SE507740C2 - Förfarande och anordning för avledning av effekt - Google Patents

Description

10 15 20 25 507 740 2 I patentskriften SE 8003419-2 beskrivs en teknik med inkoppling av ett externt motstånd för värmeavledning, vilken påminner mycket om tekniken i ovan nämnda patentskrift US 5 428 682.

I patentskriften GB 2 050 115 A. beskrivs en teknik. där ett motstånd kopplas in i slutsteget på en förstärkare, vilken har en 'viss utgående linjeström. Effektutvecklingen i. slutstegets transistorer minskar genom att en del av den utgående linje- strömmen passerar motståndet och därigenom hålls värme- utvecklingen i slutsteget på en acceptabel nivå.

I patentskriften FR 2 690 537 beskrivs en teknik där en strömregulator i en linjematningskrets begränsar en utgående ström genom inkoppling av ett motstånd.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN En krets, t.ex. en linjekrets innefattande ett slutsteg och en spänningsregulator, som ska driva en balanserad tvåtråds- överföring med såväl en AC-signal som en DC-ström har en DC-matningskaraktäristik som gör att linjespänning och DC-ström är en funktion av en sammanlagd resistans i kretsens linje och last. Vid öppen linje matas linjen med maximal linjespänning samtidigt som DC-strömmen är noll och dessutom måste kretsens slutsteg ha tillgång till en drivspänning som är något större än den linjespänning som krävs. Drivspänningen erhålls från spänningsregulatorns utgång vilken i sin tur matas från kretsens drivspänning.

Då linjen belastas kommer linjespänningen att sjunka och DC-strömmen att öka beroende på linjens och lastens resistans samt av linjekretsens matningskaraktäristik. En sk regulatorspänning, vilken utgörs av skillnaden mellan kretsens 10 15 20 25 3 507 740 matningsspänning och slutstegets drivspänning, genereras i detta fall över spänningsregulatorn, samtidigt som DC-strömmen flyter igenom den, vilket leder till en oönskad effektutveckling i spänningsregulatorn. Den oönskade effektutvecklingen kan vara svår att leda bort så att kretsens temperatur hålls på en säker nivå.

Effektutvecklingen i_ kretsen, närmare bestämt över spännings- regulatorn, blir störst vid korta linjer, dvs då den sammanlagda resistansen hos linjen och lasten har ett lågt värde, både eftersom regulatorspänningen och DC-strömmen genom spännings- regulatorn är stora.

Föreliggande uppfinning angriper ett problem med att avleda en krets förlusteffekt genom att avge den i en yttre komponent.

Ett annat problem är att erhålla den ovan beskrivna funktionen med minsta möjliga ingrepp i en existerande krets.

Syftet med föreliggande uppfinning är att genom att avleda en del av en krets förlusteffekt till en yttre komponent öka kretsens livslängd och minska dess termiska påverkan.

Ovanstående problem löses genom att parallellkoppla en extern komponent, t.ex. ett motstånd, med kretsens spänningsregulator, vilket medför att allt eller en del av kretsens förlusteffekt avges i den externa komponenten.

En elektrisk anordning, t.ex. en abonnentlinjekrets, omfattar en förbrukare med ett variabelt spänningsbehov och en spännings- reglerande krets, t.ex. en spänningsregulator. Förbrukarens spänningsbehov återkopplas via en referenssignal till en ingång på spänningsregulatorn, vilken försörjer förbrukaren med en drivspänning anpassad efter referenssignalens värde. Över lO l5 20 25 507 740 4 spänningsregulatorn bildas det ett spänningsfall utifrån skillnaden mellan drivspänningen och kretsens matningsspänning.

Storleken pà spänningsfallet beror på värdet av den varierande drivspänningen. Då spänningsregulatorn parallellkopplas med en extern komponent, t.ex. ett motstånd, avlastas den elektriska kretsen då all eller en del av förbrukarens matningsström leds till det externa motståndet och därvid avger all eller en del av spänningsregulatorns förlusteffekt.

En fördel med den föreslagna uppfinningen är att endast ett motstånd krävs för att ta hand om förlusteffekt i kresten. En inte behövs några switchar för annan fördel är att det polreversering av DC-matningen av tvàtràdsöverföringen.

Ytterligare en fördel är att uppfinningen är enkel att tillämpa utan stora förändringar av en tidigare kretslösning.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragen utföringsform och med hänvisning till bifogade ritning.

FIGURBESKRIVNING Figur 1 visar en elektrisk krets med en värmeavledande anordning enligt uppfinningen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Figur 1 visar ett generaliserat schema över en elektrisk krets 1 med en värmeavledande Den anordning 8 enligt uppfinningen. elektriska kretsen innefattar" en spänningsreglerande krets 2, vilken är kopplad till kretsens natningsspänning Vmn och som förser en förbrukare 3 med en drivspänning Vmwz. I den visade utföringsformen utgörs förbrukaren 3 av en schematiskt visad 10 15 20 25 5 sn? 740 abonnentlinjekrets innefattande två slutförstärkare 4 och S med två trådar A och B, vilka vid sin andra ände är anslutna till en last L i form av exempelvis en abonnentapparat, och den spänningsreglerande kretsen innefattar en spänningsregulator 6.

Förbrukaren är ansluten mellan jord GND och spänningsregulatorns utgång 7.

Parallellt med spänningsregulatorns utgång 7 och matningsspänningen VME är en värmeavledande anordning 8 ansluten, del, vilken innefattar minst en komponent med en resistiv t.ex. ett motstånd.

