DE2531680C2

DE2531680C2 - Schaltungsanordnung für die Sicherstellung der Stromversorgung von zentralen Einrichtungen in Fernsprechvermittlungsanlagen

Info

Publication number: DE2531680C2
Application number: DE19752531680
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(Grad.) 6350 Bad Nauheim Maier
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Telenorma GmbH
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2531680A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Sicherstellung der Stromversorgung von zentralen Einrichtungen in Fernsprechvermittlungsanlagen.

Die Stromversorgung zentraler Teile von Fernsprechvermittlungsanlagen ist möglichst ausfallsicher zu gestalten, weil Ausfälle in diesen Bereichen besonders weitreichende Auswirkungen haben. Deshalb kann es zweckmäßig sein, für solche Bereiche gedoppelte Stromversorgungen vorzusehen.

Doppelte Stromversorgungen sind bereits seit langem für die gesamte Fernmeldeanlage bekannt, indem sowohl aus dem Netz über Gleichrichter als auch bei Netzausfall aus einer Batterie die Stromversorgung sichergestellt werden kann. Mit solchen Anordnungen befaßt sich die DE-AS 20 12 377.

Es ist bei der Umschaltung von einer Stromversorgungsart auf die andere sehr wesentlich, daß diese Umschaltung lückenlos erfolgt, und daß auch nach der Umschaltung die richtige Spannung zur Verfügung steht. Eine solche Anordnung mit Umschaltung ohne Unterbrechung ist im Bergmann »Lehrbuch der Fernmeldetechnik«, Fachverlag Schiele & Schön GmbH, Berlin, 2. Auflage 1970, Seite 545 im Bild 3-4 dargestellt Bei dieser Versorgungsanlage ist einem Gleichrichtergerät eine Batterie gegenüber einem Verbraucher parallelgeschaltet, wobei die Batterie von dem Verbraucher über eine Diode abgetrennt ist

Bei dieser bekannten Versorgungsanlage werden zwei Spannungsquellen unterschiedlicher Ausgestaltung angewendet

s Es ist auch bekannt, Spannungsquellen gleicher Art beispielsweise Gleichrichter parallel zu schalten. Dabei kommt es darauf an, die Spannungen genau zu stabilisieren und zu entkoppeln, damit nicht relativ große Ströme nur von einer Quelle zur anderen fließen.

Eine solche Anordnung ist beschrieben in der US-PS 34 66 455. Hierbei werden Elektronenröhren zur Entkopplung verwendet die wie ein steuerbarer Regelwiderstand arbeiten, um konstanten Strom an die Verbraucher liefern zu können. Diese Anordnung ist

is aufgrund ihrer aufwendigen Ausgestaltung in der Lage, durch Messungen zu ermitteln, wieviel Strom jeweils zu liefern ist und sich den Gegebenheiten anzupassen. Da diese Anordnung ein analoges Steuerverhalten hat sind die inneren Widerstände relativ hoch, wodurch bei größeren Strömen erhebliche Verlustleistungen auftreten können. Für den gegebenen Anwendungsfall, nämlich für die Stromversorgung von Unterwasser-Verstärkern, kommt es nur darauf an, daß der ausreichende Strom konstant gehalten wird und nicht abfällt wenn eine Spannungsquelle ausfällt

Die Aufgabe der Erfindung besteht jedoch darin, digital arbeitende zentrale Verbraucher mit niedrigem Innenwiderstand und relativ hohem Strombedarf in einer Fernsprechvermittlungsanlage mit Strom zu versorgen. Da deshalb auch die aus Sicherheitsgründen gedoppelten Stromversorgungseinrichtungen einschließlich ihrer Anschalte- und Steueranordnungen einen niedrigen Innenwiderstand aufweisen müssen, wird diese Aufgabe so gelöst daß zwei Spannungsquellen über jeweils in die Sättigung steuerbare Transistoren mit den zentralen Verbrauchern verbunden sind, daß jeder der Transistoren durch eine aus je zwei weiteren Transistoren bestehende, einen Unterschied der Quellenspannungen gegenüber der Verbraucherspannungen feststellende Ansteuerschaltung durchgeschaltet oder gesperrt wird.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Transistoren, (TU, T2i) die jeweils eine Spannungsquelle mit den Verbrauchern verbinden, ein digitales Schaltverhalten haben, also entweder gesperrt oder völlig durchgeschaltet sind. Da beide Spannungsquellen (Ui, U2) auch einzeln den gesamten Strom liefern können, kann ohne weiteres diejenige abgeschaltet werden, die wegen einer Störung nicht mehr in der Lage ist eine ausreichende Spannung zu liefern. Dies zu bewirken, ist Aufgabe der Ansteuerschaltungen, die zu diesem Zweck laufend die zugehörige Quellenspannung mit der Verbraucherspannung vergleichen.

