KR100587230B1

KR100587230B1 - 전력선 통신용 직류전원장치

Info

Publication number: KR100587230B1
Application number: KR1020040069954A
Authority: KR
Inventors: 신호선; 구진모; 유홍재
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-06-08
Also published as: KR20060021116A

Abstract

본 발명은 전원으로부터 전력을 받아 통신하는 전력선 통신용 직류전원장치에 관한 것으로서, 전원을 통해 입력된 입력된 아날로그 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환부와, 아날로그/디지털 변환부로부터 출력된 직류전압측에 직렬로 연결되며, 전력선신호에서 발생되는 고조파 신호가 역행하지 못하도록 순방향으로 연결된 다이오드와, 전원에서 출력되어 아날로그/디지털 변환부를 통해 출력된 디지털출력전압측은 라인(LINE)과 연결되고, 전원에서 출력되어 아날로그/디지털 변환부를 통해 출력된 그라운드는 뉴트럴(NEUTRAL)과 연결되며, 전원측에서 발생된 맴돌이 전류 등의 잡음신호 또는 유해 신호가 직류출력단으로 출력되지 않도록 하는 커플링회로로 구성되며, 따라서, 전력선통신 장비를 설치시 교류전원에 각각 장착하던 것을 2개의 선, 즉 하나의 플러그를 이용하여 장착할 수 있도록 구성한 효과가 있다.

전력선통신, 직류전원, 커플링, 아날로그/디지털 변환

Description

전력선 통신용 직류전원장치{DIRECT CURRENT POWER APPARATUS FOR POWER LINE COMMUNICATION}

도 1은 종래의 전력선 통신을 위한 전력선 통신용 커플링회로도를 나타낸 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신용 직류전원장치의 구성을 나타낸 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

110 : 아날로그/디지털 변환부

120 : 커플링회로

본 발명은 전력선 통신용 직류전원장치에 관한 것으로서, 특히 전력선 통신을 이용하여 통신하는 커넥터에 관련된 것으로 이 직류전원 장치를 사용하여 전력선 직류전원인 전력선 통신 신호를 사용하여 홈게이트웨이와 연결을 가능하게 하는 전력선 통신용 직류전원장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력선 통신(Power Line Communication, 이하 PLC라 약칭함)은 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 수백 KHz~수십 MHz 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술이다. 이 기술을 응용할 경우 별도의 통신라인을 부설할 필요가 없이 기존의 전력선을 통해 홈 네트워킹, 정보가전, 전력망 관리 등이 가능하게 된다.

이러한 PLC에서는 전력선의 기본 주파수 60Hz에 전력선 통신을 위한 주파수의 통신 신호를 합성 또는 분해하는 커플링 기술을 이용해 전력선에 통신 주파수를 실어 주거나 이를 다시 분리한다.

도 1은 종래의 전력선 통신을 위한 전력선 통신용 커플링회로도를 나타낸 회로도이다.

도 1을 참조하여 보면, 종래의 전력선 통신을 위한 회로도는 교류 전원 라인과 연결되고, 1차 코일과 2차 코일 간에 일정한 권선수를 갖고 1차 코일과 2차 코일을 전기적으로 절연시키는 트랜스포머(1), 상기 트랜스포머(1)의 1차 코일과 전력선 측에 설치되어 전력선 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하는 RC 직렬회로(2)로 구성된다.

이러한 RC 직렬회로(2)는 트랜스포머(1)의 1차 코일의 일단과 전력선 라인 사이에 마련된 캐페시턴스(C1), 이 캐패시턴스와 직렬로 연결되고, 트랜스포머(1)의 1차 코일과 전력선측에 설치되어 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보장하는 RC 직렬회로(2)로 구성된다.

RC 직렬회로(2)는 트랜스포머(1)의 1차 코일의 일단과 전력선 라인 사이에 마련된 캐패시턴스(C1), 이 캐패시턴스(C1)와 직렬로 연결되고, 트랜스포머(1)의 1차 코일과 병렬로 연결된 저항(R1)으로 이루어져 있다.

