(57)【要約】      （修正有）【課題】電力線のコモンモード電流を測定し、コモンモード電流の大きさに応じて電力線に重畳される電力線通信信号の出力を制御する電力線搬送通信装置を提供する。【解決手段】外部装置（情報処理装置２０）と電力線３０との間に設けられ、この電力線３０を媒体として電力線通信信号の送受信を行う電力線搬送通信装置（ＰＬＣモデム）１１を、電力線３０に対して電力線通信信号の入出力を行う信号／電源結合回路４と、情報処理装置２０から渡された送信データを電力線通信信号に変調する変調回路１と、電力線３０を介して受け取った電力線通信信号を復調して情報処理装置２０に受信データとして渡す復調回路２と、電力線３０を流れるコモンモード電流の電流値を測定するコモンモード電流測定装置６と、コモンモード電流測定装置６により測定された電流値に基づいて変調回路１の出力が所定の値になるように制御する出力制御回路８とから構成する。【選択図】  図２
2006203481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置と電力線との間に設けられ、前記電力線を媒体として電力線通信信号の送受信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記電力線に対して前記電力線通信信号の入出力を行う信号／電源結合回路と、
前記外部装置から渡された送信データを前記電力線通信信号に変調する変調回路と、
前記電力線を介して受け取った前記電力線通信信号を復調して前記外部装置に受信データとして渡す復調回路と、
前記電力線を流れるコモンモード電流の電流値を測定するコモンモード電流測定装置と、
前記コモンモード電流測定装置により測定された前記電流値に基づいて前記変調回路の出力が所定の値になるように制御する出力制御回路とから構成されることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項２】
外部装置と電力線との間に設けられ、前記電力線を媒体として電力線通信信号の送受信を行う電力線搬送通信装置であって、
前記電力線に対して前記電力線通信信号の入出力を行う信号／電源結合回路と、
前記外部装置から渡された送信データを前記電力線通信信号に変調する変調回路と、
前記電力線を介して受け取った前記電力線通信信号を復調して前記外部装置に受信データとして渡す復調回路と、
前記電力線を流れるコモンモード電流の電流値を測定するコモンモード電流測定装置と、
前記コモンモード電流測定装置により測定された前記電流値を周波数成分毎に分離する周波数特性分析回路と、
前記周波数特性分析回路により前記周波数成分毎に分離された前記電流値に基づいて、前記変調回路の前記周波数成分毎の出力が所定の値になるように制御する出力制御回路とから構成されることを特徴とする電力線搬送通信装置。
【請求項３】
前記信号／電源結合回路が分離されて別体で構成されるとともに、前記信号／電源結合回路と前記コモンモード電流測定装置とが一体に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の電力線搬送通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を媒介にして通信を行う電力線搬送通信装置に関し、特に詳細には、出力を電力線を流れるコモンモード電流の電流値に応じて制御する電力線搬送通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線搬送通信装置は、電気機器に電力を供給する電力線を媒介にし、この電力線に所定の周波数を有する信号（以下、「電力線通信信号」と呼ぶ）を重畳して通信を行う装置である。電力線は通信目的に設計されていないため平衡度の考慮がされておらず、電力線のアース電位に対する平衡度が悪い状態で電力線搬送装置から電力線通信信号を重畳すると、この電力線にコモンモード電流が流れて漏洩電界が発生してしまう。電力線に発生する漏洩電界は既存の通信システムに影響を与える虞があるため、漏洩電界の大きさは規制値よりも低く抑える必要がある。