JPH11154843A - インピーダンス調整器のシステムおよび方法 - Google Patents
インピーダンス調整器のシステムおよび方法Info
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- JPH11154843A JPH11154843A JP10253718A JP25371898A JPH11154843A JP H11154843 A JPH11154843 A JP H11154843A JP 10253718 A JP10253718 A JP 10253718A JP 25371898 A JP25371898 A JP 25371898A JP H11154843 A JPH11154843 A JP H11154843A
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力線内を伝送されるＲＦ信号を分離するの
に極めて効果的な高周波遮断機能を提供するインピーダ
ンス調整システムを呈示する。 【解決手段】 直列に配置された高電流インダクタ３
０，５０が、ＲＦ帯域にわたって物理的に小さい低電流
結合インダクタ４０，６０に誘導結合されている。高電
流インダクタ３０，５０内で結合係数がＲＦ周波数にお
ける減衰または相殺を誘導することにより、実効インダ
クタンスを増加し、ＲＦ帯域にわたるインピーダンスが
より高くなる。
に極めて効果的な高周波遮断機能を提供するインピーダ
ンス調整システムを呈示する。 【解決手段】 直列に配置された高電流インダクタ３
０，５０が、ＲＦ帯域にわたって物理的に小さい低電流
結合インダクタ４０，６０に誘導結合されている。高電
流インダクタ３０，５０内で結合係数がＲＦ周波数にお
ける減衰または相殺を誘導することにより、実効インダ
クタンスを増加し、ＲＦ帯域にわたるインピーダンスが
より高くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気調整器、特に
家庭およびその他の電力供給先からの高周波干渉が電力
引込線経由での家庭およびその他の電力供給先へのＲＦ
（無線周波数）信号伝送に干渉するのを遮断するインピ
ーダンス調整器に関する。
家庭およびその他の電力供給先からの高周波干渉が電力
引込線経由での家庭およびその他の電力供給先へのＲＦ
（無線周波数）信号伝送に干渉するのを遮断するインピ
ーダンス調整器に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、家庭において変圧器電源から家庭
に接続された電力線を介して高周波情報コンテンツを受
け取ることができるようになった。このような例として
ＩＳＤＮ接続があり、銅線の幹線を使わず、ＦＣＣ（連
邦通信委員会）の固定無線通信免許を取得せずとも設置
できる。ところが、家庭向け負荷によるＲＦインピーダ
ンス変動は予測困難かつ時間変動するため、簡単にでき
る訳ではない。また、電力引込線内の家庭で発生するＲ
Ｆ帯域のノイズは大きくかつ時間依存である可能性があ
る。
に接続された電力線を介して高周波情報コンテンツを受
け取ることができるようになった。このような例として
ＩＳＤＮ接続があり、銅線の幹線を使わず、ＦＣＣ（連
邦通信委員会）の固定無線通信免許を取得せずとも設置
できる。ところが、家庭向け負荷によるＲＦインピーダ
ンス変動は予測困難かつ時間変動するため、簡単にでき
る訳ではない。また、電力引込線内の家庭で発生するＲ
Ｆ帯域のノイズは大きくかつ時間依存である可能性があ
る。
【０００３】ＲＦ信号伝送に用いられる家庭向け電力引
込線から家庭で発生するインピーダンス変動およびノイ
ズを分離するために、外部電力引込線と家庭の接続箇所
において大電流インダクタを電力線に直列に挿入する方
法が当技術分野で知られている。図１に示すこの種の家
庭向け遮断部１２０は、ＲＦ信号用の電力引込線１００
を家庭で発生するインピーダンス変動およびノイズから
分離する従来の試みを代表している。この方法は、電力
線内の直列インダクタンス、および引込線１００の家庭
終端における電力本線から中性点までの電力線全体にわ
たる分路コンデンサに依存している。
込線から家庭で発生するインピーダンス変動およびノイ
ズを分離するために、外部電力引込線と家庭の接続箇所
において大電流インダクタを電力線に直列に挿入する方
法が当技術分野で知られている。図１に示すこの種の家
庭向け遮断部１２０は、ＲＦ信号用の電力引込線１００
を家庭で発生するインピーダンス変動およびノイズから
分離する従来の試みを代表している。この方法は、電力
