(57)【要約】      （修正有）【課題】  電力と共にデジタルデータを簡素な構成および方法にて実行できるデータ送信機能を有する電源装置、および電力線データ通信方法を実現する。【解決手段】  電源Ｂから第一電源電圧が印加されている第一電源線１を設ける。第一電源線１に接続され、第一電源電圧より電圧が高い電源Ａからの第二電源電圧が印加されている第二電源線２を設ける。送信するデジタルデータを生成して出力するためのデータ出力回路３を設ける。第二電源線２における第一電源線１への通電状態と不通状態とを、上記デジタルデータに応じて互いに切り換えるトランジスタ４を設ける。【効果】従来必要であった調整時間等が省略可能となった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電源電圧が印加されている第一電源線と、
上記第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧が印加され、上記第一電源線に接続されている第二電源線と、
送信するデジタルデータを生成するためのデータ出力回路と、
上記第二電源線における第一電源線への通電状態と不通状態とを、上記デジタルデータに応じて互いに切り換えるスイッチ素子と、を有していることを特徴とするデータ送信機能を有する電源装置。
【請求項２】
前記スイッチ素子と第一電源線との間に、電流の逆流を防止するための第一ダイオードを有している請求項１記載のデータ送信機能を有する電源装置。
【請求項３】
前記第一ダイオードと第一電源線との間に、電流の逆流を防止するための第二ダイオードを有している請求項１または２記載のデータ送信機能を有する電源装置。
【請求項４】
前記スイッチ素子は、トランジスタである請求項１ないし３の何れか１項に記載のデータ送信機能を有する電源装置。
【請求項５】
第一電源線に対し、第一電源電圧を印加し、
上記第一電源線に接続された第二電源線に、上記第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧を印加し、
上記第二電源線における、第一電源線に対する通電状態と不通状態とを、送信するデジタルデータに応じて互いに切り換えて、
上記通電状態に切り換えられた第二電源線からの電圧を上記第一電源線に対し印加し、第一電源電圧に重畳して出力する、ことを特徴とする電力線データ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源からの電力線といった電源線にデジタルデータを重畳して伝送して、電子部品を制御したり、データを送信したりできるデータ送信機能を備えた、データ送信機能を有する電源、電力線データ通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、データ通信と共に電源を供給する方法として、特許文献１に開示された検査装置が知られている。上記検査装置では、図３に示すように、検査装置２４からパソコン２２に接点等の情報信号を送信する場合、このときの電源をパソコン２２に配置されたＤＣ電源から供給するため、ケーブル６０における複数のデータ信号線４２の内におけるデータ送信に使用していない予備のデータ信号線４２を電源供給線５５として利用している。よって、上記従来においては、データ送信しながら電源を供給することができ、かつ、電源供給線を新たに配線しなくても、検査装置２４からパソコン２２にデータを送信するための電源をパソコン２２の電源から供給できる。
【０００３】
ところが、上記従来では、電源の供給のために、使用していない予備のデータ信号線４２が電源供給線５５として必要なため、小型化できないという不都合を生じている。
【０００４】
そこで、上記不都合を回避するために、図４に示すように、直流（ＤＣ）電源が印加されている電源線６２に対しデジタルデータを重畳することが考えられた。そのときは、データを別にデータ作成回路６６ａにて作成し、そのデータを、デ−タ調整部６６、トランジスタ６３および抵抗６４を介して電源線６２に印加していた。
【０００５】
デ−タ調整部６６は、オペアンプ６６ｃ、および各抵抗６６ｂ、６６ｄによるボルテージ・フォロア部、並びに、各オペアンプ６６ｇ、６６ｋ、および各抵抗６６ｅ、６６ｆ、６６ｈ、６６ｉ、６６ｊ、６６ｍ、６６ｎ、６６ｐによる各非反転増幅器により、上記データを電源線６２の電源に合わせて昇圧すると共にその昇圧されたデータのインピーダンスを低下させるためのものである。
