JP7031561B2 - 電力線通信用フィルタ回路、電力線通信装置、及び、電力メーター - Google Patents

電力線通信用フィルタ回路、電力線通信装置、及び、電力メーター Download PDF

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Description

本発明は、電力線通信用フィルタ回路、電力線通信装置、及び、電力メーターに関する。
電力線通信(PLC:Power Line Communication)は、電力線を利用して通信信号を伝送する通信方式である。例えば、家屋内で、複数箇所のコンセントにPLCモデムのプラグを差し込むことによって、各PLCモデムに接続されたパソコン等の情報処理装置間で容易にネットワークを構成することができる。
このため、電力線通信は、スマートメーター等と組み合わせることで、ネットワークを介した電力量の検針等に用いられることがある。
上記のような電力線通信に用いられるPLCモデム(電力線通信装置)は、電力線の交流電圧と絶縁しつつ電力線を用いて通信信号を送受信するためのフィルタ機能を有する回路(以下、フィルタ回路という)を備えている(例えば、特許文献1参照。)。
このフィルタ回路は、1次コイルに電力線が接続され2次コイルに通信回路が接続されたカップリングトランスと、前記1次コイル側に直列に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと前記1次コイルとの間に接続されるとともに前記1次コイルに並列に接続されたインピーダンス回路とを備えている。
前記インピーダンス回路は、インダクタ等を備えており、家電製品から生じるノイズの周波数帯域でインピーダンスが小さくなるように構成されている。
これにより、このフィルタ回路は、例えば、家電製品から発生する数10kHzのノイズを除去し、電力線通信で使用する周波数帯域(数100kHz)の信号を通過させる特性を有しており、家電製品からのノイズを抑制し、電力線通信において適切な信号の送受信を実現することができる。
特開2003-134003号公報
上記電力線通信では、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う時分割複信(TDD:Time Division Duplex)が採用されることがある。
TDDを採用した電力線通信において用いられるPLCモデムは、図6に示すように、送信回路100、受信回路102、及び、送受信回路100、102と電力線106との間に接続されたフィルタ回路108の他、送受信を切り替えるための切替器104を備えている。切替器104には、送信回路100、受信回路102、及びフィルタ回路108が接続されている。切替器104は、フィルタ回路108の接続先を送信回路100及び受信回路102のいずれか一方に切り替えるスイッチとしての機能を有する。切替器104がフィルタ回路108の接続先を切り替えることで、送受信の切り替えが行われる。
ここで、切替器104が送受信の切り替えを行う際、送信回路100及び受信回路102のいずれの回路にも接続されない期間が生じる。
いずれの回路にも接続されない期間においては、フィルタ回路108からみた切替器104のインピーダンスが非常に高くなる。このため、フィルタ回路108のインダクタに蓄積されたエネルギーが放出され、さらにそのエネルギーはスプリアス(不要波)として電力線側へ伝搬し、電力線に伝搬したスプリアスが当該電力線から放射されることがある。
このようなスプリアスは、規格によって定められた周波数帯域外の周波数である場合があり、放射させることは好ましくない。
このため、TDDによる電力線通信において、スプリアスの発生を抑制するための方策が望まれる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スプリアスの発生を抑制することができる技術の提供を目的とする。
一実施形態である電力線通信用フィルタ回路は、商用交流の電力線と、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、の間に介在させる電力線通信用フィルタ回路であって、1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記電力線通信回路が接続されるカップリングトランスと、前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている。
