JP3756774B2 - インピーダンス調整器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線通信を行う場合の電力線のラインインピーダンスを調整するのに適したインピーダンス調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの周辺機器の共有化、文書・静止画・動画等の情報の共有化、ゲーム、インターネット等の目的のために、家庭内における情報通信のニーズが高まってきている。そのため、オフィスのみならず一般家庭でも通信ネットワークシステムの需要がある。家庭内における通信ネットワークシステムの構築する際に選択し得る通信方式としては、無線を利用した通信方式、有線を利用した通信方式および電力線を利用した通信方式がある。このうち、電力線を利用した通信方式には、既設の電力線を利用するため配線工事費がかからない、家庭内の外観を損ねない等の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電力線を利用した通信方式には、電力線に接続された機器によって、電力線の通信環境の悪化が引き起こされるという問題点があった。電力線の通信環境の悪化とは、例えば、機器によるラインインピーダンスの低下によって、電力線における信号伝送特性が劣化することである。このように電力線の通信環境が悪化すると、電力線通信におけるエラーレートが増加する。電力線通信において、電力線の通信環境を悪化させる機器としては、例えば、インバータを用いて制御を行う空気調節機や照明機器や、コンピュータ等の電子機器がある。このような機器では、内蔵された進相コンデンサやアクロス・アライン・コンデンサがラインインピーダンスを低下させる。
【０００４】
図１８は、照明機器によってラインインピーダンスが低下する現象の一例を示している。図１８において、横軸は周波数、縦軸はラインインピーダンスである。この例では、記号Ａで示した周波数２０ＭＨｚの近傍で、ラインインピーダンスが大きく低下している。
【０００５】
電力線通信において、エラーレートの低減を図るために、スペクトラム拡散方式やマルチキャリア方式といった通信方式を採用することも考えられる。しかしながら、このような通信方式を採用しても、電力線の通信環境が改善されない限り、エラーレートの増加や通信速度の低下は避けられない。
【０００６】
このような事情から、長年の通信技術の開発、改善にもかかわらず、電力線通信ネットワークシステムの実用化は困難であった。
【０００７】
ラインインピーダンスの低下に対する対策としては、例えば特開平８−９８２７７号公報に、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、伝送信号の周波数成分のインピーダンスを高くするためのインピーダンスアッパを設置する技術が開示されている。この技術では、特に、インピーダンスアッパとしてＬＣ共振回路を用い、伝送信号の周波数成分に対してのみインピーダンスを増加させるようにしている。また、インピーダンスアッパは、ラインに直列に挿入されたインダクタを有している。
【０００８】
ところで、周波数をｆ、インダンタのインダンタンスをＬとすると、インダンタのインピーダンスＺは、Ｚ＝２π・ｆ・Ｌと表される。このように、インダンタのインピーダンスＺは周波数ｆに比例する。従って、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、インダクタを挿入した場合には、電力線のラインインピーダンスは増加するが、周波数に応じて変化する。
【０００９】
電力線のラインインピーダンスが周波数に応じて変化すると、電力線通信における通信信号の振幅が、通信信号の周波数に応じて変化することになる。その結果、電力線通信における通信信号の周波数に応じてエラーレートが変動する。このように、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、インダクタを挿入した場合には、通信信号の周波数に応じてエラーレートが変動するために、使用する周波数に応じて異なるエラー対策が必要になったり、通信信号の周波数としてラインインピーダンスが小さい周波数を選択した場合にはエラーレートが大きくなるという問題点がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることができるようにしたインピーダンス調整器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインピーダンス調整器は、磁性材料よりなるコアと、このコアに巻き付けられた巻線と、コアの磁気特性を変化させることによって、巻線のインピーダンスを調整する調整手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明のインピーダンス調整器では、調整手段によってコアの磁気特性を変化させることにより、巻線のインピーダンスが調整される。
【００１３】
本発明のインピーダンス調整器において、調整手段は、コアと共に磁路を形成する磁性体と、この磁性体にバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを有していてもよい。バイアス磁界印加手段は、磁性体に巻き付けられたバイアス磁界印加用巻線を有していてもよい。
【００１４】
また、本発明のインピーダンス調整器において、巻線は、電力線通信が行われる電力線に挿入されてもよい。この場合、調整手段は、電力線通信における信号の周波数の情報を取得し、この周波数に応じて巻線のインピーダンスを調整してもよい。更に、調整手段は、電力線通信における信号の周波数にかかわらずに巻線のインピーダンスが一定値に近づくように、巻線のインピーダンスを調整してもよい。
【００１５】
また、本発明のインピーダンス調整器において、コアは環状であり、巻線はコアと共にコモンモードチョークを構成する第１の巻線と第２の巻線とを含んでいてもよい。
【００１６】
また、本発明のインピーダンス調整器において、コアおよび巻線はノーマルモード用のラインチョークを構成してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器が適用される電力線通信ネットワークシステムの一例について説明する。この電力線通信ネットワークシステム（以下、単にネットワークシステムとも言う。）は、電力線１と、この電力線１に接続され、電力線１より電力の供給を受けると共に、信号の伝送路として電力線１を利用して互いに電力線通信を行う複数の電力線通信装置１１，１２と、電力線１に接続され、電力線１より電力の供給を受ける家庭電気機器制御用通信装置４１とを備えている。図１において、符号１０は、電力線を利用して通信を行う領域を表している。この電力線通信領域１０は例えば屋内に対応し、電力線通信領域１０の外は屋外に対応する。
【００１８】
電力線１には、電力線通信装置１１，１２の他にも、電力線１より電力の供給を受ける機器が接続されている。この機器には、電力線１のラインインピーダンスの低下を引き起こすインピーダンス障害機器２１，２２と、ノイズを発生させるノイズ障害機器３１，３２とが含まれている。
【００１９】
領域１０内の電力線１は、２本の導電線１ａ，１ｂを含んでいる。なお、電力線１は、交流電力を輸送するものでもよいし、直流電力を輸送するものでもよい。図１に示したネットワークシステムでは、電力線１に対してアース線２が併設されている。領域１０内の電力線１およびアース線２は、領域１０外の電力線１０１およびアース線１０２に接続されている。
【００２０】
電力線通信装置１１，１２の例としてはコンピュータが挙げられる。電力線通信装置１１，１２は、それぞれ、電力線１に接続されて互いに電力線通信を行う電力線通信端末１３，１４を有している。
【００２１】
インピーダンス障害機器２１，２２の例としては、インバータを用いて制御を行う照明機器や空気調節機が挙げられる。ノイズ障害機器３１，３２の例としては、電子レンジや冷蔵庫が挙げられる。通信装置４１は、電力線１を利用せずに、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との間で通信を行い、例えばこれらの制御を行う。
【００２２】
ネットワークシステムは、更に、電力線１とインピーダンス障害機器２１，２２との間に設けられた本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６と、電力線１とノイズ障害機器３１，３２との間に設けられたノイズフィルタ７，８とを備えている。インピーダンス調整器５，６は、コモンモードチョークを含み、電力線１のラインインピーダンスを増加させるものである。ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを低減するものである。
【００２３】
ネットワークシステムは、更に、領域１０内の電力線１と領域１０外の電力線１０１との間に設けられた分離部９を備えている。分離部９は、インピーダンス調整器とノイズフィルタとを含んでいる。
【００２４】
ネットワークシステムは、更に、電力線通信装置１１，１２および通信装置４１との間で通信を行うと共に、領域１０外の装置４３との間で通信を行う通信端末４２とを備えている。
【００２５】
電力線通信装置１１，１２および機器２１，２２，３１，３２は、それぞれ、通信装置４１との間で通信を行うための通信部１５，１６，２３，２４，３３，３４を含んでいる。電力線通信装置１１，１２の通信部１５，１６は、通信端末４２との間でも通信を行うようになっている。
【００２６】
通信装置４１と各通信部１５，１６，２３，２４，３３，３４との間の通信は、電波または光を用いて行ってもよいし、電力線１以外の信号線を用いて行ってもよい。
【００２７】
また、電力線通信端末１３，１４を介して、通信装置４１と電力線通信装置１１，１２との間で、電力線１を利用した通信を行うようにしてもよい。
【００２８】
また、通信端末４２と、通信装置４１および電力線通信装置１１，１２の通信部１５，１６との間の通信も、電波または光を用いて行ってもよいし、電力線１以外の信号線を用いて行ってもよい。
【００２９】
通信端末４２と装置４３との間の通信には、種々の通信基盤を利用することができる。例えば、ケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）やデジタルサブスクライバライン（digital subscriber line：ｘＤＳＬ）等の有線通信網を用いてもよいし、無線通信網を用いてもよい。あるいは、ファィバトゥザホーム（fiber to the home：ＦＴＴＨ）等の光通信網を用いてもよい。
【００３０】
次に、図１に示したネットワークシステムの作用の概略について説明する。電力線通信装置１１，１２は、電力線通信端末１３，１４を介して、互いに電力線１を利用して電力線通信を行う。本実施の形態では、電力線通信を行う周波数の帯域を、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚとする。また、電力線通信装置１１，１２は、通信端末４２との間で、電力線１を利用せずに通信を行い、通信端末４２を介して領域１０外の装置４３との間で通信を行ってもよい。
【００３１】
通信装置４１は、例えば、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２の制御を行う。通信装置４１は、電力線通信装置１１，１２との間で、電力線１を利用して、あるいは電力線１を利用せずに通信を行ってもよい。また、通信装置４１は、通信端末４２との間で、電力線１を利用せずに通信を行い、通信端末４２を介して領域１０外の装置４３との間で通信を行ってもよい。従って、通信装置４１を介して、電力線通信装置１１，１２または領域１０外の装置４３から、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２の制御を行うことも可能である。
【００３２】
次に、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６について詳しく説明する。まず、図２ないし図４を参照して、インピーダンス調整器５，６の構成について説明する。図２はインピーダンス調整器５，６の基本的な構成部分を表した回路図、図３はインピーダンス調整器５，６の構成を示す説明図、図４はインピーダンス調整器５，６におけるギャップ制御部の平面図である。
【００３３】
図２および図３に示したように、インピーダンス調整器５，６は、磁性材料よりなる１つの環状のコア（磁芯）５０に第１の巻線５１ａと第２の巻線５１ｂを巻き付けて構成されたコモンモードチョークを含んでいる。第１の巻線５１ａは電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入され、第２の巻線５１ｂは電力線１の他方の導電線１ｂに直列に挿入される。コア５０は、例えばフェライトで形成されている。
【００３４】
コア５０には、ギャップ５２が形成されている。このギャップ５２には、ギャップ制御部５３が装着されている。ギャップ制御部５３は、図４に示したように、磁性材料よりなるギャップ制御用コア５４と、このギャップ制御用コア５４に巻き付けられたギャップ制御用コイル５５とを有している。そして、ギャップ制御用コア５４の一部が、コア５０に密着するようにギャップ５２内に挿入されている。ギャップ制御用コア５４はコア５０と共に閉磁路を形成する。ギャップ制御用コア５４の材料は、コア５０の材料と同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００３５】
図３に示したように、ギャップ制御用コイル５５には電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。電力線通信制御回路５７は、例えば電力線通信端末１３，１４に内蔵され、電力線通信に関する種々の制御を行う。電力線通信制御回路５７は、電流制御回路５６に対して、電力線通信を行う周波数の情報を与える。電流制御回路５６は、電力線通信を行う周波数に応じて、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。
【００３６】
ギャップ制御部５３および電流制御回路５６は本発明における調整手段に対応する。ギャップ制御用コア５４は本発明における磁性体に対応する。ギャップ制御用コイル５５は本発明におけるバイアス磁界印加手段およびバイアス磁界印加用巻線に対応する。
【００３７】
次に、図５ないし図１０を参照して、インピーダンス調整器５，６の作用について説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、コア５０，５４の材料が同じ特性のフェライトであるものとする。
【００３８】
一般に、ギャップの無いフェライトコアの磁束密度Ｂと磁界Ｈとの関係（Ｂ−Ｈ曲線）は図５に示したようになる。ここでは、説明を簡略化するために、図５において残留磁束密度や保磁力については図示していない。なお、図５において、Ｂｍは最大磁束密度を表している。また、フェライトコアの透磁率をμとすると、磁束密度Ｂと磁界Ｈと透磁率μの関係は、以下の式（１）で表される。
【００３９】
Ｂ＝μＨ …（１）
【００４０】
式（１）と図５から分かるように、与えられた磁界ＨにおけるＢ−Ｈ曲線の接線の傾きが、その磁界における透磁率μになる。図５から分かるように、Ｂ−Ｈ曲線の接線の傾き、すなわち透磁率μは、磁界Ｈに応じて変化する。図５では、磁界Ｈ１０のときに、磁束密度がＢ１０、透磁率がμ１であり、磁界Ｈ１１のときに、磁束密度がＢ１１、透磁率がμ２であることを表している。また、透磁率μは、コアの材料の特性によっても変化する。
【００４１】
次に、コアに巻数Ｎのコイルを装着し、このコイルに電流を流した場合を考える。コアの磁路長をＬ、コイルに流れる電流をＩとすると、この電流によって発生される磁界Ｈは、以下の式（２）で表される。
