JP2012090097A - Plc/電源ハイブリッド装置および通信機能付き装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PLC/電源ハイブリッド装置1は電源回路10を含む。電源回路10は、電圧入力端部20の側の電圧に対してチョッピングを行うスイッチング手段31と、スイッチング手段31のスイッチングを制御することによってチョッピングを制御する制御回路32とを有する。制御回路32は、電圧変換を行う通常モードと、電圧入力端部20に通じる電力線を利用したPLCによってデータ送信を行う送信モードで以て動作する。制御回路32は、送信モードでは、送信データに応じて、スイッチング手段31のスイッチングを変調する。
【選択図】図2
Description
<PLC/電源ハイブリッド装置の利用形態>
電力線通信(PLC)機能および電源機能を有するPLC/電源ハイブリッド装置(以下「ハイブリッド装置」と称する場合もある)の構成例を説明する前に、図1のブロック図を参照して、その利用形態を例示する。
<電源機能の構成>
図2はハイブリッド装置1の構成を例示するブロック図である。図2に示すように、ハイブリッド装置1は上記電源機能を実現する電源回路10を含んでいる。図2に例示の電源回路10は、DC/DCコンバータであり、非絶縁型、スイッチング型および降圧型に分類される。電源回路10は、図2の例によれば、電圧入力端部20と、スイッチング回路30と、ダイオード40と、インダクタ50と、コンデンサ60と、電圧検出器70と、電圧出力端部80とを含んでいる。
図2に示すように、ハイブリッド装置1はさらに、データ入力端部91と、データ出力端部92と、電圧検出器100と、PLC処理回路110とを含んでおり、これらはPLC機能に関連する。なお、後述の説明から明らかとなるが、ハイブリッド装置1におけるPLC機能は、さらに上記のスイッチング回路30を利用して実現される。つまり、スイッチング回路30は電源機能とPLC機能で共用される。
図3はハイブリッド装置1の動作を例示する波形図である。図3に示すようにハイブリッド装置1の動作は通常モードと送信モードに大別される。
通常モードにおいて、ハイブリッド装置1は概略、次のように動作する。すなわち、入力電圧Vinが、トランジスタ31によってチョッピングされ、インダクタ50とコンデンサ60とによるLCフィルタによって平滑化され、これにより出力電圧Voutになる。なお、これから分かるように、出力電圧Voutは、入力電圧Vinを起源とし、入力電圧Vinに対応する電圧である。
送信モードにおいて、ハイブリッド装置1は概略、次のように動作して、電圧入力端部20に通じる電力線5を利用したPLCによってデータ送信を行う。すなわち、トランジスタ31のスイッチングに呼応して電力線5の電圧Vinにノイズが発生する現象を利用する(図3参照)。具体的には、制御回路32が、PLC処理回路110から供給される上記の送信ベースバンド信号に応じてトランジスタ31のスイッチングを変調することによって、送信ベースバンド信号に応じた(従って送信データDtに応じた)意図的なノイズを電力線5上に発生させる。このような意図的なノイズによって、電力線5上に送信データDtが送出すること可能である。
ハイブリッド装置1による受信動作は通常モードで行われる。このため、通常モードを受信モード、受信待機モード等と称してもよい。
ハイブリッド装置1によれば、電源回路10のスイッチング回路30を利用してPLCを行うことが可能である。すなわち、スイッチング回路30を電源回路10とPLC用の回路(PLC回路)とで共用している。このため、PLC回路用のスイッチング回路(いわゆるラインドライバ)が不要である。したがって、電源回路10とPLC回路とで別々にスイッチング回路を有する構成に比べて、コスト、サイズ、消費電力等を削減することができる。
図4は第2の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Bの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Bも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図6は第3の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Cの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Cも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図7は第4の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Dの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Dも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図8は第5の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Eの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Eも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図9は第6の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Fの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Fも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図10は第7の実施の形態に係るPLC/電源ハイブリッド装置1Gの構成を例示するブロック図である。なお、ハイブリッド装置1Gも本体回路2(図1参照)と組み合わせ可能である。
図11は第8の実施の形態について、PLC/電源ハイブリッド装置1(図2参照)の動作を例示する波形図である。ここではハイブリッド装置1について説明するが、以下の説明は他のハイブリッド装置1B等についても当てはまる。
なお、上記では電源回路10(図2参照)等が降圧型である場合を例示したが、昇圧型または昇降圧型の電源回路を採用することも可能である。
2 本体回路
3 通信機能付き装置
5 電力線
10,10C,10F,10G 電源回路
20 電圧入力端部
31 スイッチング手段
32 制御回路
70,100 電圧検出器
80 電圧出力端部
110 PLC処理回路
160 トランス
200 特性強調回路
Claims (14)
