JPS6242661A - 給電電流制限回路 - Google Patents

給電電流制限回路

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JPS6242661A
JPS6242661A JP60180958A JP18095885A JPS6242661A JP S6242661 A JPS6242661 A JP S6242661A JP 60180958 A JP60180958 A JP 60180958A JP 18095885 A JP18095885 A JP 18095885A JP S6242661 A JPS6242661 A JP S6242661A
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健司 高遠
Toshiro Tojo
敏郎 東條
Yozo Iketani
池谷 陽三
Mitsutoshi Ayano
綾野 光俊
Kiyoshi Shibuya
清 渋谷
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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】 〔概要〕 地気側と電池側とにそれぞれ3個のミラー回路を設けた
LSI化可能の給電回路に於いて、B線、A線に給電す
る各々の給電回路の電圧の差分を検出し、その差分が所
定値以上の場合に、第1のミラー回路の演算増幅器の非
反転入力端子に接続された抵抗を1. / nになるよ
うに切換え、それによって給電抵抗をn倍として給電電
流を制限し、簡単な構成で確実な保護機能を実現させる
ものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、加入者へ通話電流を供給する給電回路に於い
て、加入者線の地絡や混触等の障害による過電流を制限
して、給電回路を保護する給電電流制限回路に関するも
のである。
加入者線が地絡又は混触した時に、給電回路から大電流
が供給されて、集積回路化された給電回路が損傷するこ
とになる。従って、交換機の加入者回路に於ける給電回
路では、加入者線の地絡又は混触を検出して、給電電流
を制限することが必要である。
〔従来の技術〕
従来の電子回路化された給電電流制限回路は、例えば、
第8図又は第9図に示す構成を有するものである。第8
図に於いて、Q、、Q、はトランジスタ、op、、op
oは演算増幅器、Ra しRag、Rb1.Rbo、R
ed、Re、)、Rt、 Rt l、  Rtoは抵抗
、D、、D、はダイオードである。この回路は、地気側
からBvAにトランジスタQ、を介して電流が供給され
、AvAからトランジスタQ。を介して電流が電池側へ
流れるものである。この場合の給電電流は、抵抗Ra 
1゜Rao、  Rb、、  Rbo、Rel、ReO
の関係により定まり、B線、A線に対する給電抵抗Z8
+ZAは、 となる。但し、Rtz、Rbg>>lとするものである
又抵抗Rt、、Rto、Rtの直列回路に電源電圧VI
IBが加えられて、二つの閾値電圧vth。
、Vthoが形成され、ダイオードD、、D、を介して
演算増幅器OP、、OPoの非反転入力端子に加えられ
て、その非反転入力端子電圧が闇値電圧vth、、vt
ho以上に上昇しないようクランプされる。
地気側及び電池側が対称構成であると、A線の最大電位
は(1/2)  ・Vlll+となる。例えば、A線地
絡の状態となると、A線と電池電源との間の電位は、通
常の2倍のVBIIとなり、電流も2倍に増加する。従
って、電池側の給電回路部では、4倍の電力を消費する
ことになる。その場合、演′算増幅器OPoの非反転入
力端子の電圧が闇値電圧vtho以上となると、ダイオ
ードD。が導通し、非反転入力端子電圧を閾値電圧vt
hoにクランプし、A線に供給する電力を制限する。
又第9図に於いて、第8図と同一符号は同一部分を示し
、CC,、CCoは定電流化回路、SB、SAは変換回
路、COMPはヒステリシス特性を有する比較回路、A
BSは絶対値変換回路、DVは駆動回路、Rdは抵抗で
ある。正常の場合のB線、A線に対する給電抵抗は、前
述の第8図の構成と同様である。
