通讯线路的保护电路装置制造方法及图纸

一种保护电路装置，适用于双线制线路，例如电话用户线路，该装置包括一个具有两个原边绕组和一个副边绕组的变压器。原边绕组均与线路的导线相串联，其相位关系为：线路中的共模（轴向的）电流可在副边绕组中感应出电流，而环路电流则不能。副边绕组中的感应电流被放大，并被用来触发有如交流三端器件或ＳＣＲ以及二极管桥路那样的保护器件，用以当在该处发生任何过电流的期间将该线路短路。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及为保护与通讯线路相联的设备免遭该线路中可能出现的过电压或过电流而设置的保护电路装置。人们早就了解需要提供一个或多个保护器连接到通讯线路上，例如平衡的双线电话用户线，以便保护连接到线路上的设备免遭该线路可能出现的过电压和过电流。而这样的过电压和过电流可能起因于雷击，电力线的交叉，以及由邻近的电力线所感应的电流。对因雷击而引起的浪涌进行保护，往往采用浪涌放电器。而对因电力线的交叉和感应电流进行保护通常采用所谓的热线圈。该热线圈包含两个电阻，每一电阻阻值一般约4欧姆，它们与通讯线路的导线相串联，其作用是，当出现持续的过电压或过电流时，通过电阻的加热作用，激励一个热敏的短路机构，从而将电流分流接地。这些已知的器件带来各种熟知的缺点或问题。例如，热线圈是不可复位的，因此它必须在起过一次保护作用之后被识别及更换，并且由于这是一种热器件，其动作可能较慢。而且由于使用了它，使通讯线路中接入了不希望的电阻。诚然，这些器件尚广泛用于保护的目的，主要出自它们的成本低，相对地尺寸小，及由于尚无经济的取代物。为了保护的目的，已经提出过各种固态器件。特别是，半导体瞬态电压保护器已被提出用来取代碳块(Carbon block)和离子管浪涌放电器。进而，一种固态的瞬态过电压抑制器和过电流放电器，以SGS器件的形式，型号为L3100，已被公知，它包括一个栅或触发电极。该器件的作用类似于半导体可控整流器，它响应在其阳极与阴极之间的过电压而变成导通的状况，或者响应因过电流流过阴极与栅极之间所连接的串联电阻所形成的电压降而变为导通，并且当过电压或过电流消失时，它本身自动地复位(即，变为不导通状况)。但，仍然保留了需要串联电阻的要求。另外，这样的保护装置响应的是绝对值电流，但并不敏感于共模电流(即沿着双线制线路的两根导线，以同方向流动的轴向电流)，也不敏感于金属电流(即仅沿着双线制线路中的一根导线流动的半轴向电流)，而这些电流正是由于雷击或电力线的感应所导致。于是，就呈现了期待获得一种可靠，成本低，尺寸小，可自动复位的保护电路的需求。据此，本专利技术的目的是提供一种改进的保护电路装置。本专利技术提供了一种连接于双线制线路的保护电路装置，它包括一个具有两个类似的原边绕组和一个副边绕组的变压器，所述的原边绕组各与双线制线路中的相应导线相串联，以便在副边绕组中产生响应双线制线路上共模电流的感应电流，而基本上不产生响应双线制线路中环路电流的感应电流;连接于双线制线路的保护装置;以及响应变压器副边绕组中感应电流的控制装置，其作用是，当线路上出现过电流时，该控制装置触发保护装置，从而提供双线制线路的短路。该保护装置被设计为可响应所述的过电流的终止，而自动地终止所述的短路。按照以下说明及参照附图可供对专利技术作进一步的理解，其中图1以示意与方框图的形式介绍一种按照本专利技术的一个实施例的保护电路装置;和图2至图7为图1保护电路装置的替换实施例的电路图。在不同图形中，用相同的标号表示类似的元件。图1中，示出了一种用于双线制平衡的电话用户线的保护电路装置，它包括塞尖引线(tip wire)T和塞环引线(ring wire)R。作为例子，保护电路装置被放置在邻近电话总局处，总局内包含有要求对由于雷击、电力线交叉以及感应电流等故障所致用户线上的过电压和过电流作保护的设备。该保护电路装置包括变压器10，控制电路12和保护电路14。保护电路14被连接到平衡的用户线路的塞尖线T和塞环线R上，并加以接地，其作用是，当它受到控制电路12的触发，或者虽无触发，但响应了足够高的电压时，起短路掉过电压和过电流的作用，因此不致于让过电压和过电流损坏那些接入线路的总局设备。变压器10有两个原边绕组16和18，它们以相反的极性(如图中圆点所示，它们表示相应的变压器绕组的起端)与T和R两线相串联;以及有一个副边绕组20，它被连到控制电路12。例如，每个原边绕组16或18可以有9匝，而副边绕组20可能有360匝，总的变压比为1∶20。每一原边绕组可能有约0.5欧姆的直流电阻，而对整个用户环路由于变压器10所带来的附加直流电阻为1欧姆，与先有技术中由于热线圈所引入的附加直流电阻(总计8欧姆)相比，这就显得少得多了。如此的变压器10可以做得尺寸非常小。例如，采用41＊导线及上述匝数，变压器10所占据的总体积，其各个方向约不超过5mm。由于原边绕组16和18的极性相反，其环路电流(该电流在正常工作时出现在用户线上，它在引线T和R中电流的流动方向相反)对保护装置不起作用，由这些电流在变压器10中所引起的磁通抵销。