Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät
zum dezentralen Leistungsversorgen in Telekommunikationssystemen.
Allgemeiner Stand der Technik
Beim einfachen Fernsprechdienst (POTS) werden Telefone dezentral durch
Elektroenergie gespeist, die von der Vermittlungsstelle (CO) abgezapft wird, und
die Elektroenergieversorgung der Telefone ist daher von der Versorgung mit Elektroenergie
aus dem herkömmlichen Wechselstromnetz (AC) zu den Abonnentenstandorten unabhängig.
Die Weiterentwicklung neuer ausgeklügelter Telefon- und Datendienste hat neue
Geräte eingeführt, darunter neue Kommunikationsschnittstellen am oder
in der Nähe des Abonnentenstandorts, die ebenfalls eine Elektroenergieversorgung
benötigen. Die Nachfrage nach Elektroenergie ist daher gestiegen.
Die Elektroenergieversorgung, die auf Kupferleitungspaaren befördert
wird, ist aufgrund von Sicherheitsanforderungen beschränkt, wie im Telekommunikationsstandard
IEC60950-21 zu Sicherheitsanforderungen im dezentralen Elektroenergieversorgen und
für elektrische Parameter beschrieben. Verbesserte Verfahren zum dezentralen
Liefern von Elektroenergie an Geräte am oder in der Nähe des Abonnentenstandorts
sind daher unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und Normen erforderlich.
Das Dokument des früheren Stands der Technik EP-A-1
347 607 beschreibt eine Lösung, die auf der dezentralen Seite (zum
Beispiel eine Straßengehäuse) einen Leistungsstufenwandler für jedes
Leitungspaar erfordert. Dieser Ansatz führt zu einer kostspieligen Lösung,
weil die Wandler zu den teuersten Geräten des Systems gehören. Ferner
bedingt sie, dass bei einer Wandlerpanne auf einem spezifischen Leitungspaar an
dem dezentralen Standort das Leitungspaar nicht mehr verwendet werden kann, außer
wenn Ersatzwandler verfügbar sind. Ebenso wird beim Öffnen eines Leitungspaars
der an dem Leitungspaar verbundene Wandler nutzlos.
Aufgaben der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes Verfahren
und Gerät zur dezentralen Leistungsversorgung von Geräten an oder in der
Nähe von Abonnentenstandorten bereitzustellen, um die Probleme der Lösungen
des früheren Stands der Technik zu überwinden, während gleichzeitig
die Sicherheitsvorschriften und Normen aufrechterhalten und die Systemkosten in
Kontrolle gehalten werden.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen
in einem Telekommunikationsnetz, die folgenden Schritte umfassend:
- – Speisen entlang jedes Leitungspaars in einer Vielzahl von Leitungspaaren,
die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, von Gleichstrom
I mit einer Eingangsspannung, die einen Wert innerhalb des Bereichs von VA
bis VB hat, um Elektroenergie über eine Vielzahl von Leitungspaaren
zu liefern,
- – Kumulieren der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare
geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 zum Versorgen eines
Geräts zu liefern.
Es weist ferner die folgenden Schritte auf:
- – Erfassen auf der Leitungspaarseite, an der die Elektroenergie injiziert
wird, ob die Elektroenergie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet
und
- – bei Bedarf, Beschränken der Elektroenergie, die über jedes
Leitungspaar der mehreren Leitungspaare geliefert wird.
Vorzugsweise, VA ≤ 100 V DC, VB ≤ 400 V DC,
und I ≤ 60 mA DC.
Vorzugsweise wird die Elektroenergie beschränkt, indem unabhängig
die Spannung beschränkt wird, die an jedes Leitungspaar angelegt wird und/oder
des Stroms, der in jedes Leitungspaar injiziert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren ferner
Schritte des Erfassens auf einem Leitungspaar eines Leckstroms zu der Erde und danach
permanentes Verringern der Spannung des Leitungspaars auf.
