JPS63314062A - 加入者回路の保護回路 - 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】 〔概　要〕 正常動作時においては、低い直流抵抗を形成し、高い交
流インピーダンスを呈する加入者回路の給電回路におい
て、地絡または混触時に電流増加による電圧増大を監視
回路によって検出して、直流抵抗形成回路部の電圧を制
限してその損傷を防止する。この際交流インピーダンス
を定める回路の交流インピーダンスのバランスが変化し
ないので、地絡または混触時に給電回路が発振状態とな
る恐れがない。

〔産業上の利用分野〕

本発明は加入者回路における地絡および混触時の過電流
保護を行う保護回路に係り、特に保護動作時において他
の回路に悪影響を及ぼすことがない加入者回路の保護回
路に関するものである。

加入者回路においては加入者線に地絡や混触が発生する
と、加入者回路に過電流が流れて回路焼損等の事故を生
じるので、地絡や混触発生時、加入者回路に流れる電流
を制限する保護回路を具えて、加入者回路を保護するよ
うにしている。

このような加入者回路の保護回路においては、その動作
によって他の諸回路に悪影響を及ぼすことがないもので
あることが要望される。

〔従来の技術〕

第５図は従来の加入者回路の保護回路を示したものであ
る。同図においては地絡のみの保護を行う場合が例示さ
れており、監視回路１１およびトランジスタＴＲ２２〜
ＴＲ２４と抵抗Ｒ２６からなる回路を除く部分は、加入
者線Ａ、Ｂを経て接続された電話機Ｔに対する加入者回
路における給電回路を形成している。この給電回路はＡ
線側とＢ線側が対称的な回路構成からなっているので、
主としてＡ線側について説明する。

分圧器をなす抵抗Ｒ１４，Ｒ１５はグランドとＢ線間に
接続され、同じく抵抗Ｒ２５，Ｒ２４はＢ線と電源ＶＢ
Ｂ　（−２４Ｖ）間に接続されている。電話機Ｔのオフ
フック時において、グランドから抵抗Ｒ１４、Ｒ１５，
電話機Ｔ、低抵抗２５．Ｒ２４を経て電源ＶＢＢに直流
電流が流れる。これによって抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２４の
接続点に電圧ＶＢを生じる。一方トランジスタＴ　Ｒ２
１は抵抗Ｒ２１を経てＡ線と電源ＶＢＢ間に接続され、
演算増幅器０Ｐ２１は十入力端子を電圧ＶＢの点に、−
入力端子を抵抗Ｒ２２を経てＴＲ２１のエミッタに、出
力端子をＴＲ２１のベースに接続されている。演算増幅
器０Ｐ２１は、十入力端子の電圧ＶＢに等しい電圧が一
入力端子に発生し、同じ電圧が抵抗Ｒ２２を介してＶＡ
Ｏ点に伝わるため、エミッタ電圧ＶＡは、ＶＡ　＝ＶＢ
となる。トランジスタＴ　Ｒ２１は電流源として動作し
、トランジスタＴＲ２１にはＶＢ／Ｒ２１で定まる電流
１４が流れる。

いま抵抗Ｒ２５，Ｒ２４を無視するとＡ線側から□見た
給電回路の抵抗ＲＳＡはＡ線の電位ｖ１としてＲＳＡ＝
Ｖ１／Ｉ八 電圧ＶＢは ＶＢ　＝Ｖ１　　（Ｒ２５／Ｒ２４＋Ｒ２５）であるか
ら Ｒ３Ａ＝Ｒ２１（Ｒ２４＋Ｒ２５）　／Ｒ２５であって
、給電回路の直流抵抗は一定である。

Ｂ線側についても同様であって、給電回路のＢ線側の直
流抵抗は、Ａ線側と等しい一定値をとるように回路構成
されている。

この場合のＡ線側とＢ線側の直流抵抗値は通常同じで、
比較的低い値（２００Ω程度）に選ばれる。

また通話時電話機Ｔに交流電流が生じると、Ａ線とＢ線
には交流電圧が差動的に生じる。Ａ線に生じた交流電圧
は、抵抗Ｒ２５，Ｒ２４で分圧されて電圧ｖｂを生じ、
演算増幅器０Ｐ２１の十入力端子に加えられる。この電
圧ｖｂによって演算増幅器０Ｐ２１の一入力端子に交流
電圧ｖｂを生じる。一方、Ｂ線の交流電圧を抵抗Ｒ１４
，Ｒ１５で分圧した電圧ｖ　ｂｌによって、同様にして
演算増幅器０Ｐ１１の一入力端子に交流電圧ｖ　ｂｌを
生じる。いま、抵抗Ｒ２４゜Ｒ邸の比とＲ２２，Ｒ詔の
比を等しくし、抵抗Ｒ１４゜Ｒ１５の比とＲ１２，Ｒ１
３の比を等しくし、抵抗Ｒ１３とＲ１４とコンデンサＣ
ｏを接続することによって、Ａ線に生じた交流電圧と同
じ交流電圧がトランジスタＴＲ２１のエミッタに発生す
る。同様にＢ線に生じた交流電圧と同じ交流電圧がトラ
ンジスタＴＲＩＩのエミッタに発生する。