線内の直列インダクタンス、および引込線１００の家庭
終端における電力本線から中性点までの電力線全体にわ
たる分路コンデンサに依存している。
【０００４】ところが、これらの遮断技術には実用上の
問題がある。受動遮断インダクタは１００ａｍｐｓ ｒ
ｍｓ程度の典型的な家庭用電流を通すためにワイヤの直
径が太くなければならない。すなわち銅線ならば直径が
少なくとも０．２５インチ、アルミ線ならばもっと太い
ワイヤを用いる必要がある。そのような受動コイルの心
線に低μフェライト材料を用いたとしても、実用的な大
きさのいかなるインダクタでもピーク電流±√２・１０
０ａｍｐｓでフェライトが飽和することなく数μヘンリ
ーを超えるインダクタンスは得られない。
問題がある。受動遮断インダクタは１００ａｍｐｓ ｒ
ｍｓ程度の典型的な家庭用電流を通すためにワイヤの直
径が太くなければならない。すなわち銅線ならば直径が
少なくとも０．２５インチ、アルミ線ならばもっと太い
ワイヤを用いる必要がある。そのような受動コイルの心
線に低μフェライト材料を用いたとしても、実用的な大
きさのいかなるインダクタでもピーク電流±√２・１０
０ａｍｐｓでフェライトが飽和することなく数μヘンリ
ーを超えるインダクタンスは得られない。
【０００５】そのような従来型の遮断装置を実現する上
でさらに問題なのは、自己共振周波数が出現することで
ある。コイルの巻きの間隔を密にして、複数のコイルレ
イヤーにより物理的に小さいサイズでコイルのインダク
タンスを増やそうとすると、自己共振周波数は減少し、
信号遮断が行われるべき周波数範囲に現れてしまう。こ
の好ましくない効果はコンパクトなサイズの空心または
フェライト心コイルにおいて現れる。
でさらに問題なのは、自己共振周波数が出現することで
ある。コイルの巻きの間隔を密にして、複数のコイルレ
イヤーにより物理的に小さいサイズでコイルのインダク
タンスを増やそうとすると、自己共振周波数は減少し、
信号遮断が行われるべき周波数範囲に現れてしまう。こ
の好ましくない効果はコンパクトなサイズの空心または
フェライト心コイルにおいて現れる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は従来技術におけ
る上述のまたその他の問題を克服し、引き込み電力本線
に対する効率的で高周波の遮断を行なうために能動回路
を採用しながら、比較的小さな物理的サイズと共振周波
数制御を維持した調整器に関する。本発明の調整器は、
引き込み電力線に対し減衰ＲＦ回路経路を効率的に提示
し、インダクタのインピーダンスを増加させ家庭で発生
する電力引込線内のＲＦノイズ成分を減少させる。本発
明の調整器は、インダクタを通って流れる家庭用低周波
数電流に影響を与えること無く、電力線インダクタンス
のインピーダンスをＲＦ周波数に対して非常に大きく見
せる。
る上述のまたその他の問題を克服し、引き込み電力本線
に対する効率的で高周波の遮断を行なうために能動回路
を採用しながら、比較的小さな物理的サイズと共振周波
数制御を維持した調整器に関する。本発明の調整器は、
引き込み電力線に対し減衰ＲＦ回路経路を効率的に提示
し、インダクタのインピーダンスを増加させ家庭で発生
する電力引込線内のＲＦノイズ成分を減少させる。本発
明の調整器は、インダクタを通って流れる家庭用低周波
数電流に影響を与えること無く、電力線インダクタンス
のインピーダンスをＲＦ周波数に対して非常に大きく見
せる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図２に示すように、本発明の能動
調整器２０は一式の構成要素を含み、それらは協動して
街路変圧器から家庭その他の供給先への電力引込線内の
家庭で発生するノイズを減少させる。調整器はまた、Ｒ
Ｆ伝送経路用に制御されたインピーダンス終端部により
家庭の引込線側へ分路可能な大インピーダンス終端部を
配置することにより、引込線から家庭インピーダンス変
動を分離する。
調整器２０は一式の構成要素を含み、それらは協動して
街路変圧器から家庭その他の供給先への電力引込線内の
家庭で発生するノイズを減少させる。調整器はまた、Ｒ
Ｆ伝送経路用に制御されたインピーダンス終端部により
家庭の引込線側へ分路可能な大インピーダンス終端部を
配置することにより、引込線から家庭インピーダンス変
動を分離する。
【０００８】図示された実施例による本発明の調整器に
おいて、一対の高電流通電可能なインダクタ３０および
５０が外部電力グリッド（引込線とも呼ばれる）１００
に接続された家庭用電力線９０（内部配線との接続等も
