(57)【要約】【課題】ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線にインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号の重畳が可能な電力線搬送システム及びＰＬＣ信号発信装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る電力線搬送システムは、電力を供給する電力線２に接続され高周波領域でキャパシタとして機能する変圧器３ａと、変圧器３ａに対して電力供給先側の電力線２に接続され電力線２に重畳させる信号を発信するＰＬＣ信号発信装置４と、変圧器３ａとＰＬＣ信号発信装置４との間の電力線２に接続されるインピーダンス素子７ａとを備えている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力線に接続されキャパシタとして機能する機器と、上記機器に対して電力供給先側の上記電力線に接続され上記電力線に重畳させる信号を発信するＰＬＣ信号発信装置と、上記機器と上記ＰＬＣ信号発信装置との間の電力線に接続されるインピーダンス素子とを備えたことを特徴とする電力線搬送システム。
【請求項２】
上記機器は、高周波領域でキャパシタとして機能する機器であることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送システム。
【請求項３】
上記インピーダンス素子は、高周波領域でインピーダンスの値が大きくなる素子であることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送システム。
【請求項４】
キャパシタとして機能する機器が接続された電力線に接続される接続端子と、上記接続端子を介して上記電力線に重畳させる信号を発生するＰＬＣ信号発生部と、上記接続端子が上記電力線に接続されたとき上記機器側の電力線に接続されるよう上記接続端子に接続されるインピーダンス素子とを備えたことを特徴とするＰＬＣ信号発信装置。
【請求項５】
上記インピーダンス素子は、高周波領域でインピーダンスの値が大きくなる素子であることを特徴とする請求項４記載のＰＬＣ信号発信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線を利用して情報を伝達する電力線搬送システム及びＰＬＣ信号発信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力線搬送通信（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、各家庭に配線された家庭用配電線（１００Ｖ）を利用した通信に利用されており、この配電線による通信により、各家庭をネットワークでつなぐことが実現できるようになっている。そして、このような配電線を利用した通信では、一般に、基地局から家の近傍に置かれたＰＬＣ信号発信装置までは、通信信号は光信号として光ネットワークを介して通信され、ＰＬＣ信号発信装置で光信号から電気信号に変換された後、家庭用の配電線に重畳されて各家庭に通信信号が伝達されるようになっている。
【０００３】
また、各家庭に配電されている配電線には、力率改善用コンデンサ付蛍光灯のような重負荷が負荷として接続されることがあり、この場合には、力率改善用コンデンサ付蛍光灯がオンするとインピーダンスがほぼゼロになるため重負荷より先に信号を伝搬させることができない。そこで、従来の電力線搬送システムでは、このような重負荷が接続されていても信号の伝搬ができるよう、重負荷の接続線に重負荷と直列にインダクタを接続し、インピーダンスの低減を防ぐことで重負荷より先にも信号を伝搬させるようにしていた。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５８−２１５９３９号公報（第１−２頁、第１−３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電力線搬送システムは、上記のようになされていたので、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給先側の配電線に重負荷が接続されていても信号を伝搬させることができるようになっているが、逆に、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側にインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合には、ＰＬＣ信号発信装置における電気信号の出力インピーダンスが小さくなり、出力電気信号が小さくなって信号を送信できないという問題があった。
【０００６】
また、ＰＬＣ信号発信装置を家の近傍に配置する場合には、電柱にＰＬＣ信号発信装置が配置されることもある。このような電柱には一般に６．６ｋＶ−１００Ｖの柱上変圧器が取付けられており、この場合には、高周波に対してキャパシタのように働く変圧器が接続された配電線の電力供給先側にＰＬＣ信号発信装置が接続されることになる。よって、ＰＬＣ信号発信装置が発信する電気信号の周波数が高くなるほどこの信号に対する変圧器のインピーダンスは小さくなる。
【０００７】
