NL8100242A - Overspanningsbeveiliging van een lijncircuit. - Google Patents

Description

l i EHN 9939 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Overspanningsbeveiliging van een lijncircuit"

De uitvinding heeft betrekking qp een stuur trap voor een abonneecircuit on in twee richtingen stroon aan een van de aders van een abonneelijn te leveren bevattende een eerste voedingsklem voor het toevoeren van een voedingsstrocm aan de stuurtrap en een tweede voedings-5 kien voor het onttrekken van een voedingsstrocm aan de stuurtrap.

Een dergelijke inrichting, welke wordt toegepast in tele-foniesystemen, is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage nr.

7903664.

De stuurtrap bevat twee uitgangstransistoren die ver-10 bonden zijn met een ader van een abonneelijn. De stuurtrap ontvangt voedingsstrocm uit een voedingsbron waarvan een aansluiting een positieve spanning heeft t.o.v. een referentiepotentiaal, de z.g. systeemaarde, en waarvan de andere aansluiting een negatieve spanning heeft t.o.v. de systeemaarde. Het gevolg hiervan is dat de spanning op de betreffende 15 ader van de abonneelijn onder ongestoorde bedrijfsomstandigheden een waarde heeft die ligt tussen die van de positieve en de negatieve voedingsspanning. De abonneelijn kan door inwerking van buitenaf, zoals b.v. hlikseminducties of kortsluiting met het lichtnet, op een overspanning van b.v. 2000 V gebracht warden. Hierdoor kan de stuurtrap en 20 verdere daarmee gekoppelde apparatuur beschadigd worden.Een bekende wijze van beveiligen hiertegen is het aanbrengen van een protectiecir-cuit, hier te noemen het primaire protectiecircuit, tussen elk van de aders van de abonneelijn en een beveiligingsaarde afzonderlijk en tussen de aders van de abonneelijn onderling. Deze beveiliging is 25 niet afdoende doordat de stroom die door de protectie naar. de beveiligingsaarde loopt in combinatie net de serieiirpedantie van de protectie nog een resterende overspanning veroorzaakt op de stuurtrap.

Deze resterende overspanning kan schade aanrichten aan de stuurtrap, i.h.b. indien deze in geïntegreerde vorm is uitgevoerd.

30 De uitvinding beoogt beschadiging door resterende over- .

spanning doeltreffend te voorkomen op een eenvoudige wijze. Deze be-schermingswijze is in het bijzonder geschikt voor stuurtrappen van abonneecircuits die geheel of gedeeltelijk in geïntegreerde vorm zijn 31 ü0 24 2 i λ ( r PHN 9939 2 uitgevoerd; tevens is deze beschermingswijze onafhankelijk van de uitvoeringsvorm van de geïntegreerde circuits, zowel naar structuur als naar de gebruikte integratietechnologie. De stuur trap van de in de aanhef vermelde soort is volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat er 5 een overspanningsbeveiliging aanwezig is bevattende een eerste diode aangesloten tussen de eerste voedingsklem en de stuurtrap via welke diode de voedingsstrocm aan de stuurtrap wordt toegevoerd en een tweede diode aangesloten tussen de tweede voedingsklem. en de stuurtrap via welke diode de voedingsstrocm wordt af gevoerd, zodanig dat beide dioden nor-10 maliter de voedingsstroom geleiden. Deze plaatsing van de dioden bewerkstelligt dat bij een overspanningsstoring geen strocm kan lopen In tegenrichting door de bas is-collectorovergang van een der conplemen-taire eindtransistoren van de versterker die deel uitmaakt van de stuurtrap, in het geval dat de basissen onderling zijn doorverbonden. Het 15 gevolg van het blokkeren van deze stroomweg is dat de andere eind transistor in dat geval geen stroom meer kan geleiden, doordat zijn basis-stroom nul is. Het voordeel van deze plaatsing van de dioden is dan ook dat de beide eindtransistoren beschermd zijn zowel tegen beschadiging door tegengeleiding als tegen beschadiging door te grote strocm in de 20 geleidingsrichting. In het geval dat de basisssen niet met elkaar zijn verbonden zou het mogelijk zijn dat een stroomweg via een der trans is toren ontstaat door emitter-basisdoorslag en tegengeleiding.

Het gevolg hiervan zou zijn dat er strocm kan lopen door de centrale voedingsbron van het telefoniesysteem in een richting tegengesteld 25 aan die onder normale bedrijfsomstandigheden.

