(57)【要約】  電力線８に高周波信号を重畳して通信を行う電力線搬送通信システムに用いられるキャパシティブカップラ（ＣＣＵ）１００に於いて、高周波信号の低周波領域の結合効率は増加させるために高耐圧コンデンサ１の容量を増加させると、コンデンサのコストが増大したり、耐電圧が低下したりする等の問題点があった。この発明による信号結合装置は、ＣＣＵ１００に用いるドレインコイル２を磁気コア２１に巻回し、磁気コア２１を構成する磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する特性領域の周波数と、高周波信号の低周波領域の周波数とを一致させることにより、高周波信号の低周波領域の結合効率を増加させ、広い周波数範囲にて高い結合効率を得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を搬送路として高周波信号の送受信を行う電力線搬送通信システムに用いる信号結合装置であって、前記電力線に接続される第１の端子と、前記第１の端子に接続されたコンデンサと、前記コンデンサに直列接続されたインダクタと、前記コンデンサと前記インダクタとの接続部に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部で一致するよう構成されたことを特徴とする信号結合装置。
【請求項２】
前記コンデンサと前記インダクタによる直列共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域に存在することを特徴とする請求項１に記載の信号結合装置。
【請求項３】
前記コンデンサと前記インダクタによる直列共振周波数における前記磁性体の複素透磁率のＱ値が、２以上であることを特徴とする請求項１に記載の信号結合装置。
【請求項４】
前記インダクタを構成する磁性体は、前記インダクタに所定値以上の電流が流れたときに磁気飽和するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の信号結合装置。
【請求項５】
電力線を搬送路として高周波信号を送受信する電力線搬送通信装置に用いる信号結合装置であって、前記電力線に接続される第１の端子と、前記第１の端子に一端が接続された第１のコンデンサと、前記第１のコンデンサに直列接続されたインダクタと、前記インダクタに夫々並列接続された第２のコンデンサ及びマッチングトランスと、前記マッチングトランスの出力側に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタ及びマッチングトランスは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部において一致するよう構成されたことを特徴とする信号結合装置。
【請求項６】
前記インダクタのインダクタンスと、前記マッチングトランスの電力線側の巻線の自己インダクタンスと、前記第１のコンデンサの容量とによって定まる共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域に存在することを特徴とする請求項５に記載の信号結合装置。
【請求項７】
前記インダクタを構成する磁性体は、前記インダクタに所定値以上の電流が流れたときに磁気飽和するよう構成されたことを特徴とする請求項５に記載の信号結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力線を搬送路として高周波信号の送受信を行う電力線搬送通信システムに用いる信号結合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力線搬送通信（Power  Line  Communication;以下、ＰＬＣと称する）システムは、電力線に２[ＭＨＺ]〜４０[ＭＨＺ]の伝送信号を重畳させてデータ通信などの高周波信号の通信を行うものである。そのＰＬＣシステムに於いて、電力線に対し伝送信号の注入・抽出を行う信号結合装置は、通常、高耐圧コンデンサを用いたキャパシティブカップラ（Capacitive  Coupling  Unit；以下、ＣＣＵと称する）で構成されている。【０００３】
このＣＣＵで構成された信号結合装置は、電力線に接続される第１の端子に一端が接続された高耐圧コンデンサと、このコンデンサの他端に一端が接続され他端が接地端子に接続されたドレインコイルとを備え、高耐圧コンデンサとドレインコイルとの接続部に接続された第２の端子から、電力線の高電圧がカットされた高周波通信信号を抽出しまたは注入するものである。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】US2001/0038329A1（Fig.１、[0050]〜[0051]参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように構成された信号結合装置に於いて、電力線を流れる高周波信号電圧Ｖ１は、高耐圧コンデンサとドレインコイルによって分圧されて第２の端子から電圧Ｖ２として取り出される。Ｖ１とＶ２との比であるＶ２／Ｖ１を結合効率と称し、ＣＣＵを用いて電力線に対して高周波信号の注入・抽出を行う特性の一つとして用いられる。この結合効率を大きくするには、高耐圧コンデンサの容量を大きくするか、ドレインコイルのインダクタンスを大きくする必要がある。【０００５】
