JP2011250010A

JP2011250010A - ２線式電源重畳型多重伝送システム、給電端末、及び受電端末

Info

Publication number: JP2011250010A
Application number: JP2010119481A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kuniyoshi; 賢治國吉
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】受電端末の待機状態時の消費電力を削減する。
【解決手段】給電端末は、通信線に出力する電源電圧の供給経路を開閉するスイッチ回路と通信信号の周波数に比して低い周波数でスイッチ回路をオンオフ制御するスイッチ制御回路を備え、受電端末は、通信線を介して供給される電源電圧に基づき動作用電源電圧を供給する電源回路と動作用電源電圧により動作し通信信号を送受信する送受信回路と動作用電源電圧により動作し各部の動作制御を司る制御回路と通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出するパターン検出回路を備え、制御回路は、待機電力の削減指示を示す通信信号が受信されると送受信回路への電源電圧の供給を停止させ、送受信回路への電源電圧の供給が停止されている場合に検出されたパターンが当該受電端末の起動指示を示すときに送受信回路への電源電圧の供給を開始させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信線で給電端末から電源電圧を供給しつつ受電端末との間で通信を行う２線式電源重畳型多重伝送システムに関する。そして、このような２線式電源重畳型多重伝送システムを構成する給電端末及び受電端末に関する。

近年、電源供給及び通信に共用される導体線に直流電圧と通信信号とを重畳して、当該導体線に接続された通信端末に直流電圧を供給しながら、当該通信端末間で通信信号の通信を行う２線式電源重畳型多重伝送システムが用いられている。例えば、このような２線式電源重畳型多重伝送システムの一つとして、電力会社から供給される商用電力を配電する電力線を通信媒体として用い、住宅間で通信を行ったり、宅内に設置された電気機器を制御したりする電力線搬送通信システムが知られている。

このような２線式電源重畳型多重伝送システムにおいて、通信端末は、例えば、動作対象の機器が存在しない場合や夜間等で監視制御が不要な場合等、一部の動作を停止して待機している状態（待機状態）にある場合であっても、導体線を介して通信信号を受信すべく、当該通信信号の送受信回路を待ち受け状態で起動して一定の電力を消費している。

そこで、例えば、下記特許文献１には、常時通電されている状態にあり、リモコンから送信された電源起動信号を受信してＣＲローパスフィルタの出力電圧がしきい値電圧以上となった時にパルス信号を出力するコンパレータと、コンパレータからパルス信号が出力されるまでの待機時においてはコンパレータにのみ電源を供給し、それ以外の装置本体各部に対する電源供給を行わず、コンパレータからパルス信号が出力されると、装置本体の電源をオンし、コンパレータ以外の装置本体各部に対しても電源の供給を開始する電源管理部を備え、待機状態時の消費電力を削減する技術が記載されている。

特許第４３２２３０３号公報

しかしながら、上記特許文献１では、リモコンから送信される赤外線の信号が装置本体で受信可能であることが想定されている。このため、赤外線が届く近距離に配置された通信端末しか起動することができない。そのため、電源供給及び通信に共用される導体線を介して、通信端末が遠隔に配置される場合がある２線式電源重畳型多重伝送システムには、上記特許文献１に記載された待機状態時の消費電力を削減する技術を適用することはできなかった。

本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、受電端末の待機状態時の消費電力を削減することができる２線式電源重畳型多重伝送システムを提供することを目的とする。そして、このような２線式電源重畳型多重伝送システムを構成する給電端末及び受電端末を提供することを目的とする。

本発明の２線式電源重畳型多重伝送システムは、電源供給及び通信に共用される通信線と、前記通信線に接続される受電端末と、前記通信線に電源電圧を出力しながら前記受電端末との間で通信を行う給電端末と、を備えてなる２線式電源重畳型多重伝送システムであって、前記給電端末は、前記通信線に出力する電源電圧の供給経路を開閉するスイッチ回路と、前記通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で前記スイッチ回路をオンオフ制御するスイッチ制御回路と、を備え、前記受電端末は、前記給電端末から前記通信線を介して供給される電源電圧に基づき、当該受電端末の各部の動作用電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、前記通信線を介して前記通信信号を送受信する送受信回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、当該受電端末の各部の動作制御を司る制御回路と、前記通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出するパターン検出回路と、を備え、前記制御回路は、当該制御回路を備えた前記受電端末に対する待機電力の削減指示を示す通信信号が前記送受信回路により受信された場合に、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を停止させ、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給が停止されている場合に、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断したときは、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させることを特徴とする。

