JP5166801B2

JP5166801B2 - 電力線搬送通信装置

Info

Publication number: JP5166801B2
Application number: JP2007233685A
Authority: JP
Inventors: 俊介松田; 広幸林; 裕之黒川
Original assignee: 株式会社アウトスタンディングテクノロジー
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-09-10
Also published as: JP2009065588A

Description

本発明は、特に商用の電力配線を用いて電力の供給を行うとともに通信用の搬送信号を重畳する電力線搬送通信装置に関する。

既に商用の電力配線を通信回線として利用する技術が着目されている。
例えば、一端をＡＣコンセントに接続し、他端を外部電子機器に接続する通信ユニットにおいて、外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換して外部電子機器に供給する電力変換部と、外部電力線に重畳された信号を変復調する電力線通信部とを備えた通信ユニットが提案されている（特許文献１）。
また、商用電源の交流電力を直流電力に変換した後に、制御信号を重畳して複数のユニットに供給する装置が提案されている（特許文献２）。
特許文献２では、それぞれのユニット内に、制御信号を取り出すための復調器を備えるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えている。
特開２００６−１８０３８４号公報特開２００６−１０９１４７号公報

しかし、特許文献１では、外部電子機器毎に通信ユニットを備えなければならない。
また、特許文献２は、共通の電力線に複数のユニットを接続できるものであるが、それぞれのユニットにおいて電圧を変更しなければならない。

本発明は、あらかじめ異なる電圧の直流電力を供給できる環境を整えることで、電圧の異なる電気機器を使用可能にするとともに、異なる電圧の電力線にも共通の搬送信号を重畳することで、電圧の異なる電気機器間での信号の送受信も可能とする電力線搬送通信装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の電力線搬送通信装置は、電力配線を通信回線として利用する電力線搬送通信装置であって、一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、前記第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、前記第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、前記第１の直流電力ラインと前記第２の直流電力ラインとに接続されるカップラー部とを備え、前記カップラー部は、前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、前記第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部と、前記第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、前記第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、前記第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、前記第２の電源コネクタ部の電圧に、前記第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、前記第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、前記第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、前記第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、前記第１の電源コネクタ部の電圧に、前記第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部とを有することを特徴とする。
請求項２記載の本発明の電力線搬送通信装置は、電力配線を通信回線として利用する電力線搬送通信装置であって、一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第３の直流変換部と、前記第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、前記第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、前記第３の直流変換部によって変換された第３の電圧が供給される第３の直流電力ラインと、前記第１の直流電力ラインと前記第２の直流電力ラインとに接続される第１のカップラー部と、前記第１の直流電力ラインと前記第３の直流電力ラインとに接続される第２のカップラー部とを備え、前記第１のカップラー部は、前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、前記第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部とを有し、前記第２のカップラー部は、前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、前記第３の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部とを有し、前記第１のカップラー部及び前記第２のカップラー部は、前記第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、前記第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、前記第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、前記第２の電源コネクタ部の電圧に、前記第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、前記第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、前記第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、前記第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、前記第１の電源コネクタ部の電圧に、前記第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部とを有することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送通信装置において、前記直流電力ラインが、２本の電力信号線と、２本の前記電力信号線の外周を覆う絶縁体と、前記絶縁体の外周を覆うシールドとを備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の電力線搬送通信装置において、２本の前記電力信号線の断面が矩形であり、一方の前記電力信号線の短面と、他方の前記電力信号線の短面とが対向し、一方の前記電力信号線の長面と他方の前記電力信号線の長面とが同一平面上に位置するように、一方の前記電力信号線と他方の前記電力信号線とは所定間隔空けて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、電圧の異なる電気機器間での信号の送受信を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態による電力線搬送通信装置は、一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、第１の直流電力ラインと第２の直流電力ラインとに接続されるカップラー部とを備え、カップラー部は、第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部と、第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、第２の電源コネクタ部の電圧に、第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、第１の電源コネクタ部の電圧に、第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部とを有するものである。本実施の形態によれば、あらかじめ異なる電圧の直流電力を供給できる環境を整えることで、電圧の異なる電気機器を使用可能にするとともに、異なる電圧の電力線にも共通の搬送信号を重畳することで、電圧の異なる電気機器間での信号の送受信も行うことができる。
本発明の第２の実施の形態による電力線搬送通信装置は、一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第３の直流変換部と、第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、第３の直流変換部によって変換された第３の電圧が供給される第３の直流電力ラインと、第１の直流電力ラインと第２の直流電力ラインとに接続される第１のカップラー部と、第１の直流電力ラインと第３の直流電力ラインとに接続される第２のカップラー部とを備え、第１のカップラー部は、第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部とを有し、第２のカップラー部は、第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、第３の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部とを有し、第１のカップラー部及び第２のカップラー部は、第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、第２の電源コネクタ部の電圧に、第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、第１の電源コネクタ部の電圧に、第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部とを有するものである。本実施の形態によれば、あらかじめ異なる電圧の直流電力を供給できる環境を整えることで、電圧の異なる電気機器を使用可能にするとともに、異なる電圧の電力線にも共通の搬送信号を重畳することで、電圧の異なる電気機器間での信号の送受信も行うことができる。
本発明の第３の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による電力線搬送通信装置において、直流電力ラインが、２本の電力信号線と、２本の電力信号線の外周を覆う絶縁体と、絶縁体の外周を覆うシールドとを備えたものである。本実施の形態によれば、シールドを配置することで、電力信号線の影響を周辺機器に及ぼすことがなく、また周辺機器の影響を電力信号線に及ぼすことがない。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による電力線搬送通信装置において、２本の電力信号線の断面が矩形であり、一方の電力信号線の短面と、他方の電力信号線の短面とが対向し、一方の電力信号線の長面と他方の電力信号線の長面とが同一平面上に位置するように、一方の電力信号線と他方の電力信号線とは所定間隔空けて配置されるものである。本実施の形態によれば、直流電力ラインをフラットな構成とすることができるので配線しやすい。