この回路は、抵抗Rb、、Rboと演算増幅器op、、
OP、の非反転入力端子との間に定電流化回路CC,,
CC,が接続され、演算増幅器OP、、op、の反転入
力端子に変換回路SB、SAが接続され、変換回路SB
、SAの出力は絶対値変換回路ABSによって絶対値に
変換され、一定の閾値vthと比較回路COMPで比較
され、その比較出力により駆動回路DVは定電流化回路
cc、、CC,を動作させるものである。
B線、A線に流れる電流は抵抗Re 4.Re。
によって電圧として検出されて、変換回路SB。
SAによって電流に変換され、その変換出力はワイヤー
ドオア接続されていることにより引算が行われ、絶対値
変換回路ABSの入力となる。従って、B線、A線に流
れる電流が等しい場合は、絶対値変換回路ABSの入力
は零となる。この絶対値変換回路ABSは、入力された
差電流の絶対値の電流を抵抗Rdに流すもので、この抵
抗Rdによって電圧に変換され、比較回路COMPの一
方の入力となり、他方の入力の闇値電圧vthと比較さ
れる。
地絡又は混触等の障害時は、差電流が大きくなるから、
絶対値変換回路ABSの出力も大きくなり、抵抗Rdに
より変換された電圧は、闇値電圧vthより大きくなる
から、比較回路COMPの出力により駆動回路DVを介
して定電流化回路CC,,CCoが動作させられる。そ
れによって、抵抗Rb、、Rboに流れる電流を定電流
化し、給電電流を一定の値に制限するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述の第8図に示す従来の給電電流制限回路に於いて、
例えば、A線地絡等により、電池側の演算増幅器opo
の非反転入力端子を、ダイオードDoを介して闇値電圧
vthoにクランプして給電電流を制限し、通常の電流
の1.5倍の電流でクランプしたとすると、A線と電池
電源との間の電圧は通常の2倍となっているので、電力
は3倍となる。このように、地絡や混触時に於ける過大
な電力供給を充分に制限することができない欠点があっ
た。
又前述の第9図に示す従来の給電電流制限回路に於いて
は、地絡又は混触が発生した時、定電流化回路CC,,
CC,を動作させるもので、それによって、B線、A線
に供給される電流を通常の給電電流以下に制限すること
も可能であるが、その時に、絶対値変換回路ABSの出
力が減少するから、比較回路COMPの一方の入力が小
さくなって、闇値電圧vth以下となり、駆動回路DV
を介して動作させられた定電流化回路CC,,Ccoは
その動作を停止することになり、再び、大電流が供給さ
れ、それによって、再度定電流化回路cc、、CC,が
動作させられる発振現象が生じる。これを避ける為には
、比較回路COMPをヒステリシス特性を有する構成と
しなければならず、構成が複雑で且つ高価となる欠点が
ある。
本発明は、前述の従来の欠点を改善し、簡単な構成で充
分な保護機能を発揮できるようにすることを目的とする
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の給電電流制限回路は、第1図を参照して説明す
ると、地気側及び電池側はそれぞれ第1乃至第3のミラ
ー回路B0、B1、B2.AO。
AI、A2によって構成されて、B線、A線に給電する
構成を有し、その第1のミラー回路BO。
AOは、コレクタにB線又はA線が接続され、エミ・ツ
タに抵抗Red、Re(1が接続され、ベースに演算増
幅器OP、、OP、の出力端子が接続されたトランジス
タQl、QOと、その演算増幅器○p、、op、の非反
転入力端子に接続された抵抗Ral、Raoとを備えて
いる。
この抵抗Ra it Raoに抵抗切換部R3,。
R3Oを並列に接続して、B線、A線に地絡又は混触が
生じた時に、抵抗RaI、Ra、)との合成抵抗値を1
/nにし、それによって、給電抵抗をn倍として、給電
電流を制限するものである。その為に、B線、A線各々
の給電回路の差電圧を検出する検出部1と、検出された
差電流が所定値以上であるか否か比較して、所定値以上
の時に抵抗切換部R3,,R3,を制御する比較制御部
2とを設けている。
又B線と地気との間及びA線と電池との間の電圧を電流
に変換する抵抗Rb、、Rboが第2のミラー回路Bl
、AIの入力端子に接続され、第3のミラー回路B2.
