JP2005333223A - 電力線搬送通信用アダプタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信品質の劣化が少ない電力線搬送通信を実現可能なアダプタ装置を提供する。
【解決手段】アダプタ装置１０は、２００Ｖ用コンセントに接続して使用するもので、電源プラグ端子１１１、１１２、１１Ｎ、コンデンサ１２、電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎを含み、アダプタ筐体１００に収納される。電源プラグ端子１１１、１１２は、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入され、第１電圧線Ｌ１又は第２電圧線Ｌ２に接続される。コンデンサ１２は、電源プラグ端子１１１、１１２間に接続されるインピーダンス要素である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力線搬送通信用アダプタ装置、特に単相３線式屋内電力配線を利用した電力線搬送通信に利用される電力線搬送通信用アダプタ装置に関する。

電力線搬送通信は、商用電力を供給する電力線を伝送路として通信を行うものであり、通常、２本の線路を利用した平衡伝送によって行われる。屋内電力線通信においては、２本の電力配線が接続される電力供給用のコンセントにモデムを介して通信機器を接続し、コンセントに接続した通信機器間で送受信が行われる。

屋内の電力供給が単相３線式で行われる場合、１００Ｖの電気機器やコンセントには、中性線と一方の電圧線が接続され、２００Ｖの電気機器やコンセントには、両方の電圧線が接続される。２００Ｖの電気機器やコンセントには、中性線も接地線として供給される場合もある。

１００Ｖの電力供給は、２本の電圧線（区別する場合には、「第１電圧線」、「第２電圧線」と記述する。）の内の一方と中性線によって行われるため、第１電圧線が接続される電気機器やコンセント（「第１コンセント」と記述する。）と第２電圧線が接続される電気機器やコンセント（「第２コンセント」と記述する。）が混在することになる。そのため、単相３線式の電力供給が行われる屋内で電力線搬送通信を行うに際しては、通信品質が低下する場合がある。

その理由は、第１電圧線に接続された通信機器と第２電圧線に接続された通信機器との間で電力線搬送通信を行う場合、平衡伝送路の一方の線路は中性線であるのに対して、他方の線路は第１電圧線と第２電圧線であって、直接導電接続されておらず、線路間の容量結合によって信号伝送が行われるため、信号の減衰は避けられないからである。この線路間の容量結合による送信信号の減衰を考慮する必要があるため、大出力のモデムが必要となる。

電力線搬送通信における屋内配線の伝送路の特性を改善する技術としては、特許文献１、２に記載されたものがある。しかし、これらの文献に記載された技術は、単相３線式の電力供給による特性劣化については、何ら言及していない。

特開２００３−２８３３９０号公報 特開２００３−２１８７５４号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、通信品質の劣化が少ない電力線搬送通信を実現可能なアダプタ装置を提供することを目的とする。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、単相３線式屋内電力配線を利用した電力線搬送通信に利用され、前記電力配線の第１電圧線と第２電圧線が接続される高電圧コンセントに挿入されるものであって、前記第１電圧線と前記第２電圧線の一方に接続される第１の導体と、前記第１電圧線と前記第２電圧線の他方に接続される第２の導体と、前記第１の導体と前記第２の導体の間に接続されたインピーダンス要素とを備えるものである。

本発明によれば、インピーダンス要素によって第１電圧線と第２電圧線との間の結合を強くすることができ、伝送路の減衰特性を向上させることができる。したがって、単相３線式屋内電力配線を利用した電力線搬送通信を行う際、モデムの送信出力を小さくすることができ、他の機器に影響が少ない高品質の通信を簡単な構成で実現することができる。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、前記電力線搬送通信の搬送周波数帯域が、２ＭＨｚから３０ＭＨｚであるものを含む。また、前記インピーダンス要素が、コンデンサであるものを含む。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、前記インピーダンス要素が、前記第１電圧線から前記第２電圧線に又は前記第２電圧線から前記第１電圧線に電力線搬送通信の信号が伝達されるように、電力線搬送通信の搬送周波数帯域におけるインピーダンスの絶対値が実質的に無視できる程度の値であるものを含む。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、前記第１の導体及び前記第２の導体が、前記高電圧コンセントに挿入される電源プラグ端子であるものを含む。また、前記電源プラグ端子が、他の電源プラグが挿入可能な電源ジャックと接続されるものを含む。本発明によれば、電力配線の第１電圧線と第２電圧線に接続される高電圧コンセントに挿入するだけで、高品質の電力線搬送通信を実現できる。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、前記電源プラグ端子と前記電源ジャックとの間に接続されるチョークコイルを有し、前記チョークコイルのインピーダンス値が、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値であるものを含む。本発明によれば、電源ジャックに他の電気機器が接続された場合の電気機器によるインピーダンス変動を抑えることができる。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、前記高電圧コンセントに挿入される電源プラグと、前記電源プラグと前記第１の導体及び前記第２の導体とを接続する電源コードと、前記第１の導体及び前記第２の導体に接続される電源ジャックとを備え、テーブルタップとして利用されるものを含む。また、前記前記第１の導体及び前記第２の導体と前記電源ジャックとの間に接続されるチョークコイルを有し、前記チョークコイルのインピーダンス値が、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値であるものを含む。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通信品質の劣化が少ない電力線搬送通信を実現可能なアダプタ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図５に、単相３線式屋内電力配線の要部概略構成を示す。本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置は、図５に示すような屋内電力配線を介して電力線搬送通信を行う場合に利用されるものである。

