JPH0516256B2

JPH0516256B2 -

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Publication number: JPH0516256B2
Application number: JP60198714A
Authority: JP
Inventors: Kuraikaa Haintsu
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1993-03-03
Also published as: ATE41578T1; US4731550A; EP0177779A1; EP0177779B1; DE3568924D1; JPS6185018A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は相互に逆の極性を以て負荷抵抗に選択
的に接続可能な２つの給電回路を有しており、該
給電回路のうち一方の給電回路は制御装置により
可制御の電子的スイツチを介して負荷電流回路の
端子の端子対に接続されており、電子的スイツチ
は給電回路から端子対へ達している電流給電路の
１つの中に第１トランジスタの被制御区間を含
み、第１トランジスタの制御端子は電流給電回路
の作用状態の際第１トランジスタが導通しそれの
非作用状態の際非導通になるような制御電位にお
かれているように構成されており、第１トランジ
スタの被制御区間に並列にサイリスタのアノード
−カソード間が設けられており、サイリスタの制
御電極は第１抵抗を介して当該サイリスタの一方
の主電極に接続され、ツエナダイオードの形の非
直線性の２端子回路を介してそれの他方の主電極
に接続されており、前記２端子回路は限界電圧を
下回る電圧の際は阻止状態におかれ上回る電圧の
際導通状態におかれ、第１抵抗はサイリスタの制
御区間に並列に接続されている負荷抵抗への給電
用の給電回路装置に関する。

上記において負荷抵抗は１つ又は複数の部分抵
抗から構成され得る。上記第１抵抗はFET又は
バイポーラトランジスタであつてよい。

この種回路装置は既にドイツ連邦共和国特許出
願第34255362号明細書に提案されている。

既に提案されている回路装置は相互に逆の極性
を以て負荷に接続可能な２つの給電回路を有し、
一方又は他方の給電回路を用いて負荷抵抗に選択
的に給電するための装置を有する。一方の給電回
路の出力側はスイツチング装置を介して負荷抵抗
に接続されており、このスイツチング装置はトラ
ンジスタとサイリスタとにより構成された自動的
に作動接続、遮断可能な電子的スイツチを有す
る。

電子的スイツチは給電回路作動の際は導通し、
非作動の際は阻止されるという特性を有する。ス
イツチング装置を有する給電回路及び別の給電回
路は、逆に極性づけられた出力電圧で交互に作動
又は非作動状態におかれるので、電子的スイツチ
は非作動状態におかれた給電回路の出力により作
動状態におかれた給電回路の出力側へ負荷が加え
られるのを阻止する。このことは殊に次のような
給電回路において重要である。即ち一方の給電回
路の出力電圧に対して阻止状態におかれている
が、他方の給電回路の出力電圧に対して導通状態
におかれ、従つて他方の給電回路に対して実際上
出力電圧を短絡するようにダイオードが出力側に
て作用するような給電回路において殊に重要であ
る。出力側にて作用するこの種ダイオードは電力
変換装置又は整流器の構成部分であつてもよい
し、または給電回路の保護のため付加的に取付け
られるダイオードであつてよい。

制御装置を所属の給電回路の出力電圧に依存し
てスイツチング装置を制御する場合、次のような
作動状態が起こり得る際困難性がある。即ち給電
回路からは著しくわずかな出力電圧しか送出され
ず、この出力電圧によつて電子的スイツチのトラ
ンジスタが十分には導通制御されないような作動
状態が起こる際困難性がある。

相互に逆の極性を以て負荷抵抗の接続可能な２
つの給電回路を有する回路装置は、既にドイツ連
邦共和国特許出願第3216497号公開公報から公知
である。この公知回路装置では、一方の給電回路
は定電流源から成る。定電流源への電圧制限器の
接続によつて、別の給電回路が構成される。位置
標定位置状態における人身保安に鑑みて機器電圧
が例えば最大限60Vに低減される。

２つの給電回路は１つの共通の給電電流路対を
介して切換スイツチに接続されており、この切換
スイツチは負荷抵抗を選択的に一方又は他方の極
性で両給電電流路に接続する。切換スイツチとし
ては自動的な故障点標定を可能にし、相応に制御
されるリレレーが用いられる。

負荷抵抗は、直列に接続された複数の負荷に一
定直流電流を給電する１つの遠隔給電ループであ
る。この遠隔給電ループは、複数並列分岐を有
し、これらの並列分岐は夫々、遠隔給電電圧に対
して逆方向に極性づけられた１つのダイオード
と、それに並列に設けられた１つの抵抗とを有す
る。遠隔給電電圧に対して逆方向に極性づけられ
たチエツク電圧を遠隔給電ループの入力側に加
え、遠隔給電ループがどこかの個所で断線した場
合、断線個所の手前に設けられているすべての並
列分岐中に電流がれる。和電流は給電部にて測定
される。各測定値には１つの断線した増幅器（中
継器）領域が対応づけられている。

発明が解決しようとする問題点遠隔給電装置は一定電流から一定電圧へ切換え
られる。位置測定電力に比しての遠隔給電電力が
大になればなるほど、上記のことは益々困難にな
る。さらに、複数遠隔給電装置の直列動作の場合
極性切換えは比較的複雑である。

電気的負荷に異なつた極性の電圧を選択的に給
電する別の手段は、手動操作による機械的接点の
使用である。

さらに、W.S.ヤーン著“エレクトリツシユ・
フエルンイーバーヴアツヘンウントフエルンベデ
イーネン”、1962年リヒアルトプラウム出版社ミ
ユンヒエン、第218頁から、電気的遠隔制御の際
電気的線路を多重に利用し、このことを異なる極
性の遠隔制御信号を用いて行なうことが既に公知
である。

本発明の課題は、給電回路がその出力側に逆極
性の外部電圧に対して保護されており、電子的ス
イツチにて設けられているトランジスタが、小さ
な出力電圧の際でも少なくとも近似的に十分に導
通制御されるように冒頭に述べた形式の回路装置
を構成することにある。

