DE2360363A1

DE2360363A1 - Data and teleprinter transmission system - has circuit for supply of unearthed current through inverters

Info

Publication number: DE2360363A1
Application number: DE2360363A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Schuhbauer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1975-06-05
Also published as: DE2360363B2

Abstract

The inverters are supplied from an earthed or insufficiently insulated source, and the earthed direct voltage is applied to an inverter with a high switching frequency which is above the range of audible frequencies. Filter devices are provided for the attenuation of only the higher harmonics of the generated rectangular voltage. There is a balanced and/or screened transformer which is connected to the inverter, and the ends of its secondary windings are each connected to a rectifier. The transformer has one primary winding and two secondary windings, giving two outputs. Sparking is prevented by the shielding. The fundamental switching frequency may be 20 kHz.

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den - 4. OEZ. 19 7 3SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Munich, on - 4th AD. 19 7 3

Witteisbacherplatz 2Witteisbacherplatz 2

2360363 ■ 73/21512360363 ■ 73/2151

Schaltungsanordnung zur erdfreien Stromversorgung in Daten- und FernschreibübertragungsanlagenCircuit arrangement for floating power supply in data and teletype transmission systems

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur erdfreien Stromversorgung in Daten- und Fernschreibubertragungsanlagen mit Hilfe von Umrichters chaltungen,, die von einer nicht oder nicht genügend erdfreien Stromversorgung gespeist werden,-The invention relates to a circuit arrangement for floating Power supply in data and telex transmission systems with the help of converter circuits, which are powered by a not or insufficiently floating power supply are fed,

Bei der Übertragung von Daten- und Fernschreibzeichen mit Hilfe von Gleichstrom-Hochpegel-Telegrafie ist zur Verringerung der gegenseitigen Beeinflussung benachbarter Leitungen (Verzerrungen, Geräuschspannung) eine hohe Erdsymmetrie der beiderseitigen AbschluBschaltungen erforderlich, da andernfalls die durch induktive und kapazitive Kopplungen hervorgerufenen Störspannungen auf einer Lei- _: tung, die zu in gleicher Richtung fließenden und unterschiedlichen Störströmen auf beiden Adern führen, die Abschluß schaltung en in unerwünschter Weise beeinflussen. Wegen der ebenfalls geforderten Funkentstörung imd einer eventuellen Speisung der Anschlußleitungen ist die notwendige Symmetrie besonders bei Endgeräten schwer erreichbar. Bisher wurde dieses Problem meist durch Vorschalten einer sogenannten Symmetrierdrossel gelöst. Figur 1 zeigt links das Endgerät E, das über die Symmetrierdrossel S mit der Anschlußleitung AL verbunden ist. In eine der Adern zwischen dem Endgerät E und der Symmetrierdrossel S ist ein Netzteil II zur Speisung der Anschlußleitung geschaltet. Die verschiedenen, hier auftretenden Erdunsymmetrien, die durch unterschiedlieheWhen transmitting data and telex characters with the help of direct current high-level telegraphy, a high degree of earth symmetry of the two-sided terminating circuits is required to reduce the mutual influence of neighboring lines (distortion, noise voltage), since otherwise the interference voltages caused by inductive and capacitive couplings on one line - _: device that lead to different interference currents flowing in the same direction on both wires, affecting the termination circuits in an undesirable manner. Because of the radio interference suppression that is also required and a possible supply of the connection lines, the necessary symmetry is difficult to achieve, especially with terminal devices. So far, this problem has mostly been solved by connecting a so-called balancing throttle upstream. On the left, FIG. 1 shows the terminal E, which is connected to the connecting line AL via the balancing throttle S. In one of the wires between the terminal E and the balancing choke S, a power supply II is connected to feed the connecting line. The various earth asymmetries occurring here, which are caused by different

