KR101047511B1 - 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법 - Google Patents

전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력선 통신 방법에 관한 것으로, 전력과 데이터 신호가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하고 상기 분할된 구간 중 데이터 전송 구간에 1개 또는 다수의 데이터 신호를 실어 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법{Power Line Communication Method for Transmitting Data Signal With Splitting of Power Transmission Interval}
본 발명은 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 관한 것으로, 전력과 데이터 신호가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하여 전력 또는 데이터 신호를 구간을 분할하여 전송하는 전력선 통신 방법에 관한 것이다.
전력선은 전력을 공급하기 위하여 설치된 시설물로, 전력 공급을 주된 목적으로 사용되고 있다. 이러한 전력선에 있는 전압에 데이터 신호를 중첩하여 전송하는 기술이 전력선 통신이다.
도1은 종래의 전력선 통신방식의 원리를 나타낸 파형도이다.
도1에 도시된 바와 같이 종래의 전력선 통신은 공칭주파수(국내에서는 60Hz, 국가별로는 50Hz인 곳도 있다.)를 가지는 높은 교류전압에 수 KHz ~ 수 MHz의 고주파수를 가지는 낮은 전압의 데이터 신호를 중첩하여 전송하는 방식을 사용하고 있다. 교류전력선을 이용한 전력선 통신은 교류전력망 내에서 전압을 승압 또는 강압 시키는 변압기를 거쳐 통신 데이터 신호를 전달할 때 데이터 신호의 감쇄를 일으키는 등 여러 가지 문제점이 있다. 그중에서도 전력선에 연결된 부하 전기장치들에서 발생하는 전기적 잡음신호가 통신 데이터 신호에 영향을 주어 통신 데이터의 오류가 발생하는 것이 가장 큰 문제점 중 하나이다.
최근 들어 전력용 반도체의 발달로 전압을 빠르게 ON/OFF 스위칭시키는 전력회로들이 전기제품에 많이 사용되고 있고, 전압을 스위칭하는 과정에서 발생하는 전기적 잡음은 전력선 통신 시 작은 전압을 가지는 통신 데이터 신호에 영향을 주어 상기 설명한 문제점을 더욱 심화시키고 있다.
직류전력망이 일정 구역에 설치된 경우에 직류전력선을 통한 전력선 통신이 사용되고 있으나, 이 또한 교류전력선을 이용한 전력선 통신방식과 유사하게 직류전압에 수 KHz ~ 수 MHz의 고주파수를 가지는 낮은 전압의 통신 데이터 신호를 중첩하여 전송하는 방식을 사용하고 있다.(등록번호 10-0896808)
교류전력선을 이용하는 경우에 비하여 직류전력선 통신은 변압기를 사용하지 않으므로 변압기를 통과할 때 통신 데이터 신호의 감쇄 문제는 없지만 역시 직류전력선에 연결된 부하 전기장치들이 발생시키는 전기적 잡음은 통신 데이터 신호에 상기에서 서술한 바와 같이 동일한 문제점을 발생시키므로 활용에 제한적이다. 전기적 잡음의 전압크기가 저압의 통신 데이터 신호에 영향을 주게 되므로 데이터 신호를 전기적 잡음의 크기보다 크도록 조정하여 전기적 잡음에 영향을 덜 받게 하려고 하면 공급하는 전력량에 변화를 주게 되므로 이 또한 제한될 수밖에 없다. 그러므로 종래의 전력선 통신방식은 교류전력선을 사용하던 직류전력선을 사용하던 부하 전기장치에서 발생하는 전기적 잡음이 데이터 신호에 영향을 주게 되어 전송하는 데이터가 유실되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전력선 통신 데이터 신호가 부하 전기장치에서 발생하는 전기적 잡음에 영향을 받지 않도록 하기 위한 것으로, 전력과 데이터가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하여 전력이 차단되거나 "Low"인 구간에 데이터 신호를 전송함으로써 전력 전송시 발생되는 노이즈에 의한 영향을 최소할 수 있는 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 제공하는 것이다. 이러한 방식을 사용하면 전원에서 부하에 공급하는 전력의 변화가 발생하지 않으면서도 데이터 신호의 전압크기를 높일 수 있어 전기적 잡음에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 전력과 데이터 신호가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하고 상기 분할된 구간 중 데이터 전송 구간에 1개 또는 다수의 데이터 신호를 실어 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법의 상기 데이터 전송 구간은 전원으로부터 부하 측으로 공급되는 전압 또는 전류가 "Low" 상태인 것을 특징으로 한다.
