JP2004128752A - ケーブルモデム - Google Patents

Abstract

【課題】双方向ＣＡＴＶシステムに接続されたケーブルモデム１５及びパーソナルコンピューター１６が，電源コンセント５１から印加されるサージ電圧によって破壊されるの防止する。
【解決手段】１次側３１ａが商用電源に接続され，トランス３１の２次側３１ｂには直流電圧が出力される回路が接続されると共に，当該直流電圧を電子機器に供給するための電源供給線３８を具備した電源供給装置３０に置いて，前記トランス３１の１次側３１ａの一端と，当該一端に接続される伝送線との間に直列に接続されるヒューズ３４と，当該ヒューズ３４の出力側において，前記トランス３１の１次側３１ａの両端間に２つ直列に接続された過電圧保護素子３５，３５と，当該過電圧保護素子の相互接続点と，前記直流電圧出力のグランド線との間に過電圧保護素子３７と，を具備した電源供給装置３０及び当該電源供給装置３０を内蔵させたケーブルモデム。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，主にケーブルモデムに代表される情報端末に利用される電源供給装置に関し，詳しくは商用電源（電源コンセント）から印加されるサージの吸収性能を改良した電源装置を備えたケーブルモデムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，双方向ＣＡＴＶシステムとして図７に示すようなシステムが知られている。即ち，下り信号と上り信号を伝送する伝送線として，センタ装置となるヘッドエンド（ＨＥ）から延長された幹線から，分配増幅器４１，タップオフ４２を介して分岐された引込線４３が保安器２０の入力端子に接続され，そして保安器２０の出力端子には屋内伝送線４４によってテレビ４５等の受信端末に配線されており，もう一つの出力端であるデータ端子には屋内伝送線４６によってケーブルモデム１５等の情報端末に配線されている。
しかしながら，このようなシステムにおいて，上述に示すケーブルモデム１５等の情報端末は，前記保安器２０によってＣＡＴＶ網からのサージ電圧からは保護できるものの，電源ラインから印加されるサージ電圧によって破壊される恐れがあった。
そこで，電源コンセント５１に取り付けできる過電圧保護素子を備えさせた保護装置１が考えられ，ケーブルモデム１５等の情報端末と家庭内の電源コンセント５１とを，前記保護装置１を介して接続する方法が考えられている（例えば，特許文献１参照）。
つまり，例えばこの保護装置１は図７，図８に示すように，当該保護装置１に備えられた電源コンセント７ａ，７ｂにケーブルモデム１５に電源供給する電源アダプターの電源プラグ３２及びパーソナルコンピューター１６の電源プラグ１６ａを接続すれば，内蔵された電源アレスタ２によって当該ケーブルモデム１５及びパーソナルコンピューター１６が，電源ラインからのサージ電圧によって破壊される事を防げるのである。
尚，図８において３はテレビ信号線用アレスタ，６は電源プラグ，８ａ，８ｂはテレビアンテナ線用Ｆ型コネクター，９は接地端子，１０は表示ランプ，１１はヒューズである。
また，前記保護装置１の代わりに，情報端末側の対策としてケーブルモデム１５の電源供給装置２０（例えば電源アダプター）の絶縁耐圧の向上，及びイーサネット（Ｒ）端子１８にサージ保護回路を組み込む対策も考えられた。この場合には，電源コンセント５１から印加されるサージ電圧は逃げ場が無くなることになり，パーソナルコンピューター１６が当該サージ電圧によって破壊される可能性が残るのである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９２４１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，従来の保護装置を使った電源ラインからのサージ電圧対策方法は，別途に前記保護装置を購入する必要があり，費用がかかると言った問題が有った。また，当該保護装置の設置において，例えばケーブルモデムを設置する場合を考えると，まず家庭内に備えられた電源コンセントに保護装置を接続し，その後に当該保護装置に備えられた電源コンセントにケーブルモデムに電源（直流電圧）供給する電源アダプターを接続し，更には，前記電源アダプターとケーブルモデム本体を接続する必要があり，設置工事の煩雑さと言った点においても問題があった。
また，長期に渡る使用を考えた時には，電源プラグのトラッキングによる事故を防ぐためにも，電源コンセントと電源プラグとの接続点は出来得る限り少ない方が良いといった問題もあった。
更にまた，ケーブルモデムの電源アダプターの絶縁耐圧を向上させる，及びイーサネット（Ｒ）端子にサージ保護回路を組み込むといったケーブルモデム側だけのサージ電圧対策の強化だけではパーソナルコンピューターを保護できないといった問題もあった。
