JPH04290056A - 地絡・電池絡保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地絡・電池絡保護回路に
係わり、特に交換機における加入者線の地絡・電池絡保
護回路に関する。

【０００２】交換機の加入者回路には各電話機に給電す
るための給電回路が設けられ、−４８Ｖの電源から加入
者線を介して所定の直流電流（通話電流）を供給するよ
うになっている。通話電流は電話機を使っていない時、
流れないため、その有無を交換機側で監視することによ
り電話機の状態の把握、例えば発呼検出、応答検出を行
うことができる。かかる給電回路は加入者線に地絡、電
池絡が生じると過電流が流れ、破壊する場合がある。こ
のため、地絡・電池絡が発生したら、これらを速やかに
検出して給電回路を保護する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】図３は従来の地絡・電池絡保護回路の構
成図であり、１は加入者回路内に設けた地絡・電池絡保
護回路、２は電話機、３ａ，３ｂは加入者線であり、３
ａは電源側の加入者線（Ａ線という）、３ｂはグランド
側の加入者線（Ｂ線という）であり、電源電圧−Ｖｂｂ
は−４８Ｖである。

【０００４】地絡・電池絡保護回路１において、１１は
グランド（ア−ス）からＢ線へ電流Ｉｂを流す第１の給
電回路、１２はＡ線から電源電圧−Ｖｂｂへ電流Ｉａを
流す第２の給電回路、１３はＡ線，Ｂ線に流れる電流Ｉ
ａ，Ｉｂの差を監視する電流差監視回路、１４，１５は
電流Ｉａ，Ｉｂを制限する第１、第２の電流制限回路で
ある。

【０００５】Ａ線の電位は正常時、−Ｖｂｂ〜−Ｖｂｂ
／２（Ｖ）の範囲内にあり、又Ｂ線の電位は正常時−Ｖ
ｂｂ／２〜０（Ｖ）の範囲内にある。このため、Ａ線が
グランドと接触（地絡）すると、Ａ線の電流Ｉａが大き
くなり、Ｂ線が−Ｖｂｂ電源と接触（電池絡）するとＢ
線の電流Ｉｂが大きくなる。

【０００６】電流差監視回路１３はＩａ，Ｉｂの差が所
定値以上になった時、地絡あるいは電池絡が発生したも
のとみなし、電流制限回路１４，１５をして地絡あるい
は電池絡により電流が増大した側の電流値を制限する。

【０００７】ところで、交換機では加入者線や加入者回
路が正常であるか否かを試験する必要がある。このため
、交換機に試験機を組み込むと共に、テストリレ−を加
入者回路と加入者線の間に設け、試験時、適宜テストリ
レ−をオン・オフして加入者線や加入者回路を試験機に
接続してその正常性を確認するようになっている。

【０００８】図４は試験機を備えた交換機の一部構成図
であり、図３と同一部分には同一符号を付している。１
は地絡・電池絡保護回路（図３参照）、２は電話機、３
ａ，３ｂはＡ線、Ｂ線、４は加入者回路、５は試験機、
６は加入者線を試験機に接続するための回線テストリレ
−部、７は加入者回路４を試験機に接続するための回路
テストリレ−部、８はレバ−スリレ−である。加入者線
側を試験する際には、回線テストリレ−部６の各リレ−
Ｔ１，Ｔ１′を点線側に切り換えて加入者線を試験機５
に接続して試験を行い、加入者回路を試験する際には、
回路リレ−部７の各リレ−Ｔ２，Ｔ２′を点線側に接続
して試験を行う。

【０００９】加入者線、加入者回路の試験は１回線づつ
行うため、回線テストリレ−部６及び回路テストリレ−
部７からのテスト線ＣＬ１，ＣＬ２；ＣＳ１，ＣＳ２は
他の加入者線、加入者回路からのテスト線とマルチ接続
されている。図５はマルチ接続の様子を説明する交換機
の概略構成図であり、２ａ〜２ｄは電話機、３ａ，３ｂ
は各電話機のＡ線、Ｂ線、４ａ，４ｂ，・・は加入者回
路、５は試験機、６ａ，６ｂ・・回線テストリレ−部、
７ａ，７ｂ，・・は回路テストリレ−部、９はスイッチ
群で構成されたネットワ−ク、１０はスイッチ切り換え
制御、試験制御等を行う制御装置である。