而在用户线路上的共模(轴向)和金属(半轴向)电流(它们在故障情况下出现，而对这些故障正是需要作出保护的)，它们导致在变压器10中产生一定的净磁通并在副边绕组20上产生一个信号，作为对该信号的响应，控制电路12触发保护电路14，使塞尖引线T与塞环引线R均保护性的对地短路。控制电路12的灵敏度和变压器10的匝比可以按具体要求作选取。例如，当采用上述匝比时，控制电路12可以容易地被设计成响应副边绕组20 2.5mA的电流，从而触发保护电路14。符合有效保护的条件是响应20×2.5mA＝50mA的共模(轴向)电流，或响应40×2.5mA＝100mA的金属(半轴向)电流。这些数字已被证实是适应正常环路电流和发出信令的要求，其中也包括在短环路上的同线电话振铃的情况该种振铃提供约70mA的半轴向电流。图2至7介绍了控制电路12和保护电路14可能使用的各种实施例。在图2、3、4和7中，保护电路14包含了一种单向保护器件，在图3和4中由一个SCR(半导体可控整流器)22构成，在图2和图7中采用两个晶体管24、26，以等效的方式工作，它们各被相应地连到塞尖引线T和塞环引线R并通过6个二极管桥路28连接到地，即例如1983.10.4颁发的美国专利第4，408，248号所公知的一种方式。SCR的击穿电压必须大于该总局的最大电压，并且其保持电流应大于该总局所能提供的最大短路电流。该单向保护器件可以由已经提到过的L3100型SGS器件来替代。正好相反，在图5和6中保护电路包含两个双向保护器件，由交流三端器件(triac)30，32构成，它们各被连在相应的T线与R线中的一个及地线之间，在此情况下，二极管桥路28就不需要了。控制电路12还可能包含在副边绕组20与保护器件之间的直接连接情况或借助于一种两端交流开关(diac)相联系的情况，只要后者足够地灵敏并且变压器10足够地大，以致可以提供触发保护器件所必须的电流。一般说来，这一情况并不实际，在实用中，控制电路12可能包含一种整流装置和电流放大装置，它们的例子示于图2至7中。在图2中，控制电路12包含两个晶体管34、36，它们被连成复合晶体管(达林顿晶体管)的形式，用以对来自副边绕组20并通过二极管38整流的电流进行放大，以便提供一个适合的驱动电流经由电阻40到达保护器件。电阻40的阻值以及晶体管的增益一起共同决定着保护器件被触发的门限值。在图2的装置中，仅能在交流故障波形的某一半周，保护器件才能被触发。这一缺点可以通过采用图3所示的整流桥路42来代替单个二极管38的方法得以克服。图3中，保护器件可能在交流故障波形的任一半周被触发。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接于双线制线路的保护电路装置包括：一个具有两个类似原边绕组和一个副边绕组的变压器，所述的原边绕组被安排成二，其每一绕组与双线制线路中的相应导线相串联，使得在副边绕组中响应双线制线路中的共模电流而感应电流，并基本上避免了因响应双线制 线路中的环路电流而在副边绕组中出现感应的电流；连接到双线制线路的保护装置；和控制装置，在双线制线路出现过电流的情况，它响应在变压器副边绕中所感应的电流而去触发保护装置，从而对该线路提供短路；该保护装置被设计成当所述的过电流终了时 ，所述的短路自动地终止。

【技术特征摘要】
CA 1986-9-9 517,830书中所规定的本发明的范围的情况下，还可以派生出许多变形、修改、及取代物。权利要求1.一种连接于双线制线路的保护电路装置包括一个具有两个类似原边绕组和一个副边绕组的变压器，所述的原边绕组被安排成二，其每一绕组与双线制线路中的相应导线相串联，使得在副边绕组中响应双线制线路中的共模电流而感应电流，并基本上避免了因响应双线制线路中的环路电流而在副边绕组中出现感应的电流；连接到双线制线路的保护装置；和控制装置，在双线制线路出现过电流的情况，它响应在变压器副边绕中所感应的电流而去触发保护装置，从而对该线路提供短路；该保护装置被设计成当所述的过电流终了时，所述的短路自动地终止。2.如权利要求1所述的保护电路装置，其特征是，其中的保护装置包含一个单向导电的保护器件和一个二极管桥路，该二极管桥路具有两个交流端子用于连接到双线制线路以及具有连接到保护器件的两个直流端子。3.按照权利要求2所述的保护电路装置，其特征是，其中的二极管桥路包含六个二极管，并且具有用于接地的第三交流端子。4.按照权利要求2或3所述的保护电路装置，其特征是，其中的单向导电的保护器件包含一个半导体可控整流器。5.按照权利要求1所述的保护电路装置，其特征是，其中的保护装置包含至少一个双向导电的保护器件。6.按照权利要求5所述的保护电路装置，其特征是，其中的保护装置包含两个双向导电的保护器件，它们各被设置连接于双线制线路的相应的导线与地之间，还包括响应所述控制装置的用于共同触发该两保护器件的装置。7.按照权利要求6所述的保护电路装置，其特征是，其中的每一双向导电的保护器件包含一个交流三端器件。8.按照权利要求1至7中的任一个所述的保护电路装置，其特征是，其中的控制装置包含整流装置，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊恩泰，
申请(专利权)人：北方电讯有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]