또한. 본 발명에 따른 전력선 통신 방법은 상기 전력 전송 구간과 상기 데이터 전송 구간이 교대로 나타나도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법은 전원으로부터 부하 측으로 공급되는 평균 전력이 1주기 또는 복수 개의 주기 동안 일정하게 유지되도록 상기 전력 전송 구간에 전달되는 전력 또는 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 데이터 신호의 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법의 상기 데이터 전송 구간은 전원으로부터 부하 측으로 공급되는 전력전송을 위한 전원이 차단되고 상기 데이터 전송을 위한 데이터전원이 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법은 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 1개 또는 다수의 데이터 신호의 크기는 부하 측의 평활화된 전압 또는 전류의 크기보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전원으로부터 공급되는 전압 또는 전류를 펄스폭 변조방식 또는 펄스주기 변조방식으로 제어하여 부하 측으로 전력과 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신 방법에 있어서, 상기 부하 측으로 전달되는 평균 전력을 조절하기 위하여 상기 전압 또는 전류가 전송되는 1주기를 복수 개의 구간으로 분리하고 상기 분리된 각각의 구간에 전력 또는 데이터 신호 중 어느 하나를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법은 상기 펄스폭 변조방식 또는 펄스주기 변조방식을 사용하여 부하 측으로 전달되는 평균 전력이 1주기 또는 복수 개의 주기 동안 일정하게 유지되도록 상기 전력 전송 구간에 전달되는 전력 또는 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 데이터 신호의 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전력선 통신 방법은 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 1개 또는 다수의 데이터 신호의 크기는 전원전압 또는 전원전류의 크기보다 작게 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 부하 구동을 위해 공급되는 전력과 데이터가 전송되는 전체 전력 전송 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하여 전력이 차단되거나 "Low"인 구간에서 데이터 신호를 실어 전송함으로써 부하 측으로 공급되는 평균 전력의 변화를 발생시키지 않을 뿐만 아니라 데이터 신호의 전압 크기를 높일 수 있고 전기적 잡음에 의한 데이터 신호의 전송 오류를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 펄스폭 또는 펄스주기 변조방식을 이용하여 전력 및 데이터 신호를 전송할 수 있으므로 데이터 신호 송수신시, 동기화 과정이 매우 용이한 효과가 있다.
도 1은 종래의 전력선 통신의 파형도를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 펄스폭 변조방식을 사용하여 부하 측으로 전력을 공급하는 회로를 도시한 도면이다.
도 3은 일반적인 펄스폭 변조방식의 파형 및 부하 측으로 전달되는 전압의 파형을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제1 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제1 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제2 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제2 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제3 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제3 실시 예의 통신 데이터 신호가 포함되지 않은 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제3 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 일반적인 펄스폭 변조방식을 사용하여 부하 측으로 전력을 공급하는 회로를 도시한 도면이고, 도 3은 일반적인 펄스폭 변조방식의 파형 및 부하 측으로 전달되는 전압의 파형을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 직류전원(200)에서 생성된 직류전압(Vdc)은 펄스폭 변조 제어부(220)의 제어신호에 따라 반도체 스위칭 소자(210)를 스위칭하여 펄스 전압을 부하 측으로 전달한다.
