JP6952254B2 - Coupler for power line carrier communication - Google Patents

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Description

本発明は、一般に電力線搬送通信用カプラに関し、より詳細には、電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用カプラに関する。 The present invention generally relates to a coupler for power line carrier communication, and more specifically, for power line carrier communication used for power line carrier communication in which a communication signal transmitted between a plurality of communication devices is superimposed on AC power supplied through the power line. Regarding couplers.

従来、フェライトコアを備えた電力線搬送信号処理装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1に記載の電力線搬送信号処理装置は、トロイダル形のフェライトコアと、第一の導線と、第二の導線とを備えている。フェライトコアは、電力線が貫通する中空部を有している。第一の導線及び第二の導線は、それぞれ、フェライトコアに所定の巻数で巻かれている。 Conventionally, a power line carrier signal processing device including a ferrite core has been provided (see, for example, Patent Document 1). The power line carrier signal processing device described in Patent Document 1 includes a toroidal type ferrite core, a first conductor wire, and a second conductor wire. The ferrite core has a hollow portion through which the power line penetrates. The first conductor and the second conductor are each wound around a ferrite core in a predetermined number of turns.

特許文献1に記載の電力線搬送信号処理装置では、電力線に流れる電力線搬送信号がフェライトコアの中空部を通過するときに発生する磁界によって、第一の導線と第二の導線とにそれぞれ電流が流れる。第一の導線に流れる電流と第二の導線に流れる電流とは、互いに打ち消し合う向きに流れており、これにより電力線搬送信号処理装置はブロッキングフィルタとして機能する。 In the power line carrier signal processing device described in Patent Document 1, a current flows through the first lead wire and the second lead wire by the magnetic field generated when the power line carrier signal flowing through the power line passes through the hollow portion of the ferrite core. .. The current flowing through the first conductor and the current flowing through the second conductor cancel each other out, whereby the power line carrier signal processing device functions as a blocking filter.

国際公開第2007/023527号International Publication No. 2007/023527

ところで、特許文献1に記載の構成では、電力線に流れる交流電流の大きさによってはフェライトコアで磁気飽和が生じる可能性があった。また、フェライトコアで磁気飽和が生じないようにするためには、フェライトコアの断面積を大きくする必要があり、その結果、フェライトコアが大型化する可能性があった。 By the way, in the configuration described in Patent Document 1, magnetic saturation may occur in the ferrite core depending on the magnitude of the alternating current flowing in the power line. Further, in order to prevent magnetic saturation from occurring in the ferrite core, it is necessary to increase the cross-sectional area of the ferrite core, and as a result, the ferrite core may become large in size.

本発明は上記課題に鑑みてなされており、コアの小型化を図りながらもコアでの磁気飽和を生じにくくすることができる電力線搬送通信用カプラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power line carrier communication coupler capable of reducing the size of the core and making it difficult for magnetic saturation to occur in the core.

本発明の一態様に係る電力線搬送通信用カプラは、電源から電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる。この電力線搬送通信用カプラは、コアと、磁束低減部とを備えている。前記コアは、前記電力線と前記複数の通信装置の各々に接続される信号線とが貫通する貫通孔を有している。前記磁束低減部は、前記コアに装着されている1つのコイルを含み、前記電力線に前記電源からの給電電流が流れることで前記コアに発生する磁束の向きと逆向きの磁束を前記コイルによって前記コアに発生させる。前記コイルは、前記コアに発生した磁束によって誘起される電流を検出する機能と、前記コアに発生した磁束の向きと逆向きの磁束を前記コアに発生させる機能と、を有している。前記コイルは、前記コアにおける前記貫通孔の全周に亘って装着されている。 The power line carrier communication coupler according to one aspect of the present invention is used for power line carrier communication in which a communication signal transmitted between a plurality of communication devices is superimposed on AC power supplied from a power source through a power line. This power line carrier communication coupler includes a core and a magnetic flux reducing unit. The core has a through hole through which the power line and the signal line connected to each of the plurality of communication devices penetrate. The magnetic flux reducing unit includes one coil mounted on the core, and the coil causes the magnetic flux in the direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core when a power supply current from the power source flows through the power line. Generate in the core. The coil has a function of detecting a current induced by a magnetic flux generated in the core and a function of generating a magnetic flux in the core in the direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core. The coil is mounted over the entire circumference of the through hole in the core.

本発明は、コアの小型化を図りながらもコアでの磁気飽和を生じにくくすることができる、という効果がある。 The present invention has an effect that magnetic saturation in the core can be made less likely to occur while reducing the size of the core.

図1は、本発明の実施形態1に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a power line carrier communication coupler according to a first embodiment of the present invention. 図2は、同上の電力線搬送通信用カプラを用いた通信システムの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a communication system using the same power line carrier communication coupler. 図3は、本発明の実施形態2に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the power line carrier communication coupler according to the second embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施形態3に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the power line carrier communication coupler according to the third embodiment of the present invention. 図5A及び図5Bは、同上の電力線搬送通信用カプラのコアに発生する磁束を示す平面図である。5A and 5B are plan views showing the magnetic flux generated in the core of the power line carrier communication coupler of the same. 図6は、本発明の実施形態3の比較例に係る電力線搬送通信用カプラの動作を説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the operation of the power line carrier communication coupler according to the comparative example of the third embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施形態4に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the power line carrier communication coupler according to the fourth embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施形態4の変形例に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a power line carrier communication coupler according to a modified example of the fourth embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態に係る電力線搬送通信用カプラについて、図面を参照して具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態1〜4に限定されない。したがって、これらの実施形態1〜4以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 Hereinafter, the power line carrier communication coupler according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the configuration described below is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments 1 to 4. Therefore, even if the embodiments are other than those of the first to fourth embodiments, various changes can be made according to the design and the like as long as the technical idea of the present invention is not deviated.

(実施形態1)
本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10(以下、カプラ10という。)について、図1及び図2を参照して具体的に説明する。カプラ10は、図2に示すように、一対の電力線3を通して供給される交流電力に複数の通信装置301,401間で伝送される通信信号S1が重畳される電力線搬送通信に用いられる。言い換えると、カプラ10は、受電盤30と配電盤40とを備えた通信システム100に用いられる。この通信システム100は、例えば大きな電力を必要とする商業施設、工場、オフィスビル、病院などの需要家施設に適用される。以下では、需要家施設がオフィスビルである場合について説明する。
(Embodiment 1)
The power line carrier communication coupler 10 (hereinafter referred to as the coupler 10) of the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 2, the coupler 10 is used for power line carrier communication in which a communication signal S1 transmitted between a plurality of communication devices 301 and 401 is superimposed on AC power supplied through a pair of power lines 3. In other words, the coupler 10 is used in the communication system 100 including the power receiving board 30 and the switchboard 40. The communication system 100 is applied to consumer facilities such as commercial facilities, factories, office buildings, and hospitals that require a large amount of electric power, for example. The case where the consumer facility is an office building will be described below.

