BRPI0705672B1

BRPI0705672B1 - circuit for surge protection devices on a public telephone

Info

Publication number: BRPI0705672B1
Application number: BRPI0705672-9A
Authority: BR
Inventors: Wagner Almeida Barbosa; Marcelo Soares De Carvalho; José Fernando Contadini
Original assignee: Clamper Indústria E Comércio S/A
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2020-12-29
Also published as: BRPI0705672A2

Abstract

CIRCUITO PARA DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS EM TELEFONE DE USO PÚBLICO. Que com apenas uma única configuração de circuito, placa de circuito impresso e conectores, permite o encaixe em vários modelos de diversos modelos de TUP, apresentando dispositivo de proteção contra surtos (DPS) dotado de elementos de proteção EP1 e EP2, respectivamente centelhador tripolar a gás e tiristor supressor de surto com corrente de manutenção superior a cento e oitenta miliampere (IH > 180 mA). Poderá também apresentar dispositivo de proteção contra surtos (DPS) dotado de elementos de proteção EP1 e EP2, utilizando como EP1 uma associação de série de bipolares com o ponto comum como terceiro pólo, e EP2 tiristor supressor de surto com corrente de manutenção superior a cento e oitenta miliampere (1H > 180 mA). Apresenta fusíveis PTC1 e PTC2, regeneráveis, para proteção contra sobre-corrente nas linhas LA e LB. As sobretensões geradas pelos surtos elétricos vindos pelas linhas de comunicação LA e LB provocarem a atuação do elemento de proteção EPI, que faz a proteção em modo comum entre a linha LA e o terra e entre a linha LB e o terra; em que o componente EP2 fará proteção em modo transversal, ou seja, entres as linhas (...).CIRCUIT FOR PROTECTION DEVICES AGAINST PUBLIC USE PHONE. With only a single circuit configuration, printed circuit board and connectors, it allows the fitting in several models of several TUP models, presenting a surge protection device (DPS) with EP1 and EP2 protection elements, respectively three-pole spark gap gas and surge suppressor thyristor with maintenance current greater than one hundred and eighty milliamps (IH> 180 mA). It may also have a surge protection device (DPS) equipped with EP1 and EP2 protection elements, using as an EP1 an association of a series of bipolar units with the common point as the third pole, and EP2 surge suppressor thyristor with a maintenance current greater than one hundred and eighty milliamps (1H> 180 mA). Features regenerable PTC1 and PTC2 fuses to protect against overcurrent on the LA and LB lines. The overvoltages generated by the electrical surges coming from the LA and LB communication lines cause the EPI protection element to act, which protects in common mode between the LA line and the ground and between the LB line and the ground; in which the EP2 component will provide protection in a transverse mode, that is, between the lines (...).

Description

A presente patente refere-se a configurações de circuito, placa de circuito impresso e conectores que, conjunta mente, permitem a correta 5 atuação como Dispositivos de Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) que atendem eletrônica e mecanicamente a diversos modelos de Telefone de Uso Público (TUP).The present patent refers to circuit configurations, printed circuit boards and connectors that, together, allow the correct performance as Electrical Surge Protection Devices (DPS) that serve electronically and mechanically to several models of Public Telephone (TUP).

