JP2008512903A

JP2008512903A - 内部電力線による電力供給方法とそのシステム

Info

Publication number: JP2008512903A
Application number: JP2007530478A
Authority: JP
Inventors: チャン、タット、キューン; ムー、ソングリー
Original assignee: アソカユーエスエーコーポレーション
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2008-04-24
Also published as: WO2006029156A2; EP1810114A4; US7401239B2; CN101248403A; US20060193110A1; WO2006029156A3; EP1810114A2

Abstract

電力供給装置とそれに関連する方法。電力供給装置はＡＣ入力を有する。装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力へ変換する変換器を備える。具体的実施形態において、変換器は入力と出力を備える。具体的実施形態において、変換器の入力は、ＡＣ入力に接続される。電力供給装置は異なる電圧に対応するＤＣ出力を備える。変換器の出力はＤＣ出力に接続される。装置はさらに変換器から熱エネルギーを運び出すよう構成されたファンと、データソースからのデータ信号に接続されるデータ入出力ポートを備える。装置は、データ入出力ポートとＡＣ入力との間に接続されたカプラを備える。電力線モジュールがカプラに接続される。電力線モジュールは、データ信号を第１の形式から第２の形式へ変換するよう適合されている。第２の形式はＡＣ入力への送信が可能である。カプラには覆いが設置される。覆いは例えば、高周波のノイズや低周波ノイズなどのノイズからデータ信号を保護する。

Description

（関連出願との相互参照）
本出願は、その参照により援用される２００４年９月３日に同一出願人によって出願された米国特許出願６０／６０７，３８３（代理人整理番号：０２１９１７-００１０００ＵＳ）に関連する。

（政府支援の研究または開発の下でなされた発明の権利に対する声明）
該当なし

（コンパクトディスクにて提出された、「シーケンスリスト」、表、またはコンピュータプログラムリストへの参照）
該当なし

本研究は一般的に電力線ネットワーク構築技術に関するものである。特に、本発明は、計算機環境のための電力供給装置として統合された電力線モジュールを用いた高速電力線ネットワークを実現する方法とシステムを提供する。例として、本発明はローカルエリアネットワーク環境に適用されているが、他への適用もあり得ることは明らかである。さらに、本発明は、建物内エリアネットワーク、ホームネットワーク、オフィスネットワーク、アパート、これらの任意の組み合わせ、そして、その他ネットワークへの適用が考えられる。

電気通信技術はすでに長く存在している。初期の頃、電信機として知られる電気通信技術が開発された。電信機は一般に、電気信号を用いて、電送線を介して「点」と「点線」の形で、ある地理的位置から別の地理的位置へと情報を送信した。広く利用されている電気信号の例の一つとして、モールス信号が挙げられる。電信機は、その大部分が電話機と置き換えられてしまった。電話機は、音声情報を、アナログ電気信号を用いて、電話線、または、より一般的には、銅製のシングルツイストペア線、を介して送信する目的で、アレキサンダーグラハムベルによって１８００年代に発明された。一般に今日の産業化された国々のほとんどは、個人とビジネスとの間のコミュニケーションを容易にするために、電話機に大きく依存している。

１９９０年代に入って、電気通信産業にまた一つの重要な発展があった。人々はお互いに、電話線、あるいは、電話網、またはその他の通信網に接続されたコンピュータを用いて通信するようになった。これらの互いに接続されたコンピュータやワークステーションは一つの地理的位置から別の地理的位置へと様々な種類の情報を伝送することが可能である。一般的には、ＬＡＮとして知られている、ローカルエリアネットワーク、そしてＷＡＮとして知られている、ワイドエリアネットワーク、を含む様々な種類のコンピュータ網が存在する。

ローカルエリアネットワークは、ワイドエリアネットワークに比べ、狭い地理的領域内のコンピュータ同士を接続するために用いられてきた。ローカルエリアネットワークの多くは、専用ケーブルを利用して通信信号をネットワークに伝送する。通信信号を伝送する代替手法として、非専用ケーブルを利用するもののうち、電力線を用いる手法を、電力線通信、または一般にＰＬＣ、と呼ぶ。電力線通信は、家やオフィスなどの建造物に電力を供給するために分散している、既存の電力線に依存する。従来のＰＬＣはラジオ周波数技術に基づいている。電力線通信は一部成功しているが、多くの制限が今なお存在する。

例えば、一般的に、基盤の不足により、電力線通信は機能に制限がある。電力線ネットワークは主流ではなかった。よって電力線ネットワークには全く、あるいはごくわずかな基盤しかない。これに加え、電力線ネットワーク機器は不足しており、大規模に存在しない。米国におけるオフィス環境には電力線ネットワークは欠けており、ほぼ存在しない。本明細書全体を通じて、特に以下に、これらや、その他の制限について、記述する。