このようにトランジスタＴＲ２１，ＴＲＩＩのエミッタ
に発生する交流電圧は、Ａ線、Ｂ線に生じる交流電圧と
同電位であるため、トランジスタＴＲ２１，ＴＲ１１に
は交流電流は流れない。これによって、それぞれの交流
インピーダンスは抵抗Ｒ２５とＲ２４、および抵抗Ｒ１
５とＲ１４によって定まる比較的高い一定値（数１０に
Ω程度）となる。

いま、第５図に示す給電回路においてＡ線側で地絡が生
じない場合には、監視回路１１から電流■０が出力され
ず、従ってトランジスタＴＲ２２は電流を流さない。Ａ
線側において地絡が生じると、電流ＩＡが増加する。監
視回路１１は抵抗Ｒ２１の電圧によってこれを検出して
検出電流Ｉｏを出力する。

これによってトランジスタＴＲ２２は飽和状態となって
内部抵抗が低下し、電圧ＶＢはダイオード接続のトラン
ジスタＴＩ？２３．　ＴＲ２４によって定まる２ＶＢＨ
となり、電流ＩＡは２ＶＢＨ／Ｒ２１となる。トランジ
スタＴＲ２２〜ＴＲ２４，抵抗Ｒ２６からなる回路がな
いときは、Ｒ２５−Ｒ２４とした場合ＶＢ−ＶＢＢ／２
であり、この場合の電流■＾はＶＢＢ／２Ｒ２１であっ
て定格値より大きく、トランジスタＴＲ２１や抵抗Ｒ２
１を損傷する恐れがあるが、第５図の回路ではこのよう
な問題がない。

Ｂ線側において電源電圧ＶＢＢが印加される混触が生じ
た場合も同様に、保護用の回路を設けることによって、
トランジスタＴＲＩＩや抵抗Ｒ１１を保護することがで
きる。

（発明が解決しようとする問題点〕 第５図に示された従来の加入者回路の保護回路において
は、抵抗Ｒ２４とＲ２５の比およびＲ２２とＲ詔の比、
抵抗Ｒ１４とＲ１５の比およびＲ１２とＲ１３の比を等
しくすることによって、交流に対する高インピーダンス
を実現している。しかしながら地絡保護時においては、
抵抗Ｒ２５の両端電圧が保護回路によって制限されるた
め、交流インピーダンスのバランスが崩れ、そのため給
電回路が発振状態となって、他の諸口路に悪影響を及ぼ
すという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、第１図に示すごとき原理的構成を有し
、加入者線と電源および／または接地間に接続された第
１の抵抗１とトランジスタ２の直列回路と、電源および
／または接地と加入者線間に直列に接続された第２の抵
抗３および第３の抵抗４と、第１の抵抗１とトランジス
タ２の接続点を一入力端子に第２の抵抗３および第３の
抵抗４の接続点を子端子にトランジスタ２のベースを出
力端子に接続された演算増幅器５と、演算増幅器５の一
入力端子と第１の抵抗１とトランジスタ２の接続点間に
接続された第４の抵抗６と、一端を演算増幅器５の一入
力端子に接続され他端相互をコンデンサ７を介して接続
された第５の抵抗８とを具え、第２の抵抗３と第３の抵
抗４の比と、第４の抵抗６と第５の抵抗８の比が等しく
なるように選定された給電回路において、監視回路１１
と、保護用回路１２と、制御回路１３とを設けたもので
ある。

監視回路１１は、第１の抵抗１の両端の電圧を検出して
第１および第２の制御信号を発生する。

保護用回路１２は、第１の抵抗１の両端に接続され第１
の制御信号に応じて第１の抵抗１の両端の電圧を制限す
る。

制御回路１３は、第２の制御信号に応じて演算増幅器５
の動作を禁止する。

（作　用〕 正常動作時においては、　第１の抵抗１とトランジスタ
２の直列回路は、第２の抵抗３と第３の抵抗４の値に応
じて定まる低い直流抵抗を呈する。

また第２の抵抗３と第３の抵抗４の比と、第４の抵抗６
と第５の抵抗８の比が等しくなるようにすることによっ
て、交流インピーダンスは第２の抵抗３と第３の抵抗４
によって定まる高い値となる。