この２線式電源重畳型多重伝送システムにおいて、前記スイッチ制御回路は、起動指示対象となる前記受電端末の識別情報を示すべく予め設定されたパターンで前記スイッチ回路をオンオフ制御し、前記制御回路は、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが、当該制御回路を備えた前記受電端末の識別情報を示すパターンである場合に、当該受電端末の起動指示を示すものであると判断することが好ましい。

或いは、この２線式電源重畳型多重伝送システムにおいて、前記スイッチ制御回路は、前記スイッチ回路を予め定められた一定の期間のみオフ制御し、前記受電端末は、前記パターン検出回路によって、前記パターンが検出される都度、前記電源回路から前記制御回路への電力の供給経路を交互に開閉するトグルスイッチ回路を更に備えることが好ましい。

また、前記パターンは、前記電源電圧の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジのうちの一方であることが好ましい。

また、上記の何れかの２線式電源重畳型多重伝送システムにおいて、前記受電端末は、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させる起動スイッチを更に備えることが好ましい。

本発明の給電端末は、上記の何れかの２線式電源重畳型多重伝送システムに備えられることが好ましい。

本発明の受電端末は、上記の何れかの２線式電源重畳型多重伝送システムに備えられることが好ましい。

本発明によれば、受電端末の待機状態時の消費電力を削減することができる２線式電源重畳型多重伝送システムを提供することができる。そして、このような２線式電源重畳型多重伝送システムを構成する給電端末及び受電端末を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの一例を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの動作を説明するための説明図である。起動スイッチと制御回路の動作を説明するための説明図である。本発明の第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの動作を説明するための説明図である。本発明の第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの変形例の動作を説明するための説明図である。本発明の第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの一例を示すブロック構成図である。本発明の第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの動作を説明するための説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの一例を示すブロック図である。図１に示す２線式電源重畳型多重伝送システム１は、電源供給及び通信に共用される二線で一対の通信線４と、通信線４に接続される複数の受電端末３と、通信線４に電源電圧ＶＬを出力しながら受電端末３との間で通信を行う給電端末２とを備えて構成されている。

給電端末２は、ＡＣ／ＤＣ電源回路２０と、電源回路２１と、送受信回路２２と、高インピーダンス回路２５と、スイッチ回路ＳＷ１と、スイッチ制御回路２３と、を備えている。

ＡＣ／ＤＣ電源回路２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ等を備えて構成され、二線で一対の電灯線９（電力線）から供給される交流電力を電源電圧ＶＬの直流電力に変換して出力する。

電源回路２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を備えて構成され、ＡＣ／ＤＣ電源回路２０から供給される直流電力を送受信回路２２及びスイッチ制御回路２３の動作用電源電圧Ｖｃｃに変換して出力し、送受信回路２２及びスイッチ制御回路２３に動作用電源電圧Ｖｃｃを供給する。

送受信回路２２は、電源回路２１から供給される動作用電源電圧Ｖｃｃにより動作し、通信線４を介して受電端末３との間で通信信号Ｖｓｉｇを送受信する。

高インピーダンス回路２５は、通信信号Ｖｓｉｇの周波数成分に対しては高いインピーダンス値を示すインダクタ等を備えて構成され、送受信回路２２から出力される通信線４を介する通信に用いられる通信信号ＶｓｉｇがＡＣ／ＤＣ電源回路２０及び電源回路２１のインピーダンスによって減衰することを防止し、また、ＡＣ／ＤＣ電源回路２０から供給される直流電力のノイズ成分を除去する。

スイッチ回路ＳＷ１は、ＡＣ／ＤＣ電源回路２０と高インピーダンス回路２５との間に設けられ、後述するように、スイッチ制御回路２３による制御の下、開（オン）閉（オフ）状態を変化させ、これに応じて通信線４に出力する電源電圧ＶＬをＨｉ（オン）又はＬｏｗ（オフ）に変化させる。

スイッチ制御回路２３は、電源回路２１から供給される動作用電源電圧Ｖｃｃにより動作し、通信線４を介する通信に用いられる通信信号Ｖｓｉｇの周波数（例えば、１００ｋＨｚ）に比して低い周波数ｆ（例えば、１ｋＨｚ）に相当する周期１／ｆ（例えば、１ｍｓｅｃ周期）で、パルス幅が期間ｔｗのパルス信号を複数回、制御信号Ｖｓｗ１としてスイッチ回路ＳＷ１に出力する。これにより、スイッチ制御回路２３は、周期１／ｆで、期間ｔｗずつ、複数回スイッチ回路ＳＷ１をオフさせる。

一方、受電端末３は、高インピーダンス回路３５と、電源回路３１と、送受信回路３２と、制御回路３３と、パターン検出回路３４と、スイッチ回路ＳＷ２と、起動スイッチ３６と、表示器３７と、を備えている。