上記から、より改良された電力線ネットワーク技術が強く望まれていることが解される。

本発明によれば、電力線ネットワーク技術が提供される。とくに、本発明によって、計算機環境のための電力供給装置に統合された ( integrated ) 電力線モジュールを利用した高速電力線ネットワークシステムおよびその方法が提供される。例として、本発明はローカルエリアネットワーク環境に適用されているが、他の応用が存在することは認識されるべき点である。本発明は、建物内エリアネットワーク、ホームネットワーク、オフィスネットワーク、アパート、これらの任意の組み合わせ、そして、その他ネットワークへの適用が考えられる。

具体的な実施形態において、本発明は電力供給装置を提供する。具体的な実施形態において、電力供給装置は、約１２０から２４０ボルトの電圧、そして約６０から５０ヘルツの周波数に対応したＡＣ入力を有する。装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するための変換器を有する。具体的実施形態において、変換器は入力および出力を備える。具体的実施形態において、変換器の入力はＡＣ入力に接続されている。具体的実施形態において、電力供給装置は１２ボルト、５ボルト、３．３ボルト、２．５ボルト、およびその他の電圧用のＤＣ出力を備える。変換器の出力は、ＤＣ出力に接続されている。装置は、さらに変換器から熱エネルギーを運び出すように構成されたファンを備える。装置は、データソースからのデータ信号に接続されたデータ入出力ポートを備える。装置は、データ入出力ポートとＡＣ入力の間に接続されたカプラ（カプラは電気通信信号を電力線から、または電力線へとカプリングする）を備える。電力線モジュールはカプラに接続される。電力線モジュールはデータ信号を第１の形式から第２の形式へと変換するように適合されている。第２の形式はＡＣ入力への転送が可能である。カプラには覆いが提供されている。覆いはノイズ（例えば、高周波ノイズ、低周波ノイズ等）からデータ信号を保護する。

別の具体的実施形態において、本発明はパーソナルコンピュータ装置（例えば、パソコン、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス、インターネット家電等）を提供する。装置は、パーソナルコンピュータ用の筐体を有する。具体的実施形態において、パーソナルコンピュータ用の筐体はＡＣ入力インタフェース、およびデータ入出力インタフェースに接続されている。装置は、さらにパーソナルコンピュータ用の筐体内に電力供給装置を有している。具体的実施形態において、電力供給装置は、ＡＣ入力インタフェースに接続されたＡＣ入力を備えている。具体的実施形態において、ＡＣ入力への電圧は約１２０ボルトから２４０ボルトであり、周波数は約６０から５０ヘルツである。ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する変換器がＡＣ入力に接続されている。変換器は入力、および出力を備える。具体的実施形態において、電力供給装置は１２ボルト、５ボルト、３．３ボルト、２．５ボルト、およびその他の電圧用のＤＣ出力を備える。変換器の出力は、ＤＣ出力に接続されている。装置は、さらに変換器から熱エネルギーを運び出すように構成されたファンを備える。装置は、データ入出力に接続されたデータ入出力インタフェースを備える。具体的実施形態において、データ入出力インタフェースは、データソースからの第１の形式のデータ信号に接続されている。装置は、データ入出力ポートとＡＣ入力の間に接続されたカプラ（カプラは電気通信信号を電力線から、または電力線へとカプリングする）を備える。好ましい実施形態において、電力線モジュールはデータ信号を第１の形式から第２の形式へと変換するように適合されている。第２の形式はＡＣ入力への送信が可能である。電力供給装置は、カプラ用に提供するための覆いを備えている。好ましい実施形態において、覆いはデータ信号を保護するよう適合されている。

さらに別の具体的実施形態において、発明は電力供給装置を提供する。電力線装置は、電圧用のＡＣ入力を備える。ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する変換器が備えられている。変換器は入力と出力を備える。第１の所定量から第２の所定量の幅を有する電圧用のＤＣ出力が提供される。データ入出力ポートが備えられている。好ましい実施形態において、データ入出力ポートは、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）、パラレルバスを介して、データソースからのデータ信号に接続される。カプラはデータ入出力ポートとＡＣ入力の間に接続される。覆部がカプラに接続される。好ましい実施形態において、覆部はカプラに接続される第１の側面および第２の側面を備える。電力線モジュールはカプラに接続される。電力線モジュールは覆部の第１の側面に設置される。電力線モジュールは、データ信号を第１の形式から、ＡＣ入力への送信が可能な第２の形式へと変換する。好ましい実施形態において、電力線モジュールは覆部によってカプラから（物理的にも、空間的にも）隔離されている。電力線モジュールには囲いが提供されている。好ましい実施形態において、囲いは高周波数ノイズからデータ信号を保護する目的で提供される。