単相３線式の電力配線は、第１電圧線Ｌ１、第２電圧線Ｌ２、中性線Ｎからなり、主遮断機１を経由して屋内に配線される。第１電圧線Ｌ１と中性線Ｎの間、及び第２電圧線と中性線Ｎの間は１００Ｖの交流電圧が供給され、それぞれの交流電圧は位相が反転しているので、第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２の間は、２００Ｖの交流電圧となる。屋内の電気機器に１００Ｖの電力を提供する場合は、第１電圧線Ｌ１と中性線Ｎの２線、又は第２電圧線と中性線Ｎの２線に、屋内の各箇所に設置したコンセントを介して、又は直接接続することによって行う。また、２００Ｖの高電圧電力を提供する場合は、第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２の２線によって行う。なお、２００Ｖの電力を提供する場合には、設置のために中性線も合わせて接続するのが一般的である。

図５においては、第１電圧線Ｌ１と中性線Ｎに１００Ｖ用コンセント（以下、単に「コンセント」と記述する場合は、「１００Ｖ用コンセント」を指す。）２ａが接続され、第２電圧線Ｌ２と中性線Ｎにコンセント３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが接続されている。そして、コンセント３ｂ、３ｄから、それぞれ１００Ｖ電気機器５２、５３に１００Ｖ交流電圧が供給されている。コンセント２ａ、３ａ、３ｃには、それぞれモデム７ａ、７ｂ、７ｃを介して通信機器８ａ、８ｂ、８ｃが接続され、電力線搬送通信が可能となっている。なお、図５では、モデム７ａ、７ｂ、７ｃと通信機器８ａ、８ｂ、８ｃを別の要素として記載してあるが、通信機器８ａ、８ｂ、８ｃがそれぞれのモデム７ａ、７ｂ、７ｃを内蔵していてもよい。また、通信機器８ａ、８ｂ、８ｃへの電源供給は、図示を略したが、コンセント２ａ、３ａ、３ｃ又は他のコンセントから行われる。

照明機器等の電気機器は、コンセントを介さずに電源が供給されることが多く、第１電圧線Ｌ１と中性線Ｎ、又は第２電圧線Ｌ２と中性線Ｎが直接接続される。図５においては、１００Ｖ電気機器５１が直接接続されている。

２００Ｖ電気機器に電力を供給するための２００Ｖ用コンセント４ａ、４ｂには、第１電圧線Ｌ１、第２電圧線Ｌ２及び中性線Ｎの３線が接続される。図５においては、２００Ｖ用コンセント４ａから、２００Ｖ電気機器６に電源供給されている。

通信機器８ａ、８ｂ、８ｃ間の通信は、電力線の２線を利用して行われ、例えばＯＦＤＭ方式で行われる。図５から明らかなように、通信機器８ｂと８ｃ間は、第２電圧線Ｌ２と中性線Ｎによって直接接続されているが、通信機器８ａは、第１電圧線Ｌ２と中性線Ｎに接続されており、通信機器８ｂ及び８ｃと通信機器８ａ間は、直接接続されていない。 直接接続されていないことによる影響を減少させるため、アダプタ装置１０が２００Ｖ用コンセント４ｂに接続される。

（第１の実施の形態）
図１に本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第１の実施形態の概略構成を示す。図１のアダプタ装置１０は、２００Ｖ用コンセントに接続して使用するもので、電源プラグ端子１１１、１１２、１１Ｎ、コンデンサ１２、電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎを含み、模式的に示すアダプタ筐体１００に収納される。

