KR101523086B1 - 비접촉 전원 및 전력선 통신장치 - Google Patents

비접촉 전원 및 전력선 통신장치 Download PDF

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KR101523086B1
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비접촉 전원장치로부터 동작전력을 공급받는 전력선 모뎀부, 및 전력선 모뎀부와 전력선 사이에서 통신신호를 매개하는 비접촉 커플링 장치를 포함하는 전력선 통신장치가 공개된다. 이때, 비접촉 전원장치와 비접촉 커플링 장치는 각각, 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어 및 마그네틱 코어에 감겨있는 코일을 포함한다.

Description

비접촉 전원 및 전력선 통신장치{Powerline Communication Device and power supply of non-direct contact type}
본 발명은 무선으로 전력을 공급받고 무선으로 통신신호를 전력선에 커플링하는 전력선 통신장치에 관한 기술이다.
전력선 통신(PLC, Power Line Communication)이란 일반 가정이나 사무실에 전기를 공급하는 전력선을 이용해서 음성, 문자, 영상, 및 데이터 등을 전송하는 기술로서, 이 기술을 이용하여 전력계통 주파수인 50Hz/60Hz 이외의 주파수 대역, 예컨대 1~30MHz 주파수 대역에 통신신호를 실어 보냄으로써 통신을 할 수 있다.
종래의 전력선 통신장치는, R상, S상, T상과 같은 전력선에 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 코일들을 갖는 커플링 장치, PLC 모뎀부, 및 전원부를 포함할 수 있다. 상기 PLC 모뎀부는 상기 커플링 장치에 직접 연결되는 AFE(Analogue Front End), AD/DA 컨버터, 및 디지털 제어부를 포함할 수 있다. 또한 상기 PLC 모뎀부는 전력선 통신 채널을 통해 송수신되는 데이터를 처리할 수 있다. 상기 커플링 장치의 1차측은 전력선에 연결되며 2차측은 상기 AFE에 연결될 수 있다. 상기 전원부는 상기 커플링 장치의 1차측에 연결된 전력선으로부터 전력을 공급받아 상기 PLC 모뎀부에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
전력선에 전자기 신호를 커플링 하는 방식에는 접촉식으로 연결하는 방식과 비접촉식으로 연결하는 방식이 있다. 접촉식으로 연결하는 방식은 전력선의 절연피복을 제거하고 직접 연결해 사용하기 때문에 안전성과 복잡한 설치 과정이 문제점으로 지적되어 왔다. 접촉식에 비해 비접촉식은 전력선을 손상시키지 않고 선 외부에서 단순 작업만으로 설치할 수 있어 작업의 용이성, 경제성 등에서 뛰어나다.
서로 통신하는 한 쌍의 전력선 통신장치 사이에 연결된 전력선이 제공하는 통신품질은 불안정할 수 있으며, 경우에 따라 매우 큰 신호 감쇄를 나타낼 수도 있다. 따라서 전력선 통신방법을 사용하는 전력선 통신용 중계장치를 전력선의 임의의 지점에 설치할 수 있다.
전력선은 지상 또는 지중에 설치될 수 있다. 상술한 전력선 통신장치를 지중에 설치할 경우 문제가 발생할 수 있다. 즉, 지중에 설치된 전력선에 상기 커플링부의 1차측을 접촉식으로 커플링한다면, 전력선의 피복제거부위를 통해 빗물과 같은 이물질이 유입될 수 있으며, 그 결과 단락이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 또한 위와 같이 접촉식으로 연결하는 경우, 설치과정이 복잡하다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 전력선 통신장치가 지중에 매설되기 때문에 이 장치의 동작을 위한 전력을 어떻게 공급받을지도 문제가 된다. 지상에 설치했을 경우에도 마찬가지 문제가 있다.
본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위한 기술을 제공하고자 한다.
본 발명의 범위가 상술한 과제에 의해 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 비접촉식으로 전원을 공급받아 직류전력을 출력하도록 되어 있는 비접촉 전원장치와, 전력선 통신신호를 전력선에 비접촉 방식으로 전달하도록 되어 있는 비접촉 커플링 장치가 제공된다.