具体的実施形態において、本発明は電力供給モジュールを用いた電力線通信の方法を提供する。方法は、第１の形式の電気通信信号を、ＵＳＢポート、又はその他類似のポートなどの入出力ポートから提供する手順を含む。方法は、覆部の第１の側面に接続された電力線モジュールを用いて、第１の形式の電力線信号を第２の形式へと変換する手順を含む。この覆部は例えば、ＰＣまたはその他の機器の電力装置のためのものである。方法は、第２の形式の電力線信号を、柔軟性のあるケーブルを用いて、覆部の一部を通じて送信する手順を含む。方法は、覆部の第２の側面に接続されているカプリング装置を利用して、第２の形式の電力線信号をＡＣ電力線に接続する手順を含む。

具体的実施形態において、本装置は、第１のボードと第２のボードを備える。第１のボードは、デジタルボードに対応し、第２のボードはＡＣ電力線ネットワークにデータ信号を接続するカプリングボードに対応する。例えば、デジタルボードはインテロンＩＮＴ５２００高速電力線信号通信（ＰＬＣ）チップを備えても良いが、これ以外を備えてもよい。チップはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）機器として構成されており、ＰＣマザーボード内のＵＳＢポートから電力を取得する。具体的実施形態において、チップは電気通信信号をＵＳＢポートから受信する。具体的実施形態において、デジタルボードは、電力供給部（ＰＳＵ）の側面に設置された金属の覆いの中に設置される。そしてＰＬＣ信号はシールドされ、柔軟な短いケーブルによって、カプリングボードに接続される。具体的実施形態において、カプリングボードはデジタルボードからのＰＬＣ信号をＡＣ電力コードに接続する。このカプリングボード上のコンポーネントは、具体的実施形態において、通常全てパッシブコンポーネントである。好ましい実施形態において、パッシブコンポーネントは、安全性、および電磁妨害（ＥＭＩと通常呼ばれる）に関する要件を満たすように慎重に選択されている。これら各パッシブコンポーネントはＡＣ電力コードへの最大および／または所望の接続性を得るためにカプリングボード上に慎重に配置される。具体的実施形態において、カプリングボードは電力供給部内に設置され、デジタルボードは電力供給部の外に設置される。そして、これらは覆部によって、隔離される。

従来の技術と比較して、本発明を利用することによって、１つ以上のメリットが得られる。本発明はコンピュータネットワーキングやハードウェア技術における従来の構成要素を用いた応用が可能である。さらに、本発明は大きな変更を要することなく、既存の電力線構造に適用することが可能である。具体的実施形態において、本システムおよび方法は、実装が容易であり、パソコンなどのパーソナル計算機器上に電力線ネットワーキング機能を組み込めることが好ましい。さらに、好ましい実施形態において、電力線により実現される本電力装置は従来の電力装置と同様のおよび／または類似した形状を有しているため、大きな変更を要することなく、パーソナル計算機環境に提供することが可能である。

本発明の一つ以上の実施の形態を用いることで、その他メリットを得ることも可能である。具体的実施形態において、本装置および方法は、デスクトップパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に対し、統合されたホームネットワークソリューションを提供する。具体的実施形態において、デスクトップＰＣの電力装置に電力線モジュールを組み込むことで、本装置および方法は、電力線機能を含む統合されたデスクトップＰＣを実現する。好ましい実施形態において、本装置は、短にコンセントに繋いでマシンを動かすために必要な電力コードケーブルと同じものを利用するだけで、デスクトップＰＣのネットワークへの接続を瞬時に可能にする。好ましい実施形態において、本発明は、通常のユーザにシームレスで透明なホームネットワーキング環境を提供する。具体的実施形態において、本方法は、デスクトップＰＣを通常の電気コンセントに接続するだけで、ＰＣに電力線ローカルエリアネットワーキング（ＬＡＮ）機能を提供する。直交周波数分割多重（ＯＤＦＭ）変調技術を用いた具体的実施形態において、本装置および方法は（ａ）４〜２１ＭＨｚという通常の家電製品よりもずっと高い動作周波数でデータを送信し、（ｂ）８−４（８４）の異なるチャネルを通じてデータを送信することによって、信頼性の高いネットワークソリューションを提案する。実施形態に応じて、１つ以上のこれらメリットが存在し得る。これらおよびその他のメリットは、本明細書全体に亘って、特に下記に記述される。

