DE2012377B2

DE2012377B2 - Schaltungsanordnung zur stromversorgung fuer fernmelde-, insbesondere fernsprechanlagen, mit hilfe zweier netzanschluss-gleichrichtereinheiten

Info

Publication number: DE2012377B2
Application number: DE19702012377
Authority: DE
Inventors: Wolfgang; Probst Harald; Link Klaus; 8000 München Passon
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-16
Filing date: 1970-03-16
Publication date: 1972-08-31
Also published as: DE2012377A1

Description

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tung vorgesehen sein, die vorzugsweise aus Halb- stens dem zusätzlich erforderlichen Spilzenstrom von

leiterdioden besteht Die Halbleiterdioden letzen sich beispielsweise 4 A. Wenn der Strombedarf am Ver-

voraehmlich aus in Serie und parallelgeschalteten braucher über 16 A ansteigt, dann werden die Gegen-

Süizmm- oder Selendioden zusammen. Die Kennlinie zellen GZ durchlässig, so daß der zusätzliche Strom-

dieser Gegenzelleneinrichtung ergibt sich aus der 5 bedarf aus dem Ladegleichrichtergerät G 2 gedeckt

Summe der parallel und in Serie geschalteten Dioden, werden kann. Der Spitzenstrombedarf von 20 A der

deren Knickpunkt bei einem definierten Minimal- Vermittlungsanlage wird dementsprechend mit 16 A

strom hegt. weiter aus dem Hauptgleichrichtergerät und mit 4 A

AlsGleichspannungsreduziereinnchtung kann auch über die Gegenzelleneinrichtung aus dem Ladegleicheine an sich bekannte, vorzugsweise aus Halbleitern io richtergerät G 2 entnommen. Während des Spitzenaufgebaute Gleichspannungsregeleinrichtung ange- Strombedarfs erfolgt eine Unterbrechung des Ladeordnet sein, deren geregelte Ausgangsspannung ge- Vorganges, während der die GegenzeUeneinrichtung ringfügig kleiner als die Ausgangsspannung des einen wesentlich größeren Strom führt. Die Verbrau-Hauptgleichrichtergerätes ist und deren Eingangs- cherspannung stellt sich auf die Differenz U 2 bis U 3 spannung der Ausgangsspannunp, des Ladegleichrich- _I5 ein. Darüber hinaus steht im "Notfall bei sehr großem tergerätes und damit der Batteriespannung entspricht. Spitzenstrombedarf auch die Batterie über die Gegen-Auf diese Weise ist gewährleistet, da*> eine Strom- Zeileneinrichtung als Stromlieferant noch zusätzlich lieferung über diese Einrichtung erst dann zustande- zur Verfügung.

kommt, wenn die Verbraucherspannung, z. B. infolge Die Spannungsreduziereinrichtung G 3 braucht nur

Strombegrenzung des Hauptgleichrichtergerätes, bei _{20 aUj} der Gegenzelleneinrichtung GZ auch nur aus der

Überschreitung des Normalstromes unter die Nenn- Gleichspannungsregeleinrichtung GR zu bestehen. Es

spannung abfällt. i_{st a}b_er besonders zweckmäßig, die Gegenzelknein-

Zweckmäßigerweise können eine Gegenzellenein- richtung GZ parallel mit der Spannungsregeleinrich-

richtung und eine Spannungsregeleinrichtung parallel tung GR zu betreiben. Während der Spitzcnstrom-

betrieben werden, so daß sich ihre Ströme addieren 25 belastung sinkt nämlich die Verbraucherspannung bei

und damit ein Überlastungsschutz für die Spannungs- festen Gegenzellen stärker unter die Nennspannung

regeleinrichtung gegeben ist. ab, als es bei einem elektronisch geregelten Gleich-

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen er- spannungsteiler der Fall ist. Bei Parallelbetrieb innerläutert. Es zeigt halb der Gleichspannungsreduziereinrichtung G 3 er-

F i g. 1 die Zusammenschaltung zweier Netzan- 30 folgt die Versorgung des Verbrauchers V zuerst über

schluß-Glcichrichtereinheiten, den Gleichspannungsteiler GR und wird anschließend

F i g. 2 die Summe der Diodenkennlinien für die von der Gegenzelleneinrichtung GZ übernommen.