問題点解決のための手段上記課題の解決のため、本発明によれば、冒頭
に述べた形式の回路装置において、制御装置は給
電回路の負荷電流回路中に第１トランジスタの被
制御区間に直列に設けられた第２抵抗と、この第
２抵抗に接続された制御区間を有する第２トラン
ジスタとを備え、第１トランジスタの制御端子
は、第２トランジスタの被制御区間を介して、第
２抵抗の、第１トランジスタと反対側の端子に接
続されているのである。

上記において、トランジスタの被制御区間とは
トランジスタのソース・ドレイン区間又はエミツ
タ・コレクタ区間と解され、トランジスタの制御
区間とはゲート・ソース又はベース・エミツタ区
間と解され得る。

その場合第２トランジスタはバイポーラトラン
ジスタであつてもよいし、またはFETであつて
もよい。

スイツチング装置を備えた給電回路が作動され
ると、先ず半導体スイツチのサイリスタに電流が
流れ、このことはトランジスタに電流が流れるま
で行われる。その場合半導体スイツチに設けられ
たトランジスタが、著しく低い出力電圧のもとで
給電回路から大きな電流が送出される作動状態に
おいても、許容し難い程の大きな損失電力を惹起
しないという利点が得られる。

本発明の実施例により、給電回路が定電流源と
して構成されると、この定電流源は有利に低抵抗
の負荷抵抗又は短絡回路で終端され得、その際電
子的スイツチに対して過負荷の危険が生じないよ
うになる。

本発明の別の実施例により定電流源の負荷回路
中に定電流源が配置されると、電子的スイツチと
制御装置とから成るスイツチ装置の確実な機能を
可能にするのに、定電流源の規定値が精確に一致
しなくてもよいという特別な利点が得られる。ス
イツチング装置を備えた定電流源が、別の単数又
は複数の定電流源より低い出力電流規定値を有す
る場合、当該電流源から著しく小さな出力電圧が
送出され、その際有利にスイツチング装置の確実
な機能が損なわれることはない。

本発明の別の実施例によれば、第２トランジス
タの制御端子に第３の抵抗が接続される。本発明
の別の実施例によれば、第１トランジスタの制御
区間に並列に抵抗および／又はツエナダイオード
を設け、第２トランジスタの被制御区間と第２抵
抗との間に第４の抵抗を設ける。その場合、第１
トランジスタの制御区間に並列にツエナダイオー
ドを配設の際、短絡時給電回路の出力側にて出力
電流の過度に大きな部分が第２トランジスタの被
制御区間を流れることが回避される。

第２トランジスタの別の保護手段が次のように
して簡単な技術手段により達成され得る、即ち第
１抵抗の被制御区間と第２抵抗と第４抵抗とから
成る直列接続回路に、所属の給電回路に対して逆
方向に極性づけられたツエナダイオードが並列接
続されているのである。

本発明の実施例によれば、相互に逆向きの極性
を以て１つの負荷抵抗に接続可能な２つの給電回
路と、それぞれ給電電流路を介して給電回路に接
続された、負荷抵抗に対する端子対と、一方又は
他方の給電回路を用いて負荷抵抗へ選択的に給電
するための装置とを備え、さらに、少なくとも、
電子的スイツチと制御装置とを有する一方の給電
回路にてその作動のために設けられた一方のスイ
ツチ素子が給電圧端子と一方の給電回路との間に
設けられており、他方のスイチング素子が給電電
圧端子と他方の給電回路との間に設けられている
のである。

本発明によれば、相互に逆の極性を以つて負荷
抵抗に選択的に接続可能な２つの給電回路を有し
ており、該給電回路のうち一方の給電回路は制御
装置により可制御の電子的スイツチを介して負荷
電流回路の端子対に接続されており、電子的スイ
ツチは給電回路から端子対へ達している電流給電
路の１つの中に第１トランジスタの被制御区間を
含み、第１トランジスタの制御端子は電流給電回
路の作用状態の際第１トランジスタが導通しそれ
の非作用状態の際非導通になるような制御電位に
おかれているように構成されており、第１トラン
ジスタの被制御区間に並列にサイリスタのアノー
ド−カソード間が設けられており、サイリスタの
制御電極は第１抵抗を介して当該サイリスタの一
方の主電極に接続され、ツエナダイオードの形の
非直線性の２端子回路を介してそれの他方の主電
極に接続されており、前記２端子回路は限界値電
圧を下回る電圧の際は阻止状態におかれ上回る電
圧の際導通状態におかれ、第１抵抗はサイリスタ
の制御区間に並列に接続されている負荷抵抗への
給電用の給電回路装置において、制御装置は一方
の給電回路の負荷電流回路中に第１トランジスタ
の被制御区間に直列に設けられた第２抵抗と、第
２抵抗に接続された制御区間を有する第２トラン
ジスタとを備え、第１トランジスタの制御端子は
第２トランジスタの被制御区間を介して、第２抵
抗の、第１トランジスタと反対側の端子に接続さ
れており、一方の給電回路は遠隔給電ループ中に
存在している電気負荷へ直流直列給電により遠隔
給電を行なうための遠隔給電電流源として構成さ
れ、他方の給電回路は遠隔給電ループのループ抵
抗チエツク装置のチエツク電圧源として構成さ
れ、さらに給電電流源を形成する一方の給電回路
は給電電圧端子と給電回路との間に設けられたス
イツチング素子を用いて、ループ抵抗チエツク装
置によりループ抵抗に依存して作動および又は非
作動状態におかれるように構成されているのであ
る。故障点標定および／又はチエツク装置を有す
る遠隔給電装置にて回路装置を使用する場合、チ
エツク電圧源ないし位置測定電圧源として有利に
固有の補助電圧が用いられ、この補助電圧は比較
的低コストの小型電力変換装置によつて有利に形
成され得る。補助電圧は一定であり、当初から人
身保安の要求に適うように選定されている。

