(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流の電力供給を行う電源装置と負荷との間に設置される電力中継装置において電源装置の電力を定期的に遮断してその供給する直流電力とは逆極性の電圧の制御信号を電力の遮断期間に送出し、１対の電線で直流電力と逆極性の制御信号を混合して配信する電源装置と、直流電力と逆極性の制御信号を分離する電力中継装置を組み合わせた電力供給を伴う信号伝送装置
【請求項２】
請求項1に記載の電力中継装置の電力と制御信号を分離するに回路においてインピーダンスの低い直流電力負荷が制御信号を減衰させることを防止するためと安定負荷電力供給のための、直流電力負荷回路に順方向及びコンデンサーの充電に順方向、制御信号回路に逆方向及びコンデンサーの放電を阻止するような接続のダイオード回路を持った電力供給を伴う信号伝送装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は直流電力供給と制御信号の信号伝送を同時に行う電源装置と電力中継装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流及び直流の電源線にデジタル及びアナログ信号を同時に伝送するする電力線搬送が知られている。これらの電力線搬送システムは電力線に信号を重畳させて通信を行なっている。
例えばモータ駆動用の電流と制御信号とを共通の配線系統で供給し、中継する電線やコネクタを削減して制御システム等の小型化を図るために駆動直流電源に高周波の信号を混合器で重畳して同一ケーブルで送り、負荷側の分波器で電力と制御信号とを分離して省配線で多機能な監視制御が行われている。(例えば特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2003-319693号公報
【特許文献２】特許第4432807号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで電源装置と電力中継装置もしくは電力負荷との間で通信をおこなう電力線搬送は目的の信号と電力を同一の電線で同時に伝送するために周波数の違いを利用して行い、取出しは周波数特性の異なるフィルターを用いて電力と信号の分離を行なっている。
【０００５】
ところが周波数の違いによる方法で電力と信号を伝送する電力線搬送はミクロの時間で判別すると相互に同じ極性の直流成分をもっている期間がある。このために電力と信号の完全な分離は難しいのが現状である。従来より行われている分離の方法は電圧の変化分の程度の違いによる分離をコンデンサー及びコイルによって行なっている。電力と信号の分離はこのコンデンサーとコイル及び各種の受動部品、能動部品や回路を追加して行なっているが電力と信号の完全な分離は難しい。また一般に電力負荷はインピーダンスが低いために電力負荷による信号の減衰も多く回路構成に工夫を凝らしているが無損失の完全な分離ができないため電力負荷が信号伝送における伝送可能な距離の低下を招いている。この傾向は負荷が大きくなるほど顕著に影響を及ぼしている。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、その目的は、省配線で電力供給と信号伝送の機能を持ち、電力と信号とを完全に分離して信号伝送の能力を電力負荷の影響を受けずに長距離伝送することが可能な、電力供給を伴う信号伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。請求項１に記載の発明は電力供給と制御信号の伝送を１対の電線で配信するもので、直流の電力供給を行う図１の電源装置１の第１電源１０を第１電子スイッチ１２で電力中継装置２側のコンデンサー１７の充電で補償できるような幅の遮断を繰返し行うことで信号伝送の期間を設け、その遮断の期間にアドレス設定器１４、クロック位置制御回路１５で制御されるタイミングで第２電子スイッチ１３を駆動することにより制御入力情報７が制御入力端子台８、第２電子スイッチ１３、第１電子スイッチ１２経由で電源出力端子台３に供給される。この信号情報は供給電源とは逆の電位で、更に時間的に電力の電圧とは完全に区別され、相互に干渉したり衝突することがないので減衰することは無く、長い電線の先でも電力と逆極性の信号は明確に判別できる。電力負荷２８との間に設置され、電力と信号を分離する電力中継装置２は供給された電力をダイオード１６経由で負荷接続端子台６へ供給し、その一部をクロック位置制御回路１８や逆電圧検出回路１９のロジック電源として使用して第１電子スイッチ１２で切断された期間を検出し、基準となる図２のリセットクロック２３をもとに信号検出の同期を取り、アドレス設定器２１で設定されたタイミングで、クロック位置制御回路１８を駆動し、その期間に電源入力端子台４からの逆電圧を検出した場合に出力回路２０を制御して制御入力情報７を制御出力端子台９に出力することで形成され、電力供給と信号伝送とを同時にできる事を要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、電力供給を伴う信号伝送装置の電源装置１は、１対の電線で複数の電力中継装置２に電力供給を行いながら個別にアドレス設定器２１で設定された複数の電力中継装置２に個別の制御信号を電力供給の電圧、電流に影響されることなく長距離配信することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の電力供給を伴う信号伝送装置において電源装置１の第１電子スイッチ１２が第２電子スイッチ１３側に接続され、同時に第２電子スイッチ１３が動作した時に、電線５と電力中継装置２経由で接続されたインピーダンスの低い電力負荷２８を経由して供給電流とは逆極性の制御信号