(57)【要約】【課題】  コモンモード電流検出器及び電力線通信装置において、実際に発生しているコモンモード電流の検出を可能にしてそのレベルを判定可能にすること。【解決手段】  電力線Ｌ又は該電力線Ｌに接続されたＡＣケーブル１０からの放射電磁波を受信するアンテナ部２と、アンテナ部２に接続されアンテナ部２に生じるコモンモード電流を検出する検出回路部３と、検出回路部３によるコモンモード電流の検出量が所定値以上か否かを判定する異常判定部４とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線又は該電力線に接続されたＡＣケーブルからの同相信号又は放射電磁波を受信する受信部と、
前記受信部に接続され前記受信部に生じるコモンモード電流を検出する検出回路部と、
前記検出回路部によるコモンモード電流の検出量が所定値以上か否かを判定する異常判定部とを備えていることを特徴とするコモンモード電流検出器。
【請求項２】
請求項１に記載のコモンモード電流検出器において、
前記異常判定部が、前記検出量が所定値以上の際に警告表示又は警告音発生を行う異常警告部を備えていることを特徴とするコモンモード電流検出器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコモンモード電流検出器において、
前記受信部が、外部に露出して設置されたアンテナ部であることを特徴とするコモンモード電流検出器。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のコモンモード電流検出器において、
前記受信部が、前記ＡＣケーブルの実線に沿って設けられたアンテナ線であることを特徴とするコモンモード電流検出器。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のコモンモード電流検出器において、
前記受信部が、前記ＡＣケーブルに接続され前記ＡＣケーブル中の同相信号を受信する結合回路部であることを特徴とするコモンモード電流検出器。
【請求項６】
電力線に接続され電力線を介してデータ通信を行う電力線通信部と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のコモンモード電流検出器とを備え、
前記電力線通信部が、前記異常判定部により前記検出量が所定値以上と判定された際に、データ通信を停止することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力線通信装置において、
電力線に前記ＡＣケーブルを介して接続される結合器と、
電力線に前記ＡＣケーブルを介して接続され前記電力線通信部に電力を供給するスイッチング電源と、
前記結合器を収納する電磁波シールドケースを備え、
前記コモンモード電流検出器の少なくとも前記受信部が、前記結合器と共に前記電磁波シールドケース内に収納されていることを特徴とする電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信における電波漏れ検出に好適なコモンモード電流検出器及びこれを備えた電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家屋等の建物内に配線されている電力線を介して通信機器間のデータ通信を行う電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が検討されている。この電力線通信では、通信時に電力線から屋内に電波が漏れる漏洩電磁界の問題があり、特に線路にコモンモード電流が発生すると漏洩電磁界が発生することがわかっている。
【０００３】
また、電力線通信における電波漏れに関しては、ＬＣＬ（縦電圧変換損）という概念がある。このＬＣＬは、線路の平衡度を表すパラメータであり、線路から放射される妨害波のレベルに直接的に影響する極めて重要な特性である。具体的には、ＬＣＬが小さくなれば、電波漏れは増加する傾向にあり、日本の一般家屋では、ＬＣＬが平均３０ｄＢ程度であり、最も悪い環境では、９９％でＬＣＬが１６ｄＢ程度になると考えられている。
このため、従来、このような電波漏れを抑制する技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、モデム本体と入出力端との間にコモンモードフィルタを設けた電力線通信用モデムが提案されている。この技術では、モデムにコモンモードフィルタを設けて、電力線やケーブルに発生するコモンモード電流によるコモンモードノイズを抑制しようとするものである。
【０００５】
【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】
【０００６】