【００４２】
Ｈ＝Ｉ・Ｎ／Ｌ …（２）
【００４３】
次に、ギャップ制御部５３について考える。以下の説明では、ギャップ制御用コイル５５に流す電流をＩＧ、ギャップ制御用コイル５５によって発生され、ギャップ制御用コア５４に印加されるバイアス磁界をＨＧ、ギャップ制御用コア５４の磁路長をＬＧ、ギャップ制御用コア５４の断面積をＳＧ、ギャップ制御用コア５４の透磁率をμＧ、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗をＲＧとする。
【００４４】
式（２）から、ギャップ制御用コイル５５によって発生される磁界ＨＧの大きさは、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさに比例することが分かる。また、図５から、ギャップ制御用コア５４の透磁率μＧは、磁界ＨＧの大きさによって変化することが分かる。従って、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを制御することによって、ギャップ制御用コア５４の透磁率μＧを制御することができる。
【００４５】
また、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧは、以下の式（３）で表され、透磁率μＧに反比例する。
【００４６】
ＲＧ＝ＬＧ／μＧ・ＳＧ …（３）
【００４７】
このように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを変えることにより、ギャップ制御用コア５４に印加されるバイアス磁界ＨＧが変化し、その結果、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが変化する。従って、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを制御することによって、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧを制御することができる。
【００４８】
次に、コア５０の磁気特性について考える。図６はギャップの無いフェライトコアを表し、図７はギャップを有するフェライトコアを表し、図８はコア５０のギャップにギャップ制御用コア５４が挿入されている状態を表している。一般に、図６に示したようなギャップの無いフェライトコアに、図７に示したようにギャップを設けると、コアが磁気飽和する磁界が大きくなることが知られている。このことを、図９に示したＢ−Ｈ曲線を参照して説明する。図９において、（ａ）はギャップの無いフェライトコアのＢ−Ｈ曲線を簡略化して表し、（ｂ）はギャップを有するフェライトコアのＢ−Ｈ曲線を簡略化して表している。また、Ｂｓは飽和磁束密度を表している。図９に示したように、ギャップを有するフェライトコアにおいて磁束密度Ｂが飽和磁束密度Ｂｓに達する、すなわち磁気飽和するときの磁界Ｈｂは、ギャップの無いフェライトコアにおいて磁束密度Ｂが飽和磁束密度Ｂｓに達するときの磁界Ｈａよりも大きくなる。従って、ギャップを有するフェライトコアの透磁率μｂは、ギャップの無いフェライトコアの透磁率μａよりも小さくなる。
【００４９】
図８に示したように、コア５０は、ギャップを有するが、そのギャップにギャップ制御用コア５４が挿入されている。従って、コア５０の磁気特性は、ギャップ制御用コア５４の磁気特性に応じて変化する。すなわち、ギャップ制御用コイル５５に電流が流れていないときには、コア５０のギャップが、コア５０と同じ材料よりなるギャップ制御用コア５４によって埋められた状態となるため、コア５０の磁気特性は、ギャップの無いコアと同様になり、図９における（ａ）のＢ−Ｈ曲線で表される。一方、ギャップ制御用コア５４が磁気飽和する大きさの電流をギャップ制御用コイル５５に流すと、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが最大となり、ギャップ制御用コア５４は空気のギャップと同様に作用することになる。このときのコア５０の磁気特性は、ギャップを有するコアと同様になり、図９における（ｂ）のＢ−Ｈ曲線で表される。ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを０から、ギャップ制御用コア５４が磁気飽和する大きさの間で変化させると、その電流の大きさに応じて、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが変化する。このときのコア５０の磁気特性は、図９における（ｃ）のＢ−Ｈ曲線で表される。また、コア５０の透磁率は、μａとμｂとの間で、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさに応じて変化する。
【００５０】
以上のことから、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０の透磁率を制御することができる。
【００５１】
次に、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスＺについて考える。ここで、周波数をｆ、コア５０の透磁率をμ、コア５０の断面積をＳ、コア５０の磁路長をＬ、巻線５１ａ，５１ｂの巻数をＮとすると、インピーダンスＺは以下の式（４）で表される。
【００５２】
Ｚ＝２πｆ・μ・Ｓ・Ｎ２／Ｌ …（４）
【００５３】
前述のように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０の透磁率μを制御することができる。このことと式（４）から、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスＺを制御できることが分かる。
【００５４】
本実施の形態では、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、周波数ｆにかかわらずにインピーダンスＺが一定値に近づくように、好ましくは周波数ｆにかかわらずにインピーダンスＺが一定値になるように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。すなわち、電流制御回路５６は、電力線通信制御回路５７からの周波数ｆの情報に基づいて、ｆ・μが予め定められた一定値に近づくように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。
【００５５】
図１０は、インピーダンス調整器５，６の作用を概念的に示す説明図である。図１０において、Ｚ０は一般的なコモンモードチョークのインピーダンスの周波数ｆに対する変化を表し、Ｚ１はインピーダンス調整器５，６のインピーダンスの周波数ｆに対する変化を表している。図１０に示したように、一般的なコモンモードチョークのインピーダンスは、ある周波数の範囲では周波数ｆに比例して変化するが、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスは、周波数ｆにかかわらずに一定値に近づく。このようなインピーダンス調整器５，６を、インピーダンス障害機器２１，２２と電力線１との間に配置することにより、電力線１のラインインピーダンスも周波数ｆにかかわらずに一定値に近づく。
【００５６】
次に、ノイズフィルタ７，８について詳しく説明する。図１１はノイズフィルタ７，８の構成の一例を示すブロック図である。図１１に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズおよび電圧性のコモンモードのノイズを低減するものである。なお、電流性のノイズとは電流が変動するノイズを言い、電圧性のノイズとは電圧が変動するノイズを言う。
【００５７】
ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを検出する２つの検出回路６１Ｃ，６１Ｖと、それぞれ検出回路６１Ｃ，６１Ｖにより検出されたノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路６２Ｃ，６２Ｖと、それぞれ電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｃ，６２Ｖにより発生された逆相信号を注入する２つの注入回路６３Ｃ，６３Ｖとを備えている。
【００５８】
検出回路６１Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂを同じ位相で伝搬する電流性のノイズを検出する。従って、検出回路６１Ｃは、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズを検出することになる。
【００５９】
検出回路６１Ｖは、２本の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂを同じ位相で伝搬する電圧性のノイズを検出する。従って、検出回路６１Ｖは、電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズを検出することになる。
【００６０】
図１１には、検出回路６１Ｃ，６１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路６１Ｃは、２本の導電線１ａ，１ｂを囲うコイル６１Ｃｃを有している。コイル６１Ｃｃの一端は逆相信号発生回路６２Ｃの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル６１Ｃｃは、導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出する。なお、検出回路６１Ｃは、コイル６１Ｃｃを用いるものに限らず、例えば、電流によって発生する磁界を検出する磁気センサを含む電流センサを用いるものでもよい。この場合における磁気センサとしては、フェライト、パーマロイ、アモルファス等の磁性体からなるセンサヘッドを有する磁気センサや、磁気抵抗効果を利用するＭＲ（磁気抵抗）素子や、巨大磁気抵抗効果を利用するＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子等を用いることができる。
【００６１】
また、図１１には、検出回路６１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路６１Ｖは、一端が導電線１ａに接続され、他端が逆相信号発生回路６２Ｖの入力端に接続されたコンデンサ６１Ｖａと、一端が導電線１ｂに接続され、他端が逆相信号発生回路６２Ｖの入力端に接続されたコンデンサ６１Ｖｂとを有している。コンデンサ６１Ｖａ，６１Ｖｂは、それぞれ導電線１ａ，１ｂにおける電圧変動のうち、高周波成分を通過させ、交流電力の周波数を含む低周波成分を遮断する。
【００６２】
逆相信号発生回路６２Ｃは、検出回路６１Ｃにより検出された電流性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路６２Ｖは、検出回路６１Ｖにより検出された電圧性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。
【００６３】
注入回路６３Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃにより発生された逆相信号に対応した同じ電流の変化を与えることによって、電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｃにより発生された逆相信号を注入し、これにより電力線１上の電流性のコモンモードのノイズを相殺する。注入回路６３Ｖは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｖにより発生された逆相信号に対応した同じ電圧の変化を与えることによって、電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｖにより発生された逆相信号を注入し、これにより電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズを相殺する。
【００６４】
図１１には、注入回路６３Ｃの構成の一例を示している。この例では、注入回路６３Ｃは、２本の導電線１ａ，１ｂを囲うコイル６３Ｃｃを有している。コイル６３Ｃｃの一端は逆相信号発生回路６２Ｃの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。この例では、注入回路６３Ｃは、コイル６３Ｃｃを用いて、導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃが発生する逆相信号に対応した同じ電流の変化を与える。
【００６５】
また、図１１には、注入回路６３Ｖの構成の一例を示している。この例では、注入回路６３Ｖは、一端が逆相信号発生回路６２Ｖの出力端に接続され、他端が導電線１ａに接続されたコンデンサ６３Ｖａと、一端が逆相信号発生回路６２Ｖの出力端に接続され、他端が導電線１ｂに接続されたコンデンサ６３Ｖｂとを有している。この例では、注入回路６３Ｖは、コンデンサ６３Ｖａ，６３Ｖｂを介して、導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｖが発生する逆相信号に対応した同じ電圧の変化を与える。
【００６６】
図１２は図１１における逆相信号発生回路６２Ｃの構成の一例を示す回路図である。この例における逆相信号発生回路６２Ｃは、トランス８１を有している。トランス８１の一次巻線の一端は抵抗８２を介して検出回路６１Ｃのコイル６１Ｃｃの一端に接続されている。トランス８１の一次巻線の他端は、トランス８１の二次巻線の一端と共に回路のグランド（シグナルグランド）に接続されている。トランス８１の二次巻線の他端は注入回路６３Ｃのコイル６３Ｃｃの一端に接続されている。コイル６１Ｃｃの他端およびコイル６３Ｃｃの他端は回路のグランドに接続されている。この例における逆相信号発生回路６２Ｃによれば、検出回路６１Ｃのコイル６１Ｃｃによって検出されたノイズに対応した電流がトランス８１の一次巻線に流れ、それに応じてトランス８１の二次巻線に接続された注入回路６３Ｃのコイル６３Ｃｃに、ノイズとは逆相の電流が流れる。
【００６７】
逆相信号発生回路６２Ｖの構成も、例えば、図１２に示した逆相信号発生回路６２Ｃの構成と同様である。
【００６８】
図１１に示したノイズフィルタ７，８では、検出回路６１Ｃにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズが検出される。また、検出回路６１Ｖにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズが検出される。
【００６９】
そして、逆相信号発生回路６２Ｃによって、検出回路６１Ｃにより検出された電流性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号が発生される。また、逆相信号発生回路６２Ｖによって、検出回路６１Ｖにより検出された電圧性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号が発生される。
【００７０】
更に、注入回路６３Ｃによって、２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃが発生する逆相信号に対応した同じ電流の変化が与えられる。また、注入回路６３Ｖによって、逆相信号発生回路６２Ｖが発生する逆相信号に対応した同じ電圧の変化が与えられる。これにより、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズおよび電圧性のコモンモードのノイズが相殺される。
