(57)【要約】【課題】平衡度の異なる配線を接続する際、平衡度の違いに起因して高周波信号の一部がノーマルモードからコモンモードへ変換されることにより、高周波信号の差動成分と比例した同相成分が生成され、本来平衡度が高い配線においても放射雑音が増加する。【解決手段】トランスの一次側および二次側の各端子にコンデンサを接続した低周波電力遮断回路と、インダクタンスを含む高周波信号遮断回路とを並列に接続して構成したインターフェイス回路により平衡度の異なる配線を接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号と電力を重畳して通信を行う電力線通信において、配線を接続する電力線通信用インターフェイス回路であって、
低周波電力を遮断して高周波信号を通過させる低周波電力遮断回路と、
前記低周波電力遮断回路と並列に接続され、高周波信号を遮断して低周波電力を通過させる高周波信号遮断回路とを備え、
前記低周波電力遮断回路は、二端子対のトランス回路と、前記二端子対のトランス回路の一次側端子対及び二次側端子対のそれぞれに直列に接続されたコンデンサとを含む、
電力線通信用インターフェイス回路。
【請求項２】
前記高周波信号遮断回路は、
少なくとも１つのコイルをそれぞれ有する第１の高周波阻止回路及び第２の高周波阻止回路を含む、
請求項１記載の電力線通信用インターフェイス回路。
【請求項３】
前記高周波信号遮断回路は、
直列に接続された２つのコイルをそれぞれ有する第１の高周波阻止回路及び第２の高周波阻止回路と、前記第１の高周波阻止回路の前記２つのコイルの間の接続部と、前記第２の高周波阻止回路の前記２つのコイルの間の接続部とを接続するコンデンサとを含む、
請求項１記載の電力線通信用インターフェイス回路。
【請求項４】
前記トランス回路は、トランスの二次側に中点端子を備え、
前記中点端子は接地端子である、
ことを特徴とする請求項１記載の電力線通信用インターフェイス回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、配電線に高周波信号を重畳して通信を行う電力線通信において、配線を接続する電力線通信用インターフェイス回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配電線に高周波信号を重畳して通信を行う電力線通信が実用化されている。電力線通信は、専用の配線を新しく敷設することなく通信ネットワークが構築できることから、今後の更なる普及が期待される。しかし、一般に配電システムは通信に用いることを目的として設計されていないため、配電線に高周波信号を重畳して通信を行うと、本来ノーマルモードで伝送される高周波信号の一部が、コモンモードの信号成分に変換される場合があり、このコモンモードの信号成分によって生じる放射雑音による外部への電波妨害が懸念されている。
【０００３】
上記の問題に対し、従来、コンセントプラグ等の配線接続部分において、コモンモード信号成分を抑制することを目的としたインターフェイス回路が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献２では、さらにインピーダンス整合回路を具備した配線方法が開示されている。
【０００４】
図７は、特許文献２に記載された従来の電力線通信装置用ケーブルを示す図である。図７において、コンセントプラグは、伝送線路のコモンモードに対して高いインピーダンスを有するコモンモードチョーク回路と、差動インピーダンスを整合させた差動インピーダンス整合回路を有している。
【０００５】
この構成により、電力線通信装置から送信されるノーマルモードである高周波信号の差動成分に対しては、インピーダンス整合が保たれているためコンセントプラグを通過し、かつ、電力線通信装置および配線上に誘起したコモンモードである高周波信号の同相成分に対しては、高いインピーダンスを有するため抑制されることになる。これにより、特許文献２に記載された従来の電力線通信装置用ケーブルは、本来の通信信号である高周波信号の差動成分に影響を与えることなく、放射雑音が生じる要因となる高周波信号の同相成分を低減することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２６６６３４号公報
【特許文献２】特開２００８−５０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、配電線の接続部分において配電線間の平衡度が異なる場合、この違いに起因して高周波信号がノーマルモードからコモンモードへ変換されることにより、高周波信号の差動成分の電圧に比例して高周波信号の同相成分が生成される。ここで生成される同相成分は、差動成分と同じ広い帯域幅を持ち、また、差動成分が大きい場合、同相成分も大きくなるため、これを抑制するには、広帯域かつ減衰量の大きなコモンモードフィルタ回路が必要となる。
【０００８】
本願発明は、上記課題を解決するために、配電線間の平衡度が異なる接続部分においても、接続する両者の平衡度を維持することにより、平衡度の良い配線に対して、平衡度の悪い配線の影響を抑制し、本来平衡度が良い配線における放射雑音の発生を低減することができる電力線通信用インターフェイス回路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】
