(57)【要約】【課題】電力線に生じる妨害波を正確に測定するための電力線通信用擬似通信回路網を提供する。【解決手段】電力線通信用擬似通信回路網において、測定用電源端子１１０は、電力線通信装置５０と接続される。インピーダンス安定回路１２０は、所定の平衡度およびインピーダンスを保持する。測定用電源線１３０は、測定用電源端子１１０とインピーダンス安定回路１２０とを接続する。電流プローブ１４０は、測定用電源線１３０に流れる電流を測定する。電流測定端子１５０は、電流プローブ１４０で測定される電流を観測する。ただし、測定用電源端子１１０と、インピーダンス安定回路１２０と、測定用電源線１３０と、電流プローブ１４０とは、単一の金属筐体内に収められる構成としている。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介して通信を行う電力線通信装置の妨害波電流の測定を行う電力線通信装置用擬似通信回路網であって、
前記電力線通信装置と接続される測定用電源端子と、
所定の平衡度およびインピーダンスを保持するインピーダンス安定回路と、
前記測定用電源端子と前記インピーダンス安定回路とを接続する測定用電源線と、
前記測定用電源線に流れる電流を測定する電流プローブと、
前記電流プローブで測定される電流を観測するための電流測定端子とを備え、
前記測定用電源端子と、前記インピーダンス安定回路と、前記測定用電源線と、前記電流プローブとは、単一の金属筐体内に収められることを特徴とする、電力線通信用擬似通信回路網。
【請求項２】
前記測定用電源線は、電力線通信に使用される全周波数帯域において、コモンモードインピーダンスが所定の値よりも小さく、かつ平衡度が所定の値よりも大きくなるように規格化された電源線であることを特徴とする、請求項１に記載の電力線通信用擬似通信回路網。
【請求項３】
前記電流プローブおよび前記測定用電源線がそれぞれ前記金属筐体内の所定の位置で固定されており、前記電流プローブと前記測定用電源線と前記金属筐体との相対位置が不変であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の電力線通信用擬似通信回路網。
【請求項４】
前記測定用電源線は２線の導線を有しており、
前記測定用電源線が有する２線の導線を相互に切替える相切り替え回路をさらに備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電力線通信用擬似通信回路網。
【請求項５】
電圧測定装置が接続される電圧測定端子と、
前記測定用電源線及び前記電圧測定端子に接続される電圧測定用トランスとをさらに備え、
前記電圧測定用トランスは、前記測定用電源線側の一次側インピーダンスが前記測定用電源線のインピーダンスよりも高く、かつ前記電圧測定端子側の二次側インピーダンスが前記電圧測定装置のインピーダンスと等しくなり、
前記電圧測定端子は、前記電圧測定用トランスの二次側に接続されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の電力線通信用擬似通信回路網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線に生じる妨害波を測定するための電力線通信用擬似通信回路網に関し、より特定的には、電力線に生じる妨害波を正確に測定するための電力線通信用擬似通信回路網に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）は、住宅内に敷設された電力線などが、通信の伝送路として利用され、データ通信を行うものである。このような電力線や専用通信線を通信の伝送路として利用する電力線通信装置においては、伝送路から大地面（大地帰路）を経由して外部に漏れる伝導妨害波が発生する可能性がある。この伝導妨害波が大きくなると、周辺に設置された機器に悪影響を与える可能性があるので、法令や規格によっても規制されているのが一般的であり、伝導妨害波を正しく測定しなければならない。これらの電力線通信装置における伝導妨害波の測定方法については、例えば非特許文献１などに述べられている。
【０００３】
電力線を用いた電力線通信においては、電力線や、その電力線に接続される家電機器、スイッチ、接地などに起因する不平衡要素の影響によって、伝導妨害波が大きくなる可能性がある。この主たる要因は、電力線通信用の信号として電力線上に出力された平衡モードの高周波信号が、不平衡要素の影響によって、不平衡モードの高周波信号（すなわち、伝導妨害波）に変換されることにある。したがって、この伝導妨害波を正しく測定するためには、電力線特有の不平衡を考慮した電力線通信用擬似通信回路網が必要となる。