通信システム100は、図2に示すように、受電盤30と、配電盤40とを備えている。受電盤30には、電源としてのキュービクル(高圧受電設備)20から出力される交流電力が一対の電力線3を介して供給される。配電盤40には、受電盤30から出力される交流電力が一対の電力線3を介して供給される。 As shown in FIG. 2, the communication system 100 includes a power receiving board 30 and a switchboard 40. AC power output from the cubicle (high-voltage power receiving equipment) 20 as a power source is supplied to the power receiving board 30 via a pair of power lines 3. AC power output from the power receiving board 30 is supplied to the switchboard 40 via the pair of power lines 3.

キュービクル20は、トランス(変圧器)201を備えており、発電所から変電所を経由して供給される6600ボルトの交流電力を200ボルト(又は100ボルト)の交流電力に変圧(降圧)する。そして、キュービクル20は、トランス201で変圧した交流電力を、一対の電力線3を介して受電盤30に供給する。一対の電力線3のうち一方(図2における左側)の電力線3はキュービクル20の一方の出力(L1相)に電気的に接続され、他方(図2における右側)の電力線3はキュービクル20の他方の出力(L2相)に電気的に接続されている。キュービクル20は、例えばオフィスビルの屋上や電気室内などに設置される。 The cubicle 20 includes a transformer 201, which transforms (steps down) 6600 volt AC power supplied from a power plant via a substation to 200 volt (or 100 volt) AC power. Then, the cubicle 20 supplies the AC power transformed by the transformer 201 to the power receiving board 30 via the pair of power lines 3. One of the pair of power lines 3 (left side in FIG. 2) is electrically connected to one output (L1 phase) of the cubicle 20, and the other power line 3 (right side in FIG. 2) is the other of the cubicle 20. It is electrically connected to the output (L2 phase). The cubicle 20 is installed, for example, on the roof of an office building or in an electric room.

受電盤30は、少なくとも主遮断装置を備えている。主遮断装置は、キュービクル20の受電用遮断装置として用いられ、主遮断装置の二次側の電路において過負荷電流、短絡電流などが生じたときに自動的に電路を遮断する。また、本実施形態では、受電盤30は、一対のカプラ10と、通信装置301とをさらに備えている。受電盤30は、例えばオフィスビルの管理室等に設置される。 The power receiving board 30 includes at least a main shutoff device. The main cutoff device is used as a power receiving cutoff device for the cubicle 20, and automatically cuts off the electric circuit when an overload current, a short circuit current, or the like occurs in the electric circuit on the secondary side of the main cutoff device. Further, in the present embodiment, the power receiving board 30 further includes a pair of couplers 10 and a communication device 301. The power receiving board 30 is installed in, for example, a management room of an office building.

一対のカプラ10のうち一方(図2における左側)のカプラ10は、後述するコア1の貫通孔11にL1相の電力線3が通された状態で受電盤30に取り付けられる。また、一対のカプラ10のうち他方(図2における右側)のカプラ10は、貫通孔11にL2相の電力線3が通された状態で受電盤30に取り付けられる。 One of the pair of couplers 10 (on the left side in FIG. 2) is attached to the power receiving board 30 in a state where the L1 phase power line 3 is passed through the through hole 11 of the core 1 described later. Further, the coupler 10 of the other of the pair of couplers 10 (on the right side in FIG. 2) is attached to the power receiving board 30 in a state where the L2 phase power line 3 is passed through the through hole 11.

通信装置301は、例えば高速電力線通信(HD−PLC:High Definition Power Line Communication)を可能にするモデムである。通信装置301には、信号線302が電気的に接続されており、通信装置301と信号線302とで閉回路を構成している。信号線302の一端側は、一方(図2における左側)のカプラ10の貫通孔11に通された状態で通信装置301に電気的に接続されている。また、信号線302の他端側は、他方(図2における右側)のカプラ10の貫通孔11に通された状態で通信装置301に電気的に接続されている。通信装置301は、信号線302に対して、例えば周波数が2〔MHz〕〜30〔MHz〕の通信信号S1を出力する。 The communication device 301 is, for example, a modem that enables high-speed power line communication (HD-PLC). A signal line 302 is electrically connected to the communication device 301, and the communication device 301 and the signal line 302 form a closed circuit. One end side of the signal line 302 is electrically connected to the communication device 301 in a state of being passed through the through hole 11 of the coupler 10 on one side (left side in FIG. 2). Further, the other end side of the signal line 302 is electrically connected to the communication device 301 in a state of being passed through the through hole 11 of the coupler 10 on the other side (right side in FIG. 2). The communication device 301 outputs a communication signal S1 having a frequency of, for example, 2 [MHz] to 30 [MHz] to the signal line 302.

配電盤40は、主幹ブレーカ、複数の分岐ブレーカなどを備えている。主幹ブレーカは、例えば漏電ブレーカであり、複数の分岐ブレーカに対して、受電盤30からの交流電力を供給する状態と供給を停止する状態とが切り替えられるように構成されている。複数の分岐ブレーカの各々は、例えば過電流遮断器であり、一対の電力線3を介して電気的に接続される負荷50に対して交流電力を供給する状態と供給を停止する状態とが切り替えられるように構成されている。また、本実施形態では、配電盤40は、一対のカプラ10と、通信装置401とをさらに備えている。 The switchboard 40 includes a main breaker, a plurality of branch breakers, and the like. The main circuit breaker is, for example, an earth leakage breaker, and is configured to switch between a state of supplying AC power from the power receiving board 30 and a state of stopping the supply to a plurality of branch breakers. Each of the plurality of branch breakers is, for example, an overcurrent circuit breaker, and can switch between a state of supplying AC power to a load 50 electrically connected via a pair of power lines 3 and a state of stopping the supply. It is configured as follows. Further, in the present embodiment, the switchboard 40 further includes a pair of couplers 10 and a communication device 401.

ここで、図2では1つの配電盤40しか図示していないが、実際には、受電盤30に対して複数の配電盤40が接続されている。そして、複数の配電盤40の各々は、例えばオフィスビルの各階(各フロア)に設置される。なお、一対のカプラ10については受電盤30と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。 Here, although only one switchboard 40 is shown in FIG. 2, in reality, a plurality of switchboards 40 are connected to the power receiving board 30. Each of the plurality of switchboards 40 is installed, for example, on each floor (each floor) of an office building. The pair of couplers 10 are the same as those of the power receiving board 30, and detailed description thereof will be omitted here.

通信装置401は、通信装置301と同様に、例えば高速電力線通信を可能にするモデムである。この通信装置401には、信号線402が電気的に接続されており、通信装置401と信号線402とで閉回路を構成している。信号線402の一端側は、一方(図2における左側)のカプラ10の貫通孔11に通された状態で通信装置401に電気的に接続されている。また、信号線402の他端側は、他方(図2における右側)のカプラ10の貫通孔11に通された状態で通信装置401に電気的に接続されている。通信装置401は、信号線402に対して、例えば周波数が2〔MHz〕〜30〔MHz〕の通信信号S1を出力する。 Similar to the communication device 301, the communication device 401 is, for example, a modem that enables high-speed power line communication. A signal line 402 is electrically connected to the communication device 401, and the communication device 401 and the signal line 402 form a closed circuit. One end side of the signal line 402 is electrically connected to the communication device 401 in a state of being passed through the through hole 11 of the coupler 10 on one side (left side in FIG. 2). Further, the other end side of the signal line 402 is electrically connected to the communication device 401 in a state of being passed through the through hole 11 of the coupler 10 on the other side (right side in FIG. 2). The communication device 401 outputs, for example, a communication signal S1 having a frequency of 2 [MHz] to 30 [MHz] to the signal line 402.