【００７１】
図１３はノイズフィルタ７，８の構成の他の例を示すブロック図である。図１３に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１上の電流性のノーマルモードおよびコモンモードのノイズと、電力線１上の電圧性のノーマルモードおよびコモンモードのノイズを低減するものである。
【００７２】
図１３に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂ上の電流性の各ノイズを検出する検出回路７１Ｃと、導電線１ａ，１ｂ上の電圧性の各ノイズを検出する検出回路７１Ｖと、検出回路７１Ｃにより検出された各ノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂと、検出回路７１Ｖにより検出された各ノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂと、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された逆相信号を注入する注入回路７３Ｃと、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された逆相信号を注入する注入回路７３Ｖとを備えている。
【００７３】
検出回路７１Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電流性のノイズを各導電線１ａ，１ｂ毎に検出する。
【００７４】
検出回路７１Ｖは、２本の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電圧性のノイズを各導電線１ａ，１ｂ毎に検出する。
【００７５】
図１３には、検出回路７１Ｃの構成の一例を示している。この例では、検出回路７１Ｃは、導電線１ａを囲うコイル７１Ｃａと、導電線１ｂを囲うコイル７１Ｃｂとを有している。コイル７１Ｃａの一端は逆相信号発生回路７２Ｃａの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７１Ｃｂの一端は逆相信号発生回路７２Ｃｂの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７１Ｃａは、導電線１ａにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出し、コイル７１Ｃｂは、導電線１ｂにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出する。
【００７６】
また、図１３には、検出回路７１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路７１Ｖは、一端が導電線１ａに接続され、他端が逆相信号発生回路７２Ｖａの入力端に接続されたコンデンサ７１Ｖａと、一端が導電線１ｂに接続され、他端が逆相信号発生回路７２Ｖｂの入力端に接続されたコンデンサ７１Ｖｂとを有している。コンデンサ７１Ｖａ，７１Ｖｂは、それぞれ導電線１ａ，１ｂにおける電圧変動のうち、高周波成分を通過させ、交流電力の周波数を含む低周波成分を遮断する。
【００７７】
逆相信号発生回路７２Ｃａは、検出回路７１Ｃにより検出された導電線１ａ上の電流性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路７２Ｃｂは、検出回路７１Ｃにより検出された導電線１ｂ上の電流性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。また、逆相信号発生回路７２Ｖａは、検出回路７１Ｖにより検出された導電線１ａ上の電圧性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路７２Ｖｂは、検出回路７１Ｖにより検出された導電線１ｂ上の電圧性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂ，７２Ｖａ，７２Ｖｂの構成は、例えば、図１２に示した逆相信号発生回路６２Ｃの構成と同様である。
【００７８】
注入回路７３Ｃは、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各逆相信号に対応した電流の変化を与えることによって、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各逆相信号を注入し、これにより導電線１ａ，１ｂ上の電流性のノイズを相殺する。
【００７９】
注入回路７３Ｖは、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各逆相信号に対応した電圧の変化を与えることによって、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各逆相信号を注入し、これにより導電線１ａ，１ｂ上の電圧性のノイズを相殺する。
【００８０】
図１３には、注入回路７３Ｃの構成の一例を示している。この例では、注入回路７３Ｃは、導電線１ａを囲うコイル７３Ｃａと、導電線１ｂを囲うコイル７３Ｃｂとを有している。コイル７３Ｃａの一端は逆相信号発生回路７２Ｃａの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７３Ｃｂの一端は逆相信号発生回路７２Ｃｂの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。この例では、注入回路７３Ｃは、コイル７３Ｃａ，７３Ｃｂを用いて、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂより発生された各逆相信号に対応した電流の変化を与える。
【００８１】
また、図１３には、注入回路７３Ｖの構成の一例を示している。この例では、注入回路７３Ｖは、一端が逆相信号発生回路７２Ｖａの出力端に接続され、他端が導電線１ａに接続されたコンデンサ７３Ｖａと、一端が逆相信号発生回路７２Ｖｂの出力端に接続され、他端が導電線１ｂに接続されたコンデンサ７３Ｖｂとを有している。この例では、注入回路７３Ｖは、コンデンサ７３Ｖａ，７３Ｖｂを介して、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂより発生された各逆相信号に対応した電圧の変化を与える。
【００８２】
図１３に示したノイズフィルタ７，８では、検出回路７１Ｃにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂの各々における電流の変動を検出することによって、導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電流性のノイズが各導電線１ａ，１ｂ毎に検出される。これにより、電力線１上の電流性のノイズが検出される。また、検出回路７１Ｖにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂの各々における電圧の変動を検出することによって、導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電圧性のノイズが各導電線１ａ，１ｂ毎に検出される。
【００８３】
そして、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂによって、検出回路７１Ｃにより検出された各導電線１ａ，１ｂ毎の電流性のノイズと逆相の信号となる各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号が発生される。また、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂによって、検出回路７１Ｖにより検出された各導電線１ａ，１ｂ毎の電圧性のノイズと逆相の信号となる各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号が発生される。
【００８４】
更に、注入回路７３Ｃによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に対して、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号に対応した電流の変化が与えられる。また、注入回路７３Ｖによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に対して、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号に対応した電圧の変化が与えられる。これにより、電力線１上の電流性のノイズおよび電圧性のノイズが相殺される。
【００８５】
図１１または図１３に示したノイズフィルタ７，８では、電力線１における電流の変動を検出することによって電力線１上の電流性のノイズを検出し、この電流性のノイズと逆相となる逆相信号に対応した電流の変化を電力線１に与えることによって電力線１上の電流性のノイズを相殺する。また、ノイズフィルタ７，８では、電力線１における電圧の変動を検出することによって電力線１上の電圧性のノイズを検出し、この電圧性のノイズと逆相となる逆相信号に対応した電圧の変化を電力線１に与えることによって電力線１上の電圧性のノイズを相殺する。従って、ノイズフィルタ７，８は、理想的には、ノイズの大きさや周波数帯域には無関係にノイズを低減することができる。
【００８６】
また、ノイズフィルタ７，８では、ノイズ電圧を増幅したり、ノイズ電圧を逆相の電流に変換したりすることがないので、ノイズに対する逆相信号の遅れや、ノイズの波形に対する逆相信号の波形の相違を小さくすることができるので、極力、正確にノイズを相殺することが可能になる。また、ノイズフィルタ７，８によれば、ノイズに対する逆相信号の遅れを小さくすることができることから、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも相殺することが可能になる。
【００８７】
これらのことから、ノイズフィルタ７，８によれば、広い周波数帯域において電力線１上のノイズを効果的に低減することが可能になると共に、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも効果的に低減することが可能になる。
【００８８】
また、ノイズフィルタ７，８は、ノイズの周波数帯域、大きさ、性質によらずに普遍的に作用する。従って、ノイズフィルタ７，８を用いた場合には、ノイズを発生する機器に応じてフィルタの最適化を図る必要がなくなる。また、ノイズフィルタ７，８の標準化が容易である。
【００８９】
なお、ノイズフィルタ７，８の構成は、図１１または図１３に示したものに限らず、例えば、図１１における検出回路６１Ｃ、逆相信号発生回路６２Ｃおよび注入回路６３Ｃと、検出回路６１Ｖ、逆相信号発生回路６２Ｖおよび注入回路６３Ｖのうちの一方のみを備えたものでもよい。また、ノイズフィルタ７，８は、図１３における検出回路７１Ｃ、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂおよび注入回路７３Ｃと、検出回路７１Ｖ、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂおよび注入回路７３Ｖのうちの一方のみを備えたものでもよい。
【００９０】
次に、図１４を参照して、図１における分離部９について説明する。図１４に示したように、分離部９は、領域１０外の電力線１０１と領域１０内の電力線１との間に、直列に挿入された漏洩阻止器９１とインピーダンス調整器９２とを含んでいる。漏洩阻止器９１は領域１０外の電力線１０１側に配置され、インピーダンス調整器９２は領域１０内の電力線１側に配置されている。漏洩阻止器９１の構成は、ノイズフィルタ７，８と同様である。また、インピーダンス調整器９２の構成は、インピーダンス調整器５，６と同様である。
【００９１】
漏洩阻止器９１は、例えば漏洩電流に起因して、領域１０内の電力線１上の信号が領域１０外の電力線１０１に漏洩することを阻止する。また、インピーダンス調整器９２は、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させると共に、電力線１のラインインピーダンスを周波数にかかわらずに一定値に近づくようにする。
【００９２】
以上説明したように本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６によれば、ギャップ制御部５３によってコア５０の磁気特性を変化させることにより、巻線５１ａ，５１ｂのインピーダンスを調整するようにしたので、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることが可能になる。
【００９３】
また、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６では、ギャップ制御部５３は、コア５０のギャップ５２内に挿入されたギャップ制御用コア５４と、このギャップ制御用コア５４に巻き付けられたギャップ制御用コイル５５とを有している。従って、本実施の形態によれば、ギャップ制御用コイル５５に流す電流を調整して、ギャップ制御用コイル５５によってギャップ制御用コア５４に印加するバイアス磁界を調整することにより、容易にコア５０の磁気特性を変化させることが可能になる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、電力線１のラインインピーダンスの低下を引き起こすインピーダンス障害機器２１，２２と電力線１との間にインピーダンス調整器５，６を設けたので、電力線１のラインインピーダンスを増加させることができる。また、本実施の形態によれば、インピーダンス調整器５，６によって電力線１上のコモンモードノイズを低減することができる。従って、本実施の形態によれば、電力線１に接続された機器による電力線１の通信環境の悪化を防止して、通信環境を改善することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、電力線通信を行う周波数に応じてインピーダンス調整器５，６におけるギャップ制御用コア５４の磁気特性を変え、更にこれによりコア５０の磁気特性を変えることによって、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスが周波数にかかわらずに一定値に近づくようにしている。従って、本実施の形態によれば、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、電力線１のラインインピーダンスを周波数にかかわらずにほぼ一定に保持して、電力線１の通信環境をより改善することができる。すなわち、電力線１のラインインピーダンスが周波数にかかわらずにほぼ一定に保持されれば、電力線通信における通信信号の振幅は、周波数にかかわらずにほぼ一定になる。その結果、電力線通信におけるエラーレートを低減し、通信速度を大きくすることが可能になる。また、エラーレートが低減されれば、簡便な通信方式を採用することも可能になる。
【００９６】
また、インピーダンス調整器５，６は、コモンモードチョークを含み、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で使用されるので、コア５０，５４の材料としてフェライト等の高透磁率材を使用することができると共に、コア５０は小型なもので済む。また、フェライトは、電力線通信を行う周波数帯域１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚにおいて磁気特性が劣化しないため、コア５０，５４の材料として適している。従って、インピーダンス調整器５，６は、フェライトのような実用的な材料を用いて製造でき、且つ小型化が可能である。
