchführung von Spannungsstoßschutz darstellen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Markt ist eine Vielfalt von Einrichtungen verfügbar, die konstruiert sind, um diejenigen Einrichtungen zu schützen, die durch Spannungsstoß beschädigt werden können, wenn die zwischen ihren Leistungsanschlüssen angelegte Spannung einen maximal akzeptablen Schwellenwert überschreitet.
In diesem Sinne sind die am meisten verwendeten Einrichtungen MOV, die auf Halbleitern und Ähnlichem basieren, sowie Gasentladungseinrichtungen. Außerdem ist die Verwendung von Hybridsicherungen auf Basis einer Kombination von MOV-Einrichtungen und Gasentladungseinrichtungen bekannt.
MOV-Einrichtungen arbeiten schnell, was bei bestimmten Anwendungen sehr wünschenswert ist, wobei jedoch der Nachteil besteht, dass sie keine unbegrenzte Anzahl von Stößen absorbieren können, das heißt, sie verschlechtern sich bei Verwendung und falten am Ende aus. Wie viele Male eine MOV-Einrichtung korrekt arbeitet, hängt von der Energie ab, die jedes Mal, wenn sie arbeitet, aufgenommen wird. Des Weiteren besteht der Nachteil, dass sie bei Fehlfunktion kurzschließen können, so dass es notwendig ist, einen anderen Typ von Schutz gegen diesen Nachteil vorwegzunehmen. Des Weiteren weisen diese MOV-Einrichtungen relativ hohe Kapazität auf. Im Hinblick auf die Gasentladungseinrichtungen muss gesagt werden, dass diese langsamer arbeitende Einrichtungen sind, die arbeiten, indem sie einen Lichtbogen in ihrem Inneren erzeugen, wenn die Nennspannung überschritten wird. Bei Betrieb sinkt die Impedanz zwischen ihren Anschlüssen drastisch, wobei ein Kurzschluss verursacht wird. Sie weisen relativ kleine Kapazität auf, was sie zur Verwendung bei Telekommunikation ideal macht.
Als eine Lösung dieser Probleme ist die Verwendung von Gasentladungseinrichtungen in Verbindung mit in Reihe verbundenen MOV-Einrichtungen zwischen den Anschlüssen des zu schützenden Elementes bekannt (siehe US-A-6.188.557). Diese Kombination hat den Vorteil, dass die Kapazität zusammengenommen ungefähr derjenigen der Gasentladungseinrichtung entspricht (wenige pF) und der Schutz demjenigen des MOV ähnlich ist, ohne jedoch die Leitung kurzzuschließen, wenn der Schutz in Betrieb ist. Jedoch muss gesagt werden, dass die Kombination dieser Einrichtungen einen wichtigen Nachteil aufweist, der darin besteht, dass die zur Durchführung wirksamen Schutzes benötigte Gasentladungseinrichtung eine Löschspannung haben muss, die größer ist als die Arbeitsspannung der Kommunikationsleitung, wobei dies die Verwendung von Gasentladungseinrichtungen mit sehr hoher Nennspannung erforderlich macht.
Auf Grund des Kapazitätsunterschieds zwischen der MOV-Einrichtung (hohe Kapazität) und der Gasentladungseinrichtung (sehr niedrige Kapazität) veranlasst der aus beiden Einrichtungen gebildete kapazitive Spannungsteiler, dass fast die gesamte Spannung an die Gasentladungseinrichtung angelegt wird, so dass bei Auftreten eines Spannungsstoßes an der Leitung die Gasentladungseinrichtung die MOV-Einrichtung einschaltet, wobei die Spannung, die die transiente Energie absorbiert, begrenzt wird, aber wenn der Spannungsstoß endet und die Spannung an der Leitung zu ihrem Nennwert zurückkehrt, beginnt sie, falls die Löschspannung der Gasentladungseinrichtung unter der Höchstspannung an der Leitung liegt, impulsweise die Kapazität des MOV zu starten und zu stoppen, wobei eine Fehlfunktion verursacht wird, und dies wird zu Rauschen in dem Kanal umgewandelt, wobei dies etwas ist, das bei Telekommunikationsanwendungen nicht annehmbar ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der zuvor angezeigten Nachteile hat diese Erfindung einen Schaltungsschutz gegen Spannungsstöße für Kommunikationsanwendungen entwickelt, der wie herkömmliche Schaltungen einen in Reihe mit einem Gasentladungsröhren-Begrenzer angeordneten MOV-Spannungsbegrenzer umfasst, jedoch mit der Neuheit, dass ein Widerstand parallel zu dem Gasentladungsröhren-Begrenzer angeordnet ist, wobei der Wert des Widerstands so ist, dass die Spannung, die von der Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzereinrichtung im Gleichgewichtszustand unterstützt wird, geringer ist als seine erforderliche Löschspannung, wodurch die zuvor erwähnten Probleme vermieden werden.