부하 측으로 전달되는 전압(VL)은 반도체 스위칭 소자(210)의 온/오프 구간에 따라 상기 펄스 전압의 평균전압(Vavg)에서 미세한 증감을 가지며 부하 저항(270)으로 전달된다.
본 발명에서 부하 측으로 전달되는 전력은 일반적인 정현파를 사용할 수 있고, 펄스폭 변조방식 또는 펄스주기 변조방식을 이용하여 생성된 변조파를 사용할 수 있으며, 전원의 전압 또는 전류는 직류, 교류 또는 직류와 교류가 혼합된 전압 또는 전류를 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제1 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제1 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 회로는 전원 측 회로와 부하 측 회로로 구성된다.
전원 측 회로는 직류전원(400)을 전력선(420)과 연결 또는 차단하도록 스위칭하는 반도체 스위칭 소자(401)와, 반도체 스위칭 소자(401)를 펄스폭 변조방식으로 제어하는 제어 및 송신부(402)로 구성된다.
부하 측 회로는 전력선(420)에 연결되어 직류전원(400)으로부터 전류를 부하 측으로 공급받고 역방향으로 전류가 흐르는 것을 방지하는 다이오드(410), 다이오드(410)의 캐소드 단에 연결되어 전압을 평활화시키는 인덕터(412)와 콘덴서(413)로 구성된 저역 통과 필터, 저역 통과 필터의 출력단에 연결된 전기장치의 전원부(414), 다이오드(410)의 캐소드 단과 부하 전기장치의 전원부(414)의 그라운드 사이에 접속되어 전류를 환류시키는 환류 다이오드(411), 다이오드(410) 애노드 단과 부하 전기장치의 전원부의 그라운드 사이에 접속된 수신부(415) 및 수신부(415)로부터 통신 데이터 신호를 받아 전기장치를 제어하는 전기장치제어부(416)로 구성되고, 부하 측 회로의 수신부(415)는 부하 측으로 전달된 전압 신호로부터 통신 데이터를 수신한다.
도 5에 도시한 전압 파형은 부하 측의 인덕터(412)와 콘덴서(413)를 이용한 저역통과필터를 거치기 전인 Vout단의 파형을 측정한 것으로, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법은 펄스 전압의 주기(T) 중 펄스 전압이 "Low"인 구간 중 "ton2" 구간 동안 반도체 스위칭 소자(401)를 "ON"시켜 데이터 신호 "1"이 부하 측으로 전달되도록 하는 방법이다.
상기의 경우 데이터 신호가 "0"인 경우 "toff3" 구간 동안 반도체 스위칭 소자(401)는 "OFF" 상태를 유지한다.
본 발명에 따른 전력선 통신방식은 전원으로부터 부하 측으로 전력과 데이터 신호가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분리하여 분리된 구간 중 전력이 차단된 데이터 전송 구간에 1개 또는 다수의 데이터 신호를 실어 전송하는 방법으로, 부하 측으로 공급되는 전력의 평균값 또는 실효값을 그대로 유지된다.
부하측으로 공급되는 전력의 평균값은 1주기 동안 공급된 전압 또는 전류를 적분하여 주기(T)로 나눈 값을 의미하므로, 도 5에서, ton1과 ton2 시간의 합이 ton3가 되도록 제어하면 면적 S1과 면적 S2의 합이 면적 S3가 되므로 데이터 신호가 1 이 실린 동안이나 데이터 신호가 0 이 실린 동안 부하 측에 평균적으로 전달되는 평균전압은 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 실시 예에서, 1주기 동안 1개의 데이터 신호만 전송되었지만, 1주기 동안 복수 개의 데이터 신호를 실어 전송할 수 있다. 또한, 동일한 방법으로 1주기가 아닌 복수 개의 주기 동안 부하 측으로 전송되는 평균값 또는 실효값을 일정하게 제어하며 전력선 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제2 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제2 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제2 실시 예의 회로 구성은 전원 측 회로와 부하 측 회로로 구성된다.