本発明に関する、さらなる目的、特徴、および強みについての真の価値は、付随する詳細な説明や添付の図を参照することで、十分に認めることが可能である。

図１は、本発明の実施の形態に係る電力線システムの簡略図である。図は例に過ぎず、本書の請求の範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図示されるように、電力線ネットワークシステム１００が含まれる。システム１００は、世界規模のコンピュータ網から取得される外部データソース１０３、を有する。例えば、データソースはインターネットやそれに類するものであってもよい。システムは第１の電力線１２１、第２の電力線１２３、そして第３の電力線１２５を備え、これら各電力線はフェーズに対応する。多くの場合、各電力線は束ねられており、参照番号１１１によって表される。

もう一度図１に戻る。具体的な実施形態によれば、システムはデータソースとＡＣ電力線１０９の間に接続されたゲートウェイ１１５を備えている。具体的実施形態によれば、ＡＣ電力線は複数のブリッジ装置１１５、１１９、１２３、１２７に接続されており、これらは１からＮの番号（Ｎは２よりも大きな整数）が割り振られている。各ブリッジ装置はクライアント装置１１７、または複数のクライアント装置に接続されており、電力線ネットワークの「セグメント」を構成している。図に示すように、ブリッジ装置１１９はクライアント装置１２１に、ブリッジ装置１２３はクライアント装置１２５に、そしてブリッジ装置１２７はクライアント装置１２９に接続されている。具体的な実施形態に応じて、クライアント装置は、パソコン、無線機器、ラップトップコンピュータ、インターネット電話、インターネット家電（例えば、冷蔵庫、ステレオ、テレビ、電話、デジタル絵画等を含む）、これらの組み合わせ、またはその他のものであってもよい。これは、当業者にとっては明確である。ゲートウェイやブリッジ装置に関する詳細は、本明細書を通じて、特に以下に、記されている。

図２は本発明の実施の形態に係る電力線ゲートウェイシステム２００の簡略図である。図は例に過ぎず、本書の請求の範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図に示すように、ゲートウェイシステム２００は、少なくとも３つの入出力ポート２０５を備える、筐体２０１を有している。具体的な実施形態によれば、これら入出力ポートは、外部の電力線に接続することができる。具体的な実施形態では、１つ以上の電力線信号が筐体から取得される。

好ましい実施形態において、電力線信号は３つの入出力ポートのそれぞれに接続される。即ち、各フェーズに電力線信号が直接注入（injection）される。具体的な実施形態において、本電力線信号は各フェーズに直接注入されており、各フェーズは信号の注入の際に相互に接続されていない。３つの入出力ポートは、第１の電力線に接続された第１のフェーズ入出力ポート、第２の電力線に接続された第２のフェーズ入出力ポート、そして第３の電力線に接続された第３のフェーズ入出力ポートを備える。無論、他の変種、代替、そして改良は存在し得る。ゲートウェイシステムに関する詳細は、本明細書を通じて、特に以下に、記されている。

図３は、図２に示す電力線ゲートウェイシステムの具体的な実施形態に基づいた、簡略されたブロック図である。図は例に過ぎず、本書の請求の範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図に示すように、システムは電力線チップ２０９を介して電力線信号に接続されているネットワークプロセッサ２０２を筐体内に備えている。具体的な実施形態において、ネットワークプロセッサは、ネットワークプロセッサおよび筐体に接続されたネットワークコネクタ入出力ポート２０６を備える。上述したように、好ましい実施形態において、入出力ポート２０６は、広域エリアネットワーク、または世界規模エリアネットワークに接続された、データネットワークと接続されている。ネットワークプロセッサは１つ以上のローカルエリアネットワーク２０７用の１つ以上の入出力ポートを備える。ネットワークプロセッサは、記憶装置２０４へのインタフェースを備える。記憶装置２０４は、具体的実施形態に応じて、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、またはその他を備えてもよい。例として、ネットワークプロセッサはドイツのインフィニオンテクノロジーズＡＧによって生産されたＡＤＭ５１２０シリーズなどの、任意の適切なものであってもよいが、その他でもよい。具体的な実施形態において、システムは、適切な電力（例えば、電圧／電流）を本書に記載された各要素に供給する電力モジュール２２１をさらに備える。当然ながら、当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。

好ましい実施形態において、システムはネットワークプロセッサとアナログフロントエンド２１１との間に接続された、電力線チップ２０９（以降、「ＰＬＣ」チップと呼ぶ）を備える。図に示すように、ＰＬＣはアナログフロントエンド（ＡＦＥ）モジュール２１１に接続されている。具体的な実施形態によると、ＡＦＥモジュールはチップセットと、３フェーズカプラ２１９とのインタフェースとなっている。具体的な実施形態によれば、ＡＦＥとカプラの間には送信装置２１３および受信装置２１７が存在する。具体的な実施形態によれば、スイッチ装置がＡＦＥチップと送信装置に接続されている。電力線チップ、ＡＦＥ、送受信（ＴＸ／ＲＸ）装置、およびカプラに関する詳細は、本明細書を通じて、特に以下に、記されている。