高インピーダンス回路３５は、例えば、通信信号Ｖｓｉｇの周波数に対しては高インピーダンスになり、且つ、周波数ｆを通過させるコイル等のフィルタ回路を備えて構成され、給電端末２から通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬのノイズ成分を除去し、また、当該電源電圧ＶＬの瞬時電圧変動を吸収して、当該電源電圧ＶＬを電圧Ｖｉｎの直流電圧に変換して出力する。

電源回路３１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を備えて構成され、高インピーダンス回路３５から出力された電圧Ｖｉｎの直流電圧を当該受電端末３の各部の動作用電源電圧Ｖｃｃに変換して出力し、当該受電端末３の各部に動作用電源電圧Ｖｃｃを供給する。

また、電源回路３１は、電源電圧平滑用のコンデンサを備えている。当該コンデンサは、高インピーダンス回路３５から出力された電圧Ｖｉｎに基づき充電される。電源回路３１は、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬが遮断された場合であっても、コンデンサに蓄電された電荷を放電させることにより、期間ｔｗ以上の期間動作用電源電圧Ｖｃｃの供給を維持できるように構成されている。

また、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬが低下した場合に、電源回路３１に備えられたコンデンサに蓄電された電荷が通信線４側に放電しないように、高インピーダンス回路３５と通信線４との間にはダイオードが設けられている。

送受信回路３２は、電源回路３１から供給される動作用電源電圧Ｖｃｃにより動作し、給電端末２との間で、通信線４を介して電圧Ｖｓｉｇの通信信号を送受信する。

制御回路３３は、電源回路３１から供給される動作用電源電圧Ｖｃｃにより動作し、受電端末３の各部の動作制御を司る。

パターン検出回路３４は、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬの変化のパターンを検出して、当該パターンを示す制御信号Ｖｔを制御回路３３に出力する。尚、パターン検出回路３４で検出される電源電圧ＶＬの変化のパターンの詳細については後述する。

スイッチ回路ＳＷ２は、制御回路３３による制御の下、開（オン）閉（オフ）する。スイッチ回路ＳＷ２は、オンすることで電源回路３１から送受信回路３２へ電源電圧Ｖｃｃを供給し、オフすることで送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を遮断する。

起動スイッチ３６は、ユーザによってオンオフ操作可能に構成され、当該起動スイッチ３６のオンオフ状態を示す制御信号Ｖｓｗ４が制御回路３３に入力されるように構成されている。尚、制御回路３３は、当該入力される制御信号Ｖｓｗ４に連動してスイッチ回路ＳＷ２のオンオフを制御し、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給及び遮断を切り替える。

表示器３７は、電源回路３１から受電端末３の各部への給電状態を表示する。例えば、表示器３７は、電源回路３１から受電端末３の各部への給電が停止していることを緑色で表示し、これとは反対に、電源回路３１から受電端末３の各部へ給電されていることを赤色で表示するＬＥＤ等で構成されている。

さらに、制御回路３３は、当該制御回路３３を備えた受電端末３に対する待機電力の削減指示を示す通信信号が送受信回路３２により受信された場合に、スイッチ回路ＳＷ２をオフして、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を停止させる。

さらに、制御回路３３は、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止されている場合に、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬのオンオフ変化のパターンを示す制御信号Ｖｔがパターン検出回路３４から入力され、当該制御信号Ｖｔが示すパターンが受電端末３の起動指示を示すものであると判断したときは、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を開始させる。

上記の構成に基づく２線式電源重畳型多重伝送システムの動作について詳述すると、図２に示すように、給電端末２の送受信回路２２から、受電端末３に対する待機電力の削減指示を示す通信信号（スリープ状態移行コマンド）Ｖｓｉｇが電源電圧ＶＬと重畳されて通信線４に出力されると、電源回路３１から各部への電源電圧Ｖｃｃの供給が開始されている状態である定常状態にある受電端末３では、送受信回路３２によって当該スリープ状態移行コマンドが受信される。

送受信回路３２によってスリープ状態移行コマンドが受信されると、制御回路３３は、オフを示す制御信号Ｖｓｗ２をスイッチ回路ＳＷ２に出力することによってスイッチ回路ＳＷ２をオフさせ、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を停止させる。ここに、受電端末３は、給電端末２からの指示に応じて、待機電力を削減する状態であるスリープ状態へ移行する。これにより、受電端末３がスリープ状態に移行した場合に、送受信回路３２で消費される電力が削減される。