地絡または混触時には、第１の抵抗１の電流増加によっ
てその両端の電圧が増大するので、監視回路１１によっ
てこれを検出して第１および第２の制御信号を発生する
。第１の抵抗１の両端に接続された保護用回路１２は、
第１の制御信号に応じて第１の抵抗１の両端の電圧を制
限し、制御回路１３は、第２の制御信号に応じて演算増
幅器５の動作を禁止するので、第１の抵抗１の電流は低
下し、直流抵抗を定める第１の抵抗１とトランジスタ２
の直列回路は保護される。

この際第２のｔ氏抗３と第３の抵抗４の比と、第４の抵
抗６と第５の抵抗８の比の関係は変化しないので、交流
インピーダンスのバランスが崩れることがなく、そのた
め給電回路が発振状態となる恐れがない。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の構成を示したものであって
、本発明を地絡保護用回路に適用した場合を例示し、第
５図におけると同じ部分を同じ番号で示しており、】２
は保護用回路であってトランジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７
、抵抗Ｒ２７，Ｒ２８を含んでいる。

トランジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７はＡ線とトランジスタ
ＴＲ２１のベース間に直列に接続されている。トランジ
スタＴＲ２６はダイオード接続されている。またトラン
ジスタＴＲ２７のベースは、トランジスタＴＲ２１のエ
ミッタに接続されている。１３は制御回路である。

第２図において、Ａ線およびＢ線に対する給電回路とし
ての動作は第５図の回路と同様である。

また第２図の回路においてＡ線側で地絡が発生しないと
きは、監視回路１１から電流１ｏが出力されず、従って
トランジスタＴＲ２ｂは電流を流さないので、給電回路
の動作には変化がない。

いまＡ線において地絡が発生すると、電流ＩＡが増加す
る。監視回路１１は抵抗Ｒ２１の両端の電圧でこれを検
出し、検出電流１ｏを出力する。これによってトランジ
スタＴＲ２５は飽和状態となって内部抵抗が低下し、抵
抗Ｒ２１における電圧ＶＡはトランジスタＴＲ２６，Ｔ
Ｒ２７のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ２６．　ＶＢＥ
２７の和で制限される。この場合の地絡電流ＩＧは １Ｇ　＝ＶＡ　／Ｒ２１＝　（ＶＢＥ２６＋ＶＢＥ２７
）　／Ｒ２１となる。前述のように抵抗Ｒ２４＝　Ｒ２
５とした場合におけるトランジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７
，抵抗Ｒ２７がない場合の電流ＩＧはＶＢＢ／２Ｒ２１
であって定格値より大きいが、第２図の回路では地絡電
流は小さく、保護の目的が達成される。

ただしこの場合、演算増幅器０Ｐ２１が動作状態である
と、演算増幅器０Ｐ２１の出力電流が非常に大きいため
トランジスタＴＲ２１のベース電流Ｉ　Ｂ２１とトラン
ジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７を通じる電流ＩＲとは、がな
りの大きさまで流れることができる。このように電流［
８２１とＩＲとが制限されない状態では、監視回路１１
から電流ＩｏをトランジスタＴＲ２５に対して供給して
も、トランジスタＴＲ２５が飽和せず、従って電圧ＶＡ
は小さくならないため、地絡電流ＩＧを制限することが
できない。

このような状態になることを避けるため監視回路１１か
ら地絡保護時、制御回路１３に対して制御信号Ｉｓを出
力する。これによって制御回路１３は演算増幅器０Ｐ２
１に対して電源を供給する電流源をオフにする。従って
地絡保護時においては、演算増幅器０Ｐ２１の動作は停
止する。

こうすることによって電流Ｉ　Ｂ２１とＩＲとは、抵抗
Ｒ２７に電流Ｉｏを流すことによって制限されるように
なり、トランジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７によって地絡電
流ＩＧを制限する保護動作が可能となる。

第２図に示された回路では、トランジスタＴＲ２５〜Ｔ
Ｒ２７からなる回路はトランジスタＴＲ２１のベース側
に接続されているので、保護動作時、抵抗Ｒ２４゜Ｒ２
５の比とＲ２２，Ｒ２３の比の関係を変化させることが
ないので、交流インピーダンスのバランスを崩すことが
なく、従って地絡保護時においても、給電回路が発振状
態になることはない。

