FI86354C - Kopplingsarrangemang foer skydd mot oeverspaenning i elektroniska telefonstationer. - Google Patents

Description

1 86354

Kytkentäjärjestely ylijännitesuojausta varten elektronisilla puhelinasemilla

Keksintö kohdistuu kytkentäjärjestelyyn ylijännitesuojausta varten elektronisilla puhelinasemilla, joita syötetään kaksi-johtimisilla tilaajajohdoilla, jolloin molempien johtimien rinnalla kytkennän tulossa on varistori ja rinnan sen kanssa napaisuussuoja, jolloin napaisuussuojän takana on syöttöjän-nitteen positiiviseen potentiaaliin johtavassa johtimessa tunnetulla tavalla toteutettuun virranrajoitukseen kuuluva ja NSI-koskettimena käytetty ensimmäinen transistori, jolloin lisäksi ensimmäistä transistoria ohjaa toisesta ja kolmannesta transistorista ja mitoitusvastuksista muodostuvan transistoripiirin välityksellä valintanäppäimistön valintapulssi-lähtö ja jolloin varsinaisen asemakytkennän tulojen rinnalle on kytketty ensimmäinen zenerdiodi. Tällaiset asemat on suojattava erittäin hyvin ylijännitteitä vastaan. Tämä tapahtuu ensinnäkin siten, että oleelliset elektroniset yksiköt sisältä-vän varsinaisen asemakytkennän rinnalle kytketään zenerdiodi.

·:··· Tarvittavan napaisuussuo jän (esim. kokoaaltotasasuuntaussillan) väliin kytketään lisäksi eri tavoin virranra joitus, joka rajoittaa asemakytkentöjen eri pituisista tilaajajohdoista johtuen • erisuuruiset tulovirrat maksimivirran suuruiseksi.

Ulkoiset vaikutukset, kuten esimerkiksi salamaniskut voivat indusoida tilaajajohtoon lyhytaikaisia suuria jännitteitä.

Tämän vuoksi kytkennän eteen on tunnetulla tavalla kytketty varistori.

Jos virranrajoituksen muodostaa esimerkiksi napaisuussuojän asemanpuoleisessa lähdössä oleva V-MOS-transistori (tai bi-oolaarinen transistori), tällöin sitä voidaan myös ohjata ;·' valintanäppäimistön vai in tapulssi 1 ähdöl 1 ä siten, että se toteut- :: taa NSI-koskettimen (tai ka tkojakoskettimen) toiminnan.

Koska virtarajoituksella voi kuitenkin olla suuret toleranssit ja koska virtarajoitus on asemapiirille tulevan suurimman 2 86354 syöttövirran funktio, suurten jännitteiden (salaman) kytkeytyessä tilaajajohtoon varistorin toiminta-aikana voi esiintyä liian suuria häviötehoja sekä V-MOS-transistorissa että myös asema-kytkennän rinnalle kytketyssä zenerdiodissa. Niiden tuhoutumisen tai vaurioitumisen välttämiseksi on tämän vuoksi käytettävä erikoisesti tällaisille häviötehoille erityisesti soveltuvia ja siten kalliita komponentteja.

Keksinnön tehtävänä on tällöin saada aikaan sellainen kytkentäjärjestely, että mainituissa komponenteissa ei tarvita erityistä häviötehon kestoa ja että ne ovat siitä huolimatta suojattuina tuhoutumiselta suurten lyhytaikaisten ylijännitteiden esiintyessä .

Tämä saavutetaan siten, että napaisuussuojän positiivinen lähtö on kytketty ohmisen vastuksen ja estosuunnassa olevan toisen zenerdiodin sarjakytkennän kautta transistoripiirin tulotransis-torin kannalle, jolloin sarjakytkennän läpilyöntijännitteen on oltava vähän varistorin läpilyöntijännitteen alapuolella.