一方、受電端末３がスリープ状態に移行されている場合に、給電端末２のスイッチ制御回路２３により、周期１／ｆで、パルス幅が期間ｔｗのパルス信号が複数回、制御信号（起動電圧信号）Ｖｓｗ１としてスイッチ回路ＳＷ１に出力される。これにより、スイッチ回路ＳＷ１のオンオフ状態が変化し、当該スイッチ回路ＳＷ１のオンオフ状態の変化に応じて、通信線４に出力される電源電圧ＶＬがオンオフされる。したがって、電源電圧ＶＬは、通信信号Ｖｓｉｇの周波数に比して低い周波数ｆで変化するので、高インピーダンス回路３５を通過し、通信信号Ｖｓｉｇと容易に区別される。

このとき、パターン検出回路３４は、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬの変化のエッジを抽出して、当該エッジの抽出タイミングと同期して変動する制御信号（起動電圧信号）Ｖｔを、電源電圧ＶＬの変化のパターンを示すものとして制御回路３３に出力する。

そして、制御回路３３は、制御信号Ｖｔが変化したとき、即ち、制御信号Ｖｔの立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを１回検出したときに、受電端末３を定常状態に移行することを指示する制御信号Ｖｔが入力されたと判断する。

ここで、スイッチ制御回路２３は、スイッチ回路ＳＷ１を複数回オフさせることにより、電源電圧ＶＬのオンオフを複数回変化させているため、これに応じて制御信号Ｖｔも複数回変化する。その結果、制御回路３３が制御信号Ｖｔの変化を検出できる確実性が向上する。尚、スイッチ制御回路２３は、上記のパルス信号を１回スイッチ回路ＳＷ１に出力して、スイッチ回路ＳＷ１を１回オフさせるものであってもよい。

制御回路３３は、受電端末３を定常状態に移行することを指示する制御信号Ｖｔが入力されたと判断すると、オンを示す制御信号Ｖｓｗ２をスイッチ回路ＳＷ２に出力することによってスイッチ回路ＳＷ２をオンして、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を開始させる。ここに、受電端末３は、給電端末２からの起動指示に応じて、定常状態への移行を完了する。

そして、定常状態への移行が完了した受電端末３は、送受信回路３２を介して、起動が完了したことを示す通信信号（起動完了コマンド）を給電端末２又は通信線４に接続された当該受電端末３とは異なる受電端末３に送信する。

また、図３に示すように、スリープ状態に移行されている受電端末３では、ユーザにより起動スイッチ３６がオン操作され、起動スイッチ３６のオン状態を示す制御信号Ｖｓｗ４が制御回路３３に入力されると、制御回路３３は、制御信号Ｖｓｗ４に連動してオンを示す制御信号Ｖｓｗ２をスイッチ回路ＳＷ２に出力することによってスイッチ回路ＳＷ２をオンして、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を開始する。これにより、受電端末３は、定常状態に移行する。つまり、スリープ状態に移行されている受電端末３は、起動スイッチ３６がオン操作された任意のタイミングで定常状態に戻ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムについて説明する。尚、第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システム１ａの構成は、図１に示す２線式電源重畳型多重伝送システム１と下記の点で異なる。尚、第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システム１ａについては、図１において２線式電源重畳型多重伝送システム１と異なる構成の符号に記号ａを付記して説明する。

第２の実施形態に係る給電端末２ａのスイッチ制御回路２３ａは、起動指示対象となる受電端末３ａの識別情報を示すべく予め設定されたパターンでスイッチ回路ＳＷ１をオンオフ制御するように構成されている。

また、第２の実施形態に係る受電端末３ａの制御回路３３ａは、パターン検出回路３４で検出されたパターンが、当該制御回路３３ａを備えた受電端末３ａの識別情報を示すパターンである場合に、当該受電端末３ａの起動指示を示すものであると判断するように構成されている。受電端末３ａの識別情報としては、例えば、６ビットのアドレスが用いられる。各受電端末３ａには、それぞれ当該６ビットのアドレスが設定されている。

第２の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システム１ａの動作について詳述すると、図４（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に、給電端末２ａの送受信回路２２からスリープ状態移行コマンドが送信され、当該スリープ状態移行コマンドを受信した定常状態にある受電端末３ａがスリープ状態に移行されている。

ここで、給電端末２ａのスイッチ制御回路２３ａは、例えば、スリープ状態に移行されている、６ビットのアドレス（例えば、図中に示す１１００１０）で識別される受電端末３ａを定常状態に移行させる場合に、図４（ｂ）に示すように、ビット値に応じて予め設定された期間、電源電圧ＶＬをオン状態にするパターンの制御信号（起動アドレス電圧信号）Ｖｓｗ１をスイッチ回路ＳＷ１に出力する。これにより、当該パターンで変化する電源電圧ＶＬが通信線４に出力される。