Een ander voordeel, zowel in het geval van verbonden basissen als in het geval van niet verbonden basissen, is dan ook dat de genoemde dioden verhinderen dat er tegenstroom kan Iepen door de centrale voedingsbron van het telefoniesysteem. Een ten gevolge daarvan optredende 30 verhoging van de klemspanning van de voedingsbron, die beschadiging van erop aangesloten apparatuur ten gevolge heeft, wordt zodoende eveneens vermeden.

Het aanbrengen van de genoemde dioden verhindert in geval van overspanning stroomgeleiding door de eindtransistoren net verbonden 35 basissen. Hierdoor kan zich over deze trans is tor en een spanning opbouwen die doorslag in de emitter-collectorbaan veroorzaakt waardoor schade ontstaat. Bij eindtransistoren met niet verbonden basissen bestaat ook gevaar voor basis-emitterdoorslag in geval van overspanning. Voor beide 8100242 EHN 9939 3 t t l 1 configuraties is daarcm de stuurtrap van de in de aanhef vermelde soort volgens een verdere maatregel volgens de uitvindingö.daardcor gekenmerkt dat de beveiligingsinrichting een derde diode hevat welke met een zijde gekoppeld is met de niet met de eerste voedingsklem ver-5 bonden zijde van de eerste diode en met de andere zijde verbonden is met de uitgang van de versterker, dat de beveiligingsinrichting een vierde diode bevat welke net een zijde gekoppeld is met de niet met de · tweede voedingsklem verbonden zijde van de tweede diode en met de andere zijde verbonden is met de uitgang van de versterker en welke derde en vierde 10 diode normaliter sperren. Deze beide dioden beperken het spanningsverschil over de eindtrans is toren tot maximaal de diodedoorlaagspanning waardoor tegengeleiding en/of basis-emitterdoorslag en de schade tengevolge daarvan voarkanen wordt. De stuurtrap van de in de aanhef vermelde soort is voorzien van een externe uitgangsweerstand en deze stuurtrap 15 is volgens een verdere maatregel volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de beveiligingsinrichting een eerste spanningsbegrenzend element bevat hetwelk aangesloten is tussen die zijde van de derde diode, die niet met de uitgang van de versterker is verbonden en een punt met een constante potentiaal en dat de beveiligingsinrichting een tweede 20 spanningsbegrenzend element bevat hetwelk is aangesloten tussen die zijde van de vierde diode, die niet met de uitgang van de versterker is verbonden en een ander punt met een constante potentiaal. Deze configuratie biedt een dubbel voordeel. Enerzijds kan elektrische lading gepaard gaande aan een overspanning door een der spanningsbegrenzende elementen 25 afgevoerd worden. Anderzijds kan een vruchtbaar gebruik gemaakt worden van de aanwezigheid van de externe uitgangsweerstand van de versterker.

Dit gebeurt doordat in de strocmafvoerweg gevormd door de externe uitgangsweerstand , de derde of vierde diode en het eerste resp. tweede spanningsbegrenzende element vrijwel de gehele resterende overspanning 30 over de externe uitgangsweerstand valt zodat de uitgang van de stuurtrap is beveiligd tegen overspanning.

De stuurtrap van de in de aanhef vermelde soort is volgens een nadere maatregel volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de derde diode verbonden is met de eerste diode, dat de vierde diode ver-35 bonden is met de tweede diode, dat de beveiligingsinrichting een eerste spanningsbegrenzend element bevat hetwelk met een zijde verbonden is met een punt van constante potentiaal en hetwelk met de andere zijde gekoppeld is met de uitgang van de versterker via een vijfde diode 8100242 PHN 9939 4

V

en dat de beveiligingslnrichting een tweede spanningsbegrenzend element bevat hetwelk met een zijde verbonden is met een ander punt van constante potentiaal en hetwelk met de andere zijde gekoppeld is met de uitgang van de versterker via een zesde diode/ zodanig dat de vijfde en zesde 5 diode normaliter sperren * De rechtstreekse verbinding van de derde diode met de eerste diode en van de vierde diode met de tweede diode is van voordeel indien de stuurtrap geheel of gedeeltelijk in een geïntegreerde vorm is uitgevoerd waarbij de componenten geïsoleerd zijn van het substraat via een z.g. junctie-isolatie. De vierde diode heeft 10 dan als extra beveiligende functie het verhinderen van het in geleiding komen van de dioden welke gevormd worden door de overgangen tussen het substraat en de daarin gelegen componenten. Deze geleiding kan zich voordoen bij een negatieve overspanning. De vierde diode moet dan zodanig gedimensioneerd zijn dat hij bij een lagere spanning in geleiding komt 15 dan de dioden in het geïntegreerde circuit.