본 발명의 일 관점에 따른 전력선 통신장치의 비접촉 전원장치의 1차측은 지중 또는 지상에 설치된 전력선에 비접촉 전자기 커플링 방식을 통해 교류전력을 공급받도록 되어 있다. 또한, 상기 전력선 통신장치의 비접촉 커플링 장치의 신호 입출력 단자 역시 지중 또는 지상에 설치된 전력선에 비접촉 전자기 커플링 방식을 통해 통신신호를 송수신하도록 되어 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 전력선 통신장치는, 비접촉 전원장치; 상기 비접촉 전원장치부터 동작전력을 공급받는 전력선 모뎀부; 및 상기 전력선 모뎀부와 전력선 사이에서 통신신호를 매개하는 비접촉 커플링 장치를 포함한다. 이때, 상기 비접촉 전원장치와 상기 비접촉 커플링 장치는 각각, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있는 코일을 포함한다.
이때, 상기 비접촉 전원장치에 포함된 제1 마그네틱 코어와 상기 비접촉 커플링 장치에 포함된 제2 마그네틱 코어의 자기경로는 서로 분리되어 있을 수 있다.
이때, 상기 비접촉 전원장치에 포함된 제1 마그네틱 코어와 상기 비접촉 커플링 장치에 포함된 제2 마그네틱 코어는 일체형으로 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 전력선 통신장치는, 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전원부; 상기 전원부로부터 동작전력을 공급받는 전력선 모뎀부; 및 상기 전력선 모뎀부와 전력선 사이에 고주파 통신신호를 커플링하도록 상기 전력선 모뎀부에 연결되어 있으며, 상기 전원부의 입력단자에 상기 교류전력을 공급하도록 상기 전원부에 연결된, 커플링부를 포함한다. 이때, 상기 커플링부는, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어, 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있으며 상기 입력단자에 연결된 코일을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 마그네틱 코어는 제1 마그네틱 코어와 제2 마그네틱 코어를 포함하고, 상기 코일은, 상기 제1 마그네틱 코어에 감겨 있으며 상기 전원부의 상기 입력단자에 연결된 제1 코일과, 상기 제2 마그네틱 코어에 감겨 있으며 상기 전력선 모뎀부의 통신신호 입출력 단자에 연결된 제2 코일을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 마그네틱 코어와 상기 제2 마그네틱 코어는 서로 다른 상(phase)의 전력선을 둘러싸도록 되어 있을 수 있다.
이때, 상기 제2 마그네틱 코어는 서로 다른 N개의 상에 각각 연결되도록 되어 있는 N개의 서브-마그네틱 코어를 포함할 수 있다.
이때, 상기 커플링부는, 상기 전원부의 입력단자에 상기 교류전력을 공급하도록 상기 전원부에 연결되는 제1 커플링부; 및 상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에서 고주파 통신신호를 매개하도록 상기 전력선 모뎀부에 연결되는 제2 커플링부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 입력단자에 입력되는 상기 교류전력은 상기 마그네틱 코어와 상기 코일을 통해 상기 전력선으로부터 전자기 유도되어 제공된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 전력선 통신장치는, 전력선 모뎀부; 상기 전력선 모뎀부에 전력을 공급하는 전원부; 전력선에 전자기 결합되어 있으며, 상기 전력선으로부터의 전력을 상기 전원부에게 공급하는 전원 커플링부; 및 상기 전력선에 전자기 결합되어 있으며, 상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에 통신신호를 매개하는 통신신호 커플링부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 전력선 통신장치는, 전력선 모뎀부; 상기 전력선 모뎀부에 전력을 공급하는 전원부; 및 전력선에 전자기 유도 결합되어 있으며, 상기 전력선으로부터의 전력을 상기 전원부에게 공급하고, 상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에 통신신호를 커플링하는, 공용커플링부를 포함한다.