そのため、配電線に重畳させるＰＬＣの電気信号として例えば１ＭＨｚ以上の高周波を用いる場合には、ＰＬＣ信号発信装置の出力信号が変圧器のような高周波領域でインピーダンスが小さくなる機器の近傍で重畳されることより、ＰＬＣ信号発信装置における電気信号の出力インピーダンスが小さくなり、その結果出力電気信号が小さくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上述した点を鑑みてなされたもので、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線にインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号の重畳が可能な電力線搬送システム及びＰＬＣ信号発信装置を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、変圧器近傍、またはこれと同じように高周波に対してインピーダンスが小さくなる機器近傍の配電線にＰＬＣ信号を重畳させる場合でも充分な大きさの信号の重畳が可能な電力線搬送システム及びＰＬＣ信号発信装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電力線搬送システムは、電力を供給する電力線にキャパシタとして機能する機器が接続され、この機器に対して電力供給先側の電力線に、電力線に重畳させる信号を発信するＰＬＣ信号発信装置を接続し、この機器とＰＬＣ信号発信装置との間の電力線にインピーダンス素子を接続したものである。
【００１１】
また、本発明にかかるＰＬＣ信号発信装置は、キャパシタとして機能する機器が接続された電力線に接続される接続端子と、接続端子を介して電力線に重畳させる信号を発生するＰＬＣ信号発生部と、接続端子が電力線に接続されたとき機器側の電力線に接続されるように、接続端子に接続されるインピーダンス素子とを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの実施の形態１の電力線搬送システムを示す図である。図１に示すように、電力線搬送システム１は、主に、電力線（配電線）２に接続されキャパシタとして機能する機器３、機器３に対して電力供給先側の電力線２に接続されたＰＬＣ信号発信装置４、ＰＬＣ信号発信装置４と光ネットワーク５を介して接続された基地局６、機器３とＰＬＣ信号発信装置４との間の電力線２に接続されたインピーダンス素子７で構成される。
【００１３】
図２は図１に示したＰＬＣ信号発信装置４の概略を示す概略模式図である。図２に示すように、ＰＬＣ信号発信装置４は、主に、接続端子４１、接続端子４１を介して電力線２に重畳させる信号を発生するＰＬＣ信号発生部４２、接続端子４１に接続されるインピーダンス素子７で構成されており、接続端子４１は、図１に示すように、キャパシタとして機能する機器３が接続された電力線２に接続され、インピーダンス素子７は、接続端子４１が電力線２に接続されたときに、機器３側の電力線に接続されるよう接続端子４１接続されている。
【００１４】
図３は図２に示したＰＬＣ信号発信装置４のＰＬＣ信号発生部４２を示す図である。ＰＬＣ信号発生部４２は、公知のＰＬＣ信号発生部と同じものを用いればよく、例えば、図３に示すように、光ケーブルを用いて送信された光信号をＰＬＣ信号のために電気信号に変換する光／電気変換４２１、通信用の電気信号を処理するＥｔｈｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ４２２、ＰＬＣを実現するデジタル回路及びアナログ回路が蓄積されたＬＳＩであるＰＬＣチップデジタルアナログ４２３、ＣＰＵ４２４、メモリ４２５、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するＡＣ電源ユニットＡＣ／ＤＣ４２６、本体側電源回路４２７からなるもの等を用いればよい。
【００１５】
次に、動作について説明する。基地局６からＰＬＣ信号発信装置４までは、通信信号を光信号として光ネットワーク５を介して通信する。そして、ＰＬＣ信号発信装置４のＰＬＣ信号発生部４２で光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号が接続端子４１を介して電力線２に重畳される。このとき、電力線２には機器３が接続されているので、この機器３がキャパシタとして機能するが、機器３とＰＬＣ信号発信装置４との間の電力線２にはインピーダンス素子７が接続されているため、このインピーダンス素子７により、ＰＬＣ信号発信装置４の電気信号の出力インピーダンスが小さくなるのを防止できるようになっている。その結果、電力線２に重畳された電気信号は充分な大きさを保って電力供給先側の送信先に伝達される。
【００１６】
以上のように、この実施の形態の電力線搬送システムでは、電力を供給する電力線に接続されキャパシタとして機能する機器とＰＬＣ信号発信装置との間の電力線にインピーダンス素子を接続するようにしたので、ＰＬＣ信号発信装置の出力インピーダンスが大きくなり、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線にインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号を重畳することができる。
【００１７】