そのため、電力線搬送通信装置の電力線との接続部分にコモンモード電流を抑制するフィルタを設け、電力線搬送通信装置から電力線に流れるコモンモード電流を低減させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２６６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力線搬送通信装置から重畳される電力線通信信号により発生する漏洩電界は、この電力線の線路状態（分岐形態など）に大きく依存するため、設置環境毎に電力線の漏洩電界特性を測定し、測定結果に基づいて最適なフィルタを選定しなければならず、電力線搬送通信装置の設置には時間と労力を要するという課題があった。また、電力線の線路状態は、接続される電気機器の増減や、電気機器の使用状況により変化する場合があるため、そのような線路状態の変化に応じてフィルタを再度選定し直さなければならないという課題もある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、伝送線路である電力線を流れるコモンモード電流を測定し、コモンモード電流の大きさに応じて電力線に重畳される電力線通信信号の大きさを制御する電力線搬送通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係る電力線搬送通信装置（例えば、実施形態におけるＰＬＣモデム１１）は、外部装置（例えば、実施形態における情報処理装置２０）と電力線との間に設けられ、電力線を媒体として電力線通信信号の送受信を行うものであり、電力線に対して電力線通信信号の入出力を行う信号／電源結合回路と、外部装置から渡された送信データを電力線通信信号（例えば、実施形態における変調信号ＣS）に変調する変調回路と、電力線を介して受け取った電力線通信信号（例えば、実施形態における復調信号ＣR）を復調して外部装置に受信データとして渡す復調回路と、電力線を流れるコモンモード電流の電流値を測定するコモンモード電流測定装置と、コモンモード電流測定装置により測定された電流値に基づいて変調回路の出力が所定の値になるように制御する出力制御回路とから構成される。
【０００７】
また、第２の本発明に係る電力線搬送通信装置（例えば、実施形態におけるＰＬＣモデム１２）は、外部装置と電力線との間に設けられ、電力線を媒体として電力線通信信号の送受信を行うものであり、電力線に対して電力線通信信号の入出力を行う信号／電源結合回路と、外部装置から渡された送信データを電力線通信信号に変調する変調回路と、電力線を介して受け取った電力線通信信号を復調して外部装置に受信データとして渡す復調回路と、電力線を流れるコモンモード電流の電流値を測定するコモンモード電流測定装置と、コモンモード電流測定装置により測定された電流値を周波数成分毎に分離する周波数特性分析回路と、周波数特性分析回路により周波数成分毎に分離された電流値に基づいて変調回路の周波数成分毎の出力が所定の値になるように制御する出力制御回路とから構成される。
【０００８】
なお、第１および第２の本発明に係る電力線搬送通信装置において、信号／電源結合回路が分離されて別体で構成されるとともに、この信号／電源結合回路とコモンモード電流測定回路とが一体に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
第１の本発明に係る電力線搬送通信装置を以上のように構成すると、電力線の線路状態を測定することなし、常に、漏洩電界の大きさを所定の値以下にすることができるため、この電力線搬送通信装置の設置が容易になる。また、コモンモード電流の変化により自動的に電力線搬送通信装置の出力が調整され漏洩電界の大きさが所定の値を超えないように制御されるため、電力線搬送通信装置の出力を線路状態に合わせて制御することにより伝送効率を向上させることができるとともに、線路状態が変化しても再度電力線搬送通信装置の設定等を行う必要がなく、メインテナンスフリーとすることができる。
【００１０】
また、第２の本発明に係る電力線搬送通信装置を以上のように構成すると、上記効果が得られるとともに、どの周波数成分に対しても最適な出力とすることができ、伝送効率を向上させることができる。
【００１１】
