JPS598463A - 地絡検出回路 - Google Patents

地絡検出回路

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JPS598463A
JPS598463A JP11675782A JP11675782A JPS598463A JP S598463 A JPS598463 A JP S598463A JP 11675782 A JP11675782 A JP 11675782A JP 11675782 A JP11675782 A JP 11675782A JP S598463 A JPS598463 A JP S598463A
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Junjiro Kitano
北野 純二郎
Ichiro Ohigata
大日方 一郎
Toshio Hayashi
林 敏夫
Toshiyuki Tawara
俊幸 田原
Isamu Ueki
植木 勇
Takashi Usami
宇佐美 尚
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Fujitsu Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電話交換機等の電流供給回路に用いられる地絡
検出回路に関するものである。
電話交換機は、高機能化、小型化を目的として従来の電
磁部品主体の空間分割形交換機から電子部品主体の時分
態形交換機に変化しつつあるが、必ずしも交換機全体に
わたって電子化されているわけではなく、加入者端末と
の直接インタ゛−フェイスを行なう加入者回路部は、電
源電圧が高く、取り扱う信号レベルが大きいことから電
子化が遅れている。
第1図は、加入者回路部分の中でも取り分は電源電圧や
信号レベルの高い電流供給回路部分の直流的な構成を示
したものである。図において 1は加入者端末(置 )
であり、加入者の使用状態では直流的には〜200Ωの
抵抗値を示し、未使用状態では開放である。2は線路抵
抗を示し、交換機と加入者端末1との線路長によって0
〜1.5にΩ程度変動する−3,4は、電流供給回路の
接地線側と電池線側の等側石流抵抗を示しており、通常
はそれぞれ〜220Ωである。
5は交換局内電池(VBs )であり、通常は=48V
である。
正常な通話状態では、接地(G)→等価直流抵抗6−+
線路抵抗2→加入者端末19等価直流抵抗4→交換局内
電池5のループで通話電流が加入者端末1に供給されて
いる。今、線路の接地側に接続されている方を接地線(
2Wg )と呼び線路の電池側に接続されている方を電
池線(2uP7)と呼ぶことにする。
線路は障害時において地絡することがあり、特に電池線
2FAが地絡した場合は過大電流が電流供給回路に流れ
るので保護する必要がある。
特に従来の電磁部品で構成された電流供給回路と異なっ
た電子化した電流供給回路では、過電流による発熱によ
って回路が焼損するので、過電流を検出することKよっ
て、電流供給回路をし中断する等の保護措置が不可欠で
ある。第1図は地絡状態の検出方法をも同時に示してお
りこの方法はすでに特願昭54−112805 で述べ
られているものである。
第1図を用いて説明すると、6は地絡抵抗であり、7は
電池線電流IAと接地線電流Inの差電流を検出する差
電流検出回路であり、9は基準電圧回路j”’pry、
8は電圧比較回路である。
地絡電流1aは、電池線電流IAと接地線電流Inの差
1i −771に等しいので、差電流I、4−Inの検
出出力と、基準電圧回路の電圧Vpxy  との比較に
よって、地絡状態の検出が可能となる。
しかしながら第1図の回路では、加入者端末1の使用状
態、未使用状態での同一地絡抵抗に対して地絡電流が異
なるために、地絡検出抵抗が加入者端末1の使用状態と
未使用状態で異なるため、地絡状態の判定を精度良(行
うことが出来ない欠点を残していた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、半
導体集積回路化に適した高精度な地絡検出回路を提供す
ることにある。
本発明においては、電池線電流と接@線電流の差電流を
検出する差電流検出回路と、端末装置に流れる電流を検
出する負荷電流検出回路と基it圧圧路路、電圧比較回