In geval van overspanning kan de daarmee gepaard gaande lading worden af gevoerd via de vijfde diode en het eerste spaningsbe-grenzende element of via de zesde diode en het tweede spanningsbegren-zende element. Ook hier ontstaat door de combinatie van de externe uit-20 gangsweerstand/ de vijfde of zesde diode en het eerste resp. tweede spanningsbegrenzende element een extra beveiliging van de uitgang van de stuurtrap.

De stuurtrap van de in de aanhef vermelde soort is volgens een verdere maatregel volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat er 25 een zevende diode aanwezig is welke aangesloten is tussen de signaal niet-inverterende ingang van de versterker en het verbindingspunt van het eerste spanningsbegrenzende element met de vijfde diode en dat er een achtste diode aanwezig is welke is aangesloten tussen de signaal niet-inverterende ingang van de versterker en het verbindingspunt van 30 het tweede spanningsbegrenzende element met de zesde diode en welke zevende en achtste diode zodanig zijn geschakeld dat ze normaliter ' sperren. Tussen de abonneelijn en de signaal niet-inverterende ingang bevindt zich een terugkoppelweerstand. Een overspanningsstoring op de abonneelijn kan via deze terugkoppelweerstand schade veroorzaken aan 35 halfgeleiders die zijn cpkoppeld met de signaal niet-inverterende ingang van de· versterker. Met behulp van de genoemde terugkoppelweerstand begrenzen de zevende en achtste diode de spanning op de signaal niet-inverterende ingang tot een interval van waarden dat de positieve en de 81 00 24 2 ESN 9939 5 9 * t ï negatieve voedingsspanning als grenzen heeft. Doordat een geleidende diode een zeer lage weerstand heeft valt vrijwel de gehele overspanning over de genoemde tergukoppelweerstand. Het voerdeel van de hier gebruikte configuratie ligt in het nuttige additieve gebruik dat hierbij gemaakt 5 wordt van de reeds aanwezige terugkoppelweerstand.

De mogelijkheid bestaat dat stuurtrappen worden beschadigd door een overspanningsverschil tussen de aders van een abonneelijn waarop de stuurtrappen zijn aangesloten. Dit overspanningsverschil kan een zodanige grootte hebben dat de protecties van ieder der stuurtrappen 10 apart daarop niet aanspreken. Teneinde de nadelen die hiervan het gevolg zijn te elimineren is er een inrichting aanwezig die een op iedere ader van een abonneelijn aangesloten stuurtrap volgens een der conclusies 3/ 4, 5 of 6 bevat en die daardoor gekenmerkt is dat deze inrichting tenminste een derde spanningsbegrenzend element bevat waarvan een zijde 15 is verbonden met die zijde van het eerste spanningsbegrenzende element welke zijde niet verbonden is met een punt van constante potentiaal en waarvan de andere zijde is gekoppeld-jonet die zijde van het tweede spanningsbegrenzende element, welke zijde niet is verbonden met een punt van constante potentiaal. Het voordeel van deze plaatsing van het 20 derde spanningsbegrenzende element is dat dit element fungeert als beveiliging tegen een overspanningsverschil tussen de twee aders van een abonneelijn waarbij het eerste en het tweede spanningsbegrenzende element door de twee stuurtrappen gezamenlijk worden gebruikt.

De uitvinding en haar voordelen worden aan de hand van 25 deinde figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden nader toegelicht waarbij overeenkomstige componenten in de verschillende figuren met dezelfde verwijzingscijfers warden aangeduid.

Figuur 1 toont een eerste uitvoeringsvorm van de stuurtrap met de diodebeveiligingsinrichting volgens de uitvinding; 30 Figuur 2 toont een andere uitvoeringsvorm van de stuur trap met diodebeveiligingsinrichting volgens dê uitvinding;

Figuur 3 toont een lijncircuit bevattende twee stuurtrappen volgens de uitvinding waarbij de stuurtrappen zijn beschermd tegen een overspanningsverschil op de aders van de abonneelijn.

35 Figuur- 4 toont een ander lijncircuit bevattende twee stuurtrappen volgens de uitvinding waarbij de stuurtrappen eveneens zijn beschermd tegen een overspanningsverschil qp de aders van de abonneelijn.

8100242 FHN 9939 "6 * k * *

De uitvoeringsvorm van de stuurtrap zoals weergegeven in de figuren 1 en 2 bevat een versterker 1 die ten doel heeft het toevoeren respectievelijk onttrekken van de stroom aan een ader 8 van een abonneelijn. De eindtrap van deze versterker 1 bevat twee complementaire 5 transistoren 4 en 5 die als emittervolgers zijn geschakeld. De collector van transistor 4 is verbonden met strocmtoevoerklem 1-1 via welke voedingsstroöm wordt toegevoerd aan versterker 1; de collector van transistor 5 is verbonden met •stroomafvoerklem 1-2 via welke de voedings-stroom wordt afgevoerd van versterker 1. De emitters van de transistoren 10 4 en 5 zijn met elkaar en met de uitgang 10 van de versterker 1 verbonden.