電力線通信において、ＬＣＬは電力線の配線状態や接続する電気機器等の状態に応じて異なり、電力線の配線環境等によってコモンモード電流が変動し、増大したコモンモード電流に起因する電波が放射されて電波干渉を生じてしまう不都合がある。特許文献１の技術では、電力線通信装置にコモンモード電流の抑制手段を設けているが、画一的な抑制手段であるため、上述したように変動する実際のコモンモード電流、特に抑制可能なレベルを超えて増大したコモンモード電流に対応した適切な措置が困難であった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、実際に発生しているコモンモード電流の検出を可能にしてそのレベルを判定可能なコモンモード電流検出器及びこれを備えた電力線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】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のコモンモード電流検出器は、電力線又は該電力線に接続されたＡＣケーブルからの同相信号又は放射電磁波を受信する受信部と、前記受信部に接続され前記受信部に生じるコモンモード電流を検出する検出回路部と、前記検出回路部によるコモンモード電流の検出量が所定値以上か否かを判定する異常判定部とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
このコモンモード電流検出器では、受信部が電力線又はＡＣケーブルからの同相信号又は放射電磁波を受信し、その際に生じたコモンモード電流を検出回路部により検出すると共に、異常判定部により検出したコモンモード電流の検出量が所定値以上であるか否かを判定する。すなわち、受信部を測定したい電力線やＡＣケーブルに対して近接させ放射電磁波を受信するか、接続して同相信号を受信すれば、これに接続される電力線通信装置の配線に生じるコモンモード電流が所定値以上になるか否かを判定することができる。これにより、所定値以上のコモンモード電流が発生する箇所では、電力線通信装置により電力線通信を停止する等の措置を適切に行うことが可能になる。
【００１０】
また、本発明のコモンモード電流検出器では、前記異常判定部が、前記検出量が所定値以上の際に警告表示又は警告音発生を行う異常警告部を備えていることを特徴とする。すなわち、このコモンモード電流検出器では、異常警告部がコモンモード電流の検出量が所定値以上である場合に警告表示又は警告音発生を行うので、配線環境の変更等によりコモンモード電流が所定値以上に増大した際に、容易に認識することができる。
【００１１】
また、本発明のコモンモード電流検出器では、前記受信部が、外部に露出して設置されたアンテナ部であることを特徴とする。すなわち、このコモンモード電流検出器では、受信部が外部に露出して設置されたアンテナ部であるので、任意の外部空間にアンテナ部を設置することで設置箇所における放射電磁波を受信して、当該設置位置で生じるコモンモード電流を検出することができる。
【００１２】
また、本発明のコモンモード電流検出器では、前記受信部が、前記ＡＣケーブルの実線に沿って設けられたアンテナ線であることを特徴とする。すなわち、このコモンモード電流検出器では、受信部がＡＣケーブルの実線に沿って設けられたアンテナ線であるので、ＡＣケーブルの実線から放射される電磁波をアンテナ線で受信することで、ＡＣケーブルに起因するコモンモード電流をより正確に検出することができる。
【００１３】
また、本発明のコモンモード電流検出器では、前記受信部が、前記ＡＣケーブルに接続され前記ＡＣケーブル中の同相信号を受信する結合回路部であることを特徴とする。すなわち、このコモンモード電流検出器では、受信部がＡＣケーブル中の同相信号を受信する結合回路部であるので、結合回路部によりＡＣケーブルから同相信号を直接的に引き入れることでより正確にかつ高精度にコモンモード電流を検出することができる。
【００１４】
本発明の電力線通信装置では、電力線に接続され電力線を介してデータ通信を行う電力線通信部と、上記本発明のコモンモード電流検出器とを備え、前記電力線通信部が、前記異常判定部により前記検出量が所定値以上と判定された際に、データ通信を停止することを特徴とする。すなわち、この電力線通信装置では、電力線通信部が、異常判定部によりコモンモード電流の検出量が所定値以上と判定された際に、データ通信を停止するので、電力線通信によって生じる電波放射が停止され、適切に電波干渉を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明の電力線通信装置では、電力線に前記ＡＣケーブルを介して接続される結合器と、電力線に前記ＡＣケーブルを介して接続され前記電力線通信部に電力を供給するスイッチング電源と、前記結合器を収納する電磁波シールドケースを備え、前記コモンモード電流検出器の少なくとも前記受信部が、前記結合器と共に前記電磁波シールドケース内に収納されていることを特徴とする。