また、この実施の形態のＰＬＣ信号発信装置では、キャパシタとして機能する機器側の電力線にインピーダンス素子が接続されるよう接続端子にインピーダンス素子を接続しているので、キャパシタとして機能する機器が接続された電力線にこのＰＬＣ信号発信装置を接続した場合、ＰＬＣ信号発信装置のインピーダンス素子が、キャパシタとして機能する機器とＰＬＣ信号発信装置との間の電力線に接続されることになるので、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線にインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号を重畳することができる。
【００１８】
実施の形態２．
図４はこの実施の形態２の電力線搬送システムを示す図で、例えば家の近くの電柱にＰＬＣ信号発信装置が設置された図である。図４に示すように、電柱８には電圧変換を行う柱上変圧器３ａが配電線２に接続されて配置されており、この変圧器３ａにより配電線２の電圧が変換され各家庭に供給されるようになっている。このような変圧器３ａは一般に高周波に対してはキャパシタのように働くようになっている。
【００１９】
電力線搬送システム１は、図４に示すように、主に、変圧器３ａ、変圧器３ａに対して電力供給先側の配電線２に接続されたＰＬＣ信号発信装置４、ＰＬＣ信号発信装置４と光ネットワーク５を介して接続された基地局６、変圧器３ａとＰＬＣ信号発信装置４との間の配電線２に接続されたインピーダンス素子７ａで構成される。なお、ＰＬＣ信号は柱上変圧器３ａの１００Ｖの高圧電線とアース線に重畳させるものとする。
【００２０】
ここで、インピーダンス素子７ａは、高周波領域で高インピーダンスになる素子で、例えば、インダクタやフェライトコア等が用いられる。このように、高周波領域で高インピーダンスとなるインピーダンス素子７ａを用いることで、高周波領域でのＰＬＣ信号送信時におけるＰＬＣ信号発信装置２の出力インピーダンスをＰＬＣ信号を送信するのに充分な大きなものにすることができ、充分な大きさのＰＬＣ信号を配電線２に重畳させることができる。なお、変圧器３ａ、インピーダンス素子７ａ以外のものは実施の形態１と同様のものを用いればよい。
【００２１】
また、インピーダンス素子７ａであるインダクタやフェライトコアのインダクタンスＬ（Ｈ）は、ＰＬＣ信号の周波数をｆ（Ｈｚ）、高周波でキャパシタとして作用する変圧器の静電容量をＣ（Ｆ）とすると、
【００２２】
【数１】
2004228656.tif 000003
【００２３】
となる。なお、ｎは任意に適宜決定されるものであり、一般には、ｎの値は５〜１０以上が望ましい。一例として、ＰＬＣ信号の周波数を１０（ＭＨｚ）とし、高周波でキャパシタとして作用する変圧器の静電容量を５００（ｐＦ）とした場合には、
【００２４】
Ｌ＝２．５〜５μＨ
【００２５】
以上にするのが望ましい。
【００２６】
以上のように、この実施の形態の電力線搬送システムでは、電力を供給する電力線に接続され高周波領域でキャパシタとして機能する機器とＰＬＣ信号発信装置との間の電力線に高周波領域でインピーダンスの値が大きくなるインピーダンス素子を接続するようにしたので、高周波領域においてＰＬＣ信号発信装置の出力インピーダンスが大きくなり、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線に高周波領域でインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号を重畳することができる。又、高周波でない領域の周波数領域に対しては、インピーダンス素子による影響をなくすことができる。
【００２７】
また、この実施の形態のＰＬＣ信号発信装置では、高周波領域でキャパシタとして機能する機器側の電力線にインピーダンス素子が接続されるよう接続端子に高周波領域でインピーダンスの値が大きくなるインピーダンス素子を接続しているので、機器が接続された電力線にこのＰＬＣ信号発信装置を接続した場合、ＰＬＣ信号発信装置のインピーダンス素子が、機器とＰＬＣ信号発信装置との間の電力線に接続されることになるので、ＰＬＣ信号発信装置に対し電力供給元側の電力線に高周波領域でインピーダンスが小さくなる機器が接続されている場合であっても充分な大きさの信号を重畳することができる。
【００２８】
実施の形態１、２では、図１、図４に示すように、ＰＬＣ信号を高圧電線とアース線に重畳させるようにしているが、図５に示すように、ＰＬＣ信号を高圧電線間に重畳させるようにしてもよい。この場合でも、ＰＬＣ信号の出力インピーダンスは大きくなり、充分な大きさのＰＬＣ信号を電力線に重畳させることができる。
【００２９】
また、これら実施の形態では、基地局６とＰＬＣ信号発信装置４との通信を光ネットワーク５を介して行うようにしているが、これに限定するものではなく、他の通信媒体を介して行うようにしてもよい。又、ＰＬＣ信号発信装置４への通信は基地局６からのものに限定されるものではなく、他の装置や端末から行うようにしてもよい。
【００３０】
実施の形態３．
この実施の形態３は、インピーダンス素子として、インダクタとキャパシタを並列にしたものを用いたものである。なお、その他は実施の形態２と同様である。
【００３１】