なお、第１および第２の本発明に係る電力線搬送通信装置において、信号／電源結合回路を別体にしてコモンモード電流測定装置と一体に構成することにより、コモンモード電流の検出を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて、電力線搬送通信装置（以下、「ＰＬＣモデム」と呼ぶ）の基本構成について説明する。ＰＬＣモデム１０は、回線終端装置やパーソナルコンピュータや情報家電等の情報処理装置２０から渡される送信データＤSを電力線３０により搬送するための電力線通信信号（変調信号ＣS）に変調する変調回路１、電力線３０から受信した電力線通信信号（復調信号ＣR）を情報処理装置２０に渡すために受信データＤRに復調する復調回路２、電力線３０に対して電力線通信信号ＣS，ＣRの入出力を行う信号／電源結合回路４、変調信号ＣSおよび復調信号ＣRを結合し、電力線通信信号ＣSを電力線３０に送信するときは、変調回路１を信号／電源結合回路４に接続し、電力線通信信号ＣRを電力線３０から受信するときは、復調回路２を信号／電源結合回路４に接続する送受信号結合回路３、および、信号／電源結合回路４から取り出された電力によりこのＰＬＣモデム１０を作動させる電源回路５から構成される。
【００１３】
このＰＬＣモデム１において、情報処理装置２から渡された送信データＤSは、変調回路１で電力線通信信号ＣSに変調され、送受信号結合回路３から信号／電源結合回路４に渡されて電力線３０に出力される。また、この電力線３０から信号／電源結合回路４で電力線通信信号ＣRが取り出されて送受信号結合回路３から復調回路２に渡され、この復調回路２で受信データＤRに復調されて情報処理装置２０に渡される。
【実施例１】
【００１４】
それでは、以上のようなＰＬＣモデム１０に対して、漏洩電界を規定値内に抑えるための出力制御を行う構成の第１実施例について図２および図３を用いて説明する。この第１実施例に係るＰＬＣモデム１１は、上述の基本構成に対して、電力線３０を流れるコモンモード電流ＣＭを測定するコモンモード電流測定装置６、測定されたコモンモード電流ＣＭの電流値ＩCをデジタル変換された電流値ＩDに変換するＡ／Ｄ変換回路７、および、電流値ＩDに基づいて変調回路１から出力される電力線通信信号ＣSの出力を制御する出力制御回路８を有して構成される。
【００１５】
ここで、電力線３０は、図３に示すように、２本の電線３１，３２から構成されており、通常はそれぞれの電線３１，３２に対して逆方向で同じ大きさの電流（これを「ノーマルモード電流ＮＭ」と呼ぶ）が流れる。ところが、電力線３０のアース電位に対する平衡度が悪い状態では、アースを経由することにより２本の電線３１，３２を同じ方向に流れるコモンモード電流ＣＭが発生する。そのため、コモンモード電流測定装置６の電流検出部６ａにより２本の電線３１，３２から同時に電流測定を行うように構成することにより、ノーマルモード電流ＮＭは電線３１，３２を異なる方向に流れる同じ大きさの電流であるため打ち消され、同じ方向に流れるコモンモード電流ＣＭだけを測定することができる。
【００１６】
ここで、コモンモード電流ＣＭの電流値ＩCと、このコモンモード電流ＣＭが流れる電力線３０の漏洩電界の強さＥとは、次式（１）の関係を有することが知られている。
【００１７】
Ｅ［ｄＢｕＶ／ｍ］
＝  ０．８５６６３・ＩC［ｄＢｕＡ］  ＋  １８．９９１      （１）
【００１８】
以上より、出力制御回路８は、コモンモード電流測定装置６で検出されてデジタル変換された電流値ＩD若しくは、この電流値ＩDから式（１）により求められる漏洩電界の強さＥが所定の設定値（例えば、規制値）より小さくなるように変調回路１の出力を制御する。具体的には、漏洩電界の強さＥが設定値を超えている場合は、変調回路１の出力が小さくなるように制御し、漏洩電界Ｅが設定値よりも小さい場合は、変調回路１の出力が大きくなるように制御する。
【００１９】
このように、電力線３０のコモンモード電流ＣＭの電流値ＩCを測定し、変調回路１の出力が所定の値になるようにフィードバックさせることにより、ＰＬＣモデム１が設置されている電力線３０の線路状態を測定することなし、常に、漏洩電界の大きさＥを設定値以下にすることができるため、このＰＬＣモデム１１の設置が容易になる。また、コモンモード電流ＣＭ（電流値ＩC）の変化により自動的にＰＬＣモデム１１の出力が調整され漏洩電界の大きさＥが設定値を超えないように制御されるため、ＰＬＣモデム１１の出力を線路状態に合わせてできるだけ大きな出力となるように制御して伝送効率を向上させることができるとともに、線路状態が変化しても再度ＰＬＣモデム１１の設定等を行う必要がなく、メインテナンスフリーとすることができる。
【実施例２】
【００２０】