しかし、高耐圧コンデンサの容量を大きくすると、コンデンサのコストが増大すると共に、耐電圧性能が劣化するという問題点があった。また、ドレインコイルのインダクタンスを大きくすると、コイルのコストが増大すると共に、コイルの浮遊容量によって、高周波特性が劣化し、高周波信号の周波数が２［ＭＨＺ］である場合の結合効率は高くできても、３０[ＭＨＺ]付近での結合効率が低下するという問題点があった。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、高耐圧コンデンサの容量やドレインコイルのインダクタンスを大きくすることなく、高い結合効率が得られる信号結合装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る信号結合装置は、電力線に接続される第１の端子と、該第１の端子に接続されたコンデンサと、該コンデンサに直列接続されたインダクタと、前記コンデンサと前記インダクタとの接続部に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のQ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部に於いて一致するよう構成されたものである。【０００８】
この発明に於いて、複素透磁率のＱ値とは、複素透磁率の実数部と虚数部との比である実数部／虚数部を意味する。【０００９】
また、この発明による信号結合装置は、前記コンデンサと前記インダクタによる直列共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域に存在するよう構成されたものである。【００１０】
また、この発明による信号結合装置は、前記コンデンサと前記インダクタによる直列共振周波数における前記磁性体の複素透磁率のＱ値が、２以上であるよう構成したものである。【００１１】
更に、この発明による信号結合装置は、電力線を搬送路として高周波信号を送受信する電力線搬送通信装置に用いる信号結合装置であって、前記電力線に接続される第１の端子と、前記第１の端子に一端が接続された第１のコンデンサと、前記第１のコンデンサに直列接続されたインダクタと、前記インダクタに夫々並列接続された第２のコンデンサ及びマッチングトランスと、前記マッチングトランスの出力側に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタ及びマッチングトランスは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部において一致するよう構成したものである。【００１２】
また、この発明による信号結合装置は、前記インダクタのインダクタンスと、前記マッチングトランスの電力線側の巻線の自己インダクタンスと、前記第１のコンデンサの容量とによって定まる共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域に存在するように構成したものである。【００１３】
また、この発明による信号結合装置は、前記インダクタを構成する磁性体を、前記インダクタに所定値以上の電流が流れたときに磁気飽和するよう構成したものである。この発明に於いて所定値とは、信号結合装置または該信号結合装置に接続される通信装置にダメージを与え得る値を意味する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る信号結合装置によれば、電力線に接続される第１の端子と、該第１の端子に接続されたコンデンサと、該コンデンサに直列接続されたインダクタと、前記コンデンサと前記インダクタとの接続部に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のQ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部に於いて一致するよう構成されているので、磁性体の磁気特性を利用して、必要となる周波数帯域における低域の結合効率を増加させることによって、広い周波数範囲にわたって、高い結合効率を得ることができる。また、高耐圧コンデンサの容量を小さくしても高い結合効率を得ることができるため、低コストで耐絶縁性能に優れた信号結合装置を得ることができる。また、動作温度が上昇しても、結合効率がほとんど低下しないといった従来にない顕著な効果を奏するものである。【００１５】