具体的な実施形態において、電力線装置は任意の適切な電力線集積回路チップまたはチップセットであってもよい。例えば、電力線チップは、フロリダ所在のインテロン社によって部品番号５５００ＣＳとして販売されている集積回路チップでもよい。ここで、チップは、ＭＩＩ／ＧＰＳＩ、ＵＳＢを搭載したシングルチップ電力線ネットワーキングコントローラであってもよい。チップは、イーサネット（登録商標）インタフェースや、その他とのインタフェースを備える。電力線においては、少なくとも８０Ｍｂｐｓのデータ転送速度が得られることが好ましいが、これ以外でもよい。更なる特徴としては、搭載型の１０ビットＡＤＣ、１０ビットＤＡＣおよびＡＧＣ、選択可能なＭＤＩ／ＳＰＩＰＨＹ管理インタフェース、汎用８ワイヤシリアルＰＨＹデータインタフェース等が含まれる。高いデータ信頼性を得るために、信号処理には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）のほか、適応型チャネル評価 ( adaptive channel characterization )、ビタビ、およびブロック符号化を用いることが好ましい。別の実施形態として、電力線装置は本方法やシステムに適したその他のチップデザインを備えていてもよい。当然ながら、当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。

具体的な実施形態において、３フェーズカプラは３つのフェーズ２２１、２２３、２２５のそれぞれに独立に電力線信号を注入することが可能な任意の好適な装置であってよい。具体的な実施形態において、カプラは誘導性カプラ ( inductive coupler )、および／または容量性カプラ ( capacitive coupler )、であってもよいが、それ以外であってもよい。好ましい実施形態において、３つのフェーズのそれぞれは、より効率の良い送受信プロセスへと、電力線信号を直接（ゲートウェイや、ゲートウェイ付近で相互に接続されないで）送受信する。例えば、カプラは誘導カプラ ( inductive coupler )、および／または容量カプラ ( capacitive coupler )であってもよいが、それ以外であってもよい。上述のように、３フェーズカプラは単なる例であり、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。

図４は、本発明の実施の形態に係る電力供給装置を備えるコンピュータシステム４００の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図に示すように、具体的な実施形態によれば、コンピュータシステム４００は多くの場合、金属製、またはプラスチック製である筐体４０１を備える。筐体は、マイクロプロセッサ、記憶装置、ハードディスクドライブ、制御装置、そしてその他の集積回路装置要素、および／または部品を含む様々な要素にＤＣ電力を供給し、そして動かすための、電力供給装置４０５を備える。具体的な実施形態によれば、電力供給装置は電力供給装置内に組み込まれた電力供給モジュールを備える。電力供給装置は、電力線および電話通信としての機能を有する、電源コード４０９に接続されている。本装置はパーソナルコンピュータ内に提供されているが、他の装置（インターネット家電、電子システムおよび／または部品等）を利用することもできる。電力供給装置に関する詳細は、本明細書を通じて、特に以下に、記されている。

図５は、本発明の実施の形態に係る、電力供給モジュールを組み込まれた電力供給装置の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な、変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図に示すように、電力供給装置は覆いと、その中に備えられている１つ以上の構成要素から熱として生じる熱エネルギーを取り除くファンと、を備える。具体的な実施形態において、覆いは１フィート以下の長さ、６インチ以下の幅、そして６インチ以下の高さを有するが、これ以外であってもよい。具体的な実施形態において、覆いの寸法は、ＰＣ用の覆いとしての具体的なサイズを説明するための単なる例であり、その他の用途や、それ以外の要因に応じて、他の寸法を採用してもよい。具体的な実施形態によれば、覆いは、プラスチック、薄板、および／またはこれらの組み合わせ等の、適当な素材から出来ており、ラックやその他の適当な場所に設置される。具体的な実施形態によれば、覆いは特定の領域に存在する複数の開口部によって換気される。組み込まれた電力供給モジュールに関する詳細は、本明細書を通じて、特に以下に、記す。