そこで本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，サージ電圧の進入を保護する回路を備えた電源供給装置を提供することにある。
他の目的は，ケーブルモデム用の電源であって，電源コンセントからのサージ電圧から保護する回路を備えた電源供給装置を提供することにある。
他の目的は，ケーブルモデムとパーソナルコンピューターが備えられた情報端末が，双方向ＣＡＴＶシステムを介してインターネットと接続されるシステムにおいて，前記ケーブルモデムとパーソナルコンピューターとを，電源コンセントからのサージ電圧から保護する回路を備えたケーブルモデム用の電源供給装置を提供することにある。
他の目的は，電源コンセントからのサージ電圧を保護する回路を備えた電源回路を内蔵したケーブルモデムを提供することに有る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために，請求項１の発明は，１次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続されると共に，当該直流電圧を出力するための電源供給線を有した電源供給装置を備えたケーブルモデムにおいて，
前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力の共通線とを接続することで，前記過電圧保護回路の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成される。
【０００６】
請求項２の発明は，１次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続された電源回路を内蔵するケーブルモデムにおいて，前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力回路の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成される。
【０００７】
請求項３の発明は，前記過電圧保護回路は，コモンモード及びノーマルモードのサージ電圧を吸収する過電圧保護素子から構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の実施例について，図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明の電源供給装置を用いた双方向ＣＡＴＶシステムの全体の構成を表す例である。図２は保安器のブロック図である。図３は本願の電源供給装置の実施例を示すブロック図である。図４，図５は本願の電源供給装置の他の実施例を示すブロック図である。図６は本願の電源供給装置とケーブルモデムを双方向ＣＡＴＶシステムに接続したときのサージの流れを示す略図である。図７は従来の保護装置を用いた双方向ＣＡＴＶシステムの全体の構成を示す例である。図８は従来の保護装置の実施例を示すブロック図である。
【０００９】
図１に示すように，本願の双方向ＣＡＴＶシステムでは，下り信号と上り信号を伝送する伝送線として，センタ装置となるヘッドエンド（ＨＥ）から延長された幹線から，分配増幅器４１，タップオフ４２を介して分岐された引込線４３が保安器２０の入力端子に接続されている。保安器２０の出力端子には屋内伝送線４４によってテレビ４５等の受信端末に配線されており，もう一つの出力端であるデータ端子には屋内伝送線４６によってケーブルモデム１５等の情報端末に配線されている。
更に，ケーブルモデム１５はイーサネット（Ｒ）ケーブル１９を介してパーソナルコンピューター１６と接続されている。
ケーブルモデム１５は電源供給器３０（例えば電源アダプター）を介して電源コンセント５１に接続され，パーソナルコンピューター１６も電源コンセント５１に接続され，それぞれ電源供給されている。
【００１０】
このような双方向ＣＡＴＶシステムにおいては，上記伝送線を介して，ヘッドエンドから受信端末（テレビ４５）及び情報端末（ケーブルモデム１５）へ，７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域の下り信号が送出され，情報端末（ケーブルモデム１５）からヘッドエンドへ，１０〜５５ＭＨｚの周波数帯域の上り信号が送出される。
【００１１】
次に保安器２０の内部構成について図２を用いて説明する。
保安器２０は，図２に示すように，入力端子２１と受信端末用の出力端子２２と情報端末用のデータ端子２３を有し，入力端子２１から入力された信号が分岐回路２５によって２系統の伝送回路を構成して，双方向ＣＡＴＶシステムにおける下り信号用である出力端子２２と，下り信号及び上り信号用であるデータ端子２３とを構成している。
【００１２】