このとき、スリープ状態に移行されている、６ビットのアドレス（例えば、図中に示す１１００１０）で識別される受電端末３ａのパターン検出回路３４は、第１の実施形態と同様に、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬの変化のエッジを抽出して、当該エッジの抽出タイミングと同期して変動する制御信号（起動アドレス電圧信号）Ｖｔを、電源電圧ＶＬの変化のパターンを示すものとして制御回路３３ａに出力する。

そして、制御回路３３ａは、入力された制御信号Ｖｔが、６ビットのアドレス（例えば、図中に示す１１００１０）の各ビット値に応じて予め設定された期間オン状態になるパターンであって、当該パターンのオンの期間が示す６ビットの値が、当該受電端末３ａを識別する６ビットのアドレスを示すものであると判断すると、オンを示す制御信号Ｖｓｗ２をスイッチ回路ＳＷ２に出力することによってスイッチ回路ＳＷ２をオンして、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を開始させる。ここに、給電端末２ａは、定常状態へ移行させる対象の受電端末３ａを識別して指定し、当該指定された受電端末３ａは、給電端末２ａからの起動指示に応じて定常状態への移行を完了する。

そして、第１の実施形態と同様に、定常状態への移行が完了した当該受電端末３ａは、送受信回路３２を介して、起動が完了したことを示す通信信号（起動完了コマンド）を給電端末２ａ又は通信線４に接続された当該受電端末３ａとは異なる受電端末３ａに送信する。

これにより、２線式電源重畳型多重伝送システム１ａを構成する受電端末３ａのうち、アドレスが一致しない起動対象外の受電端末３ａにおいて、当該受電端末３ａの送受信回路３２に電力が供給されない状態は継続されるので、システム全体としての消費電力を適切に削減することができる。

さらに、上記の構成に加えて、給電端末２ａのスイッチ制御回路２３ａは、スリープ状態への移行指示対象の受電端末３ａを識別するアドレスの各ビット値に対応してオン期間が変化するパターンでスイッチ回路ＳＷ１をオンオフ制御するように構成し、これに合わせて、当該アドレスに対応する受電端末３ａは、定常状態にある場合に当該パターンがパターン検出回路３４で検出されると、受電端末３ａのスリープ指示を示すものであると判断して、制御回路３３ａは、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を停止するように構成してもよい。

詳述すると、図５に示すように、スリープ状態へ移行させる対象の受電端末３ａが存在する場合に、例えば、通信線４に接続された他の電力線搬送通信装置から、スリープ状態への移行指示対象の受電端末３ａを識別するアドレスとスリープ要求とを示す通信信号（スリープアドレス要求）Ｖｓｉｇが通信線４へ出力される。そして、当該スリープアドレス要求Ｖｓｉｇが給電端末２ａの送受信回路２２によって受信される。

続いて、給電端末２ａのスイッチ制御回路２３ａは、当該スリープ状態への移行指示対象の受電端末３ａを識別するアドレスに対応して、オン期間が変化するパターンでスイッチ回路ＳＷ１をオンオフ制御する制御信号（スリープアドレス電圧信号）Ｖｓｗ１を出力する。

このとき、定常状態にある受電端末３ａでは、制御回路３３ａは、パターン検出回路３４で検出された電源電圧ＶＬが変化するパターンが当該受電端末３ａを識別するアドレスに対応してオン期間が変化するパターンであるか否かを判断する。

制御回路３３ａは、パターン検出回路３４で検出されたパターンが当該受電端末３ａを識別するアドレスに対応してオン期間が変化するパターンであると判断した場合は、オフを示す制御信号Ｖｓｗ２をスイッチ回路ＳＷ２に出力することによってスイッチ回路ＳＷ２をオフし、電源回路３１から送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給を停止させる。ここに、給電端末２ａは、スリープ状態へ移行させる対象の受電端末３ａを識別して指定し、当該指定された受電端末３ａは、給電端末２ａからのスリープ状態への移行指示に応じてスリープ状態への移行を完了する。

したがって、例えば、受電端末３ａ同士が直接通信できないようなシステム構成であっても、一旦、給電端末２ａにスリープアドレス要求Ｖｓｉｇを送信し、給電端末２ａのスイッチ制御回路２３ａに、当該スリープアドレス要求に対応する受電端末３ａの識別情報（アドレス情報）を示すべく予め設定されたパターンでスイッチ回路ＳＷ１をオンオフ制御させることにより、当該アドレス情報に対応する受電端末３ａをスリープ状態に移行させることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムについて説明する。尚、第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システム１ｂの構成は、図６に示すように、図１に示した第１の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの構成とは、受電端末３ｂの構成が異なっている。また、第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システム１ｂについては、図１において２線式電源重畳型多重伝送システム１と異なる構成の符号に記号ｂを付記して説明する。