【非特許文献１】総務省告示第五百二十号（伝導妨害波の電流及び電圧並びに放射妨害波の電界強度の測定方法を定める件）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電力線通信用擬似通信回路網は、測定用電源端子において、電力線の平衡度およびコモンモードインピーダンスを規定したインピーダンス安定回路が使用されることが一般的であった。図６は、従来の電力線通信装置における伝導妨害波電流の測定方法の一例を示す図である。図６に示すインピーダンス安定回路６２０を用いた測定方法では、被測定装置である電力線通信装置５０の電源プラグを接続する測定用電源端子６１０でのみ、平衡度やコモンモードのインピーダンスが保障されたものであった。
【０００５】
そのため、実際に伝導妨害波を測定すると、測定系のわずかな配置の違いで大きな測定誤差が発生する場合があり、測定者によって結果が異なることも多かった。また、電源線端子から１０センチ離隔して配置された電流プローブ６４０は、電力線通信装置５０の一部である電源線の伝導妨害波を測定しているに過ぎず、本来伝導妨害波が大きくなる可能性がある電力線の不平衡要素による値を測定できないことがあった。
【０００６】
また、従来の電力線通信用擬似通信回路網では、電力線特有の不平衡を再現するために、測定用電源線のそれぞれの導線と金属筐体との間にインピーダンス差があり、そのために、被測定電力線通信装置５０の電源プラグの挿入方向によって測定結果が違うこともあった。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、電力線伝送路の不平衡およびコモンモードインピーダンスを正しく測定値に反映する構成を備え、かつ測定系の配置や電源プラグの挿入方向の違いによらず、どのような測定者が測定しても再現性の高い測定が可能な電力線通信用擬似通信回路網を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電力線を介して通信を行う電力線通信装置の妨害波電流の測定を行う電力線通信装置用擬似通信回路網に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、電力線通信装置と接続される測定用電源端子と、所定の平衡度およびインピーダンスを保持するインピーダンス安定回路と、測定用電源端子とインピーダンス安定回路とを接続する測定用電源線と、測定用電源線に流れる電流を測定する電流プローブと、電流プローブで測定される電流を観測するための電流測定端子とを備える。ただし、測定用電源端子と、インピーダンス安定回路と、測定用電源線と、電流プローブとは、単一の金属筐体内に収められる構成である。
【０００９】
これによって、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、測定用電源端子と、インピーダンス安定回路と、測定用電源線と、電流プローブとが同一金属筐体内に配置されることになる。そのため、測定者の裁量や被測定装置の条件により測定結果が左右される被測定装置の電源線上の伝導妨害波測定に比べ、再現性の高い伝導妨害波測定が可能になる。
【００１０】
また、測定用電源線は、電力線通信に使用される全周波数帯域において、コモンモードインピーダンスが所定の値よりも小さく、かつ平衡度が所定の値よりも大きくなるように規格化された電源線であることを特徴とする。
【００１１】
これによって、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、測定用電源線を介してインピーダンス安定回路に接続される測定用電源端子においても、コモンモードインピーダンスおよび平衡度を、インピーダンス安定回路と同じ値を保つことが可能になる。
【００１２】
また、電流プローブおよび測定用電源線がそれぞれ金属筐体内の所定の位置で固定されており、電流プローブと測定用電源線と金属筐体との相対位置が不変であることを特徴とする。
【００１３】
これによって、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、電流プローブを貫通する測定用電源線の測定位置の違いによって測定誤差が生じなくなる。また、電流プローブと測定用電源線と金属筐体との間で生じる電磁的な結合や誘導による誤差も生じなくなるので、測定の再現性をさらに高めることが可能である。
【００１４】
また、測定用電源線は２線の導線を有しており、電力線通信用擬似通信回路網は、測定用電源線が有する２線の導線を相互に切替える相切り替え回路をさらに備えていることを特徴とする。
【００１５】
これによって、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、電力線特有の不平衡によって生じる電源プラグの挿入方向の違いによる測定誤差を解消し、より正確な伝導妨害波測定が可能になる。
【００１６】