Bei einer anderen Ausführung dieser Erfindung ist ebenso wie der Widerstand, der parallel zu dem Gasentladungsröhren-Begrenzer angeordnet ist, ein anderer Widerstand parallel zu dem MOV-Begrenzer enthalten, so dass diese einen Widerstandsteiler bilden, der die Spannung, der die Gasentladungseinrichtung im Gleichgewichtszustand ausgesetzt ist, so begrenzt, dass die erwähnte Spannung, der die Gasentladungseinrichtung im Gleichgewichtszustand ausgesetzt ist, geringer ist als die Löschspannung der Gasentladungseinrichtung, wodurch die in dem vorhergehenden Abschnitt erwähnten Probleme gelöst werden.
Die folgenden Zeichnungen werden bereitgestellt, um ein besseres Verstehen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und bilden einen wesentlichen Teil der ausführlichen Beschreibung und der Ansprüche, wobei sie eine verdeutlichende, aber keine beschränkte Darstellung der Prinzipien dieser Erfindung bieten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine herkömmliche Spannungsstoßsicherung.
2 zeigt ein mögliches Beispiel der bei der aktuellen Erfindung beschriebenen Sicherung.
3 zeigt ein anderes mögliches Beispiel der bei dieser Erfindung beschriebenen Sicherung.
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Das Folgende ist eine Beschreibung der Erfindung auf Basis der zuvor erwähnten Figuren.
Wie zuvor erwähnt wurde, betrifft die Erfindung eine Sicherung gegen Spannungsstöße, die in einem Kommunikationskanal 1 erzeugt werden, um ein Element 2 (eines Typs) zu schützen, und für die parallel zu dem vorgenannten Element 2 eine MOV-Spannungsbegrenzereinrichtung enthalten ist 3, die in Reihe mit einer Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzereinrichtung 4 angeordnet ist. Diese Beschreibung entspricht einem Typ von Schaltung, der herkömmlicherweise zur Durchführung von Spannungsstoßschutz bei Kommunikationsleitungen verwendet wird.
Die Neuheit dieser Erfindung nach einer Ausführung derselben ergibt sich aus dem Umstand, dass parallel zu der Gasentladungseinrichtung 4 ein Widerstand 5 Verbinder ist, so dass, wenn die Kapazität der MOV-Einrichtung 3 zu den bei der Kommunikation verwendeten Frequenzen bekannt sind, der Wert des Widerstands 5 so berechnet werden kann, dass die Spannung, die von der Gasentladungseinrichtung 4 unterstützt wird, geringer sein wird als seine Löschspannung, wodurch Probleme, die in dem Abschnitt zu dem Hintergrund der Erfindung erwähnt werden, gelöst werden.
Bei einer zweiten Ausführung der Erfindung ist ebenso wie der Widerstand 5, der parallel zu der Gasentladungseinrichtung 4 angeordnet ist, die Verwendung eines Widerstands 6 parallel zu der MOV-Einrichtung 3 vorgesehen, wobei die Widerstände 5 und 6 einen Spannungsteiler bilden, so dass die Spannung, der die Gasentladungseinrichtung 4 im Gleichgewichtszustand ausgesetzt ist, geringer ist als die Löschspannung der Gasentladungsröhre 4, und daher werden Probleme, die in dem vorhergehenden Abschnitt zu dem Hintergrund der Erfindung erwähnt werden, auch bei dieser Ausführung vermieden.

Claims

Spannungsstoßsicherung, die aus einem MOV(Metalloxid-Varistor)-Spannungsbegrenzer (3) besteht, der in Reihe mit einem Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzer (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie parallel zu der Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzereinrichtung (4) einen Widerstand (5) mit einem Wert umfasst, durch den die Spannung, die die Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzereinrichtung im Gleichgewichtszustand unterstützt, geringer ist als seine Löschspannung, die erforderlich ist, um ihn geöffnet zu halten.
Spannungsstoßsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie parallel zu der MOV-Spannungsbegrenzereinrichtung (3) einen Widerstand (6) umfasst, der zusammen mit dem Widerstand (5), der parallel zu der Gasentladungsröhren-Spannungsbegrenzereinrichtung (4) angeordnet ist, einen Widerstandsteiler bildet, so dass die Spannung, der die Gasentladungseinrichtung (4) im Gleichgewichtszustand ausgesetzt ist, geringer ist als die Löschspannung, die erforderlich ist, um die Gasentladungsröhre(4) geöffnet zu halten