A2の入力端子間に、抵抗PCI、RCOとコンデンサ
CAl1とが直列に接続されている。地気例の第3のミ
ラー回路B2の出力端子と電池側の第1のミラー回路A
Oの入力端子と接続され、電池側の第3のミラー回路A
2の出力端子と地気側の第1のミラー回路BOの入力端
子と接続され、又地気側の第3のミラー回路B2の入力
端子と電池側の第2のミラー回路A1の出力端子と抵抗
Rclを介して接続され、電池側の第3のミラー回路A
2の入力端子と地気側の第2のミラー回路B1の出力端
子と抵抗RcOを介して接続されている。又地気側と電
池側との第2のミラー回路Bl、AIの出力端子が相互
に接続されると共に検出部1と接続されている。
B線とA線とに流れる電流が相違すると、各々の給電回
路の電圧が相違し、第2のミラー回路B1、A1に入力
される電流が相違する為、ミラー回路の出力端子に流れ
る電流が相違し、その差の電流が検出部1に流れる。こ
の差電流の検出信号を比較制御部2に加えて所定値と比
較し、所定値以上の場合に地絡又は混触が生じたと判定
して抵抗切換部R3+、R3oを制御し、抵抗Ra 1
゜Raoと並列に抵抗を接続して合成抵抗を1 / n
にする。それによって、給電抵抗がn倍となる。
又電池側の第3のミラー回路A2の共通端子には、電池
電源電圧■、を安定化した電圧v2を印加し、電源ノイ
ズによる影響を除去している。
〔作用〕
地絡又は混触が発生ずると、B綿とA線とに流れる電流
の差が大きくなり、この差分を検出部1で検出する。即
ち、第2のミラー回路B1.Alの入力端子には、抵抗
Rb、、Rboを介してB線、A線の電位に対応した電
流が流れ、正常時には、はぼ同じ電流が流れるので、第
2のミラー回路Bl、Atの相互に接続した出力端子に
ほぼ同じ電流が流れ、検出部1に流れ込む電流、換言す
ると、差電流はほぼ零となる。しかし、地絡又は混触が
生じた時は、B線、A線に流れる電流の差分が大きくな
り、検出部1に流れ込む電流も大きくなる。この差電流
を検出部1で検出して、比較制御部2に加える。
比較制御部2は、所定値と検出した電流の差分とを比較
し、所定値以上の場合には、地絡又は混触と判定して、
抵抗切換部R3,,R3,を制御し、抵抗Ral、Ra
gに並列に抵抗を接続し、合成抵抗を1 / nにする
。それによって、給電抵抗はほぼn倍に大きくなるから
、給電電流を制限して、給電回路を保護することができ
る。又給電抵抗がn倍となった後にも、B綿、A線各々
の給電回路の差電圧は零とはならないので、比較制御部
2に於ける比較手段は、単純な比較回路で実現できるも
のである。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。
第2図は本発明の実施例を示し、第1図と同一符号は同
一部分を示す。抵抗Rf、、Rro及びRg+、Rgo
とトランジスタQrI、Qrgとによって抵抗切換部R
3,,R3oが構成され、絶対値変換回路ABSと抵抗
Rdとによ、って検出部1が構成され、比較回路CM 
Pと駆動回路1) Vとによって比較制御部2が構成さ
れている。
このような電流制限を行う構成を除いたLSI化給電回
路を第3図に示す。同図に於いて、地気側と電池側との
第1のミラー回路BO,AOは、B線又はA線にコレク
タが接続され、エミッタ略こ抵抗Re 1.Reoが接
続され、ベースに演算増幅器op、、opoの出力端子
が接続されたトランジスタQ1.Q、と、前記演算増幅
器OP、。
OP、の非反転入力端子(+)に接続された抵抗Rag
、Ragとから構成されており、又演算増幅器OP、、
OP、の反転入力端子はトランジスタQ、、Qoのエミ
ッタに接続され、トランジスタQ、、Qoのコレクタを
出力端子、演算増幅器OP、、OP、の非反転入力端子
を入力端子とした等価的なミラー回路である。
文筆2のミラー回路Bl、AIの入力端子に、抵抗Rt
)+、Rboを介してB線、A綿が接続され、地気側の
第2のミラー回路B1の出力端子は電池側の第3のミラ
ー回路A2の入力端子に抵抗RCoを介して接続され、
電池側の第2のミラー回路A1の出力端子は地気側の第
3のミラー回路B2の入力端子に抵抗Relを介して接
続され、コンデンサC□が抵抗Rcl、Rcg間に接続
されている。又地気側の第3のミラー回路B2の出力端
子が電池側の第1のミラー回路AOの入力端子に接続さ
れ、電池側の第3のミラー回路A2の出力端子が地気側
の第1のミラー回路BOO入ツノ端子に接続されている
。又電池側の第3のミラー回路A2の共通端子は、安定
化電圧■2が印加され、電池電源電圧VBBが変動する
電源ノイズによる影響を除いている。
地気とB線との間の電圧■8は、抵抗Rb、により、電
流■□=VIl/Rb1に変換され、電流比1の第2の