- 電圧入力端部に印加された入力電圧を所定電圧値の電圧に変換する電圧変換を行い、前記電圧変換後の電圧を電圧出力端部に出力する電源回路
を備え、
前記電源回路は、
前記電圧入力端部の側の電圧に対してチョッピングを行うスイッチング手段と、
前記スイッチング手段のスイッチングを制御することによって前記チョッピングを制御する制御回路と
を含み、
前記制御回路は、
前記電圧変換を行う通常モードと、前記電圧入力端部に通じる電力線を利用した電力線通信(PLC)によってデータ送信を行う送信モードで以て動作し、
前記送信モードでは送信データに応じて前記スイッチングを変調する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1に記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記制御回路は、前記送信モードにおける前記スイッチングを、前記送信データに応じた変調を行いつつも前記通常モードで生成すべき前記所定電圧値が得られる条件で行う、PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1または請求項2に記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記制御回路は、
前記スイッチング手段のスイッチング周期を前記通常モードと前記送信モードで異ならせ、
前記スイッチング手段のON期間幅を、前記スイッチング周期が短いほど前記ON期間幅を短くするという関係に従って設定する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記スイッチング手段の接続位置から見て前記電圧出力端部の側に接続されており前記入力電圧に対応する電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器による検出電圧から、他の装置によって前記電力線へ送信されたデータを抽出する受信データ抽出処理を行うPLC処理回路と
をさらに備え、
前記PLC処理回路は、
前記電圧入力端部と前記電圧検出器との間の回路構成について予め与えられた情報に基づいて、前記検出電圧から前記入力電圧を推定する入力電圧推定処理を行い、
前記入力電圧推定処理による推定電圧に対して前記受信データ抽出処理を行う、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項4に記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記制御回路は、前記電圧検出器による前記検出電圧に基づいて前記スイッチングをフィードバック制御する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記スイッチング手段の接続位置から見て前記電圧出力端部の側に接続されており前記入力電圧に対応する電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器による検出電圧から、他の装置によって前記電力線へ送信されたデータを抽出する受信データ抽出処理を行うPLC処理回路と
をさらに備え、
前記制御回路は、前記電圧検出器による前記検出電圧に基づいて前記スイッチングをフィードバック制御する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項5または請求項6に記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記制御回路は、
前記電圧検出器と前記電圧出力端部との間の回路構成について予め与えられた情報に基づいて、前記検出電圧から前記電圧変換後の電圧を推定する出力電圧推定処理を行い、
前記出力電圧推定処理による推定電圧に基づいて前記スイッチングをフィードバック制御する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項4ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記電源回路がトランスを含んだAC入力/絶縁型の電源回路であり、
前記電圧検出器が前記トランスの二次側に通じるように接続されている、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項4ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記PLC処理回路は、前記スイッチング手段のON期間における前記検出電圧に対して前記受信データ抽出処理を行う、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記スイッチング手段の接続位置から見て前記電圧出力端部の側に接続されており前記入力電圧に対応する電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器による検出電圧から、他の装置によって前記電力線へ送信されたデータを抽出する受信データ抽出処理を行うPLC処理回路と
をさらに備え、
前記PLC処理回路は、前記スイッチング手段のON期間における前記検出電圧に対して前記受信データ抽出処理を行う、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項4ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記電圧検出器へ入力される電圧の所定の特性を強調する特性強調回路
をさらに備え、
前記特性強調回路は、前記スイッチング手段のON状態とOFF状態で、強調する特性を異ならせる、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記制御回路は、前記送信モードにおける前記スイッチングをチャープ信号に従って変調する、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項12のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置であって、
前記通常モードでのスイッチング周波数が、前記送信モードでのスイッチング周波数に比べて高い、
PLC/電源ハイブリッド装置。 - 請求項1ないし請求項13のうちのいずれか1つに記載のPLC/電源ハイブリッド装置と、
前記PLC/電源ハイブリッド装置を介して前記PLCを行う本体回路と
を備える、通信機能付き装置。
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