(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の交流電力に重畳された通信信号を用いて他の電力線通信装置と通信を行う電力線通信装置であって、
前記交流電力は第１の周波数を有し、前記通信信号は前記第１の周波数よりも高い第２の周波数を有しており、
１次巻線と２次巻線とを有し、前記１次巻線から前記２次巻線へ前記通信信号を送信する結合トランスと、
前記通信信号の変調及び復調を行うモデム部と、
前記交流電力に基づく所定の電圧を前記モデム部に出力する給電部と、
前記１次巻線に直列に接続され、前記第１の周波数におけるインピーダンスが前記第２の周波数おけるインピーダンスより高いインピーダンス特性を有するコンデンサと、を備え、
前記給電部は、前記コンデンサと並列に接続され、前記コンデンサを介して前記所定の電圧を出力する、電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力線通信装置であって、
前記給電部と前記コンデンサとの間に接続され、前記給電部に接続されたコイルを有する信号阻止回路を備える電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を信号伝送路として利用して通信を行う電力線通信装置に用いて好適な電源供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンピュータのような端末を用いて家庭、オフィス、工場などで有線でデータ通信を行う場合には、通常は伝送路として使用するケーブルやコネクタなどの配線を必要な箇所に敷設する必要があるため、通信設備の稼働開始までに様々な工事を行わざるを得ない。
【０００３】
一方、家庭、オフィス、工場などではほとんどの場合は商用電源、例えば交流１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）を使用しているので、この電力を供給するための電力線（電灯線）が家庭内、オフィス内、工場内などのあらゆる箇所に既に敷設されている。従って、これらの電力線をデータ通信に利用できれば、通信用の特別な配線を新たに設ける必要はなくなる。すなわち、通信装置を電源のコンセントに差し込むだけで通信経路を確保することが可能になる。
【０００４】
このような電力線を通信に利用する電力線通信の技術（ＰＬＣ：Power Line Communication）については、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。また現状では、日本国内においては、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域が法律あるいは規則でこの種の通信に割り当てられる見通しであり、様々なメーカにおいて研究や開発が進められている。具体的には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式のように複数の副搬送波を用いてマルチキャリア信号を生成し、マルチキャリア信号を電力線で伝送することが想定されている。
【０００５】
図２０は電力線通信装置の構成例を示すブロック図である。電力線通信装置は、カプラ部９１０と、モデム部９２０と、スイッチング電源９３０と、雑音阻止回路９４０と、信号阻止回路９５０とを有する構成となっている。カプラ部９１０は、商用電源成分を除去するコンデンサＣ１，Ｃ２が一対の伝送路（電力線）に直列に接続され、これらのコンデンサＣ１，Ｃ２と直列に一次巻線が接続された結合トランスＴ１を有し、結合トランスＴ１を介して伝送路とモデム部９２０との間で信号を授受するものである。コンデンサＣ１，Ｃ２は、商用電源に対しては高いインピーダンスを示し、伝送信号（通信信号）に対しては低いインピーダンスを示す値が選定される。
【０００６】
モデム部９２０は、送信部９２１と受信部９２２とデータ処理部９２３とを有する。雑音阻止回路９４０は、コンデンサＣ３，Ｃ４とコモンモードコイルＴ２とを有する。信号阻止回路９５０は、ノーマルモードコイルＬ１，Ｌ２を有する。
【０００７】
雑音阻止回路９４０は、当該装置を動作させる電源を供給するスイッチング電源９３０や同一の電力線に接続された他の周辺機器のスイッチング電源など、雑音を発生する部分や装置が存在する場合、その雑音が電力線に流れ出すのを防止するために、電源部や周辺機器に設けられる。この雑音阻止回路９４０は、雑音防止または低減のため、電力線の２線間のインピーダンスを下げる構成にすることが通常である。しかしながら、電力線を伝送路とする電力線通信では、この雑音阻止回路９４０が、電力線間のインピーダンスを下げ、信号の損失を増加させる。このため、雑音阻止回路９４０と電力線との間に信号阻止回路９５０を設け、当該装置を駆動する電源部や接続される他の周辺回路、周辺機器などによって信号が減衰されるのを防止することができる。
【０００８】
スイッチング電源等に付加される雑音阻止回路９４０は、一般的に、ノーマルモードの雑音を除去する２つのライン間に挿入するコンデンサ（アクロスコンデンサ）Ｃ３，Ｃ４と、コモンモードの雑音を除去するコモンモードコイル（トランス）Ｔ２とにより構成される。２つのライン間に逆位相で乗るノーマルモードノイズは、コンデンサＣ３，Ｃ４で短絡して阻止し、２つのライン間に同相で乗るコモンモードノイズは、コモンモードコイルＴ２のインダクタンスで阻止する。
【０００９】
電力線を伝送路とする電力線通信において、伝送信号は２つのライン間に逆位相のノーマルモードで注入されて通信が行われる。このため、雑音阻止回路９４０の２つのライン間に挿入されたコンデンサＣ３，Ｃ４は、伝送信号の周波数帯域において伝送信号を短絡し、減衰させるように作用する。このコンデンサＣ３，Ｃ４は、電力線通信に使用される例えば４ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数においては非常に低いインピーダンスとなり、雑音阻止回路９４０において低いインピーダンスで終端することになり、伝送信号である高周波信号を減衰させる。