Existem atualmente no mercado vários circuitos de proteção para Telefone de Uso Público (TUP), todos com o mesmo princípio básico. A 10 técnica praticada para proteção contra surtos elétricos de TUP no Brasil consiste em utilizar circuitos elétricos contendo dispositivos protetores do tipo centelhadores a gás, díodo de avalanche de silício e/ou varistores, fusíveis regeneráveis do tipo PTC. Além deles, são utilizados ainda tiristores com corrente de manutenção “IH" (Holding Current) de no máximo 180 mA, que 15 são normalmente desenvolvidos e utilizados em outros países, para proteção de sinais de linhas telefônicas analógicas e digitais. Para que este circuito funcione perfeitamente, o tiristor, ao entrar em atuação após um surto, tem que se regenerar e, para tanto, é necessário que a IH (corrente de manutenção) seja superior à corrente total que circula por ele, ou seja, a 20 corrente de funcionamento do circuito telefônico (loop current) mais a corrente induzida de 60 Hz. Entretanto, em função da disposição física das linhas telefônicas no Brasil, que na maioria dos casos utilizam a mesma posteação da rede de energia, as correntes induzidas em função da proximidade dos sistemas podem alcançar valores superiores a 180 mA. 25 Quando isso acontece nos sistemas atuais, que possuem tiristores com IH de até 180mA, estes atuam e não se regeneram, provocando a perda da proteção e um conseqüente alto índice de reparos nesses sistemas.There are currently several protection circuits for Public Use Telephone (TUP) on the market, all with the same basic principle. The 10 technique used to protect against electrical surges of TUP in Brazil consists of using electrical circuits containing protective devices such as gas spark gauges, silicon avalanche diode and / or varistors, PTC type regenerable fuses. In addition to these, thyristors with a maintenance current of "IH" (Holding Current) of a maximum of 180 mA are used, 15 of which are normally developed and used in other countries, to protect signals from analog and digital telephone lines. For this circuit to function perfectly, the thyristor, when operating after an outbreak, has to regenerate and, for that, it is necessary that the IH (maintenance current) is higher than the total current that circulates through it, that is, the current of 20 operation of the telephone circuit (loop current) plus the induced current of 60 Hz. However, due to the physical layout of the telephone lines in Brazil, which in most cases use the same posting of the power network, the currents induced due to the proximity systems can reach values greater than 180 mA 25 When this happens in current systems, which have thyristors with IH of up to 180 mA, these act and do not regenerate, causing the loss of protection and a consequent high rate of repairs to these systems.

Somando se a isso, o suporte físico utilizado para a montagem desses circuitos elétricos são placas de circuito impresso, sendo que cada 5 fabricante possui o seu próprio modelo, com encaixes mecânicos e sistemas de aterramento específicos para o seu modelo de TUP. Não existe, portanto, uma padronização mecânica e eletrônica, ficando então cada fabricante detendo a sua linha de projeto de proteção. A conseqüência desse fato para uma concessionária que trabalhe com vários modelos de TUP é a 10 necessidade de comprar, manter em seus estoques e disponibilizar para a sua equipe de manutenção várias placas de proteção dos mais variados modelos.Adding to that, the physical support used for the assembly of these electrical circuits are printed circuit boards, and each manufacturer has its own model, with mechanical fittings and specific grounding systems for its TUP model. There is, therefore, no mechanical and electronic standardization, and each manufacturer then has its own line of protection design. The consequence of this fact for a dealership that works with several TUP models is the need to buy, keep in their stocks and make available to their maintenance team several protection plates of the most varied models.

Com o intuito de solucionar os inconvenientes apontados, foi desenvolvida a presente invenção, que com apenas uma configuração 15 mecânica exclusiva de circuito, placa de circuito impresso e conectores, de forma conjunta e eficiente permite a correta atuação da proteção contra surtos elétricos, flexibilizando a instalação de forma a atender eletrônica e mecanicamente a diversos modelos de TUP.In order to solve the mentioned inconveniences, the present invention was developed, which with only a unique mechanical configuration of circuit, printed circuit board and connectors, in a joint and efficient way, allows the correct performance of the protection against electrical surges, making the installation in order to attend electronically and mechanically to several models of TUP.

Foram introduzidos basicamente dois aperfeiçoamentos no circuito: 20 - com o intuito de melhorar o nível de proteção do sistema e evitar que o tiristor não se regenere, causando com isso um corte no serviço e exigindo uma atuação de manutenção no TUP, foi introduzido no circuito eletrônico o uso de tiristor com corrente de manutenção superior a cento e oitenta miliampere (IH >180 mA); - com o intuito de melhorar a adaptação mecânica, foram introduzidos conectores que proporcionam eficiente e rápida instalação e, principalmente, a montagem do sistema de proteção em uma placa de suporte físico cuidadosamente projetada para ser a mais flexível possível, 5 permitindo o encaixe em vários modelos de diversos fabricantes de TUP utilizados no Brasil.Basically, two improvements were made to the circuit: 20 - in order to improve the protection level of the system and prevent the thyristor from regenerating, thereby causing a cut in service and requiring maintenance work on the TUP, it was introduced in the circuit electronic the use of a thyristor with a maintenance current greater than one hundred and eighty milliamps (IH> 180 mA); - in order to improve the mechanical adaptation, connectors were introduced that provide efficient and quick installation and, mainly, the assembly of the protection system in a physical support plate carefully designed to be as flexible as possible, 5 allowing the fitting in several models of several TUP manufacturers used in Brazil.