入力端子２１と分岐回路２５との間には避雷装置２４が設けられていると共に，コンデンサー２７ａによって電流は遮断されるように構成されている。本実施例では避雷装置２４はアレスタ２４ａとチョークコイル２４ｂとから構成されている。また，分岐回路２５と出力端子２２との間にはハイパスフィルタ２６（ＨＰＦ），コンデンサー２７ｂが設けられ，本願では例えば７０〜７７０ＭＨｚの下り信号が通過するが電流は遮断するよう構成されている。出力端子２２の外部導体はコンデンサー２７ｃを介して高周波的に共通線に接続されるよう構成されているので出力端子２２は中心導体も外部導体も電流は遮断されている。
【００１３】
分岐回路２５とデータ端子２３との間にはコンデンサー２７ｄが設けられており，本願では当該データ端子２３に接続される情報端末からの例えば１０〜５５ＭＨｚの上り信号及びヘッドエンドから送られてくる７０〜７７０ＭＨｚの下り信号を通過するが電流は遮断するよう構成されている。データ端子２３の外部導体は共通線と接続されている。
【００１４】
前記保安器２０のデータ端子２３は屋内伝送線４６を介して情報端末の例であるケーブルモデム１５に接続されると共に，このケーブルモデム１５はパーソナルコンピューター１６とイーサネット（Ｒ）ケーブル１９を介して接続され，当該パーソナルコンピューター１６は双方向ＣＡＴＶシステムを介してインターネットと接続されるのである。
【００１５】
次に図３を用いて，本願の電源供給装置である上記電源アダプター３０の詳細について説明する。図３（Ａ）において３１はトランスであり１次側３１ａが商用電源に接続できるよう電源プラグ３２が接続されている。尚，本願においてはコード３２ａが筐体３３から導出され伸ばされた先端に電源プラグ３２を備えさせた構造を例示しているが，図３（Ｂ）に示す本願の電源アダプター３０の筐体３３に直接的に取り付けた構造でも良い。
【００１６】
次に，過電圧保護回路３９について説明する。前記電源プラグ３２の１端側３２ａと，前記トランス３１の１次側３１ａの一端との間には直列にヒューズ３４が接続されている。さらに当該ヒューズ３４の出力側において，前記トランス３１の１次側３１ａの両端間には，図に示すように２つ直列に接続された過電圧保護素子３５，３５が接続されると共に，当該過電圧保護素子３５，３５の相互接続点と，後に詳述する前記トランス３１の２次側３１ｂに接続される直流電圧出力回路３６の共通線との間に過電圧保護素子３７とを具備させている。
本願における前記トランス３１の１次側３１ａの両端に接続されている過電圧保護素子３５，３５は例えばサージアブソーバーであり，当該過電圧保護回路素子３５，３５の相互接続点と，前記直流電圧出力回路３６の共通線との間に接続された過電圧保護素子３７は例えばアレスタで構成されている。
尚，上述の過電圧保護回路は一例であり，図３に示すような実施例ばかりでなく適宜変更して構成することも可能である。図４に他の実施例を示す。
【００１７】
次に，トランス３１の２次側３１ｂには整流回路３６ａと定電圧回路３６ｂとからなる直流電圧を出力する回路３６が接続されると共に，当該直流電圧出力回路３６には，直流電圧を電子機器（本願においては例えばケーブルモデム１５）に供給するための電源供給線３８を具備させてあり，この電源供給線３８によって例えばケーブルモデム１５に電源供給するのである。またこれによって，この電源供給線３８のグランド線３８ａを介して前記直流電圧出力回路３６の共通線と，前記ケーブルモデム１５の共通線であるシャーシとが接続されることとなる。
上述の定電圧回路３６ｂは無くてもよく，ケーブルモデム本体に内蔵させても良い。
【００１８】
一方，図１に示すようにケーブルモデム１５の前記シャーシにはＲＦ端子が備えさせてあり，このＲＦ端子には上述の保安器２０のデータ端子２３から引き込まれた屋内伝送線４６が接続されており，更には，前記保安器２０のデータ端子２３の外部導体が当該保安器２０の筐体からアース線５２を通して大地にアースされていることから，これによって前記ＲＦ端子の外部導体は前記屋内伝送線４６の外部導体，データ端子２３の外部導体及び保安器２０の筐体を介して大地にアースされているのであり，結局上記電源供給装置である電源アダプター３０の共通線（詳しくは，当該電源アダプターのトランス３１の１次側３１ａの両端に接続された過電圧保護素子３５，３５の相互接続点に一端を接続された過電圧保護素子３７の他端）は，上述のシステムにおいて使用されることによって大地に接続されるように構成されているのである。
【００１９】
尚，上述の電源保護装置は一例であり，図５に示すようなスイッチングレギュレーターからなる実施例を示す。この実施例において６１は整流回路，平滑回路，スイッチング回路からなる構成される回路ブロックである。６２は絶縁トランスの出力電圧の整流回路及び平滑回路から構成される回路ブロックである。６３は制御回路である。