また、他の実施形態である電力線通信装置は、商用交流の電力線を信号伝送路とする電力線通信装置であって、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記通信回路が接続されるカップリングトランスと、前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている。
また、他の実施形態である電力線通信装置は、上述の電力線通信装置を搭載した電力メーターである。
本発明によれば、スプリアスの発生を抑制することができる。
図1は、一例として、集合住宅の各戸に設けられた電力メーターの接続形態を示す単線接続図である。 図2は、1台の電力メーターに着目した回路図である。 図3は、PLCモデムの内部回路構成を示す図である。 図4Aは、比較例品の出力を時間領域で示したグラフである。 図4Bは、実施例品の出力を時間領域で示したグラフである。 図5は、実施例品及び比較例品それぞれの出力を周波数領域で示したグラフである。 図6は、従来のPLCモデムの要部を示す図である。
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
[実施形態の概要]
(1)一実施形態である電力線通信用フィルタ回路は、商用交流の電力線と、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、の間に介在させる電力線通信用フィルタ回路であって、1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記電力線通信回路が接続されるカップリングトランスと、前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている。
上記構成の電力線通信用フィルタ回路によれば、電力線通信回路において送信と受信とが切り替わる際に、インダクタに蓄積されたエネルギーが当該インダクタから放出されると、前記インダクタに直列に接続された第1抵抗によって前記エネルギーを消費させることができる。
この結果、電力線側に伝搬してスプリアスを生じさせる原因となる前記エネルギーを抑制でき、スプリアスの発生を抑制することができる。
(2)上記電力線通信用フィルタ回路において、前記インダクタと、前記電力線通信回路との間に、前記2次コイルに対して並列に接続された第2抵抗をさらに備えていることが好ましい。
この場合、2次コイルと電力線通信回路とを接続する線路のインピーダンスを安定化できるとともに、インダクタから放出されるエネルギーを第2抵抗にも消費させることができ、スプリアスの発生を効果的に抑制することができる。
(3)上記電力線通信用フィルタ回路において、前記インダクタのインダクタンスは、10μHから100μHの範囲にあることが好ましい。
この場合、電磁誘導加熱調理器具等の家電から一般的に発生することの多い20kHz程度のノイズに対して優れたノイズ抑制効果が得られた。
また、この範囲内の周波数とすることにより、インダクタの存在による電力線通信の信号減衰を抑制することができる。すなわち、インダクタンスが10μH未満では電力線通信の通信信号の識別に影響が出る。インダクタンスが100μHを超えると、ノイズ抑制効果が低下する。なお、この範囲内でも特に、33μH及びその近傍が好適である。
(4)上記電力線通信用フィルタ回路において、前記第1抵抗の抵抗値は、1Ωから5Ωの範囲にあることが好ましい。
第1抵抗の抵抗値が1Ω未満である場合、インダクタから放出されるエネルギーを消費する効果が低くなり、スプリアスの抑制効果に影響が出る。また、第1抵抗の抵抗値が5Ωを超える場合、インダクタによるノイズの低減効果が低下する。第1抵抗の抵抗値を1Ωから5Ωの範囲とすることで、インダクタから放出されるエネルギーを好適に消費させることができる。
(5)他の実施形態である電力線通信装置は、商用交流の電力線を信号伝送路とする電力線通信装置であって、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記通信回路が接続されるカップリングトランスと、前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている。
(6)他の実施形態である電力メーターは、上記(5)に記載の電力線通信装置を搭載した電力メーターである。