【特許文献１】特開２０００−２８４８６０（公開日：２０００年１０月１３日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来は、電源線６２にデータを乗せて送信しようとすれば、別に乗せるデータを調整によって作成し、その調整されたデータを電源線６２に印加して重畳する方法であったため、データを作成し、調整する回路が別に必要であるので、回路全体が大型化や高コスト化するという問題を有している。
【０００７】
また、上記従来では、重畳する電源線６２の電圧にあわせデータの電圧を、正確に調整する必要があり、その調整に手間取るという問題点も備えている。
【０００８】
さらに、上記従来においては、ＤＣ電源である電源線６２のインピーダンスが低いため、データの出力インピーダンスを低く調整して重畳する必要があり、やはり、その調整に手間取るという問題点も備えている。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、データの重畳による送信を簡素化できるデータ送信機能を有する電源装置、電力線データ通信方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るデータ送信機能を有する電源装置は、上記課題を解決するために、第一電源電圧が印加されている第一電源線と、上記第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧が印加され、上記第一電源線に接続されている第二電源線と、送信するデジタルデータを生成するためのデータ出力回路と、上記第二電源線における第一電源線への通電（ＯＮ）状態と不通（ＯＦＦ）状態とを、上記デジタルデータに応じて互いに切り換えるスイッチ素子と、を有していることを特徴としている。上記データ送信機能を有する電源装置においては、前記スイッチ素子は、トランジスタであってもよい。
【００１１】
上記構成によれば、互いに異なる電圧が印加されている第一電源線および第二電源線をそれぞれ設け、高いほうの第二電源線をＯＮ／ＯＦＦすることによりデジタルデータを送信するので、デジタルデータを調整するための、従来の回路は不要となり、また、デジタルデータにてトランジスタといったスイッチ素子により第二電源線をＯＮ／ＯＦＦするだけなので、電圧調整・出力インピーダンスを低くするなどの処理も不要となる。
【００１２】
その上、第一電源線と電圧の異なる第二電源線の電圧の設定は、第一電源線の電圧に対し、送信するデータの上限値（厳密には＋ダイオードの降下電圧分）の電圧を加えた電圧でよい。上記データの上限値の電圧値については受信側が要求する条件によって設定されればよい。また、第一電源線と第二電源線とは、それらの電流供給能力が相違していてもよいが、第一電源線と第二電源線とが同様な電流供給能力をそれぞれ備えていることが好ましい。
【００１３】
これらの結果、上記構成は、比較的容易に作成できる、２つの互いに電圧の異なる第一電源線および第二電源線を用いることにより、電圧調整や、低インピーダンス化といった大型化や高コスト化を招来する従来の回路を省くことができて、デジタルデータを第一電源線に重畳して送信することを簡素化することが可能になる。
【００１４】
上記データ送信機能を有する電源装置では、前記スイッチ素子と第一電源線との間に、電流の逆流を防止するための第一ダイオードを有していることが好ましい。上記構成によれば、第一ダイオードを設けたことで、第二電源線に第二電源電圧を供給する電源に対し、第一電源線からの電流の逆流を防止できて、上記電源の動作を安定化できる。
【００１５】
上記データ送信機能を有する電源装置においては、前記第一ダイオードと第一電源線との間に、電流の逆流を防止するための第二ダイオードを有していることが望ましい。上記構成によれば、第二ダイオードを設けたことで、第一電源線に第一電源電圧を供給する電源に対し、第二電源線からの電流の逆流を防止できて、上記電源の動作を安定化できる。
【００１６】
本発明の電力線データ通信方法は、前記課題を解決するために、第一電源線に対し、第一電源電圧を印加し、上記第一電源線に接続された第二電源線に、上記第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧を印加し、上記第二電源線における、第一電源線に対する通電状態と不通状態とを、送信するデジタルデータに応じて互いに切り換えて、上記通電状態に切り換えられた第二電源線からの電圧を上記第一電源線に対し印加し、第一電源電圧に重畳して出力する、ことを特徴としている。