次に、本実施形態のカプラ10について図1を参照して説明する。本実施形態のカプラ10は、コア1と、磁束低減部2とを備えている。 Next, the coupler 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The coupler 10 of the present embodiment includes a core 1 and a magnetic flux reducing unit 2.

コア1は、例えばフェライトなどの磁性材料により円環状に形成されている。コア1は、中央に円形の貫通孔11を有しており、電力線3及び信号線302(又は402)を貫通孔11に通した状態で設置される。 The core 1 is formed in an annular shape by a magnetic material such as ferrite. The core 1 has a circular through hole 11 in the center, and is installed in a state where the power line 3 and the signal line 302 (or 402) are passed through the through hole 11.

磁束低減部2は、図1に示すように、コイル21と、ローパスフィルタ22とを有している。コイル21は、コア1に装着されている。ここに、コイル21がコア1に装着されているとは、導線をコア1に巻くことでコイル21が形成されていることをいう。本実施形態では、コイル21は、コア1における貫通孔11の周方向の一部に装着されている(図1参照)。ローパスフィルタ22は、例えばインダクタである。このローパスフィルタ22のカットオフ周波数は、後述するように、電力線3に流れる給電電流I1の周波数と、通信装置301(又は401)から出力される通信信号S1の周波数との間の周波数であることが好ましい。磁束低減部2の動作については後述する。 As shown in FIG. 1, the magnetic flux reducing unit 2 has a coil 21 and a low-pass filter 22. The coil 21 is mounted on the core 1. Here, the fact that the coil 21 is mounted on the core 1 means that the coil 21 is formed by winding a conducting wire around the core 1. In the present embodiment, the coil 21 is mounted on a part of the core 1 in the circumferential direction of the through hole 11 (see FIG. 1). The low-pass filter 22 is, for example, an inductor. The cutoff frequency of the low-pass filter 22 is a frequency between the frequency of the feeding current I1 flowing through the power line 3 and the frequency of the communication signal S1 output from the communication device 301 (or 401), as will be described later. Is preferable. The operation of the magnetic flux reducing unit 2 will be described later.

このカプラ10では、電力線3に給電電流I1が流れると、この給電電流I1によってコア1に磁束φ1が発生する。また、このカプラ10では、通信装置301(又は401)からの通信信号S1が信号線302(又は402)に印加されると、この通信信号S1によってコア1に磁束φ3が発生する。ここに、給電電流I1は交流電流であり、通信信号S1は交流信号であるため、図1に示した給電電流I1及び通信信号S1の向きは一例である。また、給電電流I1及び通信信号S1によってコア1に発生する磁束φ1,φ3の向きも一例である。 In the coupler 10, when the power supply current I1 flows through the power line 3, the magnetic flux φ1 is generated in the core 1 by the power supply current I1. Further, in the coupler 10, when the communication signal S1 from the communication device 301 (or 401) is applied to the signal line 302 (or 402), the communication signal S1 generates a magnetic flux φ3 in the core 1. Here, since the feeding current I1 is an alternating current and the communication signal S1 is an alternating current, the directions of the feeding current I1 and the communication signal S1 shown in FIG. 1 are examples. Further, the directions of the magnetic fluxes φ1 and φ3 generated in the core 1 by the feeding current I1 and the communication signal S1 are also examples.

次に、受電盤30の通信装置301と配電盤40の通信装置401との間で通信を行う場合について説明する。ここでは、通信装置301から通信装置401に通信信号S1を送信する場合について説明するが、通信装置401から通信装置301に通信信号S1を送信する場合も同様である。 Next, a case where communication is performed between the communication device 301 of the power receiving board 30 and the communication device 401 of the switchboard 40 will be described. Here, the case where the communication signal S1 is transmitted from the communication device 301 to the communication device 401 will be described, but the same applies to the case where the communication signal S1 is transmitted from the communication device 401 to the communication device 301.

通信装置301が信号線302に対して通信信号S1を出力すると、通信信号S1が一対のカプラ10の各々のコア1を通過するときに各コア1に磁束φ3(図1参照)が発生する。そして、各コア1で発生した磁束φ3によって各電力線3に流れる給電電流I1に通信信号S1が重畳される。給電電流I1に重畳された通信信号S1は、電力線3を通して配電盤40に伝送される。 When the communication device 301 outputs the communication signal S1 to the signal line 302, a magnetic flux φ3 (see FIG. 1) is generated in each core 1 when the communication signal S1 passes through each core 1 of the pair of couplers 10. Then, the communication signal S1 is superimposed on the feed current I1 flowing through each power line 3 by the magnetic flux φ3 generated in each core 1. The communication signal S1 superimposed on the power supply current I1 is transmitted to the switchboard 40 through the power line 3.

配電盤40では、給電電流I1に重畳された通信信号S1が一対のカプラ10の各々のコア1を通過するときに各コア1に磁束φ3が発生する。そして、各コア1で発生した磁束φ3によって信号線402に通信信号S1が印加され、通信装置401は通信信号S1を受信する。 In the switchboard 40, when the communication signal S1 superimposed on the feeding current I1 passes through each core 1 of the pair of couplers 10, a magnetic flux φ3 is generated in each core 1. Then, the communication signal S1 is applied to the signal line 402 by the magnetic flux φ3 generated in each core 1, and the communication device 401 receives the communication signal S1.

ところで、例えばオフィスビルなどのように大きな電力を必要とする需要家施設では、電力線3に流れる給電電流I1も大きくなる(例えば300A程度)。給電電流I1が大きくなると、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ1も大きくなり、その結果、コア1で磁気飽和が生じる可能性がある。これに対して、コア1の断面積を大きくすることで磁気飽和の発生を防止することも考えられるが、この場合、コア1が大型化することでコストアップになったり、施工性が低下したりする問題がある。本実施形態のカプラ10では、コア1の小型化を図りながらもコア1での磁束飽和を生じにくくするために、磁束低減部2が設けられている。以下、磁束低減部2の動作について説明する。 By the way, in a consumer facility that requires a large amount of electric power, such as an office building, the power supply current I1 flowing through the power line 3 also becomes large (for example, about 300 A). When the feeding current I1 becomes large, the magnetic flux φ1 generated in the core 1 by the feeding current I1 also becomes large, and as a result, magnetic saturation may occur in the core 1. On the other hand, it is conceivable to prevent the occurrence of magnetic saturation by increasing the cross-sectional area of the core 1, but in this case, the increase in size of the core 1 increases the cost and reduces the workability. There is a problem. In the coupler 10 of the present embodiment, the magnetic flux reducing unit 2 is provided in order to make it difficult for the magnetic flux saturation in the core 1 to occur while reducing the size of the core 1. Hereinafter, the operation of the magnetic flux reducing unit 2 will be described.