の電流が流れて制御信号のレベルが減衰することを阻止すること、及び電力遮断中の電力供給を補償をするコンデンサー１７の電荷吸収を阻止することを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば正極性の電圧で配信されている電力と負極性の電圧で配信されている信号情報の中から正極性の電力のみを電力負荷２８に供給することができ更に第２電源１１から見た電力負荷インピーダンスを無限大にすることにより低容量の第２電源１１でも信号電圧の減衰を抑えられ長距離の負極性の信号伝送を可能にすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直流電力供給を行う電線を利用して制御信号伝送が可能なもので、信号と電力の分離を極性の違いで明確に分離することにより直流電力供給をしながら長距離の信号伝送を電力負荷の影響なく行うことができる。このように制御信号が電力負荷の影響を受けないので電源線５に多くの電力中継装置２経由の電力負荷を接続することができ、最大クロック数２７を大きくとることで１対の電線で多数の負荷の個別制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の直流電力供給を伴う信号伝送装置の各機能をを示すブロック図
【図２】本発明の直流電力供給を伴う信号伝送装置の電力、信号伝送の電圧波形のタイムチャート
【図３】直流電力供給を伴う信号伝送装置を使用するための接続形態
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜図３を参照して、本発明の直流電力供給を伴う信号伝送装置の構成を具体化した実施形態について説明する。
【００１４】
図３に示すように、電源装置１の内部にはAC100Vより生成された+24Vと-24Vの直流電源をもつ。ここで使用する直流電源の電圧値は絶対要素ではないが正負の電圧に分かれている必要がある。
【００１５】
電力負荷のランプ、ヒーター、電磁弁、モーター等は電力中継装置２を経由して接続される。
【００１６】
複数の電力中継装置２は個々に異なったアドレス設定器２１の設定値を持って電源線５に接続される。
【００１７】
電力負荷２８の接続は図１の電力中継装置２のダイオード１６で分離された電力用の負荷接続端子台６と逆電圧検出回路１９で駆動される出力回路２０のリレー接点の制御出力端子台９とでシリーズに接続される。
【００１８】
このように負荷接続端子台６の供給電力と制御出力端子台９とがシリーズに接続されることにより電力負荷２８のON/OFF制御が電力線５から分離された出力情報によりできる。
【００１９】
上記の接続により入力デジジタル情報７と電源装置１のアドレス管理機能により同一の電源線５に接続されている複数の電力中継装置２経由で個々の電力負荷２８を個別に制御できる。この個別に制御できる負荷の点数は図２の最大クロック数２７まで出来る。
【実施例】
【００２０】
実際の負荷として使用されている図３の２４V負荷は多くのものがあり、それらを１対の電線のみでクロックの数だけの負荷に電力供給しながら電源の入り切りを個別に制御することが電源線５の電圧降下を考慮した断面積の電線を使用することによりすべての直流負荷で可能になる。個別に認識し制御することができる図２の最大クロック数２７は電圧降下を考慮した配線をすれば非常に多くの制御が１対の電線で可能になる。汎用的、経済的な制御点数は従来よりデジタル回路でよく使われている８ビットを使用し、最大クロック数２７を８ビットのエンコード、デコードにより２５６とすることにより２５６台の個別制御ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この実施形態によれば、この方式を用いないで個別に制御用の配線を接続する方法に比べて最大クロック数２７分の一に近い省配線ができ、最大クロック数２７を多くするほど経済的な電力供給の制御システムとなる。
【符号の説明】
【００２２】
１…電源装置、２…電力中継装置、３…電源出力端子台、４…電源入力端子台、５…電源線、６…負荷接続端子台、７…制御入力情報、８…制御入力端子台、９…制御出力端子台、１０…第1電源、１１…第2電源、１２…第1電子スイッチ、１３…第2電子スイッチ、１４…アドレス設定器、１５…クロック位置制御回路、１６…ダイオード、１７…コンデンサー、１８…クロック位置制御回路、１９…逆電圧検出回路、２０…出力回路、２１…アドレス設定器、２２…電力の電圧波形、２３…リセットクロック、２４…情報クロック、２５…電力のOFF期間、２６…ON/OFF情報、２７…最大クロック数、２８…電力負荷
【要約】
【課題】直流の電力供給を行う電源装置１と電力中継装置２の間で電力と電力制御の信号を同時に伝送することができる機能を具備した装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この電源装置１はOFF幅の狭い電力の遮断をしながら複数の電力中継装置２に電力供給を行う。この電力遮断は図３のようにリセットクロック２３と情報クロック２４として遮断し、最大クロック数２７まで遮断した後は繰返し行う。電源装置１からの制御入力情報７は第2電源１１の負極性の電圧を電子スイッチ経由で任意に設定された情報クロック２４の電力の遮断期間に送出される。電力中継装置２は電力遮断の隙間で制御情報を受取り電力負荷制御を行う。電源線５に複数の電力中継装置２を接続することにより最大クロック数２７までの個別の制御が１対の電線で電源供給と共に可能になる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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