また、この発明に係る信号結合装置によれば、コンデンサとインダクタによる直列共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域に存在するよう構成したので、信号結合装置の結合効率が低下する周波数領域と磁性体のQ値が増加する周波数領域を一致させることができる。このため、低周波領域にて結合効率が極大値を示す特性とすることができ、広い周波数範囲に於いて結合効率が高く温度特性の優れた信号結合装置を得ることができる。【００１６】
また、この発明に係る信号結合装置によれば、コンデンサとインダクタによる直列共振周波数における前記磁性体の複素透磁率のＱ値が、２以上であるようにしたので、低周波領域に於いて結合効率が極大値を示す特性とすることができ、広い周波数範囲に於いて結合効率が高く温度特性の優れた信号結合装置を得ることができる。【００１７】
また、この発明に係る信号結合装置によれば、電力線に接続される第１の端子と、前記第１の端子に一端が接続された第１のコンデンサと、前記第１のコンデンサに直列接続されたインダクタと、前記インダクタに夫々並列接続された第２のコンデンサ及びマッチングトランスと、前記マッチングトランスの出力側に接続され前記高周波信号を送受信する通信装置を接続する第２の端子とを備え、前記インダクタ及びマッチングトランスは、磁性体にコイルを巻回して構成され、前記磁性体は、その複素透磁率のＱ値が増加する周波数領域が前記高周波信号の周波数帯域の下限領域と少なくとも一部において一致するよう構成されているので、電力線の特性インピーダンスが、通信モデムの特性インピーダンスと一致しない場合でも、広い周波数範囲に於いて高い結合効率を有する信号結合装置を得ることができる。【００１８】
また、この発明に係る信号結合装置によれば、インダクタのインダクタンスと、マッチングトランスの電力線側の巻線の自己インダクタンスと、第１のコンデンサの容量とによって定まる共振周波数が、前記磁性体の複素透磁率のQ値が増加する周波数領域に存在するよう構成したので、電力線の特性インピーダンスが、通信モデムの特性インピーダンスと一致しない場合でも、広い周波数範囲に於いて高い結合効率を有する信号結合装置を得ることができる。【００１９】
また、この発明による信号結合装置によれば、インダクタを構成する磁性体を、前記インダクタに所定値以上の電流が流れたときに磁気飽和するよう構成しているので、少なくともインダクタに所定値以上の過大な電流が流れたときの結合効率を低下させることができるため、前記所定値を適切に設定することにより、事故電圧やサージ電圧から信号結合装置またはこの信号結合装置に接続される通信モデムを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１による信号結合装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による磁性体の特性を示す特性図である。
【図３】本発明の実施の形態１による結合効率を示す特性図である。
【図４】高耐圧コンデンサの容量の温度特性を示す特性図である。
【図５】本発明の実施の形態１による結合効率の温度特性を示す特性図である。
【図６】本発明の実施の形態１による磁性体材料と結合効率の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の実施の形態２による信号結合装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    高耐圧コンデンサ
２    ドレインコイル
２１、５１    磁気コア
３    コンデンサ
４、６    保護素子
５    マッチングトランス
６    保護素子
７    コネクタ
８    電力線
１００    ＣＣＵ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１による信号結合装置の回路構成を示す図である。図１に於いて、ＣＣＵにより構成された信号結合装置１００は、電力線８に接続される第１の端子１０１に一端が接続された第１のコンデンサとしての高耐圧コンデンサ１と、この高耐圧コンデンサ１の他端に一端が接続され他端が大地に接地される接地端子１０３に接続されたドレインコイル２とを備えている。ドレインコイル２は、環状の磁性体からなる磁気コア２１に巻回されている。ドレインコイル２と磁気コア２１とにより、インダクタが構成される。【００２３】
また、ドレインコイル２には、第２のコンデンサ３と、サージアレスタ等からなる保護素子４と、マッチングトランス５の一次コイル５０１とが並列に接続されている。マッチングトランス５の一次コイル５０１及び二次コイル５０２は、環状の磁性体からなる磁気コア５１に巻回されている。また、マッチングトランス５の二次コイル５０２には並列にサージアレスタ等からなる保護素子６が接続されている。【００２４】