【００１０】各電話機対応に設けた回線テスト用のリレ
−Ｔ１，Ｔ１′からのテスト線はそれぞれマルチ接続さ
れて共通のテスト線ＣＬ１，ＣＬ２に接続されて試験機
５につながれ、同様に各電話機対応に設けた回路テスト
用のリレ−Ｔ２，Ｔ２′からのテスト線はそれぞれマル
チ接続されて共通のテスト線ＣＳ１，ＣＳ２に接続され
て試験機５につながれている。かかる構成において、例
えば電話機２ａの回線側の試験を行うには、制御装置１
０からの指令により電話機２ａに対応するリレ−Ｔ１，
Ｔ１′のみを動作させ、該リレ−を点線側に切り換える
。又、電話機２ａの回路側の試験を行うには、制御装置
１０からの指令により電話機２ａに対応するリレ−Ｔ２
，Ｔ２′のみを動作させ、該リレ−を点線側に切り換え
、他の電話機に対しても同様に対応するリレ−Ｔ１，Ｔ
１′；Ｔ２，Ｔ２′を動作させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、交換機
では回線ごとに加入者線、加入者回路を試験するために
、リレ−が設けられ、各リレ−からのテスト線がマルチ
接続されて試験機に入力されている。かかるリレ−は、
制御装置１０のソフト異常により、あるいはその他の原
因で誤動作する場合がある。

【００１２】又、ＮＣＵからの発信と加入者回路側から
の着信がかちあう（衝突する）のを防止するために、あ
るいは、１つの回線を２つの独立した電話機が使用する
ために、あるいは公衆端末の課金処理を行うために、レ
バ−スリレ−８（図４参照）が加入者回路４と回路テス
トリレ−部７間に配置するが、該レバ−スリレ−も同様
にソフト異常、その他の原因で誤動作する場合がある。

【００１３】テスト用のリレ−が誤動作すると、テスト
線がマルチのため、複数の加入者回路４ａ，４ｂ，・・
（図５参照）の回線が接続される。例えば、図６の回路
テスト用のリレ−Ｔ２，Ｔ２′が全て点線側に切り替わ
ると加入者回路４ａ，４ｂ，・・・４ｎ側の回線が並列
接続される。この場合には、Ａ線同士、Ｂ線同士が接続
されるだけであるため、互いの電位は等しく電流は流れ
ず問題はない。

【００１４】しかし、リレ−Ｔ２，Ｔ２′（あるいはＴ
１，Ｔ１′）と同時にレバ−スリレ−８が誤動作すると
、あるいはリレ−Ｔ２，Ｔ２′（あるいはＴ１，Ｔ１′
）が誤動作している時に指令によりレバ−スリレ−が動
作すると、レバ−スリレ−が接続されているＡ線が他回
線のＢ線と接続し、レバ−スリレ−が接続されているＢ
線が他回線のＡ線と接続する。この場合、Ａ線とＢ線の
電位は異なるため、電流が流れる。

【００１５】そして、レバ−スリレ−付き加入者回路は
、ノ−マル加入者回路よりも回線数が少ないため、レバ
−スリレ−付き加入者回路１回線に複数（ｎ回線）のノ
−マル加入者回路をマルチ接続する構成になっている。 このため、テストリレ−が誤動作している時、レバ−ス
リレ−が動作すると（レバ−ス混融という）、レバ−ス
付き加入者回路にｎ×Ｉの過電流が流れる。しかし、Ａ
線、Ｂ線両方に同一値の過電流が流れ、電流差が無いた
め、地絡・電池絡保護回路１（図３参照）が動作せず、
給電回路１１，１２に過電流が流れたままとなり、給電
回路の電力がオ−バ−して破壊する問題が発生する。

【００１６】以上から本発明の目的は、レバ−ス混融の
場合にも確実に保護動作が機能して給電回路の破壊を防
止できる地絡・電池絡保護回路を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。２１は地絡・電池絡保護回路、２３ａ，２３
ｂはそれぞれ加入者線のＢ線（グランド側加入者線），
Ａ線（電源側加入者線）である。