含め）に直列に配置されている。当分野に精通する者に
は周知のごとく、第一の高電流インダクタ３０および第
二の高電流インダクタ５０のワイヤは、典型的な１００
ａｍｐ ｒｍｓ電力の送電に十分耐え得る太さである。
インダクタ３０および５０は、最大家庭用電流によりＲ
Ｆ信号相互変調成分の要因となる磁心飽和が起きない限
り、空心またはフェライト磁心で構成することができ
る。高電流インダクタ３０および５０が磁気的に結合し
ていることを前提とはしないが、結合している状態で本
発明を構成することも可能である。
おいて、一対の高電流通電可能なインダクタ３０および
５０が外部電力グリッド（引込線とも呼ばれる）１００
に接続された家庭用電力線９０（内部配線との接続等も
含め）に直列に配置されている。当分野に精通する者に
は周知のごとく、第一の高電流インダクタ３０および第
二の高電流インダクタ５０のワイヤは、典型的な１００
ａｍｐ ｒｍｓ電力の送電に十分耐え得る太さである。
インダクタ３０および５０は、最大家庭用電流によりＲ
Ｆ信号相互変調成分の要因となる磁心飽和が起きない限
り、空心またはフェライト磁心で構成することができ
る。高電流インダクタ３０および５０が磁気的に結合し
ていることを前提とはしないが、結合している状態で本
発明を構成することも可能である。
【０００９】ノイズを減少させるため、本発明はまた高
電流インダクタ３０および５０のそれぞれと磁気的に結
合している一対の結合インダクタ４０および６０を提供
する。高電流インダクタ３０は第一の調整インダクタ４
０と相互結合係数ｍ1により結合し、高電流インダクタ
５０は第二の調整インダクタ６０と相互結合係数ｍ2に
より結合している。高電流インダクタ３０によりインダ
クタ４０に結合された信号は、次にインダクタ４０と６
０の間に直列に接続された増幅器７０により増幅され
る。その結果生じる第二のインダクタ６０の両端の電圧
は従って、インダクタ３０の両端の電圧が増幅されたも
のとなる。インダクタ４０自身に結合されるインダクタ
３０の両端の電圧はインダクタ３０を流れる供給電流Ｉ
1により生じる。
電流インダクタ３０および５０のそれぞれと磁気的に結
合している一対の結合インダクタ４０および６０を提供
する。高電流インダクタ３０は第一の調整インダクタ４
０と相互結合係数ｍ1により結合し、高電流インダクタ
５０は第二の調整インダクタ６０と相互結合係数ｍ2に
より結合している。高電流インダクタ３０によりインダ
クタ４０に結合された信号は、次にインダクタ４０と６
０の間に直列に接続された増幅器７０により増幅され
る。その結果生じる第二のインダクタ６０の両端の電圧
は従って、インダクタ３０の両端の電圧が増幅されたも
のとなる。インダクタ４０自身に結合されるインダクタ
３０の両端の電圧はインダクタ３０を流れる供給電流Ｉ
1により生じる。
【００１０】本発明の目的の一つは６０Ｈｚの低周波電
力信号を効率的に伝送することであるため、調整フィー
ドバック信号に存在する低周波成分を減衰させるべくコ
ンデンサ８０により形成された高域フィルターをインダ
クタ６０と直列に接続する。
力信号を効率的に伝送することであるため、調整フィー
ドバック信号に存在する低周波成分を減衰させるべくコ
ンデンサ８０により形成された高域フィルターをインダ
クタ６０と直列に接続する。
【００１１】その結果、インダクタ６０からインダクタ
５０への（ｍ2経由での）逆結合によりインダクタ５０
に電圧が誘導される。インダクタ５０に誘導された電圧
はインダクタ３０を流れる電流に対して逆作用（バッキ
ングまたは減衰）電流を発生する。この逆作用電流調整
の効果は、直列接続されたインダクタ３０と５０の組の
両端のある電圧Ｖ1に対する電流Ｉ1を、誘導性減衰を用
いなかった場合に電圧Ｖ1に応答して同じ直列接続を流
れるであろう電流に比べて減少させることである。
５０への（ｍ2経由での）逆結合によりインダクタ５０
に電圧が誘導される。インダクタ５０に誘導された電圧
はインダクタ３０を流れる電流に対して逆作用（バッキ
ングまたは減衰）電流を発生する。この逆作用電流調整
の効果は、直列接続されたインダクタ３０と５０の組の
両端のある電圧Ｖ1に対する電流Ｉ1を、誘導性減衰を用
いなかった場合に電圧Ｖ1に応答して同じ直列接続を流
れるであろう電流に比べて減少させることである。
【００１２】従って、本発明の調整器２０はインダクタ
３０と５０の直列接続の皮相インダクタンスを、ＲＦ信
号帯域に呈示されるであろう受動値よりも大きく見せる
効果を有する。遮断コンデンサ８０は６０Ｈｚ家庭用電
流のような低周波数での調整を防止する。図３に示すよ