マッチングトランス５の二次コイル５０２には、第２の端子としてのコネクタ７が接続されている。コネクタ７には、ケーブル（図示せず）が接続され、通信モデム（図示せず）と接続される。【００２５】
以上のように構成された信号結合装置に於いて、電力線８を流れる高周波信号の電圧（以下、高周波信号電圧と称する）をＶ１とすると、この高周波信号電圧Ｖ１は、高耐圧コンデンサ１とドレインコイル２により分圧され、電圧Ｖ２として取り出される。今、高耐圧コンデンサ１の容量をＣ、ドレインコイル２のインダクタンスをＬとすると、結合効率Ｇ（＝Ｖ２／Ｖ１）は次の式（１）により求められる。【００２６】
【数１】
2007063627.tif 000003
【００２７】
式（１）に於いて、高周波信号の周波数が低い領域（以下、単に低周波領域と称する）では、１＞＞ω2ＬＣとなるため、Ｇ＝ω2ＬＣとなる。そこで、この低周波領域での結合効率Ｇを増加させるためには、インダクタンスＬ、容量Ｃのいずれかを増加させればよいことになる。【００２８】
高耐圧コンデンサ１のコストを低減したり、耐電圧を増加させるためにその容量Ｃを減少させた場合、式（１）で説明したように高周波信号の低周波領域での結合効率Ｇが低下する。そこで、結合効率Ｇの低下を防止するためにインダクタンスＬを増加させると、ドレインコイル２の浮遊容量が増加し、高周波信号の周波数が高い領域（以下、単に高周波領域と称する）での結合効率Ｇが低下する。このため、ドレインコイル２の単なるインダクタンスＬの成分を増加させるだけでなく、ドレインコイル２を磁気コア２１に巻回し、磁気コア２１の磁性体としての特性を利用して、高周波信号の低周波領域での結合効率Ｇを増加させる。【００２９】
図２に、ドレインコイル２を巻回する磁気コア２１、及びマッチングトランス５の一次コイル５０１及び二次コイル５０２を巻回する磁気コア５１の磁性体の特性を示す。図２から明らかなように、磁性体の複素透磁率の実部Ｒは、周波数の低い領域ではほぼ一定値を示し、ある周波数より高くなると減少していく。複素透磁率の虚部Ｉは、ある特定の周波数で極大値を示す。複素透磁率の実部と虚部の比（実部Ｒ／虚部Ｉ）であるＱ値は、周波数の低い領域では高くほぼ一定値を示すが、その後、周波数の増大と共に急激に減少し、高い周波数の領域では、低い値でほぼ一定値を示す。【００３０】
複素透磁率の実部Ｒが一定値を示し、Ｑ値が高い値を示す周波数範囲を特性領域Ａとする。また、実部Ｒが減少し、Ｑ値が高い値から急激に減少する周波数範囲を特性領域Bとし、複素透磁率の実部Ｒと虚部Ｉが減少しＱ値が低い値でほぼ一定値となる周波数範囲を特性領域Ｃとする。特性領域Ｂに於けるＱ値は、特性領域Ｃに於ける低い値のＱ値から急激に増加する。【００３１】
図３に、ドレインコイル２とマッチングトランス５に用いる磁気コア２１、５１を構成する磁性体の特性を変化させたときの、ＣＣＵの結合効率を示す。図３の（ａ）は、高周波信号の周波数帯域Ｄの全域に於いて、磁性体の特性が特性領域Ｃとなる磁気コアを用いたドレインコイル２及びマッチングトランス５の場合を示し、ＣＣＵの結合効率Ｇは、高い周波数領域でほぼ一定値を示すが、周波数が低くなると共に徐々に減衰する。【００３２】
一方、図３の（ｂ）は、高周波信号の周波数帯域Ｄの下限領域に於いて磁性体の磁気特性が特性領域Ｂとなる磁気コアを用いたドレインコイル２及びマッチングトランス５の場合を示し、ＣＣＵの結合効率Ｇは、低周波領域にて周波数が減少すると共に増加し、後述するようにある特定の周波数に於いて極大値を示す特性となる。このように、高周波信号の周波数帯域Ｄの下限領域を、磁性体のＱ値が急激に減少する、即ち急激に増加する、特性領域Ｂと一致させることにより、高周波信号の低周波領域での結合効率の高いＣＣＵを得ることができる。【００３３】
実施の形態１は、ドレインコイル２及びマッチングトランス５の磁気コア２１、５１を構成する磁性体を、その複素透磁率のＱ値が増加する特性領域Ｂが高周波信号の周波数帯域の下限領域と一致するよう構成したものである。この構成により、前述のように、高周波信号の低周波領域で結合効率Ｇの高いＣＣＵを得ることができる。【００３４】
次に、実施の形態１に於けるＣＣＵの結合効率Ｇの温度依存特性について述べる。一般に、温度上昇と共に、高耐圧コンデンサ１の容量Ｃやドレインコイル２のインダクタンスＬは減少する。このため、温度上昇と共にＣＣＵの結合効率Ｇは低下する。また、高耐圧コンデンサ１の容量の温度特性は、図４に示すように、１００[ＫＨＺ]以下の周波数にて測定した場合、容量が温度上昇と共に減少する特性Ｃ１となる。したがって、０度以下の低温でのＣＣＵの結合効率は増加すると予想される。しかしながら、１[ＭＨＺ]以上の周波数にて容量を測定した結果、特性Ｃ２となり、低温での容量も減少し、したがって、この場合、０度以下の低温でもＣＣＵの結合効率は低下することが判明した。【００３５】