以下本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１は電力配線を通信回線として利用する電力線搬送通信装置の構成図、図２は本実施例によるカップラー部のブロック図、図３は本実施例によるトランシーバのブロック図、図４は本実施例による直流電力ラインの断面図である。
図１では、ブレーカー１に、２本の交流電力ライン１Ａ、１Ｂが接続された状態を示している。
本実施例による電力線搬送通信装置は、３つの直流変換部２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、２つのカップラー部３Ａ、３Ｂと、３つのトランシーバ４Ａ、４Ｂ、４Ｃとを備えている。
第１の直流変換部２Ａは、一方の交流電力ライン１Ａに接続され、交流を２４Ｖの直流に変換する。第２の直流変換部２Ｂは、他方の交流電力ライン１Ｂに接続され、交流を１５Ｖの直流に変換する。第３の直流変換部２Ｃは、他方の交流電力ライン１Ｂに接続され、交流を５Ｖの直流に変換する。
第１の直流変換部２Ａによって変換された第１の電圧（２４Ｖ）は第１の直流電力ライン５Ａに供給され、第２の直流変換部２Ｂによって変換された第２の電圧（１５Ｖ）は第２の直流電力ライン５Ｂに供給され、第３の直流変換部２Ｃによって変換された第３の電圧（５Ｖ）は第３の直流電力ライン５Ｃに供給される。
第１のカップラー部３Ａは、第１の直流電力ライン５Ａと第２の直流電力ライン５Ｂとの間に接続される。第２のカップラー部３Ｂは、第１の直流電力ライン５Ａと第３の直流電力ライン５Ｃとに接続される。

次に図２を用いて本実施例のカップラー部について説明する。
第１のカップラー部３Ａ及び第２のカップラー部３Ｂは、第１の電源コネクタ部６Ａと第２の電源コネクタ部６Ｂとを備えている。ここで、第１のカップラー部３Ａは、第１の直流電力ライン５Ａに接続される第１の電源コネクタ部６Ａと、第２の直流電力ライン５Ｂに接続される第２の電源コネクタ部６Ｂとを備え、第２のカップラー部３Ｂは、第１の直流電力ライン５Ａに接続される第１の電源コネクタ部６Ａと、第３の直流電力ライン５Ｃに接続される第２の電源コネクタ部６Ｂとを備える。
第１のカップラー部３Ａ及び第２のカップラー部３Ｂは、第１の電源コネクタ部６Ａから供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部７Ａと、高周波分離部７Ａで高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部８Ａと、第１の高周波分離部７Ａで分離した高周波を増幅する第１の機能処理部９Ａと、第２の電源コネクタ部６Ｂの電圧に、第１の機能処理部９Ａで処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部１０Ａとを有する。また、第１のカップラー部３Ａ及び第２のカップラー部３Ｂは、第２の電源コネクタ部６Ｂから供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部７Ｂと、高周波分離部７Ｂで高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部８Ｂと、第２の高周波分離部７Ａで分離した高周波を増幅する第２の機能処理部９Ｂと、第１の電源コネクタ部６Ａの電圧に、第２の機能処理部９Ｂで処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部１０Ｂとを有する。