図６はこの実施の形態３のインピーダンス素子であるインダクタとキャパシタを並列に接続した回路を示す図である。図に示すように、インピーダンス素子７ａはインダクタ７１とキャパシタ７２とを並列に接続した並列回路であり、この並列回路の共振周波数がＰＬＣ信号の周波数と一致するように設計されている。そのため、この周波数で並列回路のインピーダンスは理想的には無限大となり、ＰＬＣ信号発信装置の出力インピーダンスが無限大になることより、充分な大きさのＰＬＣ信号を配電線に重畳させることが可能となる。
【００３２】
インダクタ７１の値Ｌ（Ｈ）とキャパシタ７２の値Ｃ（Ｆ）は、例えばＰＬＣ信号の周波数が１０（ＭＨｚ）の場合には、
【００３３】
ＬＣ＝１０（ＭＨｚ）
【００３４】
となればよく、これを満たす条件の一例として
【００３５】
Ｌ＝２．５（μＨ）、Ｃ＝１００（ｐＦ）
【００３６】
の値のインダクタとキャパシタを用いればよい。
【００３７】
この実施の形態では、インピーダンス素子としてＰＬＣ信号の周波数と一致する共振周波数をもつインダクタとキャパシタの並列回路を用いているので、ＰＬＣ信号の周波数近傍に対しては高インピーダンスとなり、充分な大きさのＰＬＣ信号を配電線に重畳させることができ、他の周波数では高インピーダンスとならないことより、他の周波数でのインピーダンス素子による影響をなくすことができる。
【００３８】
実施の形態４．
この実施の形態４は、インピーダンス素子として、フェライトコアとキャパシタを並列にしたものを用いたものである。なお、その他は実施の形態２と同様である。
【００３９】
図７はこの実施の形態４のインピーダンス素子であるフェライトコアとキャパシタを並列に接続した回路を示す図である。図７に示すように、インピーダンス素子７ａはフェライトコア７３とキャパシタ７２とを並列に接続した並列回路であり、この並列回路の共振周波数がＰＬＣ信号の周波数と一致するように設計されている。そのため、この周波数でＰＬＣ信号発信装置の出力インピーダンスが無限大になることより充分な大きさのＰＬＣ信号を配電線に重畳させることが可能となる。
【００４０】
なお、この実施の形態４の図７では、キャパシタ７２の配線を配電線と同時にフェライトコア７３で覆い短絡させているが、キャパシタは図８に示すように配電線に直接接続してもよい。
【００４１】
フェライトコア７３のリアクタンスの値Ｌ（Ｈ）とキャパシタ７２の値Ｃ（Ｆ）は、例えばＰＬＣ信号の周波数が１０（ＭＨｚ）の場合には、
【００４２】
ＬＣ＝１０（ＭＨｚ）
【００４３】
となればよく、これを満たす条件の一例として
【００４４】
Ｌ＝２．５（μＨ）、Ｃ＝１００（ｐＦ）
【００４５】
の値のフェライトコアとキャパシタを用いればよい。
【００４６】
この実施の形態では、インピーダンス素子としてＰＬＣ信号の周波数と一致する共振周波数をもつフェライトコアとキャパシタの並列回路を用いているので、実施の形態３と同様の効果を奏する。
【００４７】
実施の形態５．
上記実施の形態では、インピーダンス素子を高圧電線に取付けるようにしているが、図９に示すように、インピーダンス素子７ａを配電線２のアース線に取りつけてもよい。
【００４８】
実施の形態６．
上記実施の形態では、インピーダンス素子をＰＬＣ信号発信装置の一方の端子にのみ接続し、ＰＬＣ信号を入力する電力線のいずれかにしかインピーダンス素子が接続されていないが、この実施の形態６では、インピーダンス素子をＰＬＣ信号が入力される複数（すべて）の電力線に取り付けるようにしたものである。なお、その他は上記実施の形態と同様である。
【００４９】
図１０はこの実施の形態６の電力線搬送システムを示す図である。図１０に示すように、ＰＬＣ信号を入力するすべての配電線２にインピーダンス素子７ａが取り付けられている。なお、図１０では、高圧電線とアース線にＰＬＣ信号発信装置４の接続端子を取付け、この高圧電線とアース線とにインピーダンス素子７ａを取り付けるようにしているが、ＰＬＣ信号発信装置４の接続端子を２つの高圧電線に取り付け、これら高圧電線にインピーダンス素子を取り付けてもよい。
【００５０】
実施の形態７．
この実施の形態７は、１つのフェライトコアで複数の電力線を覆うようにしたものである。なお、その他は実施の形態６と同様である。
【００５１】
図１１はこの実施の形態７の電力線搬送システムを示す図である。図１１に示すように、１つのフェライトコア７３でＰＬＣ信号を入力する複数（すべて）の電力線２を覆うようにしている。この場合、１つのフェライトコア７３でも複数（すべて）の電力線の各々にフェライトコアを覆うようにした場合と同じインピーダンスを実現でき、より確実に充分な大きさのＰＬＣ信号を電力線に重畳させることができる。
【００５２】
また、ここでは、フェライトコアを単独でインピーダンス素子にした場合について説明しているが、フェライトコアとキャパシタの共振回路をインピーダンス素子としても同様に用いることができる。
【００５３】
実施の形態８．
図１２はこの実施の形態８のＰＬＣ信号発信装置の接続端子近傍を示す図で、図１２（ａ）は概略図、図１２（ｂ）はフェライトコアを開いたときの図である。図１２に示すように、ＰＬＣ信号発信装置の接続端子４１にはインピーダンス素子であるフェライトコア７３が一体に取付けられており、開閉することでその着脱が容易に行えるようになっている。なお、インピーダンス素子であるフェライトコア７３がキャパシタとして機能する機器（変圧器）側に、ＰＬＣ信号発信装置の接続端子４１がその反対側（家側）にあることを含めその他は他の実施の形態のＰＬＣ信号発信装置と同じである。