図５の（ａ）は、高周波信号の周波数帯域Ｄの全域を、ドレインコイル２及びマッチングトランス５の磁気コア２１、５１の磁性体の特性領域Ｃとした場合のＣＣＵの結合効率の温度依存特性を示し、この場合の結合効率Ｇは、室温にて最大の結合効率を示し、温度が増加しても低下しても結合効率は低下する。即ち、温度２５度にて結合効率のスペックＳを満足しても、温度５０度や温度８０度や温度―２５度ではスペックを満たさなくなることがわかる。【００３６】
図５の（ｂ）は、実施の形態１の場合、即ち、高周波信号の周波数帯域Ｄの下限領域をドレインコイル２及びマッチングトランス５の磁気コア２１、５１の磁性体の特性領域Ｂと一致させ、下限領域以外の領域を特性領域Ｃとした場合を示す。この場合、温度８０度や温度―２５度のときの結合効率の特性を見れば分かるように、温度の上昇によって、高周波信号の低周波領域における結合効率の極大値はなくなるものの、温度８０度や温度―２５度でも低周波領域に於いて結合効率のスペックＳを満たすことがわかる。【００３７】
次に、ドレインコイル２の磁気コア２１、及びマッチングトランス５の磁気コア５１を構成する磁気材料について述べる。一般に、２〜４０[ＭＨＺ]の高周波信号に用いられる磁性体として、フェライト材料、アモルファス磁性材料などが用いられる。図６に、３種類のフェライト材料を用いて試作した磁性体を、ＣＣＵのドレインコイル２、マッチングトランス５の磁気コア２１、５１として用いた場合の結合効率を示す。図６から明らかなように、ＭｎＺｎフェライトでは、複素透磁率のＱ値の特性及び結合効率の特性はＦで示され、２〜４０[ＭＨＺ]におけるＱ値が1以下であるため、結合効率は−４[ｄＢ]程度である。【００３８】
ＮｉＺｎフェライトＡでは、複素透磁率のＱ値の特性及び結合効率の特性はＦＡで示され、２〜４０[ＭＨＺ]におけるＱ値が１以上であるため１０[ＭＨＺ]以上の周波数における結合効率は−３[ｄＢ]であるが、１０[ＭＨＺ]以下の周波数での結合効率は低い。ＮｉＺｎフェライトＢでは、複素透磁率のＱ値の特性及び結合効率の特性はＦＢで示され、１０[ＭＨＺ]以下の周波数におけるＱ値は、２以上と大きいため、低域での結合効率が増加し、ほぼ５[ＭＨＺ]にて極大値を示す。このときの高耐圧コンデンサ１とドレインコイル２の共振周波数は、５[ＭＨＺ]である。従がって、ドレインコイル２の磁気コア２１、及びマッチングトランス５の磁気コア５１を構成する磁性体の材料として、上記のフェライトＢを用いるのが好ましい。【００３９】
実施の形態１では、図１に示すようにＣＣＵの回路構成として、第２のコンデンサ３と、保護素子４及び６と、マッチングトランス５を備えている。第２のコンデンサ３は、高周波特性を改善するためのものであり、保護素子４及び６は、配電系統からのサージ電圧を吸収するためのものである。マッチングトランス５は、電力線８の特性インピーダンスとコネクタ７に接続される通信モデムの特性インピーダンスが異なる場合のインピーダンスマッチングをとるためのものである。【００４０】
電力線８の特性インピーダンスは、５０〜４００[Ω]、通信モデムの特性インピーダンスは一般的に５０[Ω]であるため、マッチングトランス５の一次コイル（電力線側）と二次コイル（通信モデム側）との巻数比としては、２：１、もしくは３：１とする。今、並列回路となるドレインコイル２とマッチングトランス５の一次コイル（電力線側）の、夫々のインダクタンスをＬ１、Ｌ２とすると、その共振周波数ｆｒは次の式（２）で示される。【００４１】
【数２】
2007063627.tif 000004
【００４２】
そこで、実施の形態１では、式（１）で示される共振周波数ｆｒを、ドレインコイル２及びマッチングトランス５の磁気コア２１、５１を構成する磁性体の特性領域Ｂとするように設定しており、これにより、ＣＣＵの結合効率Ｇが低下する高周波信号の下限領域に、図３の（ｂ）で示した結合効率Ｇの極大値を設定することができる。【００４３】
電力線８に実施の形態１に示した信号結合装置を接続した場合、通常状態ではドレインコイル２を流れる６０[ＨＺ]もしくは５０[ＨＺ]の電力周波数の電流の値はわずかである。しかし電力線８にサージ電圧が加わったり短絡事故などが発生したりすると、一時的に過大な電流が信号結合装置に加わる。このとき、ドレインコイル２にも過大な電流が流れる。【００４４】
そこで、実施の形態１では、インダクタのドレインコイル２及びマッチングトランス５の一次コイル５０１に過大な電流が流れたとき、夫々の磁気コア２１、５１が磁気飽和するように、その磁気コアの断面積や磁路長を設定している。これにより、過大な電流が流れた場合の結合効率を低下させることができる。【００４５】
