DE2300929A1 - Schaltungsanordnung zum laden einer in einem fernsprechapparat angeordneten batterie ueber die teilnehmeranschlussleitung - Google Patents

Description

Patentanwalt

Stuttgart

R.Hochreutiner 4-4

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schaltungsanordnung zum Laden einer in einem Fernsprechapparat angeordneten Batterie über die Teilnehmeranschlußleitung.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Laden einer in einem Fernsprechapparat angeordneten Batterie über die Teilnehmeranschlußleitung, bei der die Batterie über die Reihenschaltung eines Widerstandes und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Lade-Transistors an die Teilnehmeranschlußleitung fest angeschlossen ist und dieser Transistor mittels einer an die Teilnehmeranschlußleitung fest angeschlossenen Verzögerungsschaltung derart vorgespannt wird, daß er erst na&h dem Ablauf einer beim öffnen der Teilnehmeranschlußleitungsschleife beginnenden und in ihrer Dauer durch die Verzögerungsschaltung bedingten Verzögerungszeit leitend gesteuert wird.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die deutsche Auslegeschrift 15 12 ®2 bekannt. Die Verzögerungsschaltung ist bei dieser Schaltungsanordnung durch eine mit der Teilnehmeranschlußleitung verbundene Reihenschaltung aus zwei Widerständen, deren gemeinsamer Verbindungspunkt mit der Basis des Lade-Transistors verbunden ist, und durch einen dem emitter-

8.1.1973
Krü/Mr

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seitigen Widerstand parallel geschalteten Kondensator gebildet.

Diese bekannte Schaltungsanordnung ist so bemessen, daß bei aufgelegtem Handapparat das Leitungsüberwachungsrelais der Vermittlungsstelle nicht durch den Ladestrom der Batterie anspricht und daß bei abgehobenem Handapparat und bei der Wahl sowie für eine das Auslösen des Leitungsüberwachungsrelais ermöglichende Zeitspanne nach dem Wiederauflegen des Handapparats der Ladesirom abgeschaltet wird.

Diese bekannte Schaltungsanordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Verzögerungsschaltung einen verhältnismäßig Weinen Wechselstrorawiderstand aufweist, so daß die Teilnehmeranschlußleitung während des Gesprächs eine wesentliche wechselstrommäßige Zusatzbelastung erfährt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein verhältnismäßig großer Kondensator gewählt werden muß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die genannten Nachteile vermieden sind. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß dem Lade-Transistor ein weiterer Transistor in Darlington-Schaltung vorgeschaltet ist, dessen Basis über einen ersten Widerstand mit der einen Ader und dessen Emitter über einen zweiten Widerstand mit der anderen Ader der Teilnehmeranschlußleitung verbunden ist, daß die Basis des weiteren Transistors an den Emitter eines dritten Transistors angeschlossen ist, dessen Kollektor mit der anderen Ader und über einen Verzögerungskondensator mit seiner Basis verbunden ist, und daß die Basis des dritten Transistors an den Emitter eines vierten Transistors angeschlossen ist, dessen Basis rait dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Emitters des weiteren Transistors und des zweiten Widerstands und dessen

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Kollektor über einen dritten Widerstand mit der anderen Ader der Teilnehmeranschlußleitung verbunden ist. Der mit der Basis des weiteren Transistors verbundene erste Widerstand kann hierbei sehr hochohmig bemessen werden, und für den Verzögerungskondensator kann ein sehr kleiner Wert gewählt werden. Ferner wird durch die mit dem vierten Transistor gebildete Entladeschaltung eine schnelle Entladung des Verzögerungskondensators erreicht, sobald die Teilnehmeranschlußleitungssehleife geschlossen wird. Dadurch steht unabhängig von der Schleifenschlußdauer immer die gleiche Verzögerungszeit zur Verfügung.

Um den ersten Widerstand noch größer wählen zu können, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Darlington-Schaltung mit einem oder mehreren zusätzlichen Transistoren versehen.

Damit der Ladeweg der Batterie bereite sehr frühzeitig gesperrt werden kann, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung in die Kollektorzuleitung des Lade-Transistors eine Zenerdiode eingefügt, die derart bemessen ist, daß sie in den Sperrzustand gesteuert wird, wenn die am Fernsprechapparat auftretende Spannung den zulässigen Spannungsbereich der Vermittlungsstellenbatterie unterschreitet.

