JPS6116631A - 給電電流制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、伝送路を構成する多数の中継器を動作させる
ために必要な電力を供給する定電流給電装置に関する。

特に、両端給電による給電装置で伝送路の長距離化など
により中継器数が増加しても、高品質の給電が保証され
る給電電流制御装置に関する。

〔従来の技術〕

給電装置は、伝送路を構成する多数の中継器を動作させ
るために必要な電力を通話信号と結合し、線路間または
線路と大地間を介して電力伝送するものである。

従来の給電装置について第４図および第５図を用いて説
明する。

第１図において、対向している給電装置１Ｇ、２０は中
継系３０を介して接続されている。給電装置１０に定電
流供給部１１から送出される送出電流■１゜は、保護用
抵抗器１２により分流された後に、給電電流Ｉ、となり
中継系３０に送出され、対向局給電装置２０の定電流供
給部２１を経由し、大地を帰路として定電流供給部１１
に戻り、閉路が形成される。

同様に定電流供給部２１から送出される送出電流Ｉ、。

は、保護用抵抗器２２により分流された後に、給電電流
Ｉ、となり大地および定電流供給部１１を経由し、中継
系３０に送出されて定電流供給部２１に戻る。

この場合には、定電流供給部１１および定電流供給部２
１は直列に接続されているために、給電電流Ｉ３と■、
は同一電流となる。また送出電流１　ａ。

と■、。の値が等しく、保護用抵抗器１２および２２の
抵抗値Ｒが等しければ、給電装置１０．２０の分担電圧
Ｖ、　、Ｖｂの値は等しい。

さて、何らかの理由で給電装置２０の定電流儀、給部２
１からの送出電流１　ｂｏが停止した場合には、給゛電
電流■３は給電装置２０内のダイオード２３を介し、゛
大地を経由して給電装置１０内の定電流供給部１１に戻
る。すなわち、給電装置１０あるいは２０のどちらか一
方の給電が停止しても、給電可能な局側から電流の供給
が可能となる。このような場合には、分担電圧Ｖ３は最
大負荷電圧■。になり、分担電圧■、は「０」になる。

第５図を用いて、給電装置１０の給電電流Ｉ３、分担電
圧Ｖ１および給電装置２０の給電電流Ｉ５、分担電圧■
、との関係を説明する。給電装置２０からの給電が停止
し、給電装置１０の給電電流■３が設定電流１０３に設
定された場合の給電電流１ａと分担電圧■３との関係を
直線５０で示している。

同様にして、給電装置１０からの給電が停止し、給電装
置２０の給電電流Ｉ、が設定電流Ｉ。、に設定された場
合の給電電流■、と分担電圧Ｖ、との関係を直線６０で
示している。

このような設定を施した状態で、給電装置１０および２
０を同時に動作させた場合、すなわち片端給電から両端
給電となった場合は、分担電圧Ｖ８は最大負荷電圧■９
から平衡時の電圧■。に変化し、■、−ｖｂ−ＶＨ／２
−Ｖ０ となり、同時に給電装置１０．２０の給電電流■８、Ｉ
ｂは設定電流■。Ｓから規定された負荷電流Ｉ。

となる。直線５０．６０の勾配は、保護用抵抗器１２．
２２の抵抗値Ｒに等しく、この抵抗値Ｒが小さいほどこ
の勾配が大きい。

以上説明したように、片端給電時の設定電流Ｉ。。

は規定されている負荷電流Ｉ０に対して、負荷電流の変
動ΔＩだけ小さく設定しておき、この状態で両端給電に
移行すれば負荷への給電電流は負荷電流Ｉ０となる。

ところで、負荷電流の変動ΔＩは、 ΔＩ＝（ＶＭ−Ｖ。）／Ｒ 一般には、 ΔＩ＝　（ＶＭ’／２）／Ｒ である。

このことは、逆に両端給電から片端給電に移行した場合
には、負荷電流の変動ΔＩだけ負荷電流Ｉｏは下がるこ
とになる。

一般的な中継装置を例に計算すると、中継器が１００台
程度ある中継回線に１００　（ｍＡ）の給電電流を流し
たとき、最大負荷電圧は１８００（Ｖｌ程度であり、保
護用抵抗器４．００　（ｋΩ〕の給電装置を用いた場合
には、負荷電流の変動Δ■は、ΔＩ　＝　（１８００／
２）／４００　＝２．２５　（ｍＡ）となる。

いま、中継器１台当たりの電流に対する利得の変動を０
．００３５　（ｄＢ／ｍＡ　）とした場合、中継器１０
０台では、その利得の変動ΔＧは、 ΔＧ＝０．００３５ｘ２．２５ｘｌＯＯ＝０．７９　［
ｄＢ）となる。