【００１８】地絡・電池絡保護回路２１において、３１
はＢ線へ給電する第１の給電回路、３２はＡ線へ給電す
る第２の給電回路、３３は地絡及び電池絡時加入者線に
生じる電圧変動を検出する電圧変動監視回路、３４，３
５は電圧変動監視回路により加入者線における電圧変動
が検出された時、第１、第２の給電回路３１，３２の給
電電流を制限する第１、第２の電流制限回路である。

【００１９】

【作用】正常時、Ａ線の電位は−Ｖｂｂ〜−Ｖｂｂ／２
（ボルト）の範囲内にあり、又Ｂ線の電位は−Ｖｂｂ／
２〜０（ボルト）の範囲内にある。このため、Ａ線がグ
ランドに接触して地絡を生じると０（ボルト）になり、
あるいはＢ線が電源−Ｖｂｂ（＝−４８Ｖ）に接触して
電池絡を生じると−Ｖｂｂになり、正常電圧範囲を越え
てＡ線、Ｂ線の電圧が変動する。電圧変動監視回路３３
はこの電圧変動を検出すると、地絡あるいは電池絡が生
じたものとして第１、第２電流制限回路３４，３５を動
作させて、第１、第２の給電回路３１、３２より供給さ
れる電流Ｉａ，Ｉｂを制限し、過電流が給電回路に流れ
ないようにする。又、レバ−ス混融が生じると、レバ−
スリレ−が接続されていないノ−マル加入者回路のＡ線
、Ｂ線がそれぞれレバ−スリレ−が接続されている加入
者回路のＢ線、Ａ線と接続され、地絡、電池絡が発生し
たと同様の状況になり、各加入者回路のＡ線、Ｂ線の電
圧が正常範囲を越え、電圧変動監視回路３３により検出
されて各給電回路の給電電流Ｉａ，Ｉｂが制限され、給
電回路は破壊することが無い。

【００２０】

【実施例】全体の構成 図２は本発明の実施例構成図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付している。図中、２１は地絡・電池絡保
護回路、２３ａ，２３ｂは加入者線のＢ線（グランド側
加入者線）、Ａ線（電源側加入者線）である。

【００２１】地絡・電池絡保護回路２１において、３１
はＢ線へ給電する第１の給電回路、３２はＡ線へ給電す
る第２の給電回路、３３は地絡及び電池絡時加入者線に
生じる電圧変動を検出する電圧変動監視回路、３４，３
５は電圧変動監視回路により加入者線における電圧変動
が検出された時、第１、第２の給電回路３１，３２の給
電電流を制限する第１、第２の電流制限回路である。

【００２２】第１、第２の給電回路 第１の給電回路３１はグランドよりＢ線に電流Ｉｂを流
すものであり、オペアンプＯＰ０とトランジスタＴＲ０
と抵抗Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６で構成され、その合成抵抗値Ｒ
１１は次式 Ｒ１１＝｛（Ｒ４＋Ｒ６）／Ｒ４｝・Ｒ２　　　　　　
（１）で与えられる。又、第２の給電回路３２はＡ線よ
り電源−Ｖｂｂに電流Ｉａを流すものであり、オペアン
プＯＰ１とトランジスタＴＲ１と抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７
で構成され、その合成抵抗値Ｒ２１は次式 Ｒ２１＝｛（Ｒ５＋Ｒ７）／Ｒ５｝・Ｒ３　　　　　　
（２）で与えられる。

【００２３】電圧変動監視回路 電圧変動監視回路３３はＡ線、Ｂ線における電圧変動に
基づいて地絡、電池絡を検出し、第１、第２の電流制限
回路３４，３５を動作させると共に、アラ−ムＡＬＭを
出力する。