すなわち、この電力線通信装置では、コモンモード電流検出器の受信部も、結合器と共に電磁波シールドケース内に収納されているので、コモンモード電流が検出しやすい結合器と同一ケース内に配されてコモンモード電流を検出し易くなる。また、電磁波シールドケースにより受信部が外部と空間的に独立されることから、外部からの干渉電波を遮断して検出精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコモンモード電流検出器によれば、受信部が電力線又はＡＣケーブルからの同相信号又は放射電磁波を受信し、検出回路部によりコモンモード電流を検出して、異常判定部により検出量が所定値以上であるか否かを判定するので、電力線又はＡＣケーブルからのコモンモード電流を容易に検出し、異常なレベルか否かを判定することができる。すなわち、電力線の配線環境等に応じて変動するコモンモード電流を容易に把握でき、異常増大時には適切な対応を行うことが可能になる。したがって、本発明のコモンモード電流検出器を備えた電力線通信装置では、コモンモード電流の検出量が所定値以上に増大した場合に、電力線通信を停止することで、自動的に電波放射が停止されて、電波干渉を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るコモンモード電流検出器の第１実施形態を、図１を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施形態のコモンモード電流検出器１は、図１に示すように、電力線Ｌからの放射電磁波を受信するアンテナ部（受信部）２と、アンテナ部２に接続されアンテナ部２に生じるコモンモード電流を検出する検出回路部３と、検出回路部３によるコモンモード電流の検出量が所定値以上か否かを判定する回路である異常判定部４とを備えている。
【００１９】
上記検出回路部３は、アンテナ部２に接続され周波数帯域を例えば２〜３０ＭＨｚに制限するフィルタ５と、フィルタ５に接続されフィルタ５を介して入力されたコモンモード電流を増幅するアンプ部６と、アンプ部６に接続された直線検波器７と、直線検波器７とグランドＧとの間に接続された検出側コンデンサ８とを備えている。なお、上記フィルタ５において、２〜３０ＭＨｚ内に周波数を制限しているのは、他のノイズを拾ってしまうことを防ぐためである。
【００２０】
上記異常判定部４は、直線検波器７に接続され、上記検出量が所定値以上の際に警告表示及び警告音発生を行う異常警告部９が設けられている。この異常警告部９は、例えば上記検出量が所定値以上になると内蔵スピーカから警告音を発生させると共に、ＬＥＤ等の警告ランプを点灯して警告表示を行うようになっている。
【００２１】
上記アンテナ部２は、外部に突出して設けられ電力線Ｌに接続された電力線通信装置のＡＣケーブル１０付近に設置される。特に、電力線通信装置において、電力線ＬにＡＣケーブル１０を介して接続される結合器１１近くにアンテナ部２を配置することが好ましい。この結合器１１は、ＡＣケーブル１０に接続された一対の結合器配線１２と、一対の結合器配線１２にそれぞれ接続された一対の結合器用コンデンサ１３と、一端側がこれら結合器用コンデンサ１３に接続されていると共に他端側が電力線通信装置の電力線通信部（図示略）への通信部信号線１４に接続されたトランス１５とで構成されている。
【００２２】
この本実施形態のコモンモード電流検出器１では、アンテナ部２が電力線Ｌからの放射電磁波を受信し、その際に生じたコモンモード電流を検出回路部３により検出すると共に、異常判定部４により検出したコモンモード電流の検出量が所定値以上であるか否かを判定する。すなわち、アンテナ部２を測定したい電力線Ｌに近接させて設置すれば、これに接続される電力線通信装置の配線に生じるコモンモード電流が所定値以上になるか否かを判定することができる。これにより、所定値以上のコモンモード電流が発生する箇所では、電力線通信装置により電力線通信を停止する等の措置を適切に行うことが可能になる。
【００２３】
特に、アンテナ部２が外部に露出して設置されているので、任意の外部空間にアンテナ部２を設置することで設置箇所における放射電磁波を受信して、当該設置位置で生じるコモンモード電流を検出することができる。
また、異常警告部９が、コモンモード電流の検出量が所定値以上である場合に警告表示及び警告音発生を行うので、配線環境の変更等によりコモンモード電流が所定値以上に増大した際に、容易に認識することができる。
【００２４】
次に、本発明に係るコモンモード電流検出器及び電力線通信装置の第２実施形態を、図２から図４を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態おいて、上記実施形態で説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