図６は、本発明の実施の形態に係るカプリングボード６０３およびデジタル電力供給モジュールボード６０１の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な変種、代替、そして改良、に気づくはずである。図に示すように、本電力線装置は２つのメインボード（デジタルボード６０１と、カプリングボード６０３）を備える他、他の要素も備える。図に示すように、具体的な実施形態によれば、デジタルボードとカプリングボードは柔軟なケーブルで接続されており、ケーブルは３インチ以下、または１インチ以下等の、特定の長さを有している。好ましい実施形態において、ケーブルは、デジタルボードを覆いの第１の部分の上に設置し、カプリングボードを覆いの第２の部分の上に設置可能なように柔軟な構成を有していてもよい。さらに、柔軟なケーブルは輸送等の際における、信頼性や要求を満たし、ケーブルとボードの一部との間の接合部に破損が生じるのを防ぐ。無論、様々な、変種、代替、そして改良、があってもよい。

具体的な実施形態において、デジタルボードは、他の様々な特徴要素とともに、電力線モジュールを備える。例えば、デジタルボードは、インテロンＩＮＴ５２００高速電力線通信（ＰＬＣ）チップなどの電力線チップを備えるが、その他を備えてもよい。具体的な実施形態において、電力線チップはＵＳＢ機器として構成され、ケーブル６０７を介してＰＣマザーボード内のＵＳＢポートから電力を取得する。具体的実施形態において、電力供給ユニット（ＰＳＵ）の外に配置された金属性の覆いの中に備えられるデジタルボードと電力線通信信号は、短いケーブル６０５を介してカプリングボードと接続されている。

図６Ａを参照して説明すると、本発明の実施の形態によれば、電力供給ユニットへの取り付けに先立って、デジタルボードは金属製の覆いに取り付けられる。具体的な実施形態における、金属製の覆いの用器画が示される。金属製の覆いは１つ以上の構成要素をノイズや、その他の望ましくない影響から保護することができる。無論、様々な、変種、代替、そして改良、があってもよい。

具体的な実施形態において、装置は、カプリングボード６０５を備える。カプリングボードは、電力線通信信号をＡＣ電力コードとカプリングするための様々なコンポーネントを備える。具体的な実施形態において、このボードの構成要素は全てパッシブであるが、それ以外であってもよい。パッシブコンポーネントは安全性や電磁妨害要求を満たすために慎重に選択される。具体的な実施形態において、パッシブコンポーネントは、電力線通信信号が最大の接続性を得るために慎重に設置される。好ましい実施形態において、カプリングボードは、電力供給装置の中に設置される。これは特定の実施形態によると、電力供給ユニットと通常呼ばれるものである。

好ましい実施形態において、カプリングボード上では様々な構成要素が金属保護具６０９で保護されている。電力線チップの信号は、ラジオ周波数（ＲＦ）ノイズに弱いため、多くの場合、ＡＣワイヤをカプリング変換器から遠ざける必要がある。ＡＣワイヤをカプリング変換器から遠ざけることにより、電力線通信におけるデータスループットが向上される。さらに、ＥＭＩノイズも抑える必要がある。具体的な実施形態において、ＥＭＩノイズをうまく抑制するために、カプリングボードとＡＣソケットの間のＡＣワイヤにフェライトコアを装着する。例えば、フェライトコアは、コアテック社から部品番号ＣＴＲＣ−０８１３として販売されているが、これ以外を利用してもよい。無論、様々な、変種、代替、そして改良、があってもよい。

図６Ｂは、本発明の実施の形態に係るカプリングボードおよび電力供給装置の簡略図である。図には、本発明の実施の形態における様々な構成要素を有するマザーボード６０５が示される。マザーボードはＰＣＩコネクタ( connections ) と、電力供給装置６５１とを備える。電力供給装置は、カプリングボード６５３と、デジタル電力供給モジュールボード６５５と、を備える。本発明の実施の形態によると、図に示すように、カプリングボードと電力供給ボードは、多くの場合金属素材でできた、保護（シールド）および支持目的の覆部６６２によって隔離されている。具体的な実施形態によると、柔軟なシールドケーブル６６１が２つのボードを接続する。本発明の実施の形態によると、デジタルボードは、電力と通信信号を、マザーボードに接続されているＵＳＢケーブル６５９を介して取得する。具体的な実施形態において、さらに図示されるように、カプリングボードは、電力線信号を、電力線６６３を介してＡＣ電力接続６６５へ供給する。無論、様々な、変種、代替、そして改良、があってもよい。

図７は、本発明の実施の形態に係る、カプリングボードとデジタル電力供給モジュールボードの簡略図７００である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な変種、代替、そして改良、に気づくはずである。