본 발명의 일 관점에 따른 전력선 통신장치는, 상술한 각 관점에 따른 전력선 통신장치에 양상무선통신부를 더 포함하도록 되어 있으며, 상기 무선통신부를 통해, 외부의 컴퓨팅 장치와 상기 전력선 모뎀부가 무선통신하도록 되어 있다. 이때, 상기 무선통신부는 RF 통신모듈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 무선통신부는 적외선 통신모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 지중 또는 지상에 설치된 전력선 통신장치에 빗물과 같은 이물질의 유입을 예방할 수 있다. 또한, 전력선 통신장치를 전력선에 연결할 때에 전력선의 피복을 벗길 필요가 없기 때문에 설치과정이 간단하게 된다. 그리고 지중 또는 지상에 설치되는 전력선 통신장치에 필요한 전력을 간단하게 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1을 변형한 예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상용 전력선 통신장치를 이용하여 구성한 전력선 통신신호 중계시스템을 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 변형예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단상용 전력선 통신장치를 이용하여 구성한 전력선 통신신호 중계시스템을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치의 상용전력선로에 대한 결합관계를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치에 있어서 전원의 발생 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치에 있어서 통신신호의 송수신 원리를 설명하기 위한 것이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 아래의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신장치 및 통신방법은 전력선을 전력선 통신장치에 비접촉 방식으로 연결하는 전력선 통신장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치(100)를 나타낸 것이다. 왼쪽 그림은 전력선 통신장치(100)의 실제 구성을 간단히 묘사한 것이고, 오른쪽 그림은 전력선 통신장치(100)를 기능적으로 도식화한 것이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치(100)는 비접촉 전원장치(10), PLC 모뎀부(전력선 모뎀부)(20), 비접촉 커플링 장치(30), 및 방수외함(40)을 포함할 수 있다. 비접촉 커플링 장치(30)에 커플링될 수 있는 전력선(201)은, 예컨대 R상 전력선일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 전력선 통신장치(100)는 전력선(201)에 연결될 수 있다.
비접촉 전원장치(10)는 전원코어(11), 전원권선(12), 및 전원부(13)를 포함할 수 있다. 전원코어(11)는 전력선(201)을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 비접촉 방식의 마그네틱 커플러이다. 이때, 전원코어(11)에는 전원권선(12)이 권취된다. 이러한 구성에 따르면, 전력선(201)을 통해 흐르는 전력이 전원코어(11)에 전자기 결합되어 전원권선(12)에 전달될 수 있다. 전원부(13)의 입력단자에는 전원권선(12)이 연결되어 교류전력이 입력되며, 전원부(13)의 출력단자를 통해 PLC 모뎀부(20)에 필요한 직류전력이 제공될 수 있다.
PLC 모뎀부(20)는 디지털 제어부(21), AD/DA 변환부, AFE(Analog Front End, 아날로그 프론트 엔드)(22), 및 OP앰프(23) 등의 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
비접촉 커플링 장치(30)는 신호 커플링 코어(31), 신호권선(32), 및 커플러(33)를 포함할 수 있다. 신호 커플링 코어(31)는 전원코어(11)와 마찬가지로 전력선(201)을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 비접촉 방식의 마그네틱 코어이다. 이때, 신호 커플링 코어(31)에는 신호권선(32)이 권취되며, 신호권선(32)은 AFE(22)에 연결될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 전력선(201)을 통해 흐르는 통신신호가 신호 커플링 코어(31)에 전자기적으로 결합되어 신호권선(32) 및 AFE(22)에 전달될 수 있다. 변형된 실시예에서는, 신호 커플링 코어(31)가 전력선(201)과는 다른 제2의 전력선을 둘러싸도록 설치될 수도 있다.
도 1에 따르면 전력선 통신장치(100)의 가장 바깥쪽에 방수외함(40)이 제공된다. 방수외함(40)은 하우징(41), 결합부재(42), 및 탄성체(43)를 포함할 수 있다. 하우징(41)은 크게 두 개의 조각(41_1, 41_2)으로 나뉜다. 두 개의 조각(41_1, 41_2)은 결합부재(42)에 의해 물이 새지 않도록 서로 결합될 수 있다. 전원코어(11)와 신호 커플링 코어(31) 사이로 상용전원선로(201)가 관통해야 하는데, 실제 상황에서는 상용전원선로(201)를 절단하였다가 이어붙일 수가 없다. 따라서 전원코어(11)와 신호 커플링 코어(31)는 각각 두 조각(11_1, 11_2, 31_1, 31_2)으로 분리되어 있다가 상용전원선로(201)를 사이에 두고 결합되게 된다. 하우징(41)이 두 개의 조각(41_1, 41_2)으로 분리되어 있는 것도 이러한 이유 때문이다. 탄성체(43)는 전원코어(11_1, 11_2) 및 신호 커플링 코어(31_1, 31_2)의 두 조각이 서로 최소 간극으로 자기 결합될 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
도 2는 도 1을 변형한 예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치(100')를 나타낸 것이다.