【００１０】
また、コモンモードコイルＴ２は、２つのライン間に同相で乗るコモンモードにはインダクタとして作用するが、伝送路に出力される伝送信号がノーマルモードであるので、伝送信号に対しインダクタとして機能せず、挿入されていないかのように作用する。また、コモンモードコイルＴ２の阻止周波数は、伝送信号に比べて一般的に低い周波数であり、コモンモードコイルＴ２のインダクタは大きく設計されるため、巻線間（伝送ライン間）の並列容量も大きくなる。このため、伝送信号の周波数領域においては浮遊容量として存在する並列容量の影響で、コモンモードコイルＴ２は信号阻止には寄与せず、コンデンサＣ４やスイッチング電源９３０も伝送信号に対しては負荷として見えるため、伝送信号を減衰させてしまうことになる。
【００１１】
これに対し、信号阻止回路９５０は、一般的に伝送路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスが得られるよう大きな値のノーマルモードコイルＬ１，Ｌ２で構成されている。伝送信号は、２つのライン間にそれぞれ逆相（ノーマルモード）で注入されるため、２つのラインにそれぞれ挿入されたノーマルモードコイルＬ１，Ｌ２により、スイッチング電源９３０側に伝送信号が漏れて雑音阻止回路９４０に吸収され、減衰してしまうことが防止される。
【００１２】
しかしながら、例えば４ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの広帯域の伝送信号を扱う電力線通信において、信号阻止回路に使用するノーマルモードコイルは、広帯域において高いインピーダンスを保持することが要求されるが、広い信号帯域で均一に高いインピーダンスを有するインダクタを作成することは困難である。また、作成できたとしてもインダクタがかなり大型化してしまう。
【００１３】
また、伝送ライン間のインダクタの並列容量成分等の浮遊容量が広帯域化の妨げになる。特に、電源部や接続される他の周辺機器など、消費電力の大きな機器においては、大型のインダクタにより浮遊容量が大きくなり、著しく広帯域化を阻害することになる。
【００１４】
また、消費電力の大きな機器に内蔵される場合等において、大きなインピーダンスを得るために大きな値を取ろうとすると、コアの磁気飽和等を生じ、大きなインダクタンスを得ることが困難である。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１６５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述したように、電力線通信装置のカプラ部及びモデム部に対して、信号阻止回路及び雑音阻止回路が並列に接続される構成では、信号阻止回路として広帯域において高いインピーダンスを有するノーマルモードコイルが必要であるが、特に消費電力の大きな機器が接続される場合、このような信号阻止回路を実現するのは困難である。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電力線通信装置に用いる場合に、信号阻止回路を不要もしくは簡単にでき、伝送信号を減衰させることなく電源を供給することが可能な電源供給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】
【００１８】
本発明の電源供給装置は、１次巻線と２次巻線とを有する結合トランスと、前記１次巻線に接続され、電力線からの商用電源の電力供給を受ける受電部と、前記２次巻線に接続され、前記商用電源に重畳される通信信号を入出力する信号入出力部と、前記１次巻線に直列に接続され、前記商用電源の周波数におけるインピーダンスが前記通信信号の周波数におけるインピーダンスより大きいコンデンサと、前記コンデンサの両端に接続され、前記受電部を介して供給された電力を出力する給電部と備えたものである。
【００１９】
上記構成により、給電部に接続された電源負荷に対して電源供給が可能であるとともに、結合トランスを介して通信信号を入出力することが可能である。給電部は、例えば結合トランスの１次巻線と直列に接続されたコンデンサの両端に設けられる。給電部の端子間は、結合トランスの１次側と直列的に接続されたコンデンサにより、通信信号の周波数に対して低インピーダンスとなっているので、通信信号が給電部に接続された電源負荷側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができ、信号阻止回路を不要もしくは簡単にできる。
【００２０】
また、本発明は、上記の電源供給装置であって、前記結合トランスは、２つの前記１次巻線を有し、前記２つの１次巻線は前記コンデンサを介して電気的に同相で接続されたものとする。
【００２１】
上記構成により、給電部に接続された電源負荷に対して電源供給が可能であるとともに、結合トランスを介して通信信号を入出力することが可能である。給電部は、例えば結合トランスの２等分された１次巻線の中点間に接続されたコンデンサの両端に設けられる。給電部の端子間は、コンデンサによって通信信号の周波数に対して低インピーダンスとなっているので、通信信号が給電部に接続された電源負荷側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができ、信号阻止回路を不要もしくは簡単にできる。また、結合トランスの１次巻線を分割して伝送路を兼ねる一対の電力線に対してそれぞれ設けることで、平衡度が向上し、結合トランスを１つにすることで装置構成を簡単にできる。
【００２２】
また、本発明は、上記の電源供給装置であって、前記結合トランスは、２つの前記２次巻線を有し、前記２つの１次巻線は電気的に同相で接続されたものとする。
