KR102371761B1 - 전력선 통신용 필터 - Google Patents

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KR102371761B1
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류성호
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Abstract

본 발명은 전력선 통신용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력선 통신에 있어서 그라운드라인에 연결되는 필터를 구비함으로써 노이즈의 유입과 내부 신호의 유출을 차단하여 전력선 통신 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있는 전력선 통신용 필터에 관한 것이다. 본 발명은 전송라인에 연결되는 제1 필터부 및 제1 필터부와 이격되어 중성라인에 연결되는 제2 필터부를 포함하고, 제1 필터부는, 전송라인에 설치되는 제1 전송라인 필터, 전송라인에 제1 전송라인 필터와 이격되게 설치되는 제2 전송라인 필터, 제2 전송라인 필터와 이격되게 전송라인과 중성라인 사이에 설치되는 제3 전송라인 필터 및 전송라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제4 전송라인 필터를 포함할 수 있다.

Description

전력선 통신용 필터{FILTER FOR POWER LINE COMMUNICATION}
본 발명은 전력선 통신용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력선 통신에 있어서 AC 입력단에 설치되고 그라운드라인에 연결되는 필터를 구비함으로써 노이즈의 유입과 내부 신호의 유출을 차단하여 전력선 통신 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있는 전력선 통신용 필터에 관한 것이다.
일반적으로, 전력선 통신(PLC; Power Line Communication)이란 옥내, 옥외에 시설되어 있는 저압 배전선 또는 고압 배전선 등의 전력 송신을 목적으로 하는 전력선을 매개체로 2~30MHz 대역 고주파 신호를 중첩하여 음성, 데이터 신호 등을 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 의미한다.
특히, 전력선 통신은 별도의 통신선 없이 이미 설치되어 있는 전력선을 통해 인터넷 접속 등의 외부 망이나 네트워킹을 이용할 수 있는 편리하고 경제적인 기술이다.
이에, 전력선 통신은 통신선로의 추가 설치 없이 기존에 설치되어 있는 전력선을 사용하여 통신할 수 있어서 투자비용이 저렴하고, 플러그의 접속만으로 간단히 통신할 수 있다는 장점과, 수용가의 설비를 지능적으로 제어하려는 욕구 및 정보기기의 발전에 따라 원격검침 시스템, 홈 네트워크 시스템, 양방향 원격검침 시스템, 공장 자동화 등의 분야에서 활발히 적용되고 있다.
그러나, 전력선 상에는 수많은 분기가 존재하게 되어 이로 인한 신호 손실 및 노이즈 유입 등이 문제가 된다.
이러한 제약 사항을 극복하기 위해 전력선 통신 주파수 대역의 불필요한 신호의 흐름 예컨대, 전력선 분기로 전력선 통신 신호의 흐름, 전력 설비 이상으로 발생하는 노이즈 및 기타 전력선에 근접한 기기로부터 발생하는 노이즈의 유입 등의 불필요한 신호의 흐름을 방지하거나 각기 다른 전력선 통신 기술을 사용하는 개별 네트워크 간 전력선 통신 신호의 상호 간섭을 최소화하기 위한 전력선 통신용 차단 필터가 반드시 필요하다.
그런데, 종래의 전력선 통신용 비접촉식 블로킹 필터의 경우 신호를 감쇄시키는 차단 필터 외에 저역통과 필터, 위상보정 회로 또는 증폭 회로 등 다수의 회로가 설치되므로, 다수의 회로 연결에 의한 회로 설계가 복잡해지며 제조 단가가 상승되는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 10-0996139(2010.11.17. 등록) 대한민국 등록특허 10-0621540(2006.08.31. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 별도의 회로 연결 없이 전력선 통신 상의 감도를 향상시킬 수 있는 전력선 통신용 필터를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전력선 통신용 필터는 전송라인에 연결되는 제1 필터부 및 제1 필터부와 이격되어 중성라인에 연결되는 제2 필터부를 포함하고, 제1 필터부는, 전송라인에 설치되는 제1 전송라인 필터, 전송라인에 제1 전송라인 필터와 이격되게 설치되는 제2 전송라인 필터, 제2 전송라인 필터와 이격되게 전송라인과 중성라인 사이에 설치되는 제3 전송라인 필터 및 제3 전송라인 필터와 이격되게 전송라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제4 전송라인 필터를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 필터부는, 중성라인에 설치되는 제1 중성라인 필터, 중성라인에 제1 중성라인 필터와 이격되게 설치되는 제2 중성라인 필터 및 제2 중성라인 필터와 이격되고 중성라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제3 중성라인 필터를 포함할 수 있다.
