FI68488C - Spaenningsstyrt transientskydd - Google Patents

Description

6 84 8 8

Spänningsstyrt transientskydd v

Tekniskt omräde Föreliggande uppfinning avser en anordning för över-5 spänningsskydd av kretsar i en telefonväxel. Sädana över-spänningar kan t ex vara äsktransienter pä tili växeln an-slutna ledningar eller s k longitudinella störningar pä abonnentledningar orsakade av kortslutning mot jord.

Teknikens ständpunkt 10 I tidskriften Electronics, 25 oktober, 1979, sid 42 beskrivs en anordning för skydd av kretsar anslutna tili telenätet. Anordningen är avsedd att skydda mot t ex asktransienter pä abonnentledningar och bestär i huvudsak av fyra stycken s k clampdioder, vilka ansluter abonnentled-15 ningens tvä trädar mot strömmatningskällans bäda poler.

Genom detta arrangemang begränsas den maximala spänningen mellan a- och b-trädarna tili just matningskällans polspän-ning. Nackdelen med detta utförande av skyddskretsen är att de Stora transienta strömmar, som kan ledas tili matnings-20 kalians minuspol ger upphov tili spänningsfali i matnings-källan bl a pä grund av dess inre resistans. Sädana spän-ningsfall kan i sin tur förstöra annan utrustning.

För att komina tillrätta med denna nackdel har före-slagits, jfr. t ex svenska patentansökan 77143162, att leda 25 de negativa transienta strömmarna tili jord med hjälp av zenerdioder i stället för mot batteriets minuspol. Nackdelen med denna lösning är att transientskyddet inte är verksamt mot störspänningar i omrädet mellan den varieran-de batterispänningen och zenerspänningen.

30 Ett ytterligare problem vid kända anordningar ligger i skyddsanordningens samverkan med abonnentledningens ring-relä. Inkoppling av ringsignal tili ledningen sker nämligen oftast med hjälp av ett relä. Ringsignalgeneratorn alstrar en växelspänning i t ex omrädet frän -200 V tili + 150 V 35 medan arbetsomrädet för den tili linjen anslutna linje- kretsen ligger mellan 0 V och batterispänningen, t ex -56 V. Transientskyddet för 1 injekretsen, som dä skall skydda för 2 68488 spänningar lägre än -56 V och högre än 0 V, mäste därför läggas mellan ringreläet och linjekretsen sä att inte skyddskretsen kortsluter ringspänningen. Nackdelen med ett sädant arrangemang är att de ibland höga transientströmmar-5 na vid t ex äskstörningar gar via reläkontakterna, vilka säledes mäste dimensioneras för denna belastning. Redogörelse för uppfinningen

Det tekniska problem den föreliggande uppfinningen avser att lösa ligger i att samtidigt och med en anordning 10 eliminera de ovan nämnda nackdelarna med lösningarna enligt känd teknik.

Uppfinningen anvisar därvid en lösning kännetecknad säsom framgär av de bifogade patentkraven.

Fördelarna med lösningen enligt uppfinningen är 15 uppenbara i det att skyddskretsen är effektiv mot alla rea-listiska värden pä störspänningen samtidigt som ringreläet endast behöver dimensioneras med avseende pä sin egentliga funktion som anslutningselement för ringspänning tili abon-nenten.

20 Figurbeskrivning

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas med hänvisning tili den bifogade ritningen, pä vilken

Figur 1 visar en anordning enligt känd teknik

Figur 2 visar en anordning enligt känd teknik 25 Figur 3 visar en anordning enligt känd teknik

Figur 4 visar en anordning enligt uppfinningen Figur 5 visar mer detaljerat en anordning enligt uppfinningen.

Föredragen utföringsform 30 Figur 1 visar enligt ovan en anordning enligt känd teknik. Tili en s k Subcriber Line Interface Circuit eller linjekrets 1, är en abonnentlednings tvä trädar a, b an-slutna. För att skydda kretsen 1 mot positiva transienter inkommande pä träden a har i serie inlagts ett strömbe-35 gränsande motständ Rl och anslutits en diod D2 mot jord. Genom detta arrangemang kan spänningen i trädens a an-slutning tili kretsen 1 bli maximalt lika med noll voit.