도 2는 기본적으로 도 1과 동일한 구성을 갖는데 다만 전원코어(11)와 신호 커플링 코어(31)의 구성이 다르다. 이를 도 1과 도 2를 비교하여 설명하면, 도 1에 따른 전력선 통신장치(100)에서는 전원코어(11)와 신호 커플링 코어(31)가 각각 독립적으로 구성되는 반면, 도 2에 따른 전력선 통신장치(100')는 전원코어(11)와 신호 커플링 코어(31)가 일체형으로 구성된다. 즉, 도 2에 따른 전력선 통신장치(100')에서 전원권선(12)과 신호권선(32)이 모두 공용코어(24)에 감긴다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상용 전력선 통신장치를 이용하여 구성한 전력선 통신신호 중계시스템(110)을 나타낸 것이다.
전력선 통신신호 중계시스템(110)은 제1 R상 전력선 통신장치(101), 제1 S상 전력선 통신장치(102), 제1 T상 전력선 통신장치(103), 및 제1 N상 전력선 통신장치(104)를 포함할 수 있다.
제1 R상 전력선 통신장치(101), 제1 S상 전력선 통신장치(102), 제1 T상 전력선 통신장치(103), 및 제1 N상 전력선 통신장치(104)는 모두 각각 도 1에서 설명한 전력선 통신장치(100)와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 각각 R상 전력선(201), S상 전력선(202), T상 전력선(203), 및 N상 전력선(204)에 흐르는 전력선 통신신호를 독립적으로 증폭할 수 있다.
도 4는 도 3의 변형예로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단상용 전력선 통신장치를 이용하여 구성한 전력선 통신신호 중계시스템(110')을 나타낸 도면이다. 즉, 도 3에 따른 전력선 통신신호 중계시스템(110)에서는 도 1에서 설명한 전력선 통신장치(100)와 동일한 구조를 갖는 전력선 통신장치(101,102,103,104)를 이용하여 구성되어 있는 반면, 도 4에 따른 전력선 통신신호 중계시스템(110')은 도 2에서 설명한 전력선 통신장치(100')와 동일한 구조를 갖는 전력선 통신장치(101',102',103',104')를 이용하여 구성된 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치(120)를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 3상용 전력선 통신장치(120)는 제2 R상 전력선 통신장치(111), 제2 S상 전력선 통신장치(112), 및 제2 T상 전력선 통신장치(113)를 포함할 수 있다.
제2 R상 전력선 통신장치(111), 제2 S상 전력선 통신장치(112), 및 제2 T상 전력선 통신장치(113)는 모두 도 1 또는 도 2에서 설명한 전력선 통신장치(100)와 동일한 구조를 가질 수 있으나, 다만, 비접촉 전원장치(10)는 제2 R상 전력선 통신장치(111)에만 포함되어 있을 수 있다. 이때, 제2 S상 전력선 통신장치(112) 및 제2 T상 전력선 통신장치(113)의 작동에 필요한 전력은 제2 R상 전력선 통신장치(111)에 구비된 비접촉 전원장치(10)가 연결선(51, 52)을 통해 제공할 수 있다. 즉, 도 5를 참조하면, 제2 S상 전력선 통신장치(112) 및 제2 T상 전력선 통신장치(113)에 포함되어 있는 PLC 모뎀부(20)는 각각 제2 R상 전력선 통신장치(111)에 구비된 비접촉 전원장치(10)가 연결선(51, 52)을 통해 제공하는 전력을 공급받도록 되어 있다. 이때, 비접촉 전원장치(10)는 전력선 통신장치(100)의 전원부(13) 및 전원권선(12)으로 권취되어 있는 전원코어(11)를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 제2 R상 전력선 통신장치(111), 제2 S상 전력선 통신장치(112), 및 제2 T상 전력선 통신장치(113)는 각각, R상 전력선(201), S상 전력선(202), 및 T상 전력선(203)에 흐르는 전력선 통신신호를 독립적으로 증폭할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치(130)를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 3상용 전력선 통신장치(130)는 제3 R상 전력선 통신장치(121), 제3 S상 전력선 통신장치(122), 및 제3 T상 전력선 통신장치(123)를 포함할 수 있다.