Zur noch schnelleren Entladung des Verzögerungskondensators liegt gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dem acit ten Widerstand die Basis-Eraitter-Strecke eines fünften Transistors parallel, dessen Kollektor mit der Basis des vierten Transistors verbunden ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung betreffen Schutzmaßnahmen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung

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ist für einen Fernsprechapparat vorgesehen, der beispielsweise an ein Vermittlungsamt der britischen Post angeschlossen ist. Wenn im Fernsprechapparat eine Batterie mit der Spannung von 6 V (Nickel-Cadmium-Typ) verwendet wird, dann arbeitet diese Schaltungsanordnung zuverlässig innerhalb eines Amts.Jöatterie-Spannungsbereiches von 44 bis 56V, eines Widerstandsbereiches der Teilnehmeranschlußleitungsschleife von 36O bis 15OOiTii und bei einem Leitungsstrom, der den Wert von3mA nicht überschreitet. Die Batterie im Fernsprechapparat kann auch von einer gesonderten Gleichstromversorgungsquelle mit einer Spannung von 10 bis 12,25V geladen werden und darf nicht durch falsches Anschließen der Teilnehmeranschlußleitung zerstört werden, lim den Anforderungen an die Speisung des Fernsprechapparats zu genügen, der ein Relais mit Arbeitskontakt, ein Impulsrelais und eine logische Schaltung aufweist, soll die genannte Batterie im Fernsprechapparat eine Kapazität von 9OOmAhhaben. In diesem Fall beträgt der geringste Ladestrom ImA, während der Soll-Ladestrom zwischen 1,2 und 3mA liegen soll.

Bei der Schaltungsanordnung in der Figur erfolgt die Ladung der Batterie B, wenn der Handapparat aufgelegt ist. Es sind Sprechadern Ll, L2 einer Teilnehmeranschlußleitung gezeigt, an denen die Speisespannung mit unterschiedlicher Polar±ät liegen kann. Diese Sprechadern sind über einen Widerstand Rl mit dem Wert von 68QtTb an den Eingang eines Graetz-Gleiehrienters RB angeschlossen. Die Dioden dieses Graetz-Gleichrichters, beispielsweise die Dioden D3, D4, haben eine Impulssperrspannung von 400V. Der Widerstand Rl begrenzt Stromstöße auf 4 bis 5A. Da die Teilnehmeranschlußleitung durch Starkstrom beeinflußt werden kann, ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung durch eine Reihenschaltung aus gegeneinandergesehalteten Zenerdioden geschützt, die an den gemeinsamen

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Verbindungspunkt des Widerstandes Rl und dem Eingang des Graetz-Gleichrichters RB angeschlossen ist und im Querzweig der Leitung liegt.

Der Rest der Schaltungsanordnung weist eine Verzögerungsschaltung und einen elektronischen Schalter zum Verbinden der Batterie B mit der Teilnehmeranschlußleitung Ll, L2 im Fall des aufgelegten Handapparats, eine in den Batterie-Ladeweg eingeschaltete Strombegrenzungssehaltung, eine Entladeschaltung für den in der Verzögerungsschaltung angeordneten Kondensator und mehrere andere, noch zu erläuternde Teile auf.

Die Verzögerungsschaltung setzt sich aus einem (ersten) Widerstand R2, einem Transistor VTl und Kondensatoren Cl, C2 zusammen. Der Hauptteil des elektronischen Schalters weist eine Darlington-Schaltung aus drei Transistoren VT2, VT2a, VT3 auf. Wenn die Vermittlungsstellenbatterie mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verbunden wird, dann hat der Kondensator Cl eine Spannung von +6V, die Spannung der Batterie B, wobei der mit der Basis des Transistors VTl verbundene Anschluß des Verzögerungskondensators C2 das Potential des negativen Pols der Batterie B führt. Der Kondensator Cl beginnt sich zu entladen und mit umgekehrter Polarität aufzuladen, da die Basis des Transistors VTl negativer als der Emitter dieses Transistors ist und daher dieser Transistor leitet. Der Baasstrom dieses Transistors lädt damit den Verzögerungskondensator C2. In dem Maße, wie die Spannung am Verzögerungskondensator C2 ansteigt, nimmt auch das Potential am Emitter des Transistors VTl und an der Basis des Transistors VT2 sowie gegebenenfalls am Emitter des Translators VT2 positivere Werte (gegenüber dem Minuspol der Batterie B) an. Dieser Spannungsanstieg dauert so lange, bis die Transistoren VT2, VT2a, VT3 zu leiten beginnen, Damit fließt ein Ladestrom zur Batterie B,