그리고, 전송라인은 하나의 단상 전력라인을 포함하고, 제1 전송라인 필터 및 제2 전송라인 필터는 단상 전력라인에 직렬로 배치되며, 제3 전송라인 필터 및 제4 전송라인 필터는 단상 전력라인에 제2 전송라인 필터와 연속적으로 연결될 수 있다.
한편, 전송라인은 제1 전력라인, 제2 전력라인 및 제3 전력라인을 포함하고,
제1 전송라인 필터는, 제1 전력라인에 연결되는 제1 인덕터, 제2 전력라인에 연결되는 제2 인덕터 및 제3 전력라인에 연결되는 제3 인덕터를 포함하며, 제2 전송라인 필터는, 제1 전력라인에 제1 인덕터와 이격되어 연결되는 제4 인덕터, 제2 전력라인에 제2 인덕터와 이격되어 연결되는 제5 인덕터 및 제3 전력라인에 제3 인덕터와 이격되어 연결되는 제6 인덕터를 포함할 수 있다.
여기서, 제3 전송라인 필터는, 제4 인덕터와 이격되게 제1 전력라인과 중성라인 사이에 설치되는 제1 커패시터, 제5 인덕터와 이격되게 제2 전력라인과 중성라인 사이에 설치되는 제2 커패시터 및 제6 인덕터와 이격되게 제3 전력라인과 중성라인 사이에 설치되는 제3 커패시터를 포함하고, 제4 전송라인 필터는, 제1 전력라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제4 커패시터, 제2 전력라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제5 커패시터 및 제3 전력라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 제6 커패시터를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 전력선 통신용 필터는 별도의 회로 연결 없이 전력선 통신 상의 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전력선 통신용 필터는 고주파 노이즈 및 임펄스 노이즈 등 다양한 채널 특성에 영향을 주는 왜곡을 제거할 수 있으며, 간단한 회로 설계로 제조 단가가 절약되고 효율성이 증가한다는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 2는 종래의 일반적인 회로에서 측정된 링크 및 채널 정보를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다.
도 3은 본 발명의 전력선 통신용 필터가 적용된 회로에서 측정된 링크 및 채널 정보를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다.
도 4는 종래의 일반적인 회로에서 측정된 노이즈 수치를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다.
도 5는 본 발명의 전력선 통신용 필터가 적용된 회로에서 측정된 노이즈 수치를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 설치된 전원장치의 회로 기판을 개략적으로 도시한 이미지이다.
도 8은 종래의 블로킹 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 1을 참고하여 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)의 구성 및 기능을 설명한다.
본 발명은 PLC통신(전력선 통신)에 있어 PLC 신호의 수신 감도을 높이기 위해 전력선에 연결되는 전력선 통신용 필터에 관한 것으로서, 본 발명의 전력선 통신용 필터(100)는 전원장치의 AC 입력단에 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 전력선 통신용 필터(100)는 전원장치와 연결되는 다양한 회로에서 발생되는 잡음원을 필터링하여 입력단에서 송수신되는 2~30Mhz대역의 PLC신호의 왜곡을 최소화하기 위한 것이다.
본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 전원장치에 연결되는 전송라인(L), 중성라인(N; Neutral Line) 및 그라운드라인(FG; Frame Ground)을 포함하는 전력선에 연결될 수 있으며, 이때 전송라인(L)은 단상식 또는 3상 4선식으로 구성된 전력선이 사용될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 단상식으로 하나의 단상 전력라인으로 이루어진 전력선이 사용되는 것으로 설명된다.
이러한 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 제1 필터부(110) 및 제2 필터부(120)를 포함할 수 있다.
제1 필터부(110)는 하나의 단상 전력라인인 전송라인(L)에 설치될 수 있으며, 제1 전송라인 필터(111), 제2 전송라인 필터(112), 제3 전송라인 필터(113) 및 제4 전송라인 필터(114)를 포함할 수 있다.
제1 전송라인 필터(111)는 전송라인(L)에 설치되는 인덕터(LL1)로 구성될 수 있으며, 예컨대 드럼코어 또는 원형코어 형태의 인덕터가 될 수 있다. 이러한 제1 전송라인 필터(111)는 전송라인(L)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
즉, 제1 전송라인 필터(111)는 외부 노이즈가 유입되는 것을 차단하고, 통신 신호가 제1 전송라인 필터(111)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
제2 전송라인 필터(112)는 전송라인(L)에 제1 전송라인 필터(111)와 이격되게 설치되는 인덕터(LL2)로 구성될 수 있으며, 예컨대 드럼코어 형태 또는 한 개의 코어에 전송라인(L)이 절연된 상태로 권선되는 형태의 인덕터가 될 수 있다.