【００２４】正常時、Ａ線の電位は−Ｖｂｂ〜−Ｖｂｂ
／２（ボルト）の範囲内にあり、又Ｂ線の電位は−Ｖｂ
ｂ／２〜０（ボルト）の範囲内にある。このため、Ａ線
がグランドに接触して地絡を生じると０（ボルト）にな
り、あるいはＢ線が電源−Ｖｂｂ（＝−４８Ｖ）に接触
して電池絡を生じると−Ｖｂｂになり、正常電圧範囲を
越えてＡ線、Ｂ線の電圧が変動する。電圧変動監視回路
３３はこの電圧変動を検出すると、地絡あるいは電池絡
が生じたものとして第１、第２電流制限回路３４，３５
を動作させて、第１、第２の給電回路３１、３２より供
給される電流Ｉａ，Ｉｂを制限し、過電流が給電回路に
流れないようにする。

【００２５】電圧変動監視回路３３は、（１）正常時に
逆バイアスされ、Ａ線地絡時に順バイアスされるダイオ
−ドＤ１と、（３）正常時に逆バイアスされ、Ｂ線電池
絡時に順バイアスされるダイオ−ドＤ０と、（３）正常
時に逆バイアスされ、地絡・電池絡時に順バイアスされ
るダイオ−ドＤ２と、（４）Ａ線とＢ線間を接続する抵
抗Ｒ１４，Ｒ１５と、（５）その中点に接続された−Ｖ
ｂｂ／２電源と、（６）グランドと−Ｖｂｂ電源間に配
置されたトランジスタＴＲ４と、（６）正常時にオフし
、地絡・電池絡時にオンするトランジスタＴＲ５と、（
７）地絡・電池絡時に発光するフォトダイオ−ドＰ１０
と、（８）フォトダイオ−ドの発光によりオンしてアラ
−ム信号ＡＬＭを出力するフォトトランジスタＰ１０′
等を備えている。

【００２６】第１、第２の電流制限回路第１の電流制限
回路３４は、通常オフし、地絡・電池絡時にオンするト
ランジスタＴＲ２を有し、地絡・電池絡時に抵抗Ｒ８を
第１の給電回路３１の抵抗Ｒ４に並列接続し、第１の給
電回路３１の合成抵抗値Ｒ１１′を増大して電流制限す
る。尚、合成抵抗値Ｒ１１′はＲ４とＲ８の並列抵抗値
をＲ４８と表現すると、次式　　Ｒ１１′＝｛（Ｒ４８
＋Ｒ６）／Ｒ４８｝・Ｒ２　　　　　　（３）となる。 Ｒ４８＜Ｒ４であるから、Ｒ１１′＞Ｒ１１となる。

【００２７】第２の電流制限回路３４は、通常オフし、
地絡・電池絡時にオンするトランジスタＴＲ６，ＴＲ３
を有し、地絡・電池絡時に抵抗Ｒ９を第２の給電回路３
２の抵抗Ｒ５に並列接続し、第２の給電回路３２の合成
抵抗値Ｒ２１′を増大して電流制限する。尚、合成抵抗
値Ｒ２１′はＲ５とＲ９の並列抵抗値をＲ５９と表現す
ると、次式 　　Ｒ２１′＝｛（Ｒ５９＋Ｒ７）／Ｒ５９｝・Ｒ３　
　　　　　（４）となる。Ｒ５９＜Ｒ５であるから、Ｒ
２１′＞Ｒ２１となる。

【００２８】全体の動作 （ａ）　正常時 正常時、Ａ線の電位は−Ｖｂｂ〜−Ｖｂｂ／２（ボルト
）の範囲内にあり、又Ｂ線の電位は−Ｖｂｂ／２〜０（
ボルト）の範囲内にある。このため、Ａ線及びＢ線に挿
入されているダイオ−ドＤ１，Ｄ０は共に逆バイアスさ
れ、トランジスタＴＲ４がオンする。トランジスタＴＲ
４のオンにより、トランジスタＴＲ５は、そのエミッタ
電圧が−Ｖｂｂ／２程度となり、ベ−ス電圧より大きく
なりオフする。

【００２９】従って、正常時にはアラ−ム信号ＡＬＭは
出力されず、又、第１、第２の電流制限回路３４，３５
は動作しない。以上から、正常時には、第１、第２の給
電回路３１、３２から（１），（２）式で与えられる抵
抗値Ｒ１１，Ｒ２１に応じた電流Ｉａ，ＩｂがＡ線、Ｂ
線に供給される。

