(57)【要約】【課題】バランス型フィルタのポール数を増やすことによる部品点数の増大を抑制でき、しかも通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現すること。【解決手段】この電力線通信装置のフィルタ回路は、電力線の２本の電力線２ａ，２ｂに接続され所定帯域を通過させるバランス型フィルタ３と、一方の電力線２ａとグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第１のアンバランス型フィルタ２１と、前記他方の電力線２ｂとグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第２のアンバランス型フィルタ２２とから構成される。【選択図】図１
2007104205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線の２本の電線に接続され所定帯域を通過させるバランス型フィルタと、
前記一方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第１のアンバランス型フィルタと、
前記他方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第２のアンバランス型フィルタと、
を具備したことを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域外の高域側を阻止帯域とするローパスフィルタであることを特徴とする請求項１記載の電力線通信装置。
【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用いる電力線通信装置に係るものであり、特に不要輻射を抑制するためのフィルタを備えた電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気のコンセントに通信用のアダプタ（ＰＬＣモデム）を設置してパーソナルコンピュータ等のデータ通信機器などをつなぐことにより、数Mbps〜数百Mbpsのデータ通信を可能にする電灯線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）が提案されている。多くの建物には電気配線が張り巡らされているため、新たにケーブルなどを敷設することなく手軽に構内通信網を構築できる。
【０００３】
電力線はもともと高い周波数の電気信号を流すことを想定していないため、漏洩電波の問題が生じる。そこで、電灯線通信に使用する所望の周波数帯域（例えば４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）を超える高調波成分をカットして不要輻射を抑圧するフィルタを備えた電力線通信装置が考えられている。
【０００４】
図６は電灯線通信において不要輻射を抑圧する目的で開発されたバランス型フィルタの構成例である。同図には、商用電源１に接続された一対の電力線２ａ、２ｂに対してバランス型フィルタ３が接続され、このバランス型フィルタ３を介してＰＬＣモデム４が接続され、その先にデータ通信装置５が接続された構成が示されている。
【０００５】
同図に示すバランス型フィルタ３は、ＬＣ並列共振回路６、ＬＣ直列共振回路７及びＬＣ並列共振回路８を組み合わせたスリーポール構造となっており、所望の周波数帯域（例えば４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）が通過帯域となるような特性を実現している。バランス型フィルタ３の電源側及びモデム側の各々にダンピング抵抗１１，１２を接続してＱを低下させ帯域を確保している。またバランス型フィルタ３の電源側は電力線２ａ，２ｂに夫々設けられた直流カットコンデンサ１３，１４及び保護用ダイオード１９ａ，１９ｂを経由して信号重畳用トランス２０の二次側に接続され、信号重畳用トランス２０の一次側が商用電源１に接続されている。なお、信号重畳用トランス２０の一次側の一端と商用電源１との間には短絡防止用のコンデンサＣ１が挿入されている。バランス型フィルタ３のモデム側は電力線２ａ，２ｂに夫々設けられた直流カットコンデンサ１５，１６を介してＰＬＣモデム４に接続されている。
【０００６】
図７は以上のように構成されたバランス型フィルタ３のフィルタ特性図である。バランス型フィルタ３を構成している素子の定数を調整することにより、同図に示す特性を得ることができた。スリーポール構造のバランス型フィルタ３によって得られた特性は、４ＭＨｚよりも低周波側は急峻に立ち下がり、２０ＭＨｚよりも高周波側はなだらかに下がる通過特性であった。
【特許文献１】特開平０７−２４５５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記バランス型フィルタを用いて通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現しようとすると、ポール数を増やさなければならないが、バランス型フィルタは素子数が多いため部品点数が増大し、コストアップにつながる問題がある。また、商用電源１から５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ近傍のリップルノイズが電力線２ａ，２ｂに入力するので、かかる低周波帯域においても阻止特性を持たせることが望ましいが、さらなる部品点数の増大を招くことになる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バランス型フィルタのポール数を増やすことによる部品点数の増大を抑制でき、しかも通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現可能なフィルタ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】