[実施形態の詳細]
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
《電力線通信を用いたネットワークの構成例》
まず、電力線通信を用いたネットワークの構成例について説明する。ここで、電力線通信の通信信号の周波数帯域は、150kHz~400kHzである。
図1は、一例として、集合住宅1の各戸に設けられた通信機能付き電力メーター2の接続形態を示す単線接続図である。この電力メーター2は、いわゆるスマートメーターであり、図ではSMと表記する。図において、集合住宅1の電気室には、6.6kVの高圧ケーブル3が引き込まれている。変圧器4は、6.6kVを、200/100V(単相3線)の低圧に変圧する。低圧複数系統の配電線5a,5b,5cには、総戸数分の電力メーター2(一部のみ図示)が接続されている。変圧器4の低圧側には、電力線通信装置(以下、PLCモデムと言う。)を内蔵するコンセントレーター6が、接続されている。
電力メーター2はPLCモデムを内蔵し、コンセントレーター6と電力線通信を行うことができる。コンセントレーター6と各電力メーター2とは、変圧器4の傘下で、低圧の配電線5(5a,5b,5c)を信号伝送路とする電力線通信のローカルなネットワークを構成している。このネットワークを利用して、各電力メーター2による電力量の検針データをコンセントレーター6に集約することができる。コンセントレーター6はさらに、光通信や無線通信により、電力供給元(電力会社)に検針データを送信することができる。
一方、電力メーター2のその先は、需要家7すなわち各戸の屋内配線となる。電力メーター2には分電盤71が接続され、この分電盤71から多数(3個のみ図示)のコンセント72,73,74に屋内電力線が配線されている。
ここで、例えば、コンセント72にはIH調理器具(電磁誘導加熱調理器具)76が接続されているとする。
また、分電盤71若しくはコンセント(例えば73,74)には、需要家7内のエネルギー管理機器としてHEMS(Home Energy Management System)ゲートウェイ75が接続されている場合がある。HEMSゲートウェイ75は、有線又は無線で、当該需要家用の電力メーター2と通信を行うことができる。ここでは例えば、HEMSゲートウェイ75はPLCモデムを内蔵し、電力メーター2と電力線通信を行うことができるものとする。すなわち、電力メーター2は、コンセントレーター6と通信を行うことができるとともに、HEMSゲートウェイ75とも通信を行うことができる。
図2は、1台の電力メーター2に着目した回路図である。他の電力メーター2についても同様である。図1と対応する部分には同一符号を付している。図2において、電力メーター2は、計量部2A、記憶部2B、及び、PLCモデム2Cを備えている。なお、計量部2A、記憶部2B、及び、PLCモデム2Cは、機能部として存在すればよく、物理的にこのように分かれている必要は必ずしも無い。例えば、相互に任意に一体化していてもよい。
計量部2Aには、配電線5の電圧線L1,L2及び中性線Nが接続されている。電圧線L1,L2及び中性線Nは、計量部2Aを通過して、屋内配線5xとなる。計量部2Aは、通過する電流及び電圧に基づいて、電力量を測定する。
計量部2Aは、測定した電力量の情報を、記憶部2Bに保存する。
PLCモデム2Cは、電力量の情報の他、通信に必要な情報を、記憶部2Bから取得する。PLCモデム2Cは、電路2Dにより、例えば電圧線L1,L2と接続されており、電力線通信の通信信号を配電線5及び屋内配線5xを介して送受信することができる。
PLCモデム2Cは、電力量の情報や必要な情報等を含む通信信号をコンセントレーター6へ向けて送信することができる。コンセントレーター6は、配電線5を介して送信される通信信号を受信し、各電力メーター2からの電力量の情報を取得する。
例えば、コンセントレーター6から特定の電力メーター2にポーリングを行い、その電力メーター2が電力量の情報をコンセントレーター6に送信する、という過程を各電力メーター2について行うことにより、電力量の情報収集を行うことができる。
コンセントレーター6は、例えば光ファイバや携帯無線(3G)を用いて、WAN(Wide Area Network)9経由で、電力供給元8と通信を行うことができる。