전원 측 회로는 직류전원(600), 반도체 스위칭 소자(601), 제어부 전원(602), 펄스폭 변조 제어부(603) 및 전력선 통신부(604)를 포함한다.
제어부 전원(602)은 전력선 통신부(604)와 펄스폭변조제어부(603)에 전원을 공급하고, 펄스폭 변조 제어부(603)는 직류전원(600)을 전력선(620)과 연결 또는 차단할 수 있게 하는 반도체 스위칭 소자(601)의 온/오프 제어하여 직류전원(600)으로부터 공급되는 전압 또는 전류 파형의 폭을 변화시킬 수 있다.
전력선 통신부(604)는 펄스폭 변조제어부(603)와 연결되고 전력선(620)에 전력선 통신신호를 송수신한다.
부하 측 회로는 다이오드(610), 환류다이오드(611), 인덕터(612), 콘덴서(613), 전기장치 전원부(614), 전력선 통신부(615) 및 전기장치 제어부(616)을 포함한다.
다이오드(610)는 전력선(620)에 연결되어 전원으로부터 공급되는 전력을 부하 측으로 전달하고 역방향으로 전류가 흐르는 것을 방지하며, 인덕터(612)와 콘덴서(613)로 구성된 저역통과필터는 다이오드(610)의 캐소드 단에 연결되어 전압을 평활화시킨다.
전기장치의 전원부(614)는 저역통과 필터의 출력단에 연결되고, 환류다이오드(611)는 다이오드(610)의 캐소드 단과 부하 전기장치의 전원부(614)의 그라운드 사이에 접속되어 전류를 환류시킨다.
전력선 통신부(615)는 다이오드(610) 애노드 단과 부하 전기장치의 전원부(614)의 그라운드 사이에 접속되고, 전기장치 제어부(616)는 전력선 통신부(615)를 통하여 송신한 데이터를 받아 전기장치를 제어한다.
도 6의 회로에서 직류전원(600)을 반도체 스위칭 소자(601)로 스위칭할 때, 1주기(T) 동안 전력이 차단되는 구간(toff)은 전력선(620)이 전원 측 직류전원(600) Vdc와 분리되고, 전력선(620)에 통신 데이터를 싣기 위하여 전력선 통신부(604)에서 복수 개의 데이터 신호를 toff 시간을 정해진 간격으로 나누어 각 구간에서 데이터 신호를 1인 경우 Vsig 전압을 가하고, 0 인 경우 Vsig 전압을 가하지 않는 방식으로 전력선(620)에 실어 전송할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 전력이 차단되는 데이터 전송 구간(toff)은 10개의 구간으로 분할하고 첫 번째 구간과 마지막 구간은 잡음을 방지하기 위한 여유 구간으로 두고 2번째부터 9번째 구간에 데이터 신호 "1"을 전송하기 위해 Vsig 전압을 인가하고, 데이터 신호 "0"을 전송하기 위해 Vsig 전압을 차단하는 방법으로 데이터 신호를 전송할 수 있다.
데이터 전송 구간(toff)은 다양한 방법과 주기로 분할될 수 있으며, 데이터 신호의 크기(Vsig)가 부하 측의 평활화된 전압(VL)보다 작으면 데이터 신호에 의한 전류는 부하 측에 흐르지 않게 된다.
즉, Vsig 전압은 부하 측의 평활화된 전압보다 작은 범위에서 얼마든지 큰 전압값을 가질 수 있게 되어 전력선에 발생하는 전기적 잡음신호에 영향을 적게 받을 뿐만 아니라 부하 측에 공급되는 전력량에도 영향을 주지 않게 된다.