3 68488

Ett analogt arrangemang skyddar kretsen 1 raot positiva transienter inkomraande pä träden b. Negativa transienter kortslutes raot matningsspänningskällans negativa pol med spänningen -UI. En skyddskrets utförd pä detta sätt har de 5 ovan anförda nackdelarna.

Figur 2 visar en annan skyddskrets enligt känd tek-nik. Tvä zenerdioder DZ1 och DZ2 avleder de transienta ströramarna, positiva och negativa, via tvä strömbegränsan-de motständ Rl och R2 mot jord.

10 I figur 3 visas anordningen enligt figur 2 och en konventionellt ansluten ringsignalgenerator 2. Ett ring-relä 3, styrt frän växeln, kan för signalering raot abon-nenten ansluta abonnentledningens a- och b-trädar tili generatorns tvä poler.

15 I figur 4 visas ett principscheraa för en anordning enligt uppfinningen. Säväl positiva som negativa transienta strömraar pä bäda talträdarna avledes, sora skall visas, mot jord. Härigenom undvikes probleraet med spänningsfall i raatningen tili Iinjekretsarna 1. Probleraet med lösningen 20 enligt figuren 2 undvikes genom att tändspänningen för anordningarna, som skyddar mot negativa transienter, följer linjekretsens 1 matningsspänning, och slutligen skyddas ringreläets 3 kontakter mot de transienta ströramarna genom att reläet lagts mellan skyddskretsen och linje-25 kretsen 1.

Anordningen är illustrerad för viloläget i figuren 4. En positiv transient pä träden a avledes mot jord via dio-den D5 och tyristorn Tl, vars styrekatod övergäng hälles positivt förspänd med hjälp av en spanning +U3 relativt 30 jord. Pä liknande sätt avledes en positiv transient pä träden b via dioden D6 och tyristorn Tl mot jord. Pä samma sätt som tidigare är tvä strömbegränsande motständ Rl och R2 anslutna mellan skyddsanordningen och a- och b-trädarna.

En negativ transient, till beloppet större än raat-35 ningsspänningen UI, pä träden a avledes mot jord via tyristorn T2 och dioden D7. Tyristorns styre hälles vid en spän-ning -Ui lika med matningsspänningen. Tyristorn T3 och 4 68488 dioden D7 avleder de negativa transienterna pä träden b. Kretsen 1 är säledes i viloläget skyddas mot frän linjen inkommande positiva transienter och negativa transienter med ett belopp större än matningsspänningen UI.

5 En äskstörning kan ju emellertid även inträffa sam- tidigt med att ringsignal utsändes mot abonnenten. Ring-reläet 3 har i detta läge dragit och anslutit ringsignal-generatorns poler via tvä strömbegränsande motständ R3 och R4 tili linjen. Med den streckprickade linjen har i figuren 10 funktionsmässigt antytts att samtidigt med att ringreläet aktiveras pälägges en andra spanning -U2 tyristorernas T2 och T3 styrelektroder och spänningen +U3 tili tyristorns Tl styrelektrod bortkopplas. Figuren skall emellertid inte uppfattas sä att dessa senare spänningars in- och urkopp-15 ling mäste ske medelst reläkontakter pä reläet 3.

Den pälagda ringspänningen pä t ex ± 200 V fär givetvis inte shuntas mot jord av skyddsanordningen. Däre-mot skall spänningar högre än + 200 V och lägre än - 200 V aktivera skyddskretsen. Detta ästadkommes pä följande sätt. 20 En zenerdiod DZ3 med zenerspänningen 200 V är ansluten mel-lan tyristorns Tl anod och styre. Positiva transienter pä a- respektive b-träden med beloppet större än 200 V shuntas dä via dioden D5 respektive D6 och tyristorn Tl mot jord. Styrelektroderna pä tyristorerna T2 och T3 är som ovan 25 nämnts anslutna tili spänningen -U2, lämpligen lika med - 200 V. Genom detta arrangemang kommer negativa transienter, med ett belopp större än 200 V, att shuntas av tyristorerna T2 och T3 och dioden D7 mot jord.

I figur 5 visas nägot mera detaljerat en utförings-30 form av anordningen enligt uppfinningen. Skyddskretsen är i princip uppbyggd säsom ovan beskrivits. Tvä transistorer TRI och TR3 har konstant emitterspänning +U3 t ex lika med + 5 V. I viloläget drages basström frän transistorerna mot matningsspänningen -UI, t ex - 48 V, via ett motständ R9.