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Die Strorabegrenzungsschaltung umfaßt einen Transistor VT4 und einen Widerstand R3, der als Strommeßwiderstand in die Emitterzuleitung des Transistors VT3 eingefügt ist. Wenn der aufgrund des Ladestromes erzeugte Spannungsabfall am Widerstand R3 den Wert von 0,7V überschreitet, dann beginnt der Transistor VT4
zu leiten, so daß der Basisstrom des Transistors VT2 begrenzt wird und damit auch die Kollektorströme der Transistoren VT2, VT2a, VT3 stabilisiert werden.

Die Entladeschaltung umfaßt zwei Widerstände R4, Ji6 und zwei
Transistoren VT6, VT5· Dabei sind der Emitter des Transistors VT2 und die Basis des Transistors VT6 über den (zweiten)
Widerstand R4 mit dem negativen Pol der Batterie B verbunden. Der Transistor VT6 ist mit seinem Emitter an die Basis des
Transistors VTl und mit seinem Kollektor über den (dritten)
Widerstand R6 mit dem negativen Pol der Batterie B verbunden. Dem Widerstand R6 liegt die Basis-Emitter-Strecke des Transistors VT5 parallel, dessen Kollektor mit der Basis des
Transistors VT6 verbunden ist. Wenn die über die Teilnehmeranschlußleitung erfolgende Speisung unterbrochen wird, so
hört der Strom im Strornzteig R2, Basis-Emitter-Strecke des
Transistors VT2, R4 zu fließen auf. Die Spannung am Widerstand R4 wird daher verringert, so daß nun der Transistor VT6 durch die Ladung des Kondensators C2 leitend gesteuert wird. Der
Kollektorstrom des Transistors VT6 fließt daher durch den
Widerstand R6 und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors VT5. Durch die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Transistors wird
der Widerstand R4 kurzgeschlossen, so daß der Basisstrom des
Transistors VT6 ansteigt. Dadurch wird der Kondensator C2 sehr schnell entladen, so daß die Schaltungsanordnung sehr bald
wieder ihren ursprünglichen Zustand erreicht.

Eine Zenerdiode DZl in den Kollektorstromkreisen der Transistoren VT2, VT2a, VT3 gerät in den nicht-leitenden Zustand, wenn die

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Spannung an der Teilnehraeranschlußleitung unter 40V fällt. Ein in Reihe mit der Zenerdiode DZl in Reihe liegender Widerstand R5 dient zur Strombegrenzung und verhindert, daß sich die Starkstrombeeinflussung der Teilnehmeranschlußleitung störend auswirken kann. Der Kondensator Cl hat keinen großen Einfluß auf die Verzögerungszeit, sondern dient zum Schutz gegen Überspannungen während der Ladung des Verzögerungskondensators C2. Eine der Basis-Emitter-Strecke des Transistors VTl parallel liegende Diode Dl dient zur Temperaturkompensation, während eine Diode D2 als Rückspeisungssperre vorgesehen ist.

Eine in der Vermittlungsstelle angeschaltete Rufspannung moduliert die Gleichspannung der Vermittlungsstellenbatterie. Wenn die Summenspannung unter den Wert von 40V absinkt, schaltet die Zenerdiode DZl den Ladeweg der Batterie B ab, wie vorher erwähnt wurde. Damit hören auch die Kollektorströme der Transistoren VT2, VT2a, VT3 auf zu fließen. In der Entladeschaltung entlädt sich der Kondensator C2, so daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zu diesem Zeitpunkt eine hohe Impedanz aufweist. Das Laden der Batterie B beginnt

an
wieder, wenn die Spannung der Teilnehmeranschlußleitung wieder ihren normalen Wert besitzt und die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung abgelaufen ist.