すなわち、利得変動ΔＧの大きさは以下の式で計算され
る。

ΔＧ＝ΔＩｘｇ×Ｎ −（（Ｎ　−ｖ／２）　／Ｒ）　ｘ　ｇ　ｘＮ−Ｎ”　
Ｘ　（ｇ　’　Ｖ／２Ｒ） ・ここで、 Ｎ：中継系に含まれる中継器の数 ｇ：１ｍＡの電流変動に対する中継器１台当たりの利得
変動（ｄＢ／ｍＡ　） ■：規定電流Ｉ。における中継器１台当たりの電圧降下
（Ｖ） Ｒ：保護用抵抗器の抵抗値〔ｋΩ〕 したがって、利得変動ΔＧは中継系に含まれる中継器の
数Ｎの二乗に比例する。

ところで、前述の例に示したような中継器数１００台程
度の利得変動（０，７９（ｃｌＢ）　）では、中継系の
回線品質にはさほど大きな影響を与えない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来技術にあっても、中継器の台数が少ない
場合には、′利得変動はさほど中継系の回線品質には影
響を与えないが、中継器の台数が増えるほど負荷電流の
変動ΔＩが増加し、それに伴う中継系の利得変動ΔＧも
増加する。

たとえば、ｇ　＝０．００３５　（ｄＢ／ｍＡ　）　、
Ｖ　＝１８　（Ｖ）、Ｒ＝４００　　ＣｋΩ〕とすると
、 ΔＧ＝　７．９Ｘ１０弓ＸＮ２　（ｄＢ）となる。

いま、中継系に含まれる中継器の数Ｎが２００を′越え
ると利得変動ΔＧは３　（ｄＢ）以上となり、これは中
継系の正常な回線品質とは言い難い。

すなわち、従来の給電電流制御装置では、両端給電から
片端給電に移行した場合の電流変動Δ■を「０」にする
ことは不可能であるので、中継器数が増加するほどその
影響は大きいという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、中継系の両端局に設置された給電装置のいずれ
か一方が給電不能となった場合でも、常に設定された負
荷電流を維持しつづける給電電流制御装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、自局給電電圧の変化に応じて保護用抵抗器の
抵抗値を操作し、中継系への給電電流を一定に制御する
ことを特徴とする。

すなわち、出力電流が一定になるように電源電流を供給
する定電流供給部と、この定電流供給部の出力端子に逆
方向に接続されたダイオードと、このダイオードに並列
に接続された保護用抵抗器とを備えた給電電流制御装置
において、保護用抵抗器が２以上の抵抗器の直列回路に
より構成され、この２以上の抵抗器の一部を短絡するス
イッチ回路と、出力端子の電圧を監視する電圧検出器と
、この電圧検出器に検出される電圧が高いときにスイッ
チ回路を開放する制御手段とを備えたことを特徴とする
。

〔作用〕

本発明は、両端給電から片端給電に移行することにより
、平衡時の電圧Ｖ。が最大負荷電圧■。

に達したときに、片端給電中の給電装置の保護用抵抗器
の抵抗値を２倍にすることで、負荷電流の変動ΔＩが「
０」になり、負荷への給電電流は両端給電時の値Ｉ。を
維持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を説明する構成図である。

第１図において、対向している給電装置１０．２０は中
継系３０を介して接続されている。従来例の給電装置１
０を構成している定電流供給部１１、この定電流供給部
１１に並列に接続された保護用抵抗器１２．およびダイ
オード１３に加え、さらに定電流供給部１１に並列に接
続する電圧検出器１４、この電圧検出器１４の検出出力
により、保護用抵抗器１２゜・に付加抵抗器１２□を直
列に接続するスイッチ回路１５を備えている。スイッチ
回路１５には、通常開じているスイッチ１６および通電
によりこのスイッチ１６を開くリレー捲線１７が備えら
れている。

対向局給電装置２０にも同様に定電流供給部２１、保護
用抵抗器２２Ｉ、ダイオード２３、電圧検出器２４、付
加抵抗２２□、スイッチ回路２５、スイッチ２６および
リレー捲線２７が備えられている。

保護用抵抗器１２．および２２．の抵抗値はＲ３、ＲＳ
であり、付加抵抗器１２□および２２□の抵抗値はＲｚ
　、Ｒｚ　’である。

給電装置１０内の定電流供給部１１から送出された送出
電流は、スイッチ回路１５のスイッチ１６が閉じている
ので、給電装置１０の保護用抵抗器１２＋により分流さ
れた後に給電電流１つとなり、中継系３゜に送出され対
向局給電装置２０内の定電流供給器２１を介し、大地を
経由して給電装置１０の定電流供給部１１に戻る。同様
に、給電装置２０内の定電流供給部２１より送出された
送出電流は、給電装置２０の保護用抵抗器２２．により
分流された後に給電電流１’ｂとなり、大地を経由して
定電流供給部１１を介し中継系３０に送出される。