また、第３の実施形態に係る給電端末２ｂのスイッチ制御回路２３ｂは、スイッチ回路ＳＷ１を一定の期間ｔｗのみ１回だけオフ制御するように構成されている。

図６に示すように、受電端末３ｂには、給電端末２ｂのスイッチ制御回路２３ｂにより、スイッチ回路ＳＷ１が期間ｔｗのみ１回だけオフ制御され、電源電圧ＶＬがオフに変化するパターンがパターン検出回路３４によって検出される都度、電源回路３１から制御回路３３への電力の供給経路を交互に開（オン）閉（オフ）するトグルスイッチ回路３８が設けられている。尚、パターン検出回路３４は、電源電圧ＶＬの変化の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジのうちの一方を電源電圧ＶＬがオフに変化するパターンを示すものとして検出してもよい。

また、起動スイッチ３６ｂは、当該起動スイッチ３６ｂのオンオフ状態を示す制御信号Ｖｓｗ４を当該トグルスイッチ回路３８の内部に設けられたスイッチＳＷ３に出力し、当該制御信号Ｖｓｗ４が示す当該起動スイッチ３６ｂのオンオフ状態に応じてスイッチＳＷ３のオンオフを制御するように構成されている。

第３の実施形態に係る２線式電源重畳型多重伝送システムの動作について詳述すると、図７に示すように、給電端末２ｂの送受信回路２２から、受電端末３ｂに対する通信信号（通常コマンド）Ｖｓｉｇが電源電圧ＶＬと重畳されて通信線４に出力されると、定常状態にある受電端末３ｂでは、送受信回路３２によって当該通常コマンドが受信される。

ここで、給電端末２ｂのスイッチ制御回路２３ｂは、受電端末３ｂの定常状態とスリープ状態とを切り替える場合に、スイッチ回路ＳＷ１を一定の期間ｔｗのみオフする制御信号（端末状態切替信号）Ｖｓｗ１をスイッチ回路ＳＷ１に出力する。これにより、一定の期間ｔｗのみオフに変化する電源電圧ＶＬが通信線４に出力される。

このとき、パターン検出回路３４は、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬの変化のエッジを抽出して、当該エッジの抽出タイミングと同期して変動する制御信号Ｖｔをトグルスイッチ回路３８に出力する。

尚、パターン検出回路３４は、通信線４を介して供給される電源電圧ＶＬの変化のエッジのうち、立ち上りエッジ及び立ち下りエッジのうちの一方を検出して、当該エッジの検出タイミングと同期して変動する制御信号Ｖｔをトグルスイッチ回路３８に出力するように簡易に構成してもよい。

そして、トグルスイッチ回路３８は、入力された制御信号Ｖｔが予め定められた一定の期間ｔｗのみオフに変化する毎に、スイッチＳＷ３のオンオフ状態を交互に切り替える。

トグルスイッチ回路３８によってスイッチＳＷ３がオフされると、電源回路３１から制御回路３３への電源電圧Ｖｃｃの供給が遮断されるとともに、送受信回路３２への電源電圧Ｖｃｃの供給も遮断される。ここに、受電端末３ｂは、スリープ状態への移行を完了する。

一方、トグルスイッチ回路３８によってスイッチＳＷ３がオンされると、電源回路３１から制御回路３３へ電源電圧Ｖｃｃが供給されるとともに、電源回路３１から送受信回路３２へも電源電圧Ｖｃｃが供給される。ここに、受電端末３ｂは、定常状態への移行を完了する。

そして、第１の実施形態と同様に、定常状態への移行が完了した受電端末３ｂは、送受信回路３２を介して、起動が完了したことを示す通信信号（起動完了コマンド）を給電端末２ｂ又は通信線４に接続された当該受電端末３ｂとは異なる受電端末３ｂに送信する。

これにより、受電端末３ｂがスリープ状態に移行した場合に、制御回路３３で消費されていた電力を更に削減することができる。

また、スリープ状態にある受電端末３ｂは、上記のようにスイッチ回路ＳＷ３がオフされることにより、制御回路３３への電源電圧Ｖｃｃの供給が遮断されている。ここで、ユーザにより起動スイッチ３６ｂがオン操作されると、起動スイッチ３６ｂのオン状態を示す制御信号Ｖｓｗ４に対応してスイッチＳＷ３がオンされるので、電源回路３１から制御回路３３及び送受信回路３２に対する電源電圧Ｖｃｃの供給が開始される。これにより、受電端末３は、定常状態に移行する。つまり、スリープ状態に移行されている受電端末３ｂは、起動スイッチ３６ｂがオン操作された任意のタイミングで定常状態に戻ることができる。

尚、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。また、図１乃至図７は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を前記実施形態に限定する趣旨ではない。