更に，ここに示すのは実施例でありこれらに限定されるものでなく各部の構成や，回路方式を適宜変更して構成することも可能である。
【００２０】
次に，サージ電圧の流れについて説明する。
図１に示す如くパーソナルコンピューター１６とケーブルモデム１５はイーサネット（Ｒ）ケーブル１９で接続されている。それぞれの機器は電源を電源コンセント５１から得ている。
まず，双方向ＣＡＴＶ網から侵入するサージ電圧について考えると，双方向ＣＡＴＶシステムから侵入したサージ電圧は上述のごとく保安器２０の入力端子２１の中心導体と共通線の間に接続された避雷装置２４により吸収されアース線５２を介して大地へ流れるため宅内への侵入が防止される。また，引込線４３の外部導体は保安器２０の共通線がアース線５２を介して大地に接地されているため，誘導雷による被害も防止できる。
【００２１】
次に電源ラインからの侵入ルートについて説明する。
図１においてサージ電圧はグランドワイヤー５３を通して大地へ流れる。この時電柱５４に取り付けられた柱状トランス５５のＡＣ１００Ｖの中立線が，グランドワイヤー５３と接続されているため，サージ電圧がグランドワイヤー５３に印加した瞬間，柱状トランスにおけるＡＣ１００Ｖの中立線のアース電位が上昇し，これによって宅内のＡＣ１００Ｖは中立線以外の配電線も同時に接地電位があがる。
【００２２】
このサージ電圧は電源コンセント５１を通してパーソナルコンピューター１６およびケーブルモデム１５に印加されるが，この時サージ電圧は，電源アダプター３０に内蔵させたサージ保護回路３９をバイパスして流れるのである。
即ち，前記サージ保護回路である過電圧保護回路３９は，電源アダプター３０に備えられたトランス３１の１次側３１ａの両端に接続された２つの電圧保護素子３５，３５と，当該過電圧保護素子３５，３５の相互接続点に一端を接続された過電圧保護素子３７とからなり，この後者の過電圧保護素子３７の他端は，前記電源アダプター３０の２次側に接続された直流電圧出力回路３６の共通線と接続され，更に当該共通線は，電源供給線３８のグランド線３８ａを介してケーブルモデム１５の共通線と接続されている。
【００２３】
更にケーブルモデム１５の共通線は，当該ケーブルモデム１５に備えさせたＲＦ端子の外部導体から，双方向ＣＡＴＶシステムからの屋内伝送線４６である同軸ケーブルの外部導体を通して，保安器２０のデータ端子２３の外部導体に接続される。更に，保安器２０のデータ端子２３の外部導体は保安器２０の共通線からアース線５２を通して大地に接地されているので，ケーブルモデム１５の電源アダプター３０に印加されたサージ電圧は過電圧保護素子３５，３５，３７とからなる前記過電圧保護回路によっていち早く吸収され大地に流れていくので，ケーブルモデム１５ばかりではなくパーソナルコンピューター１６をも破壊することが無いのである。
更にこの時，パーソナルコンピューター１６とケーブルモデム１５のシャーシ間に電位差を生じないよう，ケーブルモデム１５とパーソナルコンピューター１６のシャーシ間を例えばアース線等でもって接続することで，より確実にケーブルモデム１５もパーソナルコンピューター１６も，電源コンセント５１からのサージ電圧による故障が防止できるのである。この時のサージの流れを示す略図を図６に示す。
【００２４】
また別の実施例として上述の電源供給器３０をケーブルモデム１５に内蔵させたものでも良い。
上述の如く，過電圧保護回路の共通線とケーブルモデム１５の本体部の共通線とが接続されるように構成することで，サージ電圧を双方向ＣＡＴＶシステムのアース線にバイパスすることができ，ケーブルモデム１５及びパーソナルコンピューター１６の破壊を防止するのである。
尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で過電圧保護回路の構成や電源供給器の構造等，各部適宜に変更して実施することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように，請求項１の発明によれば，上記課題を解決するために，１次側が商用電源に接続され，１次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続されると共に，当該直流電圧を出力するための電源供給線を有した電源供給装置を備えたケーブルモデムにおいて，
前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力の共通線とを接続することで，前記過電圧保護回路の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成したので，電源ラインから印加されるサージ電圧は，当該過電圧保護回路で吸収されると共に，この保護回路の共通線が，電源供給装置に備えられた電源供給線のグランド線，ケーブルモデムのシャーシ，ケーブルモデムに備えられたＲＦ端子の外部導体，屋内伝送線の外部導体，保安器の外部導体，保安器の筐体，アース線を介して大地に吸収されるので，電源コンセントに接続されたケーブルモデムだけで無くパーソナルコンピューターに印加されるサージ電圧をもバイパスする事になり，これらの情報端末をサージ電圧による故障から保護できるのである。
