CN101647207A - 电力线通信系统 - Google Patents

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后藤浩基
高田一
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Abstract

一种电力线通信系统，可利用与车载蓄电池(10)连接的一对电力线(12)、(13)进行高质量的通信，具有分别与一对电力线(12)、(13)连接并使1MHz以上的高频信号通信的一对通信布线(18)。具有介于通信布线(18)和车载用通信设备(22)之间且电路构成形成为平衡型的平衡型滤波器(26)。具有由连接在平衡型滤波器(26)和各通信设备(22)之间、从蓄电池(10)接受电力供给并且进行通信设备(22)之间的通信的一对布线构成的电平衡的平衡线(28)。

Description

电力线通信系统
技术领域
本发明涉及一种使用与车载用直流电源连接的电力线进行电子设备之间的通信的电力线通信系统。
背景技术
现有技术中，在与汽车的蓄电池连接的布线上连接多个接受电力供给而动作的车载电气设备。一般情况下，汽车的布线形成为以下状态：接地侧端子连接到车架上等，所谓连接到本体地(body earth)的状态。
另一方面，近些年来，汽车的电子设备增加，进行各种设备的控制的控制装置和电子设备的通信用布线增加。因此，汽车的电子设备中需要电力用布线和通信用布线，作为布线的线束增加，从而妨碍汽车的轻型化。因此，如专利文献1所示，提出了以下方案：作为能够通过将车内铺设的电力线作为传送介质使用，从而减少线束的技术的电力线通信系统。该电力线通信(PLC：Power Line Communication)使用已有的电力线，因此无需设置用于通信的专用线。因此减少车内的线束，有利于汽车的轻型化、部件的减少。
该汽车用电力线通信系统如图7所示，蓄电池10的正极侧连接有电力供给用的布线12，作为蓄电池10的负极侧的接地端子连接到车辆的底盘等本体地14。在正极侧的布线12上连接多个车载电气设备16，分别起到规定的功能。并且，在从布线12分支的通信布线18上经由规定的频率滤波器21连接多个通信设备22。滤波器21提高与通信布线18连接的电力线通信块20的通信线的阻抗，并且防止电力线通信中使用的高频信号传送到不进行电力线通信的电气设备的非电力线通信块24。
并且，如图8所示，也存在从本体地连接负极电力线、通过正负一对布线构成通信布线18的情况。
专利文献1：日本特开2004-56197号公报
发明内容
在上述现有技术的图7所示的构成下，在进行电力线通信的通信路径中使用本体地，因此考虑到基于正负一对布线的通信路径时，通信路径不平衡，无法保证必要的一定的通信质量。并且，滤波器21的构成如图9所示，在负极侧的电力线13上不配置绕组25，从作为负极的接地侧观察到的阻抗与从正极侧观察到的不同。即，一对绕组25和电容器26的配置不平衡。这样一来，在重叠高频信号的电力线通信中，存在通信可靠性下降的问题，担心泄漏电波引起电子设备的错误动作。进而，将进行电力线通信的二条线分散地隔开距离布线时，从接地侧观察到的浮游电容C11、C12的阻抗不同，电路构成不平衡。
并且，公知当通信路径不平衡时，对信号的传送速度、传送距离造成恶劣影响，在通信路径上产生泄漏电场，放射电磁波。尤其是近些年来，因车载电气设备的增加和通信数据的增大、复杂化，要求提高通信速度，但高频化造成的泄漏电波成为问题。
并且，专利文献1公开的、图8所示的电力线通信的电路构成中，电力线通信的负极电力线经由本体地连接到蓄电池10的接地侧端子，形成不平衡的电路。因此，重叠该高频信号的电力线通信系统的布线及滤波器构成也完全没有平衡地配置这一概念的启示。
本发明鉴于以上现有技术的问题而作出，其目的在于提供一种可利用与车载蓄电池连接的电力线进行高质量的通信的电力线通信系统。
本发明是一种电力线通信系统，在与车载蓄电池连接的直流电力线上重叠1MHz以上的高频信号并进行通信，其具有：一对通信布线，分别与一对电力线连接；平衡型滤波器，介于该通信布线和车载用的通信设备之间且电路构成形成为平衡型；以及电平衡的平衡线，由连接在上述平衡型滤波器和上述各通信设备之间、从上述蓄电池接受电力的供给并且进行上述通信设备之间的通信的一对布线构成。
在上述平衡线的端部连接电平衡的终端器。并且，上述平衡线可以是双绞线、或紧密贴合布线的一对线。进而优选它们被屏蔽。
根据本发明的电力线通信系统，车载用通信设备中的通信线路是平衡的，通信稳定且可维持较高的通信质量。并且，通过使通信线平衡，可防止电力线通信中使用的高频信号的传送及放射对车载电子设备的动作的恶劣影响。尤其是，对于车载通信设备的通信数据的增大，即使为了提高通信速度而高频化，也不会产生通信信号造成的泄漏电波，不对车载电子设备产生恶劣影响。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的电力线通信系统的构成的概要框图。
图2是表示使用了该实施方式的电力线通信系统的车辆的概要图。
图3是表示该实施方式的电力线通信系统的平衡型滤波器的例子的电路图。
图4是表示本发明的电力线通信系统的其他实施方式的概要框图。
图5是表示其他实施方式的终端器的示例的电路图。
图6是表示本发明的电力线通信系统的进一步的其他实施方式的概要框图。
图7是表示现有技术的车载用电力线通信系统的概要框图。