Alternativ weist es ferner den Schritt des vorübergehenden Verringerns
der Spannung mehrerer Leitungspaare auf, wenn ein Leckstrom erfasst wird, um das
Leitungspaar zu identifizieren, auf dem der Leckstrom fließt.
Bei einer weiteren Alternative und wenn ein Leckstrom in der Vielzahl
von Leitungspaaren erfasst wird, wird das Leitungspaar, auf dem der Leckstrom fließt,
durch vorübergehendes Verringern der Spannung auf jedem Leitungspaar einzeln
identifiziert.
Vorzugsweise wird der Schritt des Kumulierens der Elektroenergie,
die über die mehreren Leitungspaaren geliefert wird, um die Leitungsspannung
Vout1 bereitzustellen, mit mehreren Gleichrichtvorrichtungen, wie zum
Beispiel Halbleiterdioden ausgeführt, die vorzugsweise als mehrere Diodenbrücken
angeordnet sind, um die Polung der Verkabelung der mehreren Leitungspaare
neutral zu machen.
Vorzugsweise werden mehrere zusätzliche Gleichrichtvorrichtungen
in Serie mit den mehreren Gleichrichtvorrichtungsbrücken verwendet, um das
System für einen Fehler in den Gleichrichtvorrichtungen der Brücken tolerant
zu machen.
Die Versorgungsspannung Vout1 liegt typisch innerhalb eines
Bereichs von etwa 100 VDC bis etwa 400 VDC. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform wird die Versorgungsspannung Vout1 ferner durch
den Einsatz eines Leistungsstufenwandlers (DC/DC-Wandler) in eine Versorgungsspannung
Vout2 umgewandelt. Alternativ können mehrere DC/DC-Wandler verwendet
werden. Vorzugsweise isolieren diese Leistungsstufenwandler die Versorgungsspannung
Vout2 von der kumulierten Versorgungsspannung Vout1. Die Versorgungsspannung
Vout2 liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von etwa 40 VDC
zu etwa 72 VDC.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Spannungsversorgung
Vout1 verwendet, um Geräte direkt zu speisen, die ein Netzteil aufweisen,
das normalerweise für Netzwechselspannung bestimmt ist, das aber auch Gleichspannungen
in dem Bereich VA bis VB akzeptieren kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft ein Gerät zum dezentralen
Leistungsversorgen in einem Telekommunikationsnetz, wobei das Gerät Folgendes
aufweist:
- – mehrere Leitungspaarabschlüsse, die mehrere entsprechende Leitungspaare
abschließen, die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet
sind, wobei die Leitungspaare betrieben werden können, um Elektroenergie zu
befördern, die von mehreren entsprechenden Leistungsquellen geliefert wird,
- – einen Elektroenergiekumulator, der mehrere Diodenbrücken aufweist,
die betrieben werden können, um die Elektroenergie, die über die mehreren
Leitungspaare geliefert wird, zu kumulieren, um eine Versorgungsspannung Vout1
zu liefern, die zum Speisen eines Geräts geeignet ist.
Das Gerät weist vorzugsweise ein Kommunikationsgerät auf,
und jedes der mehreren Leitungspaare weist vorzugsweise verdrillte Telefonleitungspaare
auf.
Bei einer spezifischen Ausführungsform weist das Gerät ferner
einen DC/DC-Wandler auf. Vorzugsweise weist es mehrere DC/DC-Wandler auf. Der oder
die DC/DC-Wandler können eine Redundanzdiode aufweisen.
Vorteilhaft weist das Gerät ferner mehrere zusätzliche Dioden
in Serie mit den mehreren Diodenbrücken auf.
Vorteilhaft weisen die mehreren Elektroenergiequellen mehrere getrennte
Leistungsstufenwandler auf, wobei jeder Leistungsstufenwandler betrieblich mit einem
entsprechenden der mehreren getrennten Controller verbunden ist und betrieben werden
kann, um einen Gleichstrom oder einen Wechselstrom in eine (Gleichstrom)-Spannung
im Bereich VA bis VB umzuwandeln. Vorzugsweise können
die mehreren getrennten Leistungsstufen in kompletter elektrischer Isolierung voneinander
betrieben werden.
