JPH0771145B2 - 電流検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジタル交換機の加入者回路に係り、特に加
入者線に流れるループ電流、或いは地絡等の事故等に発
生する両線電流間の差電流を検出する電流検出回路の改
良に関す。

ディジタル交換機においては、加入者回路に電流供給機
能を始とする所謂BORSHT機能が具備されている。かかる
加入者回路には、加入者に供給されるループ電流を検出
し、また加入者線に生ずる接地事故（所謂地絡）、或い
は電源線との混線（所謂電混）をＡ線およびＢ線に供給
される電流の差により検出する電流検出回路が設けられ
ている。この種加入者回路は収容加入者毎に設ける必要
がある為、極力小形化、高密度実装化されることが望ま
しい。

〔従来の技術〕

第２図はこの種加入者回路における従来ある電流検出回
路の一例を示す図である。第２図において、加入者回路
の端子Ａには加入者線のＡ線が、また端子Ｂには加入者
線のＢ線が接続されている。加入者線抵抗および加入者
端末装置の内部抵抗は負荷抵抗RLで等価的に表現されて
いる。加入者線のＡ線には、電池VBの負極から抵抗1Aお
よび2Aを経由して負の電流IAが供給され、Ｂ線には地気
から抵抗1Bおよび2Bを経由して正の電流IBが供給され
る。抵抗1Aおよび1Bの両端には、それぞれ電流IAおよび
IBに比例する電圧V1およびV2が生ずる。電圧V1は演算増
幅器11を介して抵抗12の両端に印加される。その結果NP
Nトランジスタ13には抵抗12および14を介して電圧V1即
ち電流IAに比例した電流I1を流させる。また電圧V2は演
算増幅器21を介して抵抗22の両端に印加される。その結
果PNPトランジスタ23には抵抗22およびNPNトランジスタ
24を介して電圧V2即ち電流IBに比例した電流12を流させ
る。更にNPNトランジスタ24とカレントミラー回路を構
成するNPNトランジスタ25にも、電流I2と等しい電流I
2′が抵抗14を経由して流れる。以上により抵抗14には
電流I1およびI2′の合計値、即ち電流IAおよびIBの合計
値に比例した電圧降下が生ずる。該電圧降下は、ループ
電流検出器30に伝達される。ループ電流検出器30におい
ては、比較器31が非反転入力端子（＋）に入力される抵
抗14の電圧降下を、反転入力端子（−）に入力される抵
抗32および33により生成される所定の閾値電圧と比較
し、前記電圧降下が該閾値電圧を越えた場合に端子３に
出力するループ電流検出出力を論理値１に設定する。な
お電流IAおよびIBの和に比例させることにより、ループ
電流検出出力は加入者線のＡ線およびＢ線に重畳する同
相電流の影響を除去することが出来る。