路とから構成され差電流によって地絡電流を検出し、端
末の使用状態・未使用状態による地絡電流の相違に基づ
く地絡検出抵抗の相違を、負荷電流出力によって補正す
ることによって、端末の使用・未使用にかかわらず同一
の地絡検出抵抗で地絡検出を可能とする様になしたこと
を特徴とする。
以下図面に示した一実施例によって本発明の詳細な説明
する。
第2図は本発明の原理を示すところの基本回路図である
。従来例の第1図と同様に、第2図は直流的な等何回路
である。第2図にお(・て、1は加入者端末、2は線路
抵抗、6,4は電流供給回路の等側石流抵抗、5は電池
、6は地絡抵抗、7は差電流検出回路、8は電圧比較回
路、9は基準電圧回路であり、これらは第1図ですでに
内容を説明した。
本発明にお(・ては、負荷電流検出回路10及び電圧減
算回路11を付加している。差電流検出回路7は電池線
電流Itと接地線電流Inの差に比例した電圧を出力す
るもので、ここでは模式的忙示した。その詳細は後述の
実施例で説明する。
同様に負荷電流検出回路10は加入者端末1に流れる電
流に比例した電圧を出力するものでここでは模式的に示
している。
第2図の回路の動作を説明する。差電流検出回路7によ
って検出された電池線電流IAと接地線電流Inの差電
流IA−Inに比例した検出出力電圧が、電圧比較回路
8の比較入力(+)K加えられる。一方電圧比較回路8
0基準入力(=)には、基準電圧回路90基準電圧Vp
xy がら負荷電流ILに比例した検出出力電圧の差の
電圧が印加される。電圧比較回路8は、比較入力(+)
電圧が基準入力(−)より大きくなった時点でその出力
が反転して地絡検出出力を出す。
今、差電流検出回路7の電流電圧変換比を札とし、負荷
電流検出回路10の電流電圧変換比をに2とすると、地
絡検出条件は次式となる。
K、 (Ii −In ) ) VREy −に!It
  ・・・・・・・・・・・・(1)1、t −IB=
 Icより(但し、Icは地絡電流)、今、加入者端末
1の未使用状態では負荷電流It=0であり、又、加入
者端末1の使用状態では負荷電流IL%0なので、加入
者端末の使用・未使用で地絡検出電流を切り換えること
が可能となる。
ここで、地絡抵抗6RGK対する地絡電流1a、及び負
荷電流ILを求めると次式となる。
Raptは電流供給回路6,4の内部抵抗である。
Van = 48V 、 Rlpt = 220Ωとし
て、(31、+41式による地絡電流1a、負荷電流I
Lを計算すると、第5図、第4図となる。第3図及び第
4図においてRt−(1)は加入者端末1が未使用の場
合でありRL # 90Ωは加入者端末1が使用中の場
合に対応する。
第6図より明らかなように、Rt=ωとRt =90Ω
では同一の地絡抵抗Rcに対して地絡電流Iaが異なる
。例えば地絡抵抗RG=500に対応”! 6 地絡t
 流1c ハ、Rt = co (7) 時1c ハI
a −66”Rr、−90QI)時ニハ、IG=45m
Aテアル。一方、負荷電流ILはIh−ωの時は7L=
 OmAでありIh −900(’]IハIt −7o
”AY:アル。従ッテ、地絡検出回路の検出抵抗を50
0Ωに設定するにVnzp は、(2)式より Kl=66nLAとなる様にに、と
Vpxprを設定し、加入者端末1の使用状態によろI
cの低下補正分を五IL=211となる様1cK。
I を定めれば、加入者端末1の使用・未使用状態にかかわ
らず、地絡検出抵抗を同一の値とすることが可能となる
第5図は本発明の第1の実施例であるところの地絡検出
回路である。第5図の点線内120回路は、第2図で単
に等測置流抵抗3,4で示したところの電子化電流供給
回路である。第5図の点線内120回路は、特開昭53
−115760号公報に内容が詳しく説明されているの
で、ここでは簡単に動作を説明するに留める。トランジ
スタQ、 、 Q、は負帰還回路を構成し、線路側(”
2FJ? 。
2W’t)からは、第2図のブロック6の直流抵抗と等
しい直流内部抵抗を持ち、交流的には容量C1の働きに
よりハイインピーダンスに見える様動作する。トランジ
スタQ、 、 Q、もトランジスタQ、 、 Q、と同
様の回路機能を有している。接地線電流Inの大部分が
トランジスタQ1を流れるので、トランジスタQ、のコ
レクタからは抵抗R,,R,の比によって定まる比例係
数を乗じた電流1c、が検出される( ”5 =p 、
