устройство защиты телефонной линии от короткого замыкания (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство защиты телефонной линии от короткого замыкания, содержащее контакты реле, включенные последовательно с абонентской установкой в линию связи, схему задержки и формирователь напряжения, отличающееся тем, что введены полностью управляемый тиристор, первый диод, первый транзисторный ключ и первый резистор, в качестве реле применено поляризованное реле, формирователь напряжения выполнен в виде ограничителя напряжения, при этом контакты поляризованного реле, абонентская установка, силовой переход полностью управляемого тиристора и формирователь напряжения включены последовательно между первым и вторым проводами линии, первая обмотка поляризованного реле включена между первым и вторым проводами линии через кнопочный выключатель, вторая обмотка поляризованного реле подключена одним выводом к первому проводу линии, а другим через силовой переход первого транзисторного ключа - ко второму проводу линии, первый вывод первого диода соединен с управляющим выводом полностью управляемого тиристора, а второй вывод первого диода соединен с коллектором первого транзисторного ключа, эмиттер которого соединен со вторым проводом линии, а его управляющий вывод соединен с выходом схемы задержки, вход питания которой подключен к точке соединения первого вывода формирователя напряжения и катода полностью управляемого тиристора, общий вывод схемы задержки соединен со вторым проводом линии и со вторым выводом формирователя напряжения, между анодом и управляющим выводом полностью управляемого тиристора включен первый резистор, силовые переходы полностью управляемого тиристора и первого транзисторного ключа включены согласно напряжению линии, а первый диод - согласно с силовым переходом первого транзисторного ключа, при этом первая обмотка поляризованного реле предназначена для замыкания его контактов, а вторая обмотка поляризованного реле - для размыкания его контактов.

2. Устройство защиты по п.1, отличающееся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде стабилитрона, зашунтированного конденсатором и резистором.

3. Устройство защиты по п.1, отличающееся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде последовательно включенных диода и светодиода, зашунтированных резистором и конденсатором.

4. Устройство защиты по п.1, отличающееся тем, что управляющий переход первого транзисторного ключа зашунтирован первым дополнительным конденсатором.

5. Устройство защиты по п.1, отличающееся тем, что ограничитель напряжения и силовой переход полностью управляемого тиристора зашунтированы во встречном направлении соответствующими вторым и третьим диодами.

6. Устройство защиты по п.1, отличающееся тем, что между анодом и управляющим выводом полностью управляемого тиристорного ключа включен второй дополнительный конденсатор.

7. Устройство защиты телефонной линии от короткого замыкания, содержащее контакты реле, включенные последовательно с абонентской установкой в виде телефонного аппарата в линию связи, схему задержки и формирователь напряжения, отличающееся тем, что введены полностью управляемый тиристор, первый диод, два транзисторных ключа, четыре резистора и конденсатор, в качестве реле применено поляризованное реле, формирователь напряжения выполнен в виде ограничителя напряжения, при этом контакты поляризованного реле, абонентская установка, силовой переход полностью управляемого тиристора и формирователь напряжения включены последовательно между первым и вторым проводами линии, первая обмотка поляризованного реле включена между первым и вторым проводами линии через силовой переход второго транзисторного ключа, при этом коллектор второго транзисторного ключа соединен с первой обмоткой поляризованного реле, вторая обмотка поляризованного реле подключена одним выводом к первому проводу линии, а другим через силовой переход первого транзисторного ключа - ко второму проводу линии, первый вывод первого диода соединен с управляющим выводом полностью управляемого тиристора, а второй вывод первого диода соединен с коллектором первого транзисторного ключа, эмиттер которого соединен со вторым проводом линии, а его управляющий вывод соединен с выходом схемы задержки, вход питания которой подключен к точке соединения первого вывода формирователя напряжения и катода полностью управляемого тиристора, общий вывод схемы задержки соединен со вторым проводом линии и со вторым выводом формирователя напряжения, между анодом и управляющим выводом полностью управляемого тиристора включен первый резистор, силовые переходы полностью управляемого тиристора и первого транзисторного ключа включены согласно напряжению линии, а первый диод согласно с силовым переходом первого транзисторного ключа, первый провод линии через последовательно соединенные второй резистор и свободные размыкающие контакты рычага телефонного аппарата соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзисторного ключа и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого через четвертый резистор соединен с базой второго транзисторного ключа и через свободные размыкающие контакты рычага телефонного аппарата - с первым выводом конденсатора, при этом первая обмотка поляризованного реле предназначена для замыкания его контактов, а вторая обмотка поляризованного реле - для размыкания его контактов.

8. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде стабилитрона, зашунтированного конденсатором и резистором.

9. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что ограничитель напряжения выполнен в виде последовательно включенных диода и светодиода, зашунтированных резистором и конденсатором.

10. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что управляющий переход первого транзисторного ключа зашунтирован первым дополнительным конденсатором.

11. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что ограничитель напряжения и силовой переход полностью управляемого тиристора зашунтированы во встречном направлении соответствующими вторым и третьим диодами.

12. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что между второй обмоткой поляризованного реле и общим выводом диода и коллектора первого транзисторного ключа включен первый дополнительный диод.

13. Устройство защиты по п.7, отличающееся тем, что между анодом и управляющим выводом полностью управляемого тиристорного ключа включен второй дополнительный конденсатор.

14. Устройство защиты по п. 7, отличающееся тем, что эмиттер второго транзисторного ключа соединен со вторым проводом линии через второй дополнительный диод.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к телефонной связи и предназначено для защиты телефонной линии от короткого замыкания, которое может возникнуть, например, из-за повреждения линии абонентской установки или при длительном телефонном разговоре, а также при сверхнормативном нахождении трубки в снятом состоянии длительное время из-за небрежности абонента.

Известны устройства, обеспечивающие отключение абонентской установки от линии при наличии в линии короткого замыкания в течение заданного промежутка времени [1, 2] , наиболее близким предложенному является устройство защиты линии связи [2] , содержащее контакты реле, включенные последовательно с абонентской установкой в линию связи, схему задержки и формирователь напряжения.

В известном устройстве для питания реле, отключающего абонентскую установку от линии связи при наличии в линии короткого замыкания в течение достаточно длительного времени, необходимо наличие достаточно мощного источника питания, что усложняет схему.

Целью изобретения является упрощение и уменьшение массогабаритных показателей за счет применения полностью управляемого тиристора, обеспечивающего отключение телефонного аппарата по сигналу, несущему информацию о наличии короткого замыкания в линии, и подачу напряжения линии на обмотку поляризованного реле.

Технический результат достигается за счет того, что в устройство защиты телефонной линии от короткого замыкания, содержащее контакты реле, включенные последовательно с абонентской установкой в линию связи, схему задержки и формирователь напряжения, введены полностью управляемый тиристор, первый диод, первый транзисторный ключ и первый резистор, в качестве реле применено поляризованное реле, формирователь напряжения выполнен в виде ограничителя напряжения, при этом контакты поляризованного реле, абонентская установка, силовой переход полностью управляемого тиристора и формирователь напряжения включены последовательно между первым и вторым проводами линии, первая обмотка поляризованного реле включена между первым и вторым проводами линии через кнопочный выключатель, вторая обмотка поляризованного реле подключена одним выводом к первому проводу линии, а другим через силовой переход первого транзисторного ключа ко второму проводу линии, первый вывод первого диода соединен с управляющим выводом полностью управляемого тиристора, а второй вывод первого диода соединен с коллектором первого транзисторного ключа, эмиттер которого соединен со вторым проводом линии, а его управляющий вывод соединен с выходом схемы задержки, вход питания которой подключен к точке соединения первого вывода формирователя напряжения и катода полностью управляемого тиристора, общий вывод схемы задержки соединен со вторым проводом линии и со вторым выводом формирователя напряжения, между анодом и управляющим выводом полностью управляемого тиристора включен резистор, силовые переходы полностью управляемого тиристора и первого транзисторного ключа включены согласно напряжению линии, а первый диод - согласно с силовым переходом транзисторного ключа, при этом первая обмотка поляризованного реле предназначена для замыкания его контактов, а вторая обмотка - для размыкания его контактов. Кроме того, целесообразно ограничитель напряжения выполнить в виде стабилитрона или последовательно включенных диода и светодиода, зашунтированных резистором и конденсатором.

Для защиты от попадания на базу транзисторного ключа положительного потенциала при переходных процессах в схеме задержки целесообразно управляющий переход транзисторного ключа зашунтировать первым дополнительным конденсатором.

Для замыкания волны переменного тока соответствующей полярности, возникающей при коммутаторном вызове, целесообразно ограничитель напряжения и силовой переход полностью управляемого тиристора зашунтировать соответствующими вторым и третьим диодами во встречном направлении.