ところで、このようなＰＬＣモデムは、電力線通信信号として中心周波数の異なる複数のキャリアを用いる直交周波数分割多重通信（ＯＦＤＭ）と呼ばれる変調方式が用いられており、送信するデータを細かく分割し、複数の搬送波に載せて送信して高い周波数効率を実現している。このようなＯＦＤＭを用いた場合、漏洩電界の強さＥ、すなわち、コモンモード電流ＣＭの電流値ＩCは図５（ａ）に示すように、電力線３０の線路状態（分岐や接続されている電気機器等）に応じて周波数毎（搬送波毎）に異なる値となる。そのため、コモンモード電流測定装置６で検出されたコモンモード電流値ＩCの周波数特性を分析し、周波数毎に変調回路１の出力を制御するように構成した場合について、第２実施例として図４を用いて説明する。この第２実施例に係るＰＬＣモデム１２は、第１実施例に係るＰＬＣモデム１１のＡ／Ｄ変換回路７の出力（デジタル化された電流値ＩD）を周波数特性分析回路９で受け、その結果が出力制御回路８′に渡されるように構成されている。
【００２１】
この周波数特性分析回路９は、デジタル化されたコモンモード電流ＣＭの電流値ＩDをフーリエ変換等により周波数に対する各成分の分布（スペクトル）を求めて出力制御回路８′に渡すように構成されている。そして、出力制御回路８′は、電流値ＩD′のスペクトルより、漏洩電界の強さＥ若しくはコモンモード電流ＣＭの電流値ＩD′が大きい周波数成分に対しては、その周波数に対応する搬送波の出力が小さくなるように変調回路１を制御し、漏洩電界の強さＥ若しくはコモンモード電流ＣＭの電流値ＩD′が小さい周波数成分に対しては、その周波数に対応する搬送波の出力が大きくなるように変調回路１を制御する。
【００２２】
第２実施例に係るＰＬＣモデム１２を以上のように構成すると、図５（ｂ）に示すように、コモンモード電流ＣＭの電流値ＩCの周波数分布に対応して変調回路１の出力、すなわち、ＰＬＣモデム１２の出力が設定されるため、どの周波数成分（搬送波）に対しても最適な出力とすることができ、伝送効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、以上に説明した第１および第２実施例においては、信号／電源結合回路４をＰＬＣモデム１１，１２内に内蔵して構成した場合について説明したが、図６に示すように、ＰＬＣモデム１３から信号／電源結合回路を分離するとともに、コモンモード電流測定回路６′を一体にした信号／電源結合回路４′のように構成しても良い。このように、外部結合回路である信号／電源結合回路４′をＰＬＣモデム本体１３から離して一体に設置することにより、電力線の平衡度が劣化した位置でコモンモード電流ＣＭを測定することができ、コモンモード電流ＣＭの検出を容易にすることができる。ここで、図６は、第１実施例において信号／電源結合回路４を分離した場合について示しているが、第２実施例についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＰＬＣモデムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例に係るＰＬＣモデムの構成を示すブロック図である。
【図３】コモンモード電流とノーマルモード電流の関係を示す説明図である。
【図４】第２実施例に係るＰＬＣモデムの構成を示すブロック図である。
【図５】コモンモード電流とＰＬＣモデムの出力の関係を示すグラフであり、（ａ）は周波数成分毎のコモンモード電流の電流値を示すグラフであり、（ｂ）は周波数成分毎のＰＬＣモデムの出力を示すグラフである。
【図６】第１実施例において、信号／電源結合回路を分離して構成した場合を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  変調回路
２  復調回路
４，４′  信号／電源結合回路
６，６′  コモンモード電流測定装置
８，８′  出力制御回路
９  周波数特性分析回路
１１，１２，１３  ＰＬＣモデム（電力線搬送通信装置）
２０  情報処理装置（外部装置）
３０  電力線
ＣＭ  コモンモード電流
ＩC  電流値
ＤS  送信データ
ＤR  受信データ
ＣS  変調信号（電力線通信信号）
ＣR  復調信号（電力線通信信号）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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