’ I n >。同様に電池線電流1iの大部分がトラ
ンジスタQ4を流れるので、トランジスタQ6のコレク
タからは抵抗R3,R4の比によって定まる比例係数を
乗じた電流1c、が検出される( Ic、 =寸1i 
)。
Sl、R2で示した回路ブロックは、カレントミラーと
一般に呼ばれている回路であり公知のものである。Sl
はPNP )ランジスタで構成されるカレントミラーで
、その等価回路を第6図(α)の(ロ)に示す。すなわ
ち、入力電流Icyに対して出力電流1c、 、 Ic
@は、Slの構成トランジスタQ7Qa=Q*のエミ、
り面積が同一であれば等しくなり、ここではQ7. Q
s 、Qsのエミッタ面積は等しいものとする。R2は
NPN )ランジスタで構成されるカレントミラーで、
その等価回路を第6図(b)の(ロ)に示す。動作は電
流方向が反転して(・る他は第6図(α)の(ロ)と同
じなので省略するが、構成トランジスタのエミッタ面積
は等しいとする。
第5図においてR1R6は、カレントミラーS1゜R2
からの電流出力を電圧出力に変換するための抵抗である
。OPlは演算増幅器であり、ここでは電圧比較器とし
て使用している。CF2も演算増幅器であるが、ここで
はノクツファ増幅器(電圧利得21)として使用してい
る。Vxxyは地絡検出抵抗を設定するための基準電源
(電圧= Vnzp )であり、Vcc 、 Vzxは
それぞれ正、負電源である。
又5は電池であり、1は加入者端末、21線路抵抗、6
は地絡抵抗である。
第5図回路の動作説明を行う。前述しン゛こ様にトラン
ジスタQI+のコレクタからは接地線電流IsジスタQ
6のコレクタからは電池線電流IAK比例りQ、によっ
てカレントミラーs2が駆動され、□トランジスタQ6
によってカレントミラーs1が駆動される。前述したカ
レントミラーの回路動作により、カレントミラーS1の
第1の出力の出カ電抵抗R1に流れ込むため、演算増幅
器OP1の(+)増幅器OP1の(+)入力電圧は天、
(Ii−IB)となる。又、カレントミラーS2の第2
の出方からはれ、この電流は抵抗R6に流れる。接地線
電流Inば、抵抗R6の両端にはに、 ILO市圧が基
準電圧Vptxyとは反対方向に発生する。これより、
利得=1のバッファアンプを構成する演算増幅器OP2
の(+)入力はVxzr −A、 It となり、従っ
て演算増幅器OP1の(−)入力電圧はVRJ!! −
K、 ILとなる。以上より電圧比較回路たる演算増幅
OP1の出力(SCN )は、第2図の場合と同様に次
式の時に、 反転1−1地絡検出出力を出す。
以上説明してきたように、第5図回路の地絡検出動作は
再2図の回路と基本的には全く同一であり、加入者端末
1の使用状態・未使用状態での地絡電流1aに対する負
荷電流ILの補正方法は第2図の回路と全く同一である
ので説明を省略する。
第5図の実施例では電池線電流IAや、接地線電流In
に比例した電流の検出をカレントミラーを用いて行って
いたが、本発明の実施は特にこの方法に限定したもので
はな(、第7図の第2の実施例に示す様に演算増幅器を
用いた回路によっても可能である。
第7図において、12は第5図と同じ電子化電流供給回
路であり、OPl、OF2 、OPS 、OF2 、O
PSは演算増幅器である。第5図で説明したように接地
線電流Inの大部分がトランジスタQ、を流れるため、
抵抗R1の電圧降下を検出することによって接地線電流
Inが検出できる。演算増幅器OP3と抵抗R7+ R
@により抵抗J<、の電圧降下を検出し、その出力電圧
V、 It′!、R7〉R,とすると、た電圧が演算増
幅器OP5の出力に生じる。接地線側と同様にして、演
算増幅器OP4と抵抗R9゜R10+ RII I R
I!によって、電池線側室m、IAK比演算増幅器OP
5と抵抗R,,、R,3は減算回路を構成している。今
、第2図の回路と対応づけるた算回路の入力電圧V、 
、 V!はそれぞれKg In A、 Iiとなるため
、減算回路の出力である減算増幅器OP5の出力電圧は
V、=に、 (lx−In )となり(但し、”x/R
= 1)、この電圧が電圧比較回路である演算増幅器O
P1の(+)入力に印加される。一方、演算増幅器OP
2と抵抗R14+ R15でも減算回路を構成し、この
回路の入力電圧がそれぞれに、In 、 Vxzyであ
るから、演算増幅器OP277)出力電圧V4ハ、V4