: Tämän etuna saadaan, että suuren jännitepiikin kytkeytyessä NSI-transistori Tl tulee ohjatuksi estotilaan ennen varistorin toimintaa, niin että tämä transistori ja asemakytkennän rinnalle kytketty zenerdiodi eivät tule kuormitetuiksi virralla ja että NSI-transistori (ensimmäinen transistori) tulee uudelleen johtavaksi vasta, kun tilaajajohdon jännite on laskenut zenerdiodin (Z3+Z8) kynnysjännitteen alapuolelle.

Keksinnön erääseen edulliseen kehitystulokseen sisältyy, että ensimmäinen transistori (Tl) on valmistettu estojännitteelle, joka on kyseessä olevan verkkojännitteen alapuolella ja että varistorin (V) jännitteen rajoitus alkaa verkkojännitteen yläpuolella.

Tämän etuna saadaan, että puhelinasema on suojattuna myös täyden verkkojännitteen vaikuttaessa tilaajajohdossa, koska ensimmäinen transistori (Tl) (NSI-kosketin virranrajoituksessa) 3 86354 siirtyy estotilaan toisen zenerdiodin (Z3) ja ohmisen vastuksen (R8) kautta tulevan ohjauksen vaikutuksesta, vaikka varistori (V) ei vielä ole kuormitettuna.

Kytkentäjärjestelyä selitetään lähemmin 6 kuvion avulla.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista kytkentäjärjestelyä sen ymmärtämiselle tarpeellisine yksityiskohtineen. Kuvioon 1 sisältyy pääasiassa varistori V, hahmoteltu napaisuussuoja GG, transistoriohjaus (T2, T3, R3, R7, R5, R6) V-MOS-transistorin Tl ohjaamista varten sen käyttämiseksi NSI-koskettimena, suojadiodi (zenerdiodi) Z2, varauskondensaattori C, hahmoteltu näppäimistö TA ja zenerdiodin Z3 ja ohmisen vastuksen R8 sarja-kytkentä transistoripiirin lisäohjausta varten.

Kuviot 2, 3 ja 4 esittävät virta-jännitekäyriä kytkentäjärjestelyn (kuvio 2) tulossa ja V-MOS-transistorin Tl lähdössä ilman keksinnön mukaisesti sovitettua Z3:n ja R8:n sarjakytkentää yli-jännitteen esiintyessä.

Kuviot 5 ja 6 esittävät muuttuneita virtajännitekäyriä keksin-nön mukaista Z3:n ja R8:n sar jakytkentää käytettäessä.

Kytkentäjärjestelyn toimintatapa selitetään lähemmin seuraa-]··1 vassa.

Selityksessä lähdetään siitä, että tilaajajohdossa (a/b-johti-missa) on tasajännite U(a/b). Tämä tasajännite toimii syöttöjän-nitteenä liitetylle puhelinasemalle. Tämän tasajännitteen U(a/b) arvot vaihtelevat tilaajajohdon pituudesta riippuen.

< Esillä olevassa kytkentäjärjestelyssä transistoria Tl käytetään NSI-koskettimena, siten että näppäimistö TA ohjaa sen esto-...1 tilaan pulssilähdössään olevia valintapulsseja vastaavasti.

• · Tämä tapahtuu transistoripiirin välityksellä, jossa on mitoi-tusvastukset R3, R5, R6, R7 ja transistorit T3 ja T2. Näppäi- 4 86354 mistö TA ohjaa vastuksen R6 välityksellä transistorin T3 kantaa ja transistori T3 ohjaa emitteri-kollektorivälinsä avulla transistoria T2, joka antaa johtavaksi kytketyssä tilassa estojännitteen transistorin Tl hilalle. Tällä tavoin annetut valintapulssit voidaan havaita etäällä olevassa laitoksessa.

Puhelinaseman suojaamiseksi suurempia jännitteitä vastaan, jollaisia saattaa kytkeytyä tilaajajohtoon esimerkiksi salamaniskun tapauksessa, kytkentäjärjestelyn eteen on kytketty varis-tori V, joka vaikuttaa määrätyn jännitteen U(a/b) yläpuolella jännitteenrajoittimena. Kuvio 2 esittää esimerkkiä.korkeasta hetkellisesti vaikuttavasta jännitteestä U(a/b), joka merkitsee kytkentäjärjestelylle ei sallittua yli jännitettä U(ii). Varistori V rajoittaa tämän jännitteen kuvion 3 mukaisesti jännitteeseen U(v).