【００２３】
上記構成により、給電部に接続された電源負荷に対して電源供給が可能であるとともに、結合トランスを介して通信信号を入出力することが可能である。給電部は、例えば受電部の一対の電力線に対しそれぞれ直列に設けられた結合トランスの１次巻線の他端間に接続されたコンデンサの両端に設けられる。給電部の端子間は、コンデンサによって通信信号の周波数に対して低インピーダンスとなっているので、通信信号が給電部に接続された電源負荷側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができ、信号阻止回路を不要もしくは簡単にできる。また、伝送路を兼ねる一対の電力線に対してそれぞれ結合トランスを設けることにより、平衡度が向上し、結合トランスを２つにすることで磁気飽和が生じにくくなる。
【００２４】
また、本発明は、上記の電源供給装置と、前記信号入出力部が入出力する通信信号を変復調するモデム部とを備え、前記給電部は、前記受電部を介して供給された電力を前記モデム部に出力する電力線通信装置を提供する。
【００２５】
上記構成により、通信信号を減衰させることなくモデム部や外部に電源を供給することができ、信号阻止回路を不要もしくは簡単にできる電力線通信装置を実現可能となる。
【００２６】
また、本発明は、上記の電力線通信装置であって、前記電源供給装置と前記モデム部との間に接続され、前記給電部に直列に接続されたコイルを有する信号阻止部を有するものとする。
【００２７】
上記構成により、電力線通信装置における信号阻止部を簡単な構成で実現できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電力線通信装置に用いる場合に、信号阻止回路を不要もしくは簡単にでき、伝送信号を減衰させることなく電源を供給することが可能な電源供給装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本実施形態では、例えば通信用の伝送路として電力線を利用して、他の通信装置との間で平衡伝送路による通信を行う通信システムに本発明を適用する場合を想定した構成例を示す。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図である。電力線通信装置１００Ａは、電源供給装置５０と、モデム部１２０と、スイッチング電源１３０と、雑音阻止回路１４０とを有する。
【００３１】
電源供給装置５０は、商用電源のコンセント等を介して電力線に接続され、電力をスイッチング電源１３０に供給するとともに、電力線を介した電力線通信の通信信号をモデム部１２０に伝送する。モデム部１２０には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、映像機器、音響機器などの情報機器と接続される。スイッチング電源１３０は、所定値の直流電源電圧を生成し、モデム部１２０や外部の周辺機器等に電源供給を行う。
【００３２】
第１の実施形態の電源供給装置５０は、受電部に相当する一対の受電端子５１ａ，５１ｂと、給電部に相当する一対の給電端子５２ａ，５２ｂと、信号入出力部に相当する一対の信号入出力端子５３ａ，５３ｂと、通信信号を入出力する結合トランス５４と、商用電源周波数に対して大きなインピーダンスを有し通信信号の周波数に対して小さなインピーダンスを有するコンデンサ５５とを備えて構成される。一方の受電端子５１ａと一方の給電端子５２ａとの間に結合トランス５４の１次巻線５４ａが接続され、他方の受電端子５１ｂと他方の給電端子５２ｂとが接続され、一方の給電端子５２ａと他方の給電端子５２ｂとの間にコンデンサ５５が接続され、結合トランス５４の２次巻線５４ｂの一端が一方の信号入出力端子５３ａに接続され、結合トランス５４の２次巻線５４ｂの他端が他方の信号入出力端子５３ｂに接続されている。
【００３３】
すなわち、結合トランス５４の１次巻線５４ａと直列にコンデンサ５５が接続され、これらの結合トランス５４の１次巻線５４ａ及びコンデンサ５５が一対の受電端子５１ａ，５１ｂに対し並列に接続され、コンデンサ５５の両端に一対の給電端子５２ａ，５２ｂが接続され、結合トランス５４の２次巻線５４ｂの両端に一対の信号入出力端子５３ａ，５３ｂが接続される構成となっている。
【００３４】
この電源供給装置５０は、給電端子５２ａ，５２ｂに接続された電源負荷（スイッチング電源１３０）に対して結合トランス５４の１次巻線５４ａを介して電源を供給することができる。給電端子５２ａ，５２ｂ間はコンデンサ５５によって通信信号の周波数（例えば４〜３０ＭＨｚ）に対して低インピーダンスとしているので、結合トランス５４を介して通信信号を入出力することができ、かつ、通信信号が給電端子５２ａ，５２ｂに接続された電源負荷（雑音阻止回路１４０及びスイッチング電源１３０）側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができる。
【００３５】
このように結合トランス５４に直列に、商用電源周波数に対し十分大きく通信信号の周波数に対し十分小さなインピーダンスのコンデンサ５５（例えば０．０１μＦ〜０．１μＦ）を挿入した構成とする。そして、このコンデンサ５５の両端から電力線通信装置の電源又は周辺機器の電源を取るようにする。コンデンサ５５の値は、商用電源周波数（例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に対し十分にインピーダンスが高く、通信信号に対しインピーダンスが低く、且つ、コンデンサ５５に充電されたエネルギーによる感電防止から、例えば０．０４７μＦ等が選ばれる。
【００３６】