Damit der Innenwiderstand der Anordnung auch bei höheren Lastströmen gering bleibt, können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weitere Transistoren dem Schalttransistor (TH, Γ21) parallel geschaltet werden. Wenn die Ansteuerschaltungen als Bauelemente gemäß Anspruch 4 ausgeführt sind, ist es wegen des dann sehr geringen Platzbedarfes möglich, diese Anordnungen auf jeder Baugruppe der zentralen Einrichtungen einer Fernsprechanlage vorzusehen. Dies bietet eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit, da damit auch die Baugruppen selbst voneinander entkoppelt sind und ein Detail-Kurzschluß sich nicht direkt auf das gesamte System auswirken kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol-

gend anhand von Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 die schematische Anordnung

Fig.2 eine detaillierte Stromlaufzeichnung -der Anordnung nach F i g. 1 mit parallel geschalteten Transistoren.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung sind zwei SpannungsqueUen Ui, U2 vorgesehen, die Ober jeweils einen Transistor 7*11, 7*21 auf zentrale Verbraucher V wirken. Die beiden Transistoren sind dabei derart geschaltet, daß zwar beide Spanncngsquellen zugleich auf den Verbraucher V einwirken können, es dagegen unmöglich ist, daß bei Ausfall einer Spannungsquelle die verbleibende Spannungsquelle auf den Innenwiderstand der anderen arbeitet Durch eine geringe Durchlaßspannung, die auch bei höheren Strömen durch Parallelschalten von weiteren Transistoren niedrig gehalten werden kann, läßt sich eine für den Betrieb von Logikschaltungen erforderliche besonders enge Tolerierung der Versorgungsspannung an den Verbrauchern erreichen. Die in Sättigung betriebenen und als Ventile wirkenden Transistoren, von denen im folgenden nur die 7*11 und 7*21 betrachtet werden sollen, werden jeweils durch eine Ansteuerschaltung ASi, AS2 angesteuert Diese Ansteuerschaltung wirkt folgendermaßen: Es sei zunächst angenommen, daß die beiden Spannungsquellen LAl, U2 gleiche Spannungswerte besitzen, also t/l = U2. In diesem Fall wird die Basis des Transistors 7*16 über einen Widerstand R 17 und eine Diode D10 gegenüber dem Emitter dieses Transistors 7*16 vorgespannt, wobei diese Spannung etwa 0,7 V beträgt Diese Vorspannung dient dazu, den Transistor T16 nicht schon bei kleinen Spannungsunterschieden zwischen Ui und U 2 durchzusteuern. Der Transistor T16 ist demnach im vorliegenden Fall gerade noch nicht durchgesteuert, da kein Basisstrom fließt

Das oben hinsichtlich einer auf den Transistor 7"H einwirkenden und aus den Transistoren 7*16, T17, der Diode DlO und den Widerständen Λ 11, Λ 16, Λ 17 bestehenden Ansteuerschaltung AS 1 Gesagte gilt auch für die symmetrisch dazu angeordnete Ansteuerschaltung AS 2, die auf den Transistoren 7*21 wirkt und aus Transistoren 7*26, T27, einer Diode D 20 und den Widerständen Ä 21, Λ 26, Ä27 besteht. Es ist also für den Fall, daß Ui = t/2 auch der Transistor 7*26 gerade noch nicht durchgesteuert, da kein Basisstrom fließt

Da nun der Transistor 7*16 nicht durchgesteuert ist, fließt ein Strom von dem positiven Pol der Spannungsquelle t/l über den Emitter und die Basis des Transistors TIl, den Widerstand All, den Emitter und die Basis des Transistors 7*17 se wie den Widerstand R16. Dieser letztgenannte Strom steuert den Transistor T17 durch. Analoges gilt hinsichtlich des Transistors T27 in der Ansteuerschaltung AS 2.