【００３０】（ｂ）　Ａ線地絡時 Ａ線がグランドに接触して地絡を生じると、Ａ線は０（
ボルト）になる。このため、ダイオ−ドＤ１，Ｄ２が順
バイアスされ、トランジスタＴＲ５がオンする。この結
果、フォトダイオ−ドＰ１０が発光し、フォトトランジ
スタＰ１０′オンしてアラ−ム信号ＡＬＭが出力される
。

【００３１】又、第２電流制限回路３５のトランジスタ
ＴＲ６がオンし、これにより第１、第２電流制限回路３
４，３５のトランジスタＴＲ２，ＴＲ３が共にオンし、
抵抗Ｒ８，Ｒ９が第１、第２給電回路３１，３２の抵抗
Ｒ４，Ｒ５に並列接続される。この結果、第１、第２給
電回路３１，３２の合成抵抗値は（３），（４）式の抵
抗値Ｒ１１′，Ｒ２１′に増大し、電流Ｉａ，Ｉｂの値
が制限される。

【００３２】（ｃ）　Ｂ線電池絡時 Ｂ線が電源−Ｖｂｂ（＝−４８Ｖ）に接触して電池絡を
生じると、Ｂ線電位は−Ｖｂｂになる。このため、ダイ
オ−ドＤ０が順バイアスされ、トランジスタＴＲ４のベ
−ス電圧が−Ｖｂｂ／２以下に下がって導通度が低下し
、エミッタ電圧も−Ｖｂｂ／２以下に下がる。この結果
、トランジスタＴＲ５がオンする。トランジスタＴＲ５
がオンすれば、以後Ａ線電池絡の場合と同様に動作し、
アラ−ムＡＬＭが発生し、又電流Ｉａ，Ｉｂの値が制限
される。

【００３３】（ｄ）　レバ−ス混融時 レバ−ス混融が生じると、レバ−スリレ−が接続されて
いないノ−マル加入者回路のＡ線、Ｂ線がそれぞれレバ
−スリレ−が接続されている加入者回路のＢ線、Ａ線と
接続され、地絡、電池絡が発生したと同様の状況になり
、トランジスタＴＲ５がオンする。トランジスタＴＲ５
がオンすると（ａ）のＡ線電池絡の場合と同様に動作し
、アラ−ムＡＬＭが発生し、電流Ｉａ，Ｉｂの値が制限
され、給電回路３１．３２は破壊することが無い。

【００３４】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。

【００３５】

【発明の効果】以上本発明によれば、地絡、電池絡をＡ
線、Ｂ線の電圧変動に基づいて検出して電流制限するよ
うに構成し、又、レバ−ス混融時においては地絡、電池
絡が発生したと同様にＡ線、Ｂ線に電圧変動が生じ、該
電圧変動により電流制限するように構成したから、地絡
、電池絡時に電流制限できると共に、レバ−ス混融時に
過電流が流れて給電回路が破壊することは無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例構成図である。

【図３】従来の地絡・電池絡保護回路の構成図である。

【図４】試験機を備えた交換機の一部構成図である。

【図５】マルチ接続を説明する交換機の概略構成図であ
る。

【図６】レバ−ス混融時の従来の問題点説明図である。

【符号の説明】

２１・・地絡・電池絡保護回路 ２３ａ・・加入者線のＡ線（グランド側加入者線）２３
ｂ・・加入者線のＢ線（電源側加入者線）３１，３２・
・第１、第２の給電回路 ３３・・電圧変動監視回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　交換機における加入者線の地絡・電池
   絡保護回路において、グランド側加入者線へ給電する第
   １の給電回路と、電源側加入者線へ給電する第２の給電
   回路と、地絡及び電池絡において加入者線に生じる電圧
   変動を検出する電圧変動監視回路と、電圧変動監視回路
   により加入者線に生じた電圧変動が検出された時、第１
   、第２の給電回路の給電電流を制限する電流制限回路を
   備えたことを特徴とする地絡・電池絡保護回路。