KR100857604B1

KR100857604B1 - 전력선 통신을 위한 커플링 회로

Info

Publication number: KR100857604B1
Application number: KR1020020043335A
Authority: KR
Inventors: 김훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2008-09-09
Also published as: KR20040009397A

Abstract

본 발명은 전력선 통신을 위한 커플링 회로에 관한 것으로, 1차 코일과 2차 코일이 전기적으로 절연되고, 전력선에 연결되어 상기 전력선을 통해 전송된 소정의 통신신호를 상기 2차 코일로 전송하는 트랜스포머와, 그 트랜스포머의 1차 코일의 일단과 전력선의 일단과 사이에 설치되어 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하고 전력선을 통해 전송된 통신신호의 감쇄를 방지하는 RC 병렬회로를 포함하여 전력선을 통해 전송된 신호의 감쇄 및 잔존 통신신호에 의해 생기는 맴돌이 전류에 의한 고조파 노이즈를 방지하여 통신 효율을 향상시킨다.

Description

전력선 통신을 위한 커플링 회로{Coupling circuit for power line communication}

도 1은 종래의 전력선 통신을 위한 커플링 회로도를 간략히 표현한 도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 가전기기용 전력선 통신회로에 대한 제어블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 커플링 회로도를 간략히 표현한 도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 전력선 통신제어부 20 : 변조부

30 : 증폭부 40 : 커플링 회로부

41 : 트랜스포머 42 : RC 병렬회로

50 : 필터부 60 : 복조부

본 발명은 전력선 통신을 위한 커플링 회로에 관한 것으로, 특히 전력선을 통해 전송된 통신신호의 고주파 노이즈를 최소화하여 통신효율을 향상시키기 위한 커플링 회로에 관한 것이다.

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

이러한 전력선 통신(PLC)에서는 전력선의 기본 주파수 60Hz에 전력선 통신을 위한 주파수(일례로 100KHz 내지 400KHz)의 통신신호를 합성 또는 분해하는 커플링(Coupling) 기술을 이용해 전력선에 통신 주파수를 실어주거나 이를 다시 분리한다.

도 1을 살펴보면, 종래의 전력선 통신을 위한 커플링 회로도는 교류 전원라인과 연결되고, 1차 코일과 2차 코일간에 일정한 권선수를 갖고 1차 코일과 2차 코일을 전기적으로 절연(Isolation)하는 트랜스포머(1), 트랜스포머(1)의 1차 코일과 전력선 측에 설치되어 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하는 RC 직렬회로(2)로 구성된다.

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

전력선 통신(PLC)은 전력선을 매체로 통신하기 때문에 통신용 케이블이나 광섬유를 이용한 데이터 전송에 비해 구현이 어렵다. 특히 전력선을 이용한 통신에서 의 고조파 노이즈(Harmonic Noise)를 극복하고 제한된 전송 전력을 통해 데이터를 전달해야 하는 어려움이 따른다.

따라서, 이러한 전력선을 통신 매개체로 활용하려면 원하는 통신신호만을 받아들이고, 각종 노이즈 신호는 제거함과 함께 신호가 감쇄를 방지하는 기술과 주어진 환경에서 최대의 신호 전력이 목적지에 전달할 수 있는 방안들이 필요하다.

그러나, 종래에는 전력선을 통해 통신신호가 전송되면, 트랜스포머의 1차 코일과 저항간의 병렬 연결구성에 의해 이 병렬 루프 상에 맴돌이 전류가 생기게 된다.

이로 인해 통신신호가 감쇄될 뿐만 아니라, 소수의 통신신호가 신호를 왜곡시키는 고조파 노이즈 형태로 잔존하게 되고, 이는 차기에 전송되는 다른 통신신호에 영향을 주어 결국 통신신호의 왜곡을 초래하게 됨으로서 통신성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전력선을 통해 전송된 통신신호의 감쇄 및 잔존 통신신호에 의한 고조파 노이즈를 방지하면서 임피던스 조절 기능을 수행하는 커플링 회로를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 1차 측과 2차 측이 전기적으로 절연되고, 상기 1차 측이 전력선에 연결되어 상기 전력선을 통해 전송된 소정의 통신신호를 상기 2차 측으로 전송하는 트랜스포머를 구비한 커플링 회로에 있어서, 상기 1차 측에 잔존하는 통신신호에 의해 발생되는 고조파 노이즈를 방지하기 위한 고조파 노이즈 방지수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 적용되는 가전기기용 전력선 통신장치에 대한 제어블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 가전기기용 전력선 통신장치는 댁내의 다수의 가전기기에 대한 전력선 통신을 위해 제어정보를 송수신하는 전력선 통신제어부(10),전력선 통신제어부(10)를 통해 출력되는 정보를 전력선을 매개체로 전송하기 위해 모듈레이션(Modulation)이라고 불리는 일련의 주파수 변조 과정을 통해 주파수에 싣는 변조부(20), 정보의 송신이 이루어지도록 변조부에서 변조된 정보를 적절히 증폭 출력시키는 증폭부(30), 전력선에 연결되어 신호의 전달 및 정합 기능을 수행하는 커플링 회로부(40), 커플링 회로부(40)를 통해 수신된 정보 중 원하는 통신 신호만을 받아들이고 필요하지 않은 대역의 신호를 제거하는 필터부(50), 필터부(50)에서 필터링된 통신신호를 디모듈레이션(Demodulation)이라고 불리는 일련의 주파수 복조 과정을 통해 주파수에서 데이터를 추출하는 복조부(60)로 구성된다.