35 Transistorn TRI leder härvid och levererar styrström tili tyristorn Tl enligt ovan. Även transistorn TR3 leder och kollektorströmmen gär via motständet R8 och diodkedjan D8, 5 68488 D9, D10 matningsspänningskällan -UI. En spanning lägre än -UI pä t ex träden a tänder da tyristorn T2, som drar styr-ström via motständet R5 och transistorn TR2.

I ringläge bortkopplas, liksoin tidigare linjekretsen 1 5 samtidigt som en tredje kontakt pä ringreläet pälägger spän-ningen +U3 pä basen pä transistorerna TRI och TR3, vilka säledes strypes. Ringspänningen t ex i 200 V mätäs ut pä linjen utan att päverkas av skyddskretsen. Positiva tran-sienter pä a- och b-trädarna större än 200 V shuntas mot 10 jord pä sä sätt som ovan beskrivits. Vid negativa tran-sienter pä t ex a-träden med ett belopp större än 200 V öppnas en strömbana frän jord genom dioden D7, zenerdioden DZ4, med zenerspänningen 200 V, motständet R5 och tyristorns T2 styre-katod övergäng. Tyristorn T2 tänder därvid och 15 shuntar transienten via dioden D7 mot jord. En analog funktion gäller för negativa transienter pä b-träden.

Claims (4)

68488

1. Anordning för skydd av en krets (1) i en tele-kommunikationsutrustning mot. överspänningar, uppträdande 5 pä en till kretsen (1) ansluten ledning (a, b) mellan en terminal och kretsen (1), pä vilken ledning (a, b) i en första operationsmod analoga och digitala signaler repre-senterande tai och data överföres tili och frän kretsen (1) och i en andra operationsmod signalering i form av 10 växelspänning överförs tili terminalen, känneteck-n a d därav, att anordningen innefattar en första och en andra strömväg ansluten mellan ledningen och en jordklämma, att vardera strömvägen innefattar minst ett ickelinjärt elektroniskt kretselement (Tl, D5, D6, T2, T3, D7) varvid 15 ätminstone ett sädant kretselement (Tl, T2, T3) i den ena strömvägen är styrbart, att i nämnda första operationsmod nämnda första strömväg är anordnad att kortsluta positiva överspänningar mot jord och nämnda andra strömväg är anordnad att kortsluta negativa överspänningar, tili beloppet 20 överstigande beloppet för matningsspänningen (-U1) tili den skyddade kretsen (1), mot jord, att i nämnda andra operationsmod nämnda första strömväg är anordnad att kortsluta positiva överspänningar övestigande nämnda växel-spännings positiva toppvärde, mot jord, och nämnda andra 25 strömväg är anordnad att kortsluta negativa överspänningar, tili beloppet överstigande beloppet för nämnda växelspän-nings negativa toppvärde (-U2), mot jord.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att nämnda första strömväg innefattar 30 en diod (D5, D6) i serie med en tyristor (Tl), vars gate och anod är sammankopplade medelst en zenerdiod (DZ3), som har en zenerspänning lika med nämnda växelspännings positiva toppvärde och vars gate, under nämnda första operationsmod, är anordnad att mottaga en sadan spänning (+U3) 35 att tyristorn (Tl) blir ledande för positiv spänning pä dess anod. 7 68488

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav, att näinnda andra strömväg innefattar en diod (D7) i serie med en tyristor (T2, T3), vars gate under näinnda första operationsmod är anordnad att 5 mottaga en sadan spanning (-U1) att tyristorn (T2, T3) blir ledande för en negativ spanning pa dess katod till be-loppet överstigande beloppet för matningsspänningen (-U1) till den skyddade kretsen, och vars gate under nämnda andra operationsmod är anordnad att mottaga en sadan spänning 10 (-U2) att tyristorn (T2, T3) blir ledande för en negativ spänning pä dess katod till beloppet överstigande beloppet för nämnda växelpännings negativa toppvärde.

4. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad därav, att nämnda andra strömväg 15 innefattar en diod (D7) i serie med en tyristor (T2, T3), vars gate och anod är sammankopplade medelst en zenardiod (DZ4), som har en zenerspänning lika med beloppet av nämnda växelspännings negativa toppvärde. . „ 68488