このとき、コンデンサ５５のインピーダンスは、商用電源に対しては５６．５ｋΩとなり十分に高いインピーダンスを示し、通信信号の周波数として４〜３０ＭＨｚを使う電力線通信においては、最大でも４ＭＨｚにおいて０．８５Ωとなり十分低いインピーダンスが得られる。このため、コンデンサ５５は、通信信号の周波数に対して等価的にショート状態となる。また、雑音阻止回路１４０は、コンデンサ５５と並列に入るため、インピーダンスが低くてもほとんど影響がない。
【００３７】
コンデンサ５５の両端間は、通信信号に対し十分低いインピーダンスであるので、電源側（雑音阻止回路側）を見たときのインピーダンスを、通信信号の周波数において高くする必要がない。したがって、図２０に示したような信号阻止回路が不要となる。また、信号阻止回路を設ける場合でも、その構成を簡単にできる。
【００３８】
このように、第１の実施形態によれば、電力線通信装置１００Ａのモデム部とスイッチング電源とを接続する場合、結合トランスとスイッチング電源とが直列的に接続される構成とすることで、スイッチング電源との間に信号阻止回路が不要かもしくは簡単にできる。このため、例えば電力線通信装置１００Ａを大電力機器（例えばプラズマディスプレイ）と接続して用いる場合などに、信号阻止回路を小型化もしくは不要にできるので、伝送信号を減衰させることなく電源を供給することが可能な電源供給装置を容易に実現できる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図である。第２の実施形態は、電源供給装置の他の構成例を示す。電力線通信装置１００Ｂは、電源供給装置６０と、モデム部１２０と、スイッチング電源１３０と、雑音阻止回路１４０とを有する。
【００４０】
第２の実施形態の電源供給装置６０は、受電部に相当する一対の受電端子６１ａ，６１ｂと、給電部に相当する一対の給電端子６２ａ，６２ｂと、信号入出力部に相当する一対の信号入出力端子６３ａ，６３ｂと、通信信号を入出力する第１の結合トランス６４および第２の結合トランス６５と、商用電源周波数に対して大きなインピーダンスを有し通信信号の周波数に対して小さなインピーダンスを有するコンデンサ６６とを備えて構成される。一方の受電端子６１ａと一方の給電端子６２ａとの間に第１の結合トランス６４の１次巻線６４ａが接続され、他方の受電端子６１ｂと他方の給電端子６２ｂとの間に第２の結合トランス６５の１次巻線６５ａが接続され、一方の給電端子６２ａと他方の給電端子６２ｂとの間にコンデンサ６６が接続され、第１の結合トランス６４の２次巻線６４ｂと第２の結合トランス６５の２次巻線６５ｂとが直列に、かつ電気的に同相で（つまり磁束を打ち消しあわないように）接続されその両端が一対の信号入出力端子６３ａ，６３ｂにそれぞれ接続されている。
【００４１】
すなわち、一対の受電端子６１ａ，６１ｂに対しそれぞれ直列に結合トランス６４，６５の１次巻線６４ａ，６５ａの一端が接続され、これらの結合トランス６４，６５の１次巻線６４ａ，６５ａの他端間にコンデンサ６６が接続され、コンデンサ６６の両端に一対の給電端子６２ａ，６２ｂが接続され、結合トランス６４，６５の２次巻線６４ｂ，６５ｂの一端が電気的に同相で（つまり磁束を打ち消しあわないように）接続され、これらの結合トランス６４，６５の２次巻線６４ｂ，６５ｂの他端に一対の信号入出力端子６３ａ，６３ｂが接続される構成となっている。
【００４２】
この電源供給装置６０は、給電端子６２ａ，６２ｂに接続された電源負荷（スイッチング電源１３０）に対して第１の結合トランス６４の１次巻線６４ａおよび第２の結合トランス６５の１次巻線６５ａを介して電源を供給することができる。給電端子６２ａ，６２ｂ間はコンデンサ６６によって通信信号の周波数に対して低インピーダンスとしているので、結合トランス６４，６５を介して通信信号を入出力することができ、かつ、通信信号が給電端子６２ａ，６２ｂに接続された電源負荷（雑音阻止回路１４０及びスイッチング電源１３０）側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができる。
【００４３】
このように電力線のそれぞれの線路に結合トランス６４，６５を設け、それぞれの結合トランス６４，６５の１次巻線６４ａ，６５ａの一端を電力線に接続し、その他端間に直列に商用電源周波数に対し十分大きく通信信号の周波数に対し十分小さなインピーダンスのコンデンサ（例えば０．０１μＦ〜０．１μＦ）を接続した構成とする。そして、このコンデンサ６６の両端から電力線通信装置１００Ｂの電源又は周辺機器の電源を取るとともに、２つの結合トランス６４，６５の２次巻線６４ｂ，６５ｂを互いに電圧が合成されるように接続して信号の入出力を行うようにする。コンデンサ６６の値は、商用電源周波数に対し十分にインピーダンスが高く、通信信号に対しインピーダンスが低く、且つ、コンデンサ６６に充電されたエネルギーによる感電の危険性防止から、例えば０．０４７μＦ等が選ばれる。
【００４４】
このとき、コンデンサ６６の両端間は通信信号に対し十分低いインピーダンスであるので、電源側（雑音阻止回路側）を見たときのインピーダンスを、通信信号の周波数において高くする必要がない。したがって、図２０に示したような信号阻止回路が不要となる。また、電力線の各ラインにそれぞれ結合トランス６４，６５を設けているので、平衡度が良い。さらに、結合トランス６４，６５を２つに分けて設けているので、磁気飽和に対する尤度が大きく、磁気飽和が生じにくいという利点もある。
【００４５】
このように、第２の実施形態によれば、伝送路を兼ねる一対の電力線に対してそれぞれ結合トランスを設け、これら２つの結合トランスとスイッチング電源とが直列的に接続される構成とすることで、スイッチング電源との間に信号阻止回路が不要かもしくは簡単にできる。また、それぞれの伝送路に対して結合トランスを設けることで、平衡度を向上でき、さらに結合トランスを２つにすることで磁気飽和の発生を抑制できる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図３は本発明の第３の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図である。第３の実施形態は、電源供給装置のさらに他の構成例を示す。電力線通信装置１００Ｃは、電源供給装置７０と、モデム部１２０と、スイッチング電源１３０と、雑音阻止回路１４０とを有する。