実施例第１図に示す回路装置は２つの給電回路４およ
び５を備えている。給電回路４は遠隔給電源とし
て用いられており、スイツチ３１を介して給電源
電圧端子U_vに接続されている。給電回路５は、
チエツク電圧源として用いられ、スイツチ３２を
介して給電源電圧端子U_vに接続されている。ス
イツチ３１および３２は、一方が開いている時に
は他方が閉じているように作動する。

給電回路４は、その出力側から正の電圧U₄を
発生する。給電回路５の出力側には出力電圧U₅
に対して阻止方向に極性づけられたダイオード５
０が作用するように接続されている。

給電圧回路４および５の出力側は、それぞれ電
子的スイツチ６および７を介して共通の負荷抵抗
１に接続されている。

給電回路４の出力側の正端子は、負荷抵抗１の
端子１１に直接接続され、負端子は電力電界効果
トランジスタ（FET）６１のソース−ドレイン
区間とこれに直列に接続された抵抗９６とを介し
て負荷抵抗１の端子１２に接続されている。電界
効果トランジスタ６１の制御電極は、バイポーラ
トランジスタ９２のコレクターエミツタ間を介し
て給電回路５の出力側の正端子に接続されてい
る。

電子的スイツチ７は、電圧制御されるトランジ
スタスイツチとして構成されている。出力FET
７１のソース−ドレイン区間は、給電回路５の負
端子から負荷抵抗１の端子１１に達する電流路中
に挿入接続されている。FET７１の制御電極は、
抵抗７２を介して給電回路５の出力側の正端子に
接続されている。

第１図に示した回路装置においては、電界効果
トランジスタ６１および７１は、ｎ型トランジス
タであつて、それぞれ当該の給電回路の負線路中
に設けられている。ｐ型の電界効果トランジスタ
を使用する場合には、そのソース−ドレイン区間
は、ソース電極を給電回路４もしくは５の出力側
の正端子と接続するようにして正線路中に挿入接
続されている。変形された電子的スイツチ６の場
合バイポーラトランジスタとしてnpn形のものを
使用できる。変形された電子的スイツチ７の場合
ゲートバイアス抵抗は、当該給電回路の負線路に
接続されている。

第１図の回路装置の適用上、場合によりFET
６１の代わりにバイポーラトランジスタを用いる
ことおよび／又はバイポーラトランジスタ９２の
代わりにFETを用いることができる。

更に、電子的スイツチ７を電子的スイツチ６の
形式の電子的スイツチで置換できる。

第２図は、直列給電される再生装置に対する遠
隔給電ループの断線個所の位置測定用の回路装置
を示す。遠隔給電ループの断線個所を位置測定で
きるようにするため、この遠隔給電ループには、
それぞれダイオード２６とそれに直列接続された
抵抗２５を含む並列分岐が設けられる。ダイオー
ド２６は、遠隔給電中阻止状態となる。故障点標
定は、反対の極性の電圧を遠隔給電ループに供給
することにより行なわれる。

第２図に示した遠隔給電ループ１においては、
通常の運転中は括弧で括らずに示した極性が有効
となる。遠隔給電区間に断線が生じると、括弧で
括つて示した反対の極性が有効となる。この極性
状態においては、電流−電圧測定で、断線個所に
並列に接続されている抵抗２５からなる区間抵抗
を測定し、それにより断線の生じた増幅器（中断
器）個所が測定される。

第１図に示した回路装置によれば、選択的に遠
隔給電圧U_Fかまたは位置測定電圧U_Mを電子的ス
イツチ６を介して遠隔給電ループ１ａに印加接続
することができ、上記スイツチ６は外部制御を行
なうことなく、自動的に遠隔給電動作の際は導通
になり、位置測定動作の際は不導通になる。

例えば接点３１が開いており、接点３２が閉じ
ている場合には、補助電力変換器によつて構成さ
れる給電回路５だけが動作状態になる。この給電
回路５は、例えば40Vを発生して、電界効果トラ
ンジスタ７１は導通制御せしめられ、電界効果ト
ランジスタ６１は制御されない。と言うのは、主
電力変換器として構成されている給電回路４の電
圧は「零」であるからである。遠隔給電出力側１
１，１２は、極性（＋）、（−）で位置測定電圧
40Vが現われる。この位置測定電圧によつては給
電回路４には電流が供給され得ない。それは、電
界効果トランジスタ６１が阻止されているからで
ある。

第４図に示すようにFET６１に並列にサイリ
スタが有利に接続されている。接点３１を閉じ接
点３２を開くと、遠隔給電電圧は遠隔給電出力側
１１，１２にて＋、−の極性を以て現われる。遠
隔給電電流が流れFET７１が阻止されると直ち
にFET６１は導通する。

このように、遠隔給電出力側１１，１２にて選
択的に給電回路４または５を作動接続、遮断する
ことにより、一定電流での遠隔給電圧かまたは逆
に極性づけられた一定の位置測定電圧が得られ
る。

電界効果トランジスタ７１は、給電回路４の動
作の際に全遠隔給電圧を阻止し、場合によつて生
じ得る障害電圧および閃絡電圧に耐え得なければ
ならない。特に大きな過電圧が予期される適用例
においては、第３図に示すように、電界効果トラ
ンジスタ７１の代わにリレーが有利に使用され
る。このように主電流路が機械的接点を介さずに
形成される装置構成の重要な利点が保持される。

第３図に示した回路構成は、実質的に第１図に
示した回路構成と一致する。唯一の相違点は、第
１図に示した電子的スイツチ７１の代りに機械的
接点３３が用いられていることである。この接点
３３は、給電回路５が作動されると常に閉成され
る。このことは、例えばリレーの巻線を給電回路
５の入力側に接続して接点３３をこのリレーの所
属接点とすることにより構成できる。

