SE450677B - Matningskrets ingaende i en likstromsmagnetiserad gaffeltransformator - Google Patents

Description

15 20 25 450 677 Vid en Likströmsmagnetiserad gaffeLtransformator uppstår dessutom prob- Lem att förhindra inkommande talspänningar att kortslutas via den ström- sLinga genom viLken likström matas frân batteriet ut mot Linjen. Tidi- gare har strömmatning skett över en mittpunktkondensator CO eLLer också har en drosset D inkoppLats i serie med Likspänningskältan, se bifogade figurer 2 resp 3.

Likströmsförmagnetiseringen hos någon av Lindningarna L, L' är definie- rad enLigt L - I o -;;--- = 12 - sv - 1o"9 urev - H02 ...... <1) där Fe L = Lindningarnas induktans, Io = förmagnetiseringsström, VFe = karnvoLymen Enligt ekvation 1 kräver de tidigare kända strömmatningsaLternativen enLigt figur 2 och 3 stor kärnvoLym hos gaffeLtransformatorn respektive drosseLn, specieLLt om matningsströmmen Io är hög. Högre matningsström medför även fLera andra probLem: a) :Temperaturen i transformatorLindningarna ökar enligt Ai = T , P = Ioznk ...... <2) Rk= kopparresistansen hos Lindningarna L, L' b) SpecieLLt fås en temperaturhöjning ATm i det magasin där matnings- resistanserna R1b och Rzb är pLacerade enligt 2 ATm = Tm(P), P = Io (R + Rzb + Rk) . . . . .. (3) 1b Detta medför en snabbare âLdring hos komponenterna, specieLLt är âtd- 1b och Rzb ringen hos strömmatningsresistanserna R kritisk. c) Vid ett Lågt strömmatningsaLternativ är strömmatningsresistanserna R1b och Rzb Låga. Vid överspänningar exempeLvis vid âsknedsLag ökar äs- kans energi enLigt 10 15 20 25 450 677 U2 Rb1'Rbz W = ...... (4) d)1 Hos de kända strömmatningsprinciperna enligt figurerna 2, 3 och 4 är det specietlt svårt att uppnâ en hög ekodämpning Ae för låga frekven- ser om strömmatningsresistanserna R1b, Rzb är Låga.

I enlighet med uppfinningen löses ovannämnda probLem dets genom upptrans- formering av matningsresistansen R1b, Rzb och deLs genom en specietl ström- begränsning medeist PTC-motstånd såsom det framgår av patentkravets 1 kännetecknande deL. ' FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skalt närmare beskrivas mot bakgrund av känd teknik med hänvisning titt bifogade ritningar där figur 1 visar ett blockschema över ett tekefonöverdrag och dess ansLutning tiLL en abonnent via en tvâtrâdig Linje. Figur 2, 3 och 4 visar tre oLika utföranden av en gaf- feltransformator av känt stag, figur 5 visar ett kopptingsschema över en strömbegränsare med autotransformator entigt uppfinningen. Figur 6 och 7 visar tvâ gaffelstrukturer i vilka uppfinningsprincipen är tilL- lämpad. Figur 8 visar matningsströmmens IQ variation som funktion av LinjeLängden och hur matningsresistansen varierar med LinjeLängden. Fi- gur å vhsar karakteristiken hos ett PTC-motstånd.

UT FÖRINGS FORMER Figurerna 2, 3 och 4 visar koppLingsschema över tidigare kända utföran- den av gaffetkopptingen G1 i figur 1 såsom beskrivits i svenska patent- ansökan nr 8102610-6. I utförandet entigt figur 2 matas gaffeLtransfor- matorns båda Lindningar L och L' frân en spänningskälla ED ansluten tiLL vardera Lindningens ändpunkter via resistanserna R1b och Rzb. Denna gaf- felstruktur kan tiLLämpas om Likströmmen IQ är Lâg och om värdet pä mat- ningsresistanserna R1b och Rzb är väsentLigt högre än impedansen hos mittpunktskondensatorn Co vid de Lägsta frekvenserna inom passbandet, dvs . . . . ..(5) 10 15 20 25 30 4soi677 I ett annat alternativ enligt figur 3 ansluts matningsspänningskällan ED i serie och mellan två olika lindningar hos en drossel D. Kopplingen enligt figur 3 är fördelaktigare och enklare att dimensionera. Emeller- tid kräver drosseln D stor volym om denna realiseras med passiva kom- ponenter. Utförandet enligt figur 3 kan överhuvudtaget ej användas om den mekaniska konstruktionen på kretskortet kräver begränsad bygghöjd just beroende på drosseln D.