第２実施形態の電力線通信装置は、図２及び図３に示すように、電力線ＬにＡＣケーブル１０を介して接続される結合器１１と、結合器１１を介してＡＣケーブル１０に接続され電力線Ｌによりデータ通信を行う電力線通信部２２と、電力線通信部２２に接続されたオーディオ機器等のアプリケーションデバイス２３と、ＡＣケーブル１０からの放射電磁波を受信してコモンモード電流を検出するコモンモード電流検出器２１と、電力線ＬにＡＣケーブル１０を介して接続され電力線通信部２２、アプリケーションデバイス２３及びコモンモード電流検出器２１に電力を供給するスイッチング電源２４と、結合器１１及びコモンモード電流検出器２１を収納する電磁波シールドケース２５とを備えている。
【００２６】
上記電力線通信部２２は、オーディオデータ等のデータを例えば複数のサブキャリアに分けて複数のサブキャリアに対応するキャリア周波数で電力線Ｌを介して送信及び受信するデータ送信部（図示略）及びデータ受信部（図示略）を有している。
上記スイッチング電源２４は、電力線Ｌからの交流電圧を直流電圧に変換しスイッチング周波数に基づいて出力電圧を制御し、電力線通信部２２、アプリケーションデバイス２３及びコモンモード電流検出器２１に電力供給するものである。
【００２７】
上記結合器１１は、上述した第１実施形態のものと同様に、ＡＣケーブル１０に接続された一対の結合器配線１２と、一対の結合器配線１２にそれぞれ接続された結合器用コンデンサ１３と、一端側がこれら結合器用コンデンサ１３に接続されていると共に他端側が電力線通信部２２への通信部信号線１４に接続されたトランス１５とで構成されている。
【００２８】
上記コモンモード電流検出器２１は、上述した第１実施形態のものと同様の検出回路部３及び異常判定部４を備えているが、アンテナ部２が、図３及び図４に示すように、ＡＣケーブル１０内に埋め込まれ、ＡＣケーブル１０のＡＣ線（実線）１０ａに沿って設けられたアンテナ線である点が異なっている。
【００２９】
また、異常判定部４は、電力線通信部２２に接続され、上記検出量が所定値以上と判定された際にその信号を電力線通信部２２へ送信するように設定されている。
そして、電力線通信部２２は、異常判定部４により上記検出量が所定値以上と判定された際に、その信号を異常判定部４より受け、データ通信を停止するように設定されている。
上記ＡＣケーブル１０は、先端部にコンセントプラグ２６が接続され、電力線Ｌのコンセントジャック２７に差し込まれて電力線Ｌに接続される。
【００３０】
上記コンセントプラグ２６は、図３に示すように、電力線Ｌの一対のコンセントジャック２７に差し込み可能な一対のプラグ端子２６ａと、一対のプラグ端子２６ａに一端が接続されＡＣケーブル１０の一対のＡＣ線１０ａに他端が接続される一対のプラグ信号線２６ｂと、一対のプラグ信号線２６ｂがキャンセル巻きで巻回された磁性体コア２６ｃからなるコモンモードチョークコイル２７と、コモンモードチョークコイル２７を挟んで一対のプラグ信号線２６ｂに並列に接続された一対のプラグ内コンデンサ２６ｄと、プラグ信号線２６ｂと磁性体コア２６ｃとを覆って内部に収納する封止樹脂２８とを備えている。すなわち、コモンモードチョークコイル２７を挟むようにプラグ内コンデンサ２６ｄが一対のプラグ信号線２６ｂに架け渡されて接続されている。
【００３１】
上記電磁波シールドケース２５は、例えば金属製のケースや樹脂製ケース本体の表面又は内面に金属薄膜が形成されたものであり、電磁波を吸収、減衰、反射させて遮断する機能を有している。
スイッチング電源２４と結合器１１とコモンモード電流検出器２１とは同一基板（図示略）上に設けられているが、結合器１１及びコモンモード電流検出器２１のみが電磁波シールドケース２５に覆われて収納されている。なお、スイッチング電源２４と結合器１１とコモンモード電流検出器２１とを別々の基板上に設け、結合器１１及びコモンモード電流検出器２１を搭載した基板ごと電磁波シールドケース２５に収納しても構わない。
【００３２】
結合器１１と電力線通信部２２とは、上述したように通信部信号線１４で接続されている。この通信部信号線１４及びＡＣケーブル１０のＡＣ線１０ａは、より対線で構成されている。また、ＡＣケーブル１０は、図４に示すように、上記ＡＣ線１０ａと、ＡＣ線１０ａを覆う絶縁性の内側被覆材１０ｂと、内側被覆材１０ｂを覆うメッシュ銅線等の電磁波シールド材１０ｃと、電磁波シールド材１０ｃを覆う絶縁性の外側被覆材１０ｄとを備えている。なお、アンテナ部２は、電磁波シールド材１０ｃの内側に配されている。
【００３３】
第２実施形態のコモンモード電流検出器２１では、アンテナ部２がＡＣケーブル１０のＡＣ線１０ａに沿って設けられたアンテナ線であるので、ＡＣケーブル１０のＡＣ線１０ａから放射される電磁波を近接したアンテナ部２で受信することで、ＡＣケーブル１０に起因するコモンモード電流をより正確に検出することができる。