電子的スイツチ６は、有利にそのまま電子的ス
イツチとして用いることができる。というにの
は、その阻止機能に高い要求が課せられないから
である。電界効果トランジスタ６１は、単に比較
的低い位置測定電圧および位置測定回路内のアレ
スタ２７及び２７ａによつて設定された妨害電圧
を確実に阻止できさえすればよいからである。位
置測定回路内の機械接点７２は、故障時のみに必
要とされるものであるから甘受され得る。

第３図の回路構成は、給電回路４および５の２
つの出力電圧の重畳に対しても鈍感である。例え
ば、接点３２，３３が閉じられていて接点３１も
閉じられると、電界効果トランジスタ６１は導通
になる。そこで、一定の遠隔給電流I_Fが矢印ａ，
ｂ，ｃの方向に流れてダイオード５０を流れる。
つまり、位置測定電力変換器５に対して出力側に
おいて短絡する。要するに、この場合、主電圧お
よび位置測定電圧の重畳が動作上起り得る場合に
は、位置測定電力変換器５は短絡に対して耐え得
なければならない。

第４図は、電子スイツチ６０と制御装置９０と
を有するスイツチ装置を示してあり、これは有利
に電子的スイツチ６および制御装置９（第１，
３，５，６，７）又は電子的スイツチ６ａ及び制
御装置９ａ（第７図）として用いられる。電子的
スイツチ６０は、制御装置９０により所属の給電
回路の負荷電流に依存して制御される。電子的ス
イツチ６０と制御装置９０は、自動的に働くスイ
ツチ装置を形成し、このスイツチ装置は給電回路
４を自動的に負荷抵抗１と接続したり、当該接続
を切る。

給電回路４の負端子から負荷抵抗１へ達する電
流路中に、FET６１のソース・ドレイン区間が
設けられている。FET６１は、その制御電極が
抵抗６２を介して制御端子Ｓに接続されている。
ゲート・ソース区間に並列に、抵抗６４とツエナ
ダイオード６３が接続されており、このツエナダ
イオードはFETの制御区間に加えるべき電圧に
対して逆方向に極性づけられている。

電界効果トランジスタ６１のソース−ドレイン
区間に並列に、サイリスタ６５が設けられてい
る。このサイリスタ６５は、そのアノードが電界
効果トランジスタ６１のドレイン電極に接続され
ている。即ち、サイリスタ６５は電子的給電回路
４から供給される電流に対して導通方向に極性づ
られている。サイリスタ６５の制御電極は抵抗６
６を介してそのカソードに接続されると共にツエ
ナダイオード６７のカソードはサイリスタ６５の
アノードに接続されており、したがつて給電回路
４から発生される電流に対して阻止方向に極性づ
られている。ダイオード６８は、サイリスタ６５
およびダイオード６８が逆並列に接続されるよう
な極性で電界効果トランジスタ６１のソース−ド
レイン区間に並列に設けられている。

ツエナダイオード６３はゲート−ソース区間を
過度に高い電圧から保護する。抵抗６４は整合抵
抗であり、抵抗６２は制御抵抗である。これら抵
抗は非常に高いオームにするのが有利である。そ
れというのは静的なゲート電流は必要としないか
らである。

スイツチ装置を給電回路４の出力電圧に依存し
て制御する場合、次のような際には困難性が生じ
る。即ち電子的スイツチ４を十分には導通制御し
ないごくわずかな出力電圧しか給電回路から送出
されないような作動状態の起こり得る際は困難性
が生じる。この困難性は第４図の装置により回避
される。

電子的スイツチ６０は、制御装置９０によつて
制御される。制御装置９０は低オーム抵抗９６を
有し、この低抵抗はFET６１のソース・ドレイ
ン区間に直列に、所属の給電回路の負端子から負
荷抵抗１に達している電流路中に挿入接続されて
いる。FET６１と抵抗９６との接続点は、抵抗
９３を介してバイポーラトランジスタ９４のベー
スに接続されている。抵抗９６の、FET６１と
反対側の端子は、抵抗９５を介してトランジスタ
９２のエミツタに接続されている。トランジスタ
９２のコレクタは、電子的スイツチ６０の制御端
子Ｓと接続されている。さらに、トランジスタ９
２のエミツタは、給電電流に対して逆方向に極性
づけられたツエナダイオード９１を介してFET
６１のソースに接続されている。

給電回路４は定電流源である。FET６１の制
御は上記の定電流に依存して行なわれる。

FET６１はサイリスタ６５（有利には小形サ
イリスタ）と協働する。電子的スイツチ６０が制
御端子Ｓにおいて制御されず、従つてドレイン電
極からソース電極への電圧が形成されると、４層
ダイオードのような特性の装置構成が得られる。
ツエナダイオード６７のツエナ電圧を超過すると
サイリスタ６５は点弧する。FET６１のゲート
が制御されると直ちにサイリスタ６５における電
流はFET６１に流れる。その電流はすべて流れ
る。それというのはFET６１の導通電圧の大き
さはサイリスタ６５の導通電圧の数分の１でしか
ないからである。つづいて制御端子Ｓによる制御
を再び行なわなくすると、サイリスタ６５は電流
が流れなくなつて前述の４層ダイオードのような
特性の装置構成は、再び阻止状態になる。

FET６１のソース・ドレイン区間と抵抗９６
との直列接続回路に上昇電圧、即ち抵抗９６の負
荷抵抗側の端子が正電位におかれFET６１のソ
ースが負電位におかれるような上昇電圧を加える
とすると、この所定電圧値以下では電流が流れな
い。この所定電圧値を越えると初めて、電子的ス
イツチ６０は低抵抗になり、電子的スイツチ６０
のサイリスタ６５に電流が流れることができる。
給電回路４が定電流源である場合、抵抗９６にて
生じる電圧降下により、トランジスタ９２には抵
抗９３により定まるベース電流が流れる。そうす
ると、トランジスタ９２は導通し、制御端子Ｓは
ほぼ端子１２の電位をとる。それによりMOS−
FETトランジスタ６１はオンになり、並列接続
されたサイリスタの電流が流れる。これにより、
給電回路４から別の給電回路例えば第１図又は第
３図の給電回路５への切換えの場合における電子
的スイツチの確実な阻止が行なわれる。