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Impedanzen zwischen dem jeweils gewählten Schaltungspunkt und Erde Zustandekommen, sind durch Kapazitäten gegen Erde symbolisiert. Die beiden Wicklungen der Symmetrierdrossel besitzen an sich gleiche Induktivität; sie sind jedoch gegensinnig gewickelt und sehr fest gekoppelt. Auf diese Weise heben sich die vom Nutzsignal erzeugten magnetischen Flüsse durch die beiden induktiv gekoppelten Wicklungen der Symmetrierdrossel gegenseitig auf. Die Symmetrierdrossel zeigt daher bezüglich des Nutzsignals keine Drosselwirkung. Störströme jedoch, die entweder nur auf einer Ader der Leitung oder auf beiden Adern in gleicher Richtung auftreten, führen in beiden Wicklungen der Symmetrierdrossel zu magnetischen Flüssen, die' sich addieren. Auf Störströme wirkt daher die Symmetrierdrossel als Blindwiderstand. Nun sind jedoch solche Symmetrierdrosseln relativ teuer und benötigen viel Platz. Man hat daher zur Speisung der Anschlußleitungen auch schon erdfreie Spannungen verwendet, die mit Hilfe von Umrichtern erzeugt werden. Dabei entstehen jedoch zusätzliche Funkstörungen, die den bei Endgeräten zulässigen Störgrad überschreiten. Die Beseitigung dieser Störungen ist wegen der Symmetrieforderung nur schwer möglich, da Maßnahmen zur Funkentstörung immer zusätzliche Erdkapazitäten mit sich bringen. Schließlich ist auch eine erdfreie Speisung mit der Netzfrequenz oder einer anderen niederfrequenten oder mittelfrequenten oberwellenarmen Spannung bekannt. Hierbei wird jedoch ebenfalls viel Platz für die Übertrager und die Siebelemente benötigt. Außerdem ist dabei die notwendige Symmetrie nur schwer zu • erreichen.Impedances between the selected switching point and earth coming into being are symbolized by capacities against earth. The two windings of the balancing choke have the same inductance per se; however, they are wound in opposite directions and very tightly coupled. To this The magnetic fluxes generated by the useful signal are offset by the two inductively coupled windings the balancing throttle on each other. The balancing throttle therefore shows no throttling effect with regard to the useful signal. Interference currents, however, either only on one wire of the line or on both wires in the same direction occur, lead to magnetic fluxes in both windings of the balancing choke, which 'add up. on The balancing reactor therefore acts as a reactance against interference currents. However, such balancing chokes are relative expensive and take up a lot of space. One therefore already has floating voltages for feeding the connecting lines are used, which are generated with the help of converters. However, this creates additional radio interference that affects the Exceed the permissible level of interference for end devices. The elimination of these disturbances is because of the symmetry requirement only possible with difficulty, since radio interference suppression measures always involve additional ground capacities. In the end is also an ungrounded supply with the mains frequency or another low-frequency or medium-frequency harmonic wave Tension known. However, this also requires a lot of space for the transformers and the sieve elements. In addition, the necessary symmetry is difficult to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von Daten- und Fernschreibübertragungsanlagen abzugeben, mit deren Hilfe einerseits die notwendige hohe Erdsymmetrie der Teilnehmeranschluß-The invention is based on the object of a circuit arrangement to supply power to data and teletype transmission systems, with their help on the one hand the necessary high earth symmetry of the subscriber connection

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schaltungen und andererseits eine ausreichende Funkentstörung erzielbar ist. circuits and, on the other hand, sufficient radio interference suppression can be achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem oben erwähnten Verfahren aus, eine erdfreie Spannung mit Hilfe eines Gleichspannungsumrichters zu erzeugen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die umzuformende erdbezogene Gleichspannung einem Wechselrichter mit hoher Schaltfrequenz zugeführt wird, der Schaltmittel zur Ab- < flachung der vom Wechselrichter erzeugten Rechteckspannung aufweist, daß diese.Schaltmittel derart dimensioniert.sind, daß nur die höheren Oberwellen unterdrückt werden und daß an den Wechselrichter ein symmetrisch aufgebauter und/oder abgeschirmter Übertrager angeschlossen ist,.dessen Sekundärwicklungen mit je einem Gleichrichter verbunden sind. To solve this problem, the invention proceeds from the above mentioned method from a floating voltage with the help of of a DC voltage converter. According to the invention, the object is achieved in that the ground related DC voltage to an inverter with high Switching frequency is supplied, the switching means for Ab- < flattening of the square wave voltage generated by the inverter that these switching means are dimensioned in such a way that that only the higher harmonics are suppressed and that a symmetrically constructed and / or shielded transformer is connected, whose secondary windings are each connected to a rectifier.