うに、典型的な家庭用設置では本発明による一対のイン
ピーダンス調整器２０がバランスよく提供され、不要な
高周波成分はコンデンサ１３０を通してアース１１０へ
分路されている。図３中のインピーダンス対はガラスそ
の他の非磁性筐体により密封されていることが望まし
い。インピーダンス調整器２０の個数および構成は異な
っていても良い。
３０と５０の直列接続の皮相インダクタンスを、ＲＦ信
号帯域に呈示されるであろう受動値よりも大きく見せる
効果を有する。遮断コンデンサ８０は６０Ｈｚ家庭用電
流のような低周波数での調整を防止する。図３に示すよ
うに、典型的な家庭用設置では本発明による一対のイン
ピーダンス調整器２０がバランスよく提供され、不要な
高周波成分はコンデンサ１３０を通してアース１１０へ
分路されている。図３中のインピーダンス対はガラスそ
の他の非磁性筐体により密封されていることが望まし
い。インピーダンス調整器２０の個数および構成は異な
っていても良い。
【００１３】本発明の構造上の利点は、インピーダンス
調整器２０全体の物理的な大きさは基本的に高電流イン
ダクタ３０および５０で必要なコイルの大きさで決まる
点である。結合インダクタ４０および６０はインピーダ
ンス調整器２０の物理的大きさにさほど影響しない。と
いうのも、これら２個の機器は、１００ａｍｐの低レベ
ル家庭用電流ではなく、高周波数ＲＦ信号だけを伝送で
きればよいので非常に小径のワイヤで作ることができる
ためである。このように、ＲＦ信号に見られる実効イン
ダクタンスは減衰フィードバック無しの高電流インダク
タ３０および５０の直列接続がもたらす受動インダクタ
ンスよりもはるかに大きくでき、高電流インダクタ３０
および５０単独の場合と物理的な大きさをほぼ同じに保
つことができる。
調整器２０全体の物理的な大きさは基本的に高電流イン
ダクタ３０および５０で必要なコイルの大きさで決まる
点である。結合インダクタ４０および６０はインピーダ
ンス調整器２０の物理的大きさにさほど影響しない。と
いうのも、これら２個の機器は、１００ａｍｐの低レベ
ル家庭用電流ではなく、高周波数ＲＦ信号だけを伝送で
きればよいので非常に小径のワイヤで作ることができる
ためである。このように、ＲＦ信号に見られる実効イン
ダクタンスは減衰フィードバック無しの高電流インダク
タ３０および５０の直列接続がもたらす受動インダクタ
ンスよりもはるかに大きくでき、高電流インダクタ３０
および５０単独の場合と物理的な大きさをほぼ同じに保
つことができる。
【００１４】本発明のインピーダンス調整器に関する上
述の説明は例示的であり、当分野に精通する者であれば
構成または構造を変えることが可能である。
述の説明は例示的であり、当分野に精通する者であれば
構成または構造を変えることが可能である。
【図１】 従来の受動的設計による高周波数電流遮断イ
ンダクタを示す図である。
ンダクタを示す図である。
【図２】 本発明の実施例の図解に基づく高周波数遮断
用のインピーダンス調整器を示す図である。
用のインピーダンス調整器を示す図である。
【図３】 本発明のインピーダンス調整器の採用を図解
した家庭用配線設定を示す図である。
した家庭用配線設定を示す図である。
３０，５０ 高電流インダクタ、４０，６０ 結合イン
ダクタ、７０ 増幅器、８０ 遮断コンデンサ、９０
家庭用電力線、１００ 外部電力引込線。
ダクタ、７０ 増幅器、８０ 遮断コンデンサ、９０
家庭用電力線、１００ 外部電力引込線。
Claims (18)
- 【請求項１】 インピーダンス調整器であって、電力供
給源と電力消費先の間に接続された第一の誘導要素と、
第一の誘導要素と誘導的に結合され、第一の誘導要素と
減衰的に結合して調整器の一方における不要なＲＦノイ
ズ成分を調整器の他方におけるノイズレベルに比べて減
少させる第二の誘導要素とから構成されることを特徴と
するインピーダンス調整器。 - 【請求項２】 請求項１に記載のインピーダンス調整器
において、上記第一の誘導要素は直列に接続された一対
の高電流インダクタから構成され、上記第二の誘導要素
は一対のインダクタから構成され、それぞれが上記高電
流インダクタの一個と対応して結合し、高周波成分を高
電流インダクタに減衰的に結合させて上記高電流インダ
クタにおける上記高周波電流成分を減少させることを特
徴とするインピーダンス調整器。 - 【請求項３】 請求項２に記載のインピーダンス調整器
であって、さらに上記結合インダクタ対の間に直列に接
続された増幅器から構成されることを特徴とするインピ
ーダンス調整器。 - 【請求項４】 請求項３に記載のインピーダンス調整器
であって、さらに上記増幅器と直列に接続された高周波