FET６１のゲートＧは、ツエナダイオード６
３を介してソースと接続されているので、抵抗９
６に極めて大きな電流が流れると、例えば、遠隔
給電装置の出力側にて短絡が起こると、その電流
の一部がトランジスタ９２を流れこれを破壊する
おそれがある。抵抗９６より著しく高オームの保
護抵抗９５により、前述のような場合においても
トランジスタ９２に不都合な電流が流れ得ないよ
うになる。トランジスタ９２に対する別の保護手
段は、ツエナダイオード９１によつて形成され
る。このツエナダイオードは、バイパスとして高
い電流の一部を引受ける。第１又は第３図の回路
装置にてスイツチ装置を使用する場合、ツエナダ
イオード９１のツエナ電圧は有利に給電回路５の
出力電圧より大に選定されている。というのは、
通常は（そうしないと）給電回路５の作動状態に
おいて漏れ電流が、非作動状態の給電回路４の出
力側を介して流れ、給電回路５を負荷するそれが
あるからである。

第４図に示す回路装置の場合、FET６１はｎ
形であり、負線路中に設けられている。ｐ形の
FETを第２の抵抗と共に正線路中に設ける場合
ゲートバイアス抵抗６２はnpnトランジスタに接
続されるべきものである。その場合、さらにソー
ス電極と、相応にサイリスタのアノードを所属の
給電回路の正端子に接続しなければならない。

第５図に示した回路装置は、２つの構成ユニツ
ト即ち、遠隔電流給電源として用いられる給電回
路４と構成ユニツトＯから構成されている。構成
ユニツトＯは給電回路５を備えており、その出力
側には、出力電圧に対して逆方向の極性でダイオ
ード５０が接続されている。給電回路５の正端子
は、電流計８８および抵抗８２を介して遠隔給電
ループ１ａの端子１２に接続されている。電界効
果トランジスタ６１のドレイン電極は、抵抗９
６、抵抗８１ならびにそれに直列に接続された抵
抗８２を介して遠隔給電ループ１ａの端子１２に
接続されている。抵抗８２に並列に遠隔給電電流
に対して導通方向に極性づけられたダイオード８
３が接続されている。抵抗８１には比較器８４が
接続され、抵抗８２には比較器８５が接続されて
いる。比較器８４および８５の出力側は、オアゲ
ート８６を介して給電回路４の制御入力端４０に
接続されている。さらに、リレー７１が、インバ
ータ８７を介してオアゲート８６の出力側に接続
されている。

測定抵抗８２に充分大きな電流が流れると、比
較器８４および８５ならびにオアゲート段８６を
介して遠隔給電回路４の制御入力側４０には「作
動」命令が与えられ、そしてリレー７１は「遮
断」命令が与えられる。

遠隔給電区間１ａに断線が生じると測定抵抗８
１および８２が先ず無電流状態になる。その結
果、オアゲート８６を介して、「遮断」命令が遠
隔給電装置４０に与えられ、作動命令がリレー７
１に与えられる。

制御装置９を介して制御される電子的スイツチ
Ｇは、遠隔給電装置４０を介しての位置測定電流
の短絡を阻止する。電流計８８における位置測定
電流は、遠隔給電区間１ａの状態に関する情報を
与える。位置測定電流には、１つの断路の生じた
区間が対応づけられる。遠隔給電区間が正常であ
る場合には、測定抵抗８２を介して、リレー８７
に「作動命令」を与え、遠隔給電装置４０に「遮
断」命令を与えるのに充分な電流が流れる。

第６図に示した回路装置は、第５図の回路装置
と大幅に一致している。第５図の回路との相違点
は、給電回路４の代りに２つの給電回路４１およ
び４２が設けられていて、これら回路は入力側が
並列に、また出力側が互いに直列に接続されてい
る。２つの給電回路４１および４２は、それらの
出力側に現われる出力電圧に対して逆方向の極性
で接続されたダイオード４１および４２をそれぞ
れ備えている。オアゲート８６の出力側は、給電
回路４１および４２の制御入力側４１１および４
２１に接続されている。負荷抵抗は、遠隔給電ル
ープ１ａによつて形成されている。

回路装置は、３つの構成ユニツトから成る。即
ち、遠隔給電装置４１と、遠隔給電装置４２と、
遠隔給電ループ１ａのループ抵抗のチエツクのた
め独立な位置測定装置として用いられる構成ユニ
ツトＯである。

第７図に示した回路装置においては、遠隔給電
ループ１ａは、２つの直列に接続された遠隔給電
源から給電される。第６図に示した回路装置と異
なるのは、２つの同じ構造の構成ユニツトF₁お
よびF₂が用いられている点である。構成ユニツ
トF₁およびF₂は第５図に示した回路装置と殆ん
ど一致するものであり、それぞれ組込まれた固有
の位置測定回路を有する遠隔給電装置である。第
５図の回路装置と異なる点は、リレー接点７２ａ
が端子１１に固定的に接続されているのではな
く、固有の端子１３にて引出されている点であ
る。

同じ構成の遠隔給電装置を上記のように使用す
ることによりそれぞれ固有の位置測定回路を設け
る必要がないという利点が得られる。また、第７
図の回路構成によれば、遠隔給電装置の互換性に
対する要求も満たされる。

第７図において、構成ユニツトF₂には第５図
の回路装置と同じ参照記号が用いられている。ま
た、構成ユニツトF₂の場合には、同じ参照記号
「ａ」を付けて示してある。