また、第２実施形態の電力線通信装置は、電力線通信部２２が、異常判定部４によりコモンモード電流の検出量が所定値以上と判定された際に、データ通信を停止するので、電力線通信によって生じる電波放射が停止され、適切に電波干渉を防ぐことができる。
【００３４】
なお、電磁波シールドケース２５により結合器１１が収納されているので、スイッチング電源２４からのノイズが電磁波シールドケース２５に吸収、遮断、反射されて結合器１１の配線にノイズが重畳してコモンモード電流が増大することを防ぐことができると共に、スイッチング電源２４を含む全体をシールドケースに収納する場合よりも小型化することができ、接地も容易となる。したがって、通信特性が改善され、通信距離及び通信信頼性が向上すると共に、全体として小型化が可能で、かつ低コストで作製することができる。
【００３５】
また、より対線のＡＣ線１０ａにより結合器１１と電力線通信部２２とを接続する通信部信号線１４及びＡＣケーブル１０が構成されているので、通常の対線の場合、一定方向からの放射ノイズに対して対線の距離差が生じてしまい差動ノイズが生じやすいのに対し、対線の距離差が無いより対線のＡＣ線１０ａでは、差動ノイズが生じ難く、ノイズの影響をさらに低減することができる。
【００３６】
なお、電磁波シールドケース２５及び電磁波シールド材１０ｃは、スイッチング電源２４からの放射ノイズだけでなく、電力線通信装置の周辺に設置されたパーソナルコンピュータやテレビジョン等の電源やＡＣケーブルが近接する場合、これらから放射されるノイズに対してもノイズ低減効果を有している。
【００３７】
次に、本発明に係るコモンモード電流検出器及び電力線通信装置の第３実施形態を、図５を参照しながら説明する。
【００３８】
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、ＡＣケーブル１０のＡＣ線１０ａに沿って受信部であるアンテナ部２が配されているのに対し、第３実施形態のコモンモード電流検出器３１及びこれを備えた電力線通信装置では、図５に示すように、ＡＣケーブル１０に接続されＡＣケーブル１０中の同相信号を受信する結合回路部（受信部）３２をアンテナ部２の代わりに備えている点である。
【００３９】
上記結合回路部３２は、ＡＣケーブル１０の一対のＡＣ線１０ａに一端が接続された一対の結合線３２ａと、各結合線３２ａに一端が接続された一対の結合回路用コンデンサ３２ｂとを備え、これら結合回路用コンデンサ３２ｂの他端を接続する連結線３２ｃにフィルタ５が接続されている。また、結合回路部３２は、結合器１１及び検出回路部３と共に電磁波シールドケース２５内に収納されている。
【００４０】
第３実施形態のコモンモード電流検出器３１では、結合回路部３２をＡＣケーブル１０に接続して同相信号を直接受信するので、結合回路部３２によりＡＣケーブル１０から同相信号を直接的に引き入れることでより正確にかつ高精度にコモンモード電流を検出することができる。
また、結合回路部３２も、結合器１１及び検出回路部３と共に電磁波シールドケース２５内に収納されているので、コモンモード電流が検出しやすい結合器１１と同一ケース内に配されてコモンモード電流を検出し易くなる。また、電磁波シールドケース２５により結合回路部３２が外部と空間的に独立されることから、外部からの干渉電波を遮断して検出精度を向上させることができる。
【００４１】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る第１実施形態のコモンモード電流検出器を示す回路構成を含む全体構成図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態のコモンモード電流検出器及び電力線通信装置において、電力線通信装置を示す全体構成図である。
【図３】第２実施形態において、ＡＣケーブル及びコモンモード電流検出器を示す構成図である。
【図４】第２実施形態において、ＡＣケーブルを示す断面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態のコモンモード電流検出器及び電力線通信装置において、電力線通信装置の結合器及びコモンモード電流検出器を示す回路構成を含む構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、２１、３１…コモンモード電流検出器、２…アンテナ部（受信部）、３…検出回路部、４…異常判定部、９…異常警告部、１０…ＡＣケーブル、１０ａ…ＡＣ線（ＡＣケーブルの実線）、１１…結合器、２２…電力線通信部、２４…スイッチング電源、２５…電磁波シールドケース、３２…結合回路部（受信部）、Ｌ…電力線
【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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