Das Gerät kann zusätzlich eine Alarm- und Logikeinheit aufweisen,
die betrieben werden kann, um einen Alarm zu erzeugen, der ein Leitungspaar in offener
Schaltung anzeigt und identifiziert.
Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden,
um einen Alarm zu erzeugen, der ein überlastetes oder kurzgeschlossenes Leitungspaar
anzeigt und identifiziert.
Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden,
um einen Alarm zu erzeugen, der ein Leitungspaar anzeigt und identifiziert, an dem
ein Leckstrom zur Erde größer als ein gegebener Schwellenwert besteht.
Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden,
um vorübergehend die Spannung zu verringern, die an die mehreren Leitungspaare
angelegt wird, um das Leitungspaar zu identifizieren, an dem ein Leckstrom zur Erde
größer als ein gegebener Schwellenwert besteht.
Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden,
um vorübergehend die Spannung zu verringern, die an jedes Leitungspaar der
mehreren Leitungspaare einzeln angelegt wird, um das Leitungspaar zu identifizieren,
das einen Leckstrom zur Erde größer als ein gegebener Schwellenwert aufweist.
Die Alarm- und Logikeinheit kann zusätzlich betrieben werden,
um die Spannung auf einem Leitungspaar der mehreren Leitungspaare zu verringern,
auf dem ein Alarmzustand erfasst wurde.
Das Gerät gehört vorzugsweise zu einem Kommunikationssystem,
das ferner die mehreren Leitungspaare und die mehreren Leitungsquellen aufweist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild, das
eine mögliche Umsetzung des Geräts, das das erfindungsgemäße
Verfahren umsetzt, darstellt.
2 und 3 sind vereinfachte
Blockschaltbilder, die zwei bevorzugte Ausführungsformen des dezentralen Leistungsversorgungsgeräts
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Weitere Objekte und Merkmale der Erfindung ergeben sich für den
Fachmann aus der folgenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen.
Telekommunikationssysteme weisen gewöhnlich Vermittlungsstellen
(CO) und Straßengehäuse oder unterirdische Gehäuse auf. Straßen-
und Untergrundgehäuse werden typisch in Telekommunikationssystemen als Kumulatoren
und Verteiler für Kommunikationskabel verwendet, die gewöhnlich benutzt
werden, um Telefon- und Datendienste mehreren Abonnenteneinheiten an Abonnentenstandorten
an verschiedenen Orten bereitzustellen.
In dem Fall, in dem die Kommunikationskabel Leitungspaare sind, sollten
die Leitungspaare auch verwendet werden, um die Abonnenteneinheit dezentral mit
Leistung zu versorgen, zum Beispiel ausgehend von einer Vermittlungsstelle (CO)
des Telekommunikationssystems. Der Begriff „Leitungspaar" wird in dieser
Spezifikation und IN den Ansprüchen verwendet und umfasst verdrillte Telefonleitungspaare,
darunter typisch Kupferleitungspaare. Eine Verbindung, die zwischen der Vermittlungsstelle
und einer Abonnenteneinheit über ein Leitungspaar hergestellt wird, wird typisch
„lokale Schleife" oder „Abonnentenschleife" genannt. Jede lokale Schleife
erlaubt die Kommunikation von Daten, Sprache und Signalgebung über das entsprechende
Leitungspaar.
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die
ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform für
ein dezentrales Leistungsversorgungsgerät ist, das Leistung in die Kupferpaare
injiziert. Das Gerät weist Schaltungen auf, die eingerichtet sind, um zu erfassen,
ob die Elektroenergie auf jedem Paar einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Die Schaltungen, die in 1 gezeigt sind, werden bei
dem Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen in einem Telekommunikationssystem
wie in der vorliegenden Erfindung offenbart verwendet.