ここで、図1に戻り、前述のように、IH調理器具76は一般的に20kHz程度のノイズを発生することがわかっている。このノイズは、電力線を伝って伝搬するので、HEMSゲートウェイ75に内蔵されるPLCモデム、及び、電力メーター2のPLCモデム2Cに対して、良好な電力線通信を妨げる可能性がある。また、コンセントレーター6に内蔵されるPLCモデムにも影響を与える可能性がある。
なお、PLCモデムとは、例えば、基板に搭載された回路や、独立した完成品ユニットの他、種々の形態を含むものとする。
《PLCモデムの回路構成》
図3は、上述のPLCモデム2Cの内部回路構成を示す図である。なお、HEMSゲートウェイ75,コンセントレーター6に内蔵されるPLCモデムについても同様の内部回路構成となる。
図3において、PLCモデム2Cは、主として、フィルタ回路30と、通信回路32とを備えている。なお、PLCモデム2Cとしての、その他の既知の詳細は省略する。
フィルタ回路30は、配電線5(電圧線L1,L2)と、通信回路32との間に介在して設けられている。よって、通信回路32は、フィルタ回路30を介して通信信号の送受信を行う。
通信回路32は、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行うTDDによってコンセントレーター6との間で電力線通信を行う。よって、通信回路32における送信期間及び受信期間は、予め、時間軸上に交互に割り当てられる。
通信回路32は、送信回路48と、受信回路50と、切替器52とを備えている。
送信回路48は、コンセントレーター6へ向けた通信信号を送信する機能を有している。受信回路50は、自モデム2Cに向けて送信される通信信号を受信する機能を有している。
切替器52には、信号線54を介してフィルタ回路30が接続されている。また、切替器52には、送信回路48及び受信回路50が接続されている。
切替器52は、フィルタ回路30の接続先を送信回路48及び受信回路50のいずれか一方に切り替えるスイッチとしての機能を有している。
切替器52は、送信期間においては、フィルタ回路30と送信回路48とを接続し、受信回路50を切り離す。また、切替器52は、受信期間においては、フィルタ回路30と受信回路50とを接続し、送信回路48を切り離す。
フィルタ回路30は、コンデンサ34,36、及びカップリングトランス38を備えている。カップリングトランス38は、1次コイル38p及び2次コイル38sを備えている。カップリングトランス38は、1次コイル38p側の電圧(200V)を、数Vに変圧する。2次コイル38s側には、通信回路32が接続されている。
カップリングトランス38の1次コイル38pの両端にはそれぞれ、コンデンサ34,36を介して電力線(ここでは電圧線L1,L2)が接続されている。すなわち、コンデンサ34,36は、電力線2線のそれぞれに対して直列に挿入されている。なお、コンデンサ34,36は、それらの一方を省略することも可能である。
1次コイル38pのインダクタンスは、例えば約600μHである。
フィルタ回路30は、さらに、インダクタ40、第1抵抗42、第2抵抗44、及び過渡電圧抑制素子46を2次コイル38s側に備えている。
インダクタ40は、2次コイル38sに対して並列に接続されている。
また、第1抵抗42は、インダクタ40に直列に接続されている。第1抵抗42の抵抗値は、インダクタ40のインダクタンスに応じて設定されるが、本実施形態では、2Ωに設定される。
なお、本実施形態において、インダクタ40のインダクタンスは33μHに設定される。
第2抵抗44は、インダクタ40及び第1抵抗42よりも通信回路32寄りにあって、2次コイル38sに対して並列に接続されている。第2抵抗44は、2次コイル38sと通信回路32とを接続する線路のインピーダンスを安定化させる。第2抵抗44の抵抗値としては、例えば100Ω及びその近傍に設定される。
過渡電圧抑制素子46(以下、TVS(Transient Voltage Suppressor)46ともいう)は、第2抵抗44よりも通信回路32寄りにあって、2次コイル38sに対して並列に接続されている。TVS46は、過渡電圧を抑制する機能を有しており、例えば、極性を対向させて直列接続した一対のツェナーダイオードによって構成される。
上記フィルタ回路30において、コンデンサ34,36は、ハイパスフィルタとして機能し、電力線側からの、50Hz又は60Hzの商用交流電流の侵入を阻止する。一方、商用交流に比べて格段に周波数の高い電力線通信の通信信号(周波数帯域:150kHz~400kHz)やその他のノイズは、コンデンサ34,36を通過する。なお、コンデンサ34,36のキャパシタンスとしては、例えば0.1μF~0.5μFが好適である。