Mit einer solchen Schaltungsanordnung lassen sich erdfreie Spannungen zur Speisung der Anschlußleitungen, aber auch Hilfsspannungen für Tast-, Bewertungs- und Übertragüngsschaltungen erzeugen. Die Schaltfrequenz des Wechselrichters wird so hoch gewählt daßsich ein kleines Volumen und.ein guter Wirkungsgrad der Anordnung ergeben. Es ist zweckmäßig, die Schaltfrequenz über die Hörbarkeitsgrenze zu legen.Durch die Abflachung der oberwellenreichen Wechselspannung lassen sich die schwer beherrschbaren und eine Funkentstörung besonders erschwerenden höheren Oberwellen unterdrücken. Diese Abflachung wird jedoch zweckmäßig so dimensioniert, daß der Wirkungsgrad des Umrichters noch ausreichend hoch bleibt. Induktive Komponenten der vom Wechselrichter erzeugten, besonders kritischen erdbezogenen Funkstörspannungen lassen sich durch einen symmetrischen Aufbau des zum Zweck der Potentialtrennung erforderlichen Übertragers dämpfen. Gegen kapazitive Komponenten der Funkstörspannungen hilft eine Abschirmung; des Übertragers. DabeiWith such a circuit arrangement floating Voltages for feeding the connection lines, but also auxiliary voltages for touch, evaluation and transmission circuits produce. The switching frequency of the inverter is chosen so high that a small volume is created and. result in a good efficiency of the arrangement. It is expedient, the switching frequency over the audibility limit By the flattening of the harmonic-rich alternating voltage can be the difficult to control and a Suppress radio interference, which is particularly difficult to suppress higher harmonics. However, this flattening is expediently so dimensioned so that the efficiency of the converter remains sufficiently high. Inductive components of the vom Inverters generated, particularly critical earth-related Radio interference voltages can be reduced by a symmetrical Damp the structure of the transformer required for the purpose of electrical isolation. Against capacitive components of radio interference voltages a shield helps; of the transformer. Included

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ist jedoch darauf zu achten, daß durch diese Ausgestaltung des Übertragers sich ergebende zusätzliche Erdkapazitäten nicht so groß werden, daß die Erdsymmetrie der Anschlußschaltung unzulässig verschlechtert wird. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ermöglicht die freie Wählbarkeit der Speise- und Hilfsspannungen ohne Änderungen im zentralen Netzteil.However, care must be taken that this design of the transformer results in additional ground capacitances do not become so large that the earth symmetry of the connection circuit is inadmissibly deteriorated. The circuit arrangement according to the invention enables the free selection of the Supply and auxiliary voltages without changes in the central power supply unit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Figur 2.An exemplary embodiment of the invention is shown in FIG.

Dem Eingang E wird die umzuformende erdbezogene Gleichspannung vom Netzteil zugeführt. Der Wechselrichter W erzeugt aus dieser Gleichspannung eine Rechteckwechselspannung hoher Frequenz (z.B. 20 kHz), die durch geeignete Schaltmittel abgeflacht wird. Diese Schaltmittel können dem eigentlichen Wechselrichter nachgeschaltet oder zumindest teilweise in den Wechselrichter integriert sein. An den Wechselrichter ist der symmetrisch aufgebaute Übertrager Ue angeschlossen. In diesem symmetrisch aufgebauten Übertrager fließen die von erdbezogenen Funkstörspannungen erzeugten Störströme in entgegengesetzter Richtung und heben einander auf. Die kapazitive Komponente der erdbezogenen Störspannung wird durch eine Abschirmung gedämpft. Auf der Sekundärseite des Übertragers können mehrere Wicklungen, beispielsweise zwei, vorgesehen werden. Jede dieser Wicklungen ist mit einem Gleichrichter G1, G2 verbunden, an deren Ausgängen A1, A2 die erdfreien Spannungen abgenommen werden können.The earth-related DC voltage to be converted is sent to input E. supplied by the power supply. The inverter W generates a square-wave alternating voltage from this direct voltage high frequency (e.g. 20 kHz), which is flattened by suitable switching means. These switching means can downstream of the actual inverter or at least partially integrated into the inverter. At The symmetrically constructed transformer Ue is connected to the inverter. In this symmetrically structured Transmitters flow the interference currents generated by earth-related radio interference voltages in opposite directions and cancel each other out. The capacitive component of the Earth-related interference voltage is attenuated by a shield. On the secondary side of the transformer, several Windings, for example two, are provided. Each of these windings is connected to a rectifier G1, G2, the floating voltages can be picked up at the outputs A1, A2.

2 Patentansprüche
2 Figuren2 claims
2 figures

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Claims

Circuit arrangement for floating power supply in data and telex transmission systems and -Devices with the help of converter circuits that are not or insufficiently ungrounded: Power supply to be fed, thereby g e flag e.i chne t that the to be formed, Earth-related direct voltage is fed to an inverter (W) with a high switching frequency, the switching means for flattening the rectangular saving generated by the inverter, that this switching means such are dimensioned that only the higher harmonics suppressed and that a " symmetrically constructed and / or shielded transformer (Ue) is connected, the secondary windings of which are each connected to a rectifier (G1, G2) are.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that the switching frequency of the inverter is above the audibility limit.

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