【００４７】
第３の実施形態の電源供給装置７０は、受電部に相当する一対の受電端子７１ａ，７１ｂと、給電部に相当する一対の給電端子７２ａ，７２ｂと、信号入出力部に相当する一対の信号入出力端子７３ａ，７３ｂと、通信信号を入出力する結合トランスであって１次巻線が２つに分割された結合トランス７４と、商用電源周波数に対して大きなインピーダンスを有し通信信号の周波数に対して小さなインピーダンスを有するコンデンサ７５とを備えて構成される。一方の受電端子７１ａが結合トランス７４の第１の１次巻線７４ａの一端に接続され、結合トランス７４の第１の１次巻線７４ａの他端が一方の給電端子７２ａに接続され、他方の受電端子７１ｂが結合トランス７４の第２の１次巻線７４ｂの一端に接続され、結合トランス７４の第２の１次巻線７４ｂの他端が他方の給電端子７２ｂに接続され、一方の給電端子７２ａと他方の給電端子７２ｂとの間にコンデンサ７５が接続され、結合トランス７４の２次巻線７４ｃの一端が一方の信号入出力端子７３ａに接続され、結合トランス７４の２次巻線７４ｃの他端が他方の信号入出力端子７３ｂに接続されている。
【００４８】
すなわち、結合トランス７４は２等分された１次巻線７４ａ，７４ｂを有し、この１次巻線７４ａ，７４ｂの中点間にコンデンサ７５が接続され、これらの結合トランス７４の１次巻線７４ａ，７４ｂ及びコンデンサ７５が一対の受電端子７１ａ，７１ｂに対し並列に接続され、コンデンサ７５の両端に一対の給電端子７２ａ，７２ｂが接続され、結合トランス７４の２次巻線７４ｃの両端に一対の信号入出力端子７３ａ，７３ｂが接続される構成となっている。
【００４９】
この電源供給装置７０は、給電端子７２ａ，７２ｂに接続された電源負荷（スイッチング電源１３０）に対して結合トランス７４の第１および第２の１次巻線７４ａ，７４ｂを介して電源を供給することができる。給電端子７２ａ，７２ｂ間はコンデンサ７５によって通信信号の周波数に対して低インピーダンスとしているので、結合トランス７４を介して通信信号を入出力することができ、かつ、通信信号が給電端子７２ａ，７２ｂに接続された電源負荷（雑音阻止回路及びスイッチング電源）側に流入するのを阻止することができる。よって、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができる。
【００５０】
このように結合トランス７４の１次側を２つの巻線に分割し、その中点間に商用電源周波数に対し十分大きく通信信号の周波数に対し十分小さなインピーダンスのコンデンサ（例えば０．０１μＦ〜０．１μＦ）を挿入した構成とする。そして、このコンデンサ７５の両端から電力線通信装置１００Ｃの電源又は周辺機器の電源を取るとともに、結合トランス７４を介して信号の入出力を行うようにする。コンデンサ７５の値は、商用電源周波数に対し十分にインピーダンスが高く、通信信号に対しインピーダンスが低く、且つ、コンデンサ６６に充電されたエネルギーによる感電防止から、例えば０．０４７μＦ等が選ばれる。
【００５１】
このとき、コンデンサ７５の両端間は通信信号に対し十分低いインピーダンスであるので、電源側（雑音阻止回路側）を見たときのインピーダンスを、通信信号の周波数において高くする必要がない。したがって、図２０に示したような信号阻止回路が不要となる。また、結合トランス７４が１個でよいので、部品点数を少なくできる。さらに、結合トランス７４の１次巻線を２つに分割し、分割した１次巻線７４ａ，７４ｂを電力線の各ラインに対してそれぞれ設けているので、平衡度が良い。
【００５２】
このように、第３の実施形態によれば、結合トランスの１次巻線を２つに分割してそれぞれを伝送路を兼ねる一対の電力線に対して設け、これらの１次巻線とスイッチング電源とが直列的に接続される構成とすることで、スイッチング電源との間に信号阻止回路が不要かもしくは簡単にできる。また、分割した結合トランスの１次巻線をそれぞれの伝送路に対して設けることで、平衡度を向上でき、さらに１つの結合トランスとすることで部品点数を少なくし、装置構成を簡単にできる。
【００５３】
（変形例）
図４は第１の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図、図５は第２の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図、図６は第３の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図である。
【００５４】
図４〜図６に示す変形例の電力線通信装置１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆは、雑音阻止回路１４０の前段に信号阻止回路１５０を設けたものである。本実施形態に係る電源供給装置５０，６０，７０は、給電端子間のインピーダンスが低いので、信号阻止回路１５０を挿入したときの効果が大きい。
【００５５】
このため、信号阻止回路１５０において、各コイル（コイルＬ１，Ｌ２）に対する要求仕様がゆるくなり、コイルＬ１，Ｌ２の設計が容易になる。従来は線路インピーダンス通常数１００Ωに対し信号阻止効果を得るため、十分大きなインピーダンスを確保する必要があるため、信号周波数帯域で数ＫΩ以上のインピーダンスを確保することが望ましかった。これに対し、本実施形態に係る電源供給装置５０，６０，７０を用いた場合は、給電端子間に接続されたコンデンサ５５，６６，７５のインピーダンス０．数Ω〜数Ωに対し十分大きなインピーダンスを確保すればよいので、数１０Ω程度以上を確保すれば十分である。したがって、信号阻止用のコイルのＬ値（コイルのインダクタンス値）が低くてよい。