In figuur 1 zijn de basissen van de transistoren 4 en 5 verbonden met elkaar en met een aanstuurschakeling die niet in de fit-guur is weergegeven. De spanning waarop deze aanstuurschakeling de genoemde basissen kan brengen kan niet hoger worden dan de positieve 15 voedingsspanning en niet lager dan de negatieve voedingsspanning. De versterker 1 heeft een signaalinverterende ingang die met de versterker-uitgang 10 is verbonden en een signaal niet-inverterende ingang die via een nog nader te beschrijven weerstand 15 met de abonneelijn 8 is-gekoppeld. De abonneelijn 8 is via de externe uitgangsweerstand 9 met de 20 versterkeruitgang 10 gekoppeld. Er zij qp deze plaats opgemerkt dat onder een positieve respectievelijk negatieve overspanning verstaan wordt een spanning op de abonneelijn die hoger is dan de positieve voedingsspanning of lager dan de negatieve voedingsspanning. Er is een niet in de figuren weergegeven primair protectie circuit aanwezig dat over-25 spanningen zo goed mogelijk reduceert. Doordat dit primaire protectie circuit een serieimpedantie naar aarde heeft waardoor de overspannings-stroom loopt, kan er op de ader 8 van de abonneelijn nog een.resterende overspanning aanwezig zijn. Ingeval van een positieve resterende overspanning die vanaf de abonneelijn 8 via de uitgangsweerstand 9 op 30 de versterkeruitgang 10 komt, zal de spanning van de basissen van de transistoren 4 en 5 bij oplopende overspanning aanvankelijk door de aanstuurschakeling ongeveer gelijk gemaakt worden, aan de positieve voe-dingsspaning. Bij verder stijgende overspanning op de versterkeruitgang 10 kan de aanstuurschakeling niet meer als zodanig functioneren; boven-35 dien onttrekt en levert zij praktisch gezien geen strocra meer aan de basissen. De emitter van transistor 5 heeft dan een hogere spanning dan de bijbehorende basis die weer een hogere spanning heeft dan de bijbehorende collector, zodat de ENP-transistor 5 stroom geleidt via de 8100242

* 1 ? I

PHN 9939 7 emitter-collectorbaan naar de negatieve voedingsspanning. Van deze strocm vloeit een zékere fractie, die bepaald wordt door de strocmver-sterkingsfactor van transistor 5, van de basis van transistor 5 naar de basis van transistor 4. De basis-collectordiode van transistor 4 is 5 voor deze stroomrichting geleidend en de genoemde stroomfractie kan zodoende via de lage weerstand van deze geleidende diode afvloeien naar de positieve voedingsspanning. Van transistor 4 heeft bij overspanning de emitter een hogere spanning dan de basis die weer een hogere spanning heeft dan de bijbehorende collector, terwijl de basis-collector-10 diode strocm geleidt. Hierdoor komt de hasis-emitterdiode in tegengelei-ding. De basisstranen van beide trans is toren 4 en 5 zijn vrijwel gelijk zodat hun collectorstrcmen van dezelfde grootte orde zullen zijn. De mogelijkheid van een stroomweg van de basis van transistor 5 naar de positieve zijde van de voedingsbron is cm meerdere redenen niet ge-15 wenst. Ten eerste is de stroom die uit de basis van transistor 5 loopt bepalend, via de strocmversterkingsfactor van deze transistor, voor de emitter- en collectorstrocm van deze transistor, hetzelfde geldt voor transistor 4. De mogelijkheid van een vrijwel ongehinderd afvloeien van de basisstrocm houdt de mogelijkheid van zeer grote emitter- en 20 collectorstrcmen in waardoor de trans is tor en 4 en 5 beschadigd kunnen worden. Ten tweede verkeert in het onderhavige geval transistor 4 in een geleidingstoestand waarvoor hij niet ontworpen is, welke situatie de kans op beschadiging van transistor 4 aanzienlijk doet toenemen. Tenslotte kan een strocm die de voedingsbron aan de positieve zijde in 25 gaat een klemspanningsverhoging van die bron veroorzaken die andere cp de voedingsbron aangesloten apparatuur kan beschadigen. Teneinde deze ongewenste stroomweg te blokkeren is een diode 6 met strocmtoe-voerklem 1-1 van de versterker verbonden zodanig dat alleen stroomr geleiding in de richting vanaf diode 6 naar de stroomtoevoerklem 1-1 30 plaats vindt. Het voordeel hiervan is dat verhinderd wordt dat strocm door de basis-collectordiode van transistor 4 kan lopen; hierdoor is ook de bas iss troon van transistor 5 vrijwel gelijk nul geworden zodat er nog hoogstens een zeer beperkte strocm via de emitter-collector baan van transistor 5 kan lopen. Plaatsing van diode 6 biedt dus bescherming 35 aan transistor 4 en 5 tegen beschadiging door positieve overspanning qp de versterkeruitgang 10 en biedt tevens bescherming aan de overige apparatuur die is aangesloten op de centrale voedingsbron tegen overspanning via deze bron. Een vergelijkbare bescherming biedt diode 7 8100242 ΕΉΝ 9939 8 i t tegen negatieve overspanningen. Deze diode 7 is aangesloten aan strocm-afvoerklem 1-2, zodanig dat alleen stroamgeleiding in de richting vanaf de strooraafvoerklera 1-2 naar de diode 7 kan plaatsvinden. Overigens functioneert diode 7 ten opzichte van negatieve overspanningen hetzelfde 5 als diode 6 ten opzichte van positieve overspanningen.