２つの遠隔給電装置の出力側の直列回路は、構
成ユニツトF₁の端子１２を構成ユニツトF₂の端
子１１ａと接続することにより実現される。さら
に、構成ユニツトF₁の端子１１は構成ユニツト
F₂の端子１３ａに接続されている。オア素子８
６，８６ａの出力側は、端子１４，１４８の接続
点を介して相互に接続されている。

第７図に示すように、遠隔給電装置は、２つの
直列に接続された遠隔給電装置F¹およびF²を備
えており、これら給電回路F¹及びF²は同じ構成
であつて、それぞれ１つの完全な位置測定装置を
備えている。遠隔給電区間１ａに断線が生じる
と、測定抵抗８１および８１ａは無電流状態にな
り、遠隔給電回路F¹およびF²は遮断される。同
時に、「作動」命令に位置測定リレー７１および
７１ａに与えられる。遠隔給電装置９２の位置測
定回路８は遠隔給電区間に接続されていないの
で、遠隔給電装置F²位置測定過程が妨害される
ことは有り得ない。電流計８６ａは、区間断線場
所に関する情報を与える。測定抵抗８２は、遠隔
給電区間１ａが正常であるかどうかを調べる。正
常である場合にはリレー接点７２ｂが開かれる。
さらに装置F¹，F²が共に作動接続される。

端子１４と１４ａとの接続を場合により省くこ
とができる。この実施例において測定抵抗８２ａ
により遠隔給電区間１ａが正常であることが検出
されると差当り装置F₁は作動接続されない。そ
れというのはそれの位置測定によつては何も測定
され得ないからである。但し装置F¹には、直列
に接続された装置F₂から到来する電流が流れる。
そこで、測定抵抗８１は、上記電流が所定電流を
越えたかどうかをしらべる。そのように所定電流
を越えると、装置F₁も作動接続される。

双方の場合において、遠隔給電装置間の電位の
ないコストを要する高価な並列接続路が省かれ
る。それというのは接続線路１４−１４ａは、ほ
ぼアース電位におかれているからである。

このことは、非直線性負荷の場合、殊に高い始
動電圧を要する電力変換装置の場合有利である。

装置F₁が付加的接続線路１４ａ−１４を介し
てマスタースレーブ方式で作動接続されると、遠
隔給電区間のチエツクにつづいて唯１つのステツ
プにおいて全遠隔給電電圧が遠隔給電区間へ加え
られる。

装置F₁が作動接続されていない際、FET６１
はオフになる。そのようになるのは、位置測定後
常に最初に装置F₂が作動接続されるからである。
サイリスタ６５がなければ、FET６１はオンに
ならずに装置F₂の出力電圧全体を引受け、以つ
て装置F₁の作動を阻止することとなる。殊に、
自動機構であるスイツチ３１が作動接続され、ス
イツチ３１ａが誤つて開放状態におけれると、同
じことが起こることとなる。

第４図に示すスイツチ装置は、最初４層ダイオ
ードの特性を有し、その結果装置F₁の所望の作
動が可能である。それにつづいて、トランジスタ
の特性が現われる。これが必要であるのは、遠隔
給電区間１ａの断線の際オン状態からオフ状態に
移行しなければならないからである。サイリスタ
６５は、電界効果トランジスタ６１を妨害電圧お
よび閃路電圧に対して保護する。ツエナダイオー
ド６７のツエナ電圧よりも高い電圧が、電圧効果
トランジスタ６１のドレイン電極とのソース電極
と間に現われ得ない。このツエナ電圧は、位置測
定電圧よりも若干高くするのが有利である。この
ようにすれば、位置測定に際して、装置の阻止能
力が保証されるからである。装置をソース電極と
ドレイン電極との間の過電圧に対して保護するた
めに、ダイオード６８が並列に接続されている。
サイリスタ６５としてカソード−アノード区間が
ダイオード特性を有するサイリスタ（例えば、謂
ゆるゲートターンオフサイリスタを用いる場合に
は、サイリスタ６５がダイオード６８の保護機能
を引受け、したがつて上述のような過電圧が予期
されるべき場合にもダイオード６８自体は省略す
ることができる。ツエナダイオード６７のツエナ
電圧は設計された位置測定電圧より大にすると有
利である。さもなければ、遠隔給電区間１ａに位
置測定電圧を加えると内部遠隔給電回路にもれ電
流が流れ、このもれ電流は言う迄もなく位置測定
電圧源の十分大きな電流予備のある際に甘受され
得るものである。

給電回路の60ボルト側の機械的スイツチ３１お
よび３２は、費用を高めることなく、給電回路、
特にスイツチングトランジスタに対して作用する
電圧変換装置として構成された回路装置で置換す
ることができる。その実施が第８図に示してあ
る。電力変換装置は、第８図からも明らかなよう
に、ターンオフパルスをスイツチングトランジス
タ４６に供給する制御回路を制御電圧でトリガま
たはブロツキングすることにより作用または非作
用状態にすることができる。

変成器４５の一次巻線は、トランジスタ４６を
介して電源電圧U_vが印加されるコンデンサ４１
とパルス的に接続される。トランジスタ４６を制
御するために制御回路４２が設けられており、こ
の制御回路４２は、ダイオード４３および４４に
より互いに減結合されている阻止信号Ｓまたは制
御電圧Ustのための２つの制御入力側を備えてい
る。変成器４５の２次巻線はダイオード４７を介
して出力コンデンサ４８に接続されている。ダイ
オード４７の極性により正の電力電圧U₄が得ら
れる。ダイオード４７をダイオード５７で置き換
えると、出力側には反対の極性の電圧U₅が現わ
れる。