Wegen des durchgeschalteten Transistors 7*17 fließt ein Strom von der positiven Klemme der Spannungsquelle Ui Ober die Emitter-Basisstrecke des Transistors 7*11 den Widerstand R11, die Emitter-Kollektor-Strekke des Transistors 7*17. Dieser zuletzt genannte Strom steuert den Transistor 7*11 durch. Entsprechendes gilt für den Transistor 7*21 der Ansteuerschaltung ASZ Es kann somit der Laststrom IL über die Transistoren TIl und T21 zum Verbraucher Vfließen. Die Verbraucherspannung UV ist um den Spannungsabfall an der Emitter-Kollektor-Strecke der in Durchlaßrichtung betriebenen Transistoren TIl und T21 kleiner als der Spannungswert an den Spannungsquellen U1 bzw. UZ

Nimmt man nun an, daß der Spannungswert an der Spannungsquelle UX kleiner als der Spannungswert an der Spannungsquelle t/2 ist, so ist am Emitter des Transistors T16 immer noch die Spannung UV vorhanden, wobei sich diese Spannung aus t/2 abzüglich der Emitter-Kollektor-Spannung am Transistor T21 ergibt Die Spannung UV ist demnach größer als die Spannung an der Spannungsquelle U1. Daraus resultiert daß die Basis des Transistors T16 negativer wird. Wird die Schwellspannung der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T16 überschritten (UBEkleiner als —0,8 Volt), so wird der Transistor T16 durchgesteuert und die Spannung am Widerstand R 16 steigt auf den Wert von ca. t/V(minus UCExon T16) an.

Als Folge davon sperrt der Transistor T17, und es kann kein Strom mehr von der Emitter-Basis-Strecke des Transistors TIl und dem Widerstand. Λ 11 über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T17 fließen. Das bedeutet, daß auch der Transistor TIl sperrt Hierdurch wird die Spannungsquelle U1 abgeschaltet. Es ergibt sich also, daß bei dem zuletzt beschriebenen Fall (U2 größer als U1) nur noch ein Strom über den Transistor T21 fließt Im umgekehrten Fall, bei dem t/2 kleiner als Ui ist, wird der Transistor T21 gesperrt und es fließt nur noch ein Strom über den Transistor TlI.

Die beschriebene Schaltungsanordnung läßt sich auch mit komplementären Bauelementen (npn-Transistoren) aufbauen und dann analog für negative Spannungsquellen Ui, U2 verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für die Sicherstellung der Stromversorgung von zentralen Einrichtungen in Fernsprechvermittlungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannungsquellen (Ui, t/2) über jeweils in die Sättigung steuerbare Transistoren (TU, T2i) mit den zentralen Verbrauchern fV9 verbunden sind, daß jeder der Transistoren durch eine aus je zwei weiteren Transistoren bestehende, einen Unterschied der Quellenspannungen (Ui, t/2) gegenüber der Verbraucherspannung (Uv) feststellende Ansteuerschaltung (ASi, AS 2) durchgeschaltet oder gesperrt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Pol (PH) einer Ansteuerschaltung (ASl) über den gemeinsamen Pol der zwei Spannungsqusllen (Ui, t/2) und der zentralen Verbraucher (V) mit dem gleichartigen Pol (P2i) der anderen Ansteuerschaltung (AS2) verbunden ist, daß die zweiten Pole (P 12, P22) der Ansteuerschaltungen über den anderen Pol der zentralen Verbraucher miteinander verbunden sind, und daß die dritten Pole (P 13, P23) jeweils über Dioden (D 10, D 20) mit den Spannungsquellen (U 1, i/2) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Transistoren (TH, T2i), die den Verbraucherstrom schalten, weitere Transistoren (Ti2, 13; Γ22; 23) parallel schaltbar sind, um den Durchgangswiderstand zwischen den Spannungsquellen und den Verbrauchern gering zu halten.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltungen (ASi, AS 2) in Form von integrierten Schichtschaltungen (Ic's), oder in Form von Dickbzw. Dünnfilmschaltungen ausgeführt sind.