上記課題を解決するために、本願発明の電力線通信用インターフェイス回路は、トランス回路の一次側および二次側の各端子にコンデンサを接続した低周波電力遮断回路と、インダクタンスを含む高周波信号遮断回路とを並列に接続して、構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明の電力線通信用インターフェイス回路をコンセントプラグ等の配電器具に備えることで、設置時に電力線通信を意識した特段の工事や設定を行うことなく、平衡度の悪い配電線に、平衡度の良い配電線を接続する場合であっても、接続点における平衡度劣化に伴うノーマルモードからコモンモードへの変換を抑制することができるので、高周波信号の同相成分による放射雑音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１における電力線通信用インターフェイス回路の基本構成を示す図
【図２】実施の形態１における低周波電力遮断回路の構成を示す図
【図３】実施の形態１及び２における高周波信号遮断回路の構成を示す図
【図４】実施の形態１及び２における高周波信号遮断回路の別の構成を示す図
【図５】実施の形態２における電力通信線用インターフェイス回路の基本構成を示す図
【図６】実施の形態２における低周波電力遮断回路の構成を示す図
【図７】従来の電力線通信装置用ケーブルの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本願発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本願発明の実施の形態１における電力線通信用インターフェイス回路１０１の基本構成の一例を示す図である。図１に示す電力線通信用インターフェイス回路１０１は、端子１０２−１０５の４つの端子を備えた二端子対回路であって、低周波電力遮断回路１０６と、低周波電力遮断回路１０６に対して並列に接続された高周波信号遮断回路１０７を備える。低周波電力遮断回路１０６は、二端子対回路であって低周波電力及び高周波信号の同相成分を遮断し、高周波信号の差動成分を通過させる。高周波信号遮断回路１０７は、二端子対回路であって高周波信号を遮断し、低周波電力を通過させる。
【００１４】
図２は、本願発明の実施の形態１における低周波電力遮断回路１０６の構成の一例を示す図である。図２に示す低周波電力遮断回路１０６は、トランス回路２０５と、コンデンサ２０１〜２０４を備える。トランス回路２０５の一次側の端子対は、それぞれコンデンサ２０１、２０２を介して端子１０２、１０３に接続されており、二次側の端子対は、それぞれコンデンサ２０３、２０４を介して端子１０４、１０５に接続されている。
【００１５】
図３は、本願発明の実施の形態１における高周波信号遮断回路１０７の構成の一例を示す図である。図３に示す高周波信号遮断回路１０７は、コイル３０１、３０２を備える。端子１０２と端子１０４はコイル３０１を介して接続されており、端子１０３と端子１０５はコイル３０２を介して接続されている。以下では、図１−３を用いて、低周波電力と高周波信号が重畳された電力線通信信号が電力線通信用インターフェイス回路１０１の端子１０２、１０３に入力され、電力線通信用インターフェイス回路１０１を通過して端子１０４、１０５から出力される際の動作を説明する。
【００１６】
電力線通信信号は、並列に接続した低周波電力遮断回路１０６及び高周波信号遮断回路１０７の両方へ入力される。
【００１７】
低周波電力遮断回路１０６は、コンデンサ２０１−２０４によってハイパスフィルタ回路構成となるため、電力線通信信号のうち、高周波信号は通過するが、低周波電力は遮断される。端子１０２、１０３からコンデンサ２０１、２０２を介してトランス回路２０５に入力された高周波信号のうち、差動成分はトランスの結合係数に応じてトランス回路２０５を通過するが、同相成分はトランスによって打ち消し合い、遮断される。トランス回路２０５を通過した高周波信号は、コンデンサ２０３、２０４を介して端子１０４、１０５へ出力される。
【００１８】
その結果、端子１０４、１０５から出力される高周波信号は、端子１０２、１０３に入力される電力線通信信号に含まれる高周波信号と比較して、平衡度が改善される。ここで平衡度が改善されるとは、高周波信号の差動成分に対する同相成分の比が小さくなることを意味している。
【００１９】
高周波信号遮断回路１０７のコイル３０１、３０２は、周波数の低い成分に対してはインピーダンスが低くなり、周波数の高い成分に対してはインピーダンスが高くなる性質を持つ。そのため、高周波信号遮断回路１０７は入力された高周波信号を遮断し、低周波電力を伝達する。
【００２０】
その後、低周波電力遮断回路１０６を通過した高周波信号の差動成分と、高周波信号遮断回路１０７を通過した低周波電力は重畳される。
【００２１】
このようにして、電力線通信用インターフェイス回路を通過する電力線通信信号からは、高周波信号の同相成分のみが除去される。本願発明の電力線通信用インターフェイス回路を用いると、放射雑音を発生させる要因となる高周波信号の同相成分を遮断することができるため、平衡度の悪い配電線に、平衡度の良い配電線を接続する場合であっても、配電線の平衡度の劣化を防ぐことができ、放射雑音の発生による電波妨害を抑制できる電力線通信システムを構築可能である。
【００２２】