【００２６】
請求項２の発明によれば，１次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続されるよう構成された電源回路を内蔵するケーブルモデムにおいて，
前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成したので，さらにケーブルモデムの設置場所の省スペース化及び設置の容易性において優れたケーブルモデムを提供できるのである。
【００２７】
請求項３の発明によれば，前記過電圧保護回路は，コモンモード及びノーマルモードのサージ電圧を吸収する過電圧保護素子から構成されるから，従来からある電源供給器に内蔵させることで，安価でしかも小型のサージ電圧保護回路を内蔵した電源供給器ができ，ケーブルモデムの設置場所の省スペース化及び設置の容易性において優れたケーブルモデムを提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の電源供給装置を用いた双方向ＣＡＴＶシステムの全体の構成を表す例である。
【図２】図１に示す保安器のブロック図である。
【図３】本願の電源供給装置の実施例を示すブロック図である。
【図４】本願の電源供給装置の他の実施例を示すブロック図である。
【図５】本願の電源供給装置の他の実施例を示すブロック図である。
【図６】本願の電源供給装置とケーブルモデムを双方向ＣＡＴＶシステムに接続したときのサージの流れを示す略図である。
【図７】従来の保護装置を用いた双方向ＣＡＴＶシステムの全体の構成を示す例である。
【図８】従来の保護装置の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…保護装置，２…電源用アレスタ，３…テレビ信号用アレスタ，４…，５…，６…電源プラグ，７ａ，７ｂ…電源コンセント，８ａ，８ｂ…テレビアンテナ用Ｆ型コネクター，９…接地端子，１０…動作表示ランプ，１１…ヒューズ，１５…ケーブルモデム，１６…パーソナルコンピューター，１６ａ…電源プラグ，１８…イーサネット（Ｒ）端子，１９…イーサネット（Ｒ）ケーブル，２０…保安器，２１…入力端子，２２…出力端子，２３…データ端子，２４…避雷装置，２４ａ…アレスタ，２４ｂ…チョークコイル，２５…分岐回路，２６…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ），２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ…コンデンサー，３０…電源アダプター，３１…トランス，３１ａ…１次側，３１ｂ…２次側，３２…電源プラグ，３２ａ…コード，３３…匡体，３４…ヒューズ，３５…過電圧保護素子，３６…直流電圧出力回路，３７…過電圧保護素子，３８…電源供給線，３８ａ…グランド線，４１…分配増幅器，４２…タップオフ，４３…引込線，４４…屋内伝送線，４５…テレビ，４６…屋内伝送線，５１…電源コンセント，５２…アース線，５３…グランドワイヤー，５４…電柱，５５…柱状トランス，６１…整流・平滑及びスイッチング回路，６２…整流・平滑回路，６３…制御回路。

Claims (3)

1. １次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続されると共に，当該直流電圧を出力するための電源供給線を有した電源供給装置を備えたケーブルモデムにおいて，
   前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力の共通線とを接続することで，前記過電圧保護回路の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成されたことを特徴としたケーブルモデム。
2. １次側が商用電源に接続され，トランスの２次側には直流電圧を出力する回路が接続された電源回路を内蔵するケーブルモデムにおいて，
   前記トランスの１次側には過電圧保護回路が備えられると共に，当該過電圧保護回路の共通線と前記直流電圧出力の共通線とケーブルモデムの共通線とが接続されるように構成されたことを特徴としたケーブルモデム。
3. 前記過電圧保護回路は，コモンモード及びノーマルモードのサージ電圧を吸収する過電圧保護素子から成ることを特徴とした請求項１及び請求項２のいずれかに記載のケーブルモデム。

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