O objeto da presente patente, que resulta em Dispositivo de Proteção contra Surtos elétricos (DPS) a ser utilizado em diversos modelos de TUP, poderá ser compreendido através da descrição detalhada a seguir e através 10 das figuras anexas, nas quais:The object of the present patent, which results in an Electrical Surge Protection Device (DPS) to be used in several models of TUP, can be understood through the detailed description below and through 10 of the attached figures, in which:

A Figura 1 representa o circuito elétrico (CIRC) com as formas de ligações realizadas para os componentes do Dispositivo de Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) para Telefone de Uso Público (TUP).Figure 1 represents the electrical circuit (CIRC) with the forms of connections made to the components of the Electrical Surge Protection Device (DPS) for Public Use Telephone (TUP).

A Figura 2 representa a concepção mecânica do Dispositivo de 15 Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) para Telefone de Uso Público (TUP).Figure 2 represents the mechanical design of the Electrical Surge Protection Device (DPS) for Public Use Telephone (TUP).

De acordo com a Figura 1, o circuito elétrico (CIRC) apresenta os componentes do Dispositivo de Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) para Telefone de Uso Público (TUP) são: - REDE: entrada do sinal que vem do campo; 20 - EQUIP.: saída para o equipamento a ser protegido; - LA e LB: pontos de conexão - entrada da linha privativa de comunicação de voz; - LA’ e LB’: pontos de conexão - saída da linha privativa de comunicação de voz; - EP1 e EP2: elementos de proteção (representação genérica do ou dos componentes de proteção naquele ponto); - PTC1 e PTC2: representa fusíveis do tipo PTC regenerável para proteção contra sobre-corrente nas linhas LA e LB. 5 Os elementos de proteção EP1 e EP2 representam componentes de proteção, como por exemplo, centelhador tripolar a gás e tiristor supressor de surto obrigatoriamente com corrente de manutenção “IH” maior que 180mA, respectivamente, ou em outro exemplo, utilizando como EP1 uma associação de série de bipolares com o ponto comum como terceiro pólo. 10 As sobre-tensões geradas pelos surtos elétricos vindos pelas linhas de comunicação LA e LB provocam a atuação do elemento de proteção EP1, que faz a proteção em modo comum, ou seja, entre a linha LA e o terra e entre a linha LB e o terra. O componente EP2 fará proteção em modo transversal, ou seja, entres as linhas LA e LB. Os componentes PTC1 e 15 PTC2 apresentam impedância em conduções normais de operação e, em caso de sobre-correntes em LA ou LB, atuam como fusíveis regeneráveis.According to Figure 1, the electrical circuit (CIRC) presents the components of the Electrical Surge Protection Device (DPS) for Public Use Telephone (TUP) are: - NETWORK: input of the signal coming from the field; 20 - EQUIP: output for the equipment to be protected; - LA and LB: connection points - entrance to the private voice communication line; - LA ’and LB’: connection points - output of the private voice communication line; - EP1 and EP2: protection elements (generic representation of the protection component or components at that point); - PTC1 and PTC2: represents regenerable PTC fuses for protection against overcurrent on lines LA and LB. 5 The protection elements EP1 and EP2 represent protection components, such as, for example, three-pole gas spark and surge suppressor thyristor, with “IH” maintenance current greater than 180mA, respectively, or in another example, using an association as EP1 bipolar series with the common point as the third pole. 10 The over-voltages generated by the electrical surges coming from the LA and LB communication lines cause the protection element EP1 to act, which protects in common mode, that is, between the LA line and the ground and between the LB line and the land. The EP2 component will provide protection in transversal mode, that is, between lines LA and LB. The PTC1 and 15 PTC2 components present impedance in normal operating conduits and, in case of overcurrents in LA or LB, they act as regenerable fuses.

De acordo com a Figura 2, a concepção mecânica do Dispositivo de Proteção contra Surtos Elétricos (DPS) para Telefone de Uso Público (TUP) é composta de: 20 - CON1: conector de entrada - na ilustração é apresentado como um exemplo de montagem um conector tipo alavanca; - CON2: conector de saída - na ilustração é apresentado como um exemplo de montagem um conector tipo RJ11; - A, B, C, D e E: orifícios de fixação; - CIRC: circuito elétrico.According to Figure 2, the mechanical design of the Electrical Surge Protection Device (DPS) for Public Use Telephone (TUP) is composed of: 20 - CON1: input connector - in the illustration it is presented as an example of assembly a lever type connector; - CON2: output connector - an RJ11 type connector is shown in the illustration; - A, B, C, D and E: fixing holes; - CIRC: electrical circuit.