Das Gerät 1 befindet sich vorzugsweise in der Vermittlungsstelle
(CO) (nicht gezeigt). Versorgungswechselstrom und/oder Backup-DC-Leistung werden
leicht verfügbar an der Vermittlungsstelle verwendet und können zum Versorgen
des Geräts 1 verwendet werden.
Das Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen weist die folgenden
Schritte auf
- – Speisen entlang jedes Leitungspaar in einer Vielzahl von Leitungspaaren,
die für den Gebrauch in dem Telekommunikationsnetz geeignet sind, von Gleichstrom
I mit einer Eingangsspannung, die einen Wert innerhalb des Bereichs von VA
bis VB hat, um Elektroenergie über die Vielzahl von Leitungspaaren
zu liefern,
- – Kumulieren der Elektroenergie, die über die mehreren Leitungspaare
geliefert wird, um eine Versorgungsspannung Vout1 zum Versorgen eines
Geräts zu liefern.
Anders als bei den Lösungen des früheren Stands der Technik
sind die nächsten Schritte des Verfahrens die Folgenden:
- – Erfassen auf der Leitungspaarseite, an der die Elektroenergie injiziert
wird, ob die Elektroenergie einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet,
und
- – bei Bedarf, Beschränken der Elektroenergie, die über jedes
Leitungspaar der mehreren Leitungspaare geliefert wird.
1 stellt eine Schaltung dar, die zum Ausführen
der letzteren Schritte des Verfahrens für die dezentrale Leistungsversorgung
eingerichtet ist. Das Gerät 1 besteht vorzugsweise aus mehreren identischen
Einheiten 5, wobei alle Einheiten vorzugsweise aber nicht zwingend mit
der gleichen Stromquelle (nicht gezeigt) auf einer Seite verbunden sind, und jede
Einheit vorzugsweise mit einem Leitungspaar 25 auf der anderen Seite verbunden
ist.
Jede Einheit 5 besteht vorzugsweise aus einem Leistungsstufenwandler
30, einem Controller (Modulator) 35, einem symmetrischen Stromdetektor
80, einem unsymmetrischen Stromdetektor 90, zwei Spannungsreferenzen
60 und 70 und einem Spannungsregler 50. Der Spannungs-/Stromregler
50 überwacht die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar
25 angelegt wird, und vergleicht sie mit der Referenzspannung
60 oder 70. Das Ergebnis des Vergleichs ist ein Fehlersignal,
das den Optokoppler 40 speist, der auf den Modulator 35 einwirkt.
Unter normalen Bedingungen, das heißt, wenn keiner der Stromdetektoren
80 oder 90 reagiert, wird die Referenzspannung 60 verwendet,
und das erhält die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar 25 angelegt
wird, auf einen Wert zwischen VA und VB.
Wenn der Strom durch das Leitungspaar 25 über ein gegebenes
Niveau Imax steigt (zum Beispiel aber nicht zwingend 60 mA), kann der
symmetrische Stromdetektor 80 auf den Spannungs-Stromregler 50
einwirken und die Ausgangsspannung verringern, die an das Leitungspaar
25 angelegt wird, um den Strom unter oder bei Imax zu halten.
Wenn der Strom durch das Leitungspaar 25 unter ein gegebenes
Niveau Iopen sinkt, kann der symmetrische Stromdetektor 80 von
einer ersten Spannungsreferenz 60 zu einer zweiten Spannungsreferenz
70 umschalten, die die Ausgangsspannung verringert, die an das Leitungspaar
25angelegt wird, vorzugsweise aber nicht zwingend unter 60 VDC,
und kann ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler 100 erzeugen
und eine LED-Alarmleuchte (nicht gezeigt) aktivieren.