第８図に示してある給電回路は、公知手段「フ
ンクシヤウ」１／1983、第66，68頁参照）でパル
ス制御されるシングルブロツキング形変換器とし
て構成されている。パルス持続期間中、スイツチ
ングトランジスタ４６は導通する。周期期間が一
定の場合、パルス幅にしたがつて、また、電圧
U₄およびU₅が制御電圧Ustによつて変えられる。
負の制御電圧の値が大きくなると、パルス幅は
益々狭くなり最終的には消失する。出力電圧U₄
およびU₅はその場合「零」になる。パルスリセ
ツト用端子Ｓには、制御電圧Ustに依存しない適
当な電圧を印加することにより電圧U₄およびU₅
を「零」にすることもできる。

第８図の回路において、ダイオード４７をダイ
オード５７で置換すると、導通形変換器が得られ
る。パルスの制御ならびに電子的装置構成は原理
的には変わらない。

発明の効果スイツチング装置を備えた給電回路の作動の
際、トランジスタに電流が流れるまで半導体スイ
ツチが電流を導き、著しく低い出力電圧のもとで
給電回路から大きな電流の送出される作動状態に
おいても非許容損失電力を惹起しないという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、相互に逆極性の電圧を負荷抵抗（も
しくはインピーダンス）に供給するための２つの
給電回路を備えた回路装置を示す回路図、第２図
は遠隔給電される再生装置およびダイオード並列
分岐路を備えた遠隔給電ループを示す回路略図、
第３図は、２つの給電回路を備え、そのうち、一
方は電子スイツチを介し、そして他方は機械スイ
ツチを介して共通の負抵抗に接続されている回路
装置を示す回路図、第４図は電界効果トランジス
タを備えた電子スイツチの回路図、第５図は２つ
の給電装置のうち一方が遠隔給電装置に設けら
れ、他方が故障点標定（位置測定）装置に設けら
れている回路装置の構成図、第６図は２つの給電
回路のうち一方は２つの遠隔給電装置から構成さ
れ他方が故障点標定装置に設けられている回路構
成を示す回路図、第７図が、それぞれ１つの遠隔
給電源およびチエツク電圧源を備えている２つの
同じ構成の遠隔給電装置を備えた回路構成を示す
回路図、第８図は、停止可能な電力変換器として
構成された給電回路を示す回路図である。１……負荷抵抗、４，５……給電回路、１ａ…
…給電ループ、６，７……電子的スイツチ、８…
…位置測定回路、９……制御装置、１１，１２…
…遠隔給電出力側、３１，３２，７２……スイツ
チ、２７，２７ａ……アレスタ、４１，４２，
F₁，F₂……遠隔給電装置、４５……変換器、４
６……スイツチングトランジスタ、４８……出力
コンデンサ、４３……主電力変換器、４４……補
助電力変換器、６０……電子的スイツチ、６１，
６７，７１……電界効果トランジスタ、６３，６
７……ツエナダイオード、６４……スイツチング
トランジスタ、６５……サイリスタ、８１，８２
……測定抵抗、８４，８５……比較器、８６……
オアゲート、８８，８６ａ……電流計、８７……
インバータ、９１……回路装置、７１，７１ａ…
…リレー、７２……リレー接点。