【００５６】
このように信号阻止用のコイルのインダクタンスを低くできるので、磁気飽和に対する尤度が大きくなる。また、低インダクタンスで良いため、小さなコアのコイルが使用できる。また、信号阻止用のコイルに並列の浮遊容量成分が多少あっても許容できる。
【００５７】
（応用例）
図７はアダプタ装置の第１例として、第１の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図である。この第１例のアダプタ装置８０は、図１に示した第１の実施形態に係る電源供給装置５０を備えるとともに、受電端子に相当するプラグＰ、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するＰＬＣ（電力線通信）用のモデム接続端子Ｓを備える。この構成により、外部の周辺機器の電力線をコンセントＣに接続して電源供給を行うとともに、モデム接続端子Ｓに電力線通信装置であるＰＬＣモデムを接続して電力線通信の通信信号を送受信することができる。
【００５８】
図８はアダプタ装置の第２例として、第１の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図である。この第２例のアダプタ装置８１は、図７に示した第１例のアダプタ装置８０に対して、コンセントＣに接続される線路間に信号阻止回路１５０をさらに備えている。
【００５９】
図９はアダプタ装置の第３例として、第２の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図である。この第３例のアダプタ装置８２は、図２に示した第２の実施形態に係る電源供給装置６０を備えるとともに、受電端子に相当するプラグＰ、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するＰＬＣ用のモデム接続端子Ｓを備える。
【００６０】
図１０はアダプタ装置の第４例として、第２の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図である。この第４例のアダプタ装置８３は、図９に示した第３例のアダプタ装置８２に対して、コンセントＣに接続される線路間に信号阻止回路１５０をさらに備えている。
【００６１】
図１１はアダプタ装置の第５例として、第３の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図である。この第５例のアダプタ装置８４は、図３に示した第３の実施形態に係る電源供給装置７０を備えるとともに、受電端子に相当するプラグＰ、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するＰＬＣ用のモデム接続端子Ｓを備える。
【００６２】
図１２はアダプタ装置の第６例として、第３の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図である。この第６例のアダプタ装置８５は、図１１に示した第５例のアダプタ装置８４に対して、コンセントＣに接続される線路間に信号阻止回路１５０をさらに備えている。
【００６３】
図１３は本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵したテーブルタップ装置の構成例を示す外観図である。このテーブルタップ装置９０は、本発明の実施形態に係る電源供給装置５０，６０，７０のいずれかを内蔵するとともに、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するモデム接続端子Ｓを備える。なお、テーブルタップ装置９０は、信号阻止回路１５０を内蔵する構成であってもよい。このように、電力線接続用のテーブルタップに電力線通信用のカプラ部を設けた構成により、周辺機器の電力線をコンセントＣに接続して電源供給を行うとともに、モデム接続端子ＳにＰＬＣモデムを接続して電力線通信の通信信号を送受信することができる。
【００６４】
図１４は本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵した埋め込み型コンセント装置の構成例を示す外観図である。このコンセント装置９１は、本発明の実施形態に係る電源供給装置５０，６０，７０のいずれかを内蔵するとともに、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するモデム接続端子Ｓを備える。なお、コンセント装置９１は、信号阻止回路１５０を内蔵する構成であってもよい。このように、電力線接続用のコンセント部に電力線通信用のカプラ部を設けた構成により、周辺機器の電力線をコンセントＣに接続して電源供給を行うとともに、モデム接続端子ＳにＰＬＣモデムを接続して電力線通信の通信信号を送受信することができる。
【００６５】
図１５は本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵したプラグアダプタ装置の構成例を示す外観図である。このプラグアダプタ装置９２は、本発明の実施形態に係る電源供給装置５０，６０，７０のいずれかを内蔵するとともに、受電端子に相当するプラグＰ、給電端子に相当するコンセントＣ、信号入出力端子に相当するモデム接続端子Ｓを備える。なお、プラグアダプタ装置９２は、信号阻止回路１５０を内蔵する構成であってもよい。このように、電力線接続用のプラグアダプタに電力線通信用のカプラ部を設けた構成により、プラグＰを商用電源コンセントに接続し、周辺機器の電力線をコンセントＣに接続して電源供給を行うとともに、モデム接続端子ＳにＰＬＣモデムを接続して電力線通信の通信信号を送受信することができる。
【００６６】