コンデンサ34,36を通過した通信信号やその他のノイズは、カップリングトランス38へ与えられる。
インダクタ40は、高周波領域での相対的なハイパスフィルタとして機能する。
カップリングトランス38の1次コイル38p側から2次コイル38s側へ伝送される信号やノイズのうち、IH調理器具76から発生する20kHz程度のノイズは、インダクタ40によってカットオフされ(又は大きく減衰させられ)、その一方で、当該ノイズよりも周波数の高い電力線通信の通信信号は、影響を受けずに通信回路32へ導かれる。
なお、カットオフ周波数を適切に設定することにより、減衰させる対象の周波数帯域をある程度広く取ることができるので、例えば30kHzのノイズであっても充分に減衰させることが可能である。
このようなフィルタ機能を発揮させるインダクタ40のインダクタンスとしては、33μH及びその近傍(例えば±10%)が特に好適であった。電力線通信の通信信号の識別に影響を与えない観点からインダクタンスの許容範囲を規定すると、10μH~100μHである。すなわち、インダクタンスが10μH未満では通信信号の識別に影響が出る。また、インダクタンスが100μHを超えると、ノイズ抑制効果が低下する。
以上のように、上記フィルタ回路30を備えたPLCモデム2Cによれば、通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズ、例えば電磁誘導加熱調理機器のノイズは、インダクタ40がフィルタとなってブロックされ、通信回路32への当該ノイズの流入が抑制される。従って、PLCモデム2Cに対する当該ノイズの影響を抑制することができる。
また、インダクタ40のインダクタンスを10μH~100μHの範囲内とすることにより、IH調理器具76が一般的に発生することの多い20kHz程度のノイズに対して優れたノイズ抑制効果が得られた。また、この範囲内の周波数とすることにより、インダクタ40の存在による電力線通信の通信信号の減衰を抑制することができる。なお、前述のように、この範囲内でも特に、33μH及びその近傍が好適である。
また、このようなPLCモデム2Cを搭載する電力メーター2は、需要家7内のIH調理器具からノイズを受けても、その影響を抑制することができるので、コンセントレーター6との通信や、需要家7内のHEMSゲートウェイ75との通信に支障を生じない。
《スプリアス(不要波)について》
本実施形態のPLCモデム2C(の通信回路32)は、上述のようにTDDによって電力線通信を行う。
図3中の切替器52は、送信期間と受信期間とが切り替わるごとに、フィルタ回路30の接続先を送信回路48及び受信回路50のいずれか一方に切り替える。よって、切替器52がフィルタ回路30の接続先を切り替えるタイミングにおいては、フィルタ回路30が送信回路48及び受信回路50のいずれの回路にも接続されない期間が生じる。
いずれの回路にも接続されない期間においては、フィルタ回路30からみた切替器52のインピーダンスが非常に高くなる。このため、インダクタ40に蓄積されたエネルギーが放出される。
このとき、インダクタ40に直列に接続された第1抵抗42は、インダクタ40から放出されるエネルギーを消費する。
例えば、仮に第1抵抗42が短絡される等することで、インダクタ40から放出されるエネルギーが第1抵抗42によって消費されないとすると、当該エネルギーは、TVS46等のフィルタ回路30が有する容量成分によってフィルタ回路30内に蓄積された状態となり、さらに、当該エネルギーはスプリアスとして電力線側へ伝搬する。
この電力線側へ伝搬したスプリアスが電力線等から放射されることがある。
これに対して本実施形態によれば、通信回路32において送信と受信とが切り替わる際に、インダクタ40に蓄積されたエネルギーが当該インダクタ40から放出されると、インダクタ40に直列に接続された第1抵抗42によって前記エネルギーを消費させることができる。
この結果、電力線側に伝搬してスプリアスを生じさせる原因となる前記エネルギーを抑制でき、スプリアスの発生を抑制することができる。
本実施形態では、第1抵抗42の抵抗値を2Ωとしたが、第1抵抗42の抵抗値は、1Ωから5Ωの範囲にあればよい。