제3 R상 전력선 통신장치(121), 제3 S상 전력선 통신장치(122), 및 제3 T상 전력선 통신장치(123)는 모두 도 1 또는 도 2에서 설명한 전력선 통신장치(100)와 동일한 구조를 가질 수 있으나, 다만, 디지털 제어부(21)는 제3 R상 전력선 통신장치(121)에만 포함되어 있을 수 있다. 이때, 제3 S상 전력선 통신장치(122) 및 제3 T상 전력선 통신장치(123)에 포함된 AD/DA 변환부는 제3 R상 전력선 통신장치(121)에 포함된 디지털 제어부(21)에 연결선(53, 54)을 통해 연결될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 제3 R상 전력선 통신장치(121)가 R상 전력선(210), S상 전력선(211), 및 T상 전력선(212)에 흐르는 전력선 통신신호의 증폭을 통합하여 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3상용 전력선 통신장치(140)의 상용전원선로에 대한 결합관계를 나타낸다. 도 7의 전력선 통신장치(140)는 도 1에 나타낸 전력선 통신장치(100)를 포함한다. 이때, 전력선 통신장치(100)의 전원코어(11)는 R상의 상용전원선로(201)에 결합되어 전원을 공급받는다. 전력선 통신장치(100)의 3상 커플러(33)는 R상에 자기 결합된 신호 커플러 코어(311), S상에 자기 결합된 신호 커플러 코어(312), T상에 자기 결합된 신호 커플러 코어(313)에 결합되도록 되어 있다. 3상 커플러(33)는 예컨대, 대한민국 특허등록번호 10-1052206에 공개된 방식을 따를 수도 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치(200)의 구성을 나타낸 것이다. 왼쪽 그림은 전력선 통신장치(200)의 실제 구성을 간단히 묘사한 것이고, 오른쪽 그림은 전력선 통신장치(200)의 기능부를 도식화한 것이다.
도 8의 전력선 통신장치(200)는 도 1의 전력선 통신장치(100)에 RF 모듈(60)을 더 부가한 것이다. 이 전력선 통신장치(200)가 지중에 설치되는 경우에는 전력선 통신장치(200)가 잘 작동하는지 여부를 파악하기가 어렵다. 왜냐하면 땅을 다시 파서 전력선 통신장치(200)의 포트에 연결하는 것은 매우 번거롭기 때문이다. 또한, 지중에 설치되지 않더라도 전력선 통신장치(200)가 완전 방수되어야 하는 경우 외부와의 유선통신 및/또는 외부로부터의 접촉식 전원공급이 불가능하기 때문이다. 이를 해결하기 위하여 전력선 통신장치(200)에 RF 모듈(60)을 탑재한다. 이때, RF 모듈(60)은 전력선 통신장치(200)의 디지털 제어부(21)에 연결되어 있으며, 지상의 컴퓨팅 장치(80)와 무선 통신을 통해 전력선 통신장치(200)를 제어할 수 있도록 되어 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선 통신장치의 구성을 나타낸 것이다. 도 8과 거의 유사하나, IR(infrared)-to-serial 모듈(70)이 위의 RF 모듈(60)의 기능을 대신한다는 점이 다르다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치에 있어서 전원의 발생 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 10에서 ① 전원코어(11)는 보통의 전기장치에 있어서 AC 전원 케이블에 대응하는 기능을 한다. ② 탄성체(43)는 전원코어(11_1)와 전원코어(11_2) 사이의 공극이 발생하지 않도록 전원코어(11_2)를 기구적으로 밀어주는 기능을 한다. 이는 전원코어(11_1, 11_2) 간의 접촉을 극대화하기 위한 구성이다. ③ 결합부재(42)는 전원코어(11_1)와 전원코어(11_2)로 구성되어 있는 기구를 고정 및 접촉할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. ④ 디지털 제어부(21)는 전원을 공급받아 모뎀 기능을 수행하는 전자 회로에 해당한다. ⑤ 전력선(201)은 본 전력선 통신장치가 아닌 전력 수용가에 설치된 다른 전기장치에 일반적으로 전원을 공급하는 케이블이다. ⑥ 전원권선(12)은 전원코어(11)에 유기된 기전력을 전원부(13)에 전달하는 기능을 한다.