Gaffelutförandet enligt figur 4 har flera fördelar jämfört med figur 2 och 3. De fördelarna är utförligt beskrivna i ovannämnda svenska šatent- ansökan.

I figur 5 visas en grundläggande utföringsform av matningskretsen enligt uppfinningen. I serie med matningsspänningskällan EG, som i första hand skall förse en abonnent med likström,är anslutet en första och en andra parallellkoppling av motstånd. Vardera parallellkopplingen utgörs av ett PTC-motstånd RD1 resp Rpz samt en resistans R1 resp R2. Parallellt med denna struktur är en kondensator Cf ansluten. Till vardera sidan av kon- densatorn Cf är matningsresistanserna R1b,R2b anslutna. Andra sidan av R1b och Rzb är anslutna till respektive uttag mellan lindningarna L1,L¿ resp L1',L2' av en balanserad autotransformator. Denna transformator motsvarar autotransformatorn L1,L2 och L1',L2' i figur 4 och innehåller liksom denna transformator en kondensator Cm (motsvarande kondensatorn Co) för att uppdela transformatorn i två lindningshalvor. Kondensatorn Cf har funktionen som växelströmsmässig kortslutning för talsignalerna, varvid motstånden R1b,R2b definierar den resistans, som ses från två- trådssidan. Av betydelse är att avkoppla talströmmarna från PTC-motstån- den Rp1,Rp2 eftersom dessa ej har någon väldefinierad resistans och dessutom stora toleranser.

Enligt yppfinningstanken ansluts till gaffeltransformatorn en matnings- krets innehållande, förutom matningsspänningskällan och strömmatnings- resistanserna, även PTC-motstånd i syfte att uppnå väsentligen samma strömmatning till såväl närbelägna som avlägset belägna abonnenter. På konsumentsidan finns nämligen ett starkt intresse att strömmatningsre- sistanserna skall vara låga för att förse även de mest avlägsna tele- fonabonnenterna med erforderlig matningsström lo. Dessutom finns före- 10 15 20 25 30 450. 677 skrivet att strömmen Io skall överskrida ett-visst värde (ID 2 23 mA). lo' Ro = Rl = ledningsresistansen (proportionell mot linjelängden) fås: Om matningsströmmen = abonnentapparatens inre resistans, E . 1 =---2-- < o Ro + RL + Rb där Rb betecknar resistansen hos motstândsnätet enligt figur S, dvs R1 ' R 1 R2 ' R 2 R = R + R + *'““'“Jl' + ""'-JE' . Av sambandet (6) framgår att b 1b Zb Rj + Rp1 R2 + Rpz . ledningsresistansen RL kan öka med det värde som matningsresistanšen minskar vid oförändrad matningsström Io. Problem uppstår emellertid vid låg matningsresistans i det fall att en abonnent är placerad nära gaf- â .

L d ar lâg. Vid matningsresistansen 2 x 200 Q varierar matningsströmmen IC mel- feltransformatorn (överdraget), eftersom även linjeresistansen R Lan 115-23 mA beroende pâ telefonabonnentens avstånd till överdraget.

Vid Låg linjeresistans RL Hög matningsström lo medför emellertid i kretsen enligt figur 5 att tenderar matningsströmmen IQ att vara hög.

PTC-motstânden ökar, vilket medför att strömmen Io minskar. Då linje- lângden ökar för en avlägsen abonnent tenderar matningsströmmen att minska. Detta medför att effekten över PTC-motstânden minskar och deras resistans minskar. Figur 9 visar schematiskt att resistansen hos ett PTC4motstând "suitchar" från ett lågt till ett högt värde då en viss lindningstemperatur To överskrides, dvs då effekten beroende på mat- ningsströmmen Io överskrides. Figur 8 visar i diagram resistansen Rb enligt ovan, summan Ro av abonnentens resistans och linjeresistansen samt matningsströmmens variation med linjelängden.