Die externe Stromversorgungsquelle, normalerweise die Vermittlungsstellenbatterie, ist ständig mit der in der Figur dargestellten Schaltungsanordnung verbunden. Der geringste Ladestrom beträgt etwa 0,9mA. Da die von der Batterie B benötigte Energiemenge während einer Verbindung mit Ausnahme der für das Wählen benötigten Energiemenge klein ist, bedarf es keines weiten Bemessungsspielraums. Ein einfacher Begrenzungswiderstand Rl in Reihe mit einer Sperrdiode D3 bzw. D4 schützen gegen falsch gepolte SpeisungsZuleitungen.

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Die Schaltungsanordnung ist für einen Ladestrom von etwa 2mA ausgelegt, der durch die Wahl des Widerstandes Rl geändert werden kann. Wenn der Handapparat aufgelegt ist, hat die Ladeschaltung, wenn sie sich in ihrem abgeschalteten Zustand (Verzögerungszustand) befindet, eine hohe Impedanz in der Größenordnung von 1 MJ)hm.

Die Transistoren VT2, VT2a, VT3 bilden die bekannte Darlington-Schaltung. In manchen Fällen kann auch ein Darlington-Transistorpaar ausreichend sein.

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Claims (6)

1. 'Schaltungsanordnung zum Laden einer in einem Pernsprech-

   Patentansprüche

   apparat angeordneten Batterie über die Teilnehmeranschlußleitung, bei der die Batterie über die Reihenschaltung eines Widerstandes und der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors an die Teilnehmeranschlußleitung fest angeschlossen ist und dieser Transistor mittels einer an die Teilnehmeranschlußleitung fest angeschlossenen Verzögerungssehaltung derart vorgespannt ist, daß er erst nach dem Ablauf einer beim öffnen der Teilnehmeranschlußleitungsschleife beginnenden und in ihrer Dauer durch die Verzögerungsschaltung bedingten Verzögerungszeit leitend gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet» daß dem Lade-Transistor (VT3) ein weiterer Transistor (VT2) in Darlington-Schaltung vorgeschaltet ist, dessen Basis über einen ersten Widerstand (R2) mit der einen Ader (ziB.Ll) und dessen Emitter über einen zweiten Widerstand (R4) mit der anderen Ader (L2) der Teilnehmeranschlußleitung verbunden ist, daß die Basis des weiteren Transistors an den Emitter eines dritten Transistors (VTl) angeschlossen ist, dessen Kollektor mit der anderen Ader (L2) und über einen Verzögerungskondensator (C2) mit seiner Basis verbunden ist, und daß die Basis des dritten Transistors an den Emitter eines vierten Transistors (VT6) angeschlossen ist, dessen Basis mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Emitters des weiteren Transistors (VT2) und des zweiten Widerstandes (R4) und dessen Kollektor über einen dritten Widerstand (R6) mit der anderen Ader (L2) verbunden ist.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Darlington-Schaltung mit einem oder mehreren zusätzlichen Transistoren (VT2a...) versehen ist.

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3. 3« Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kollektorzuleitung des Lade-Transistors eine Zenerdiode (DZl) eingefügt ist, die derart bemessen

   sie
   ist, daß in den Sperrzustand gesteuert wird, wenn die am Fernsprechapparat auftretende Spannung den zulässigen Spannungsbereich der Vermittlungsstellenbatterie unterschreitet,
4. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem dritten Widerstand (R6) die Basis-Emitter-Strecke eines fünften Transistors (VT5) parallel liegt, dessen Kollektor mit der Basis des vierten Transistors (VT6) verbunden ist.
5. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Emitter-Zuleitung des Lade-Transistors eine Parallelschaltung aus einem vierten Wider-stand (R3) und der Basis-Emitter-Strecke eines sechsten Transistors (VT4) eingefügt ist, dessen Kollektor mit der Basis des weiteren Transistors (VT2) verbunden ist.
6. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß- die Basis des weiteren Transistors (VT2) über einen zweiten Kondensator (Cl) mit dem ladetransistorseitigen Anschluß der Batterie verbunden ist.

   7· Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen Graetz-Gleichrichter (RB) gespeist ist, daß der mit dem Lade-Transistor in Reihe liegende Widerstand (Rl) von der Vermittlungsstelle aus gesehen vor diesem Graetz-Gleichrichter angeordnet ist und daß an den gemeinsamen Verbindungspunkt des Graetz-Gleichrichter s und dieses Widerstandes eine im Leitungs-

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   querzweig angeordnete Rßihenschaltung aus gegeneinandergeschalteten Zenerdioden (ZD) angeschlossen ist.

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   it

   Lee-r seife