In het geval dat de basissen van de transistoren 4 en 5 niet direct met elkaar zijn verbonden (zoals in fig. 2) ontstaat de stroomweg niet via het bovenbeschreven geleidingsmechanisme. In dit geval echter zal bij voldoende hoge positieve overspanning doorslag 10 in de basis-emitterdiode van transistor 4 optreden, waardoor stroon naar de positieve zijde van de voedingsbron zou kunnen lopen. Dit wordt nu door diode 6 verhinderd; diode 7 heeft ook in dit geval weer een vergelijkbare functie.

In geval van een positieve overspanning op de versterker-15 uitgang 10 bevindt zich de basis-emitterdiode van transistor 4 in gesperde toestand. Doorslag in deze diode doet transistor 4 kapot gaan. Teneinde de doorslag veroorzakende spanning over transistor 4 te beperken is tussen de emitter van transistor 4 en de stroomtoevoerklem 1-1 een diode 11 aangebracht, zoals getoond wordt in fig. 2. Een zijde van 20 diode 11 is met de versterkeruitgang 10 verbonden, de andere zijde met · stroomtoevoerklem 1-1. De doorlaatrichting van diode 11 is van de versterkeruitgang 10 naar de strocmtoevoerklem 1-1. Doordat diode 11 qp de bovenbeschreven wijze is aangebracht kan de spanning tussen de emitter en de collector van transistor 4 in geval van positieve over-25 spanning niet groter worden dan de doorlaatspanning van diode 11. In het genoemde geval zijn de basisspanning en de collectorspanning van transistor 4 vrijwel gelijk aan elkaar zodat het spanningsverschil tussen de basis en de emitter van transistor 4 niet groter wordt dan de doorlaatspanning van diode 11, zodat basis-emitterdoorslag in transistor 4 30 voorkomen wordt. Ter beveiliging tegen doorslagen, i.h.b. in transistor 5, als gevolg van negatieve overspanning op de versterkeruitgang 10 is diode 12 aangebracht. Een zijde van diode 1 is verbonden met de versterkeruitgang 10, de andere zijde met stroonafvoer 1-2.

Ten aanzien van negatieve overspanningen op uitgang 10 vindt doorslag-35 bescherming door diode 12 op dezelfde wijze plaats als dat gebeurt door diode 11 ten aanzien van positieve overspanningen. Het voordeel van deze wijze van doorslagbescherming ligt in de grote eenvoud, welke eenvoud bovendien de bedrijfszekerheid bevordert.

8100242 ΕΗΝ 9939 9 * ? ί

Er zij op gewezen dat de mogelijkheid bestaat tussen diode 11 en stroantoevoerklem 1-1 in serie met diode 11 een nog nader te beschrijven diode 18 te plaatsen, zoals getoond in fig. 1. Deze diode 18, die in dezelfde zin is geschakeld als diode 11, heeft geen 5 beperkende invloed op de beveiligende werking van diode 11. Het spanningsverschil tussen de basis en de emitter van transistor 4 heeft nu de son der doorlaatspanningen van de dioden 11 en 18 als maximum, hetgeen niet bezwaarlijk is. Evenzo bestaat de mogelijkheid een diode 19 te plaatsen tussen diode 12 en strocmafvoerklera 1-2 in serie met 10 diode 12. Voor deze diode 19 geldt ten opzichte van diode 12 en transistor 5 hetzelfde als voor diode 18 ten opzichte van diode 11 en transistor 4.