이러한 제2 전송라인 필터(112)는 제1 전송라인 필터(111)와 마찬가지로 전송라인(L)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
그리고, 제2 전송라인 필터(112)는 제1 전송라인 필터(111)의 인덕턴스를 보상함으로써 불필요한 신호의 외부 유출입 차단을 보완할 수 있게 된다.
제3 전송라인 필터(113)는 제2 전송라인 필터(112)와 이격되어 전송라인(L)과 중성라인(N) 사이에 설치될 수 있다.
이러한 제3 전송라인 필터(113)는 전송라인(L)에 제2 전송라인 필터(112)와 이격되는 위치에 형성되는 접점(노드)을 통해 중성라인(N)과 연결될 수 있으며, 커패시터(CC1)로 구성될 수 있다.
이와 같은 제3 전송라인 필터(113)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
제4 전송라인 필터(114)는 전송라인(L)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치될 수 있다.
이러한 제4 전송라인 필터(114)는 전송라인(L)에 형성되는 접점을 통해 그라운드라인(FG)과 연결될 수 있으며, 커패시터(CC3)로 구성될 수 있다.
이와 같은 제4 전송라인 필터(114)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 제1 전송라인 필터(111) 및 제2 전송라인 필터(112)가 상호 인접하게 연결되어 전송라인(L)에 대해 직렬로 배치되는 이중 필터 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 이중 필터 구조에 의해 노이즈의 감쇄 효과를 향상시킬 수 있다. 이때, 제1 전송라인 필터(111)와 제2 전송라인 필터(112)의 각각의 인덕턴스 값은 상이하게 설정될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 제3 전송라인 필터(113) 및 제4 전송라인 필터(114)가 전송라인(L)에 대해 제2 전송라인 필터(112)의 위치 이후로 연속적으로 연결될 수 있으며, 제4 전송라인 필터(114)의 위치 이후로는 다른 회로 부품이 연결될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 인덕터로 이루어진 제1 전송라인 필터(111) 및 제2 전송라인 필터(112)가 연속 배치되고, 커패시터로 이루어진 제3 전송라인 필터(113) 및 제4 전송라인 필터(114)가, 제2 전송라인 필터(112)에 연속으로 배치된 구조로 이루어질 수 있다.
이는, 일반적인 PLC용 필터(종래의 블로킹 필터, 도 8 참고)의 구성에서 인덕터와 커패시터의 배치가 LCL(인덕터-커패시터-인덕터) 또는 CLC(커패시터-인덕터-커패시터)로 구성되는 것과 다르게, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 LLC(인덕터-인덕터-커패시터)의 연결 구조로 이루어지게 된다.
이때, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 중성라인(N)과 연결되는 제3 전송라인 필터(113)에 더하여 그라운드라인(FG)과 연결되는 제4 전송라인 필터(114)를 전송라인(L)에 구비함에 따라 커패시터에 의한 신호 왜곡을 감쇄시킬 수 있게 된다.
제2 필터부(120)는 제1 필터부(110)와 이격되어 중성라인(N)에 설치될 수 있으며, 제1 중성라인 필터(121), 제2 중성라인 필터(122) 및 제3 중성라인 필터(123)를 포함할 수 있다.
제1 중성라인 필터(121)는 중성라인(N)에 설치되는 인덕터(LL2)로 구성될 수 있다.
제2 중성라인 필터(122)는 중성라인(N)에 제1 중성라인 필터(121)와 이격되게 설치되는 인덕터(LL4)로 구성될 수 있다.
여기서, 이들 제1 중성라인 필터(121) 및 제2 중성라인 필터(122) 각각은 중성라인(N)에 연결되므로 전송라인(L)에 대해서 인덕터에 의한 직접적인 신호 차단 작용을 발생시키지는 않지만, 제1 필터부(110)에 의해 중성라인(N)이 전송라인(L)과 연결되어 있기 때문에, 제1 필터부(110)에 의한 노이즈 상쇄 작용을 보완할 수 있게 된다.
제3 중성라인 필터(123)는 중성라인(N)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치될 수 있다.
이러한 제3 중성라인 필터(123)는 중성라인(N)에 형성되는 접점을 통해 그라운드라인(FG)과 연결될 수 있으며, 커패시터(CC2)로 구성될 수 있다.