【００５４】
この実施の形態では、フェライトコア７３と接続端子４１が開閉式になっていて、フェライトコア７３が変圧器側にあり、接続端子４１がその反対側（ＰＬＣ信号発信装置側）にあるようにしているので、容易に高周波領域で高インピーダンスになるインピーダンス素子をＰＬＣ信号発信装置の接続端子４１に配置でき、かつ充分な大きさのＰＬＣ信号を配電線に重畳させることが可能である。
【００５５】
また、ＰＬＣ信号発信装置の接続端子は、高圧電線、アース線のどちらに接続されてもよく、又、複数の電力線に接続してもよい。また、インピーダンス素子がフェライトコアとキャパシタの共振回路の場合にも同様に用いることができる。
【００５６】
また、上記各実施の形態では、インピーダンス素子がＰＬＣ信号発信装置の接続端子に接続されたもの、即ち、インピーダンス素子を備えたＰＬＣ信号発信装置を電力線に取り付けることで、電力線搬送システムを構築するようにしているが、電力線搬送システムは、特にこれに限定するものではなく、ＰＬＣ信号発信装置とインピーダンス素子とを別体にし、インピーダンス素子をキャパシタとして機能する機器（変圧器）とＰＬＣ信号発信装置の間の電力線に接続してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明にかかる電力線搬送システムは、電力を供給する電力線に接続されキャパシタとして機能する機器と、上記機器に対して電力供給先側の上記電力線に接続され上記電力線に重畳させる信号を発信するＰＬＣ信号発信装置と、上記機器と上記ＰＬＣ信号発信装置との間の電力線に接続されるインピーダンス素子とを備えているので、充分な大きさのＰＬＣ信号を電力線に重畳させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電力線搬送システムを示す図である。
【図２】図１に示したＰＬＣ信号発信装置の概略を示す概略模式図である。
【図３】図２に示したＰＬＣ信号発信装置のＰＬＣ信号発生部を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の電力線搬送システムを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２の他の電力線搬送システムを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３のインピーダンス素子を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４のインピーダンス素子を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態４の他のインピーダンス素子を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５の電力線搬送システムを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態６の電力線搬送システムを示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態７の電力線搬送システムを示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態８のＰＬＣ信号発信装置の接続端子近傍を示す図である。
【符号の説明】
１    電力線搬送システム                ２    電力線（配電線）
３    機器                              ３ａ  柱上変圧器
４    ＰＬＣ信号発信装置                ５    光ネットワーク
６    基地局
７、７ａ    インピーダンス素子          ８    電柱
４１    接続端子                        ４２    ＰＬＣ信号発生部
７１    インダクタ                      ７２    キャパシタ
７３    フェライトコア                ４２１    光／電気変換
４２２    Ｅｔｈｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
４２３    ＰＬＣチップデジタルアナログ
４２４    ＣＰＵ                        ４２５    メモリ
４２６    ＡＣ電源ユニットＡＣ／ＤＣ    ４２７    本体側電源回路
【図１】
2004228656.tif 000004
【図２】
2004228656.tif 000005
【図３】
2004228656.tif 000006
【図４】
2004228656.tif 000007
【図５】
2004228656.tif 000008
【図６】
2004228656.tif 000009
【図７】
2004228656.tif 000010
【図８】
2004228656.tif 000011
【図９】
2004228656.tif 000012
【図１０】
2004228656.tif 000013
【図１１】
2004228656.tif 000014
【図１２】
2004228656.tif 000015