数通過要素から構成されることを特徴とするインピーダ
ンス調整器。 - 【請求項５】 請求項４に記載のインピーダンス調整器
において、上記高周波数通過要素はコンデンサであるこ
とを特徴とするインピーダンス調整器。 - 【請求項６】 請求項５に記載のインピーダンス調整器
において、上記電力供給源は６０Ｈｚの電力信号である
ことを特徴とするインピーダンス調整器。 - 【請求項７】 請求項６に記載のインピーダンス調整器
において、上記第一および第二のインダクタは空心コイ
ルから構成されることを特徴とするインピーダンス調整
器。 - 【請求項８】 請求項７に記載のインピーダンス調整器
において、上記第一および第二の誘導要素はフェライト
磁心コイルから構成されることを特徴とするインピーダ
ンス調整器。 - 【請求項９】 請求項８に記載のインピーダンス調整器
において、上記インピーダンス調整器によりもたらされ
る実効インピーダンスはＲＦ周波数相当程度増やされる
ことを特徴とするインピーダンス調整器。 - 【請求項１０】 インピーダンス調整の方法であって、
電力供給源と電力消費先の間に接続された第一の誘導要
素と、上記第一の誘導要素と誘導的に結合され、上記第
一の誘導要素と減衰的に結合して、上記電力消費先で発
生する上記電力供給電流側における不要なＲＦ周波数成
分を減少させる第二の誘導要素とを提供するステップか
ら構成されることを特徴とするインピーダンス調整の方
法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の方法において、上
記第一の誘導要素を提供するステップは直列に接続され
た上記一対の高電流インダクタを提供するステップから
構成され、第二の誘導要素を提供するステップは一対の
結合インダクタを提供するステップから構成され、それ
ぞれが上記高電流インダクタの一個と対応して結合し、
高周波成分を上記高電流インダクタに減衰的に結合させ
て上記第一の誘導要素における高周波電流成分を減少さ
せることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法において、上
記第二の誘導要素を提供する方法は上記結合インダクタ
対の間に直列に接続された増幅器を提供するステップか
ら構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法において、上
記第二の誘導要素を提供する方法はさらに増幅器と直列
に接続された高周波数通過要素を提供するステップから
構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の方法において、上
記高周波数通過要素はコンデンサであることを特徴とす
る方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法において、上
記電力供給源は６０Ｈｚの電力信号であることを特徴と
する方法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の方法において、上
記第一および第二のインダクタは空心コイルから構成さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の方法において、上
記第一および第二の誘導要素はフェライト磁心コイルか
ら構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載の方法において、上
記インピーダンス調整により提供される実効インピーダ
ンスはＲＦ周波数相当程度増やされることを特徴とする
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/929,250 | 1997-09-10 | ||
| US08/929,250 US5844789A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Impedence regulator to block power line interference |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154843A true JPH11154843A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=25457556
Family Applications (1)
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