이와 같은 제3 중성라인 필터(123)는 제4 전송라인 필터(114)에 의한 노이즈 상쇄 작용을 보완할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는, 전송라인(L) 및 중성라인(N)에 설치된 각 필터부를 통해 외부에서 노이즈가 유입되는 것과 내부 신호가 유출되는 것을 차단할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 입력단 측에 설치되는데, 그라운드라인(FG)과 연결되는 제4 전송라인 필터(114)가 연결된 전송라인(L)에서의 접점 이후의 부품들에서 발생되는 잡음원을, 제4 전송라인 필터(114)를 통해 그라운드라인(FG)으로 미리 바이패스(Bypass)시킴으로써 고주파 노이즈 성분이 라인 내에 흘러드는 것을 차단할 수 있게 된다. 결국, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화하고, 노이즈 발생을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 중성라인(N)에 설치된 제2 필터부(120)를 통해 전송라인(L) 및 중성라인(N) 상간에서 각각의 설치 위치로부터 노이즈 상쇄를 유도할 수 있으므로 전자파 감쇄에 더욱 효과적이게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 별도의 회로 없이도 노이즈를 줄이는 동시에 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화시켜 수신 성공율을 개선할 수 있으므로 전력선 통신 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 수신 감도에 대한 특성을 비교 설명하기 위한 것으로, 종래의 일반적인 회로와 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 적용된 회로 각각에서 측정된 링크 및 채널 정보를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다.
여기서, 도 2는 종래의 일반적인 회로에서의 PLC 통신 수신 성공율을 나타내고, 도 3은 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 적용된 회로 에서의 PLC 통신 수신 성공율을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터를 사용한 경우에 PLC 통신 수신 성공율이 개선된 것을 확인할 수 있었다.
즉, 종래의 일반적인 회로는 성공률이 79.8%로 측정되었으나, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터를 사용한 회로는 성공률이 92.5% 이상으로 PLC 통신의 수신 성공율이 상당히 개선되었다. 여기서, 도면의 하측의 그래프는 주파수 대역별로 성공율을 나타내는데, 종래의 일반적인 회로는 도 2에 도시된 것처럼 청색 파형과 적색 파형이 일부 주파수 대역에서 불일치되는 반면에, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터를 사용한 회로의 경우 청색 파형과 적색 파형이 유사하게 나타나므로 수신 성공율이 높게 측정되는 것을 알 수 있었다.
도 4 및 도 5는 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 노이즈 감소 특성을 비교 설명하기 위한 것으로, 종래의 일반적인 회로와 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 적용된 회로 각각에서 측정된 노이즈 수치를 나타낸 프로그램 화면 이미지의 일례를 도시한다. 여기서, 도 4는 종래의 일반적인 회로에서의 노이즈 측정 값을 나타내고, 도 5는 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 적용된 회로에서의 노이즈 측정 값을 나타낸다.
이때, 상간에 발생되는 노이즈는 AC 입력단에 사용되는 2 MHz에서 30 MHz 사이의 수신 신호에서 측정되었다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도면상의 녹색 라인은 노이즈 합격 기준(-70dBm)을 나타낸 선으로, 종래의 일반적인 회로에서는 표시된 지점에서 녹색 라인보다 높게 측정되어 합격 기준을 벗어나는 반면에, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 적용된 회로에서는 전체적으로 녹색 라인보다 낮게 측정되어 합격 기준에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터를 사용한 경우 측정되는 노이즈 값이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
결국, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)에 의하면 각 필터부를 통해 외부에서 노이즈가 유입되는 것과 내부 신호가 유출되는 것을 차단할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)는 별도의 회로 없이도 노이즈를 줄이는 동시에 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화시켜 수신 성공율을 개선할 수 있으므로 전력선 통신 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력선 통신용 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력선 통신용 필터가 설치된 전원장치의 회로 기판을 개략적으로 도시한 이미지이다.
여기서, 전송라인(L)은 단상식 또는 3상 4선식으로 구성된 전력선이 사용될 수 있는 바, 본 실시예에서는, 도면에 도시된 것처럼 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T)을 포함하여 이루어진 전력선이 사용되는 것으로 설명될 수 있다. 이때, 본 발명에서는 후술할 필터부가 전력선에 직접적으로 연결되기 보다는 회로기판 상에서 각 라인에 연결될 수 있으며, 각 필터부는 기판에 설치되는 회로 부품으로 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 전송라인(L)이 3개의 라인으로 구성됨에 따라 전송라인(L)에 설치되는 제1 필터부(210)가 3개의 라인 각각에 설치되는 구성을 제외하고는 제1 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)와 동일한 구성으로 이루어진다.