電力線3に流れる給電電流I1の周波数は商用電源周波数であり、50〔Hz〕又は60〔Hz〕である。これに対して、通信信号S1の周波数は、上述したように、2〔MHz〕〜30〔MHz〕である。したがって、上述したローパスフィルタ22のカットオフ周波数は、給電電流I1の周波数と通信信号S1の周波数との間の周波数(例えば100〔Hz〕)であることが好ましい。つまり、このローパスフィルタ22によれば、通信信号S1によってコア1に磁束φ3が発生したときにコイル21に流れる電流については遮断し、給電電流I1によってコア1に磁束φ1が発生したときにコイル21に流れる電流については通過させる。 The frequency of the power supply current I1 flowing through the power line 3 is a commercial power supply frequency, which is 50 [Hz] or 60 [Hz]. On the other hand, the frequency of the communication signal S1 is 2 [MHz] to 30 [MHz] as described above. Therefore, the cutoff frequency of the low-pass filter 22 described above is preferably a frequency between the frequency of the feeding current I1 and the frequency of the communication signal S1 (for example, 100 [Hz]). That is, according to this low-pass filter 22, the current flowing through the coil 21 when the magnetic flux φ3 is generated in the core 1 by the communication signal S1 is cut off, and the coil 21 is generated when the magnetic flux φ1 is generated in the core 1 by the feeding current I1. Pass the current flowing through.

電力線3に給電電流I1が流れると、コア1に磁束φ1が発生する。また、信号線302(又は402)に通信信号S1が印加されると、コア1に磁束φ3が発生する。コア1に磁束φ1,φ3が発生すると、コイル21に誘導電流が生じるが、コイルの両端にはローパスフィルタ22が接続されているため、誘導電流のうち磁束φ1に対応する低周波の電流のみがコイル21に流れる。その結果、磁束φ1を打ち消す向きの磁束φ2がコア1に発生し、これにより磁束φ1を低減することができる。とくに、磁束φ1と磁束φ2とが同じ大きさである場合には、磁束φ1を打ち消すことができる。そして、磁束φ1を低減することにより、コア1での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、磁束低減部2によりコア1での磁気飽和を生じにくくすることができるため、コア1については小型化が可能になる。 When the power supply current I1 flows through the power line 3, a magnetic flux φ1 is generated in the core 1. Further, when the communication signal S1 is applied to the signal line 302 (or 402), a magnetic flux φ3 is generated in the core 1. When magnetic fluxes φ1 and φ3 are generated in the core 1, an induced current is generated in the coil 21, but since low-pass filters 22 are connected to both ends of the coil, only the low-frequency current corresponding to the magnetic flux φ1 is generated among the induced currents. It flows through the coil 21. As a result, a magnetic flux φ2 in a direction that cancels the magnetic flux φ1 is generated in the core 1, whereby the magnetic flux φ1 can be reduced. In particular, when the magnetic flux φ1 and the magnetic flux φ2 have the same magnitude, the magnetic flux φ1 can be canceled. Then, by reducing the magnetic flux φ1, it is possible to make it difficult for magnetic saturation in the core 1 to occur. Further, since the magnetic flux reducing unit 2 makes it difficult for magnetic saturation in the core 1 to occur, the core 1 can be miniaturized.

ところで、従来の電力線搬送通信では、カプラの方式としてコンデンサを用いた静電結合方式が一般的であるが、この場合、電力線3に対してコンデンサを接続する作業が必要であり、施工に時間を要していた。これに対して、コア1を用いた誘導結合方式では、コア1の貫通孔11に電力線3及び信号線302(又は402)を通すだけでよく、施工時間を短縮することができる。とくに、コア1が分割式のコアである場合には、貫通孔に電力線3及び信号線302(又は402)を通さなくてもコアを取り付けることができるので、施工時に停電させなくてもよい、という利点もある。 By the way, in the conventional power line carrier communication, an electrostatic coupling method using a capacitor is generally used as a coupler method, but in this case, it is necessary to connect a capacitor to the power line 3, and it takes time for construction. I needed it. On the other hand, in the inductively coupled method using the core 1, it is only necessary to pass the power line 3 and the signal line 302 (or 402) through the through hole 11 of the core 1, and the construction time can be shortened. In particular, when the core 1 is a split type core, the core can be attached without passing the power line 3 and the signal line 302 (or 402) through the through hole, so that a power failure does not have to occur during construction. There is also an advantage.

以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10は、電源(キュービクル20)から電力線3を通して供給される交流電力に複数の通信装置301,401間で伝送される通信信号S1が重畳される電力線搬送通信に用いられる。電力線搬送通信用カプラ10は、コア1と、磁束低減部2とを備えている。コア1は、電力線3と複数の通信装置301,401の各々に接続される信号線302(又は402)とが貫通する貫通孔11を有している。磁束低減部2は、コア1に装着されているコイル21を含み、電力線3に電源からの給電電流I1が流れることでコア1に発生する磁束φ1の向きと逆向きの磁束φ2をコイル21によってコア1に発生させる。この構成によれば、電力線3に流れる給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ1を逆向きの磁束φ2によって低減することができ、これによりコア1での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ1を低減することでコア1での磁気飽和を生じにくくしているので、コア1の断面積を大きくしなくてもよく、コア1の小型化を図ることができる。すなわち、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10によれば、コア1の小型化を図りながらもコア1での磁気飽和を生じにくくすることができる。さらに、コア1にギャップを設けて磁気飽和を防止する場合に比べて、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ1のみを低減することができるので、通信信号S1についての電力線3と信号線302(又は402)との結合度を高くすることができる。 As described above, in the power line carrier communication coupler 10 of the present embodiment, the communication signal S1 transmitted between the plurality of communication devices 301 and 401 is superimposed on the AC power supplied from the power supply (cubicle 20) through the power line 3. It is used for power line carrier communication. The power line carrier communication coupler 10 includes a core 1 and a magnetic flux reducing unit 2. The core 1 has a through hole 11 through which the power line 3 and the signal line 302 (or 402) connected to each of the plurality of communication devices 301 and 401 penetrate. The magnetic flux reducing unit 2 includes the coil 21 mounted on the core 1, and the magnetic flux φ2 generated in the core 1 in the direction opposite to the direction of the magnetic flux φ1 generated by the power supply current I1 flowing through the power line 3 is generated by the coil 21. Generate in core 1. According to this configuration, the magnetic flux φ1 generated in the core 1 by the feeding current I1 flowing through the power line 3 can be reduced by the magnetic flux φ2 in the opposite direction, which makes it difficult for magnetic saturation in the core 1 to occur. Further, since the magnetic flux φ1 generated in the core 1 by the feeding current I1 is reduced to make it difficult for magnetic saturation in the core 1 to occur, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the core 1 and the core 1 is downsized. Can be planned. That is, according to the power line carrier communication coupler 10 of the present embodiment, it is possible to reduce the size of the core 1 while making it difficult for magnetic saturation to occur in the core 1. Further, as compared with the case where a gap is provided in the core 1 to prevent magnetic saturation, only the magnetic flux φ1 generated in the core 1 by the feeding current I1 can be reduced, so that the power line 3 and the signal line 302 for the communication signal S1 can be reduced. The degree of coupling with (or 402) can be increased.