− Vpxy −K、 In  となり(但し、R+<
/R,、)、この電圧が演算増幅器OP1の(−)入力
に印加される。OF2の(+)入力電圧〉OF2の(−
)入力電圧となると、演算増幅器OP1の出力が反転し
て地絡検出される。従って地絡検出条件は次式 となり、第2図と全く同じになり、第7図の回路も基本
的動作は第2図と全く同じであることがわかる。
以上説明して来たように、本発明の地絡検出回路では、
電流検出回路や、差電流発生回路等の構成回路はカレン
トミラータイプの回路でも実現可能であり、又、演算増
幅器タイプの回路でも実現可能であり、本発明によって
、半導体集積回路化に適した高精度な地絡検出回路が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の地絡検出方法を示す回路構成図である。 第2図は本発明の原理を示すところの基本回路図、第6
図は地絡抵抗Raと地絡電流1aの関係図、第4図は地
絡抵抗Raと負荷電流1r、の関係図、第5図は本発明
の第1の実施例であるところの地絡検出回路図、第6図
(α)はPNPN方形ントミラーの等価回路図、第6図
(5)はNpN形カレントミラーの等価回路図、第7図
は本発明の第2の実施例であるところの演算増幅器を用
いた地絡検出回路図である。 1:加入者端末    2:線路抵抗 3.4:電流供給回路の等側面流抵抗 5:電池       6:地絡抵抗 7:差電流検出回路  8:電圧比較回路?=基準電圧
回路 10:負荷電流検出回路 11:電圧減算回路12:電
子化電流供給回路 テ1図 策2図 ゲ5図 毘紐4へ抗 Ke[nJ 止絡4氏抗 ベヘ 〔ΩJ 第1頁の続き ■出 願 人 日本電信電話公社 @出 願 人 沖電気工業株式会社 東京都港区虎ノ門1丁目7番12 号 ■出 願 人 日本電気株式会社 東京都港区芝五丁目33番1号 @出 願 人 富士通株式会社 川崎市中原区上小田中1015番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 電池線側と接地線側をそれぞれ抵抗回路を介して
    電池と地気に接続し、電池線、接地線を介し℃端末装置
    に電流を供給する電流供給回路において、電池線側に流
    れる電流と接地線側に流れる電流の差に比例した電圧を
    発生する差電流検出回路と、端末装置に流れる電流に比
    例した電圧を発生する負荷電流検出回路と、基準電圧回
    路と、該基準電圧回路から生じる出力電圧と上記負荷電
    流検出回路の出力電圧の和が基準入力に、また前記差電
    流検出回路の出力電圧が比較入力に加えられる電圧比較
    回路とから成り、電池線の地絡により電池線電流が接地
    線電流よりあらかじめ定めた値から負荷電流に比例した
    値を差し引いた値だけ太きくなった場合に前記電圧比較
    回路の出力が反転する様に構成されたことを特徴とする
    地絡検出回路。
JP11675782A 1982-07-07 1982-07-07 地絡検出回路 Granted JPS598463A (ja)

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JPH0415657B2 JPH0415657B2 (ja) 1992-03-18

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896990A (en) * 1987-05-15 1990-01-30 Hitoshi Nakamura Support structure of a rotatable lever
JPH07279496A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Takigen Mfg Co Ltd 抜差型ロックハンドル装置の操作ハンドル

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896990A (en) * 1987-05-15 1990-01-30 Hitoshi Nakamura Support structure of a rotatable lever
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