ここで、図１〜図６に示した電力線通信装置に相当するマルチキャリア通信装置の構成例を示す。図１６〜図１８はマルチキャリア通信装置の具体的な構成例を示す図であり、図１６はマルチキャリア通信装置を正面側から見た斜視図、図１７はマルチキャリア通信装置を背面側から見た斜視図、図１８はマルチキャリア通信装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。
【００６７】
このマルチキャリア通信装置１００は、本実施形態の電源供給装置５０，６０，７０のいずれか（以下では代表して電源供給装置５０で示す）を内蔵し、電力線通信を行う通信端末であり、具体的にはモデム（ＰＬＣモデム）として構成されている。勿論、マルチキャリア通信装置は、モデムに限らず、モデムを備えた電気機器（例えばテレビなどの家電機器）として構成することもできる。
【００６８】
マルチキャリア通信装置１００は、図１６及び図１７に示すような筐体１０１の中に、図１８に示すような電気回路の回路モジュール２００が内蔵されている。筐体１０１の前面には、図１６に示すようにＬＥＤ（Light Emitting Diode）などで構成された表示部１０５が設けられている。また、筐体１０１の背面には、図１７に示すように電源コネクタ１０２と、ＲＪ４５などのＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル接続用のモジュラージャック１０３と、シリアルケーブル接続用のＤｓｕｂコネクタ１０４とが設けられている。電源コネクタ１０２には、平行ケーブルなどで構成されるＡＣコード１０６が接続される。モジュラージャック１０３には、図示しないＬＡＮケーブルが接続される。Ｄｓｕｂコネクタ１０４には、図示しないシリアルケーブルが接続される。
【００６９】
図１８に示すように、マルチキャリア通信装置１００の内部には、回路モジュール２００及びスイッチング電源３００が備わっている。スイッチング電源３００は、電力線から電源供給装置５０を経由して商用交流電力（ＡＣ１００Ｖ）の供給を受け、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖの各直流電圧を生成し、これらの電圧を回路モジュール２００に供給する。
【００７０】
回路モジュール２００の内部には、デジタル処理部１２３に相当するメイン集積回路（Integrated Circuit）２０１と、ＡＦＥ（Analog Front End）集積回路２０２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０３と、ドライバ集積回路２０５と、カプラ部を含む電源供給装置５０と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０７と、増幅器（ＡＭＰ  ＩＣ）２０９と、ＡＤ変換集積回路（ＡＤＣ  ＩＣ）２１０と、メモリ２１１と、イーサネット（登録商標）物理層集積回路（ＰＨＹ  ＩＣ）２１２とが設けられている。
【００７１】
また、メイン集積回路２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１ａと、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Power Line Communication・Media Access Control）ブロック２０１ｂと、ＰＬＣ・ＰＨＹ（Power Line Communication・Physic layer）ブロック２０１ｃとを有して構成されている。ＡＦＥ集積回路２０２は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２４と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１１と、可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）２３２とを有して構成されている。
【００７２】
図１８に示す回路モジュール２００は、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号のようなマルチキャリア信号を用いて他端末との間でデータの送受信を行うことができる。このデータ通信には、通信用の伝送路として電力線を用い、この電力線上の所定の周波数帯域を使用する。従って、通信のために特別な伝送路を用意する必要がない。
【００７３】
図１９は本実施形態に係る電力線通信装置における送信部及び受信部の機能的な構成例を示すブロック図である。この図１９は、図１〜図６に示した電力線通信装置における送信部１２１及び受信部１２２に対応するもので、図１８に示した回路モジュール２００において電力線通信に関する部分を機能ブロックで示したものである。
【００７４】
受信部１２２は、Ａ／Ｄ変換器１１と、フーリエ変換器（ＦＦＴ）又はウェーブレット変換器（ＤＷＴ）等、所望の時間−周波数変換を行うためのマルチキャリア変換器１２と、伝送路の影響をキャンセルするように受信信号を補正する等化器１３と、パラレルデータをシリアルデータに変換するＰ／Ｓ変換器１４と、マッピングされたシンボルデータを受信信号であるビットデータに変換するデマッパ１５とを備える。なお、図１８に示すメイン集積回路２０１のＰＬＣ・ＰＨＹブロック２０１ｃにおいて、マルチキャリア変換器１２、等化器１３、Ｐ／Ｓ変換器１４、及びデマッパ１５の機能を実現し、ＡＦＥ集積回路２０２のＡ／Ｄ変換器２３１においてＡ／Ｄ変換器１１の機能を実現する。
【００７５】
送信部１２１は、送信信号であるビットデータをシンボルデータに変換してシンボルマッピングを行うシンボルマッパ２１と、シリアルデータをパラレルデータに変換するＳ／Ｐ変換器２２と、逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）や逆ウェーブレット変換器（ＩＤＷＴ）等、所望の周波数−時間変換を行う逆マルチキャリア変換器２３と、Ｄ／Ａ変換器２４とを備える。なお、図１８に示すメイン集積回路２０１のＰＬＣ・ＰＨＹブロック２０１ｃにおいて、シンボルマッパ２１、Ｓ／Ｐ変換器２２、及び逆マルチキャリア変換器２３の機能を実現し、ＡＦＥ集積回路２０２のＤ／Ａ変換器２３４においてＤ／Ａ変換器２４の機能を実現する。