Transistori Tl ja zenerdiodi Z2 kuormittuvat varistorin V toiminta-aikana jännitettä U(v) vastaavasti virtasäädön maksimivirralla (kuvio 4, J(max)) ja molemmissa komponenteissa kehittyy suhteellisen suuri häviöteho. Koska näillä kompo-nenteilla on lisäksi verrattain suuret toleranssit, niiden tuhoutuminen vaikuttavan häviötehon vaikutuksesta on otettava huomioon. Tällöin on mahdollista käyttää suuremmalle häviö-teholle soveltuvia ja siten kalliita komponentteja tai pienentää näiden komponenttien häviötehoa. Viimeksi mainittu voidaan saada aikaan yksinkertaisella tavalla siten, että edellä mainitun transistoripiirin ohjaustulo, ts. transistorin T3 kanta yhdistetään ohmisen vastuksen (R8) ja zenerdiodin (Z3) välityksellä virranrajoituksen tuloon. Jos zenerdiodin Z3 ja vastuksen R8 yhdistelmä valitaan siten, että läpilyönti jännite U(Z3) on hieman sen jännitteen U(v) alapuolella, jolla varistori V tulee toimivaksi (kuvio 5), tällöin sinä aikana, jolloin U(a/b) on suurempi kuin U(Z3), transistori Tl tulee : asetetuksi estotilaan ja J(max) käyttäytyy kuviota 6 vastaa vasti. Komponenttien Tl ja Z2 häviöteho pienenee tällöin aivan 5 86354 oleellisesti. Kuvioissa 4 ja 6 J(T1) tarkoittaa virtaa, joka kulkee transistorin Tl kautta ja joka kuormittaa zenerdiodia Z2 ylikuormitustapauksessa ajasta t riippuvaisesti.

Kuvioon 1 piirrettyä kondensaattoria C käytetään näppäimistön TA jännitteensyöttöön.

Claims (2)

6 86354

1. Kytkentäjärjestely ylijännitesuojausta varten elektronisilla puhelinasemilla, joita syötetään kaksijohtimisilla tilaajajohdoilla (a,b), jolloin molempien johtimien rinnalla kytkennän tulossa on varistori (V) ja rinnan sen kanssa napaisuussuoja (GG), jolloin napaisuussuojan takana on syöt-töjännitteen positiiviseen potentiaaliin johtavassa johti-messa tunnetulla tavalla toteutettuun virranrajoitukseen kuuluva ja NSI-koskettimena käytetty ensimmäinen transistori (Tl), jolloin lisäksi ensimmäistä transistoria (Tl) ohjaa toisesta (T2) ja kolmannesta (T3) transistorista ja mitoi-tusvastuksista muodostuvan transistoripiirin välityksellä valintanäppäimistön (TA) valintapulssilähtö ja jolloin varsinaisen asemakytkennän tulojen rinnalle on kytketty ensimmäinen zenerdiodi (Z2), tunnettu siitä, että napaisuussuojan (GG) positiivinen lähtö on kytketty ohmisen vastuksen (R8) ja estosuunnassa olevan toisen zenerdiodin (Z3) sarja-kytkennän kautta transistoripiirin (T3, T2, R7, R3, R4) tulotransistorin (kolmas transistori) (T3) kannalle, jolloin sarjakytkennän (Z3, R8) läpilyöntijännitteen on oltava vähän varistorin läpilyöntijännitteen alapuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kytkentäjärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäinen transistori (Tl) on sovitettu estojännitteelle, joka on kyseessä olevan verkkojän-nitteen alapuolella ja että varistorin (V) jännitteenrajoi-tus alkaa verkkojännitteen yläpuolella. 7 86354