図８は、本発明の実施の形態に係る、図７のデジタルボードをマザーボードに接続するためのケーブル仕様８００の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な変種、代替、そして改良、に気づくはずである。具体的な実施形態において、デジタルボードはＰＣマザーボード内のＵＳＢポートから電力を取得する。具体的な実施形態において、ＵＳＢケーブルはＰＣマザーボードからデジタルボードへ電力および通信リンクをもたらすために提供されている。図には、具体的な実施形態におけるＵＳＢケーブルの仕様が示される。

図９は、本発明の実施形態における、図７に示すカプリングボードとデジタルボードを接続するための電力線ケーブル９００の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な変種、代替、そして改良、に気づくはずである。具体的な実施形態において、デジタルボードはＰＬＣケーブルと呼ばれる短いケーブルでカプリングボードと接続されている。ＰＬＣケーブルの一端には６ピンのメスコネクタを有しており、もう一端は５つの露出したワイヤを有している。６ピンメスコネクタはカプリングボードに接続され、露出されたワイヤはデジタルボードにはんだ付けされる。具体的な実施形態において、電力線ケーブルは図示されるとおりである。

図１０は、本発明の実施形態に係るカプリング装置の簡略図である。図は例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。当業者であれば、様々な変種、代替、そして改良、に気づくはずである。具体的な実施形態において、カプリング装置はカプリングボード上に設置される。無論、様々な、変種、代替、そして改良、があってもよい。

具体的な実施形態において、本装置および方法の特定の仕様を用意した。例として、以下に示す使用を提供するが、これは例に過ぎず、本書のクレームの範囲を不当に制限するものではない。

ここに記載された実施形態および例は説明目的のためのものであると解されるべきである。また、以上を鑑みた様々な改良や変更は、当業者に提案されるものであり、添付の請求の範囲や本用途の精神および範囲に含まれるものである。

本発明の実施例に基づいた電力線システムの簡略図である。本発明の実施例に基づいた電力線ゲートウェイシステムの簡略図である。具体的な実施例に基づいた図２の電力線ゲートウェイシステムの簡略図である。本発明の実施例に基づいた電力供給装置を含むコンピュータシステムの簡略図である。本発明の実施例に基づいた電力供給モジュールを含む、電力供給源の簡略図である。本発明の実施例に基づいたカプリングボードおよびデジタル電力供給モジュールの簡略図である。本発明の実施例に基づいた、デジタルボードの覆いを示す簡略図である。本発明の実施例に基づいた、電力供給装置内のカプリングボードとデジタルボードの簡略図である。本発明の実施例に基づいたカプリングボードおよびデジタル電力供給モジュールの簡略化されたブロック図である。本発明の実施例に基づいた図７のデジタルボードをマザーボードに接続するためのケーブルの簡略図である。本発明の実施例に基づいた図７のカプリングボードとデジタルボードを接続するための電力線ケーブルの簡略図である。本発明の実施例に基づいたカプリング装置の簡略図である。