第1抵抗42の抵抗値が1Ω未満である場合、インダクタ40から放出されるエネルギーを消費する効果が低くなり、スプリアスの抑制効果に影響が出る。また、第1抵抗42の抵抗値が5Ωを超える場合、インダクタ40によるノイズの低減効果が低下する。第1抵抗42の抵抗値を1Ωから5Ωの範囲とすることで、インダクタ40から放出されるエネルギーを好適に消費させることができる。この範囲内でも特に、2Ω及びその近傍が好適である。
また、本実施形態では、インダクタ40と、通信回路32との間に、2次コイル38sに対して並列に接続された第2抵抗44をさらに備えており、この第2抵抗44にもインダクタ40から放出されるエネルギーを消費させることができ、スプリアスの発生を効果的に抑制することができる。
また本実施形態では、フィルタ回路30を構成する主な要素である、インダクタ40、第1抵抗42、第2抵抗44、及びTVS46が2次コイル38s側に設けられているので、1次コイル38p側に、これら要素を設けた場合と比較して、電圧に対する耐性の要求が低くなる。このため、設計上の自由度が高く、低コスト化に有利である。
次に、上記実施形態に係るPLCモデム2Cにおけるスプリアスの抑制効果を検証するために行った試験結果について説明する。
検証試験は、PLCモデムをモデル化し、そのモデルを用いたコンピュータシミュレーションにより行った。
検証試験における実施例品のモデルには、図3に示すPLCモデム2Cのモデルを用い、比較例品のモデルには、第1抵抗42及び第2抵抗44を備えていない(第1抵抗42を短絡除去するとともに第2抵抗44を開放除去した)点以外、図3に示すPLCモデム2Cと同じ構成のPLCモデムのモデルを用いた。
試験方法としては、実施例品のモデル及び比較例品のモデルそれぞれに送受信の切り替えを行わせ、そのときの出力をコンピュータシミュレーションによって求め、その出力からスプリアスの抑制効果を検証した。
なお、両モデルの出力は、図3中に示すPLCモデム2Cにおける点P1,P2から取り出した。
図4Aは、比較例品の出力を時間領域で示したグラフである。図4A中、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。
図4Aに示すように、切替器52が切り替えを行うタイミングである送信期間と受信期間との間には、フィルタ回路30が送信回路48及び受信回路50のいずれにも接続されない期間Kが存在する。
図4A中の送信期間には、送信回路48が出力する通信信号が電圧の変化として現れている期間と、送信回路48が通信信号を出力しないことからほぼ一定電圧となっている期間とが含まれている。
図4A中の受信期間は、コンセントレーター6から送信される通信信号がないことから、送信期間における一定電圧の期間と同様、ほぼ一定電圧となっている。
また、図4A中の期間Kには、電圧に僅かな変化が生じていることが判る。これが、インダクタ40から放出されたエネルギーであり、これが電力線側へ伝搬するとスプリアスとなる。
図4Bは、実施例品の出力を時間領域で示したグラフである。
図4Bに示すように、実施例品の出力における期間Kにおいては、送信期間における一定電圧の期間及び受信期間と同様、一定電圧となっており、期間Kにおける電圧変化は、実施例品の出力には現れない。
このことより、実施例品では、インダクタ40から放出されたエネルギーが第1抵抗42及び第2抵抗44によって消費され、前記エネルギーが抑制されていることが判る。
図5は、実施例品及び比較例品それぞれの出力を周波数領域で示したグラフである。図5中、横軸は周波数、縦軸は電力を示している。図5においては、実施例品の出力を示すグラフと、比較例品の出力を示すグラフを重ねて示している。
図5中の信号帯域は、通信信号の周波数帯域を示しており、150kHz~400kHzである。
信号帯域内においては、電力線通信の通信信号の成分が電力の増加として現れている。通信信号の成分には、実施例品と比較例品との間で相違は見られない。
図5中の信号帯域の帯域外であって信号帯域の高周波数側に隣接する隣接帯域を見ると、比較例品の電力の方が、実施例品の電力よりも大きく現れている。
この隣接帯域において、実施例品の電力よりも相対的に高く現れている比較例品の電力がインダクタ40から放出されたエネルギーである。すなわち、図4A中の期間Kに現れる電圧の変化が、周波数領域においては、通信信号の周波数帯域よりも高い周波数の信号波として現れている。
このように、図5からも、実施例品では、インダクタ40から放出されたエネルギーが第1抵抗42及び第2抵抗44によって消費されていることが判る。