图8是表示其他现有技术例的车载用电力线通信系统的概要框图。
图9是表示现有技术的车载用电力线通信系统的滤波器的构成的电路图。
标号说明
10蓄电池
12，13电力线
14本体地
16车载电气设备
18通信布线
20电力线通信块
22通信设备
24非电力线通信块
26平衡型滤波器
28平衡线
30终端器
具体实施方式
以下根据图1～图3说明本发明的电力线通信系统的一个实施方式。本实施方式的电力线通信系统如图2所示，使用与作为汽车11的直流电源的蓄电池10连接的电力供给用的布线12、13。如图1所示，在蓄电池10的正极侧连接电力供给用的布线12，在作为蓄电池10的接地侧端子的负极也连接电力线13。正极侧的电力线12向电机等多个车载电气设备16供给电力。并且，负极侧的电力线13连接到车辆的底盘等而与本体地连接。在本实施方式中，车载电气设备16是负极侧端子与本体地连接的构成。
进而，一对通信布线18从电力线12、13分支，经由作为规定的频率滤波器的平衡型滤波器26连接到汽车导航系统、车辆音响等多个通信设备22而进行电力供给。进而，从平衡型滤波器26延伸的布线是一对彼此平衡的布线，例如使用通信用的双绞线、实施了屏蔽的屏蔽布线等平衡线28，承担来自蓄电池10的电力供给及通信设备22彼此的通信两种功能。
平衡型滤波器26的构成如图3的各图所示，由绕组和电容器构成，连接在一对通信布线18和平衡线28之间。此外，图3的各常数值表示重叠的电波的频带适于2MHz以上30MHz以下的情况的一例。平衡型滤波器26通过绕组和电容器等的组合分别设定电感、电容，以对通信信号的频率产生与其他频率的电信号相比大的阻抗。图3所示的平衡型滤波器26的端子1与正极侧的电力线12连接，端子2与作为负极侧的接地侧电力线13连接。并且，平衡型滤波器26的端子3连接到与通信设备22连接的平衡线28的正极侧，端子4连接到通信布线18的负极侧。这样一来，提高电力线通信块20的通信线的阻抗，并且防止电力线通信中使用的高频信号传送到不进行电力线通信的电气设备的非电力线通信块24，并且防止噪音侵入到平衡线28。
作为平衡型滤波器26的滤波电路例子的图3(a)表示将图示的相同的电感值的绕组L1分别配置在各通信布线18和平衡线28之间的简单构成。图3(b)是用电容器C1连接图示的相同电感值的各绕组L2的构成。图3(c)是如下构成：串联连接图示的相同电感值的绕组L3、L4，进而设置相同构成的一对，使各自的端子介于通信布线18和平衡线28之间，用电容器C3将各绕组L3、L4之间连接。图3(d)表示并联连接绕组L5和电容器C3的构成，表示将图示的相同的电感值和电容值的一对电路分别连接到通信布线18和平衡线28之间的例子。图3(e)是如下构成：将串联连接了图示的相同电感值的绕组L6、L7的一对电路分别连接到通信布线18和平衡线28之间，通过电容器C4和绕组L8的串联电路连接各绕组L6、L7。这些各滤波电路是从通信布线18和平衡线28的正极侧及负极侧观察到的阻抗分别相等的构造。
本实施方式的车载用电力线通信系统中，在与电力线12、13连接的通信布线18上连接从正极及负极观察到的阻抗相等的、电平衡的一对布线。进而，配置在通信设备22和电力线12、13之间的滤波器26配置各元件，以形成从正极及负极观察到的阻抗相等的电路构成。这样一来，即使在利用了噪音较多的车载用电力线12、13的电力线通信中，也可进行高质量且稳定的通信，并且不会出现对其他电气设备造成恶劣影响的泄漏电波。
此外，本发明的电力线通信系统不限于上述实施方式，如图4所示，为了抑制高频信号的反射，也可在平衡线28的两端连接终端器30。作为终端器30的电路构成，图5表示适用于频带为2MHz以上30MHz以下的情况下的一例。该电路构成为了保持平衡，也是从通信布线18的正极及负极侧观察到的阻抗相等的电路。
并且如图6所示，电力线通信块20可夹持在不进行电力线通信的非电力线通信块24之间而设置，这种情况下，在电力线通信块20的两侧设置平衡型滤波器26。其他，平衡线除了双绞线外，也可是彼此绝缘且紧密贴合地布线的一对线。进而，优选它们通过金属箔、金属网被屏蔽。
利用本发明的电力线通信系统的频带为1MHz以上即可，鉴于法规限制等在30MHz以下的情况为优选。

Claims (6)

1.一种电力线通信系统，在与车载蓄电池连接的直流电力线上重叠1MHz以上的高频信号而进行通信，其特征在于，具有：
一对通信布线，分别与一对电力线连接；
平衡型滤波器，介于该通信布线和车载用的通信设备之间且电路构成形成为平衡型；以及
电平衡的平衡线，由连接在上述平衡型滤波器和上述各通信设备之间、从上述蓄电池接受电力的供给并且进行上述通信设备之间的通信的一对布线构成。
2.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其特征在于，
在上述平衡线的端部连接电平衡的终端器。
3.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其特征在于，
上述平衡线是双绞线。
4.根据权利要求3所述的电力线通信系统，其特征在于，
上述平衡线被屏蔽。
5.根据权利要求1所述的电力线通信系统，其特征在于，
上述平衡线由彼此绝缘的一对线紧密贴合而成。
6.根据权利要求4所述的电力线通信系统，其特征在于，
上述平衡线被屏蔽。
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