Gegenzelleneinrichtung GZ, In F i g. 2 ist auf der Abszisse der Spannungsabfall

F ig. 3 die Gesamtkennlinien für die Gleichrichter- t/3 an der Gleichspannungsreduziereinrichtung G3

geräte G1, G 2 und die Gegenzelleneinrichtung GZ 35 und auf der Ordinate der durch diese Einrichtung

und fließende Strom / 3 aufgetragen. Mit K ist die Knick-

F i g. 4 die Gesamtkennlinien für die Gleichrichter- spannung und mit D die Summe dar Diodenkenn-

geräte Gl, G 2, die Gegenzelleneinrichtung GZ und linien für die Gegenzelleneinrichtung GZ bezeichnet,

die Gle^;chspannungsregeleinrichtung Gi?. Die Knickspannung der Gleichspannungsreduzierein-

In F i g. 1 sind mit G1 und G 2 zwei Gleichrichter- 4<> richtung G 3 entspricht der Spannungsdifferenz U 2

einheiten bezeichnet, von denen das Hauptgleichrich- ^bis ^{u i} ^beim Minimalstrom.

tergerät G1 den Verbraucher V versorgt während In F i g. 3 und 4 ist als Abszisse die Stromkoordi-

das Ladegleichrichtergerät G 2 den erforderlichen nate and als Ordinate die Spannungskoordinate dar-

Ladestrom für die Batterie B deckt. Die Gleichspan- gestellt. Der Mullpunkt ist in der Darstellung der

nungsrtduziereinrichtungG3 besteht aus der Gegen- 45 Gesamtkennlinien für die Gleichrichtereinheiten G1

Zelleneinrichtung GZ und der parallel dazu liegenden ^bis G 3 und die ucgenzelleneinrichtung GZ in nicht

Gleichspannungsregeleinrichtung GR. Zur Überbrük- näher dargelegter Weise unterdrückt,

kung der Gleichspannungsreduziereinrichtung G 3 Die Grunc'kennlinie K1 stellt die {/-,"-Kennlinie

dient der Batterieentladekontakt E, der von der elek- der mit dem Verbraucher V verbundenen Gleich-

tronischen Spannungsüberwachungseinrichtung UE 5° richtereinhcit G1 dar. Die Ladekennlinie K 2 ist die

gesteuert wird. Die Ausgangsspannung des Haupt- {/-/-Kennlinie der Ladegleichrichtereinheit G 2. K 3

gleichrichtergerätesG1 ist mit i/l und die Ausgangs- in Fig. 3 ist die {/-/-Kennlinie, die sich bei Zusam-

spannung des Ladegleichrichtergerätes G 2 ist mit menschaltung der Gleichrichtereinheiten G1, G 2 und

U2 bezeichnet. Außerdem ist in Fig. 1 auch der der Gegenzelleneinrichtung GZ ohne Batterie ergibt.

Spannungsabfall U 3 an der Gleichspannungsredu- 55 Diese Kurve entsteht, wenn die Strombegrenzung des

ziereinrichtung G 3 eingetragen. Grundgerätes überschritten wird und der Spitzen-