したがって、本発明の２線式電源重畳型多重伝送システムは、電源供給及び通信に共用される通信線と、前記通信線に接続される受電端末と、前記通信線に電源電圧を出力しながら前記受電端末との間で通信を行う給電端末と、を備えてなる２線式電源重畳型多重伝送システムであって、前記給電端末は、前記通信線に出力する電源電圧の供給経路を開閉するスイッチ回路と、前記通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で前記スイッチ回路をオンオフ制御するスイッチ制御回路と、を備え、前記受電端末は、前記給電端末から前記通信線を介して供給される電源電圧に基づき、当該受電端末の各部の動作用電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、前記通信線を介して前記通信信号を送受信する送受信回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、当該受電端末の各部の動作制御を司る制御回路と、前記通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出するパターン検出回路と、を備え、前記制御回路は、当該制御回路を備えた前記受電端末に対する待機電力の削減指示を示す通信信号が前記送受信回路により受信された場合に、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を停止させ、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給が停止されている場合に、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断したときは、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させることを特徴とする。

この場合、受電端末に対する待機電力の削減指示を示す通信信号（スリープ状態移行コマンド）が送受信回路により受信されたときに、電源回路から送受信回路への電源電圧の供給が停止される。このため、受電端末が送受信回路を待ち受け状態にすることなく、送受信回路への電源電圧の供給を停止して待機電力を削減する状態（スリープ状態）に移行する結果、送受信回路において消費される電力を削減することができる。

一方、給電端末は、スイッチ制御回路に、通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数でスイッチ回路をオンオフ制御させることにより、当該周波数で変化する電源電圧を通信線に供給することができる。尚、当該通信線に供給される電源電圧は、通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で変化するため、当該通信信号と区別して電源電圧の変化を検出することが容易にされている。

このとき、スリープ状態に移行した受電端末は、送受信回路への電源電圧の供給が停止されているため、通信線を介して通信信号を受信することができないが、通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンをパターン検出回路により検出して、当該検出されたパターンが当該受電端末の起動指示を示すものであるか否かを制御回路に判断させることができる。

そして、制御回路により、当該検出されたパターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断されると、電源回路から送受信回路への電源電圧の供給が開始されるので、受電端末は通常の動作状態に戻って、通信線を介して通信信号を送受信することができるようになる。つまり、給電端末は、通信信号の周波数に比して低い周波数で変化する電源電圧を通信線に供給することにより、スリープ状態に移行した受電端末を通常の動作状態に戻すことができる。

また、この２線式電源重畳型多重伝送システムにおいて、前記スイッチ制御回路は、起動指示対象となる前記受電端末の識別情報を示すべく予め設定されたパターンで前記スイッチ回路をオンオフ制御し、前記制御回路は、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが、当該制御回路を備えた前記受電端末の識別情報を示すパターンである場合に、当該受電端末の起動指示を示すものであると判断することが好ましい。

この場合、給電端末は、スイッチ制御回路に、起動させるべき受電端末の識別情報（アドレス情報）を示すべく予め設定されたパターンでスイッチ回路をオンオフ制御させることにより、当該アドレス情報に対応する受電端末のみを通常の動作状態に戻すことができる。

つまり、当該２線式電源重畳型多重伝送システムを構成する受電端末の全てのうち、起動対象ではないスリープ状態の受電端末において、当該受電端末の送受信回路に電力が供給されない状態は継続されるので、システム全体としての消費電力を適切に削減することができる。

この場合、給電端末は、予め定められた一定の期間のみオフになる電源電圧を通信線に供給するようにスイッチ制御回路にスイッチ回路を制御させることにより、受電端末のトグルスイッチ回路に、制御回路への電力の供給を遮断させ、受電端末がスリープ状態に移行した場合に制御回路で消費されていた電力を更に削減することができる。

また、これに続いて、給電端末は、予め定められた一定の期間のみオフになる電源電圧を通信線に供給するようにスイッチ制御回路にスイッチ回路を制御させることにより、受電端末のトグルスイッチ回路に、制御回路への電力の供給を開始させ、スリープ状態に移行した受電端末を通常の動作状態に戻すことができる。

この場合、パターン検出回路は、通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出すべく、通信線を介して供給される電源電圧の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジのうちの一方を検出すればよいため、簡易に構成することができる。

この場合、当該受電端末がスリープ状態に移行されているときに、当該受電端末は、給電端末によって通信線に供給される電源電圧を変化させる制御が行われるのを待つことなく、起動スイッチが利用された任意のタイミングで通常の動作状態に戻ることができる。

また、本発明の給電端末は、電源供給及び通信に共用される通信線に出力する電源電圧の供給経路を開閉するスイッチ回路と、前記通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で前記スイッチ回路をオンオフ制御するスイッチ制御回路と、を備え、前記通信線に電源電圧を出力しながら、前記通信線に接続される受電端末との間で通信を行うことを特徴とする。