第３図は本発明の他の実施例を示し、地絡保護に加えて
Ｂ線が電源ＶＢＢと接触した場合の混触保護をも行うこ
とができるようにした場合を例示したものであって、第
２図および第５図におけると同じ部分を同じ番号で示し
、１２′　は保護用回路であって、トランジスタＴＲ１
５〜ＴＲ１７，抵抗Ｒ１７，Ｒ１８を含んでいる。１３
°は制御回路である。

第３図において、Ａ線、Ｂ線に対する給電回路の構成、
動作は、第２図および第５図の場合と同様である。また
トランジスタＴＲ２５〜ＴＲ２７，抵抗Ｒ２７、Ｒ２８
を含む地絡に対する保護用回路の構成。

動作も第２図の場合と同様であり、制御回路１３の動作
も同様である。トランジスタＴＲ１５〜ＴＲ１７，抵抗
Ｒ１７，Ｒ１８からなる保護用回路１２′は混触時の過
電流保護のために設けられたものであって、トランジス
タＴＲ１５〜ＴＲ１７はＢ線とトランジスタＴＲＩＩの
ベース間に直列に接続されている。トランジスタＴＲ１
６はダイオード接続りしている。またトランジスタＴＲ
１７のベースはトランジスタＴＲＩＩのエミッタに接続
されている。

第３図の回路において、混触が発生しないときは監視回
路１１から電流１ｏ’が出力されず、従ってトランジス
タＴＲ１５は電流を流さないので、給電回路の動作には
変化がない。いまＢ線において混触が発生すると、電流
■＾゛が増加する。監視回路１１は抵抗Ｒ１１の両端の
電圧でこれを検出し、検出電流１ｏ’を出力する。これ
によってトランジスタＴＲ１５は飽和状態となって内部
抵抗が低下し、抵抗Ｒ１１における電圧ＶＡ’はトラン
ジスタＴＲ１６，ＴＲ１７のベース−エミッタ間電圧Ｖ
　ＢＥ１６　、　Ｖ　ＢＥ１７の和で制限される。この
場合の混触電流ＩＣは Ｉ　Ｃ＝ＶＡ’／Ｒ１１（ＶＢＥ１６＋ＶＢＥ１７）　
／Ｒ１１となる。抵抗Ｒ１４＝　Ｒ１５とした場合、ト
ランジスタＴＲ１５〜ＴＲ１７、抵抗Ｒ１７がないとき
の電流ＩＣはＶＢＢ／２Ｒ１１であって定格値より大き
いが、第３図の回路ではこの電流は小さく、保護の目的
が達成される。

ただしこの場合も、監視回路１１から検出電流■０°の
出力と同時に、制御回路１３°に対して制御信号Ｉ　Ｓ
”全出力して、制御回路１３゛　の動作によって演算増
幅器０Ｐ１１の電流源をオフにして、演算増幅器０Ｐ１
１の動作を停止させるようにする必要がある。

第３図の回路においても、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５の比とＲ
１２とＲ１３の比を等しくすることによって、Ｂ線側の
交流インピーダンスの高インピーダンスを実現している
が、第３図の回路ではトランジスタＴＲ１５〜ＴＲ１７
カζらなる回路はトランジスタＴＲＩＩの側に接続され
ているので、保護動作時抵抗Ｒ１４，Ｒ１５の比とＲ１
２，Ｒ１３の比の関係を変化させることがないので、交
流インピーダンスのバランスを崩すことがなく、従って
混触保護時においても、給電回路が発振状態になること
はない。

第４図は第２図ないし第３図に示された監視回路の構成
例を示したものであって、Ｒ１１，Ｒ２２は第２図およ
び第３図に示された抵抗、ＴＲ１８，ＴＲ１９゜ＴＲ２
Ｂ、　ＴＲ２９，ＴＲ３１〜ＴＲ３５はトランジスタ、
Ｒ１９゜Ｒ２９，Ｒ３０は抵抗、Ａ１−Ａ３．８１〜Ｂ
３はミラー回路である。

地絡発生時、前述のように抵抗Ｒ２１に過電流が流れる
。これによってトランジスタＴＲ２Ｂ、　ＴＲ２９を介
してトランジスタＴＲ２９のエミッタ回路における抵抗
Ｒ２２に抵抗Ｒ２１の両端の電圧と同じ電圧が発生する
。この電圧によってミラー回路Ａ２がオンとなって電流
１１が流出し、ミラー回路Ａ２から同じ電流■１がミラ
ー回路Ｂ１に流入する。これによってミラー回路Ｂ１が
オンになって同じ電流ＩＩが流入することによって、ト
ランジスタＴ　Ｒ３１を介して抵抗Ｒ３０に電圧降下を
生じる。この電圧降下がトランジスタＴＲ３４，ＴＲ３
５からなる比較器において閾値ｖｔｈと比較されてこれ
を超えたとき、ミラー回路Ａ３に信号が与えられること
によって、ミラー回路Ａ３がオンになって電流■０を流
出する。電流１ｏは第２図および第３図の回路において
、地絡検出によって地絡保護用回路に与えられる電流で
ある。