【００９７】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、ノイズを発生させるノイズ障害機器３１，３２と電力線１との間にノイズフィルタ７，８を設けたので、電力線１に接続された機器による電力線１の通信環境の悪化をより確実に防止することができる。
【００９８】
また、図１に示したネットワークシステムでは、ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを検出し、この検出されたノイズと逆相の信号を発生させ、この信号を電力線１に与えることによって、電力線１上のノイズを相殺する。従って、図１に示したネットワークシステムによれば、広い周波数帯域において電力線１上のノイズを効果的に低減することができると共に、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも効果的に除去することができる。
【００９９】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、電力線１を利用せずにインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との間で通信を行う通信装置４１を備えたので、通信装置４１とインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との通信が可能になり、これにより、通信装置４１によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。
【０１００】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、通信装置４１は、電力線１を利用して、あるいは電力線１を利用せずに、電力線通信装置１１，１２との間で通信を行うようにしたので、電力線通信装置１１，１２と通信装置４１との通信が可能になり、これにより、通信装置４１を介して電力線通信装置１１，１２によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。また、通信を行う機器としてインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２も含めた通信ネットワークシステムの構築が可能になる。
【０１０１】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、通信装置４１は、電力線１を利用して通信を行う領域１０外の装置４３との間で、電力線１を利用せずに通信を行うようにしたので、領域１０外の装置４３と通信装置４１との通信が可能になり、これにより、通信装置４１を介して、領域１０外の装置４３によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。
【０１０２】
また、図１に示したネットワークシステムでは、領域１０内の電力線１と領域１０外の電力線１０１との間に分離部９を設けている。この分離部９は、領域１０外の電力線１０１と領域１０内の電力線１との間に、直列に挿入された漏洩阻止器９１とインピーダンス調整器９２とを含んでいる。インピーダンス調整器９２は、コモンモードチョークを含み、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させる。従って、図１に示したネットワークシステムによれば、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させて、電力線１の通信環境を向上させることができる。また、図１に示したネットワークシステムによれば、漏洩阻止器９１によって、領域１０内の電力線１上の信号が領域１０外の電力線１０１に漏洩することを防止することができる。
【０１０３】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、電力線通信装置１１，１２は、領域１０外の装置４３との間で、電力線１を利用せずに通信を行うようにしたので、領域１０外の装置４３と電力線通信装置１１，１２との通信が可能になる。
【０１０４】
なお、図１に示したネットワークシステムにおいて、インピーダンス障害機器２１，２２またはノイズ障害機器３１，３２と電力線１との間に、分離部９と同様に、インピーダンス調整器とノイズフィルタの両方を直列に挿入してもよい。
【０１０５】
また、電力線通信装置１１，１２が、電力線１を利用せずに、インピーダンス障害機器２１，２２またはノイズ障害機器３１，３２と直接、通信を行って、これらの制御等を行ってもよい。
【０１０６】
［第２の実施の形態］
次に、図１５ないし図１７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器について説明する。図１５は本実施の形態に係るインピーダンス調整器を電力線に挿入した状態を示す回路図、図１６は本実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第１の例を示す説明図、図１７は本実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第２の例を示す説明図である。
【０１０７】
図１５に示したように、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６は、ノーマルモード用のラインチョークを構成し、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。
【０１０８】
まず、図１６を参照して、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６の構成の第１の例について説明する。このインピーダンス調整器５，６は、磁性材料よりなる１つの環状のコア５０に１つの巻線５１ａを巻き付けて構成されたノーマルモード用のラインチョークを含んでいる。巻線５１ａは、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。コア５０としては、圧粉コア、アモルファスコア、開磁路に近い形状のフェライトコア等を用いることができる。
【０１０９】
第１の実施の形態と同様に、コア５０にはギャップ５２が形成され、このギャップ５２にはギャップ制御部５３が装着されている。ギャップ制御部５３の構成は、第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と同様に、ギャップ制御部５３のギャップ制御用コイル５５には電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。
【０１１０】
図１６に示したインピーダンス調整器５，６によれば、第１の実施の形態と同様に、ギャップ制御部５３によってコア５０の磁気特性を変化させることにより、巻線５１ａのインピーダンスを調整することができる。また、図１６に示したインピーダンス調整器５，６によれば、電力線１上のノーマルモードノイズを低減することができる。
【０１１１】
図１６に示したインピーダンス調整器５，６のその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６と同様である。
【０１１２】
次に、図１７を参照して、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６の構成の第２の例について説明する。このインピーダンス調整器５，６は、それぞれ磁性材料よりなる２つの棒状のコア５０ａ，５０ｂと、コア５０ａに巻き付けられた巻線５１ａと、コア５０ｂに巻き付けられたインピーダンス制御用巻線５９とを備えている。コア５０ａ，５０ｂは、互いに平行に、且つ近接した位置に配置されている。コア５０ａ，５０ｂは、図１７中で破線で示したような開磁路を形成する。コア５０ａおよび巻線５１ａは、ノーマルモード用のラインチョークを構成する。巻線５１ａは、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。巻線５９は、コア５０ｂにバイアス磁界を印加する。コア５０ａ，５０ｂとしては、圧粉コア、アモルファスコア、フェライトコア等を用いることができる。
【０１１３】
巻線５９には、電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。電流制御回路５６および電力線通信制御回路５７の機能は第１の実施の形態と同様である。コア５０ｂ、巻線５９および電流制御回路５６は本発明における調整手段に対応する。コア５０ｂは本発明における磁性体に対応する。巻線５９は本発明におけるバイアス磁界印加手段およびバイアス磁界印加用巻線に対応する。
【０１１４】
図１７に示したインピーダンス調整器５，６では、巻線５９に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０ｂの磁気特性（磁気抵抗）を制御することができ、その結果、コア５０ａの磁気特性（透磁率）を制御することができる。このことから、図１７に示したインピーダンス調整器５，６によれば、巻線５９に流す電流の大きさを制御することによって、巻線５１ａのインピーダンスを制御することができる。また、図１７に示したインピーダンス調整器５，６によれば、電力線１上のノーマルモードノイズを低減することができる。
【０１１５】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、インピーダンス調整器の適用例も含めて、第１の実施の形態と同様である。
【０１１６】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器は、電力線１の各導電線１ａ，１ｂに１つずつ挿入してもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段によってコアの磁気特性を変化させることによって、巻線のインピーダンスを調整するようにしたので、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることが可能になるという効果を奏する。
【０１１８】
また、請求項２または３記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、コアと共に磁路を形成する磁性体と、磁性体にバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを有するので、バイアス磁界印加手段によって磁性体に印加するバイアス磁界を調整することにより、容易にコアの磁気特性を変化させることが可能になるという効果を奏する。
【０１１９】
また、請求項３記載のインピーダンス調整器によれば、バイアス磁界印加手段は、磁性体に巻き付けられたバイアス磁界印加用巻線を有するので、バイアス磁界印加用巻線に流す電流を調整することによって、容易にコアの磁気特性を変化させることが可能になるという効果を奏する。
【０１２０】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、巻線は、電力線通信が行われる電力線に挿入されるので、電力線通信が行われる電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２１】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、電力線通信における信号の周波数の情報を取得し、周波数に応じて巻線のインピーダンスを調整するので、電力線通信における信号の周波数に応じて電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２２】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、周波数にかかわらずに巻線のインピーダンスが一定値に近づくように、巻線のインピーダンスを調整するので、周波数にかかわらずに電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２３】
また、請求項４記載のインピーダンス調整器によれば、コアは環状であり、巻線はコアと共にコモンモードチョークを構成する第１の巻線と第２の巻線を含むので、インピーダンスの調整と共にコモンモードノイズの低減が可能になるという効果を奏する。
【０１２４】
また、請求項５記載のインピーダンス調整器によれば、コアおよび巻線はノーマルモード用のラインチョークを構成するので、インピーダンスの調整と共にノーマルモードノイズの低減が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器が適用される電力線通信ネットワークシステムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器の基本的な構成部分を表した回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示したインピーダンス調整器におけるギャップ制御部の平面図である。
【図５】ギャップの無いフェライトコアの磁束密度と磁界との関係を示す特性図である。
【図６】ギャップの無いフェライトコアを表す説明図である。
【図７】ギャップを有するフェライトコアを表す説明図である。
【図８】図３に示したインピーダンス調整器におけるコアのギャップにギャップ制御用コアが挿入されている状態を表す説明図である。
【図９】図３に示したインピーダンス調整器におけるコアの磁気特性を示す説明図である。
【図１０】図３に示したインピーダンス調整器の作用を概念的に示す説明図である。
【図１１】図１に示したネットワークシステムにおけるノイズフィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１における逆相信号発生回路の構成の一例を示す回路図である。
【図１３】図１に示したネットワークシステムにおけるノイズフィルタの構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】図１における分離部の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器を電力線に挿入した状態を示す回路図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第１の例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第２の例を示す説明図である。