この場合、給電端末は、スイッチ制御回路に、通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数でスイッチ回路をオンオフ制御させることにより、当該周波数で変化する電源電圧を通信線に供給することができる。尚、当該通信線に供給される電源電圧は、通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で変化するため、当該通信信号と区別して電源電圧の変化を検出することが容易にされている。

また、本発明の受電端末は、電源供給及び通信に共用される通信線を介して供給される電源電圧に基づき、当該受電端末の各部の動作用電源電圧を供給する電源回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、前記通信線を介して前記通信信号を送受信する送受信回路と、前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、当該受電端末の各部の動作制御を司る制御回路と、前記通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出するパターン検出回路と、を備え、前記制御回路は、当該受電端末に対する待機電力の削減指示を示す通信信号が前記送受信回路により受信された場合に、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を停止させ、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給が停止されている場合に、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断したときは、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させることを特徴とする。

また、スリープ状態に移行した受電端末は、送受信回路への電源電圧の供給が停止されているため、通信線を介して通信信号を受信することができないが、通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンをパターン検出回路により検出して、当該検出されたパターンが当該受電端末の起動指示を示すものであるか否かを制御回路に判断させることができる。

そして、制御回路により、当該検出されたパターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断されると、電源回路から送受信回路への電源電圧の供給が開始されるので、受電端末は通常の動作状態に戻って、通信線を介して通信信号を送受信することができるようになる。

１２線式電源重畳型多重伝送システム
２給電端末
３受電端末
４通信線
２３スイッチ制御回路
３１電源回路（受電端末）
３２送受信回路（受電端末）
３３制御回路
３４パターン検出回路
３６起動スイッチ
３８トグルスイッチ回路
ＳＷ１スイッチ回路（給電端末）
Ｖｃｃ動作用電源電圧
Ｖｓｉｇ通信信号
ＶＬ電源電圧

Claims

電源供給及び通信に共用される通信線と、前記通信線に接続される受電端末と、前記通信線に電源電圧を出力しながら前記受電端末との間で通信を行う給電端末と、を備えてなる２線式電源重畳型多重伝送システムであって、
前記給電端末は、
前記通信線に出力する電源電圧の供給経路を開閉するスイッチ回路と、
前記通信線を介する通信に用いられる通信信号の周波数に比して低い周波数で前記スイッチ回路をオンオフ制御するスイッチ制御回路と、
を備え、
前記受電端末は、
前記給電端末から前記通信線を介して供給される電源電圧に基づき、当該受電端末の各部の動作用電源電圧を供給する電源回路と、
前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、前記通信線を介して前記通信信号を送受信する送受信回路と、
前記電源回路から供給される動作用電源電圧により動作し、当該受電端末の各部の動作制御を司る制御回路と、
前記通信線を介して供給される電源電圧の変化のパターンを検出するパターン検出回路と、
を備え、
前記制御回路は、当該制御回路を備えた前記受電端末に対する待機電力の削減指示を示す通信信号が前記送受信回路により受信された場合に、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を停止させ、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給が停止されている場合に、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが当該受電端末の起動指示を示すものであると判断したときは、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させることを特徴とする２線式電源重畳型多重伝送システム。
前記スイッチ制御回路は、起動指示対象となる前記受電端末の識別情報を示すべく予め設定されたパターンで前記スイッチ回路をオンオフ制御し、
前記制御回路は、前記パターン検出回路で検出された前記パターンが、当該制御回路を備えた前記受電端末の識別情報を示すパターンである場合に、当該受電端末の起動指示を示すものであると判断する請求項１記載の２線式電源重畳型多重伝送システム。
前記スイッチ制御回路は、前記スイッチ回路を予め定められた一定の期間のみオフ制御し、
前記受電端末は、
前記パターン検出回路によって、前記パターンが検出される都度、前記電源回路から前記制御回路への電力の供給経路を交互に開閉するトグルスイッチ回路を更に備える請求項１記載の２線式電源重畳型多重伝送システム。
前記パターンは、前記電源電圧の立ち上りエッジ及び立ち下りエッジのうちの一方である請求項３記載の２線式電源重畳型多重伝送システム。
前記受電端末は、前記電源回路から前記送受信回路への電源電圧の供給を開始させる起動スイッチを更に備える請求項１から４の何れかに記載の２線式電源重畳型多重伝送システム。
請求項１から５の何れかに記載の２線式電源重畳型多重伝送システムに備えられた前記給電端末。
請求項１から５の何れかに記載の２線式電源重畳型多重伝送システムに備えられた前記受電端末。