Vsig 전압이 전원전압(Vdc)보다 큰 경우에도 데이터 신호 파형들의 면적 합과 전력공급 전압의 ton 기간 동안의 면적의 합이 항상 일정하도록 제어하면 공급하는 전압의 평균값 또는 실효값을 그대로 유지하며 전력선 통신을 할 수 있다.
전송된 데이터 신호의 파형은 부하 측의 인덕터(612)와 콘덴서(613)를 이용한 저역통과필터를 거치기 전인 Vout 단에 나타나므로 이 데이터를 수신하기 위한 부하 측의 전력선통신부(615)를 Vout 단에 연결하여 데이터 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전력선통신부(615)에서 수신된 통신 데이터는 전기장치제어부(616)에서 받아 전기장치를 제어할 수 있다.
상기에서 설명한 방식으로 전원 측에서 부하 측으로 통신 데이터를 전송할 수도 있고, 전원 측에서 공급되는 전력(전압 또는 전류)가 차단되는 데이터 전송 구간(toff)에서 역방향인 부하 측에서 전원 측으로 데이터를 전송할 수도 있으므로 전력선을 이용한 데이터 신호의 양방향 송수신이 가능하다.
즉, 전력이 차단되는 데이터 전송 구간을 이용하여 부하 측으로부터 전원 측으로 전기장치의 상태 정보 등을 전송할 수 있다.
상기에서 설명한 도 4 및 도 6에서 펄스폭 변조방식 대신 펄스주기 변조방식을 사용하는 경우에도 전압 또는 전류가 Low인 구간 또는 전력이 차단되는 구간이 존재하므로 본 발명의 원리를 그대로 적용할 수 있다.
또한, 인버터에 사용하는 정현펄스폭 변조방식에도 전압 또는 전류가 Low인 구간이 존재하므로 본 발명의 원리를 그대로 적용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제3 실시 예의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제3 실시 예의 통신 데이터 신호가 포함되지 않은 전압 파형을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법에 따른 제3 실시 예의 통신 데이터 신호를 포함한 전압 파형을 도시한 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전력전송구간을 분할하여 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신방법을 설명하기 위한 제3 실시 예의 회로 구성은 도 6에 도시한 제2 실시 예의 회로 구성과 유사하며, 전원 측 회로의 반도체 스위칭 소자(601) 대신 교류전력 제어용 반도체 소자(801)가 구비되고, 부하 측 회로의 다이오드(610) 및 환류 다이오드(611) 대신 정류회로(810)가 구비된 점에 차이가 있다.
교류전력 제어용 반도체 스위칭 소자(801)는 교류 전원(800)을 전력선(820)에 연결 또는 차단하며, 정류회로(810)는 전력선(820)에 연결되어 교류 전원(800)으로부터 부하 측의 전기장치에 직류전압을 만들어 공급하는 기능을 하는 차이가 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 데이터 전송 구간인 1주기(T) 동안에 전압이 "Low"가 되는 구간(toff)에서 전력선(820)은 전원 측 교류 전원(800)과 차단된다.
데이터 전송 구간(toff) 동안 전력선에 데이터 신호를 싣기 위하여 전력선 통신부(804)에서 도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 전송 구간(toff)을 일정한 간격으로 나누어 데이터 신호가 "1"인 경우 Vsig 전압을 가하고, "0"인 경우 Vsig전압을 가하지 않는 방식으로 복수 개의 데이터 신호를 전력선(820)에 실어 전송할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 전송 구간(toff)을 10등분 하여 첫 번째 구간과 마지막 구간은 잡음을 방지하기 위한 여유 구간으로 두고 2번째부터 9번째 구간 동안 데이터 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 데이터 전송 구간(toff)은 다양한 개수와 주기로 나눌 수 있다.
데이터 신호의 크기(Vsig)가 부하 측의 평활화된 전압(VL)보다 작은 경우 데이터 신호에 의한 전류는 부하 측으로 전달되지 않으므로 데이터 신호의 크기(Vsig)는 부하 측의 평활화된 전압보다 작은 범위에서 얼마든지 큰 전압값을 가질 수 있게 되어 전력선에 발생하는 전기적 잡음신호에 영향을 적게 받을 뿐만 아니라 부하 측에 공급되는 전력량에도 영향을 주지 않게 된다.