【０００９】
本発明の電力線通信装置は、電力線の２本の電線に接続され所定帯域を通過させるバランス型フィルタと、前記一方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第１のアンバランス型フィルタと、前記他方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第２のアンバランス型フィルタと、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、所望の通過帯域を実現するフィルタ特性となるようにバランス型フィルタとアンバランス型フィルタとを融合することにより、バランス型フィルタを複数組み合わせる場合に比べて素子数を削減でき、コストダウンを図ることができる。また、バランス型フィルタに対して２本の電線のそれぞれにアンバランス型フィルタを設けることから、一方の電線にだけアンバランス型フィルタを設ける場合に比べてフィルタ回路の設計が容易であり、フィルタ特性も安定する効果がある。
【００１１】
なお、前記第１及び第２のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタで構成することができる。これにより、高域側の阻止帯域及び低域側の阻止帯域のフィルタ特性を改善できる。
【００１２】
なお、前記第１及び第２のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域外の高域側を阻止帯域とするローパスフィルタで構成することができる。これにより、より簡易な構成で高域側の阻止帯域のフィルタ特性を改善できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バランス型フィルタとアンバランス型フィルタを融合させることにより、バランス型フィルタのポール数を増やすことによる部品点数の増大を抑制でき、しかも通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る電力線通信装置の構成図であり、主にフィルタ回路部分を示している。なお、図４に示すバランス型フィルタの各部と同一部分には同一符号を付している。すなわち、バランス型フィルタ３の電源側は、電力線２ａ，２ｂに夫々設けられた直流カットコンデンサ１３，１４及び保護用ダイオード１９ａ，１９ｂを経由して信号重畳用トランス２０の二次側に接続され、信号重畳用トランス２０の一次側が商用電源１に接続されている。また、バランス型フィルタ３のモデム側に設けられたアンバランス型フィルタ２１、２２のモデム側は、電力線２ａ，２ｂに夫々設けられた直流カットコンデンサ１５，１６を介してＰＬＣモデム４に接続されている。
【００１５】
本実施の形態に係る電力線通信装置は、図６に示すバランス型フィルタ３とアンバランス型フィルタとを組み合わせたフィルタ構成としている。バランス型フィルタ３の回路構成については既に説明したので、ここでは説明を省略し、主にアンバランス型フィルタ２１、２２の構成について説明する。
【００１６】
本実施の形態の電力線通信装置は、バランス型フィルタ３のＰＬＣモデム側端部に対して電力線２ａ，２ｂの双方にアンバランス型フィルタ２１、２２を接続した構成としている。すなわち、バランス型フィルタ３とアンバランス型フィルタ２１、２２とを融合して所望の特性を実現している。
【００１７】
アンバランス型フィルタ２１は、いわゆるπ型のバンドパスフィルタで構成されている。具体的には、インダクタ４３の両端がコンデンサ４４，４５を介してグラウンドに接続され、当該インダクタ４３のＰＬＣモデム側の一端がコンデンサ４６を介して直流カットコンデンサ１５の一端に接続されている。コンデンサ４６の両端はインダクタ４８，４９を介してそれぞれグラウンドに接続されている。
【００１８】
もう一方の電力線２ｂ側に接続されたアンバランス型フィルタ２２も上記アンバランス型フィルタ２１と同様に構成されている。すなわち、インダクタ５１の両端がコンデンサ５２，５３を介してグラウンドに接続され、当該インダクタ５１のＰＬＣモデム側の一端がコンデンサ５４を介して直流カットコンデンサ１６の一端に接続されている。コンデンサ５４の両端はインダクタ５５，５６を介してグラウンドに接続されている。
【００１９】
図２はアンバランス型フィルタ２１、２２の通過帯域特性の模式図である。同図に示すように、所望の通過帯域における低域側の下限である４ＭＨｚよりも低周波側と高域側の上限である２０ＭＨｚよりも高周波側が阻止帯域となっている。
【００２０】
かかる通過帯域特性を有するアンバランス型フィルタ２１、２２と図７に示すフィルタ特性を有するバランス型フィルタ３とを組み合わせて各定数を調整することにより、図３に示すフィルタ特性を実現することができた。図６に示すバランス型フィルタ３だけによるフィルタ特性に比べて２０ＭＨｚより高周波側がより急峻になっており高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できていることが判る。また、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの所望帯域ではよりフラットなフィルタ特性を実現できている。４ＭＨｚよりも低周波側は急峻な立ち下がりを示しており、商用電源１に起因した低周波域に存在するリップルノイズを確実に阻止できるものとなっている。