Im Normalbetrieb wird der mittlere Stromver- strom aus de.η Ladegleichrichtergerät G 2 über die brauch des Verbrauchers V, z. B. einer Vermittlungs- Gegenzelleneinrichtung GZ bzw. über die Gleichanlage, aus dem Hs uptgleichrichtergerät Gl gedeckt, Spannungsregeleinrichtung GR bezogen wird. K 4 in während das Ladegleichrichtergerät G 2 den erfor- 60 F i g. 5 ist die {/-/-Kennlinie, die sich bei Zusammenderlichen Ladestrom für die Batterie B liefert. Im schaltung der Gleichrichtereinheiten Gl, G 2, der Normalbetrieb, d. h. bis zu einem Verbraucherstrom Gegenzelleneinrichtuiig GZ und der Batterie ergibt, im Rahmen der Leistungsfähigkeit des Hauptgleich- K 3 in F i g. 4 ist die {/-/-Kennlinie, die sich bei Zurichtergerätes G1, fließt ein nur geringer Strom, der sammenschaltung der Gleichrichtereinheiten Gl, G 2 sogenannte Leckstrom, über die Gleichspannungs- 65 und der Gleichspannungsregeleinrichtung GR ohne reduziereinrichtung G3. Der Nennstrom des Haupt- Batterie ergibt. K4 in Fig. 4 ist die {/-/-Kennlinie, gleichrichtergerätes entspricht beispielsweise 16 A und die sich bei Zusammenschaltung der Gleichrichterder Nennstrom des Ladegleichrichtergerätes minde- einheiten Gl, G 2 und der Gleichspannungsreduzier-

einrichtung, bestehend aus der Gegenzelleneinrichlung GZ und der Gleichspannungsregeleinrichtung GR, mit Batterie ergibL K4 ist dabei die Fortsetzung der Kennlinie K 3 über den Strombegrenzungswert des Ladegleichrichtergerätes G 2 hinaus, wobei der Strom aus der Batterie über die Gegenzelleneinrichtung GZ bezogen wird. Der Spannungssprung in Fig. 4 entspricht der Spannungsdifferenz U3 in Fig. 1 bei der Verwendung der Gleichspannungsregeleinrichtung GR.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Fernsprechanlagen, mit einer aus dem Wechselstrom-Patentansprüche· netz durch Gleichrichtung gewonnenen Gleichspan-" nung und einer bei Netzausfall die Stromversorgung übernehmenden, bei intakter Netzstromversorgung

1. Schaltungsanordnung zur Stromversorgung S auf Ladungserhaltung geschalteten Batterie.

für Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprech- Ein Stromversorgungsgerät für Vermittlungsanlaanlagen, mit einer aus dem Wechselstromnetz gen muß den Spitzenstrombedarf decken können, obdurch Gleichrichtung gewonnenen Gleichspan- wohl es die meiste Zeit nur mit einem wesentlich nung und einer bei Netzausfall die Stromversor- niedrigeren mittleren Strom belastet wird. Um die gung übernehmenden, bei intakter Netzstromver- "> erforderliche Größe eines Stromversorgungsgerätes sorgung auf Ladungserhaltung geschalteten Barte- zu bestimmen, ist bei Verwendung eines Zusatzgleichrie, dadurch gekennzeichnet, daß richtsrs entweder der maximale Ladestrombedarf zwei zusammengeschaltete Netzanschluß-Gleich- zum Spitzenstrombedarf der Vermittlungsanlage zu richtereinheiten (G 1, G 2) mit Konstantspan- addieren, oder der Ladezusatzgleichrichter muß mit nungsregelung und fest eingestellter Strombegren- 15 einer vom VerbTaucherstrom abhängigen Stromzung vorgesehen sind, von denen die eine Einheit begrenzung ausgestattet werden. Bei der Umschal-(G 1) zur ersorgung des Verbrauchers (V) und tung auf Notstrombatterie wird darüber hinaus wähdie andere (G 2) als Ladegleichrichtergerät dient rend der Umschaltzeit bei den bekannten Stromver- und daß zwischen dem Verbraucher (V) und der sorgungsgeräten der Verbraucher nur aus den AusBatterie (B) eine Gleichspannungsreduziereinrich- 20 gangskondensatoren des Gleichrichtergerätes getung (G 3) angeordnet ist. speist, so daß eine Spannungslücke entsteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit eindurch gekennzeichnet, daß zur Überbrückung der fachen Mitteln tine Schaltungsanordnung der ein-Gleichspannungsreduziereinrichtung (G 3) bei gangs genannten Art zu schäften, die es nicht erfor-Notstrombetrieb ein Batterie-Entladekontakt (E) 25 derlich macht, das Stromversorgungsgerät für Spitdient. zenstrombedarf auszulegen. Diese Aufgabe wird

