DE1788007C

DE1788007C - Circuit arrangement for limiting high DC voltages

Info

Publication number: DE1788007C
Application number: DE19681788007
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 8000 München Preis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1968-09-13
Publication date: 1973-04-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung hoher Gleichspannungen am Ausgang von Konstantstromgeräten, insbesondere zur Fernspeisung von Nachrichtenübertragungsstrekken, unter Verwendung einzelner oder einer Rei'ienschaltung von mehreren eine Spannungsbegrenzerschaltung bildenden Z-Dioden, die in Sperrichtung parallel zum Ausgang der Konstantstromgeräte angeordnet sind und von denen ein Teil in Abhängigkeit von der Spannungserhöhung an den Z-Dioden über den Sollwert hinaus durch einen elektronischen Nebenschluß überbrückt ist, indem die Kollektor-Emitter-Strecke eines vom Sperrzustand auf Verstärkerbetrieb übergehenden Transistors einer Z-Diode oder mehreren Z-Dioden parallel geschaltet ist.The invention relates to a circuit arrangement for limiting high DC voltages at the output of constant current devices, especially for remote feeding of communication links, using a single circuit or a series circuit of several Zener diodes forming a voltage limiting circuit, which are in reverse direction are arranged parallel to the output of the constant current devices and of which a part is dependent from the increase in voltage at the Zener diodes above the setpoint due to an electronic shunt is bridged by changing the collector-emitter path from the blocking state to amplifier operation transient transistor of a Zener diode or several Zener diodes is connected in parallel.

Der Anwendungsbereich der Begrenzerschaltung nach dem Hauptpatent, bei der in Abhängigkeit von der Spannungserhöhung an der Z-Dioden kette über den Sollwert hinaus ein elektronisch gesteuerter Nebenschluß zu einem Teil der Z-Diodenkette gebildet ist, indem die Kollektor-Emitter-Strecke eines vom Sperrzustand auf Verstärkerbetrieb übergehenden Transistors einer Z-Diode oder mehreren Z-Dioden parallel geschaltet ist, ist durch die maximal zulässige Verlustleistung der Z-Diodenkette bestimimt. Bei Verwendung der schnellen Spannungsbegrenzerschaltung gemäß dem Hauptpatent in Verbindung mit Konstantstromgeräten mit niedrigem Innenwiderstand sind Maßnahmen erforderlich, um die Z-Diodenkette vor Überlastung zu schützen.The scope of the limiter circuit according to the main patent, in which depending on the voltage increase on the Z-diode chain beyond the setpoint is an electronically controlled shunt to part of the Zener diode chain is formed by the collector-emitter path of one of the Blocked state of a Zener diode or several Zener diodes, which transitions to amplifier mode connected in parallel is determined by the maximum permissible power loss of the Z-diode chain. Using the fast voltage limiter circuit according to the main patent in connection with constant current devices With a low internal resistance, measures are required to prevent the Zener diode chain Protect overload.

Konstantstromspeisegeräte mit niedrigem Innenwiderstand sind durch Verwendung einer Regelstrecke mit einem Stellglied, das in Abhängigkeit vom Ausgangsstrom über eine Meßschaltung und einen Regel umsetzer gesteuert ist, elektronisch geregelt. Der Erfindung ifegt die Arfgabe zugrunde, neben einer hohen Regelgenauigkeit des Ausgangsstromes, die durch geregelte Konstantstromgeräte gewährleistet ist. auch noch eine hohe Konstanz der in seinem Absolutwert hoch gewählten maximal zulässigen Ausgangsspannung (z. B. 650 V) zu erzielen, wobei der Maximalwert der Ausgangsspannung auch kurzzeitig nicht überschritten werden soll.Constant current supply units with low internal resistance are made possible by the use of a controlled system with an actuator which, depending on the output current, has a measuring circuit and a rule converter is controlled, electronically regulated. The invention is based on the Arfgabe, in addition to one high control accuracy of the output current, which is guaranteed by regulated constant current devices. also a high degree of constancy of the maximum permissible output voltage selected to be high in its absolute value (e.g. 650 V), whereby the maximum value of the output voltage is not even for a short time should be exceeded.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe unter Ausnutzung der in Konstantstromspeisegeräten mit niedrigem Innenwiderstand vorhandenen Regelschaltung mit nur geringem Mehraufwand dadurch gelöst, daß die Spannungsbegrenzerschaltung in Reihe mit einem Widerstand an den Ausgang eines Konstantstromgerätes angeschaltet ist und daß der in Abhängigkeit vom Z-Diodenstrom der Spannungsbegrenzerschaltung am Widerstand entstehende Spannungsabfall unter Zwischenschaltung eines Transistors den Regclumsetzer des geregelten Konstantstromgerätes so beeinflußt, daß mit steigendem Z-Diodenstrom die Ausgangsleistung des Konstantstromgerätes abnimmt.According to the invention, this object is achieved using the constant current feeders with low internal resistance existing control circuit solved with only little additional effort, that the voltage limiter circuit is connected in series with a resistor to the output of a constant current device is switched on and that the voltage limiter circuit is dependent on the Zener diode current voltage drop occurring at the resistor with the interposition of a transistor Regcl converter of the regulated constant current device influenced so that with increasing Zener diode current the Output power of the constant current device decreases.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Steuerung der Transistorstufe und die Beeinflussung des Regelumsetzers dadurch, daß die BaFis-Emitter-Strecke des Tranrstors in Reihe mit einer Z-Diode dem vom Z-Diodenstrom durchflosscnen Widerstand und die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors den Eingangsklemmen des Regelumsetzers parallel geschaltet sind.According to an advantageous development of the invention, the control of the transistor stage and the Influence of the rule converter by the fact that the BaFis emitter line of the Tranrstors in series with a Zener diode, the resistor through which the Zener diode current flows, and the emitter-collector path of the transistor are connected in parallel to the input terminals of the converter.