Wenn die an das Leitungspaar 25 angelegte Spannung unter
ein gegebenes Niveau sinkt, zum Beispiel aber nicht zwingend VB, kann
der Spannungs-/Stromregler 50 ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler
100 erzeugen und eine LED-Alarmlampe (nicht gezeigt) aktivieren.
Wenn der Leckstrom zwischen dem Leitungspaar 25 und der Erde
über einen weiteren Pegel Ileak steigt, kann der asymmetrische Stromdetektor
90 von einer ersten Referenzspannung 60 auf eine zweite Referenzspannung
70 umschalten, was die Ausgangsspannung verringert, die an das Leitungspaar
25 angelegt wird, vorzugsweise aber nicht zwingend unter 60 VDC,
und kann ein Alarmsignal 105 durch den Optokoppler 100 erzeugen
und eine LED-Alarmleuchte (nicht gezeigt) aktivieren.
Der asymmetrische Stromdetektor 90 kann auch vorübergehend
die Ausgangsspannung verringern, die an das Leitungspaar 25 angelegt wird,
um zu prüfen, ob das Leitungspaar 25 das Leck zur Erde erzeugt, und
kann erst dann die Ausgangsspannung, die an das Leitungspaar 25 angelegt
wird, permanent verringern.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum dezentralen Leistungsversorgen
stellt daher die folgenden Vorteile bereit:
- (1) Einschränken des Stroms in einem Leitungspaar auf einen Wert, der den
Sicherheitsanforderungen und Normen entspricht.
- (2) Erfassen des anormalen Zustands einer Leitungspaarüberlast, zum Beispiel
aber nicht zwingend erzeugt durch ein kurzgeschlossenes Leitungspaar, und Erzeugen
eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
- (3) Erfassen des anormalen Zustands eines anormal niedrigen Stroms durch ein
Leitungspaar, der zum Beispiel aber nicht zwingend durch ein Abstecken eines Leitungspaars
erzeugt wird, und Erzeugen eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
- (4) Verringern der Spannung, die an ein abgestecktes Leitungspaar angelegt wird,
was die Elektroschockgefahr für Personal verringert, das ein abgestecktes Leitungspaar
zufällig berührt.
- (5) Erfassen des anormalen Zustands eines Leckens von einem Leitungspaar zur
Erde, der zum Beispiel aber nicht zwingend von einer Person erzeugt wird, die einen
Draht des Paars berührt, und Erzeugen eines Alarms, der diesen Zustand identifiziert.
- (6) Verringern der Spannung, die an ein Leitungspaar angelegt wird, das einen
anormal hohen Leckstrom zur Erde aufweist, und dadurch Verringern der Elektroschockgefahr
für Personal, das zufällig einen Draht des Leitungspaars berührt.
In 2 und 3
ist ein Gerät zum dezentralen Leistungsversorgen 10 dargestellt, das
sich vorzugsweise in der Nähe des Abonnentenstandorts (nicht gezeigt) oder
an Orten nahe dem Abonnentenstandort befindet, wie zum Beispiel in einem Straßengehäuse
(nicht gezeigt) oder in einem unterirdischen Gehäuse (nicht gezeigt).
Zum Beispiel und ohne Einschränken des allgemeinen Geltens des
oben gesagten unter Bezugnahme auf das Gerät 10, das sich in einem
Straßengehäuse oder an einer beliebigen mit dem Abonnenten verbundenen
Einheit befindet, das Leitungspaare kumuliert und verteilt, kann das Gerät
10 vorzugsweise mit mehreren Leitungspaaren (nicht gezeigt) verbunden sein.
Die mehreren Leitungspaare können vorzugsweise verwendet werden, um Elektroenergie
zum Speisen von Geräten, wie unten beschrieben, verwendet werden. Die über
mehrere Leitungspaare gelieferte Elektroenergie kann von mehreren entsprechenden
Leistungsquellen geliefert werden, die sich zum Beispiel an der Vermittlungsstelle
befinden. Vorzugsweise sind die mehreren Leitungspaare herkömmliche Leitungspaare,
die für den Gebrauch in einem Telekommunikationsnetz geeignet sind, zum Beispiel
verdrillte Telefonleitungspaare.