【図１８】照明機器によってラインインピーダンスが低下する現象の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１…電力線、５，６…インピーダンス調整器、７，８…ノイズフィルタ、９…分離部、１０…電力線通信領域、１１，１２…電力線通信装置、１３，１４…電力線通信端末、１５，１６…通信部、２１，２２…インピーダンス障害機器、２３，２４…通信部、３１，３２…ノイズ障害機器、３３，３４…通信部、４１…家庭電気機器制御用通信装置、４２…通信端末、５０…コア、５１ａ，５１ｂ…巻線、５２…ギャップ、５３…ギャップ制御部、５４…ギャップ制御用コア、５５…ギャップ制御用コイル、５６…電流制御回路、５７…電力線通信制御回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線通信を行う場合の電力線のラインインピーダンスを調整するのに適したインピーダンス調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの周辺機器の共有化、文書・静止画・動画等の情報の共有化、ゲーム、インターネット等の目的のために、家庭内における情報通信のニーズが高まってきている。そのため、オフィスのみならず一般家庭でも通信ネットワークシステムの需要がある。家庭内における通信ネットワークシステムの構築する際に選択し得る通信方式としては、無線を利用した通信方式、有線を利用した通信方式および電力線を利用した通信方式がある。このうち、電力線を利用した通信方式には、既設の電力線を利用するため配線工事費がかからない、家庭内の外観を損ねない等の利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電力線を利用した通信方式には、電力線に接続された機器によって、電力線の通信環境の悪化が引き起こされるという問題点があった。電力線の通信環境の悪化とは、例えば、機器によるラインインピーダンスの低下によって、電力線における信号伝送特性が劣化することである。このように電力線の通信環境が悪化すると、電力線通信におけるエラーレートが増加する。電力線通信において、電力線の通信環境を悪化させる機器としては、例えば、インバータを用いて制御を行う空気調節機や照明機器や、コンピュータ等の電子機器がある。このような機器では、内蔵された進相コンデンサやアクロス・アライン・コンデンサがラインインピーダンスを低下させる。
【０００４】
図１８は、照明機器によってラインインピーダンスが低下する現象の一例を示している。図１８において、横軸は周波数、縦軸はラインインピーダンスである。この例では、記号Ａで示した周波数２０ＭＨｚの近傍で、ラインインピーダンスが大きく低下している。
【０００５】
電力線通信において、エラーレートの低減を図るために、スペクトラム拡散方式やマルチキャリア方式といった通信方式を採用することも考えられる。しかしながら、このような通信方式を採用しても、電力線の通信環境が改善されない限り、エラーレートの増加や通信速度の低下は避けられない。
【０００６】
このような事情から、長年の通信技術の開発、改善にもかかわらず、電力線通信ネットワークシステムの実用化は困難であった。
【０００７】
ラインインピーダンスの低下に対する対策としては、例えば特開平８−９８２７７号公報に、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、伝送信号の周波数成分のインピーダンスを高くするためのインピーダンスアッパを設置する技術が開示されている。この技術では、特に、インピーダンスアッパとしてＬＣ共振回路を用い、伝送信号の周波数成分に対してのみインピーダンスを増加させるようにしている。また、インピーダンスアッパは、ラインに直列に挿入されたインダクタを有している。
【０００８】
ところで、周波数をｆ、インダンタのインダンタンスをＬとすると、インダンタのインピーダンスＺは、Ｚ＝２π・ｆ・Ｌと表される。このように、インダンタのインピーダンスＺは周波数ｆに比例する。従って、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、インダクタを挿入した場合には、電力線のラインインピーダンスは増加するが、周波数に応じて変化する。
【０００９】
電力線のラインインピーダンスが周波数に応じて変化すると、電力線通信における通信信号の振幅が、通信信号の周波数に応じて変化することになる。その結果、電力線通信における通信信号の周波数に応じてエラーレートが変動する。このように、電力線と、インピーダンス低下を招く機器との間に、インダクタを挿入した場合には、通信信号の周波数に応じてエラーレートが変動するために、使用する周波数に応じて異なるエラー対策が必要になったり、通信信号の周波数としてラインインピーダンスが小さい周波数を選択した場合にはエラーレートが大きくなるという問題点がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることができるようにしたインピーダンス調整器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインピーダンス調整器は、磁性材料よりなるコアと、このコアに巻き付けられた巻線と、コアの磁気特性を変化させることによって、巻線のインピーダンスを調整する調整手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明のインピーダンス調整器では、調整手段によってコアの磁気特性を変化させることにより、巻線のインピーダンスが調整される。
【００１３】
本発明のインピーダンス調整器において、調整手段は、コアと共に磁路を形成する磁性体と、この磁性体にバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを有していてもよい。バイアス磁界印加手段は、磁性体に巻き付けられたバイアス磁界印加用巻線を有していてもよい。
【００１４】
また、本発明のインピーダンス調整器において、巻線は、電力線通信が行われる電力線に挿入されてもよい。この場合、調整手段は、電力線通信における信号の周波数の情報を取得し、この周波数に応じて巻線のインピーダンスを調整してもよい。更に、調整手段は、電力線通信における信号の周波数にかかわらずに巻線のインピーダンスが一定値に近づくように、巻線のインピーダンスを調整してもよい。
【００１５】
また、本発明のインピーダンス調整器において、コアは環状であり、巻線はコアと共にコモンモードチョークを構成する第１の巻線と第２の巻線とを含んでいてもよい。
【００１６】
また、本発明のインピーダンス調整器において、コアおよび巻線はノーマルモード用のラインチョークを構成してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器が適用される電力線通信ネットワークシステムの一例について説明する。この電力線通信ネットワークシステム（以下、単にネットワークシステムとも言う。）は、電力線１と、この電力線１に接続され、電力線１より電力の供給を受けると共に、信号の伝送路として電力線１を利用して互いに電力線通信を行う複数の電力線通信装置１１，１２と、電力線１に接続され、電力線１より電力の供給を受ける家庭電気機器制御用通信装置４１とを備えている。図１において、符号１０は、電力線を利用して通信を行う領域を表している。この電力線通信領域１０は例えば屋内に対応し、電力線通信領域１０の外は屋外に対応する。
【００１８】
電力線１には、電力線通信装置１１，１２の他にも、電力線１より電力の供給を受ける機器が接続されている。この機器には、電力線１のラインインピーダンスの低下を引き起こすインピーダンス障害機器２１，２２と、ノイズを発生させるノイズ障害機器３１，３２とが含まれている。
【００１９】
領域１０内の電力線１は、２本の導電線１ａ，１ｂを含んでいる。なお、電力線１は、交流電力を輸送するものでもよいし、直流電力を輸送するものでもよい。図１に示したネットワークシステムでは、電力線１に対してアース線２が併設されている。領域１０内の電力線１およびアース線２は、領域１０外の電力線１０１およびアース線１０２に接続されている。
【００２０】
電力線通信装置１１，１２の例としてはコンピュータが挙げられる。電力線通信装置１１，１２は、それぞれ、電力線１に接続されて互いに電力線通信を行う電力線通信端末１３，１４を有している。
【００２１】
インピーダンス障害機器２１，２２の例としては、インバータを用いて制御を行う照明機器や空気調節機が挙げられる。ノイズ障害機器３１，３２の例としては、電子レンジや冷蔵庫が挙げられる。通信装置４１は、電力線１を利用せずに、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との間で通信を行い、例えばこれらの制御を行う。
【００２２】
ネットワークシステムは、更に、電力線１とインピーダンス障害機器２１，２２との間に設けられた本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６と、電力線１とノイズ障害機器３１，３２との間に設けられたノイズフィルタ７，８とを備えている。インピーダンス調整器５，６は、コモンモードチョークを含み、電力線１のラインインピーダンスを増加させるものである。ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを低減するものである。
【００２３】
ネットワークシステムは、更に、領域１０内の電力線１と領域１０外の電力線１０１との間に設けられた分離部９を備えている。分離部９は、インピーダンス調整器とノイズフィルタとを含んでいる。
【００２４】
ネットワークシステムは、更に、電力線通信装置１１，１２および通信装置４１との間で通信を行うと共に、領域１０外の装置４３との間で通信を行う通信端末４２とを備えている。
【００２５】
電力線通信装置１１，１２および機器２１，２２，３１，３２は、それぞれ、通信装置４１との間で通信を行うための通信部１５，１６，２３，２４，３３，３４を含んでいる。電力線通信装置１１，１２の通信部１５，１６は、通信端末４２との間でも通信を行うようになっている。
【００２６】
通信装置４１と各通信部１５，１６，２３，２４，３３，３４との間の通信は、電波または光を用いて行ってもよいし、電力線１以外の信号線を用いて行ってもよい。
【００２７】
また、電力線通信端末１３，１４を介して、通信装置４１と電力線通信装置１１，１２との間で、電力線１を利用した通信を行うようにしてもよい。
【００２８】
また、通信端末４２と、通信装置４１および電力線通信装置１１，１２の通信部１５，１６との間の通信も、電波または光を用いて行ってもよいし、電力線１以外の信号線を用いて行ってもよい。
【００２９】
通信端末４２と装置４３との間の通信には、種々の通信基盤を利用することができる。例えば、ケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）やデジタルサブスクライバライン（digital subscriber line：ｘＤＳＬ）等の有線通信網を用いてもよいし、無線通信網を用いてもよい。あるいは、ファィバトゥザホーム（fiber to the home：ＦＴＴＨ）等の光通信網を用いてもよい。
【００３０】
次に、図１に示したネットワークシステムの作用の概略について説明する。電力線通信装置１１，１２は、電力線通信端末１３，１４を介して、互いに電力線１を利用して電力線通信を行う。本実施の形態では、電力線通信を行う周波数の帯域を、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚとする。また、電力線通信装置１１，１２は、通信端末４２との間で、電力線１を利用せずに通信を行い、通信端末４２を介して領域１０外の装置４３との間で通信を行ってもよい。
【００３１】
通信装置４１は、例えば、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２の制御を行う。通信装置４１は、電力線通信装置１１，１２との間で、電力線１を利用して、あるいは電力線１を利用せずに通信を行ってもよい。また、通信装置４１は、通信端末４２との間で、電力線１を利用せずに通信を行い、通信端末４２を介して領域１０外の装置４３との間で通信を行ってもよい。従って、通信装置４１を介して、電力線通信装置１１，１２または領域１０外の装置４３から、インピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２の制御を行うことも可能である。
【００３２】
次に、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６について詳しく説明する。まず、図２ないし図４を参照して、インピーダンス調整器５，６の構成について説明する。図２はインピーダンス調整器５，６の基本的な構成部分を表した回路図、図３はインピーダンス調整器５，６の構成を示す説明図、図４はインピーダンス調整器５，６におけるギャップ制御部の平面図である。
【００３３】
図２および図３に示したように、インピーダンス調整器５，６は、磁性材料よりなる１つの環状のコア（磁芯）５０に第１の巻線５１ａと第２の巻線５１ｂを巻き付けて構成されたコモンモードチョークを含んでいる。第１の巻線５１ａは電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入され、第２の巻線５１ｂは電力線１の他方の導電線１ｂに直列に挿入される。コア５０は、例えばフェライトで形成されている。
【００３４】
コア５０には、ギャップ５２が形成されている。このギャップ５２には、ギャップ制御部５３が装着されている。ギャップ制御部５３は、図４に示したように、磁性材料よりなるギャップ制御用コア５４と、このギャップ制御用コア５４に巻き付けられたギャップ制御用コイル５５とを有している。そして、ギャップ制御用コア５４の一部が、コア５０に密着するようにギャップ５２内に挿入されている。ギャップ制御用コア５４はコア５０と共に閉磁路を形成する。ギャップ制御用コア５４の材料は、コア５０の材料と同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００３５】
図３に示したように、ギャップ制御用コイル５５には電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。電力線通信制御回路５７は、例えば電力線通信端末１３，１４に内蔵され、電力線通信に関する種々の制御を行う。電力線通信制御回路５７は、電流制御回路５６に対して、電力線通信を行う周波数の情報を与える。電流制御回路５６は、電力線通信を行う周波数に応じて、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。
【００３６】
ギャップ制御部５３および電流制御回路５６は本発明における調整手段に対応する。ギャップ制御用コア５４は本発明における磁性体に対応する。ギャップ制御用コイル５５は本発明におけるバイアス磁界印加手段およびバイアス磁界印加用巻線に対応する。
【００３７】
次に、図５ないし図１０を参照して、インピーダンス調整器５，６の作用について説明する。なお、ここでは、説明を簡略化するために、コア５０，５４の材料が同じ特性のフェライトであるものとする。
【００３８】
一般に、ギャップの無いフェライトコアの磁束密度Ｂと磁界Ｈとの関係（Ｂ−Ｈ曲線）は図５に示したようになる。ここでは、説明を簡略化するために、図５において残留磁束密度や保磁力については図示していない。なお、図５において、Ｂｍは最大磁束密度を表している。また、フェライトコアの透磁率をμとすると、磁束密度Ｂと磁界Ｈと透磁率μの関係は、以下の式（１）で表される。
【００３９】
Ｂ＝μＨ …（１）
【００４０】
式（１）と図５から分かるように、与えられた磁界ＨにおけるＢ−Ｈ曲線の接線の傾きが、その磁界における透磁率μになる。図５から分かるように、Ｂ−Ｈ曲線の接線の傾き、すなわち透磁率μは、磁界Ｈに応じて変化する。図５では、磁界Ｈ１０のときに、磁束密度がＢ１０、透磁率がμ１であり、磁界Ｈ１１のときに、磁束密度がＢ１１、透磁率がμ２であることを表している。また、透磁率μは、コアの材料の特性によっても変化する。
【００４１】
次に、コアに巻数Ｎのコイルを装着し、このコイルに電流を流した場合を考える。コアの磁路長をＬ、コイルに流れる電流をＩとすると、この電流によって発生される磁界Ｈは、以下の式（２）で表される。
【００４２】
Ｈ＝Ｉ・Ｎ／Ｌ …（２）
【００４３】
次に、ギャップ制御部５３について考える。以下の説明では、ギャップ制御用コイル５５に流す電流をＩＧ、ギャップ制御用コイル５５によって発生され、ギャップ制御用コア５４に印加されるバイアス磁界をＨＧ、ギャップ制御用コア５４の磁路長をＬＧ、ギャップ制御用コア５４の断面積をＳＧ、ギャップ制御用コア５４の透磁率をμＧ、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗をＲＧとする。
【００４４】
式（２）から、ギャップ制御用コイル５５によって発生される磁界ＨＧの大きさは、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさに比例することが分かる。また、図５から、ギャップ制御用コア５４の透磁率μＧは、磁界ＨＧの大きさによって変化することが分かる。従って、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを制御することによって、ギャップ制御用コア５４の透磁率μＧを制御することができる。
【００４５】
また、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧは、以下の式（３）で表され、透磁率μＧに反比例する。
【００４６】
ＲＧ＝ＬＧ／μＧ・ＳＧ …（３）
【００４７】
このように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを変えることにより、ギャップ制御用コア５４に印加されるバイアス磁界ＨＧが変化し、その結果、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが変化する。従って、ギャップ制御用コイル５５に流す電流ＩＧの大きさを制御することによって、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧを制御することができる。
【００４８】
次に、コア５０の磁気特性について考える。図６はギャップの無いフェライトコアを表し、図７はギャップを有するフェライトコアを表し、図８はコア５０のギャップにギャップ制御用コア５４が挿入されている状態を表している。一般に、図６に示したようなギャップの無いフェライトコアに、図７に示したようにギャップを設けると、コアが磁気飽和する磁界が大きくなることが知られている。このことを、図９に示したＢ−Ｈ曲線を参照して説明する。図９において、（ａ）はギャップの無いフェライトコアのＢ−Ｈ曲線を簡略化して表し、（ｂ）はギャップを有するフェライトコアのＢ−Ｈ曲線を簡略化して表している。また、Ｂｓは飽和磁束密度を表している。図９に示したように、ギャップを有するフェライトコアにおいて磁束密度Ｂが飽和磁束密度Ｂｓに達する、すなわち磁気飽和するときの磁界Ｈｂは、ギャップの無いフェライトコアにおいて磁束密度Ｂが飽和磁束密度Ｂｓに達するときの磁界Ｈａよりも大きくなる。従って、ギャップを有するフェライトコアの透磁率μｂは、ギャップの無いフェライトコアの透磁率μａよりも小さくなる。
【００４９】
図８に示したように、コア５０は、ギャップを有するが、そのギャップにギャップ制御用コア５４が挿入されている。従って、コア５０の磁気特性は、ギャップ制御用コア５４の磁気特性に応じて変化する。すなわち、ギャップ制御用コイル５５に電流が流れていないときには、コア５０のギャップが、コア５０と同じ材料よりなるギャップ制御用コア５４によって埋められた状態となるため、コア５０の磁気特性は、ギャップの無いコアと同様になり、図９における（ａ）のＢ−Ｈ曲線で表される。一方、ギャップ制御用コア５４が磁気飽和する大きさの電流をギャップ制御用コイル５５に流すと、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが最大となり、ギャップ制御用コア５４は空気のギャップと同様に作用することになる。このときのコア５０の磁気特性は、ギャップを有するコアと同様になり、図９における（ｂ）のＢ−Ｈ曲線で表される。ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを０から、ギャップ制御用コア５４が磁気飽和する大きさの間で変化させると、その電流の大きさに応じて、ギャップ制御用コア５４の磁気抵抗ＲＧが変化する。このときのコア５０の磁気特性は、図９における（ｃ）のＢ−Ｈ曲線で表される。また、コア５０の透磁率は、μａとμｂとの間で、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさに応じて変化する。
【００５０】
以上のことから、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０の透磁率を制御することができる。
【００５１】
次に、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスＺについて考える。ここで、周波数をｆ、コア５０の透磁率をμ、コア５０の断面積をＳ、コア５０の磁路長をＬ、巻線５１ａ，５１ｂの巻数をＮとすると、インピーダンスＺは以下の式（４）で表される。
【００５２】
Ｚ＝２πｆ・μ・Ｓ・Ｎ２／Ｌ …（４）
【００５３】
前述のように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０の透磁率μを制御することができる。このことと式（４）から、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御することによって、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスＺを制御できることが分かる。
【００５４】
本実施の形態では、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、周波数ｆにかかわらずにインピーダンスＺが一定値に近づくように、好ましくは周波数ｆにかかわらずにインピーダンスＺが一定値になるように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。すなわち、電流制御回路５６は、電力線通信制御回路５７からの周波数ｆの情報に基づいて、ｆ・μが予め定められた一定値に近づくように、ギャップ制御用コイル５５に流す電流の大きさを制御する。
【００５５】
図１０は、インピーダンス調整器５，６の作用を概念的に示す説明図である。図１０において、Ｚ０は一般的なコモンモードチョークのインピーダンスの周波数ｆに対する変化を表し、Ｚ１はインピーダンス調整器５，６のインピーダンスの周波数ｆに対する変化を表している。図１０に示したように、一般的なコモンモードチョークのインピーダンスは、ある周波数の範囲では周波数ｆに比例して変化するが、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスは、周波数ｆにかかわらずに一定値に近づく。このようなインピーダンス調整器５，６を、インピーダンス障害機器２１，２２と電力線１との間に配置することにより、電力線１のラインインピーダンスも周波数ｆにかかわらずに一定値に近づく。
【００５６】
次に、ノイズフィルタ７，８について詳しく説明する。図１１はノイズフィルタ７，８の構成の一例を示すブロック図である。図１１に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズおよび電圧性のコモンモードのノイズを低減するものである。なお、電流性のノイズとは電流が変動するノイズを言い、電圧性のノイズとは電圧が変動するノイズを言う。
【００５７】
ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを検出する２つの検出回路６１Ｃ，６１Ｖと、それぞれ検出回路６１Ｃ，６１Ｖにより検出されたノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路６２Ｃ，６２Ｖと、それぞれ電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｃ，６２Ｖにより発生された逆相信号を注入する２つの注入回路６３Ｃ，６３Ｖとを備えている。
【００５８】
検出回路６１Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂを同じ位相で伝搬する電流性のノイズを検出する。従って、検出回路６１Ｃは、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズを検出することになる。
【００５９】
検出回路６１Ｖは、２本の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂを同じ位相で伝搬する電圧性のノイズを検出する。従って、検出回路６１Ｖは、電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズを検出することになる。
【００６０】
図１１には、検出回路６１Ｃ，６１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路６１Ｃは、２本の導電線１ａ，１ｂを囲うコイル６１Ｃｃを有している。コイル６１Ｃｃの一端は逆相信号発生回路６２Ｃの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル６１Ｃｃは、導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出する。なお、検出回路６１Ｃは、コイル６１Ｃｃを用いるものに限らず、例えば、電流によって発生する磁界を検出する磁気センサを含む電流センサを用いるものでもよい。この場合における磁気センサとしては、フェライト、パーマロイ、アモルファス等の磁性体からなるセンサヘッドを有する磁気センサや、磁気抵抗効果を利用するＭＲ（磁気抵抗）素子や、巨大磁気抵抗効果を利用するＧＭＲ（巨大磁気抵抗）素子等を用いることができる。
【００６１】
また、図１１には、検出回路６１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路６１Ｖは、一端が導電線１ａに接続され、他端が逆相信号発生回路６２Ｖの入力端に接続されたコンデンサ６１Ｖａと、一端が導電線１ｂに接続され、他端が逆相信号発生回路６２Ｖの入力端に接続されたコンデンサ６１Ｖｂとを有している。コンデンサ６１Ｖａ，６１Ｖｂは、それぞれ導電線１ａ，１ｂにおける電圧変動のうち、高周波成分を通過させ、交流電力の周波数を含む低周波成分を遮断する。
【００６２】
逆相信号発生回路６２Ｃは、検出回路６１Ｃにより検出された電流性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路６２Ｖは、検出回路６１Ｖにより検出された電圧性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。
【００６３】
注入回路６３Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃにより発生された逆相信号に対応した同じ電流の変化を与えることによって、電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｃにより発生された逆相信号を注入し、これにより電力線１上の電流性のコモンモードのノイズを相殺する。注入回路６３Ｖは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｖにより発生された逆相信号に対応した同じ電圧の変化を与えることによって、電力線１に対して逆相信号発生回路６２Ｖにより発生された逆相信号を注入し、これにより電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズを相殺する。
【００６４】
図１１には、注入回路６３Ｃの構成の一例を示している。この例では、注入回路６３Ｃは、２本の導電線１ａ，１ｂを囲うコイル６３Ｃｃを有している。コイル６３Ｃｃの一端は逆相信号発生回路６２Ｃの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。この例では、注入回路６３Ｃは、コイル６３Ｃｃを用いて、導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃが発生する逆相信号に対応した同じ電流の変化を与える。
【００６５】
また、図１１には、注入回路６３Ｖの構成の一例を示している。この例では、注入回路６３Ｖは、一端が逆相信号発生回路６２Ｖの出力端に接続され、他端が導電線１ａに接続されたコンデンサ６３Ｖａと、一端が逆相信号発生回路６２Ｖの出力端に接続され、他端が導電線１ｂに接続されたコンデンサ６３Ｖｂとを有している。この例では、注入回路６３Ｖは、コンデンサ６３Ｖａ，６３Ｖｂを介して、導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｖが発生する逆相信号に対応した同じ電圧の変化を与える。
【００６６】
図１２は図１１における逆相信号発生回路６２Ｃの構成の一例を示す回路図である。この例における逆相信号発生回路６２Ｃは、トランス８１を有している。トランス８１の一次巻線の一端は抵抗８２を介して検出回路６１Ｃのコイル６１Ｃｃの一端に接続されている。トランス８１の一次巻線の他端は、トランス８１の二次巻線の一端と共に回路のグランド（シグナルグランド）に接続されている。トランス８１の二次巻線の他端は注入回路６３Ｃのコイル６３Ｃｃの一端に接続されている。コイル６１Ｃｃの他端およびコイル６３Ｃｃの他端は回路のグランドに接続されている。この例における逆相信号発生回路６２Ｃによれば、検出回路６１Ｃのコイル６１Ｃｃによって検出されたノイズに対応した電流がトランス８１の一次巻線に流れ、それに応じてトランス８１の二次巻線に接続された注入回路６３Ｃのコイル６３Ｃｃに、ノイズとは逆相の電流が流れる。
【００６７】
逆相信号発生回路６２Ｖの構成も、例えば、図１２に示した逆相信号発生回路６２Ｃの構成と同様である。
【００６８】
図１１に示したノイズフィルタ７，８では、検出回路６１Ｃにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズが検出される。また、検出回路６１Ｖにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、電力線１上の電圧性のコモンモードのノイズが検出される。
【００６９】
そして、逆相信号発生回路６２Ｃによって、検出回路６１Ｃにより検出された電流性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号が発生される。また、逆相信号発生回路６２Ｖによって、検出回路６１Ｖにより検出された電圧性のコモンモードのノイズと逆相の信号となる逆相信号が発生される。
【００７０】
更に、注入回路６３Ｃによって、２本の導電線１ａ，１ｂに対して、逆相信号発生回路６２Ｃが発生する逆相信号に対応した同じ電流の変化が与えられる。また、注入回路６３Ｖによって、逆相信号発生回路６２Ｖが発生する逆相信号に対応した同じ電圧の変化が与えられる。これにより、電力線１上の電流性のコモンモードのノイズおよび電圧性のコモンモードのノイズが相殺される。
【００７１】
図１３はノイズフィルタ７，８の構成の他の例を示すブロック図である。図１３に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１上の電流性のノーマルモードおよびコモンモードのノイズと、電力線１上の電圧性のノーマルモードおよびコモンモードのノイズを低減するものである。
【００７２】