Förbrukaren, som är ansluten mellan jord GND och drivspänningen Vmwz har ett varierande spänningsbehov, vilket kan avläsas och återkopplas till kretsens spänningregulator 6 via en referens- signal Umm. Beroende på förbrukarens spänningsbehov kommer ett spänningsfall V0 av' olika storlek att uppkomma mellan drivspänningen Vmwz och kretsens matningsspänning Vm.

I den visade utföringsformen flyter en ström IL från den ena förstärkaren 4 genom tråden A till lasten L och vidare till den andra förstärkaren 5. Trådarna A och B samt lasten IJ har en inbyggd resistans, vilket medför att det uppstår en potentialskillnad VL mellan förstärkarna. Variationer i strömmen och i den inbyggda resistansen för tvåtrådsöverföringen resulterar i en potentialvariation mellan förstärkarna.

Potentialvariationen medför att förbrukarens spänningsbehov också är variabelt, dessutom flyter en variabel matningsström I genom förbrukaren. Över den spänningsreglerande kretsen. 2 hamnar en spänning' V0 vilken är lika med Vo=VsAr ' VBAT: (1) f 10 15 20 25 507 740 6 där drivspänningen är en funktion av potentialskillnaden mellan slutförstärkarna, Vmw2=f(V¿), vilket ger VO=VBAT-f (VL) (2) .

Ur formel 2 ses tydligt att regulatorspänningen V0 kan variera beroende pà resistansen i linjen och lasten. Om inte den externa effektavledande anordningen 8 är inkopplad kommer hela matnings- strömmen I att flyta genom den spänningsreglerande kretsen 2 och upphov till en oönskad effektutveckling då regulator- ge spänningen V5 <ökar. Då den externa anordningen 8 kopplas in kommer allt eller en del av strömmen I att passera genom den externa anordningen 8 istället för genom den spänningsreglerande kretsen 2. Den oönskade förlusteffekten kommer därvid att avges i den externa anordningen och inte påverka de termiska förhållandena för den elektriska kretsen 1.

Denna metod för att avleda förlusteffekt i en elektrisk anordning' kan tillämpas i de fall då en. del av> en ström I, vilken flyter genom en förbrukare med variabelt spänningsbehov, matas från en spänningsreglerande krets 2. Genom inkoppling av en extern anordning 8 med en resistiv del kan hela eller en del av strömmen ledas bort från den spänningsreglerande kretsen och bort ifrån den elektriska anordningen.

Den externa effektavlednande anordningen kan i sin enklaste utformning bestå av ett motstånd, men behöver bara innefatta en komponent med en resistiv karaktäristik, t.ex. en transistor, för att anordningen skall fungera enligt en effektavledande princip.

En abonnentlinjekrets realiseras ofta i ett halvledarchip, sk SLIC, vilket har en begränsad tålighet när det gäller v 507 740 värmeutveckling. Den ovan beskrivna utföringsformen är naturligtvis tillämpbar även då t.ex. förbrukaren och den spänningsreglerande kretsen inte är konstruerade pà samma halvledarchip, utan den streckade linjen kan exempelvis vara ett kretskort eller en elektrisk anordning, där en värmeavledande funktion är önskvärd i form av en anordning 8.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna och pà ritningen visade utföringsformerna, utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (7)

10 15 20 25 507 740 8 PATENTKRAV

1. Förfarande för avledning av effekt hos en elektrisk anordning innefattande en förbrukare (3) med varierande spänningsbehov, där en spänningsreglerande krets (2) förser förbrukaren med åtminstone en del av förbrukarens strömbehov (I) (VBATZ ) I en fràn förbrukaren given och åtminstone en del av förbrukarens drivspänning vilket regleras genom att minst referenssignal ühmg àterkopplas till den spänningsreglerande kretsen, k ä n n e t e c k n a d av att en extern anordning (8), innefattande minst en resistiv del, parallellkopplas med ovan (2). eller en del av förbrukarens strömbehov (I) passerar och avges nämnda spänningsreglerande krets vilket medför att hela som effekt i den externa anordningen.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att såsom den externa anordningen(8) väljes ett motstånd.

3. Anordning för avledning av effekt hos en elektrisk anordning vilken innefattar en förbrukare med varierande spänningsbehov, en spänningsreglerande krets vilken förser förbrukaren med åtminstone en del av förbrukarens strömbehov (I) och åtminstone en del av förbrukarens drivspänning (VNW2) och en fràn förbrukaren given referenssignal (QWF), vilken är àterkopplad till den spänningsreglerande kretsen för att reglera (VBAM),kännetecknadavatt (8) innefattande minst en resistiv del, är förbrukarens drivspänning en extern anordning parallellkopplad med ovan nämnda spänningsreglerande krets (2), varvid hela eller en del av förbrukarens strömbehov (I) är anordnat att passera den externa anordningen (8) och där avges som effekt. 10 9 507 740

4. Anordning enligt patentkravet 3, (3) anordnade i en halvledarkrets. k ä n n e t e c k n att förbrukaren och den spänningsreglerande kretsen

5. Anordning enligt patentkravet 3, (8) k ä n n e t e c k n att den externa enheten innefattar ett motstånd.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e tie c k n (3) anordnade i en halvledarkrets. att förbrukaren och den spänningsreglerande kretsen

7. Anordning enligt något av patentkraven k ä n n e t e c k n a d av att den elektriska anordningen en abonnentlinjekrets. a d KS a d a d aV är aV är