Die Z-Diode wirkt im Steuerkreis des Transistors als Ansprechschwelle. Damit der Transistor im Stromregelbereich des Konstantstromgerätes sicher gesperrt ist, liefert die Z-Diode eine den Transistor sperrende Spannung, solange der Spannungsabfall am Widerstand den Wert der Arbeitsspannung im Durchbruchgebiet der Z-Diode nicht erreicht hat.The Zener diode acts as a response threshold in the control circuit of the transistor. So that the transistor in the The current control range of the constant current device is safely blocked, the Zener diode supplies the transistor blocking voltage as long as the voltage drop across the resistor equals the value of the working voltage in the breakdown area the Zener diode has not reached.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben.An embodiment according to the invention is described in more detail with reference to the drawing.

In der Zeichnung sind nur die für das Verständnis der Schaltung erforderlichen Schaltungsteile dargestellt. Soweit Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel nach dem Hauptpatent besteht, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.In the drawing, only the circuit parts required to understand the circuit are shown. As far as there is agreement with an embodiment according to the main patent, are the same reference numerals are used.

Außer der Gleichspannungsquelle mit der Spannung U₁ sind die Regelstrecke 5 mit einem elektronischen Stellglied, die Meßschaltung M, der Regelumsetzer R und der Taktgeber Γ Schaltungsteile des Konstantstromspeisegerätes. Am Ausgang der Regelstrecke liegt über den Widerstand R_n die im Hauptpatent beschriebene Spannungsbegrenzerschaltung, bestehend aus den Z-Dioden Z₁ bis Z_n, Z₇-, den Transistoren T_v Tι und den Widerständen R_v R_T an der Ausgangsspannug U₃. Die Meßschaltung M arbeitet in Abhängigkeit vom Spannungsabfall am Stromwiderstand Sj auf den Eingang K_v K₂ des Regelumsetzers R. Die Hilfsschaltung, die die Anwendung der Spannungsbegrenzerschallung auch in Verbindung mit Konstantstromgeräten mit niedrigem' Innenwider-In addition to the DC voltage source with the voltage U ₁ , the controlled system 5 with an electronic actuator, the measuring circuit M, the control converter R and the clock Γ are circuit parts of the constant current supply device. The voltage limiter circuit described in the main patent, consisting of the Zener diodes Z ₁ to Z _n , Z ₇ -, the transistors T _v T 1 and the resistors R _v R _T at the output voltage U _{3 is located} at the output of the controlled system via the resistor R _n . The measuring circuit M works as a function of the voltage drop across the current resistor Sj to the input K _v K _{2 of} the control converter R.

stand ermöglicht, besteht aus dem Widerstand A₀, dem Transistor T₁₁ und der Z-Diode Z₁₁. Der Transistor wirkt als steuerbarer Widerstand, der den Eingang des Regelumsetzers R abschließt. Der Steuerkreis ist so ausgebildet, daß die Z-Diode und die Basis-Emitter-Strecke des Transistors dem Widerstand R₀ parallel geschaltet sind. Die Z-Diode liegt für die am Widerstand abfallende Spannung in Sperrrichtung. Solange die Spannung am Widerstand unterhalb der Arbeitsspannung im Durchbruchgebiet der Z-Diode bleibt, ist der Transistor gesperrt, so daß der Konstantstromregelbereich nicht beeinträchtigt ist. Mittels der durch die einfache Hilfsschaltung erweiterten Spannungsbegrenzerschaltung wird die Stromregelung bei abnehmender Last in eine Spannungsregelung mit vermindertem Ausgangsstrom überfülin. Eine Überlastung der Z-Diodenkette bei Entlastung des Geräteausgangs kann daher nicht mehr auftreten.stand made possible, consists of the resistor A ₀ , the transistor T ₁₁ and the Zener diode Z ₁₁ . The transistor acts as a controllable resistor that terminates the input of the control converter R. The control circuit is designed so that the Zener diode and the base-emitter path of the transistor are connected in parallel to the resistor R _0. The Z-diode is in reverse direction for the voltage drop across the resistor. As long as the voltage across the resistor remains below the working voltage in the breakdown region of the Zener diode, the transistor is blocked so that the constant current regulation range is not impaired. By means of the voltage limiter circuit expanded by the simple auxiliary circuit, the current regulation is converted into a voltage regulation with a reduced output current when the load decreases. An overload of the Z-diode chain when the device output is relieved can therefore no longer occur.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1.Circuit arrangement for limiting high DC voltages at the output of constant current devices, in particular for remote feeding of communication links, using individual or a series connection of several Zener diodes forming a voltage limiting circuit, which are arranged in the reverse direction parallel to the output of the constant current devices and some of which Depending on the voltage increase at the Zener diodes above the setpoint value, this is bridged by an electronic shunt by connecting the colicktor-emitter path of a transistor of a Zener diode or several Zener diodes in parallel that changes from the blocking state to amplifier operation, according to the patent 1 513491, characterized in that the voltage limiter circuit is connected in series with a resistor (R _n ) to the output of a regulated constant current device with low internal resistance and that the voltage limiter circuit on the Wide rstand (R _n ) resulting voltage drop with the interposition of a transistor (T ₁₁ ) the control converter (P) of the regulated constant ^{current device so that m: t} increasing Zener diode current decreases the output power of the constant current device.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the base-emitter path of the transistor (T ₁₁ ) in series with a Zener diode (Z ₁₁ ) the resistor (R _n ) through which the Zener diode current flows and the emitter collector -Way of the transistor (T ₁₁ ) the input terminals (K ₁ , K ") of the control converter (R) are connected in parallel.

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