【００２１】
このように、本実施の形態によれば、双方の電力線２ａ，２ｂに対してアンバランス型フィルタ２１，２２を接続し、バランス型フィルタ３とアンバランス型フィルタ２１，２２とを組み合わせて所望の通過帯域特性を実現するようにしたので、同等の特性を得るためにバランス型フィルタをいくつも組み合わせてフィルタ構成する場合に比べて、素子数を大幅に削減することができ、コストダウンを図ることができる。またバランス型フィルタ３に対して２本の電力線２ａ、２ｂのそれぞれにアンバランス型フィルタ２１，２２を設けることから、一方の電力線にだけアンバランス型フィルタを設ける場合に比べてフィルタ回路の設計が容易であり、フィルタ特性も安定する効果がある。
【００２２】
しかも、アンバランス型フィルタ２１，２２として所望の通過帯域特性に合わせたＢＰＦを用いているので、高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できると共に、商用電源１から発生する低周波域のリップルノイズを有効にカットすることができる。
【００２３】
以上の説明では、アンバランス型フィルタ２１，２２としてπ型のＢＰＦを採用しているが、本発明はπ型ＢＰＦに限定されるものではない。π型以外にも一般的なＴ型ＢＰＦを用いることもできる。
【００２４】
図４はアンバランス型フィルタとしてＴ型のＢＰＦを採用した変形例の構成図である。図１と同じフィルタ部分を主に示している。一方の電力線２ａに対してアンバランス型フィルタ４１を接続し、他方の電力線２ｂに対してアンバランス型フィルタ４２を接続している。
【００２５】
アンバランス型フィルタ４１は、いわゆるＴ型のバンドパスフィルタで構成されている。具体的には、２つのインダクタ２３、２４が直列接続され、その中間点がコンデンサ２５を介してグラウンドに接続されている。また、２つのコンデンサ２６、２７が直列接続され、その中間点がインダクタ２８を介してグラウンドに接続されている。そして、一方のインダクタ２４の一端と一方のコンデンサ２６の一端とが接続され、インダクタ２３、２４及びコンデンサ２６、２７からなる直列回路を構成している。インダクタ２３の一端は抵抗素子１７を介してＬＣ共振回路８の電力線２ａ側に接続されている。また、他方のコンデンサ２７のＰＬＣモデム側の一端が直流カットコンデンサ１５の一端に接続されている。
【００２６】
もう一方の電力線２ｂ側に接続されたアンバランス型フィルタ４２は、上記アンバランス型フィルタ４１と同様にＴ型のバンドパスフィルタで構成されている。すなわち、２つのインダクタ３１、３２が直列接続され、その中間点がコンデンサ３３を介してグラウンドに接続されている。また、２つのコンデンサ３４、３５が直列接続され、その中間点がインダクタ３６を介してグラウンドに接続されている。一方のインダクタ３２の一端と一方のコンデンサ３４の一端とが接続され、インダクタ３１、３２及びコンデンサ３４、３５からなる直列回路を構成している。インダクタ３１の一端は抵抗素子１８を介してＬＣ共振回路８の電力線２ｂ側に接続されている。また、他方のコンデンサ３５のＰＬＣモデム側の一端が直流カットコンデンサ１６の一端に接続されている。
【００２７】
以上のように、Ｔ型のＢＰＦからなるアンバランス型フィルタ４１、４２とバランス型フィルタ３とを組み合わせてフィルタを構成した場合も、バランス型フィルタをいくつも組み合わせて所望の特性を実現する場合に比べて素子数を削減できる。また、少ない部品点数で通過帯域近傍及び高域の阻止帯域において良好な特性を実現できる。
【００２８】
また、アンバランス型フィルタ（２１，２２又は４１、４２）として、π型ＬＰＦ又はＴ型ＬＰＦを用いても通過帯域近傍及び高域の阻止帯域において良好な特性を実現できる。図５は、アンバランス型フィルタとして、π型ＬＰＦを用いた場合の特性シミュレーション結果である。またアンバランス型フィルタとして使用できるＢＰＦ又はＬＰＦは上述したものに限定されるものではなく、種々の形態のものを適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、電灯線通信において電力線からの不要輻射を抑圧するためのフィルタを備えた電力線通信装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力通信線装置のフィルタ部分の構成図
【図２】図１に示すアンバランス型フィルタの特性図
【図３】図１に示す電力通信線装置におけるフィルタ全体での特性図
【図４】変形例に係る電力通信線装置のフィルタ部分の構成図
【図５】π型アンバランス型フィルタを用いた場合のフィルタ全体での特性図
【図６】従来の電力通信線装置の構成図
【図７】図６に示す電力通信線装置のフィルタ全体の特性図
【符号の説明】
【００３１】
１  商用電源
２ａ，２ｂ  電力線
３  バランス型フィルタ
４  ＰＬＣモデム
５  データ通信装置
６  ＬＣ並列共振回路
７  ＬＣ直列共振回路
８  ＬＣ並列共振回路
２１、２２、４１、４２  アンバランス型フィルタ
２３、２４、２８、３１、３２、３６  インダクタ
２５、２６、２７、３３、３４、３５  コンデンサ
【図１】
2007104205.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007104205.tif 000007
【図６】
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【図７】
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