図１３に示したノイズフィルタ７，８は、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂ上の電流性の各ノイズを検出する検出回路７１Ｃと、導電線１ａ，１ｂ上の電圧性の各ノイズを検出する検出回路７１Ｖと、検出回路７１Ｃにより検出された各ノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂと、検出回路７１Ｖにより検出された各ノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する２つの逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂと、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された逆相信号を注入する注入回路７３Ｃと、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された逆相信号を注入する注入回路７３Ｖとを備えている。
【００７３】
検出回路７１Ｃは、電力線１の２本の導電線１ａ，１ｂにおける電流の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電流性のノイズを各導電線１ａ，１ｂ毎に検出する。
【００７４】
検出回路７１Ｖは、２本の導電線１ａ，１ｂにおける電圧の変動を検出することによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電圧性のノイズを各導電線１ａ，１ｂ毎に検出する。
【００７５】
図１３には、検出回路７１Ｃの構成の一例を示している。この例では、検出回路７１Ｃは、導電線１ａを囲うコイル７１Ｃａと、導電線１ｂを囲うコイル７１Ｃｂとを有している。コイル７１Ｃａの一端は逆相信号発生回路７２Ｃａの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７１Ｃｂの一端は逆相信号発生回路７２Ｃｂの入力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７１Ｃａは、導電線１ａにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出し、コイル７１Ｃｂは、導電線１ｂにおける電流の変動のうちの高周波成分を検出する。
【００７６】
また、図１３には、検出回路７１Ｖの構成の一例を示している。この例では、検出回路７１Ｖは、一端が導電線１ａに接続され、他端が逆相信号発生回路７２Ｖａの入力端に接続されたコンデンサ７１Ｖａと、一端が導電線１ｂに接続され、他端が逆相信号発生回路７２Ｖｂの入力端に接続されたコンデンサ７１Ｖｂとを有している。コンデンサ７１Ｖａ，７１Ｖｂは、それぞれ導電線１ａ，１ｂにおける電圧変動のうち、高周波成分を通過させ、交流電力の周波数を含む低周波成分を遮断する。
【００７７】
逆相信号発生回路７２Ｃａは、検出回路７１Ｃにより検出された導電線１ａ上の電流性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路７２Ｃｂは、検出回路７１Ｃにより検出された導電線１ｂ上の電流性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。また、逆相信号発生回路７２Ｖａは、検出回路７１Ｖにより検出された導電線１ａ上の電圧性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生し、逆相信号発生回路７２Ｖｂは、検出回路７１Ｖにより検出された導電線１ｂ上の電圧性のノイズと逆相の信号となる逆相信号を発生する。逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂ，７２Ｖａ，７２Ｖｂの構成は、例えば、図１２に示した逆相信号発生回路６２Ｃの構成と同様である。
【００７８】
注入回路７３Ｃは、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各逆相信号に対応した電流の変化を与えることによって、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各逆相信号を注入し、これにより導電線１ａ，１ｂ上の電流性のノイズを相殺する。
【００７９】
注入回路７３Ｖは、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各逆相信号に対応した電圧の変化を与えることによって、導電線１ａ，１ｂに対して逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各逆相信号を注入し、これにより導電線１ａ，１ｂ上の電圧性のノイズを相殺する。
【００８０】
図１３には、注入回路７３Ｃの構成の一例を示している。この例では、注入回路７３Ｃは、導電線１ａを囲うコイル７３Ｃａと、導電線１ｂを囲うコイル７３Ｃｂとを有している。コイル７３Ｃａの一端は逆相信号発生回路７２Ｃａの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。コイル７３Ｃｂの一端は逆相信号発生回路７２Ｃｂの出力端に接続され、他端は回路のグランドに接続されている。この例では、注入回路７３Ｃは、コイル７３Ｃａ，７３Ｃｂを用いて、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂより発生された各逆相信号に対応した電流の変化を与える。
【００８１】
また、図１３には、注入回路７３Ｖの構成の一例を示している。この例では、注入回路７３Ｖは、一端が逆相信号発生回路７２Ｖａの出力端に接続され、他端が導電線１ａに接続されたコンデンサ７３Ｖａと、一端が逆相信号発生回路７２Ｖｂの出力端に接続され、他端が導電線１ｂに接続されたコンデンサ７３Ｖｂとを有している。この例では、注入回路７３Ｖは、コンデンサ７３Ｖａ，７３Ｖｂを介して、導電線１ａ，１ｂに対して、それぞれ逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂより発生された各逆相信号に対応した電圧の変化を与える。
【００８２】
図１３に示したノイズフィルタ７，８では、検出回路７１Ｃにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂの各々における電流の変動を検出することによって、導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電流性のノイズが各導電線１ａ，１ｂ毎に検出される。これにより、電力線１上の電流性のノイズが検出される。また、検出回路７１Ｖにより、電力線１の導電線１ａ，１ｂの各々における電圧の変動を検出することによって、導電線１ａ，１ｂの各々に発生する電圧性のノイズが各導電線１ａ，１ｂ毎に検出される。
【００８３】
そして、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂによって、検出回路７１Ｃにより検出された各導電線１ａ，１ｂ毎の電流性のノイズと逆相の信号となる各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号が発生される。また、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂによって、検出回路７１Ｖにより検出された各導電線１ａ，１ｂ毎の電圧性のノイズと逆相の信号となる各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号が発生される。
【００８４】
更に、注入回路７３Ｃによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に対して、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂにより発生された各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号に対応した電流の変化が与えられる。また、注入回路７３Ｖによって、２本の導電線１ａ，１ｂの各々に対して、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂにより発生された各導電線１ａ，１ｂ毎の逆相信号に対応した電圧の変化が与えられる。これにより、電力線１上の電流性のノイズおよび電圧性のノイズが相殺される。
【００８５】
図１１または図１３に示したノイズフィルタ７，８では、電力線１における電流の変動を検出することによって電力線１上の電流性のノイズを検出し、この電流性のノイズと逆相となる逆相信号に対応した電流の変化を電力線１に与えることによって電力線１上の電流性のノイズを相殺する。また、ノイズフィルタ７，８では、電力線１における電圧の変動を検出することによって電力線１上の電圧性のノイズを検出し、この電圧性のノイズと逆相となる逆相信号に対応した電圧の変化を電力線１に与えることによって電力線１上の電圧性のノイズを相殺する。従って、ノイズフィルタ７，８は、理想的には、ノイズの大きさや周波数帯域には無関係にノイズを低減することができる。
【００８６】
また、ノイズフィルタ７，８では、ノイズ電圧を増幅したり、ノイズ電圧を逆相の電流に変換したりすることがないので、ノイズに対する逆相信号の遅れや、ノイズの波形に対する逆相信号の波形の相違を小さくすることができるので、極力、正確にノイズを相殺することが可能になる。また、ノイズフィルタ７，８によれば、ノイズに対する逆相信号の遅れを小さくすることができることから、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも相殺することが可能になる。
【００８７】
これらのことから、ノイズフィルタ７，８によれば、広い周波数帯域において電力線１上のノイズを効果的に低減することが可能になると共に、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも効果的に低減することが可能になる。
【００８８】
また、ノイズフィルタ７，８は、ノイズの周波数帯域、大きさ、性質によらずに普遍的に作用する。従って、ノイズフィルタ７，８を用いた場合には、ノイズを発生する機器に応じてフィルタの最適化を図る必要がなくなる。また、ノイズフィルタ７，８の標準化が容易である。
【００８９】
なお、ノイズフィルタ７，８の構成は、図１１または図１３に示したものに限らず、例えば、図１１における検出回路６１Ｃ、逆相信号発生回路６２Ｃおよび注入回路６３Ｃと、検出回路６１Ｖ、逆相信号発生回路６２Ｖおよび注入回路６３Ｖのうちの一方のみを備えたものでもよい。また、ノイズフィルタ７，８は、図１３における検出回路７１Ｃ、逆相信号発生回路７２Ｃａ，７２Ｃｂおよび注入回路７３Ｃと、検出回路７１Ｖ、逆相信号発生回路７２Ｖａ，７２Ｖｂおよび注入回路７３Ｖのうちの一方のみを備えたものでもよい。
【００９０】
次に、図１４を参照して、図１における分離部９について説明する。図１４に示したように、分離部９は、領域１０外の電力線１０１と領域１０内の電力線１との間に、直列に挿入された漏洩阻止器９１とインピーダンス調整器９２とを含んでいる。漏洩阻止器９１は領域１０外の電力線１０１側に配置され、インピーダンス調整器９２は領域１０内の電力線１側に配置されている。漏洩阻止器９１の構成は、ノイズフィルタ７，８と同様である。また、インピーダンス調整器９２の構成は、インピーダンス調整器５，６と同様である。
【００９１】
漏洩阻止器９１は、例えば漏洩電流に起因して、領域１０内の電力線１上の信号が領域１０外の電力線１０１に漏洩することを阻止する。また、インピーダンス調整器９２は、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させると共に、電力線１のラインインピーダンスを周波数にかかわらずに一定値に近づくようにする。
【００９２】
以上説明したように本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６によれば、ギャップ制御部５３によってコア５０の磁気特性を変化させることにより、巻線５１ａ，５１ｂのインピーダンスを調整するようにしたので、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることが可能になる。
【００９３】
また、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６では、ギャップ制御部５３は、コア５０のギャップ５２内に挿入されたギャップ制御用コア５４と、このギャップ制御用コア５４に巻き付けられたギャップ制御用コイル５５とを有している。従って、本実施の形態によれば、ギャップ制御用コイル５５に流す電流を調整して、ギャップ制御用コイル５５によってギャップ制御用コア５４に印加するバイアス磁界を調整することにより、容易にコア５０の磁気特性を変化させることが可能になる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、電力線１のラインインピーダンスの低下を引き起こすインピーダンス障害機器２１，２２と電力線１との間にインピーダンス調整器５，６を設けたので、電力線１のラインインピーダンスを増加させることができる。また、本実施の形態によれば、インピーダンス調整器５，６によって電力線１上のコモンモードノイズを低減することができる。従って、本実施の形態によれば、電力線１に接続された機器による電力線１の通信環境の悪化を防止して、通信環境を改善することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、電力線通信を行う周波数に応じてインピーダンス調整器５，６におけるギャップ制御用コア５４の磁気特性を変え、更にこれによりコア５０の磁気特性を変えることによって、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、インピーダンス調整器５，６のインピーダンスが周波数にかかわらずに一定値に近づくようにしている。従って、本実施の形態によれば、例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯域において、電力線１のラインインピーダンスを周波数にかかわらずにほぼ一定に保持して、電力線１の通信環境をより改善することができる。すなわち、電力線１のラインインピーダンスが周波数にかかわらずにほぼ一定に保持されれば、電力線通信における通信信号の振幅は、周波数にかかわらずにほぼ一定になる。その結果、電力線通信におけるエラーレートを低減し、通信速度を大きくすることが可能になる。また、エラーレートが低減されれば、簡便な通信方式を採用することも可能になる。
【００９６】
また、インピーダンス調整器５，６は、コモンモードチョークを含み、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で使用されるので、コア５０，５４の材料としてフェライト等の高透磁率材を使用することができると共に、コア５０は小型なもので済む。また、フェライトは、電力線通信を行う周波数帯域１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚにおいて磁気特性が劣化しないため、コア５０，５４の材料として適している。従って、インピーダンス調整器５，６は、フェライトのような実用的な材料を用いて製造でき、且つ小型化が可能である。
【００９７】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、ノイズを発生させるノイズ障害機器３１，３２と電力線１との間にノイズフィルタ７，８を設けたので、電力線１に接続された機器による電力線１の通信環境の悪化をより確実に防止することができる。
【００９８】
また、図１に示したネットワークシステムでは、ノイズフィルタ７，８は、電力線１上のノイズを検出し、この検出されたノイズと逆相の信号を発生させ、この信号を電力線１に与えることによって、電力線１上のノイズを相殺する。従って、図１に示したネットワークシステムによれば、広い周波数帯域において電力線１上のノイズを効果的に低減することができると共に、連続的なノイズのみならず突発的なノイズも効果的に除去することができる。