Enligt uppfinningen är matningsresistansen Rb approximativt omvänt pro- portionellt mot belastningens resistans, dvs hos en avlägsen abonnent är exempelvis matningsresistansen 400 Q, vid medelavstând 800 Q och hos en närbelägen abonnent 1200 Q. övergång till olika matningsresistans- värden_är kontinuerligt enligt figur 8 och styrs automatiskt av matnings- strömmen 10. överstiger matningsströmmen Io ett visst värde, exempelvis 10 2 45 mA, övergår ett av PTC-motstânden enligt figur 9 till högohmigt läge och vice versa, då strömmen Io underskrider nämnda värde. .v Figurerna 6 och 7 visar hur strömmatningskretsen enligt uppfinningen tillämpas vid tvâ olika utförande av gaffeltransformator. I figur 6 är 10 15 20 450 677 matningskretsen inkopplad direkt till tvâtrâdssidan via en autotrans~ formator Lt med mittpunktskondensatorn Cm. Därvid transformeras mat- ningsresistansen Rb upp till ett högre värde Rb', där n1 + nz 2 b ( n1 ) i enlighet med principen enligt figur 4. I utförandet enligt figur 7 är matningskretsen ansluten till tvâtrâdssidan i tvâ steg dels via auto- transformatorn Lt, dels via autotransformatorn L1,L2,L1',L2' (jfr figur 4). Antages lindningsvarvtalen och omsättningen i transformatorerna-vara Lika ( H1 ) fås i detta fall matningsresistansen n1 + nz n n 4 _ 1 + 2 Rb' - Rb G'í;;-Û Upptransformerad matningsresistans medför en lägre driftdämpning mellan tvâ- och fyrtrâdssidan och vice versa och högre ekodämpning på tvâtrâds- sidan. Samtidigt bibehâlles likströmsmässigt en lâgohmig karaktär hos matningskällan. De fördelar som uppnås med matningskretsen enligt upp- finningen i kombination med autotransformator år främst: Mindre driftdämpningsdistorsion inom talbandet vid låga frekvenser.

Vid en lämplig dimensionering av kondensatorn Cm och autotransformatorn Lt ökar driftdämpningen för frekvenserna 150-100 Hz. Åskeffekten fördelas gynnsamt för alla gaffelkomponenter, speciellt får kondensatorn Co en lâg åskspänning.

Claims (3)

10 450 677 PATENTKRAV

1. l. Matningskrets ingående i en likströmsmagnetiserad gaffeltransformator innehållande en autotransformator (Lt) bestående av ett första och ett andra L2,L3,L4) är anslutna i en gemensam anslutningspunkt, varvid de båda lindningsparen är lindningspar (L ,l_ resp L ,L ) där i varje par lindningarna (L , l 2 l 2 l inbördes anslutna via en mittpunktskondensator (Cm), samt en matningsspän- ningskälla (En), vilken via strömmatningsmotstand (Rlbfšzb) är ansluten till den gemensamma anslutningspunkten i de bada lindningsparen, k ä n n e t e c k n a d av åtminstone ett mellan matningsspänningskällan (ED) och strömmatnings- motstànden (RlwRzb) i serie anslutet motstandsnät innehållande PTC-mot- stand (RPPRpZ) för att minska matningskretsens resistans vid minskande mat- ningsström och omvänt.

2. Matningskrets enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vardera motständsnätet utgörs av ett PTC-motstand (RPPRpZ) parallellt anslutet med ett temperaturoberoende motstånd (Rl resp RZ).

3. Matningskrets enligt patentkrav l-2, k ä n n e t e c k n a d av att en kon- densator (Cf) är ansluten mellan de båda gemensamma anslutningspunkterna till motstândsnät (RPRlp mütfitâfld (RlwRzb) för att förbikoppla talsignalerna från motstandsnätet och respektive resp R2,R2p) och strömmatnings- 5 matningsspänningskällan.