Для защиты транзисторного ключа от переполюсовки целесообразно последовательно со второй обмоткой поляризованного реле в прямом направлении включить первый дополнительный диод.

Для увеличения скорости отпирания полностью управляемого тиристора между его анодом и управляющим выводом можно включить второй дополнительный конденсатор. При втором варианте выполнения устройства при подключении к линии в качестве абонентской установки телефонного аппарата первая обмотка поляризованного реле включена между вторым и первым выводами линии через силовой переход второго транзисторного ключа, при этом первый провод линии через последовательно соединенные второй резистор и свободные размыкающие контакты рычага телефонного аппарата соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с эмиттером второго транзисторного ключа и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого через четвертый резистор соединен с базой второго транзисторного ключа и через свободные размыкающие контакты рычага телефонного аппарата - с первым выводом конденсатора.

Целесообразно эмиттер второго дополнительного ключа соединить со вторым проводом линии через второй дополнительный диод.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен пример выполнения схемы первого варианта предложенного устройства защиты линии от короткого замыкания, а на фиг. 2 изображен пример выполнения второго варианта схемы.

На фиг. 1 представлено: провод 1 линии связи (например плюсовой), провод 2 линии связи (например минусовой), абонентская установка, например телефонный аппарат 3, контакты 4 поляризованного реле, полностью управляемый тиристор 5, формирователь 6 напряжения, схема 7 задержки, первый транзисторный ключ 8, первая и вторая обмотки P1, Р2 поляризованного реле 9, кнопочный выключатель 10, первый резистор 11, первый диод 12, второй диод 13 и третий диод 14.

Формирователь 6 напряжения выполнен по схеме ограничителя напряжения и содержит стабилитрон 6, резистор 16 и конденсатор 17. В состав устройства также входят первый дополнительный конденсатор 19 и дополнительный диод 20, второй дополнительный конденсатор 21.

Первый вывод телефонного аппарата 3 через контакты 4 соединен с проводом 1, второй вывод телефонного аппарата 3 соединен с анодом полностью управляемого тиристора 5, катод которого соединен через формирователь 6 с проводом 2. Конденсатор 17 и резистор 16 включены параллельно стабилитрону 6. Резистор 11 и конденсатор 21 включены между управляющим выводом и анодом полностью управляемого тиристора 5. Анод первого диода 12 соединен с управляющим выводом полностью управляемого тиристора 5. Катод первого диода 12 соединен с коллектором транзисторного ключа 8, эмиттер которого соединен с проводом 2.

Коллектор транзисторного ключа 8 через вторую обмотку Р2 поляризованного реле 9 соединен с проводом 1.

Между коллектором транзисторного ключа 8 и обмоткой Р2 поляризованного реле 9 может быть включен в прямом направлении дополнительный диод 20. Управляющий вывод (база) транзисторного ключа 8 соединен с выходом схемы 7, общий вывод которой соединен с проводом 2. Вход питания схемы 7 соединен с точкой соединения катода полностью управляемого тиристора 5 и первого вывода формирователя 6 (вывода катода стабилитрона 15).

Параллельно переходу база - эмиттер транзисторного ключа 8 может быть включен конденсатор 19. Полностью управляемый тиристор 5 и стабилитрон 15 могут быть зашунтированы вторым и третьим диодами 13, 14 во встречном направлении.

Первая обмотка P1 одним выводом подключена к проводу 1, а другим через кнопочный выключатель 10 к проводу 2, между катодом и управляющим выводом тиристора 5 может быть включен конденсатор 21.

На схеме фиг. 2 первая обмотка P1 поляризованного реле 9 включена между первым и вторым проводами линии 1, 2 через силовой переход второго транзисторного ключа 22.

Первый провод линии через последовательно соединенные второй резистор 24, свободные размыкающие контакты 23 рычага телефонного аппарата 3 и конденсатор 25 соединен с эмиттером второго транзисторного ключа 22 и с первым выводом третьего резистора 27, второй вывод которого через четвертый резистор 26 соединен с базой транзисторного ключа 22 и через свободные размыкающие контакты 29 рычага телефонного аппарата 3 - с первым выводом конденсатора 25, второй вывод которого соединен с эмиттером транзисторного ключа 22.

Кроме того, можно соединить эмиттер транзисторного ключа 22 со вторым проводом линии 2 через второй дополнительный диод 28.