On in geval van een overspanningsstoring op de abonnee-lijn 8 ladingsafvoer mogelijk te maken is de beveiligingsinrichting 15 van de stuurtrap voorzien van twee spanningsbegrenzende elenenten 13 en 14. Voor de uitvoering van deze spanningsbegrenzende elementen staan meerdere mogelijkheden ter beschikking zoals b.v. spanningsaf-hankelijke weerstanden, VDR's genaamd, of zenerdioden. Zonder afbreuk te doen aan de toepasbaarheid van zenerdioden wordt er voor de verdere 20 beschrijving gemakshalve van uit gegaan dat als spanningsbegrenzende elementen VDR's worden toegepast.

In figuur 1 is de VDR 13 aangesloten tussen een eerste punt van constante potentiaal en die zijde van diode 11 die niet met de versterkeruitgang 10 is verbonden; de VDR 14 is aangesloten tussen 25 een tweede punt van constante potentiaal en die zijde van diode 12 die niet met de versterkeruitgang 10 is verbonden. Ms aanspreekspanning van een VDR wordt nu gedefinieerd die spanning over de VDR waarbij de differentiële weerstand van de VDR een waarde heeft die een vastgesteld aantal malen zo klein is als de waarde van de uitgangsweerstand 9. De 30 VDR 13 wordt zo gekozen dat zijn aanspreekspanning ongeveer gelijk is aan de nominale positieve voedingsspanning, de VDR 14 zo, dat zijn aanspreekspanning ongeveer gelijk is aan de absolute waarde van de nominale negatieve voedingsspanning. Het nut van de VDR's 13 en 14 ligt daarin, dat zij ingeval van een overspanningsstoring op de abonneelijn 35 de elektrische lading waarmee de storing gepaard gaat onmiddellijk afvoeren. Hierdoor neemt de overspanning af. Een bijkanend voordeel van het aanbrengen van de VDR's 13 en 14 is dat hiermee een extra protectie naast de primaire protectie van het lijncircuit ontstaat. In het geval 8100242

Tv EHN 9939 10 dat bij een resterende positieve overspanning op de abonneelijn 8 de spanning op de versterkeruitgang 10 de aanspreekspanning van VDR 13 overschrijdt, is de differentiële weerstand van diode 11 en VDR 13 veel lager dan de waarde van weerstand 9. Verreweg het grootste gedeelte 5 van de overspanning valt.dan over weerstand 9, waardoor de versterkeruitgang tegen overspanning beveiligd is. Eenzelfde functie als diode 11 en VDR 13 ten aanzien van positieve overspanning hebben, vervullen diode 12 en VDR 14 ten aanzien van negatieve overspanning.

Figuur 2 toont een andere mogelijkheid voor het aanbrengen 10 van beide spanningsbegrenzende elementen. De VDR 13 is met een zijde verbonden met een eerste punt van constante potentiaal en met de andere zijde gekoppeld met de versterkeruitgang 10 via een diode 21; de VDR 14 is met een zijde verbonden met een tweede punt van constante potentiaal en met de andere zijde gekoppeld met de versterkeruitgang 10 via een 15 diode 22. De ladingsafvoer en extra overspanningsprotectie verloopt bij deze configuratie qp dezelfde wijze als beschreven is bij de overeenkomstige VDR' s uit fig. 1.

De signaal niet-inverterende ingang van de versterker 1 is via een terugkoppelweerstand 15 gekoppeld met de abonneelijn 8.

20 Overspanning op abonneelijn 8 kan op de signaal niet-inverterende ingang van de versterker 1, via de terugkoppelweerstand 15, een overspanning veroorzaken. Deze overspanning kan schade toebrengen aan elementen van versterker 1 die gekoppeld zijn met de signaal niet-inverterende ingang, i.h.b. de ingangstransistoren van de versterker 1. Bescherming tegen 25 overspanning qp de signaal niet-inverterende ingang van versterker 1 wordt geboden door de dioden 16 en 17. Een zijde van diode 16 is verbonden met VDR 13, de andere zijde is verbonden met de signaal niet-inverterende ver sterker ingang; de doorlaatrichting van diode 16 is van de signaal niet-inverterende versterkeringang naar VDR 13. van diode 30 17 is een zijde verbonden net VDR 14, de andere zijde met de signaal niet-inverterende versterkeringang. Bij aanwezigheid van een overspanning qp de signaal niet-inverterende versterkeringang zal, afhankelijk van de polariteit van de overspanning, de combinatie van diode 16 en VDR 13 of de combinatie van diode 17 en VDR 14 in geleiding komen. 35 De differentiële weerstand van de VDR's 13 en 14 is, indien de spanning over deze VDR's boven hun aanspreekspanning komt, laag t.o.v. de weerstand 9. De terugkoppelweerstand 15 heeft een veel hogere waarde dan de uitgangsweerstand 9, zodat de differentiële weerstand van de 8100242 EHN 9939 11 ϊ ί VDR's laag is t.o.v. de waarde van weerstand' 15. Ook de dioden 16 en 17 hebben in geleidende toestand een lage weerstand. Dit betekent dat een overspanning op abonneelijn 8 vrijwel geheel over weerstand 15 valt. Het voordeel van deze plaatsing van de dioden 16 en 17 is dat door 5 gebruik van de terugkqppelweerstand 15 als beveiligingsweerstand geen aparte beveiligingsweerstand behoeft te worden aangebracht.