また、電力線通信用擬似通信回路網は、電圧測定装置が接続される電圧測定端子と、測定用電源線及び電圧測定端子に接続される電圧測定用トランスとをさらに備え、電圧測定用トランスは、測定用電源線側の一次側インピーダンスが測定用電源線のインピーダンスよりも高く、かつ電圧測定端子側の二次側インピーダンスが電圧測定装置のインピーダンスと等しくなり、電圧測定端子は、電圧測定用トランスの二次側に接続されることを特徴とする。
【００１７】
これによって、本発明の電力線通信用擬似通信回路網は、伝導妨害波電流を測定するとともに、電力線に注入される信号電圧の測定も可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電力線伝送路の不平衡およびコモンモードインピーダンスによって生じる伝導妨害波を正しく測定し、かつ測定系の配置や電源プラグの挿入方向の違いによらず、どのような測定者が測定しても再現性の高い測定が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の各実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００の構成の一例を示すブロック図である。図１Ａにおいて、電力線通信用擬似通信回路網１００は、測定用電源端子１１０、インピーダンス安定回路１２０、測定用電源線１３０、電流プローブ１４０、及び電流測定端子１５０を有して構成される。
【００２１】
電力線通信用擬似通信回路網１００は金属板上に設置され、絶縁台上に設置された被測定機器である電力線通信装置５０と、補助通信機器である電力線通信装置５１とを接続する。電力線通信用擬似通信回路網１００は、電力線通信装置５０から電力線通信装置５１への通信時に生じる伝導妨害波電流を測定するための装置である。
【００２２】
測定用電源端子１１０は、電力線通信装置５０と接続される。測定用電源端子１１０は、電力線通信装置５０への電力供給端子であると同時に、電力線通信用の通信端子でもある。また、測定用電源端子１１０は、インピーダンス安定回路１２０に、測定用電源線１３０を介して接続される。
【００２３】
インピーダンス安定回路１２０は、住宅内の屋内電力線系統にある不平衡要素を想定し、平衡度と、コモンモード並びにディファレンシャルモードのインピーダンスを規定したものである。インピーダンス安定回路１２０は、例えば、図１Ｂのように構成することができる。図１Ｂは、インピーダンス安定回路１２０の構成の一例を示している。なお、図１Ｂに示す例では、インピーダンス安定回路１２０は、入力インピーダンスが１００Ω、入力−ＧＮＤ間のコモンモードインピーダンスが２５Ω、入力のＧＮＤに対する平衡度が１６ｄＢである場合を示しているが、これらの値は一例を示しているに過ぎない。
【００２４】
測定用電源線１３０は、屋内電力線を模擬したものである。この構成により、電力線通信装置５０から注入された電力線通信信号は、インピーダンス安定回路１２０の不平衡によって伝導妨害波に変換され、その伝導妨害波が測定用電源線１３０に流れることになる。測定用電源線１３０に生じた伝導妨害波は、電流プローブ１４０によって検出されるので、電流プローブ１４０に接続された電流測定端子１５０から観測することができる。
【００２５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００によれば、電力線に特有の不平衡要素によるモード変換によって生じる伝導妨害波を、電力線通信装置５０の本体の設置状況や電源線の取り回しによって生じる不平衡要素やコモンモードインピーダンスの変化の影響を受けることなく、容易に測定することができる。
【００２６】
また、電力線通信用擬似通信回路網１００は、図２に示すように、測定用電源線１３０を電流プローブ１４０の中心に配置することで、金属筐体と測定用電源線１３０との間の電磁的な結合または誘導による測定誤差を軽減することが可能となる。さらに、金属筐体内における電流プローブ１４０の位置を全ての面から等距離に配置にすることでも、金属筐体と測定用電源線１３０との間の電磁的影響を軽減でき、測定誤差を軽減することが可能となる。また、上述した説明では、インピーダンス安定回路１２０と電流プローブ１４０との間の距離を特に規定しなかったが、この距離を短くすることで、測定精度をより高めることが可能となる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網２００の構成の一例を示すブロック図である。図３において、電力線通信用擬似通信回路網２００は、測定用電源端子１１０、インピーダンス安定回路１２０、測定用電源線２３０、電流プローブ１４０、及び電流測定端子１５０を有して構成される。電力線通信用擬似通信回路網２００において、第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００２８】