이때, 도 10에서 전력선(201)에 전류의 흐름이 발생하면 전원코어(11)에 자속이 발생하고, 그 자속은 전원코어(11)와 전원권선(12)을 통해 전원부(13)에 기전력을 발생하여 전원이 발생한다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신장치에 있어서 통신신호의 송수신 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 11에서 ① 신호 커플링 코어(31)는 보통의 전기장치에 있어서 AC 전원 케이블에 대응하는 기능을 한다. ② 탄성체(43)는 신호 커플링 코어(31_1)와 신호 커플링 코어(31_2) 사이의 공극이 발생하지 않도록 신호 커플링 코어(31_2)를 기구적으로 밀어주는 기능을 한다. 이는 신호 커플링 코어(31_1, 31_2) 간의 접촉을 극대화하기 위한 구성이다. ③ 결합부재(42)는 신호 커플링 코어(31_1)와 신호 커플링 코어(31_2)로 구성되어 있는 기구를 고정 및 접촉할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. ④ 디지털 제어부(21)는 전원을 공급받아 모뎀 기능을 수행하는 전자 회로에 해당한다. ⑤ 전력선(201)은 본 전력선 통신장치가 아닌 전력 수용가에 설치된 다른 전기장치에 일반적으로 전원을 공급하는 케이블이다. ⑥ 신호권선(32)은 신호 커플링 코어(31)에 유기된 기전력을 전원부(13)에 전달하는 기능을 한다.
이때, 도 11에서 전력선(201)에 고주파 신호가 발생하면 신호 커플링 코어(31)에 자속이 발생하고, 그 자속은 신호 커플링 코어(31)와 신호권선(32)을 통해 모뎀의 커플러(33)에 고주파 신호를 송수신하게 된다.
본 발명의 범위에 반하지 않도록 상술한 실시예를 변경할 수 있다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다. 상술한 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다.

Claims (14)

  1. 비접촉 전원장치;
    상기 비접촉 전원장치부터 동작전력을 공급받는 전력선 모뎀부;
    상기 전력선 모뎀부와 전력선 사이에서 통신신호를 매개하는 비접촉 커플링 장치; 및
    제1 하우징 조각, 제2 하우징 조각, 결합부재, 및 탄성체를 포함하는 방수외함
    을 포함하며,
    상기 비접촉 전원장치와 상기 비접촉 커플링 장치는 각각, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있는 코일을 포함하고,
    상기 마그네틱 코어는, 각각 상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각 내에 배치되는 제1 마그네틱 코어 조각과 제2 마그네틱 코어 조각으로 구성되며,
    상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각이 상기 결합부재에 의해 서로 결합되었을 때에 상기 제1 마그네틱 코어 조각과 상기 제2 마그네틱 코어 조각 사이에 공극이 발생하지 않도록, 상기 탄성체는 상기 제1 마그네틱 코어 조각을 상기 제2 마그네틱 코어 조각에 대하여 밀어주도록 되어 있는,
    전력선 통신장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비접촉 전원장치에 포함된 제1 마그네틱 코어와 상기 비접촉 커플링 장치에 포함된 제2 마그네틱 코어의 자기경로는 서로 분리되어 있는, 전력선 통신장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비접촉 전원장치에 포함된 제1 마그네틱 코어와 상기 비접촉 커플링 장치에 포함된 제2 마그네틱 코어는 일체형으로 제공되는, 전력선 통신장치.