도 3은 도 2에서의 커플링 회로부를 설명하기 위한 도이다.

도 3을 살펴보면, 커플링 회로부(40)에는 교류 전원라인과 연결되고 1차 코일과 2차 코일간에 일정한 권선수를 갖고 1차 코일과 2차 코일을 전기적으로 절연(Isolation)하는 트랜스포머(41), 트랜스포머(41)의 1차 코일과 전력선 측에 설치되어 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하고 신호 감쇄를 방지하면서 잔존 통신신호에 의한 고조파 노이즈를 방지하는 RC 병렬회로(42)와 같은 고조파 노이즈 방지수단(42)으로 구성된다.

이러한 RC 병렬회로(42)는 트랜스포머(41)의 1차 코일과 전력선 라인(Line)사이에 마련된 캐패시턴스(C1), 이 캐패시턴스와 병렬로 연결된 저항(R1)으로 이루어져 있다.

이때, 일례로, 캐패시턴스값은 100nF 이고, 저항값은 1MΩ 이다. 또한, 트랜스포머(41)의 1차 코일과 2차 코일의 권선비는 1:1 이고, 1차 코일의 인덕턴스는 0.75mH, 캐패시턴스는 30pF 이다.

이 캐패시턴스(C1)와 저항(R1)은 임피던스 매칭용으로 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하고 일정한 거리까지는 신호의 감쇄가 생기지 않도록 매칭을 시켜주면서 임피던스를 높여 통신신호가 감쇄 및 왜곡되지 않은 상태로 트랜스포머(41)의 2차 측으로 잘 전달되도록 하는 역할을 수행하게 된다.

이 RC 병렬회로(42)와 트랜스포머(41)에 의해 교류 전원라인을 통해 전송된 통신신호(일례로 주파수가 100KHz 내지 400KHz)가 신호의 감쇄 및 고조파 노이즈 없이 트랜스포머(41)의 2차 코일을 통해 후단의 전력선 통신을 위한 제어장치로 전송된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 잔존 고주파 통신신호가 발생 하지 않아 통신 효율이 증대되는 효과가 있다.

Claims

1차 측과 2차 측이 전기적으로 절연되고, 상기 1차 측이 전력선에 연결되어 상기 전력선을 통해 전송된 소정의 통신신호를 상기 2차 측으로 전송하는 트랜스포머를 구비한 커플링 회로에 있어서,

상기 트랜스포머의 1차 코일의 일단과 전력선의 일단 사이에 마련된 캐패스턴스와 상기 캐패시턴스와 병렬로 연결된 저항으로 이루어져, 상기 1차 측에 잔존하는 통신신호에 의해 발생되는 고조파 노이즈를 방지하기 위한 고조파 노이즈 방지수단을 포함하고,

상기 캐패시턴스값은 100nF 이고, 상기 저항값은 1MΩ 인 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 위한 커플링 회로."

제 1항에 있어서,

상기 고조파 노이즈 방지수단은 상기 1차 측에서의 맴돌이 전류에 의해 발생되는 고조파 노이즈를 방지하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 위한 커플링 회로.

제 1항에 있어서,

상기 고조파 노이즈 방지수단은, 상기 전력선의 길이 변화에 따른 임피던스 변화를 보정하고, 전력선을 통해 전송된 통신신호의 감쇄를 방지하는 RC 병렬회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 위한 커플링 회로.

삭제

제 1항에 있어서,

상기 트랜스포머의 1차 코일에서 2차 코일로 전송되는 통신신호의 주파수는 100KHz 내지 400KHz 인 것을 특징으로 하는 전력선 통신을 위한 커플링 회로.