電力線通信用擬似通信回路網２００では、第１の実施形態で使用した測定用電源線１３０に代えて、コモンモードインピーダンスが小さく、かつ平衡度が大きくなるように規格化された測定用電源線２３０を使用する。測定用電源線２３０としては、例えば、２線をより線としたツイストペアケーブルなどが挙げられる。電力線通信用擬似通信回路網２００における伝導妨害波電流測定の方法は、第１の実施形態と同様である。
【００２９】
すなわち、電力線通信用擬似通信回路網２００は、コモンモードインピーダンスが小さく、かつ平衡度が大きいツイストペアケーブルを測定用電源線２３０として使用しているため、測定用電源端子１１０においても、コモンモードインピーダンスおよび平衡度が、インピーダンス安定回路１２０と同じ値を保持することができる。これによって、電力線通信用擬似通信回路網２００としての規格を満たした上で、校正を容易にするなどの効果が得られる。
【００３０】
さらに、インピーダンス安定回路１２０によってモード変換されて生じる伝導妨害波電流は、測定用電源線２３０と金属筐体との電磁的な結合や誘導に起因して若干の誤差が生じる可能性があるが、コモンモードインピーダンスが小さい測定用電源線２３０では、これらの電磁的な影響を軽減することができ、さらに測定精度を高めることが可能となる。
【００３１】
（第３の実施形態）
図４Ａは、本発明の第３の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網３００の構成の一例を示すブロック図である。図４Ａにおいて、電力線通信用擬似通信回路網３００は、測定用電源端子１１０、インピーダンス安定回路１２０、測定用電源線１３０、電流プローブ１４０、電流測定端子１５０、及び相切り替え回路３６０を有して構成される。電力線通信用擬似通信回路網３００において、第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００３２】
電力線通信用擬似通信回路網３００では、第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００の構成に加えて、相切り替え回路３６０がさらに具備される。相切り替え回路３６０としては、例えば、図４Ｂのような構成が挙げられる。電力線通信用擬似通信回路網３００における伝導妨害波電流測定では、電力線通信装置５０の電力線通信信号が相切り替え回路３６０を経由してインピーダンス安定回路１２０に伝達される。
【００３３】
ここで、インピーダンス安定回路１２０によって生じる伝導妨害波電流について、図４Ｃを用いて説明する。図４Ｃにおいて、不平衡回路に差動入力（図ではＶPLC）が注入されると、不平衡回路によってモード変換され、コモンモード電流ＩＣが生じる。ここで、コモンモード電流ＩＣは、元の差動入力ＶPLCによる差動電流Ｉ1、Ｉ2に、それぞれＩＣ1、ＩＣ2として付加される。ＩＣ1とＩＣ2とは回路が不平衡であるために、必ずしも等しくはならない（すなわち、ＩＣ1＝ＩＣ2とはならない）。電流プローブ１４０で観測される伝導妨害波電流ＩＣ’は、ＩＣ’＝（Ｉ1＋ＩＣ1）−（Ｉ2−ＩＣ2）と表される。このとき、電力線通信装置５０が完全に平衡を保っているとすると、電力線通信信号ＶPLCは差動信号であるので、Ｉ1＝Ｉ2となり、観測される伝導妨害波電流ＩＣ’は、ＩＣ’＝ＩＣ1＋ＩＣ2＝ＩＣとなる。
【００３４】
しかしながら、一般的には、電力線通信装置５０が完全な平衡を保つことは困難であり、電力線通信装置５０のもつ不平衡成分によるコモンモード電流として、Ｉ1−Ｉ2＝ＩPLCが生じている。この場合、観測される伝導妨害波電流ＩＣ’は、ＩＣ’＝ＩＣ＋ＩPLCとなる。このような電力線通信装置５０による不平衡電流が観測される場合、電力線通信装置５０の電源プラグを反対方向に挿入したとすると、不平衡の相が逆方向となるため、電力線通信装置５０の不平衡に起因するコモンモード電流ＩPLCは、ＩPLC＝Ｉ2−Ｉ1となる。そのため、観測される伝導妨害波電流ＩＣ’は、ＩＣ’＝ＩＣ−ＩPLCとなり、電源プラグの挿入方向によって異なる値が検出されることになる。
【００３５】
このような測定方法による測定誤差を生じさせないために、電源プラグの挿入方向を固定して測定する必要があるが、測定者によっては電源プラグの挿入方向が異なってしまう可能性が高い。そこで、本実施形態においては、相切り替え回路３６０によって、電力線通信用擬似通信回路網３００の内部で電力線通信信号の相切り替えを行う。これによって、電源プラグの挿入方向を変えることなく、電源プラグの挿入方向が異なることによって生じる２つの伝導妨害波電流ＩＣ’を測定することが可能となり、正確な伝導妨害波電流の測定を行うことができる。
【００３６】
なお、相切り替え回路３６０は、手動で切り替えを行い、２回の計測を行うという場合だけでなく、自動切り替えを行い、大きい方の伝導妨害波電流だけを測定することも可能である。
【００３７】
（第４の実施形態）