【００１７】
上記方法によれば、第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧を印加した第二電源線における、第一電源線に対する通電状態と不通状態とを、デジタルデータのハイレベルとローレベルに応じて切り換えることで、上記デジタルデータに合わせて、第一電源線の第一電源電圧に、第二電源電圧を重畳して出力することができて、上記デジタルデータの送信と、電力の送信とが共に単一の第一電源線を通して可能となる。
【００１８】
このように上記方法では、２つの互いに電圧が相違する第一電源線および第二電源線を用いることで、上記デジタルデータの送信と、電力の送信とが共に単一の第一電源線を通して可能となり、また、第一電源線および第二電源線の間における電圧の差は、その差が検出できる程度でよいから、２つの第一電源線および第二電源線の各電圧をそれぞれ容易に設定でき、かつ、第一電源線および第二電源線の双方を低インピーダンスに設定することも上記両者がそれぞれ電源であるので容易にできて、上記デジタルデータの送信を簡素化できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るデータ送信機能を有する電源装置は、以上のように、第一電源電圧が印加されている第一電源線と、上記第一電源電圧より電圧が高い第二電源電圧が印加され、上記第一電源線に接続されている第二電源線と、送信するデジタルデータを生成するためのデータ出力回路と、上記第二電源線における第一電源線への通電状態と不通状態とを、上記デジタルデータに応じて互いに切り換えるスイッチ素子と、を有している構成である。
【００２０】
それゆえ、上記構成は、比較的容易に作成できる、２つの互いに電圧の異なる第一電源線および第二電源線を用いることで、電圧調整や、低インピーダンス化といった大型化や高コスト化を招来する従来の回路を省くことができて、デジタルデータを電源線に重畳して送信することを簡素化できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のデータ送信機能を有する電源装置に係る実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、上記電源装置では、図１に示すように、電源Ｂの電圧値（第一電源電圧）が印加されている第一電源線１と、上記第一電源線１に接続され、上記電源Ｂの電圧値より電圧が高い、電源Ａの電圧値（第二電源電圧）が印加されている第二電源線２とが設けられている。上記電源Ａおよび電源Ｂは、ＤＣ電源が望ましいが、交流（ＡＣ）電源でも可能である。また、上記電源装置には、送信するデジタルデータ（本実施の形態では、２値のもの）を生成して出力するためのデータ出力回路３が設けられている。
【００２２】
電源Ｂの電圧値と電源Ａの電圧値との両者間の差の下限値は、電源Ａおよび電源Ｂの各電圧値を用いてデジタルデータを送信したときに、その受信したデジタルデータを検出できる程度であればよい。
【００２３】
さらに、本実施の形態では、デジタルデータに２値のものを用いたので、２つの各電源Ａ、Ｂを用いた例を挙げたが、３値以上の多値のデジタルデータを用いる場合には、その多値の数に合わせて電源の数を増やせばよい。
【００２４】
そして、上記電源装置においては、上記第一電源線１の電圧に対して第二電源線２の電圧を重畳することを制御するために、上記データ出力回路３からのデジタルデータに応じて第二電源線２を通電（オン、ＯＮ）状態と不通（オフ、ＯＦＦ）状態との間で互いに切り換える、ＰＮＰ型のトランジスタ（スイッチ素子）４が、そのベースに上記データ出力回路３からのデジタルデータを入力するように設けられている。
【００２５】
上記ベースへの上記デジタルデータの入力は、必要に応じてベース抵抗５を介してもよい。さらに、上記電源装置においては、トランジスタ４と第一電源線１との間に、トランジスタ４および第二電源線２への電流の逆流を防止するための第一ダイオード６が、そのアノードをトランジスタ４のコレクタに接続され、かつ、第一ダイオード６のカソードを第一電源線１に接続するように設けられていることが好ましい。
【００２６】
また、上記電源装置では、第一ダイオード６と電源Ｂとの間、つまり第一ダイオード６に達するまでの第一電源線１中に、電源Ｂへの電流の逆流を防止するための第二ダイオード７が、そのカソードを第一電源線１の出力側となるように取り付けられていることが望ましい。
【００２７】