電源プラグ端子１１１、１１２は、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入され、第１電圧線Ｌ１又は第２電圧線Ｌ２に接続される。また、電源プラグ端子１１Ｎも同様に、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入され、中性線Ｎに接続される。コンデンサ１２は、電源プラグ端子１１１、１１２間に接続されるインピーダンス要素であり、そのインピーダンスの絶対値は、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において実質的に無視できる程度の値に設定される。ここで、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において実質的に無視できる程度の値とは、第１電圧線Ｌ１から第２電圧線Ｌ２に又は第２電圧線から第１電圧線に電力線搬送通信の信号が大きく減衰せずに伝達されるように、電力搬送線通信の搬送周波数において絶対値が実質的に無視できる程度の値であることを意味する。その結果、コンデンサ１２は、第１電圧線Ｌ１と第２電圧線Ｌ２との間のバイパス要素として機能する。ここで、使用される電力線搬送通信の搬送周波数帯域は、２ＭＨｚから３０ＭＨｚであり、その帯域でのインピーダンスの絶対値は、例えば１０Ωである。

電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎは、それぞれ電源プラグ端子１１１、１１２、１１Ｎと接続され、他の電源プラグが挿入可能になっている。したがって、図１のアダプタ装置１０を２００Ｖ用コンセントに挿入しても、そのコンセントから２００Ｖの交流電源を他の電気機器に供給することができる。なお、アダプタ装置１０を挿入したコンセントから電源供給を行う必要がない場合は、電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎは、不要である。また、電源プラグ端子１１Ｎ及び電源プラグ端子１１Ｎも省略可能である。

（第２の実施の形態）
図２に本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第２の実施形態の概略構成を示す。図２のアダプタ装置１０は、図１のものと同様、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入して使用するものである。図１のものと異なる点は、電源プラグ端子１１１、１１２、１１Ｎと電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎとの間に、それぞれチョークコイル１４１、１４２、１４Ｎを接続した点である。他の要素は、図１のものと同一であり、同一の番号を付してあるので説明を省略する。

チョークコイル１４１、１４２、１４Ｎのインピーダンスの絶対値は、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値に設定される。ここで、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値とは、電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎに高電圧電気機器が接続された場合でもその電気機器のインピーダンス変動（電気機器の有無による変動を含む。）を抑えることができる程度の値であり、例えば、２ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数帯域でのインピーダンスの絶対値が例えば１００Ω以上である。

（第３の実施の形態）
図３に本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第３の実施形態の概略構成を示す。図３のアダプタ装置１０は、図１及び図２のものと同様、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入して使用するものである。図２のものと異なる点は、チョークコイル１４１、１４２と電源ジャック１３１、１３２との間に、フィルタ回路１５を接続した点である。他の要素は、図１又は図２のものと同一であり、同一の番号を付してあるので説明を省略する。

フィルタ回路１５は、電源ジャック１３１、１３２、１３Ｎに接続された高電圧電気機器からのノーマルモードノイズを減衰させるためのものである。フィルタ回路１５は、ショックアブソーバ機能を有しているものもある。図３では、パイ型フィルタを一例として示したが、特許文献２の図６から図８に示すようなフィルタ回路を使用してもよい。

（第４の実施の形態）
図４に本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第３の実施形態の概略構成を示す。図４のアダプタ装置１０は、テーブルタップとして利用されるものであり、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入される電源プラグ１６、電源コード１７、内部にインピーダンス要素等を収納するタップ筐体１８を含んで構成される。

電源プラグ１６は、電源プラグ端子１６１、１６２、１６Ｎを有しており、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入される。電源プラグ端子１６１、１６２は、第１電圧線Ｌ１又は第２電圧線Ｌ２に接続されるものであり、電源プラグ端子１６Ｎは中性線Ｎに接続されるものである。

模式的に示すタップ筐体１８には、タップ接続端子１８１、１８２、１８Ｎ、コンデンサ１２、電源ジャック１３１ａ〜ｃ、１３２ａ〜ｃ、１３Ｎａ〜ｃを収納する。タップ接続端子１８１、１８２は、電源コード１７、電源プラグ端子１６１、１６２、及び２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）を介して、第１電圧線Ｌ１又は第２電圧線Ｌ２に接続される。また、タップ接続端子１８Ｎも同様に、２００Ｖ用コンセントの電源ジャック（図示せず）に挿入され、中性線Ｎに接続される。コンデンサ１２は、タップ接続端子１８１、１８２間に接続されるインピーダンス要素であり、図１から図３のアダプタ装置におけるコンデンサと同様のものである。