一方NPNトランジスタ15にも電流IAに比例した電流13が
抵抗16を介して流れ、またPNPトランジスタ26にも電流I
Bに比例した電流14が抵抗27を介して流れる結果、整流
回路17には両電流13および14の差電流が入力される。そ
の結果抵抗18の両端には誤差電流の絶対値に比例した電
圧が発生する。差電流検出器40においては、比較器41が
非反転入力端子（＋）に入力される抵抗18の電圧降下
を、反転入力端子（−）に入力される抵抗42および43に
より生成される所定の閾値電圧と比較し、前記電圧降下
が該閾値電圧を越えた場合に端子４に出力する差電流検
出出力を論理値１に設定する。従って加入者線に発生す
る地絡或いは電混は差電流検出器40の出力により検出さ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の説明から明らかな如く、従来ある電流検出回路は
複数の演算増幅器を用いて構成されていた為、構成部品
数も増加し、加入者回路の小形化、高密度集積化を妨げ
る恐れがあった。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点は、ディジタル交換機の加入者回路におい
て、加入者線のＡ線に供給する電流（IA）に比例する電
圧（V1）を発生する為の第一の抵抗（1A）を電源（VB）
の負極と、第一の電流供給用の抵抗（2A）との間に挿入
し、加入者線のＢ線に供給する電流（IB）に比例する電
圧（V2）を発生する為の第二の抵抗（1B）を、地気と第
二の電流供給用の抵抗（2B）との間に挿入し、前記第一
の抵抗（1A）と前記第一の電流供給用の抵抗（2A）との
接続点を、第一のPNPトランジスタ（101）のベースに接
続し、前記第一のPNPトランジスタ（101）のコレクタを
前記電源（VB）の負極に接続し、前記第一のPNPトラン
ジスタ（101）のエミッタを、トランジスタのベースエ
ミッタ間電圧の補正用の第一のNPNトランジスタ（102）
のエミッタに接続し、前記第一のNPNトランジスタ（10
2）のベースおよびコレクタを、第二のNPNトランジスタ
（103）のベースと、第三のNPNトランジスタ（107）の
ベースと、トランジスタのベースエミッタ間電圧の補正
用の第二のPNPトランジスタ（105）のコレクタに接続
し、前記第二のNPNトランジスタ（103）のエミッタを、
第三の抵抗（111）を介して前記電源の負極に接続し、
前記第二の抵抗（1B）と前記第二の電流供給用の抵抗
（2B）との接続点を、第四のNPNトランジスタ（104）の
ベースに接続し、前記第四のNPNトランジスタ（104）の
コレクタを地気に接続し、前記第四のNPNトランジスタ
（104）のエミッタを、第三のPNPトランジスタ（109）
のベースに接続すると共に、第四の抵抗（112）を介し
て前記第二のNPNトランジスタ（103）のコレクタと、前
記第二のPNPトランジスタ（105）のベースとに接続し、
第五のNPNトランジスタ（106）のベースおよびコレクタ
を、定電流源（110）を介して地気に接続すると共に、
第五の抵抗（113）を介してループ電流検出器（30）の
入力端子に接続することにより、前記第一の抵抗（1A）
の両端に発生する電圧（V1）と、前記第二の抵抗（1B）
の両端に発生する電圧（V2）との和の電圧（V6）を、前
記第五の抵抗（113）を介して前記ループ電流検出器（3
0）に入力し、前記第五のNPNトランジスタ（106）のエ
ミッタを、前記第二のPNPトランジスタ（105）のエミッ
タに接続し、前記ループ電流検出器（30）は、入力され
た前記和の電圧（V6）が、予め定められた第一の閾値を
越えた場合に、ループ電流検出出力を出力端子から出力
し、前記第三のPNPトランジスタ（109）のエミッタを、
第六の抵抗を介して地気に接続し、前記第三のPNPトラ
ンジスタ（109）のコレクタを前記第三のNPNトランジス
タ（107）のコレクタに接続すると共に、整流回路（1
7）の入力端子に接続し、前記第三のNPNトランジスタ
（107）のエミッタを、トランジスタのベースエミッタ
間電流の補正用の第四のPNPトランジスタ（108）のベー
スおよびエミッタに接続し、前記第四のPNPトランジス
タ（108）のコレクタを、第七の抵抗を介して前記電源
（VB）の負極に接続し、前記整流回路（17）の出力端子
を、差電流検出器（40）の入力端子に接続すると共に、
第八の抵抗を介して地気に接続することにより、前記第
八の抵抗の両端に発生する、前記第一の抵抗（1A）に流
れる電流（IA）と、前記第二の抵抗（1B）に流れる電流
（IB）との差の電流に比例した電圧を、前記差電流検出
器（40）に入力し、前記差電流検出器（40）は、入力さ
れた前記差の電流に比例した電圧が、予め定められた第
二の閾値を越えた場合に、差電流検出出力を出力端子か
ら出力することにより解決される。

〔作用〕

即ち本発明によれば、電流検出回路は演算増幅器を用い
ること無く、PNPトランジスタおよびNPNトランジスタの
みで構成される為、小形化および高密度実装が実現可能
となる。なお同一LSIチップ内に構成されたトランジス
タにおいても、PNPトランジスタとNPNトランジスタとの
ベースエミッタ電圧を許容温度範囲内において常に等し
く保つことは困難であり、PNPトランジスタおよびNPNト
ランジスタに構成された電流検出回路における検出精度
を低下させる虞があるが、当該回路の生成する加入者線
のＡ線およびＢ線に流れる電流の和および差に比例する
電圧には、PNPトランジスタおよびNPNトランジスタのベ
ースエミッタ間電圧の影響が含まれぬ為、高精度の検出
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第１図
は本発明の一実施例による電流検出回路を示す図であ
る。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図においても前述と同様に、加入者線のＡ線には、
電池VBの負極から抵抗1Aおよび2Aを経由して電流IAが供
給され、Ｂ線に地気から抵抗1Bおよび2Bを経由して電流
IBが供給される。前記電流IAにより抵抗1Aの両端に生ず
る電圧V1は、端子１、PNPトランジスタ101、NPNトラン
ジスタ102を介してNPNトランジスタ103のベースに入力
され、また前記電流IBにより抵抗1Bの両端に生ずる電圧
V2はNPNトランジスタ104のベースに入力される。その結
果NPNトランジスタ103には、抵抗112およびNPNトランジ
スタ104を介して（１）式により示されるコレクタ電流1
5が流れる。