In figuur 1 is de positieve voedingsspanning via de dioden 6 en 18 gekoppeld met VDR 13, de negatieve voedingsspanning is via de dioden 7 en 19 gekoppeld met VDR 14. De doorlaatrichting 1Q van diode 18 is van VDR 13 naar diode 6; de doorlaatrichting van diode 9 is van dioden 7 naar VDR 14. De functie van diode 18 is het blokkeren van de stroomweg vanaf de positieve voedingsspanning via diode 6 en VDR 13 naar de systeemaarde. Deze stroomweg zou kunnen ontstaan indien een fluctuatie in de voedingsspanning deze hoger zou maken dan de aan-15 spreekspanning van VDR 13. Diode 19 heeft een overeenkomstige functie ten aanzien van de negatieve voedingsspanning en VDR 14. Het nut van de dioden 18 en 19 ligt in de bescherming van de VDR's 13 en 14 en in het tegengaan van ongewenste lekstroom van de voedingsbron naar de systeemaarde.

20 In de figuren 3 en 4 is een lijncircuit weergegeven waarin ieder der beide aders van een abonneelijn voorzien is van een stuurtrap. Hierbij is het lijncircuit van fig. 3 voorzien van stuurtrappen volgens fig. 1; het lijncircuit van fig. 4 is voorzien van stuurtrappen volgens fig. 2. Van de reeds aan de hand van de figuren 1 en 2 beschreven bevei-25 ligingselementen wordt een deel door beide stuurtrappen gezamenlijk gebruikt; van het andere deel hoort een gedeelte bij één stuurtrap, het andere gedeelte bij de andere stuurtrap. De elementen die door beide stuurtrappen gezamenlijk gebruikt warden zijn in de figuren 3 en 4 voorzien van een verwij zingsnurrmer zonder accent; de elementen die 30 gebruikt warden door de stuurtrap 1' zijn voorzien van een verwij zings-nurttner met een accent; de overeenkomstige elementen die door de stuur— trap 1" worden gebruikt zijn vorozien van hetzelfde verwij zingsnummsr met twee accenten. In de figuren 3 en 4 is een VDR 20 aangebracht welke is aangesloten tussen die zijden, van de VDR's 13 en 14 die niet met de 35 systeemaarde verbonden zijn. De functie van VDR 20 is het beschermen van de stuurtrappen tegen een overspanningsverschil tussen de abonnee-lijnaders 8' en 8". De mogelijkheid bestaat dat op ieder der aders 8' en 8” een spanning staat waraop de VDR's 13 en/of 14 niet aanspreken, 8 1 00 24 2 v % .« to* PHN 9939 12 maar waarvan het verschil schade kan aanrichten aan de stuurtrappen 1' en 1". De aanspreekspannlng van VDR 20 is dan ook kleiner dan de som der aanspreekspanningen van de VDR's 13 en 14. Het is ook goed itogelijk in plaats van de VDR 20 twee in tegengestelde zin in serie geschakelde 5 zenerdioden te gebruiken, waardoor de mogelijkheid ontstaat te beschermen tegen een overspanningsverschil tussen de aders 8' en 8” dat een andere waarde heeft dan een overspanningsverschil tussen de aders 8W en 8'.

10 15 20 25 30 35 8 1 0 0 2 4 2

Claims (9)

1. Stuurtrap voor een abcnneelijncircuit cm in twee richtingen stroom aan één van de aders van een abcnneelijn te leveren bevattende een eerste voedingsklem voor het toevoeren van een voedingsstrocm aan de stuurtrap en een tweede voedingsklem voor het onttrekken van een 5 voedingsstrocm aan de stuurtrap met het kenmerk, dat er een over- spanningsbeveiligingsinrichting aanwezig is bevattende een eerste diode welke is aangesloten tussen de eerste voedingsklem en de stuurtrap via welke diode de voedingsstrocm aan de stuurtrap wordt toegevoerd ai een tweede diode welke is aangesloten tussen de tweede voedingsklem en de 10 stuurtrap via welke diode de voedingsstrocm van de stuurtrap wordt afgevoerd zodanig dat beide dioden normaliter de voedingsstrocm geleiden.