また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10のように、磁束低減部2は、コイル21の両端間に電気的に接続されるローパスフィルタ22を有していることが好ましい。この場合、通信信号S1の周波数は、給電電流I1の周波数よりも高い。そして、ローパスフィルタ22のカットオフ周波数は、給電電流I1の周波数と通信信号S1の周波数との間の周波数である。この構成によれば、磁束φ1によってコイル21に流れる電流のみをローパスフィルタ22により通過させるので、通信信号S1によってコア1に発生する磁束φ3には影響を与えることなく、磁束φ1のみを低減することができる。つまり、この場合もコア1の小型化を図りながらもコア1での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、この構成によれば、コイル21とローパスフィルタ22のみで磁束低減部2を実現することができ、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ10の必須の構成ではなく、ローパスフィルタ22以外で磁束低減部2が構成されていてもよい。 Further, like the power line carrier communication coupler 10 of the present embodiment, the magnetic flux reducing unit 2 preferably has a low-pass filter 22 electrically connected between both ends of the coil 21. In this case, the frequency of the communication signal S1 is higher than the frequency of the feeding current I1. The cutoff frequency of the low-pass filter 22 is a frequency between the frequency of the feeding current I1 and the frequency of the communication signal S1. According to this configuration, since only the current flowing through the coil 21 due to the magnetic flux φ1 is passed by the low-pass filter 22, only the magnetic flux φ1 is reduced without affecting the magnetic flux φ3 generated in the core 1 by the communication signal S1. Can be done. That is, in this case as well, it is possible to make it difficult for magnetic saturation to occur in the core 1 while reducing the size of the core 1. Further, according to this configuration, the magnetic flux reducing unit 2 can be realized only by the coil 21 and the low-pass filter 22, and the cost can be reduced. However, this configuration is not an essential configuration of the power line carrier communication coupler 10, and the magnetic flux reduction unit 2 may be configured other than the low-pass filter 22.

以下、実施形態1の変形例について説明する。 Hereinafter, a modified example of the first embodiment will be described.

上述の通信システム100の適用対象は、商業施設、工場、オフィスビル、病院などの規模の大きい需要家施設に限らず、例えば戸建住宅や集合住宅の各住戸であってもよい。また、通信装置の台数は2台に限らず、3台以上であってもよい。 The application target of the above-mentioned communication system 100 is not limited to large-scale consumer facilities such as commercial facilities, factories, office buildings, and hospitals, and may be, for example, each dwelling unit of a detached house or an apartment house. Further, the number of communication devices is not limited to two, and may be three or more.

上述の実施形態1では、非分割のコア1を例に説明したが、分割式のコアであってもよい。また、コア1の形状は一例であり、例えばコア1が角筒状に形成されていてもよい。 In the above-described first embodiment, the non-divided core 1 has been described as an example, but a divided core may be used. Further, the shape of the core 1 is an example, and for example, the core 1 may be formed in a square cylinder shape.

さらに、上述の実施形態1では、ローパスフィルタ22がインダクタである場合を例に説明したが、ローパスフィルタ22はインダクタに限らず、例えばRC回路であってもよいし、オペアンプで構成されていてもよい。 Further, in the above-described first embodiment, the case where the low-pass filter 22 is an inductor has been described as an example, but the low-pass filter 22 is not limited to the inductor, and may be, for example, an RC circuit or may be composed of an operational amplifier. good.

(実施形態2)
実施形態2の電力線搬送通信用カプラ10Aについて、図3を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The power line carrier communication coupler 10A of the second embodiment will be specifically described with reference to FIG. However, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10A(以下、カプラ10Aという。)は、図3に示すように、コア1と、磁束低減部2Aとを備えている。 As shown in FIG. 3, the power line carrier communication coupler 10A (hereinafter referred to as the coupler 10A) of the present embodiment includes a core 1 and a magnetic flux reducing unit 2A.

磁束低減部2Aは、検出部25と、分離部26と、逆磁束発生部27とを有している。検出部25は、検出用コイル23と、検出回路24とを含む。 The magnetic flux reducing unit 2A includes a detecting unit 25, a separating unit 26, and a reverse magnetic flux generating unit 27. The detection unit 25 includes a detection coil 23 and a detection circuit 24.

検出用コイル23は、コア1における貫通孔11の周方向の一部に装着されている。つまり、検出用コイル23は、導線をコア1に巻くことにより形成されている。検出用コイル23の両端部は、検出回路24に電気的に接続されている。 The detection coil 23 is mounted on a part of the core 1 in the circumferential direction of the through hole 11. That is, the detection coil 23 is formed by winding a conducting wire around the core 1. Both ends of the detection coil 23 are electrically connected to the detection circuit 24.

検出回路24は、電気信号S2を検出する。電気信号S2は、電力線3に給電電流I1が流れることによってコア1に発生する磁束φ11と、信号線302(又は402)に通信信号S1が印加されることによってコア1に発生する磁束φ13とを含む磁束に対応している。本実施形態では、検出回路24は抵抗を有しており、検出回路24は、電気信号S2として、上記磁束を打ち消す向きの磁束を発生させる誘導電流によって抵抗の両端間に生じる電圧を検出する。つまり、本実施形態では、電気信号S2は電圧信号である。 The detection circuit 24 detects the electric signal S2. The electric signal S2 has a magnetic flux φ11 generated in the core 1 when the power supply current I1 flows through the power line 3 and a magnetic flux φ13 generated in the core 1 when the communication signal S1 is applied to the signal line 302 (or 402). It corresponds to the magnetic flux included. In the present embodiment, the detection circuit 24 has a resistor, and the detection circuit 24 detects a voltage generated between both ends of the resistor as an electric signal S2 by an induced current that generates a magnetic flux in a direction that cancels the magnetic flux. That is, in the present embodiment, the electric signal S2 is a voltage signal.

分離部26は、例えばローパスフィルタである。このローパスフィルタは、実施形態1と同様に、インダクタであることが好ましい。そして、このローパスフィルタのカットオフ周波数は、給電電流I1の周波数と通信信号S1の周波数との間の周波数であることが好ましい。分離部26は、検出部25で検出される電気信号S2から電力線3に流れる給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ11に対応する成分を分離し、分離した上記成分を逆磁束発生部27に出力する。 The separation unit 26 is, for example, a low-pass filter. The low-pass filter is preferably an inductor as in the first embodiment. The cutoff frequency of this low-pass filter is preferably a frequency between the frequency of the feeding current I1 and the frequency of the communication signal S1. The separation unit 26 separates the component corresponding to the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the power supply current I1 flowing from the electric signal S2 detected by the detection unit 25 to the power line 3, and transfers the separated component to the reverse magnetic flux generation unit 27. Output.