図５Ａは、本発明の第４の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網４００の構成の一例を示すブロック図である。図５Ａにおいて、電力線通信用擬似通信回路網４００は、測定用電源端子１１０、インピーダンス安定回路４２０、測定用電源線１３０、電流プローブ１４０、電流測定端子１５０、電圧測定端子４７０、及び電圧測定用トランス４８０を有して構成される。電力線通信用擬似通信回路網４００において、第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００３８】
電力線通信用擬似通信回路網４００においては、伝導妨害波電流を測定する機能に加えて、電圧測定用トランス４８０をさらに備えることで、電圧測定を可能としている。電圧測定用トランス４８０は、一次側（本実施の形態では、通信に供される電源線側）のインピーダンスが、電源線のインピーダンスより十分高く、また、二次側（電圧測定端子側）のインピーダンスは、電圧測定端子４７０に接続される電圧測定機と同じインピーダンスとなるトランスを用いる。例えば、図５Ｂがその一例である。図５Ｂにおいては、インピーダンス安定回路４２０の内部に電圧測定用トランス４８０を配置した構成を示しているが、電圧測定用トランス４８０は、測定用電源線１３０に接続される構成であれば、どこに配置されても良い。
【００３９】
この構成によれば、電圧測定用トランス４８０の一次側インピーダンスは、測定用電源線１３０のインピーダンスよりも十分に高いため、測定用電源線１３０に流れる伝導妨害波電流や電力線通信信号に影響を与えることなく、測定用電源線１３０の２線間の電力線通信信号電圧を測定することが可能である。
【００４０】
これによって、測定者の裁量によらず、再現性の高い電力線通信装置の伝導妨害波電流測定を行うだけでなく、あわせて、電力線通信信号電圧の測定もできるため、従来の試験サイトの専門家による測定に依存することなく、電力線通信装置を製造する際の検査においても、容易に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、電力線通信装置の伝導妨害波電流を、高い再現性をもって測定することができる擬似通信回路網等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態における電力線通信用擬似通信回路網１００の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係るインピーダンス安定回路１２０の構成の一例を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網１００の断面を示す図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網２００の構成の一例を示すブロック図
【図４Ａ】本発明の第３の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網３００の構成を示すブロック図
【図４Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る相切り替え回路３６０の構成の一例を示す図
【図４Ｃ】本発明の第３の実施形態に係るインピーダンス安定回路１２０によって生じる伝導妨害波電流について説明する図
【図５Ａ】本発明の第４の実施形態に係る電力線通信用擬似通信回路網４００の構成の一例を示すブロック図
【図５Ｂ】本発明の第４の実施形態に係る電圧測定用トランス４８０の構成の一例を示す図
【図６】従来の電力線通信装置における伝導妨害波電流の測定方法の一例を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１００、２００、３００、４００  電力線通信用擬似通信回路網
５０、５１  電力線通信装置
１１０、６１０  測定用電源端子
１２０、４２０、６２０  インピーダンス安定回路
１３０、２３０  測定用電源線
１４０、６４０  電流プローブ
１５０  電流測定端子
３６０  相切り替え回路
４７０  電圧測定端子
４８０  電圧測定用トランス
【図１Ａ】
2009105483.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
2009105483.tif 000005
【図３】
2009105483.tif 000006
【図４Ａ】
2009105483.tif 000007
【図４Ｂ】
2009105483.tif 000008
【図４Ｃ】
2009105483.tif 000009
【図５Ａ】
2009105483.tif 000010
【図５Ｂ】
2009105483.tif 000011
【図６】
2009105483.tif 000012