前記データ出力回路３は、デジタルデータをシリアルデータとして出力するＣＰＵ３ａと、そのＣＰＵ３ａからのデジタルデータがベースに入力される、ＮＰＮ型のトランジスタ３ｂとを有している。トランジスタ３ｂのエミッタは接地されており、トランジスタ３ｂのコレクタは前記ベース抵抗５を介してトランジスタ４のベースに接続されている。ＣＰＵ３ａからのデジタルデータの信号は、必要に応じてベース抵抗３ｃを介してトランジスタ３ｂのベースに入力されてもよい。また、トランジスタ３ｂのベースは、必要に応じて、抵抗３ｄを介して接地されていてもよい。
【００２８】
さらに、上記デジタルデータは、送信距離が１メートル以下と短い場合には、デジタルデータをそのまま送信用デジタルデータとして送信しても、つまり伝送用に変調したり、誤り訂正符号を付与したりしなくともよいが、送信距離が長い場合や、送信距離が短くとも雑音や妨害電波が多い場所での送信においては、伝送用の変調や誤り訂正符号を付与した、送信用のデジタルデータとしてもよい。
【００２９】
次に、上記電源装置を用いたデータ通信方法について説明する。まず、デジタルデータの、例えばハイレベルに合わせてトランジスタ４をＯＮすると、電源Ａの電圧が、第一ダイオード６を通して第二電源線２から第一電源線１に出力され、電源Ｂからの電圧値に電源Ａからの電圧値が重畳されて、電源Ａの電圧値にて第一電源線１から出力される。このとき、高いほうの電源Ａの電圧が電源Ｂへ逆流することが、第二ダイオード７にて防止されている。
【００３０】
次に、デジタルデータの、例えばローレベルに合わせてトランジスタ４をＯＦＦにすると、電源Ａからの電圧が遮断されるので、電源Ｂの電圧値が第二ダイオード７を通して第一電源線１から出力される。
【００３１】
このようにデジタルデータのハイレベルとローレベルとの間の変化に合わせて、ＯＮ／ＯＦＦの信号をトランジスタ４のベースに出力することにより、電源装置からの出力は、例えば図２に示すように、電源Ｂと電源Ａとの各電圧値、および上記デジタルデータに応じたパルス状の各電圧値の電力が出力される。これにより、上記電源装置およびデータ通信方法では、電力の供給を通常の電力線である第一電源線１で行いながら、デジタルデータを上記第一電源線１にて送信することができる。
【００３２】
本発明により、電源Ｂと、それより高電圧に設定された電源Ａとを設け、電圧の高いほうの電源Ａからの電圧をＯＮ／ＯＦＦすることによりデジタルデータが送信できて、従来の回路にて必要であったデジタルデータを作成・調整する回路、インピーダンス変換回路等が不要となり、ＣＰＵ３ａより直接、デジタルデータを第一電源線１に対し重畳して送信することが簡素な構成および方法にて可能となる。
【００３３】
なお、上記実施の一形態では、トランジスタ４として、バイポーラトランジスタを用いた例を挙げたが、スイッチ素子であればよく、上記バイポーラトランジスタに代えて、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やリレーなどのスイッチング機能を有するものを使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のデータ送信機能を有する電源装置、電力線データ通信方法は、以上のように、簡素な構成および方法にて、デジタルデータを電力線といった単一の電源線を通して電力と共に送信できるので、家庭内ネットワークやインターネットにおけるデータ通信を簡素化できて、データ通信の分野に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のデータ送信機能を有する電源の回路ブロック図である。
【図２】上記データ送信機能を有する電源における、電力線データ通信方法を示す波形図である。
【図３】データ通信と共に電源を接続する、従来の回路ブロック図である。
【図４】電源線にデータを重畳する、他の従来の回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    第一電源線
２    第二電源線
３    データ出力回路
４    トランジスタ（スイッチ素子）
【図１】
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【図２】
2006093877.tif 000004
【図３】
2006093877.tif 000005
【図４】
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