【００９９】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、電力線１を利用せずにインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との間で通信を行う通信装置４１を備えたので、通信装置４１とインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２との通信が可能になり、これにより、通信装置４１によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。
【０１００】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、通信装置４１は、電力線１を利用して、あるいは電力線１を利用せずに、電力線通信装置１１，１２との間で通信を行うようにしたので、電力線通信装置１１，１２と通信装置４１との通信が可能になり、これにより、通信装置４１を介して電力線通信装置１１，１２によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。また、通信を行う機器としてインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２も含めた通信ネットワークシステムの構築が可能になる。
【０１０１】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、通信装置４１は、電力線１を利用して通信を行う領域１０外の装置４３との間で、電力線１を利用せずに通信を行うようにしたので、領域１０外の装置４３と通信装置４１との通信が可能になり、これにより、通信装置４１を介して、領域１０外の装置４３によってインピーダンス障害機器２１，２２およびノイズ障害機器３１，３２を制御すること等が可能になる。
【０１０２】
また、図１に示したネットワークシステムでは、領域１０内の電力線１と領域１０外の電力線１０１との間に分離部９を設けている。この分離部９は、領域１０外の電力線１０１と領域１０内の電力線１との間に、直列に挿入された漏洩阻止器９１とインピーダンス調整器９２とを含んでいる。インピーダンス調整器９２は、コモンモードチョークを含み、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させる。従って、図１に示したネットワークシステムによれば、領域１０内の電力線１のラインインピーダンスを増加させて、電力線１の通信環境を向上させることができる。また、図１に示したネットワークシステムによれば、漏洩阻止器９１によって、領域１０内の電力線１上の信号が領域１０外の電力線１０１に漏洩することを防止することができる。
【０１０３】
また、図１に示したネットワークシステムによれば、電力線通信装置１１，１２は、領域１０外の装置４３との間で、電力線１を利用せずに通信を行うようにしたので、領域１０外の装置４３と電力線通信装置１１，１２との通信が可能になる。
【０１０４】
なお、図１に示したネットワークシステムにおいて、インピーダンス障害機器２１，２２またはノイズ障害機器３１，３２と電力線１との間に、分離部９と同様に、インピーダンス調整器とノイズフィルタの両方を直列に挿入してもよい。
【０１０５】
また、電力線通信装置１１，１２が、電力線１を利用せずに、インピーダンス障害機器２１，２２またはノイズ障害機器３１，３２と直接、通信を行って、これらの制御等を行ってもよい。
【０１０６】
［第２の実施の形態］
次に、図１５ないし図１７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器について説明する。図１５は本実施の形態に係るインピーダンス調整器を電力線に挿入した状態を示す回路図、図１６は本実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第１の例を示す説明図、図１７は本実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第２の例を示す説明図である。
【０１０７】
図１５に示したように、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６は、ノーマルモード用のラインチョークを構成し、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。
【０１０８】
まず、図１６を参照して、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６の構成の第１の例について説明する。このインピーダンス調整器５，６は、磁性材料よりなる１つの環状のコア５０に１つの巻線５１ａを巻き付けて構成されたノーマルモード用のラインチョークを含んでいる。巻線５１ａは、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。コア５０としては、圧粉コア、アモルファスコア、開磁路に近い形状のフェライトコア等を用いることができる。
【０１０９】
第１の実施の形態と同様に、コア５０にはギャップ５２が形成され、このギャップ５２にはギャップ制御部５３が装着されている。ギャップ制御部５３の構成は、第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と同様に、ギャップ制御部５３のギャップ制御用コイル５５には電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。
【０１１０】
図１６に示したインピーダンス調整器５，６によれば、第１の実施の形態と同様に、ギャップ制御部５３によってコア５０の磁気特性を変化させることにより、巻線５１ａのインピーダンスを調整することができる。また、図１６に示したインピーダンス調整器５，６によれば、電力線１上のノーマルモードノイズを低減することができる。
【０１１１】
図１６に示したインピーダンス調整器５，６のその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６と同様である。
【０１１２】
次に、図１７を参照して、本実施の形態に係るインピーダンス調整器５，６の構成の第２の例について説明する。このインピーダンス調整器５，６は、それぞれ磁性材料よりなる２つの棒状のコア５０ａ，５０ｂと、コア５０ａに巻き付けられた巻線５１ａと、コア５０ｂに巻き付けられたインピーダンス制御用巻線５９とを備えている。コア５０ａ，５０ｂは、互いに平行に、且つ近接した位置に配置されている。コア５０ａ，５０ｂは、図１７中で破線で示したような開磁路を形成する。コア５０ａおよび巻線５１ａは、ノーマルモード用のラインチョークを構成する。巻線５１ａは、例えば電力線１の一方の導電線１ａに直列に挿入される。巻線５９は、コア５０ｂにバイアス磁界を印加する。コア５０ａ，５０ｂとしては、圧粉コア、アモルファスコア、フェライトコア等を用いることができる。
【０１１３】
巻線５９には、電流制御回路５６が接続され、この電流制御回路５６には電力線通信制御回路５７が接続されている。電流制御回路５６および電力線通信制御回路５７の機能は第１の実施の形態と同様である。コア５０ｂ、巻線５９および電流制御回路５６は本発明における調整手段に対応する。コア５０ｂは本発明における磁性体に対応する。巻線５９は本発明におけるバイアス磁界印加手段およびバイアス磁界印加用巻線に対応する。
【０１１４】
図１７に示したインピーダンス調整器５，６では、巻線５９に流す電流の大きさを制御することによって、コア５０ｂの磁気特性（磁気抵抗）を制御することができ、その結果、コア５０ａの磁気特性（透磁率）を制御することができる。このことから、図１７に示したインピーダンス調整器５，６によれば、巻線５９に流す電流の大きさを制御することによって、巻線５１ａのインピーダンスを制御することができる。また、図１７に示したインピーダンス調整器５，６によれば、電力線１上のノーマルモードノイズを低減することができる。
【０１１５】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、インピーダンス調整器の適用例も含めて、第１の実施の形態と同様である。
【０１１６】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器は、電力線１の各導電線１ａ，１ｂに１つずつ挿入してもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段によってコアの磁気特性を変化させることによって、巻線のインピーダンスを調整するようにしたので、信号の周波数に応じて容易に信号の伝送路のインピーダンスを変えることが可能になるという効果を奏する。
【０１１８】
また、請求項２または３記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、コアと共に磁路を形成する磁性体と、磁性体にバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを有するので、バイアス磁界印加手段によって磁性体に印加するバイアス磁界を調整することにより、容易にコアの磁気特性を変化させることが可能になるという効果を奏する。
【０１１９】
また、請求項３記載のインピーダンス調整器によれば、バイアス磁界印加手段は、磁性体に巻き付けられたバイアス磁界印加用巻線を有するので、バイアス磁界印加用巻線に流す電流を調整することによって、容易にコアの磁気特性を変化させることが可能になるという効果を奏する。
【０１２０】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、巻線は、電力線通信が行われる電力線に挿入されるので、電力線通信が行われる電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２１】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、電力線通信における信号の周波数の情報を取得し、周波数に応じて巻線のインピーダンスを調整するので、電力線通信における信号の周波数に応じて電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２２】
また、請求項１ないし５のいずれかに記載のインピーダンス調整器によれば、調整手段は、周波数にかかわらずに巻線のインピーダンスが一定値に近づくように、巻線のインピーダンスを調整するので、周波数にかかわらずに電力線のラインインピーダンスを調整することが可能になるという効果を奏する。
【０１２３】
また、請求項４記載のインピーダンス調整器によれば、コアは環状であり、巻線はコアと共にコモンモードチョークを構成する第１の巻線と第２の巻線を含むので、インピーダンスの調整と共にコモンモードノイズの低減が可能になるという効果を奏する。
【０１２４】
また、請求項５記載のインピーダンス調整器によれば、コアおよび巻線はノーマルモード用のラインチョークを構成するので、インピーダンスの調整と共にノーマルモードノイズの低減が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器が適用される電力線通信ネットワークシステムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器の基本的な構成部分を表した回路図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成を示す説明図である。
【図４】図３に示したインピーダンス調整器におけるギャップ制御部の平面図である。
【図５】ギャップの無いフェライトコアの磁束密度と磁界との関係を示す特性図である。
【図６】ギャップの無いフェライトコアを表す説明図である。
【図７】ギャップを有するフェライトコアを表す説明図である。
【図８】図３に示したインピーダンス調整器におけるコアのギャップにギャップ制御用コアが挿入されている状態を表す説明図である。
【図９】図３に示したインピーダンス調整器におけるコアの磁気特性を示す説明図である。
【図１０】図３に示したインピーダンス調整器の作用を概念的に示す説明図である。
【図１１】図１に示したネットワークシステムにおけるノイズフィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図１１における逆相信号発生回路の構成の一例を示す回路図である。
【図１３】図１に示したネットワークシステムにおけるノイズフィルタの構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】図１における分離部の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器を電力線に挿入した状態を示す回路図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第１の例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係るインピーダンス調整器の構成の第２の例を示す説明図である。
【図１８】照明機器によってラインインピーダンスが低下する現象の一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１…電力線、５，６…インピーダンス調整器、７，８…ノイズフィルタ、９…分離部、１０…電力線通信領域、１１，１２…電力線通信装置、１３，１４…電力線通信端末、１５，１６…通信部、２１，２２…インピーダンス障害機器、２３，２４…通信部、３１，３２…ノイズ障害機器、３３，３４…通信部、４１…家庭電気機器制御用通信装置、４２…通信端末、５０…コア、５１ａ，５１ｂ…巻線、５２…ギャップ、５３…ギャップ制御部、５４…ギャップ制御用コア、５５…ギャップ制御用コイル、５６…電流制御回路、５７…電力線通信制御回路。
Claims (5)
- 磁性材料よりなるコアと、
前記コアに巻き付けられた巻線と、
前記コアの磁気特性を変化させることによって、前記巻線のインピーダンスを調整する調整手段とを備えたインピーダンス調整器であって、
前記巻線は、電力線通信が行われる電力線に挿入され、
前記調整手段は、電力線通信における信号の周波数の情報を取得し、前記周波数の情報に基づいて、前記周波数と前記コアの透磁率との積が一定値に近づくように前記コアの透磁率を制御することによって、前記周波数にかかわらずに前記巻線のインピーダンスが一定値に近づくように、前記巻線のインピーダンスを調整することを特徴とするインピーダンス調整器。 - 前記調整手段は、前記コアと共に磁路を形成する磁性体と、前記磁性体にバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを有することを特徴とする請求項１記載のインピーダンス調整器。
- 前記バイアス磁界印加手段は、前記磁性体に巻き付けられたバイアス磁界印加用巻線を有することを特徴とする請求項２記載のインピーダンス調整器。
- 前記コアは環状であり、前記巻線は前記コアと共にコモンモードチョークを構成する第１の巻線と第２の巻線とを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインピーダンス調整器。
- 前記コアおよび前記巻線はノーマルモード用のラインチョークを構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインピーダンス調整器。
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