Claims

約１００ボルトから約２４０ボルトまでの電圧および約５０から約６０ヘルツまでの周波数に対応するＡＣ入力と、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する変換器であって、入力と出力とを有し、前記入力が前記ＡＣ入力に接続された変換器と、
約第１の所定量から約第２の所定量の間の電圧に対応するＤＣ出力であって、前記変換器の出力に接続されたＤＣ出力と、
前記変換器から熱エネルギーを運び出すように構成されたファンと、
データソースからのデータ信号に接続されたデータ入出力ポートと、
前記データ入出力ポートおよび前記ＡＣ入力の間に接続されたカプラと、
前記カプラに接続され、第１の形式から、前記ＡＣ入力へ送信可能な第２の形式にデータ信号を変換するように適合された電力線モジュールと、
データ信号を保護するために、前記カプラに設置される覆いと、
を備える電力供給装置。
前記覆いは、約５００キロヘルツから約１メガヘルツまでのカプラへの高周波電磁ノイズを実質的に遮断する金属素材から構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記覆いは、前記覆い内に設置されるスイッチング電力供給装置を備える変換器から生成される約１メガヘルツから約３０メガヘルツまでの高周波数ノイズを遮断するための金属素材から構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力供給装置は、ドッキングステーション内に完全に納められる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力供給装置は、パーソナルコンピュータ機器内に納められる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力供給装置は、前記ファン、前記カプラ、および前記電力線モジュールを納める囲いをさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールは、第１のボードに設置され、前記カプラは第２のボードに設置され、前記第１のボードは空間的に前記第２のボードから隔離される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記ファンは複数の羽を備えており、モータにより動作させることが可能である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記ＡＣ入力は電力線ネットワークに接続される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記第１の形式のデータ信号は、ＯＦＤＭ形式である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールは、電力線チップを備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールは、アナログフロントエンドに接続される電力線チップを備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールは前記電力線モジュールに電力を供給するＵＳＢポートに接続されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
前記入出力ポートはＵＳＢポートである、
ことを特徴とする、請求項１に記載の電力供給装置。
ＡＣ入力インタフェースとデータ入出力インタフェースに接続されたパーソナルコンピュータ用筐体と、
前記パーソナルコンピュータ用筐体内に設置された電力供給装置であって、
前記ＡＣ入力インタフェースに接続された、約１００ボルトから２４０ボルトの電圧に対応するＡＣ入力と、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、入力および出力を備え、前記入力が前記ＡＣ入力に接続された変換器と、
約第１の所定量から約第２の所定量の間の電圧に対応するＤＣ出力であって、前記変換器の出力に接続されたＤＣ出力と、
前記変換器から熱エネルギーを運び出すように構成されたファンと、
データ入出力インタフェースに接続されており、データソースからの第１の形式のデータ信号に接続されたデータ入出力インタフェースと、
前記データ入出力ポートおよび前記ＡＣ入力の間に接続されたカプラと、
前記カプラに接続され、第１の形式から、前記ＡＣ入力インタフェースへ送信可能な第２の形式にデータ信号を変換するように適合された電力線モジュールと、
データ信号を保護するために、前記カプラに設置される覆いと、
を有する電力供給装置と、
を備えるパーソナルコンピュータ装置。
前記覆いは金属素材から構成されており、前記金属素材は、約５００キロヘルツから約１メガヘルツまでの高周波電磁ノイズからカプラを実質的に保護する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記変換器は約１メガヘルツから３０メガヘルツまでの高周波ノイズを生成する、
こと特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記電力供給装置は、前記ファン、前記変換器、前記カプラおよび前記電力線モジュールを内部に納める電力供給装置用の囲いをさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記電力線モジュールは、第１のボードに設置され、前記カプラは第２のボードに設置され、前記第１のボードは空間的に前記第２のボードから隔離される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記ファンは複数の羽を備えており、モータにより動作させることが可能である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記ＡＣ入力インタフェースは電力線ネットワークに接続される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記第２の形式のデータ信号は、ＯＦＤＭ形式である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記電力線モジュールは、電力線チップを備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記電力線モジュールは、アナログフロントエンドに接続される電力線チップを備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記電力線モジュールは前記電力線モジュールに電力を供給するＵＳＢポートに接続されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記入出力ポートはＵＳＢポートである、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
前記第１の所定量は１２ボルトであり、前記第２の所定量は３．３ボルトである、
ことを特徴とする、請求項１に記載のパーソナルコンピュータ装置。
電圧のためのＡＣ入力と、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する変換器であって、入力と出力とを有し、前記入力が前記ＡＣ入力に接続された変換器と、
約第１の所定量から約第２の所定量の間の電圧に対応するＤＣ出力であって、前記変換器の出力に接続されたＤＣ出力と、
データソースからのデータ信号に接続されたデータ入出力ポートと、
前記データ入出力ポートおよび前記ＡＣ入力の間に接続されたカプラと、
前記カプラに接続され、第１の側面および第２の側面を備え、第２の側面が前記カプラに接続される覆部と、
前記カプラに接続され、前記覆部の前記第１の側面に設置される電力線モジュールであって、前記データ信号を第１の形式から、前記ＡＣ入力への送信が可能な前記第２の形式へと変換するように適合されており、前記覆部によって、前記カプラから隔離されている電力線モジュールと、
前記電力線モジュールを高周波ノイズから遮断するために前記電力線モジュールに設置される覆いと、
を備える、電力供給装置。
前記電力線モジュールと前記カプラとは３インチ以下の柔軟なケーブルによって接続される、
ことを特徴とする、請求項２８に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールはシリアルバスを用いて前記データソースに接続される、
ことを特徴とする、請求項２８に記載の電力供給装置。
前記電力線モジュールは、前記シリアルバスから電力を取得する、
ことを特徴とする、請求項３０に記載の電力供給装置。
前記シリアルバスは、ＵＳＢ方式である、
ことを特徴とする、請求項３１に記載の電力供給装置。
電力線通信を電力供給モジュールを利用して行う方法であって、
入出力ポートから、第１の形式で電気通信信号を提供するステップと、
覆部の第１の側面に接続される前記電力線モジュールを用いて前記電力線信号を第１の形式から第２の形式へと変換するステップと、
柔軟なケーブルを用いて、前記覆部の一部を通じて前記電力線信号を前記第２の形式で送信するステップと、
前記覆部の第２の側面に接続されたカプリング装置を用いて、前記第２の形式の前記電力線信号をＡＣ電力線に接続するステップと、
を備える、電力線通信の方法。