Os elementos A, B, C, D e E representam os orifícios de encaixe na placa de circuito impresso, que permitem a instalação e fixação da placa em telefones públicos de vários fabricantes e modelos, via parafusos. A entrada da linha privada de comunicação para o circuito de proteção se dá via conector CON1, sendo sugerido como exemplo na configuração ilustrada, o conector sobre as inserção tipo alavanca. Nesse conector, quando lhe é exercida uma força alavancas, o canal de conexão se abre permitindo o encaixe e dos fios de conexão do telefone. A saída da linha privada de comunicação do circuito de proteção se dá via CON2, sendo sugerido como exemplo na configuração ilustrada, o conector tipo RJ 11 de saída. CIRC é o circuito de proteção.The elements A, B, C, D and E represent the fitting holes in the printed circuit board, which allow the installation and fixation of the board in public telephones of various manufacturers and models, via screws. The entrance of the private line of communication to the protection circuit occurs via connector CON1, being suggested as an example in the illustrated configuration, the connector on the lever-type inserts. In this connector, when a lever is exerted, the connection channel opens, allowing the connection and connection wires of the telephone to be inserted. The output of the private communication line of the protection circuit is via CON2, being suggested as an example in the illustrated configuration, the RJ11 type output connector. CIRC is the protection circuit.

Embora o objeto da presente patente seja ora ilustrado em uma das formas de sua realização, compreender-se-á que diversas modificações poderão ser introduzidas sem alterar o âmbito de proteção da patente, podendo alguns de seus elementos ser substituídos por outros que exerçam a mesma função técnica.Although the object of the present patent is now illustrated in one of the forms of its realization, it will be understood that several modifications may be introduced without changing the scope of protection of the patent, and some of its elements may be replaced by others that exercise the same technical function.

Claims

1. “CIRCUIT FOR PROTECTION DEVICES AGAINST PUBLIC USE PHONE”, characterized by having a single circuit configuration, printed circuit board and connectors, which allow the fitting in several models of TUP, constituted by a surge protection device (DPS) equipped with protection elements EP1 and EP2, respectively three-gas spark arrester and surge suppressor thyristor with maintenance current greater than one hundred and eighty milliamps (IH> 180 mA); the connectors are installed on a single physical support plate with holes (A, B, C, D and E).

2. "CIRCUIT FOR PROTECTION DEVICES AGAINST PUBLIC USE PHONE", according to claim 1, characterized by having a single circuit configuration, printed circuit board and connectors, allowing the fitting in several models of several TUP models , consisting of a surge protection device (DPS) equipped with EP1 and EP2 protection elements, using EP1 as an association of a series of bipolar units with the common point as the third pole, and EP2 surge suppressor thyristor with a maintenance current greater than one hundred and eighty milliamps (IH> 180 mA).

3. “CIRCUIT FOR SURGE PROTECTION DEVICES ON A PUBLIC USE PHONE”, according to claims 1 and 2, characterized by having PTC1 and PTC2 fuses, regenerable, for over-current protection on the LA and LB lines.

4. “CIRCUIT FOR PROTECTION DEVICES AGAINST PUBLIC USE PHONE”, according to claims 1 to 3, characterized by the overvoltages generated by the electrical surges coming from the communication lines LA and LB cause the protection element EP1 to act , which provides protection in common mode between the LA line and the ground and between the LB line and the ground; in which the EP2 component will provide protection in a transverse mode, that is, between lines LA and LB; the PTC1 and PTC2 components present impedance in normal operating conduits and, in case of overcurrents in LA or LB, they act as regenerable fuses.

5. “CIRCUIT FOR PROTECTION DEVICES AGAINST PUBLIC USE PHONE”, according to claim 1, characterized in that the connectors are installed on a single physical support plate with holes (A, B, C, D and E ) for fitting the printed circuit that allows the installation and fixation of the board in telephones via screws; the entrance of the private line of communication to the protection circuit is made through the connector CON1, type lever, in which, by means of force on the levers, the connection channel opens allowing the connection wires of the telephone to be inserted and inserted; the output of the private communication line of the protection circuit via CON2, type RJ11.