Typisch werden die mehreren Leitungspaare in dem Telekommunikationssystem
verwendet, um Daten, Sprache, Signalgebung, Elektroenergie zum Speisen von Geräten
oder für irgendwelche Kombinationen davon zu befördern. Der Gebrauch der
mehreren Leitungspaare zum Speisen allein ist typisch machbar, weil das Straßengehäuse
oder der Abonnent, der zu dieser Einheit gehört, typisch mit der Vermittlungsstelle
über ein Bündel Leitungspaare verbunden ist, das Reserveleitungspaare
aufweist, die für die Kommunikation von Daten, Sprache und Signalgebung nicht
verwendet werden. Diese Reserveleitungspaare sind typisch die oben genannten mehreren
Leitungspaare.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden mehr Leitungspaare
als strikt erforderlich, um die nötige Leistung für das Gerät zu
liefern, verwendet, so dass eine Anzahl von Paaren ausfallen kann, ohne
den Betrieb des Geräts zu beeinträchtigen.
Nun wird auf 2 Bezug genommen. Vorzugsweise
weist das Gerät 10 jeweils mehrere Leitungspaarabschlüsse
20 auf, die die mehreren Leitungspaare abschließen, und einen elektrischen
Leistungsakkumulator 15. Der elektrische Leistungsakkumulator
15 kann vorzugsweise betrieben werden, um die Elektroleistung zu kumulieren,
die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung
Vout1 bereitzustellen, die für das Speisen einer Vorrichtung (150)
geeignet ist. Die über jedes Leitungspaar der mehreren Leitungspaare gelieferte
Elektroenergie entspricht daher den Anforderungen zum Beispiel der internationalen
Norm IEC60950-21. Das Gerät kann vorzugsweise aber nicht zwingend ein Kommunikationsgerät
enthalten, das eine Kommunikationsschnittstelle aufweist.
Der Elektroenergiekumulator 15 weist vorzugsweise mehrere
Gleichrichtvorrichtungen 130 auf, die in einer Brückenkonfiguration
eingerichtet sind, und eine zusätzliche Reihe Gleichrichtvorrichtungen
140. Jede der mehreren getrennten Brücken der Gleichrichtvorrichtungen
und jede der zusätzlichen Reihen Gleichrichtvorrichtungen ist vorzugsweise
einem entsprechenden Leitungspaarabschluss 20 zugewiesen, der ein einzelnes
Leitungspaar abschließt. Typisch können sich in einem Elektroleistungsakkumulator
16 oder mehr Gleichrichtvorrichtungen 130 befinden. Die Ausgänge
aller Reihen von Gleichrichtvorrichtungen sind vorzugsweise parallel verbunden und
erzeugen kumulierte Sammlung Vout1.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
kumulierte Spannung Vout1 direkt in ein Gerät 150 eingespeist,
das selbst mit einem Paar Leistungsstufenwandler 160 ausgestattet ist,
das in dem Bereich VA bis VB funktionieren kann und möglicherweise
aber nicht zwingend in der Hauptsache konzipiert ist, um auch mit der Netzwechselstromspannung
zu funktionieren.
Nun wird auf 3 Bezug genommen, die eine
vereinfachte Blockschaltbildveranschaulichung einer weiteren bevorzugten Umsetzung
des Geräts 10 ist. Vorzugsweise weist das Gerät 10 mehrere
Leitungspaarabschlüsse 20 auf, die jeweils die mehreren Leitungspaare
beenden, und einen Elektroenergiekumulator 15. Der Elektroenergiekumulator
15 kann vorzugsweise betrieben werden, um die Elektroenergie zu kumulieren,
die über die mehreren Leitungspaare geliefert wird, um eine Versorgungsspannung
Vout1 bereitzustellen, die zum Speisen eines Geräts 150
geeignet ist. Die Elektroenergie, die über jedes Leitungspaar der mehreren
Leitungspaare zugeführt wird, überschreitet einen vorbestimmten Schwellenwert
nicht, wie zum Beispiel den in dem internationalen Standard IEC60950-21 definierten
Schwellenwert. Das Gerät kann vorzugsweise aber nicht zwingend ein Kommunikationsgerät
aufweisen, das eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen kann.