따라서, 기존의 회로에 펄스폭 변조방식으로 공급하는 전압의 평균값 또는 실효값을 그대로 유지하며 전력선 통신을 할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 부하 측은 전송된 데이터 신호의 파형이 부하 측의 정류회로(810)를 거치기 전인 Vout 단에서 이 데이터를 수신하기 위한 전력선 통신부(813)로 통신 데이터를 수신한다.
전력선 통신부(813)에서 수신된 통신 데이터는 전기장치제어부(814)에서 받아 전기장치를 제어할 수 있다.
상기에서 설명한 방식으로 전원 측에서 부하 측으로 통신 데이터를 전송할 수도 있고 동일한 방식으로 전압이 "Low"가 되는 구간(toff)에서 역방향인 부하 측에서 전원 측으로 데이터를 전송할 수도 있으므로 전력선을 이용한 양방향 송수신이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
200, 400, 600: 직류전원 210, 401, 601: 반도체 스위칭 소자
220, 402, 603, 803: 펄스폭 변조 제어부
230, 410, 610: 다이오드 240, 411, 611: 환류 다이오드
250, 412, 612: 인덕터 260, 413, 613, 811: 콘덴서
270: 부하저항 414, 614, 812: 전기장치 전원부
415: 수신부 416, 616, 814: 전기장치 제어부
420, 620, 820: 전력선 800: 교류전원
604, 615, 804, 813: 전력선 통신부
616, 814: 전기장치 제어부 602, 802: 제어부 전원
801: 교류전력 제어용 반도체 소자

Claims (9)

  1. 전력과 데이터 신호가 전송되는 전체 구간을 전력 전송 구간과 데이터 전송 구간으로 분할하고 상기 분할된 구간 중 데이터 전송 구간에 1개 또는 다수의 데이터 신호를 실어 전송하며, 데이터 전송 구간은 전원으로부터 부하 측으로 공급되는 전압 또는 전류가 "Low" 상태인 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전력 전송 구간과 상기 데이터 전송 구간이 교대로 나타나도록 제어되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    전원으로부터 부하 측으로 공급되는 평균 전력이 1주기 또는 복수 개의 주기 동안 일정하게 유지되도록 상기 전력 전송 구간에 전달되는 전력 또는 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 데이터 신호의 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 전송 구간은 전원으로부터 부하 측으로 공급되는 전력전송을 위한 전원이 차단되고 상기 데이터 전송을 위한 데이터전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 데이터 전송 구간에 전송되는 1개 또는 다수의 데이터 신호의 크기는 부하 측의 평활화된 전압 또는 전류의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  7. 전원으로부터 공급되는 전압 또는 전류를 펄스폭 변조방식 또는 펄스주기 변조방식으로 제어하여 부하 측으로 전력과 데이터 신호를 전송하는 전력선 통신 방법에 있어서,
    상기 부하 측으로 전달되는 평균 전력을 조절하기 위하여 상기 전압 또는 전류가 전송되는 1주기를 복수 개의 구간으로 분리하고 상기 분리된 각각의 구간에 전력 또는 데이터 신호 중 어느 하나를 전송하는 전력선 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조방식 또는 펄스주기 변조방식을 사용하여 부하 측으로 전달되는 평균 전력이 1주기 또는 복수 개의 주기 동안 일정하게 유지되도록 상기 전력 전송 구간에 전달되는 전력 또는 상기 데이터 전송 구간에 전송되는 데이터 신호의 송신 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 전송 구간에 전송되는 1개 또는 다수의 데이터 신호의 크기는 전원전압 또는 전원전류의 크기보다 작게 생성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 방법.
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