タップ接続端子１８１、１８２、１８Ｎは、それぞれ電源ジャック１３１ａ〜１３１ｃ、１３２ａ〜１３２ｃ、１３Ｎａ〜１３Ｎａと接続され、他の電源プラグが挿入可能になっている。図４の例では、他の３個の電源プラグが接続可能となっているが、その数は任意である。

図４では、タップ接続端子１８１、１８２が、それぞれ電源ジャック１３１ａ〜１３１ｃ、１３２ａ〜１３２ｃと直接接続されているが、図２のものと同様の機能を有するチョークコイルを、タップ接続端子１８１、１８２、１８Ｎと電源ジャック１３１ａ〜１３１ｃ、１３２ａ〜１３２ｃ、１３Ｎａ〜１３Ｎａの間に接続してもよい。このチョークコイルのインピーダンスの絶対値は、図２のものと同様の値に設定される。

本発明は、単相３線式屋内電力配線を利用した電力線搬送通信に利用される電力線搬送通信用アダプタ装置等として有用である。

本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第１の実施形態の概略構成を示す図 本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第２の実施形態の概略構成を示す図 本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第３の実施形態の概略構成を示す図 本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置の第４の実施形態の概略構成を示す図 本発明の電力線搬送通信用アダプタ装置が使用される単相３線式屋内電力配線の要部概略構成を示す図

符号の説明

１・・・主遮断機
２ａ、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・１００Ｖ用コンセント
４ａ、４ｂ・・・２００Ｖ用コンセント
５１、５２、５３・・・１００Ｖ電気機器
６・・・２００Ｖ電気機器
７ａ、７ｂ、７ｃ・・・モデム
８ａ、８ｂ、８ｃ・・・通信機器
１０・・・アダプタ装置
１００・・・アダプタ筐体
１１１、１１２、１１Ｎ・・・電源プラグ端子
１２・・・コンデンサ
１３１、１３２、１３Ｎ・・・電源ジャック
１３１ａ〜ｃ、１３２ａ〜ｃ、１３Ｎａ〜ｃ・・・電源ジャック
１４１、１４２、１４Ｎ・・・チョークコイル
１５・・・フィルタ回路（サージアブソーバ）
１６・・・電源プラグ
１６１、１６２、１６Ｎ・・・電源プラグ端子
１７・・・電源ケーブル
１８・・・タップ筐体
１８１、１８２、１８Ｎ・・・タップ接続端子

Claims (9)

1. 単相３線式屋内電力配線を利用した電力線搬送通信に利用され、前記電力配線の第１電圧線と第２電圧線が接続される高電圧コンセントに挿入される電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記第１電圧線と前記第２電圧線の一方に接続される第１の導体と、
   前記第１電圧線と前記第２電圧線の他方に接続される第２の導体と、
   前記第１の導体と前記第２の導体の間に接続されたインピーダンス要素とを備えた電力線搬送通信用アダプタ装置。
2. 請求項１記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記電力線搬送通信の搬送周波数帯域は、２ＭＨｚから３０ＭＨｚである電力線搬送通信用アダプタ装置。
3. 請求項１又は２記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記インピーダンス要素は、前記第１電圧線から前記第２電圧線に又は前記第２電圧線から前記第１電圧線に電力線搬送通信の信号が伝達されるように、電力線搬送通信の搬送周波数帯域におけるインピーダンスの絶対値が実質的に無視できる程度の値である電力線搬送通信用アダプタ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記インピーダンス要素は、コンデンサである電力線搬送通信用アダプタ装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記第１の導体及び前記第２の導体は、前記高電圧コンセントに挿入される電源プラグ端子である電力線搬送通信用アダプタ装置。
6. 請求項５記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記電源プラグ端子は、他の電源プラグが挿入可能な電源ジャックと接続される電力線搬送通信用アダプタ装置。
7. 請求項６記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記電源プラグ端子と前記電源ジャックとの間に接続されるチョークコイルを有し、
   前記チョークコイルのインピーダンス値は、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値である電力線搬送通信用アダプタ装置。
8. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記高電圧コンセントに挿入される電源プラグと、
   前記電源プラグと前記第１の導体及び前記第２の導体とを接続する電源コードと、
   前記第１の導体及び前記第２の導体に接続される電源ジャックとを備え、テーブルタップとして利用される電力線搬送通信用アダプタ装置。
9. 請求項８記載の電力線搬送通信用アダプタ装置であって、
   前記第１の導体及び前記第２の導体と前記電源ジャックとの間に接続されるチョークコイルを有し、
   前記チョークコイルのインピーダンス値は、電力線搬送通信の搬送周波数帯域において十分大きな値である電力線搬送通信用アダプタ装置。

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