ミラー回路B1から抵抗Rco=電池側の第3のミラー
回路A2を通り、抵抗Ralに加えられる。従って、B
線側の給電抵抗ZBは、Zm =Rb 1 ・Re +
/Ra Iで表される。同様に、A線側の給電抵抗ZA
も、ZA−Rbo。
Reo/Raoで表される。
B線、A線に差動信号(通話信号)が加えられた時は、
第2のミラー回路Bl、AlからコンデンサーC□の両
端に差動信号が加えられるので、その差動信号はコンデ
ンサCAl1によってバイパスされることになり、第3
のミラー回路B2.A2には入力されない。従って、差
動信号に対して無関係に第1のミラー回路BO,AOか
ら電流を供給することができるから、差動信号に対して
高インピーダンスを示すものとなる。
又同相信号(誘導ノイズ)に対しては、コンデンサCA
l1の両端に同じ電圧が印加される状態となるから、コ
ンデンサC□が接続されていない回路状態となり、第3
のミラー回路B2.A2に同相信号による交流成分が流
れ、それによって第1のミラー回路BO,AOにも交流
成分が流れることになり、同相信号に対して低インピー
ダンスを示すものとなる。
又第11図はミラー回路を示し、(alに示す入力端子
INと出力端子OUTと共通端子Cとを有するミラー回
路は、(b)又は(C)に示す回路構成を有するもので
ある。(blの回路は、入力端子INに接続されたトラ
ンジスタQaと、出力端子OUTに接続されたトランジ
スタQbとのベースが共通に入力端子INに接続され、
トランジスタQa、Qhのエミッタは、抵抗R,,R2
を介して共通端子Cに接続されている。又(C)の回路
は、(b)に示す回路に対して、トランジスタQa、Q
bのベース電流を補償する為のトランジスタQeを接続
し2.更に、トランジスタQa、Qbの電流増幅率り、
FEO不足を補償すると共に、トランジスタQbのアー
リー効果による変動を抑える為のトランジスタQdを接
続したものである。
又第5図は絶対値変換回路ABSの一例を示すものであ
り、トランジスタQf、Qgとミラー回路CMIとから
構成され、端子■が入力端子、端子■が電源端子、端子
■が出力端子となり、第2図に於ける端子■〜■に対応
するものである。この回路は、例えば、入力端子■に電
流が流入すると、トランジスタQgを介して電流比1の
ミラー回路CMIの入力端子にその電流が流入し、ミラ
ー回路CMIの出力端子に同一の電流が流入する。従っ
て、出力端子■乙ご入力端子■と同一の電流が流入する
。反対に、入力端子■から電流が流出する場合は、トラ
ンジスタQfを介し2て出力端子■から入力端子■の方
向へ電流が流れることになる。従って、入力端子■の電
流方向と関係なく、その電流と同一の電流が出力端子■
から流入することになる。即ち、電流の方向が一定化(
絶対値化)されることになる。
又第6図は比較回路CMPと駆動回路DVとの一例を示
すものであり、端子■〜■は第2図に於ける端子■〜■
に対応するものである。比較回路CMPは、トランジス
タQh、Qi、Qjと定電流源CIとから構成され、端
子■に抵抗Rd (第2図参照)による電圧が印加され
、端子■に閾値電圧vthが印加される。又駆動回路D
Vは、トランジスタQk、Qffと電流比1のミラー回
路CM2とから構成され、端子■は地気側のトランジス
タQr+(第2図参照)に接続され、端子■は電池側の
トランジスタQrO(第2図参照)に接続されている。
絶対値変換回路ABSの出力が小さい場合は、比較回路
CMPのトランジスタQhがオン状態となり、トランジ
スタQi、Qjがオフ状態となって、駆動回路DVのト
ランジスタQk、QNがオフ状態となるから、抵抗切換
部を構成するトランジスタQrI、Qrgはオフ状態と
なって、所定の給電抵抗で給電される。反対に地絡や混
触によって絶対値変換回路ABSの出力が大きくなった
場合は、比較回路CMPのトランジスタQ hがオフと
なり、トランジスタQi、Q、jはオンとなるから、駆
動回路DVのトランジスタQk、QI2はオンとなり、
抵抗切換部を構成するトランジスタQrl、QrOはオ
ン状態出なり、抵抗Ra l+Ra(1に並列に抵抗R
f、、Rfoが接続されることになり、合成抵抗が1/
nとなるから、給電抵抗はn倍となる。
第7図は地絡時電位分布説明図であり、fa)は正常時
で、給電抵抗ZB ””Rb I’ Re +/Ra 
I、ZA =Rbo−Re□ /Raoにより、加入者
線側の抵抗RLに給電される。(b)に示すように、A
線が地絡抵抗R0により接地された場合は、A綿と電池
電源との間の電圧■。と、B綿と接地との間の電圧■8
との差が、地絡抵抗Rcが小さい程大きくなる。
この電圧V、、V、の差に対応して、第2図に於ける第
2のミラー回路Bl、AIに流れる電流に差が生じ、相
互に接続した出力端子から絶対値変換回路ABSに差分