逆磁束発生部27は、コイル28と、逆磁束発生回路29とを含む。コイル28は、上述の実施形態1のコイル21に相当し、コア1に装着されている。つまり、コイル28は、導線をコア1に巻くことにより形成されている。逆磁束発生回路29は、分離部26で分離された、磁束φ11に対応する成分に基づいて磁束φ11と逆向きの磁束をコイル28によってコア1に発生させる。本実施形態では、逆磁束発生回路29は、コイル28に対して電流I2を流すことで磁束φ12を発生させる。 The reverse magnetic flux generating unit 27 includes a coil 28 and a reverse magnetic flux generating circuit 29. The coil 28 corresponds to the coil 21 of the above-described first embodiment and is mounted on the core 1. That is, the coil 28 is formed by winding a conducting wire around the core 1. The reverse magnetic flux generation circuit 29 generates a magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux φ11 in the core 1 by the coil 28 based on the component corresponding to the magnetic flux φ11 separated by the separation unit 26. In the present embodiment, the reverse magnetic flux generation circuit 29 generates the magnetic flux φ12 by passing a current I2 through the coil 28.

本実施形態のカプラ10Aでは、上述のように、電力線3に給電電流I1が流れることによってコア1に発生する磁束φ11に対応する成分に基づいて、磁束φ11と逆向きの磁束φ12をコア1に発生させている。そのため、磁束φ11と略同じ大きさの磁束φ12をコア1に発生させることができ、磁束φ11を打ち消すことが可能になる。言い換えると、本実施形態のカプラ10Aによれば、電力線3に給電電流I1が流れることによってコア1に発生する磁束φ11を相殺できるような大きさの磁束φ12を発生させることができる。また、磁束φ12によって磁束φ11を打ち消すことができるため、コア1の更なる小型化が可能になる。 In the coupler 10A of the present embodiment, as described above, the magnetic flux φ12 opposite to the magnetic flux φ11 is applied to the core 1 based on the component corresponding to the magnetic flux φ11 generated in the core 1 when the power supply current I1 flows through the power line 3. It is occurring. Therefore, a magnetic flux φ12 having substantially the same size as the magnetic flux φ11 can be generated in the core 1, and the magnetic flux φ11 can be canceled out. In other words, according to the coupler 10A of the present embodiment, it is possible to generate a magnetic flux φ12 having a size capable of canceling the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the feed current I1 flowing through the power line 3. Further, since the magnetic flux φ12 can cancel the magnetic flux φ11, the core 1 can be further miniaturized.

以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10Aでは、磁束低減部2Aは、検出部25(検出用コイル23及び検出回路24)と、分離部26と、逆磁束発生部27(コイル28及び逆磁束発生回路29)とを有している。検出部25は、コア1に発生する磁束φ11及び磁束φ13に対応する電気信号S2を検出する。分離部26は、検出部25で検出される電気信号S2から給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ11に対応する成分を分離する。逆磁束発生部27は、コイル28を含み、分離部26で分離された上記成分に基づいて磁束φ11と逆向きの磁束φ12をコイル28によってコア1に発生させる。この構成によれば、検出部25及び分離部26によって逆磁束発生部27にて発生させる逆向きの磁束φ12の大きさを、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ11の大きさに近づけることができる。その結果、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ11を相殺できるような大きさの磁束φ12を発生させることができる。また、磁束φ12によって磁束φ11を打ち消すことができるため、コア1の更なる小型化が可能になる。 As described above, in the power line carrier communication coupler 10A of the present embodiment, the magnetic flux reduction unit 2A includes the detection unit 25 (detection coil 23 and detection circuit 24), the separation unit 26, and the reverse magnetic flux generation unit 27 ( It has a coil 28 and a reverse magnetic flux generation circuit 29). The detection unit 25 detects the electric signal S2 corresponding to the magnetic flux φ11 and the magnetic flux φ13 generated in the core 1. The separation unit 26 separates the component corresponding to the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the feeding current I1 from the electric signal S2 detected by the detection unit 25. The reverse magnetic flux generating unit 27 includes the coil 28, and generates a magnetic flux φ12 in the opposite direction to the magnetic flux φ11 in the core 1 by the coil 28 based on the above components separated by the separating unit 26. According to this configuration, the size of the reverse magnetic flux φ12 generated by the reverse magnetic flux generating unit 27 by the detecting unit 25 and the separating unit 26 is brought close to the size of the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the feeding current I1. Can be done. As a result, it is possible to generate a magnetic flux φ12 having a size capable of canceling the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the feeding current I1. Further, since the magnetic flux φ12 can cancel the magnetic flux φ11, the core 1 can be further miniaturized.

また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10Aのように、検出部25は、コア1に装着されている検出用コイル23を含むことが好ましい。この構成によれば、コア1に発生する磁束φ11,φ13を、検出用コイル23を用いて検出しているので、電流センサを用いて磁束φ11,φ13を検出する場合に比べて、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ10Aの必須の構成ではなく、検出部25に検出用コイル23が含まれていなくてもよい。 Further, like the power line carrier communication coupler 10A of the present embodiment, the detection unit 25 preferably includes a detection coil 23 mounted on the core 1. According to this configuration, since the magnetic fluxes φ11 and φ13 generated in the core 1 are detected by using the detection coil 23, the cost is reduced as compared with the case where the magnetic fluxes φ11 and φ13 are detected by using the current sensor. Can be planned. However, this configuration is not an essential configuration of the power line carrier communication coupler 10A, and the detection coil 23 may not be included in the detection unit 25.

また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10Aのように、分離部26は、ローパスフィルタであることが好ましい。この場合、通信信号S1の周波数は、給電電流I1の周波数よりも高い。そして、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、給電電流I1の周波数と通信信号S1の周波数との間の周波数である。この構成によれば、給電電流I1によってコア1に発生する磁束φ11により検出用コイル23に流れる電流のみを通過させるので、通信信号S1によってコア1に発生する磁束φ13には影響を与えることなく、磁束φ11のみを低減することができる。また、この構成によれば、ローパスフィルタのみで分離部26を実現することができ、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ10Aの必須の構成ではなく、ローパスフィルタ以外で分離部26が構成されていてもよい。 Further, like the power line carrier communication coupler 10A of the present embodiment, the separation unit 26 is preferably a low-pass filter. In this case, the frequency of the communication signal S1 is higher than the frequency of the feeding current I1. The cutoff frequency of the low-pass filter is a frequency between the frequency of the feeding current I1 and the frequency of the communication signal S1. According to this configuration, only the current flowing through the detection coil 23 is passed by the magnetic flux φ11 generated in the core 1 by the feeding current I1, so that the magnetic flux φ13 generated in the core 1 by the communication signal S1 is not affected. Only the magnetic flux φ11 can be reduced. Further, according to this configuration, the separation unit 26 can be realized only by the low-pass filter, and the cost can be reduced. However, this configuration is not an essential configuration of the power line carrier communication coupler 10A, and the separation unit 26 may be configured other than the low-pass filter.

さらに、上述の実施形態2で説明した構成は、実施形態1で説明した変形例と適宜組み合わせて適用可能である。 Further, the configuration described in the second embodiment can be applied in combination with the modified example described in the first embodiment as appropriate.