2. Stuurtrap volgens conclusie 1 voorzien van een via de eerste en tweede diode gevoede versterker met het kenmerk, dat de beveiligings-inrichting een derde diode bevat welke met een zijde gekoppeld is met 15 de niet met de eerste voedingsklem verbonden zijde van de eerste diode en met de andere zijde verbonden is met de uitgang van de versterker, dat de beveiligingsinrichting een vierde diode bevat welke met een zijde gekoppeld is met de niet met de tweede voedingsklem verbanden zijde van de tweede diode en met de andere zijde verbonden is met de uitgang van 20 de versterker en welke derde en vierde diode normaliter sperren.

3. Stuurtrap volgens conclusie 2, voorzien van een op de uitgang van de versterker aangesloten externe weerstand met het kenmerk dat de beveiligingsinrichting een eerste spanningsbegrenzend element bevat hetwelk aangesloten is tussen die zijde van de derde diode, die 25 niet met de uitgang van de versterker is verbonden en een punt net een constante potentiaal en dat de beveiligingsinrichting een tweede spanningsbegrenzend element bevat hetwelk is aangesloten tussen die zijde van de vierde diode, die niet met de uitgang van de versterker is verbonden en een ander punt met een constante potentiaal.

4. Stuurtrap volgens conclusie 2, voorzien van een op de uitgang van de versterker aangesloten externe weerstand met het kenmerk, dat de derde diode verbonden is met de eerste diode, dat de vierde diode verbonden is met de tweede diode, dat de beveiligingsinrichting een eerste spanningsbegrenzend element bevat hetwelk met een zijde ver-35 banden is met een punt van constante potentiaal en hetwelk met de andere zijde gekoppeld is met de uitgang van de versterker via een vijfde diode en dat de beveiligingsinrichting een iweede spanningsbegrenzend element bevat hetwelk met een zijde verbonden is net een ander punt 8100242 PHN 9939 14 ·* van constante potentiaal en hetwelk met de andere zijde gekoppeld is met de uitgang van de versterker via een zesde diode, zodanig dat de vijfde en zesde diode normaliter sperren.

5. Stuurtrap volgens één der conclusies 3 of 4 waarbij de 5 versterker een inverterende en een signaal niet-inverterende ingang bevat en een terugkoppelketen bevat vanaf het vrije uiteinde van de externe weerstand naar de signaal niet-inverterende ingang met het kenmerk dat er een zevende diode aanwezig is welke is aangesloten tussen de signaal niet-inverterende ingang van de versterker en die zijde van het 10 eerste spanningsbegrenzende element die niet verbonden is net een punt van constante potentiaal en dat er een achtste diode aanwezig is welke is aangesloten tussen de signaal niet-inverterende ingang van de versterker en die zijde van het tweede spanningsbegrenzende element die niet verbonden is met een punt van constante potentiaal en welke zevende 15 en achtste diode zodanig zijn geschakeld dat zij normaliter gesperd zijn.

6. Stuurtrap volgens één der conclusies 2, 3 of 5 met het kenmerk, dat de derde diode met de eerste diode gekoppeld is via een negende diode en dat de vierde diode met de tweede diode gekoppeld is via een tiende diode waarbij de negende en tiende diode normaliter 20 gesperd zijn.

7. Inrichting bevattende een qp iedere ader van een abonnee-lijn aangesloten afzonderlijke stuurtrap volgens één der conclusies 3, 4, 5 of 6 daardoor gekenmerkt dat deze inrichting tenminste een derde spanningsbegrenzend element bevat waarvan een zijde is verbonden met 25 die zijde van het eerste spanningsbegrenzende element die niet verbonden is met een punt van constante, potentiaal en waarvan de andere zijde is gekoppeld aan die zijde van het tweede spanningsbegrenzende element die niet is verbonden met een punt van constante potentiaal.

8. Stuurtrap volgens één der conclusies 3, 4, 5, 6 of 7 30 met het kenmerk, dat tenminste één der spanningsbegrenzende elementen een spanningsafhankelijke weerstand is.

9. Stuurtrap volgens één der conclusies 3, 4, 5, 6 of 7 net het kenmerk, dat tenminste één der spanningsbegrenzende elementen een zenerdiode is. 35 8100242