この場合では、定電流供給部１１と定電流供給部２１は
直列接続されているから、給電電流１．と給電電流Ｉｂ
は同一電流であり、中継系３０に対して負荷電流Ｉ０に
なっている（Ｉ−＝　Ｉｂ　＝　Ｉｏ）。

したがって、定電流供給部１１と定電流供給部２１の送
出電流が等しく、保護用抵抗器１２＋および保護用抵抗
器２２．を流れる分流電流が等しければ、給電装置１０
と給電装置２０の中継系３０に対する分担電圧は等しい
（Ｖ−−Ｖｂ　＝Ｖｏ）。

このような両端給電状態において、給電装置１０内の電
圧検出器１４の出力は発生せず、スイッチ回路１５内の
スイッチ１６は閉じており、結果として給電装置１０の
保護用抵抗値は保護用抵抗器１２１の抵抗値Ｒ１になっ
ている。給電装置２０内の電圧検出器２４、スイッチ回
路２５の動作も同様であり、スイッチ２６は閉じており
給電装置２０の抵抗値は保護用抵抗器２２１　の抵抗値
Ｒ，／になっている。

このように平衡のとれた両端給電から給電装置２０内の
定電流供給部２１の給電が停止し、片端給電に移行する
と給電装置１０からの給電電流１１は、給電装置２０内
のダイオード２３を介して折り返され、大地を経由して
定電流供給部１１に戻る。

したがって、中継系３０への給電電流は維持され、分担
電圧■３は最大負荷電圧Ｖ１４になり、分担電圧■５は
「０」になる。

分担電圧Ｖ３が最大負荷電圧Ｖイに達すると、電圧検出
器１４からの出力電圧あるいは出力電流が急増し、スイ
ッチ回路１５内のりレー捲線１７が通電され、スイッチ
１６を駆動させスイッチ１６は開放される。すなわち、
給電装置１０の保護用抵抗器１２１に付加抵抗器１２□
が直列に接続され、その抵抗値はＲ，＋Ｒ，となり、結
果的に中継系３０は抵抗値Ｒ，＋Ｒ２をもつ給電装置１
０から片端給電されたことになる。

第２図に用いて、給電電流Ｉ３、給電電流■１、中継系
３０への負荷電流１ｏ、分担電圧Ｖ３および分担電圧■
５の相互関係を説明する。

第４図に示す従来の給電電流制御装置では、両端給電か
ら片端給電に移行したときに、給電装置１０の給電電圧
は平衡時の電圧■。から最大負荷電圧ｖＭに移り、分担
電圧Ｖ、は平衡時の電圧Ｖ。

から「０」となる。したがって、中継系３０への負荷電
流Ｉ０の値は、概ね維持されるが直ｗ＠７０で示すよう
に ΔＩ　−（ＶＭ　−Ｖ、　）／Ｒ＝ＶＭ、／２／Ｒだけ
減少する。直線７０の勾配は、給電装置１０の保護用抵
抗器１２．の抵抗値Ｒ，である。この負荷電流の変動Δ
Ｉを「０」にするためには、平衡時の電圧Ｖ０が、最大
負荷電圧Ｖ４に達したときに抵抗値Ｒ７が２倍になるこ
と、すなわち直線７０の勾配が従来のＩＩ／２　Ｊにな
り、直線８０で示す値になることにより実現することが
できる。

本発明では、平衡時の電圧Ｖ。が最大負荷電圧■ｏに達
したときにスイッチ１６が開放され、給電装置１０の抵
抗値はＲＩからＲ１→−Ｒ２になり、Ｒ＋＝Ｒｔ に設定して・おくことにより、片端給電時の動作中の給
電装置の抵抗値を２倍にすることができ、したがって負
荷への給電電流は両端給電時の値Ｉ。

を維持する。

給電装置１０からの給電が停止し、給電装置２０の片端
給電となった場合にも同様である。

第３図は本実施例における給電装置の基本回路を説明す
る図である。

電圧検出器１４は、トランジスタ１８、抵抗分圧器の抵
抗器１２．！、１２４、バイアス用抵抗器１２ｓ　、１
２６、バイアス電源用電池Ｅ、、Ｅ、で構成されている
。

抵抗器１２３．１２４．１２５．１２６の抵抗値は、そ
れぞれＲ３、Ｒ４、Ｒｓ　、Ｒ６である。

スイッチ回路１５は、スイッチ１６、リレー捲線１７お
よびスイッチ１６に並列に接続されたコンデンサ１９で
構成されている。

定電流供給部１１に並列に接続された抵抗分圧器の抵抗
器１２３と１２４との中間接点から、直列接続されたバ
イアス用抵抗器１２５．１２．を抵抗器１２４に並列に
接続する。トランジスタ１８のベースは、このバイアス
用抵抗器１２．と１２６との中間接点に接続されている
。トランジスタ１８のコレクタ、エミッタ間には、スイ
ッチ回路１５のリレー捲線１７とバイアス電源用電池Ｅ
Ｉが直列に接続されている。