(実施形態3)
実施形態3の電力線搬送通信用カプラ10Bについて、図4〜図6を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
The power line carrier communication coupler 10B of the third embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 4 to 6. However, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10B(以下、カプラ10Bという。)は、図4に示すように、コア1と、磁束低減部2Bとを備えている。また、磁束低減部2Bは、コイル21と、ローパスフィルタ22とを有している。ここで、上述の実施形態1では、コイル21がコア1における貫通孔11の周方向の一部にしか装着されていないが、本実施形態では、コイル21がコア1における貫通孔11の全周に亘って装着されている(図4参照)。言い換えると、コイル21は、導線をコア1における貫通孔11の全周に亘って巻くことで形成されている。ここに、コア1における貫通孔11の全周とは、コア1において局所的な磁気飽和が生じない程度にコイル21が装着されている範囲のことをいい、例えばコア1の90%以上の領域にコイル21が装着されていればよい。 As shown in FIG. 4, the power line carrier communication coupler 10B (hereinafter referred to as coupler 10B) of the present embodiment includes a core 1 and a magnetic flux reducing unit 2B. Further, the magnetic flux reducing unit 2B has a coil 21 and a low-pass filter 22. Here, in the above-described first embodiment, the coil 21 is mounted only on a part of the through hole 11 in the core 1 in the circumferential direction, but in the present embodiment, the coil 21 is the entire circumference of the through hole 11 in the core 1. (See FIG. 4). In other words, the coil 21 is formed by winding a conducting wire over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1. Here, the entire circumference of the through hole 11 in the core 1 means a range in which the coil 21 is mounted to the extent that local magnetic saturation does not occur in the core 1, for example, a region of 90% or more of the core 1. It suffices if the coil 21 is attached to.

ところで、電力線3は、図5Aに示すように、コア1の貫通孔11の中心に位置していることが好ましい。この場合、電力線3に給電電流I1が流れることによって、均等な磁束φ1がコア1に発生する。これに対して、図5Bに示すように、電力線3がコア1の貫通孔11の中心からずれている場合、磁束φ1が偏って発生する。図5Bに示す例では、コア1において電力線3までの距離が短い部分では、磁束φ1が密になり、コア1において電力線3までの距離が長い部分では、漏れ磁束φ4が生じることで磁束φ1が疎になる。 By the way, as shown in FIG. 5A, the power line 3 is preferably located at the center of the through hole 11 of the core 1. In this case, a uniform magnetic flux φ1 is generated in the core 1 by the feed current I1 flowing through the power line 3. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the power line 3 is deviated from the center of the through hole 11 of the core 1, the magnetic flux φ1 is unevenly generated. In the example shown in FIG. 5B, the magnetic flux φ1 becomes dense in the portion where the distance to the power line 3 is short in the core 1, and the magnetic flux φ1 is generated in the portion where the distance to the power line 3 is long in the core 1 due to the leakage flux φ4. Become sparse.

上述の実施形態1で説明したカプラ10では、コイル21がコア1における貫通孔11の周方向の一部にしか装着されていない。そのため、カプラ10では、磁束φ1が密になる部分とコイル21が装着されている部分とが異なっている場合に、磁束φ1を低減することができず、コア1において局所的な磁気飽和が生じる可能性がある。 In the coupler 10 described in the first embodiment described above, the coil 21 is mounted only on a part of the through hole 11 in the core 1 in the circumferential direction. Therefore, in the coupler 10, when the portion where the magnetic flux φ1 becomes dense and the portion where the coil 21 is mounted are different, the magnetic flux φ1 cannot be reduced and local magnetic saturation occurs in the core 1. there is a possibility.

また、上述の実施形態1で説明したカプラ10のように、コイル21がコア1における貫通孔11の周方向の一部にしか装着されていない場合、磁束低減部2によってコア1に発生する磁束φ2は、図6に示すようになる。つまり、コア1におけるコイル21が装着されている部分では、コア1内に磁束φ2が発生するが、電力線3に対してコイル21が装着されている部分と反対側では、漏れ磁束φ5となり、コア1において局所的な磁気飽和が生じる可能性がある。以上のことから、磁束低減部2の一部を構成するコイル21は、図4に示すように、コア1における貫通孔11の全周に亘って装着されていることが好ましい。 Further, when the coil 21 is mounted only on a part of the through hole 11 in the core 1 in the circumferential direction as in the coupler 10 described in the first embodiment, the magnetic flux generated in the core 1 by the magnetic flux reducing unit 2 φ2 is as shown in FIG. That is, the magnetic flux φ2 is generated in the core 1 in the portion of the core 1 where the coil 21 is mounted, but the leakage flux φ5 is generated in the portion opposite to the portion where the coil 21 is mounted with respect to the power line 3, and the core. Local magnetic saturation may occur at 1. From the above, it is preferable that the coil 21 forming a part of the magnetic flux reducing portion 2 is mounted over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1, as shown in FIG.

以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10Bでは、コイル21は、コア1における貫通孔11の全周に亘って装着されている。この構成によれば、コア1における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。 As described above, in the power line carrier communication coupler 10B of the present embodiment, the coil 21 is mounted over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1. According to this configuration, local magnetic saturation in the core 1 can be made less likely to occur.

上述の実施形態3で説明した構成は、実施形態2で説明した構成と適宜組み合わせて適用可能である。つまり、実施形態2のカプラ10Aにおいて、検出用コイル23及びコイル28がコア1における貫通孔11の全周に亘って装着されていてもよい。また、上述の実施形態3で説明した構成は、実施形態1で説明した変形例と適宜組み合わせて適用可能である。 The configuration described in the third embodiment can be applied in combination with the configuration described in the second embodiment as appropriate. That is, in the coupler 10A of the second embodiment, the detection coil 23 and the coil 28 may be mounted over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1. Further, the configuration described in the third embodiment can be applied in combination with the modified example described in the first embodiment as appropriate.

(実施形態4)
実施形態4の電力線搬送通信用カプラ10C,10Dについて、図7及び図8を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
The power line carrier communication couplers 10C and 10D of the fourth embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 7 and 8. However, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10C(以下、カプラ10Cという。)は、図7に示すように、コア1と、複数(図7では3つ)の磁束低減部2とを備えている。上述の実施形態1では、1つの磁束低減部2のコイル21をコア1における貫通孔11の周方向の一部に装着しているが、本実施形態では、3つの磁束低減部2のコイル21によってコア1における貫通孔11の全周に亘ってコイル21が装着されている。本実施形態でも、コア1における貫通孔11の全周とは、コア1において局所的な磁気飽和が生じない程度にコイル21が装着されている範囲のことをいう。 As shown in FIG. 7, the power line carrier communication coupler 10C (hereinafter referred to as coupler 10C) of the present embodiment includes a core 1 and a plurality of (three in FIG. 7) magnetic flux reducing units 2. In the above-described first embodiment, the coil 21 of one magnetic flux reducing unit 2 is mounted on a part of the through hole 11 in the circumferential direction in the core 1, but in the present embodiment, the coil 21 of the three magnetic flux reducing units 2 is mounted. The coil 21 is mounted over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1. Also in this embodiment, the entire circumference of the through hole 11 in the core 1 means a range in which the coil 21 is mounted to the extent that local magnetic saturation does not occur in the core 1.