また混触発生時、抵抗Ｒ１１に過電流が流れることによ
って、同様にしてトランジスタＴＲ１８，ＴＲ１９を介
してトランジスタＴＲ１９のエミッタ回路における抵抗
Ｒ１２に抵抗Ｒ１１の両端の電圧と同じ電圧が発生する
。この電圧によってミラー回路Ａ１から電流Ｉ２が流出
し、ミラー回路Ａ１から流出した同じ電流■２によって
トランジスタＴＲ３２を介してミラー回路Ｂ２に同じ電
流■２が流入する。これによってトランジスタＴＲ３３
を経てミラー回路Ｂ２に電流■２が流入し、抵抗Ｒ３０
に電圧降下を生じる。この電圧降下がトランジスタＴＲ
３４，ＴＲ３５からなる比較器において閾値ｖｔｈを超
えたとき、信号がミラー回路Ａ３に与えられることによ
って、ミラー回路Ａ３から電流が流出し、この電流がミ
ラー回路Ｂ３に流入することによってｃ社ヨミ漱ミラー
回路Ｂ３に電流Ｉｏ’が流入する。電流Ｉｏ’は第３図
の回路において、混触検出によっで混触保護用回路に与
えられる電流である。

なお演算増幅器０Ｐ２１　、０ＰＩＩに対する動作オン
／オフの制御は、電流Ｉｏ、Ｉｏ’と同様な方法で制御
信号を発生し、これを制御回路１３．１３’　に与える
ことによって、それぞれの演算増幅器の電流源をオフに
するように制御することによって行う。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、地絡、混触が発生
して加入者回路における給電回路に過電流が流れた場合
に保護動作を行うことができ、かつこの際、給電回路に
おける交流抵抗決定用回路のバランスを崩すことがない
ので、給電回路における発振状態の発生を防止すること
ができ、従って他の回路に悪影響を及ぼすことのない加
入者回路の保護回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図および第
３図はそれぞれ本発明の一実施例を示す図、 第４図は監視回路の構成例を示す図、 第５図は従来の加入者回路の保護回路を示す図である。 ＴＲＩＩ、　ＴＲ２５〜ＴＲ２７，ＴＲ２５〜ＴＲ２７
−・−トランジスタＲ１１〜Ｒ１５，Ｒ１７，Ｒ１８，
Ｒ２１〜Ｒ２５，Ｒ２７゜Ｒ２Ｂ　−−一抵抗 ０ＰＩＩ、　０Ｐ２１−−一演算増幅器Ｃｏ−・・コン
デンサ １１−・監視回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加入者線と電源および／または接地間に接続された第１
   の抵抗（１）とトランジスタ（２）の直列回路と、電源
   および／または接地と加入者線間に直列に接続された第
   ２の抵抗（３）および第３の抵抗（４）と、該第１の抵
   抗（１）とトランジスタ（２）の接続点を−入力端子に
   第２の抵抗（３）および第３の抵抗（４）の接続点を＋
   端子に該トランジスタ（２）のベースを出力端子に接続
   された演算増幅器（５）と、該演算増幅器（５）の−入
   力端子と前記第１の抵抗（１）とトランジスタ（２）の
   接続点間に接続された第４の抵抗（６）と、一端を演算
   増幅器（５）の−入力端子に接続され他端相互をコンデ
   ンサ（７）を介して接続された第５の抵抗（８）とを具
   え、前記第２の抵抗（３）と第３の抵抗（４）の比と、
   前記第４の抵抗（６）と第５の抵抗（８）の比が等しく
   なるように選定された給電回路において、 前記第１の抵抗（１）の両端の電圧を検出して第１およ
   び第２の制御信号を発生する監視回路（１１）と、 前記第１の抵抗（１）の両端に接続され該第１の制御信
   号に応じて該第１の抵抗（１）の両端の電圧を制限する
   保護用回路（１２）と、 前記第２の制御信号に応じて前記演算増幅器（５）の動
   作を禁止する制御回路（１３）と を具えたことを特徴とする加入者回路の保護回路。