また、バイアス電源用電池Ｅ２はバイアス用抵抗器１２
．に直列に接続されている。

両端給電時の給電装置１０の分担電圧ＶＯ（平衡時の電
圧）は、高抵抗器１２．と１２．の比率により分圧され
、高抵抗器１２４の両端電圧は■４となる。

抵抗器１２．と１２．の抵抗値が、 Ｖ４　／　Ｅ　＋　＝　Ｒｓ　／　Ｒ６となるように選
択すれば、トランジスタ１８のへ一ス電位はほぼ０　〔
Ｖ〕となり、トランジスタ１８はクランプされる。した
がって、スイッチ回路１５のリレー捲線１７には電流が
流れず、スイッチ１６は閉じた状態であり、給電装置１
０の抵抗値は保護用抵抗器１２１の抵抗値Ｒ＋を保持す
る。

いま、給電装置１０からの片端給電に移行すると、平衡
時の電圧ｖ０は、 Ｖっミ２■。

まで増加し、それに伴って高抵抗器１２４の両端電圧Ｖ
、も２倍に増加する。

したがつて、トランジスタ１８のベース電位は、０〔Ｖ
〕から正方向に増加し、トランジスタ１８の電流増幅率
で決まるコレクク電流が、スイ・ノチ回路１５のリレー
捲線１７に流れる。スイッチ１６は開放され、給電装置
１０の抵抗値は、保護用抵抗器１２゜と付加抵抗器１２
□の抵抗値の合計Ｒ１＋Ｒｚになる。

また逆に片端給電から両端給電に移行すれば、トランジ
スタ１Ｂはクランプされ、スイッチ回路１５内のスイッ
チ１６が再び閉じ、給電装置１０の抵抗値は保護用抵抗
器１２．の抵抗値Ｒ１のみとなる。

したがって、 Ｒ，＝Ｒ２ に設定しておけば、両端給電から片端給電に移行したと
きに、作動中の給電装置の抵抗値が２倍になり、負荷電
流Ｉ０は一定に保持される。

なお、スイッチ１６が開放された瞬間にスイッチ１６の
両端電圧が短時間に急激に増加し、絶縁破壊が生ずるの
を避けるために、コンデンサ１９により電圧の立ち上が
り時間を緩和させている。

〔発明の効果〕

本発明は、伝送路の広帯域化、長距離化により中継器数
が増加し、給電電流の変動が中継器における伝送特性の
変化の累積効果によって伝送品質を低下させている現状
において、両端給電から片端給電に移行するときに、避
けることができなかった給電電流の変動を抑圧すること
ができる。

したがって、本発明の給電電流制御装置により、片端給
電になった場合でも給電電流を一定に保つことができる
ので、極めて安定な回線レー・ル特性を維持することが
でき、高品質の給電が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明給電電流制御装置の一実施例を。 示す構成図。 第２図は本発明給電電流制御装置のＶ、−１゜特性図。 第３図は本発明給電電流制御装置の一実施例の基本回路
を示す構成図。 第４図は従来例給電装置の構成図。 第５図は従来例装置のＶ、−１，特性図。 １０．２０・・・給電装置、３０・・・中継系、１１．
２１・・・定電流供給部、１２．２２．１２．．２２．
・・・保護用抵抗器、１２□、２２ｇ・・・付加抵抗器
、１２．．１２．・・・抵抗分圧器の抵抗器、１２．．
１２．・・・バイアス用抵抗器、１３．２３・・・ダイ
オード、１４．２４・・・電圧検出器、１５．２５・・
・スイッチ回路、１６．２６・・・スイッチ、１７．２
７・・・リレー捲線、１Ｂ・・・トランジスタ、１９・
・・コンデンサ、Ｅ＋　、Ｅｚ・・・バイアス電源用電
池。 Ｖ、　、Ｖ、・・・分担電圧、Ｉｓ、ｌｂ・・・給電電
流、■８・・・最大負荷電圧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力電流が一定になるように電源電流を供給する
   定電流供給部と、 この定電流供給部の出力端子に逆方向に接続されたダイ
   オードと、 このダイオードに並列に接続された保護用抵抗器と を備えた給電電流制御装置において、 上記保護用抵抗器が２以上の抵抗器の直列回路により構
   成され、 この２以上の抵抗器の一部を短絡するスイッチ回路と、 上記出力端子の電圧を監視する電圧検出器と、この電圧
   検出器に検出される電圧が高いときに上記スイッチ回路
   を開放する制御手段と を備えたことを特徴とする給電電流制御装置。