次に図３を用いて本実施例のトランシーバについて説明する。
第１のトランシーバ４Ａ、第２のトランシーバ４Ｂ、及び第３のトランシーバ４Ｃは、電源コネクタ部１１、通信接続部１２Ａ、ＡＶプラグ１２Ｂ、ＵＳＢコネクタ１２Ｃ、及びＤＣ接続部１２Ｄを備えている。
本実施例では、第１のトランシーバ４Ａは第１の直流電力ライン５Ａに接続され、第２のトランシーバ４Ｂは第２の直流電力ライン５Ｂに接続され、第３のトランシーバ４Ｃは第３の直流電力ライン５Ｃに接続される。
第１のトランシーバ４Ａ、第２のトランシーバ４Ｂ、及び第３のトランシーバ４Ｃは、電源コネクタ部１１から供給された電力から高周波を分離し、分離した高周波を周波数帯域別に分離する高周波分離部１３と、高周波分離部１３で高周波を分離した電力の電圧を変換する電源部１４と、高周波分離部１３で分離した高周波を復調する処理部１５とを有する。

本実施例によれば、あらかじめ異なる電圧の直流電力を供給できる第１の直流電力ライン５Ａ、第２の直流電力ライン５Ｂ、及び第３の直流電力ライン５Ｃを備えることで、電圧の異なる電気機器を使用可能にするとともに、第１の直流電力ライン５Ａ、第２の直流電力ライン５Ｂ、及び第３の直流電力ライン５Ｃには、第１のカップラー部３Ａ及び第２のカップラー部３Ｂを接続することで、共通の搬送信号を重畳させることができ、電圧の異なる電気機器間での信号の送受信も行うことができる。

次に図４を用いて本実施例の直流電力ラインについて説明する。
本実施例の直流電力ラインは、２本の電力信号線２１Ａ、２１Ｂの外周を絶縁体２２が覆い、絶縁体２２の外周をシールド２３が覆い、シールド２３の外周を絶縁体２４が覆っている。
２本の電力信号線２１Ａ、２１Ｂは断面が矩形であり、電力信号線２１Ａの短面と電力信号線２１Ｂの短面とが対向し、電力信号線２１Ａの長面と電力信号線２１Ｂの長面とが同一平面上に位置するように、電力信号線２１Ａと電力信号線２１Ｂとは所定間隔空けて配置される。絶縁体２２、シールド２３、及び絶縁体２４についても、２本の電力信号線２１Ａ、２１Ｂの短面及び長面と平行な短面及び長面で構成される。
本実施例のように、２本の電力信号線２１Ａ、２１Ｂの断面を矩形とし、絶縁体２２、シールド２３、及び絶縁体２４についても、２本の電力信号線２１Ａ、２１Ｂの短面及び長面と平行な短面及び長面で構成することで、直流電力ラインをフラットな構成とすることができ、カーペットの下にも敷け、配線しやすい。
また本実施例のように、絶縁体２２と絶縁体２４の間にシールド２３を配置することで、電力信号線２１Ａ、２１Ｂの影響を周辺機器に及ぼすことがなく、また周辺機器の影響を電力信号線２１Ａ、２１Ｂに及ぼすことがない。

図５は、他の実施例による直流電力ラインの断面図である。
本実施例の直流電力ラインにおいても、２本の電力信号線３１Ａ、３１Ｂの外周を絶縁体３２が覆い、絶縁体３２の外周をシールド３３が覆い、シールド３３の外周を絶縁体３４が覆っている。
２本の電力信号線３１Ａ、３１Ｂは断面が円形であり中空となっている。電力信号線３１Ａと電力信号線３１Ｂとは所定間隔空けて配置され、絶縁体３２は、電力信号線３１Ａと電力信号線３１Ｂとを一体として覆っている。
本実施例のように、絶縁体３２と絶縁体３４の間にシールド３３を配置することで、電力信号線３１Ａ、３１Ｂの影響を周辺機器に及ぼすことがなく、また周辺機器の影響を電力信号線３１Ａ、３１Ｂに及ぼすことがない。
図６は、他の実施例による直流電力ラインの断面図である。
電力信号線４１Ａ、４１Ｂは細線を撚り合わせたものである。電力信号線４１Ａ、と電力信号線４１Ｂとは所定間隔空けて配置され、絶縁体４２は電力信号線４１Ａ、電力信号線４１Ｂを一体として覆っている。また４１Ａ、４１Ｂが撚り合わせたものはこの実施例の一つの形態である。本実施例の直流電力ラインにおいても、２本の電力信号線４１Ａ、４１Ｂの外周を絶縁体４２が覆い、絶縁体４２の外周をシールド４３が覆い、シールド４３の外周を絶縁体４４が覆っている。