  4. 교류전력을 직류전력으로 변환하는 전원부;
    상기 전원부로부터 동작전력을 공급받는 전력선 모뎀부;
    상기 전력선 모뎀부와 전력선 사이에 고주파 통신신호를 커플링하도록 상기 전력선 모뎀부에 연결되어 있으며, 상기 전원부의 입력단자에 상기 교류전력을 공급하도록 상기 전원부에 연결된, 커플링부; 및
    제1 하우징 조각, 제2 하우징 조각, 결합부재, 및 탄성체를 포함하는 방수외함
    을 포함하며,
    상기 커플링부는, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어, 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있으며 상기 입력단자에 연결된 코일을 포함하여 구성되고,
    상기 마그네틱 코어는, 각각 상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각 내에 배치되는 제1 마그네틱 코어 조각과 제2 마그네틱 코어 조각으로 구성되며,
    상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각이 상기 결합부재에 의해 서로 결합되었을 때에 상기 제1 마그네틱 코어 조각과 상기 제2 마그네틱 코어 조각 사이에 공극이 발생하지 않도록, 상기 탄성체는 상기 제1 마그네틱 코어 조각을 상기 제2 마그네틱 코어 조각에 대하여 밀어주도록 되어 있는,
    전력선 통신장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마그네틱 코어는 제1 마그네틱 코어와 제2 마그네틱 코어를 포함하고,
    상기 코일은, 상기 제1 마그네틱 코어에 감겨 있으며 상기 전원부의 상기 입력단자에 연결된 제1 코일과, 상기 제2 마그네틱 코어에 감겨 있으며 상기 전력선 모뎀부의 통신신호 입출력 단자에 연결된 제2 코일을 포함하는,
    전력선 통신장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 마그네틱 코어와 상기 제2 마그네틱 코어는 서로 다른 상(phase)의 전력선을 둘러싸도록 되어 있는, 전력선 통신장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제2 마그네틱 코어는 서로 다른 N개의 상에 각각 연결되도록 되어 있는 N개의 서브-마그네틱 코어를 포함하는, 전력선 통신장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 커플링부는,
    상기 전원부의 입력단자에 상기 교류전력을 공급하도록 상기 전원부에 연결되는 제1 커플링부; 및
    상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에서 고주파 통신신호를 매개하도록 상기 전력선 모뎀부에 연결되는 제2 커플링부;
    를 포함하는,
    전력선 통신장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 입력단자에 입력되는 상기 교류전력은 상기 마그네틱 코어와 상기 코일을 통해 상기 전력선으로부터 전자기 유도되어 제공된 것인, 전력선 통신장치.
  10. 전력선 모뎀부;
    상기 전력선 모뎀부에 전력을 공급하는 전원부;
    전력선에 전자기 결합되어 있으며, 상기 전력선으로부터의 전력을 상기 전원부에게 공급하는 전원 커플링부;
    상기 전력선에 전자기 결합되어 있으며, 상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에 통신신호를 매개하는 통신신호 커플링부; 및
    제1 하우징 조각, 제2 하우징 조각, 결합부재, 및 탄성체를 포함하는 방수외함
    을 포함하며,
    상기 전원 커플링부는, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있는 코일을 포함하고,
    상기 마그네틱 코어는, 각각 상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각 내에 배치되는 제1 마그네틱 코어 조각과 제2 마그네틱 코어 조각으로 구성되며,
    상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각이 상기 결합부재에 의해 서로 결합되었을 때에 상기 제1 마그네틱 코어 조각과 상기 제2 마그네틱 코어 조각 사이에 공극이 발생하지 않도록, 상기 탄성체는 상기 제1 마그네틱 코어 조각을 상기 제2 마그네틱 코어 조각에 대하여 밀어주도록 되어 있는,
    전력선 통신장치.
  11. 전력선 모뎀부;
    상기 전력선 모뎀부에 전력을 공급하는 전원부;
    전력선에 전자기 유도 결합되어 있으며, 상기 전력선으로부터의 전력을 상기 전원부에게 공급하고, 상기 전력선 모뎀부와 상기 전력선 사이에 통신신호를 커플링하는, 공용커플링부; 및
    제1 하우징 조각, 제2 하우징 조각, 결합부재, 및 탄성체를 포함하는 방수외함
    을 포함하며,
    상기 공용커플링부는, 상기 전력선을 원주방향으로 둘러싸도록 되어 있는 마그네틱 코어 및 상기 마그네틱 코어에 감겨있는 코일을 포함하고,
    상기 마그네틱 코어는, 각각 상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각 내에 배치되는 제1 마그네틱 코어 조각과 제2 마그네틱 코어 조각으로 구성되며,
    상기 제1 하우징 조각과 상기 제2 하우징 조각이 상기 결합부재에 의해 서로 결합되었을 때에 상기 제1 마그네틱 코어 조각과 상기 제2 마그네틱 코어 조각 사이에 공극이 발생하지 않도록, 상기 탄성체는 상기 제1 마그네틱 코어 조각을 상기 제2 마그네틱 코어 조각에 대하여 밀어주도록 되어 있는,
    전력선 통신장치.
  12. 제1항, 제4항, 제7항, 제10항, 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    무선통신부를 더 포함하며,
    상기 무선통신부를 통해, 외부의 컴퓨팅 장치와 상기 전력선 모뎀부가 무선통신하도록 되어 있는,
    전력선 통신장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 무선통신부는 RF 통신모듈을 포함하는, 전력선 통신장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 무선통신부는 적외선 통신모듈을 포함하는, 전력선 통신장치.
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