PLC를 이용한 제품들을 다양화 되면서, 사용자가 직접 조작하는 경우가 증가하고 있다. 그러나, 통신선과 전력선이 같으므로 AC 전원이 인가되는 제품을 통신선으로 착각하여 안전사고를 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.

실제로 전력선을 통해 통신신호가 전송되면, 트랜스포머의 1차 코일과 저항간의 병렬 연결구성에 의해 이 병렬 루프상에 맴돌이 전류가 생기게 된다. 이와 같은 맴돌이 전류는 다른 가전 제품에 동작오류를 발생시키기도 하며, 또한 제품에 직접적인 손상을 발생시키기도 하고, 심한 경우에는 전술한 바와 같은 인명사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 맴돌이 전류로 인해 통신신호가 감쇄될 뿐만 아니라 소수의 통신신호가 신호를 왜곡시키는 고조파 노이즈 형태로 잔존하게 되고 이는 이후에 전송되는 다른 통신신호에 영향을 주어 결국 통신신호의 왜곡을 초래하게 됨으로서 통신성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 PLC를 채용한 제품에 직접 AC 전원이 인가되는 대신에 DC 라인에 전력선 통신 신호를 실어줌으로써 미연에 안전사고를 예방하고, AC단의 누전이나 단락사고로부터 제품을 보호하는 기능을 하 는 전력선 통신용 직류전원장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전력선과 전력선통신 신호를 각각 구분하지 않고 전력선통신 신호를 출력단으로 출력되는 직류출력전압에 실어줌으로써 2개의 선만을 이용하여 전력선 통신할 수 있도록 구성한 전력선 통신용 직류전원장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 전원으로부터 전력을 받아 통신하는 전력선 통신용 직류전원장치에 관한 것으로서, 전원을 통해 입력된 입력된 아날로그 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환부와, 아날로그/디지털 변환부로부터 출력된 직류전압측에 직렬로 연결되며, 전력선신호에서 발생되는 고조파 신호가 역행하지 못하도록 순방향으로 연결된 다이오드와, 전원에서 출력되어 아날로그/디지털 변환부를 통해 출력된 디지털출력전압측은 라인(LINE)과 연결되고, 전원에서 출력되어 아날로그/디지털 변환부를 통해 출력된 그라운드는 뉴트럴(NEUTRAL)과 연결되며, 전원측에서 발생된 맴돌이 전류 등의 잡음신호 또는 유해 신호가 직류출력단으로 출력되지 않도록 하는 커플링회로로 구성된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전력선 통신용 직류전원장치의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.

도 2를 참조하여 보면, PLC 장치는 커플링회로(120)와 아날로그/디지털 변환부(110)로 구성된다. 커플링회로(120)는 제1 캐패시턴스(C1), 변압기(T1) 및 제2 캐패시턴스(C2)로 구성된다.

변압기(T1)의 1차측에 직렬로 연결된 제1 캐패시턴스(C1)는 변압기(T1)의 2차측에 직렬로 연결된 제2 캐패시턴스(C2)와 함께 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정한다. 이 때 변압기(T1)의 1차측에 직렬 연결된 제1 캐패시턴스(C1)의 용량보다 변압기(T1)의 2차측에 직렬 연결된 제2 캐패시턴스(C2)의 용량을 크게 구성한다. 이는 변압기(T1)의 2차측의 전압값이 1차의 전압값보다 낮은 것이 일반적이기 때문이다. 일예로, 제1 캐패시턴스(C1)는 0.1㎌이고, 제2 캐패시턴스(C2)는 0.4㎌으로 설정한다.

변압기(T1)는 1차 코일과 2차 코일을 전기적으로 절연(Isolation)시켜 1차측에서 발생된 맴돌이 전류 등의 잡음신호 또는 유해 신호를 변압기(T1)의 2차측으로 전송되지 않도록 한다. 또한, 변압기(T1)의 2차측에 직렬로 연결된 제2 캐패시턴스(C2)는 전력선 통신신호에 왜곡이 발생하는 것을 방지하게 된다.