Claims

【特許請求の範囲】１相互に逆の極性を以つて負荷抵抗に選択的に
接続可能な２つの給電回路を有しており、該給電
回路のうち一方の給電回路は制御装置により可制
御の電子的スイツチを介して負荷電流回路の端子
対１１，１２に接続されており、電子的スイツチ
は給電回路から端子対へ達している電流給電路の
１つの中に第１トランジスタ６１の被制御区間を
含み、第１トランジスタ６１の制御端子は電流給
電回路４の作用状態の際第１トランジスタ６１が
導通しそれの非作用状態の際非導通になるような
制御電位におかれているように構成されており、
第１トランジスタ６１の被制御区間に並列にサイ
リスタ６５のアノード−カソード間が設けられて
おり、サイリスタ６５の制御電極は第１抵抗６６
を介して当該サイリスタ６５の一方の主電極に接
続され、ツエナダイオードの形の非直線性の２端
子回路６７を介してそれの他方の主電極に接続さ
れており、前記２端子回路は限界値電圧を下回る
電圧の際は阻止状態におかれ上回る電圧の際導通
状態におかれ、第１抵抗６６はサイリスタ６５の
制御区間に並列に接続されている負荷抵抗への給
電用の給電回路装置において、制御装置は給電回
路４の負荷電流回路中に第１トランジスタ６１の
被制御区間に直列に設けられた第２抵抗９６と、
第２抵抗９６に接続された制御区間を有する第２
トランジスタ９２とを備え、第１トランジスタ６
１の制御端子は第２トランジスタ９２の被制御区
間を介して、第２抵抗９６の、第１トランジスタ
６１と反対の側の端子に接続されていることを特
徴とする負荷抵抗への給電用の給電回路装置。２給電回路４は定電流源として構成されている
特許請求の範囲第１項記載の回路装置。３定電流源の負荷回路中に少なくとも１つの別
の定電流源が設けられている特許請求の範囲第２
項記載の回路装置。４第２トランジスタ９２の制御端子に第３の抵
抗９３が接続されている特許請求の範囲第１項か
ら第３項までのうちいずれかに記載の回路装置。５第１トランジスタ６１の制御区間に並列に抵
抗６４及び／又はツエナダイオード６３が設けら
れており、第２トランジスタ９２の被制御区間と
第２抵抗９６との間に第４の抵抗９５が設けられ
ている特許請求の範囲第１項から第４項までのう
ちいずれかに記載の回路装置。６第１トランジスタ６１の被制御区間と第２抵
抗９６と第４抵抗９５とから成る直列接続回路
に、所属の給電回路４の出力電流に対して逆方向
に極性づけられたツエナダイオード９１が並列接
続されている特許請求の範囲第５項記載の回路装
置。７相互に逆向きの極性を以て１つの負荷抵抗１
に接続可能な２つの給電回路４，５と、それぞれ
給電電流路を介して給電回路４，５に接続され
た、負荷抵抗１に対する端子対１１，１２と、一
方又は他方の給電回路４，５を用いて負荷抵抗１
へ選択的に給電するための装置とを備え、さら
に、少なくとも、電子的スイツチと制御装置とを
有する給電回路にてそれの作動のために設けられ
たスイツチング素子が給電電圧端子U_vと給電回
路との間に設けられている特許請求の範囲第１項
から第６項までのうちいずれかに記載の回路装
置。８相互に逆の極性を以つて負荷抵抗に選択的に
接続可能な２つの給電回路を有しており、該給電
回路のうち一方の給電回路は制御装置により可制
御の電子的スイツチを介して負荷電流回路の端子
対１１，１２に接続されており、電子的スイツチ
は給電回路から端子対へ達している電流給電路の
１つの中に第１トランジスタ６１の被制御区間を
含み、第１トランジスタ６１の制御端子は電流給
電回路４の作用状態の際第１トランジスタ６１が
導通しそれの非作用状態の際非導通になるような
制御電位におかれているように構成されており、
第１トランジスタ６１の被制御区間に並列にサイ
リスタ６５のアノード−カソード間が設けられて
おり、サイリスタ６５の制御電極は第１抵抗６６
を介して当該サイリスタ６５の一方の主電極に接
続され、ツエナダイオードの形の非直線性の２端
子回路６７を介してそれの他方の主電極に接続さ
れており、前記２端子回路は限界値電圧を下回る
電圧の際は阻止状態におかれ上回る電圧の際導通
状態におかれ、第１抵抗６６はサイリスタ６５の
制御区間に並列に接続されている負荷抵抗への給
電用の給電回路装置において、制御装置は一方の
給電回路４の負荷電流回路中に第１トランジスタ
６１の被制御区間に直列に設けられた第２抵抗９
６と、第２抵抗９６に接続された制御区間を有す
る第２トランジスタ９２とを備え、第１トランジ
スタ６１の制御端子は第２トランジスタ９２の被
制御区間を介して、第２抵抗９６の、第１トラン
ジスタ６１と反対の側の端子に接続されており、
前記一方の給電回路４は遠隔給電ループ１ａ中に
存在している電気負荷へ直流直列給電により遠隔
給電を行なうための遠隔給電電流源として構成さ
れ、他方の給電回路５は遠隔給電ループ１ａのル
ープ抵抗チエツク装置のチエツク電圧源として構
成され、さらに給電電流源を形成する前記一方の
給電回路４は給電電圧端子U_vと当該給電回路と
の間に設けられたスイツチング素子を用いて、前
記ループ抵抗チエツク装置によりループ抵抗に依
存して作動および又は非作動状態におかれるよう
に構成されていることを特徴とする負荷抵抗への
給電用の給電回路装置。９給電回路４，５，４１，４２の少なくとも１
つが、出力側にて作用するダイオード５０，４１
０，４２０を有し、該ダイオードは固有の出力電
圧に対して逆方向に極性づけられている特許請求
の範囲第８項に記載の回路装置。１０チエツク電流に対する電流測定抵抗８２
と、遠隔給電電流に対する電流測定抵抗８１と
が、相互に直接直列接続されており、前記チエツ
ク電流に対する前記電流測定抵抗８２は前記遠隔
給電電流に対して順方向に極性づけられたダイオ
ード８３によつて橋絡されており、前記遠隔給電
電流に対する電流測定抵抗８１は、前記遠隔給電
電流源を形成する給電回路４の出力側に接続され
ており、前記遠隔給電電流に対する電流測定抵抗
８１と前記チエツク電流に対する電流測定抵抗８
２との接続点はチエツク電圧源を形成する給電回
路５出力側に接続されており、前記遠隔電電流に
対する電流測定抵抗８１には１方のコンパレータ
８４が接続されており、前記チエツク電流に対す
る電流測定抵抗８２には他方のコンパレータ８５
が接続されており、更に、前記一方のコンパレー
タ８４と前記他方のコンパレータ８５の各出力側
はオア素子８６を介して、前記遠隔給電電流源を
形成する給電回路４の制御入力側４０に接続され
ている特許請求の範囲第８項又は第９項記載の回
路装置。１１一方の遠隔給電電流源を形成する一方の給
電回路４と一方のチエツク電圧源を形成する一方
の給電回路５はループ抵抗の一方のチエツク装置
８と一緒に一方の同一の構成ユニツトＦ１に収容
されており、他方の遠隔給電電流源を形成する他
方の給電回路４ａと他方のチエツク電圧源を形成
する他方の給電回路５ａはループ抵抗の他方のチ
エツク装置８ａと一緒に他方の同一の構成ユニツ
トＦ２に収容されており、前記一方のチエツク電
圧源を形成する給電回路５の出力側は一方の第１
の電流路を介して一方の電流測定抵抗８２に接続
されており、かつ他方の第１の電流路を介して一
方の個有の端子１３に接続されており、前記他方
のチエツク電圧源を形成する給電回路５ａの出力
側は他方の第２の電流路を介して他方の電流測定
抵抗８２ａに接続されており、かつ他方の第２の
電流路を介して他方の個有の端子１３ａに接続さ
れている特許請求の範囲第８項から第１０項まで
のうちいずれかに記載の回路装置。１２一方の構成ユニツトＦ１は同形式の他方の
構成ユニツトＦ２と一緒に遠隔給電ループ１ａと
接続されており、該接続は、一方の遠隔給電電流
源を形成する回路４と他方の遠隔給電電流源を形
成する回路４ａとの直列接続回路が前記遠隔給電
ループ１ａの入力側に接続され、かつ一方のチエ
ツク電圧源を形成する給電回路５と他方のチエツ
ク電圧源を形成する給電回路５ａのうちの１つで
ある他方のチエツク電圧源を形成する給電回路５
ａが前記遠隔給電ループ１ａと接続されているよ
うに構成されている特許請求の範囲第１１項記載
の回路装置。