15＝（V1＋VP＋VN−VN）÷R111 ＝（V1＋VP）÷R111 ……（１） （なおVPはPNPトランジスタのベースエミッタ間電圧、V
NはNPNトランジスタのベースエミッタ間電圧、R111は抵
抗111の抵抗値を示す。以下同様。） その結果NPNトランジスタ103のコレクタと抵抗112とPNP
トランジスタ105との接続点５に生ずる電圧V5は（２）
式により示される。

V5＝V2＋VN＋R112×I5 ＝V2＋VN＋R112×（V1＋VP） ÷R111 ……（２） 電圧V5はPNPトランジスタ105およびNPNトランジスタ106
を介してNPNトランジスタ106のコレクタおよびベース
と、定電流源110と、抵抗113との接続点６に伝達され
る。該接続点６の電圧V6は、（３）式により示される。

V6＝V5−VP−VN ＝V2＋VN＋R1112×（V1＋VP） ÷R111−VP−VN ……（３） 今抵抗111および112の抵抗値R111およびR112を等しく設
定すると、（３）式は（４）式の如く整理される。

V6＋V1＋V2 ……（４） 以上により電圧V6はベースエミッタ間電圧VPおよびVNの
影響を受けること無く電流IAおよびIBの合計値に比例す
る。電圧V6は、抵抗113を経由してループ電流検出器30
に入力される。ループ電流検出器30は前述の如く電圧V6
を所定の閾値電圧と比較し、該閾値電圧を越えると端子
３に出力するループ電流検出出力を論理値１に設定す
る。

一方電圧V1がPNPトランジスタ101およびNPNトランジス
タ102を経由してNPNトランジスタ107に入力されること
により、抵抗114に流れる電流I6は（５）式により示さ
れる。

I6＝（V1＋VP＋VN−VN−VP） ÷R114 ＝V1÷R114 ……（５） 一方電圧V2がNPNトランジスタ104を経由してPNPトラン
ジスタ109のベースに入力されることにより、抵抗115に
流れる電流17は（６）式により示される。

I7＝V2＋VN−VP÷R115 ≒V2÷R115 ……（６） 整流回路17には電流I6とI7との差電流が入力されること
となる。整流回路17の出力に接続される抵抗18の両端に
は該差電流の絶対値に比例した電圧が発生し、差電流検
出器40に入力される。差電流検出器40は入力される電圧
の絶対値が所定の閾値電圧を越えた場合に差電流検出出
力を論理値１に設定する。然も差電圧からベースエミッ
タ間電圧VPおよびVNの影響は殆ど除去される為、高精度
の差電流検出結果が得られる。

以上の説明から明らかな如く、本実施例によれば、電流
検出回路は演算増幅器を用いること無く、PNPトランジ
スタおよびNPNトランジスタを主体として構成される
為、小形化および高密度集積化に適している。然もルー
プ電流検出器30の入力電圧にはPNPトランジスタおよびN
PNトランジスタのベースエミッタ間電圧は完全に含まれ
ず、また差電流検出器40の入力電圧にもPNPトランジス
タおよびNPNトランジスタのベースエミッタ間電圧は殆
ど含まれぬ為、高精度の電流検出が可能となる。

なお、第１図はあく迄本発明の一実施例に過ぎず、例え
ば電流検出回路の構成は図示されるものに限定されるこ
と無く、他に幾多の変形が考慮されるが、何れの場合に
も本発明の効果は変らない。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、前記加入者回路において、小形
化および高密度集積化に適し、且つ高精度の電流検出能
力を有する電流検出回路が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電流検出回路を示す
図、第２図は従来ある電流検出回路の一例を示す図であ
る。 図において、１、２、３、４、ＡおよびＢは端子、1A、
2A、1B、2B、12、14、16、18、22、27、32、33、42、4
3、111、112、113、114および115は抵抗、５および６は
接続点、11および21は演算増幅器、13、15、24、25、10
2、103、104、106および107はNPNトランジスタ、23、2
6、101、105、108および109はPNPトランジスタ、17は整
流回路、31および41は比較器、34および44はダイオー
ド、110は定電流源、I1乃至I4、IAおよびIBは電流、RL
は負荷抵抗、V1、V2、V5およびV6は電圧、VBは電池、を
示す。