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, da- dadurch gelöst, daß zwei zusammengeschaltete Netzdurch gekennzeichnet, daß eine elektronische anschluß-Gleichrichtereinheiten mit Konstantspan-Spannungsüberwachu.igsein;«chtung(i/£') vorge- nungsregelung und fest eingestellter Strombegrenzung sehen ist, die den Batterieentladekontakt (E) 30 vorgesehen sind, von denen die eine Einheit zur Verschließt, wenn eine vorgegebene untere Spannung sorgung des Verbrauchers und die andere als Ladeder Notstrombatterie (B) oder des Verbrau- gleichrichtergerät dient, und daß zwischen dem Verchers (V) unterschritten wird. braucher und dor Batterie eine Gleichspannungsredu-

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- ziereinrichtung angeordnet is> Der Vorteil der durch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichterein- 35 Erfindung liegt darin begründet, daß das Hauptheit (G 1 bzw. G 2) aus einem oder mehreren par- gleichrichtergerät nur noch für den mittleren Verallel betriebenen Gleichrichtergeräten besteht. braucherstrom und das Ladegleichrichtergerät für

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- den zusätzlichen Spitzenstrom zu dimensionieren durch gekennzeichnet, daß als Gleichspannungs- sind. Das Ladegleichrichtergerät kann bei der Erfinreduziereinrichtung (G 3) eine in Durchlaßrich- 40 dung gleichermaßen für die Batterieladung wie für die tung betriebene Gegenzelleneinrichtung (GZ) vor- Spitzenstromdeckung herangezogen und damit besser gesehen ist. die vorzugsweise aus Halbleiterdioden ausgenützt werden. Darüber hinaus steht im Notfall besteht. bei sehr großem Spitzenstrombedarf auch die Batterie

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, da- als Stromlieferant zur Verfügung. Bei Netzausfall durch gekennzeichnet, daß die Halbleiterdioden 45 wird außerdem bei der Erfindung die Umschaltelücke aus in Serie und parallelgeschalteten Silizium- über die Gleichspannungsreduziereinrichtung aus der oder Selendioden bestehen. Batterie gedeckt.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Zur Überbrückung der Gleichspannungsreduzierdurch gekennzeichnet, daß als Gleichspannungs- einrichtung dient nach einer Weiterbildung der Erfinreduziereinrichtung (G 3) eine vorzugsweise aus 50 dung bei Notstrombetrieb ein Batterie-Entladekon-Hplbleitern aufgebaute Gleichspannungsregelein- takt. Die Überbrückung der Spannungsreduziereinrichtung (GR) dient, deren geregelte Ausgangs- richtung durch diesen Entladekontakt erfolgt erst spannung (U 1) geringfügig kleiner als die Aus- dann, wenn eine vorgegebene untere Spannung der gangsspannung des Hauptgleichrichtergerätes Notstrombatterie oder des Verbrauchers unterschrit-(G 1) eingestellt ist und deren Eingangsspannung 55 ten wird, wobei die Unterschreitung mit Hilfe einer (U 2) gleich der Ausgangsspannung des Lade- elektronischen Spannungsüberwachungseinrichtung gleichrichtergerätes (G 2) ist. festgestellt und der Kontakt geschlossen wird.

8. Schaltungsanordnung nach den Ansprü- Unter »Gleichrichtereinheit« können ein oder chen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrere parallel betriebene Gleichrichtergeräte ver-Gegenzelleneinrichtung (GZ) und eine Span- 60 standen werden. Es handelt sich hierbei um eine unnungsregeleinrichtung (GR) parallel angeordnet gesteuerte Parallelschaltung mit der Möglichkeit der sind. verstärkten Ladung und Spitzenstromdeckung. Unter

»ungesteuert« ist dabei zu verstehen, daß keine

gegenseitige Steuerung der parallel betriebenen

65 Gleichrichtergeräte besteht, um die Ausgangsströme

der Gleichrichtergeräte gleich groß zu steuern.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Als Gleichspannungsreduziereinrichtung kann eine

zu- Stromversorgung für Fernmelde-, insbesondere in Durchlaßrichtung betriebene Gegenzelleneinrich-