比較例品では、通信信号の周波数帯域よりも高い周波数のエネルギーがインダクタ40から放出され、このエネルギーが電力線側へ伝搬すると、通信信号の周波数帯域よりも高い周波数のスプリアスとなる。
これに対して、実施例品では、インダクタ40から放出されるエネルギーが消費されることで抑制されるので、スプリアスの発生が抑制される。
以上のように、検証試験の結果、実施例品のPLCモデムによれば、スプリアスの発生を効果的に抑制できることを確認することができた。
《その他の形態》
なお、上記実施形態ではフィルタ回路30はPLCモデム2Cの一部であるが、フィルタ回路30は、PLCモデム2Cから分離独立した電力線通信用フィルタとしても存在し得る。
また、インダクタ40についての上記インダクタンスの好適範囲は、現状のIH調理器具76から発生する20kHz程度の特定ノイズを想定したものであり、将来的にノイズの周波数が大きく変わる場合には、インダクタンスの好適範囲もそれに応じて変わり得ることになる。
さらに、第1抵抗42の抵抗値、及び第2抵抗44の抵抗値も同様であり、インダクタ40のインダクタンスに応じてその好適範囲は変わり得る。
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 集合住宅
2 電力メーター
2A 計量部
2B 記憶部
2C PLCモデム
2D 電路
3 高圧ケーブル
4 変圧器
5,5a,5b,5c 配電線
5x 屋内配線
6 コンセントレーター
7 需要家
8 電力供給元
9 WAN
30 フィルタ回路
32 通信回路
34,36 コンデンサ
38 カップリングトランス
38p 1次コイル
38s 2次コイル
40 インダクタ
42 第1抵抗
44 第2抵抗
46 過渡電圧抑制素子
48 送信回路
50 受信回路
52 切替器
54 信号線
71 分電盤
72,73,74 コンセント
75 HEMSゲートウェイ
76 IH調理器具
100 送信回路
102 受信回路
104 切替器
106 電力線
108 フィルタ回路
L1,L2 電圧線
N 中性線
P1,P2 点

Claims (6)

  1. 商用交流の電力線と、送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、の間に介在させる電力線通信用フィルタ回路であって、
    1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記電力線通信回路が接続されるカップリングトランスと、
    前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、
    前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、
    前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている
    電力線通信用フィルタ回路。
  2. 前記インダクタと、前記電力線通信回路との間に、前記2次コイルに対して並列に接続された第2抵抗をさらに備えている
    請求項1に記載の電力線通信用フィルタ回路。
  3. 前記インダクタのインダクタンスは、10μHから100μHの範囲にある
    請求項1又は請求項2に記載の電力線通信用フィルタ回路。
  4. 前記第1抵抗の抵抗値は、1Ωから5Ωの範囲にある
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力線通信用フィルタ回路。
  5. 商用交流の電力線を信号伝送路とする電力線通信装置であって、
    送信と受信とを時分割で切り替えて通信を行う電力線通信回路と、
    1次コイルに前記電力線が接続され、2次コイルに前記通信回路が接続されるカップリングトランスと、
    前記1次コイルの両端に接続される少なくとも一方の電路に設けられ、商用交流電流の侵入を阻止するコンデンサと、
    前記2次コイルに対して並列に接続され、前記カップリングトランスを介して伝搬する電力線通信の通信信号の周波数帯域より低い周波数のノイズを減衰させるインダクタと、
    前記インダクタに直列に接続された第1抵抗と、を備えている
    電力線通信装置。
  6. 請求項5に記載の電力線通信装置を搭載した電力メーター。
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