即ち、空心のドレインコイルやマッチングトランスでは、所定値以上の過大な電流が流れても結合効率が低下しないため、コネクタ７に接続された通信モデムの入力部を破壊してしまうことがあるのに対し、実施の形態１によれば、所定値以上の過大な電流が流れた場合にＣＣＵの結合効率が低下するので、通信モデムを保護することができる。この実施の形態１によれば、サージ電圧などパルス性の電圧が発生し、過大電流の周波数帯域と高周波信号の周波数帯域が等しいときに特に有効である。所定値とは、信号結合装置またはこの信号結合装置に接続される通信モデム等の通信装置にダメージを与え得る値を意味する。【００４６】
尚、以上説明した実施の形態１では、インダクタ及びマッチングトランス５として、環状の磁性体からなる磁気コア２１、５１にコイルを巻回した場合について述べたが、インダクタ及びマッチングトランス５の双方の磁気コアとして、またはそれらのうちいずれかの磁気コアとして、トロイダルコア、ＥＩコア、ドラムコア、メガネコアなどの形状のコアとしても良く、また棒状の磁気コアとしても良い。
実施の形態２
図７は、この発明の実施の形態２に係る信号結合装置の回路構成を示す。図７に於いて、ＣＣＵ１００は、電力線８に接続される第１の端子１０１、この第１の端子に一端が接続された高耐圧コンデンサ１、この高耐圧コンデンサ１の他端に一端が接続され、他端が接地端子１０３に接続されたドレインコイル２、このドレインコイル２に接続された第２の端子としてのコネクタ７を備えている。【００４７】
ドレインコイル２は、磁性体により構成された磁気コア２１に巻回され、このドレインコイル２と磁気コア２１とによりインダクタを構成している。ドレインコイル２の磁気コア２１を構成する磁性体の特性領域Ｂは、実施の形態１と同様に、図３に示すように高周波信号の周波数帯域Ｄと一致させている。コネクタ７には、ケーブルが接続され通信モデムと接続される（図示せず）。【００４８】
このように、実施の形態２では、実施の形態１の場合のような、マッチングトランス、保護素子、及び第２のコンデンサを備えていないものであり、電力線８の電圧が比較的低く、保護素子等を必要としない場合に用いることが好ましい。【００４９】
この実施の形態２によれば、保護素子やマッチング回路を用いずに低コストで、且つ高周波信号の低周波領域で結合効率Ｇの高いＣＣＵを得ることができる。【００５０】
ＣＣＵの結合効率Ｇは、高周波信号の高周波領域ではほぼ一定値を示し、周波数が低下するとともに減少するが、高周波信号の下限領域である低周波領域での結合効率Ｇは、前述したように、Ｇ=ω2ＬＣで与えられる。一方、直列接続したドレインコイル２と高耐圧コンデンサ１の直列共振周波数ｆｒは、次の（式３）にて表される。【００５１】
【数３】
2007063627.tif 000005
【００５２】
この直列共振周波数ｆｒが、ＣＣＵの使用可能周波数帯域の下限領域となる。【００５３】
実施の形態２では、高耐圧コンデンサ１と、ドレインコイル２により構成されるインダクタとの直列共振周波数ｆｒを、磁気コア２１の特性領域Ｂに存在させている。この実施の形態２によれば、ＣＣＵの結合効率Ｇが低下する高周波信号の周波数帯域の下限領域に図３（ｂ）で示した結合効率Ｇの極大値を設定することができる。【００５４】
また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、インダクタのドレインコイル２に所定値以上の過大な電流が流れたとき、夫々の磁気コア２１が磁気飽和するように、その磁気コアの断面積や磁路長を設定している。これにより、ＣＣＵの結合効率を低下させることができる。【００５５】
即ち、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、所定値以上の過大な電流が流れた場合にＣＣＵの結合効率が低下するので、通信モデムを保護することができる。この実施の形態２によれば、サージ電圧などパルス性の電圧が発生し、過大電流の周波数帯域と高周波信号の周波数帯域が等しいときに特に有効である。所定値とは、信号結合装置またはこの信号結合装置に接続される通信モデム等の通信装置にダメージを与え得る値を意味する。【００５６】
尚、以上説明した実施の形態２では、インダクタとして、環状の磁性体からなる磁気コア２１にコイルを巻回した場合について述べたが、その磁気コアとしてトロイダルコア、ＥＩコア、ドラムコア、メガネコアなどの形状のコアとしても良く、また棒状の磁気コアとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
この発明に於ける信号結合装置は、電力線を搬送路として高周波信号の送受信を行う電力線搬送通信システムの分野に用いることができる。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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