Genau wie in 2 weist der Elektroenergiekumulator
15 vorzugsweise mehrere Gleichrichtvorrichtungen 130 auf, die
in einer Brückenkonfiguration angeordnet sind, und kann in Serie eine zusätzliche
Gleichrichtvorrichtung 140 aufweisen. Jede der mehreren getrennten Brücken
von Gleichrichtvorrichtungen und jede der zusätzlichen Reihen Gleichrichtvorrichtungen
ist vorzugsweise einem entsprechendem Leitungspaarabschluss 20, der ein
einzelnes Leitungspaar abschließt, zugewiesen. Die Ausgänge aller Reihen
Gleichrichtvorrichtungen sind vorzugsweise parallel verbunden und erzeugen kumulierte
Spannung Vout1.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird die kumulierte Spannung Vout1 in einen oder mehrere Leistungsstufenwandler
170 eingespeist, deren Ausgänge parallel verbunden werden können,
um eine gemeinsame Ausgangsspannung Vout2 bereitzustellen, vorzugsweise
in dem Bereich von 40 VDC bis 72 VDC. Sie können aber
müssen nicht Redundanzdioden 180 in Serie mit einer oder beiden ihrer
zwei Ausgangsverbindungen aufweisen. Die Ausgangsspannung Vout2 kann
den Telekommunikationsnormempfehlungen, wie zum Beispiel ETS 300 132-2 entsprechen
und Geräte direkt speisen, die eine Speisespannung, die solchen Normen entspricht,
akzeptieren.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden mehr
Leistungsstufenwandler 170 als strikt erforderlich, um die für das
Gerät nötige Leistung zuzuführen, verwendet, so dass eine Anzahl
von Leistungsstufenwandlern versagen kann, ohne den Betrieb des Geräts zu beeinträchtigen.
Das Gerät 10 weist daher die folgenden Vorteile auf:
- (1) Funktionale Isolation der Leitungspaare voneinander, die das Gerät
mit den Sicherheitsvorschriften und Normen kompatibel macht, insbesondere mit der
Forderung, dass der Strom durch jedes Leitungspaar auf einen gegebenen Wert unter,
zum Beispiel 60 mA beschränkt sein sollte.
- (2) Ausfallssicherheit bei dem Versagen eines oder mehrerer Leitungspaare wie
zum Beispiel Kurzschluss, unerwünschtes Abstecken oder Versagen des Leistungsstufenwandlers,
der eine oder mehrere Leitungen speist, das heißt, dass das Gerät in einem
solchen Fall betriebsfähig bleibt.
- (3) Ausfallssicherheit bei Bauteilversagen innerhalb einer der Gleichrichterbrückenkonfigurationen
dank der zusätzlichen Gleichrichtervorrichtung 140 in Serie.
- (4) Ausfallssicherheit bei dem Versagen eines oder mehrerer Leistungsstufenwandler
170, das heißt, dass das Gerät in einem solchen Fall betriebsfähig
bleibt.
- (5) Allgemeine Einfachheit, Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit im Vergleich
zu Lösungen, die pro Leitungspaar einen Leistungsstufenwandler verwenden.
- (6) Fähigkeit, Geräte zu verwenden, die Versorgungsspannungen erfordern,
die den Telekommunikationsnormen entsprechen müssen.
- (7) Fähigkeit, Geräte zu verwenden, die mit eigenen Leistungsstufenwandlern
ausgestattet sind und in der Hauptsache dazu konzipiert sind, mit Netzstrom zu funktionieren.