Устройство работает следующим образом. При появлении в линии короткого замыкания, например при снятии абонентом телефонной трубки, в случае разомкнутых контактов 4 абонент нажимает кнопочный включатель 10, на первую обмотку поляризованного реле поступает напряжение линии, при этом контакты 4 замыкаются. По цепи - первый провод 1, контакты 4, цепь телефонного аппарата 3, резистор 11, управляющий переход (управляющий вывод - катод) полностью управляемого тиристора 5, стабилитрон 15, второй провод 2 - через управляющий переход полностью управляемого тиристора 5 проходит отпирающий импульс тока. Полностью управляемый тиристор 5 открывается и по проводам линии через последовательно соединенные контакты 4, телефонный аппарат 3, силовой переход полностью управляемого тиристора 5, стабилитрон 15 начинает течь ток. За счет падения напряжения на стабилитроне 15 на выводах формирователя 6 появляется напряжение, которое подается на вход питания схемы 7 и запускает ее.

Схема 7 начинает отсчет времени. Если через промежуток времени, устанавливаемый с помощью входящего в состав схемы задержки переключателя, трубка телефонного аппарата находится в снятом состоянии, на выходе схемы 7 появляется сигнал, включающий транзисторный ключ 8. На управляющий вывод полностью управляемого тиристора 5 через включенный транзисторный ключ 8 и первый диод 12 подается отрицательный относительно ее катода потенциал. Полностью управляемый тиристорный ключ закрывается и разрывает линию между первым проводом 1 и вторым проводом 2. На вторую обмотку поляризованного реле 9 через транзисторный ключ 8 подается напряжение линии, достаточное для срабатывания реле, которое размыкает контакты 4 и тем самым устраняет короткое замыкание в линии, обусловленное длительным нахождением трубки в снятом состоянии. Аналогичным образом устраняется короткое замыкание в линии, обусловленное повреждением линии, повреждением телефонного аппарата или другими причинами.

Схема задержки может иметь различные варианты выполнения. В частности при одном из вариантов выполнения по истечении заданного промежутка времени схема 7 обеспечивает формирование на своем выходе сигнала постоянного уровня, возможен также вариант выполнения, при котором на выходе схемы 7 формируется импульсный сигнал (например длительностью 10 мс и частотой 1 Гц).

Применение схемы задержки с импульсным выходным сигналом предотвращает возможность снижения напряжения в цепи питания схемы задержки ниже допустимого уровня благодаря уменьшению потерь энергии в упомянутой цепи.

Второй и третий диоды 13, 14 предназначены для замыкания волны обратной по отношению к напряжению линии полярности при появлении в линии коммутаторного вызывного сигнала. Для защиты транзисторного ключа 8 от переполюсовки последовательно с обмоткой Р2 можно включить дополнительный диод 20. Конденсатор 21 форсирует подачу управляющего напряжения на управляющий вывод тиристора 5.

В одном из частных случаев выполнения схемы 7 ее запуск осуществляется со средней точки последовательной RC-цепи, включенной между выводами питания схемы 7. Возможно также применение схемы задержки, выполненной на базе микропроцессора.

Конденсатор 18 защищает базу транзисторного ключа 8 от попадания положительного потенциала, который может возникнуть на выходе схемы 7 при переходных процессах. Во втором варианте схемы согласно фиг. 2 при снятии абонентом телефонной трубки свободные замыкающие контакты 23 рычага телефонного аппарата 3 соединяют конденсатор 5 с линией. Конденсатор 25 заряжается по цепи провод 1, резистор 24, конденсатор 25, диод 28, провод 2.

После того как абонент положит трубку, конденсатор 25 разряжается по цепи - размыкающие контакты 29, резистор 26, базоэмиттерный переход транзисторного ключа 22 - и включает ключ 22, в результате этого первая обмотка P1 реле 9 через силовой переход ключа 22 подключается к линии, при этом контакты 4 замыкаются и подключают напряжение линии к телефонному аппарату.

Для защиты транзисторного ключа 22 от обратного напряжения целесообразно введение в схему дополнительного диода 28.

Таким образом, устройство в соответствии с изобретением позволяет избежать режима длительного короткого замыкания в телефонной линии, а также ограничить длительность телефонной связи.

Источники информации

1. SU 511728 A, 25.04.76.

2. FR 2272551 A1, 19.12.75.