例えば、図7に示すように、電力線3がコア1の貫通孔11の中心からずれている場合には、コア1に発生する磁束φ1が密となる部分では、対応する磁束低減部2によって磁束φ1の大きさに応じた逆向きの磁束φ2が発生する。また、コア1に発生する磁束φ1が疎となる部分では、対応する磁束低減部2によって磁束φ1の大きさに応じた逆向きの磁束φ2がコア1に発生する。つまり、本実施形態のカプラ10Cによれば、複数の磁束低減部2によって、コイル21が装着されている部分に発生する磁束φ1の大きさに応じた逆向きの磁束φ2を発生させることができる。これにより、上述の実施形態3で説明したカプラ10Bと同様に、局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。 For example, as shown in FIG. 7, when the power line 3 is deviated from the center of the through hole 11 of the core 1, the magnetic flux is reduced by the corresponding magnetic flux reducing unit 2 in the portion where the magnetic flux φ1 generated in the core 1 becomes dense. A magnetic flux φ2 in the opposite direction is generated according to the size of φ1. Further, in the portion where the magnetic flux φ1 generated in the core 1 is sparse, the magnetic flux φ2 in the opposite direction corresponding to the magnitude of the magnetic flux φ1 is generated in the core 1 by the corresponding magnetic flux reducing unit 2. That is, according to the coupler 10C of the present embodiment, the plurality of magnetic flux reducing portions 2 can generate the magnetic flux φ2 in the opposite direction according to the magnitude of the magnetic flux φ1 generated in the portion where the coil 21 is mounted. .. As a result, local magnetic saturation can be made less likely to occur, as in the case of the coupler 10B described in the third embodiment.

以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ10Cは、磁束低減部2を複数備えている。複数の磁束低減部2における複数のコイル21は、コア1における貫通孔11の周方向に沿って並んでいる。この構成によれば、コア1における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。 As described above, the power line carrier communication coupler 10C of the present embodiment includes a plurality of magnetic flux reducing units 2. The plurality of coils 21 in the plurality of magnetic flux reducing portions 2 are arranged along the circumferential direction of the through holes 11 in the core 1. According to this configuration, local magnetic saturation in the core 1 can be made less likely to occur.

以下、実施形態4の変形例について説明する。 Hereinafter, a modified example of the fourth embodiment will be described.

上述の実施形態4で説明した磁束低減部2の個数は一例であり、例えば図8に示すように、電力線搬送通信用カプラ10Dが12個の磁束低減部2を備えていてもよい。この場合、12個の磁束低減部2のコイル21によってコア1における貫通孔11の全周に亘ってコイル21が装着されていることが好ましい。つまり、磁束低減部2の個数は複数であればよい。この場合も同様に、コア1における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。 The number of magnetic flux reducing units 2 described in the fourth embodiment is an example. For example, as shown in FIG. 8, the power line carrier communication coupler 10D may include 12 magnetic flux reducing units 2. In this case, it is preferable that the coil 21 is mounted over the entire circumference of the through hole 11 in the core 1 by the coil 21 of the 12 magnetic flux reducing portions 2. That is, the number of the magnetic flux reducing portions 2 may be plural. In this case as well, local magnetic saturation in the core 1 can be made less likely to occur.

また、上述の実施形態4で説明した構成は、実施形態2で説明した構成と適宜組み合わせて適用可能である。つまり、実施形態2において、電力線搬送通信用カプラ10Aが複数の磁束低減部2Aを備えていてもよい。この場合、複数の磁束低減部2Aの検出用コイル23及びコイル28を一組として、複数組の検出用コイル23及びコイル28がコア1における貫通孔11の周方向に沿って並んでいることが好ましい。さらに、上述の実施形態で説明した構成は、実施形態1の変形例と適宜組み合わせて適用可能である。 Further, the configuration described in the fourth embodiment can be applied in combination with the configuration described in the second embodiment as appropriate. That is, in the second embodiment, the power line carrier communication coupler 10A may include a plurality of magnetic flux reducing units 2A. In this case, the detection coils 23 and the coils 28 of the plurality of magnetic flux reducing portions 2A are set as one set, and the plurality of sets of the detection coils 23 and the coils 28 are arranged along the circumferential direction of the through hole 11 in the core 1. preferable. Further, the configuration described in the above-described embodiment can be applied in combination with a modification of the first embodiment as appropriate.

1 コア
2,2A,2B 磁束低減部
3 電力線
10,10A,10B,10C,10D 電力線搬送通信用カプラ
11 貫通孔
20 キュービクル(電源)
21 コイル
22 ローパスフィルタ
23 検出用コイル
24 検出回路
25 検出部
26 分離部
27 逆磁束発生部
28 コイル
29 逆磁束発生回路
301 通信装置
302 信号線
401 通信装置
402 信号線
I1 給電電流
S1 通信信号
S2 電気信号
φ1,φ2,φ11,φ12,φ13 磁束
1 Core 2, 2A, 2B Magnetic flux reduction unit 3 Power line 10, 10A, 10B, 10C, 10D Power line carrier communication coupler 11 Through hole 20 Cubicle (power supply)
21 Coil 22 Low-pass filter 23 Detection coil 24 Detection circuit 25 Detection unit 26 Separation unit 27 Reverse magnetic flux generation unit 28 Coil 29 Reverse magnetic flux generation circuit 301 Communication device 302 Signal line 401 Communication device 402 Signal line I1 Feed current S1 Communication signal S2 Electricity Signal φ1, φ2, φ11, φ12, φ13 Magnetic flux

Claims (2)

電源から電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用カプラであって、
前記電力線と前記複数の通信装置の各々に接続される信号線とが貫通する貫通孔を有するコアと、
前記コアに装着されている1つのコイルを含み、前記電力線に前記電源からの給電電流が流れることで前記コアに発生する磁束の向きと逆向きの磁束を前記コイルによって前記コアに発生させる磁束低減部とを備え、
前記コイルは、
前記コアに発生した磁束によって誘起される電流を検出する機能と、
前記コアに発生した磁束の向きと逆向きの磁束を前記コアに発生させる機能と、を有しており、
前記コイルは、前記コアにおける前記貫通孔の全周に亘って装着されている
ことを特徴とする電力線搬送通信用カプラ。
A coupler for power line carrier communication used for power line carrier communication in which a communication signal transmitted between a plurality of communication devices is superimposed on AC power supplied from a power source through a power line.
A core having a through hole through which the power line and the signal line connected to each of the plurality of communication devices penetrate.
A magnetic flux reduction that includes one coil mounted on the core and causes the coil to generate magnetic flux in the core in the direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core when the power supply current from the power supply flows through the power line. With a part
The coil
A function to detect the current induced by the magnetic flux generated in the core, and
It has a function of generating a magnetic flux in the core in the direction opposite to the direction of the magnetic flux generated in the core .
The coil is a coupler for power line carrier communication, which is mounted over the entire circumference of the through hole in the core.
前記磁束低減部は、前記コイルの両端間に電気的に接続されるローパスフィルタを有しており、
前記通信信号の周波数は、前記給電電流の周波数よりも高く、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記給電電流の周波数と前記通信信号の周波数との間の周波数である
ことを特徴とする請求項1記載の電力線搬送通信用カプラ
The magnetic flux reducing unit has a low-pass filter electrically connected between both ends of the coil.
The frequency of the communication signal is higher than the frequency of the feeding current.
The power line carrier communication coupler according to claim 1, wherein the cutoff frequency of the low-pass filter is a frequency between the frequency of the feed current and the frequency of the communication signal .
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