フロントページの続き (72)発明者 林 敏夫 神奈川県厚木市小野1839番地 日本電信電 話公社厚木電気通信研究所内 (72)発明者 木村 忠勝 神奈川県厚木市小野1839番地 日本電信電 話公社厚木電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−37762（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−107609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−27308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−73589（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル交換機の加入者回路の電流検出
   回路において、 加入者線のＡ線に供給する電流（IA）に比例する電圧
   （V1）を発生する為の第一の抵抗（1A）を、電源（VB）
   の負極と、第一の電流供給用の抵抗（2A）との間に挿入
   し、 加入者線のＢ線に供給する電流（IB）に比例する電圧
   （V2）を発生する為の第二の抵抗（1B）を、地気と第二
   の電流供給用の抵抗（2B）との間に挿入し、 前記第一の抵抗（1A）と前記第一の電流供給用の抵抗
   （2A）との接続点を、第一のPNPトランジスタ（101）の
   ベースに接続し、 前記第一のPNPトランジスタ（101）のコレクタを前記電
   源（VB）の負極に接続し、 前記第一のPNPトランジスタ（101）のエミッタを、トラ
   ンジスタのベースエミッタ間電圧の補正用の第一のNPN
   トランジスタ（102）のエミッタに接続し、 前記第一のNPNトランジスタ（102）のベースおよびコレ
   クタを、第二のNPNトランジスタ（103）のベースと、第
   三のNPNトランジスタ（107）のベースと、トランジスタ
   のベースエミッタ間電圧の補正用の第二のPNPトランジ
   スタ（105）のコレクタに接続し、 前記第二のNPNトランジスタ（103）のエミッタを、第三
   の抵抗（111）を介して前記電源の負極に接続し、 前記第二の抵抗（1B）と前記第二の電流供給用の抵抗
   （2B）との接続点を、第四のNPNトランジスタ（104）の
   ベースに接続し、 前記第四のNPNトランジスタ（104）のコレクタを地気に
   接続し、 前記第四のNPNトランジスタ（104）のエミッタを、第三
   のPNPトランジスタ（109）のベースに接続すると共に、
   第四の抵抗（112）を介して前記第二のNPNトランジスタ
   （103）のコレクタと、前記第二のPNPトランジスタ（10
   5）のベースとに接続し、 第五のNPNトランジスタ（106）のベースおよびコレクタ
   を、定電流源（110）を介して地気に接続すると共に、
   第五の抵抗（113）を介してループ電流検出器（30）の
   入力端子に接続することにより、前記第一の抵抗（1A）
   の両端に発生する電圧（V1）と、前記第二の抵抗（1B）
   の両端に発生する電圧（V2）との和の電圧（V6）を、前
   記第五の抵抗（113）を介して前記ループ電流検出器（3
   0）に入力し、 前記第五のNPNトランジスタ（106）のエミッタを、前記
   第二のPNPトランジスタ（105）のエミッタに接続し、 前記ループ電流検出器（30）は、入力された前記和の電
   圧（V6）が、予め定められた第一の閾値を越えた場合
   に、ループ電流検出出力を出力端子から出力し、 前記第三のPNPトランジスタ（109）のエミッタを、第六
   の抵抗を介して地気に接続し、 前記第三のPNPトランジスタ（109）のコレクタを前記第
   三のNPNトランジスタ（107）のコレクタに接続すると共
   に、整流回路（17）の入力端子に接続し、 前記第三のNPNトランジスタ（107）のエミッタを、トラ
   ンジスタのベースエミッタ間電流の補正用の第四のPNP
   トランジスタ（108）のベースおよびエミッタに接続
   し、 前記第四のPNPトランジスタ（108）のコレクタを、第七
   の抵抗を介して前記電源（VB）の負極に接続し、 前記整流回路（17）の出力端子を、差電流検出器（40）
   の入力端子に接続すると共に、第八の抵抗を介して地気
   に接続することにより、前記第八の抵抗の両端に発生す
   る、前記第一の抵抗（1A）に流れる電流（IA）と、前記
   第二の抵抗（1B）に流れる電流（IB）との差の電流に比
   例した電圧を、前記差電流検出器（40）に入力し、 前記差電流検出器（40）は、入力された前記差の電流に
   比例した電圧が、予め定められた第二の閾値を越えた場
   合に、差電流検出出力を出力端子から出力することを特
   徴とする電流検出回路。