に対応した電流が流れる。
この場合は、VA>V、となるから、電池側の第2のミ
ラー回路A1に流れ込む電流が多くなり、絶対値変換回
路ABSの端子■から電流が流れ出すことになる。その
電流は抵抗Rdに流れるから、比較回路CMPの端子■
に印加される電圧が上昇する。この端子■の電圧が端子
■の閾値電圧Vthより太き(なると、比較回路CMP
の出力により駆動回路DVは、抵抗切換部のトランジス
タQrl、QrOをオンさする。それによって、抵抗R
aI、Raoに並列に抵抗Rf、、Rfoが接続され、
合成抵抗がRa I/n、、Rao/nとなる。それに
よって、給電抵抗2B  ’ +  ztt ゛は、Z
g  ’=Rb1・Re1・n/Ra 1、ZA ’−
RbO−Reg −n/Ra6となり、正常時の給電抵
抗のn倍となる。
第7図の(C)は給電抵抗をn倍とした場合の電圧分布
を示し、A線と電池電源との間の電圧VA 1と、B線
と接地との間の電圧V8 “との差が更に大きくなる。
即ち、IVA  ’−Vll  ’ l>IVAvll
 lとなり、一旦給電抵抗をn場合とした後は、地絡又
は混触が解消しない限り、その状態を維持することにな
る。従って、ヒステリシス特性の比較回路を用いること
なく、ヒステリシス特性を持たせることができ、簡単な
構成の比較回路CMPで充分となる。
本発明は前述の実施例の構成のみに限定されるものでは
なく、種々変更し得るものである。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、ミラー回路によって給
電を行う構成としたことにより、LSI化が容易となり
、更に、地絡又は混触時に、B線、A線に給電する各々
の給電回路の電圧差分を検出して、給電抵抗をn倍とし
、それによって、給電電流を制限するものであり、簡単
な構成で、地絡又は混触時の給電回路の保護を確実に行
うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の実施例
の給電電流制限回路、第3図はLSI化給電回路、第4
図(a)〜(C)はミラー回路、第5図は絶対値変換回
路、第6図は比較回路及び駆動回路、第7図(a)〜(
C1は地絡時電位分布説明図、第8図及び第9図は従来
例の給電電流制限回路を示すものである。 1は検出部、2は比較制御部、B0、B1、B2は地気
側の第1.第2.第3のミラー回路、八〇、AI、A2
は電池側の第1.第2.第3のミラー回路、Q、、Qo
はトランジスタ、○PI。 OPoは演算増幅器、Rag、Rao、Rb、。 Rb o、  RCH、RCo、  Re 1 、  
Re oは抵抗、R31,R5Oは抵抗切換部、cAI
lはコンデンサである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 地気側と電池側とにそれぞれ第1乃至第3のミラー回路
    (B0、B1、B2)、(A0、A1、A2)を設けて
    、B線、A線に給電する給電回路に於いて、 B線又はA線にコレクタが接続され、エミッタに抵抗(
    Re_1、Re_0)が接続され、ベースに演算増幅器
    (OP_1、OP_0)が接続されたトランジスタ(Q
    _1、Q_0)と、前記演算増幅器(OP_1、OP_
    0)の非反転入力端子に接続された抵抗(Ra_1、R
    a_0)とからなる前記第1のミラー回路(B0、A0
    )と、 前記第2のミラー回路(B1、A1)間に流れる電流の
    差分を検出する検出部(1)と、 該検出部(1)で検出された差分が所定値以上か否か比
    較し、所定値以上の時に制御信号を出力する比較制御部
    (2)と、 該比較制御部(2)からの制御信号によって、前記演算
    増幅器(OP_1、OP_0)の非反転入力端子に接続
    された抵抗(Ra_1、Ra_0)と並列に抵抗を接続
    する抵抗切換部(RS_1、RS_0)とを備えた ことを特徴とする給電電流制限回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63314061A (ja) * 1987-06-17 1988-12-22 Fujitsu Ltd 給電電流制御回路
JPH0396194A (ja) * 1989-09-08 1991-04-22 Fujitsu Ltd 直流給電系及びファントム給電系
US11635247B2 (en) 2017-08-29 2023-04-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Refrigerator

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