なお、上記実施例では、第１の機能処理部９Ａ及び第２の機能処理部９Ｂでは、信号の増幅処理を行う場合で説明したが、信号の増幅処理とともに、又は信号の増幅処理に代えて、特定周波数の選択機能、信号の経路制御機能を持たせることができる。

本発明の電力線搬送通信装置は、電力、照明制御、センサ制御、テレビやラジオ放送、インターネット機能を提供することができる。

本発明の一実施例による電力線搬送通信装置の構成図本実施例によるカップラー部のブロック図本実施例によるトランシーバのブロック図本実施例による直流電力ラインの断面図他の実施例による直流電力ラインの断面図他の実施例による直流電力ラインの断面図

１Ａ第１の交流電力ライン
１Ｂ第２の交流電力ライン
２Ａ第１の直流変換部
２Ｂ第２の直流変換部
２Ｃ第３の直流変換部
３Ａ第１のカップラー部
３Ｂ第２のカップラー部
４Ａ第１のトランシーバ
４Ｂ第２のトランシーバ
４Ｃ第３のトランシーバ
５Ａ第１の直流電力ライン
５Ｂ第２の直流電力ライン
５Ｃ第３の直流電力ライン
６Ａ第１の電源コネクタ部
６Ｂ第２の電源コネクタ部
７Ａ第１の高周波分離部
７Ｂ第２の高周波分離部
８Ａ第１の電圧変換部
８Ｂ第２の電圧変換部
９Ａ第１の機能処理部
９Ｂ第２の機能処理部
１０Ａ第１の高周波混合部
１０Ｂ第２の高周波混合部

Claims

電力配線を通信回線として利用する電力線搬送通信装置であって、
一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、
他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、
前記第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、
前記第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、
前記第１の直流電力ラインと前記第２の直流電力ラインとに接続されるカップラー部とを備え、
前記カップラー部は、
前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、
前記第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部と、
前記第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、
前記第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、
前記第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、
前記第２の電源コネクタ部の電圧に、前記第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、
前記第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、
前記第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、
前記第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、
前記第１の電源コネクタ部の電圧に、前記第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部と
を有することを特徴とする電力線搬送通信装置。
電力配線を通信回線として利用する電力線搬送通信装置であって、
一方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第１の直流変換部と、
他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第２の直流変換部と、
他方の交流電力ラインに接続され、交流を直流に変換する第３の直流変換部と、
前記第１の直流変換部によって変換された第１の電圧が供給される第１の直流電力ラインと、
前記第２の直流変換部によって変換された第２の電圧が供給される第２の直流電力ラインと、
前記第３の直流変換部によって変換された第３の電圧が供給される第３の直流電力ラインと、
前記第１の直流電力ラインと前記第２の直流電力ラインとに接続される第１のカップラー部と、
前記第１の直流電力ラインと前記第３の直流電力ラインとに接続される第２のカップラー部とを備え、
前記第１のカップラー部は、
前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、
前記第２の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部と
を有し、
前記第２のカップラー部は、
前記第１の直流電力ラインに接続される第１の電源コネクタ部と、
前記第３の直流電力ラインに接続される第２の電源コネクタ部と
を有し、
前記第１のカップラー部及び前記第２のカップラー部は、
前記第１の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第１の高周波分離部と、
前記第１の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第１の電圧変換部と、
前記第１の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第１の機能処理部と、
前記第２の電源コネクタ部の電圧に、前記第１の機能処理部で処理された高周波を重畳する第１の高周波混合部と、
前記第２の電源コネクタ部から供給された電力から高周波を分離する第２の高周波分離部と、
前記第２の高周波分離部で高周波を分離した電力の電圧を変換する第２の電圧変換部と、
前記第２の高周波分離部で分離した高周波を増幅する第２の機能処理部と、
前記第１の電源コネクタ部の電圧に、前記第２の機能処理部で処理された高周波を重畳する第２の高周波混合部と
を有することを特徴とする電力線搬送通信装置。
前記直流電力ラインが、２本の電力信号線と、２本の前記電力信号線の外周を覆う絶縁体と、前記絶縁体の外周を覆うシールドとを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力線搬送通信装置。
２本の前記電力信号線の断面が矩形であり、一方の前記電力信号線の短面と、他方の前記電力信号線の短面とが対向し、一方の前記電力信号線の長面と他方の前記電力信号線の長面とが同一平面上に位置するように、一方の前記電力信号線と他方の前記電力信号線とは所定間隔空けて配置されることを特徴とする請求項３に記載の電力線搬送通信装置。