또한, 아날로그/디지털 변환부(110)는 전원(100)을 통해 입력된 아날로그 신호를 디지털 변환한다. 이 때, 아날로그/디지털 변환부(110)로부터 출력된 직류전압은 아날로그/디지털 변환부(110)의 직류출력부 사이에 직렬 순방향으로 연결된 다이오드(D1)는 전력선 통신을 하는 경우에 직류전압에 고주파의 전력선신호를 실어 주게 되면 발생할지도 모르는 임피던스 감쇄로 인한 통신성능 저하를 방지하는 역할을 한다. 즉, 다이오드(D1)에 직류전압이 통과하는 경우면, 바이패스하게 되지 만, 직류전압에 전력선신호를 실은 신호가 커플링회로(120)를 통해 입력되게 되면, 아날로그/디지털 변환부(110)를 통해 전력선신호에서 발생되는 고조파 신호가 다이오드(D1)에 의해 역행하지 못하기 때문에 커플링회로에 구성된 임피던스를 유지하여 고조파에 의해 피드백되는 현상은 발생되지 않게 된다.

한편, 전원(100)에서 출력되어 커플링회로(120)를 통과한 정극, 즉 라인(LINE)은 아날로그/디지털 변환부(110)에서 출력된 디지털출력전압측과 연결되고, 전원(100)에서 출력되어 커플링회로(120)를 통과한 공통선, 즉 뉴트럴(NEUTRAL)은 아날로그/디지털 변환부(110)에서 출력된 그라운드와 연결된다.

또한, 직류출력단으로 직류전압신호와 전력선통신신호가 공통으로 출력되기 때문에 2개의 선만을 이용해도 전력과 전력선통신을 모두 사용할 수 있게 된다.

본 발명은 교류입력부분이 각각 아날로그/디지털 변화부와 전력선 통신의 커플링회로의 입력을 통합하여 전력선통신 장비를 설치시 교류전원에 각각 장착하던 것을 2개의 선, 즉 하나의 플러그를 이용하여 장착할 수 있도록 구성한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전력선 통신용 직류전원장치에 사용되었을 경우에 종래의 일반적으로 사용될 수 있는 커플링회로와 같은 임피던스를 확보하고 또한 회로를 하나로 통합하여 발생할 수 있는 고조파의 피드백을 막아 원활한 전력선 통신을 가능하게 한 효과가 있다.

Claims

전원으로부터 전력을 받아 통신하는 전력선 통신용 직류전원장치에 있어서,

상기 전원(100)을 통해 입력된 입력된 아날로그 신호를 디지털 변환하는 아날로그/디지털 변환부(110)와;

상기 아날로그/디지털 변환부(110)로부터 출력된 직류전압측에 직렬로 연결되며, 전력선신호에서 발생되는 고조파 신호가 역행하지 못하도록 순방향으로 연결된 다이오드(D1)와;

상기 전원(100)에서 출력되어 상기 아날로그/디지털 변환부(110)를 통해 출력된 디지털출력전압측은 라인(LINE)과 연결되고, 상기 전원(100)에서 출력되어 아날로그/디지털 변환부(110)를 통해 출력된 그라운드는 뉴트럴(NEUTRAL)과 연결되며, 상기 전원(100)측에서 발생된 맴돌이 전류 등의 잡음신호 또는 유해 신호가 직류출력단으로 출력되지 않도록 하는 커플링회로(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 직류전원장치.
제1항에 있어서,

상기 커플링회로(120)는,

1차 코일과 2차 코일을 전기적으로 절연(Isolation)시켜 1차측에서 발생된 맴돌이 전류 등의 잡음신호 또는 유해신호를 변압기(T1)의 2차측으로 전송되지 않도록 하는 변압기(T1)와;

상기 변압기(T1)의 1차측에 직렬로 연결되어 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하는 제1 캐패시턴스(C1)와;

상기 변압기(T1)의 2차측에 직렬로 연결되어 전력선 통신신호에 왜곡이 발생하는 것을 방지하는 된 제2 캐패시턴스(C2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 직류전원장치.