【００７６】
上述したように、本実施形態の電源供給装置によれば、信号阻止回路を設けなくても、通信信号を減衰させることなく、電源負荷に電源を供給することができる。このため、信号阻止回路を不要に、もしくは信号阻止回路の要求仕様を低くすることができるので、装置構成を簡単、小型化することが可能であり、大電力の供給が必要な周辺機器に対しても対応可能な電源供給装置を容易に実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、電力線通信装置に用いる場合に、信号阻止回路を不要もしくは簡単にでき、伝送信号を減衰させることなく電源を供給することが可能となる効果を有し、電力線を信号伝送路として利用して通信を行う電力線通信装置に用いて好適な電源供給装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の構成図
【図４】第１の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図
【図５】第２の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図
【図６】第３の実施形態に係る電源供給装置を備えた電力線通信装置の変形例の構成図
【図７】アダプタ装置の第１例として、第１の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図
【図８】アダプタ装置の第２例として、第１の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図
【図９】アダプタ装置の第３例として、第２の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図
【図１０】アダプタ装置の第４例として、第２の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図
【図１１】アダプタ装置の第５例として、第３の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の一例を示す回路構成図
【図１２】アダプタ装置の第６例として、第３の実施形態に係る電源供給装置を備えたアダプタ装置の他の例を示す回路構成図
【図１３】本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵したテーブルタップ装置の構成例を示す外観図
【図１４】本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵した埋め込み型コンセント装置の構成例を示す外観図
【図１５】本発明の実施形態に係る電源供給装置を内蔵したプラグアダプタ装置の構成例を示す外観図
【図１６】本実施形態に係るマルチキャリア通信装置を正面側から見た斜視図
【図１７】本実施形態に係るマルチキャリア通信装置を背面側から見た斜視図
【図１８】本実施形態に係るマルチキャリア通信装置の電気回路の構成例を示すブロック図
【図１９】本実施形態に係る電力線通信装置における送信部及び受信部の機能的な構成例を示すブロック図
【図２０】電力線通信装置の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００７９】
５０，６０，７０  電源供給装置
５１ａ，５１ｂ，６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂ  受電端子
５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂ，７２ａ，７２ｂ  給電端子
５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂ  信号入出力端子
５４，６４，６５，７４  結合トランス
５４ａ，６４ａ，６５ａ，７４ａ，７４ｂ  １次巻線
５４ｂ，６４ｂ，６５ｂ，７４ｃ  ２次巻線
５５，６６，７５  コンデンサ
８０，８１，８２，８３，８４，８５  アダプタ装置
９０  テーブルタップ装置
９１  埋め込み型コンセント装置
９２  プラグアダプタ装置
１２０  モデム部
１２１  送信部
１２２  受信部
１２３  データ処理部
１３０  スイッチング電源
１４０  雑音阻止回路
１５０  信号阻止回路
【図１】
0004708145.tif 000002
【図２】
0004708145.tif 000003
【図３】
0004708145.tif 000004
【図４】
0004708145.tif 000005
【図５】
0004708145.tif 000006
【図６】
0004708145.tif 000007
【図７】
0004708145.tif 000008
【図８】
0004708145.tif 000009
【図９】
0004708145.tif 000010
【図１０】
0004708145.tif 000011
【図１１】
0004708145.tif 000012
【図１２】
0004708145.tif 000013
【図１３】
0004708145.tif 000014
【図１４】
0004708145.tif 000015
【図１５】
0004708145.tif 000016
【図１６】
0004708145.tif 000017
【図１７】
0004708145.tif 000018
【図１８】
0004708145.tif 000019
【図１９】
0004708145.tif 000020
【図２０】
0004708145.tif 000021