また、本実施の形態に係る低周波電力遮断回路１０６及び高周波信号遮断回路１０７の構成の一例では、それぞれの構成が入力側と出力側で対称形となっており、電力線通信用インターフェイス回路としても構成が対称形となっている。そのため、二端子対のうち、どちらの端子対から電力線通信信号が入力されても上記記載と同様の効果が得られる。
【００２３】
なお、図３には本実施の形態に係る高周波信号遮断回路１０７の一例を示したが、図４に示すように、高周波信号遮断回路１０７は、コイル４０１−４０４及びコンデンサ４０５を備え、端子１０２と端子１０４は直列に接続されたコイル４０１、４０３を介して接続され、端子１０３と端子１０５は直列に接続されたコイル４０２、４０４を介して接続されており、コイル４０１とコイル４０３の間の接続部とコイル４０２とコイル４０４の間の接続部はコンデンサ４０５で接続される構成でも良く、高周波信号を遮断し、低周波電力を伝達できる構成であればこれらに限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は、本願発明の実施の形態２における電力線通信用インターフェイス回路１０１の基本構成の一例を示す図である。この構成は、実施の形態１の電力線通信用インターフェイス回路において、低周波電力遮断回路の第２の構成を示したものであり、実施の形態１との構成の差分だけを説明する。図５に示す電力線通信用インターフェイス回路１０１は、入力端子側に端子１０２及び１０３、出力端子側に端子１０４、１０５及び５０２を備え、低周波電力遮断回路５０１と、低周波電力遮断回路に対して並列に接続された高周波信号遮断回路１０７を備える。ここで端子５０２はグランドに接地された接地線であり、この構成によって出力端子側において接地線を含む三線の電力線が接続できる。
【００２５】
図６は本願発明の実施の形態２における低周波電力遮断回路５０１の構成の一例を示す図である。図６に示す低周波電力遮断回路５０１は、実施の形態１におけるトランス回路２０５に代えて、トランスの二次側に中点端子が設けられたトランス回路６０５を用いる。この中点端子は、接地線である端子５０２に接続している。
【００２６】
この構成により、低周波電力遮断回路を通過した高周波信号の差動成分と、高周波信号遮断回路１０７を通過した低周波電力が重畳される点で実施の形態１と動作が同じである。ただし、本実施の形態ではトランス回路６０５の二次側に設けられた中点端子が接地するため、低周波電力遮断回路５０１は二端子対回路の出力端子対側に接地端子が設けられる構成となり、出力端子側において接地線を含む三線の電力線が接続できる。
【００２７】
実施の形態２においては、接続する電力線が接地線を含む三線の電力線の場合に、この接地線に起因して発生する不平衡を抑制することができる。通信を行う二線の電力線と接地線が電気的に非対称の関係にあると不平衡となり、これによって同相成分が生じ、放射雑音の要因となる。本実施の形態のように、通信信号が重畳される二線の中点において接地する構成をとることによって、通信を行う二線の電力線と接地線が電気的に対称の関係になり、この接地による不平衡が発生しにくくなることで放射雑音の抑制が可能になる。
【００２８】
なお、実施の形態における電力線通信用インターフェイス回路が有するコンデンサ、コイル及びトランス等の各素子の組み合わせは、実施の環境によって適宜設定するものである。
【００２９】
ここで、実施の環境とは、低周波電力の周波数や電圧、および高周波信号の周波数などである。本願発明を実施するに際して、低周波電力の周波数は、商用電源として供給されている、５０Ｈｚ、６０Ｈｚや、０Ｈｚ（直流）などが考えられる。また、低周波電力の電圧は、商用電源として供給されている数１００Ｖ以下の値が考えられる。さらに、高周波信号の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ以上の帯域や、２ＭＨｚ以上の帯域などが考えられる。これらの値はすべて、本願発明を実施する環境によって決定され得るものである。
【００３０】
すなわち、各素子の組み合わせは、低周波電力の周波数や高周波信号の周波数を考慮し、低周波電力と高周波信号を分離するためのカットオフ周波数の値を満たし、商用電源の電圧、電流値などを考慮して設定すれば良く、本願発明を実施する環境に依存するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本願発明にかかる電力線通信用インターフェイス回路は、コンセント端子や分電盤等の電力線の接続点において、電力線通信装置とそのケーブルを接続する際に、平衡度劣化に起因して生じる放射雑音を低減することができるため、電力線通信を利用する配電システムに有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１    電力線通信用インターフェイス回路
１０２〜１０５，５０２    端子
１０６，５０１    低周波電力遮断回路
１０７    高周波信号遮断回路
２０１〜２０４，４０５    コンデンサ
２０５，６０５    トランス回路
３０１，３０２，４０１〜４０４    コイル
【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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