따라서, 이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(100)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)의 구성 및 기능을 설명한다.
제1 필터부(210)는 전송라인(L)에 설치되는 것으로, 제1 전송라인 필터(211), 제2 전송라인 필터(212), 제3 전송라인 필터(213) 및 제4 전송라인 필터(214)를 포함할 수 있다.
제1 전송라인 필터(211)는 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각에 설치되는 복수의 인덕터로 구성될 수 있다.
즉, 제1 전송라인 필터(211)는 제1 전력라인(R)에 연결되는 제1 인덕터(L1), 제2 전력라인(S)에 연결되는 제2 인덕터(L2) 및 제3 전력라인(T)에 연결되는 제3 인덕터(L3)를 포함할 수 있다. 예컨대, 각 인덕터들(L1, L2, L3)은 드럼코어 또는 원형코어 형태의 인덕터가 될 수 있다.
이러한 제1 전송라인 필터(211)는 각각의 인덕터들(L1, L2, L3)을 통해 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다. 즉, 제1 전송라인 필터(211)는 외부 노이즈가 유입되는 것을 차단하고, 통신 신호가 제1 전송라인 필터(211)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
제2 전송라인 필터(212)는 전송라인(L)에 제1 전송라인 필터(211)와 이격되게 설치되는 복수의 인덕터로 구성될 수 있다. 이때, 제2 전송라인 필터(212)의 각 인덕터는 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각에 제1 전송라인 필터(211)의 각 인덕터들(L1, L2, L3)과 이격되게 설치될 수 있다.
즉, 제2 전송라인 필터(212)는 제1 전력라인(R)에 제1 인덕터(L1)와 이격되게 설치되는 제4 인덕터(L5), 제2 전력라인(S)에 제2 인덕터(L2)와 이격되게 연결되는 제5 인덕터(L6) 및 제3 전력라인(T)에 제3 인덕터(L3)와 이격되게 연결되는 제6 인덕터(L7)를 포함할 수 있다. 예컨대, 각 인덕터들(L5, L6, L7, L8)은 드럼코어 형태 또는 한 개의 코어에 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각이 절연된 상태로 권선되는 형태의 인덕터가 될 수 있다.
이러한 제1 전송라인 필터(211)는 제1 전송라인 필터(211)와 마찬가지로 전송라인(L)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
그리고, 제2 전송라인 필터(212)는 제1 전송라인 필터(211)의 인덕턴스를 보상함으로써 불필요한 신호의 외부 유출입 차단을 보완할 수 있게 된다.
제3 전송라인 필터(213)는 제2 전송라인 필터(212)와 이격되어 전송라인(L)과 중성라인(N) 사이에 설치될 수 있다. 이러한 제3 전송라인 필터(213)는 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각에 제2 전송라인 필터(212)의 각 인덕터들(L5, L6, L7)과 이격되는 위치에 형성되는 접점을 통해 중성라인(N)과 연결되는 복수의 커패시터로 구성될 수 있다.
즉, 제3 전송라인 필터(213)는 제4 인덕터(L5)와 이격되어 제1 전력라인(R)과 중성라인(N) 사이에 설치되는 제1 커패시터(C1), 제5 인덕터(L6)와 이격되어 제2 전력라인(S)과 중성라인(N) 사이에 설치되는 제2 커패시터(C2) 및 제6 인덕터(L7)와 이격되어 제3 전력라인(T)과 중성라인(N) 사이에 설치되는 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다.
이와 같은 제3 전송라인 필터(213)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다.
제4 전송라인 필터(214)는 전송라인(L)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치될 수 있다.
이러한 제4 전송라인 필터(214)는 제1 전력라인(R), 제2 전력라인(S) 및 제3 전력라인(T) 각각에 형성되는 접점을 통해 그라운드라인(FG)과 연결되는 복수의 커패시터로 구성될 수 있다.
즉, 제4 전송라인 필터(214)는 제1 전력라인(R)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치되는 제4 커패시터(C4), 제2 전력라인(S)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치되는 제5 커패시터(C5) 및 제3 전력라인(T)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치되는 제6 커패시터(C6)를 포함할 수 있다.
이와 같은 제4 전송라인 필터(214)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다. 즉, 제4 전송라인 필터(214)는 그라운드라인(FG)에 연결되어 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화하고, 노이즈 발생을 줄일 수 있게 된다.
여기서, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 제1 전송라인 필터(211) 및 제2 전송라인 필터(212)의 각 인덕터들이 상호 인접하게 연결되어 각각의 전력라인들(R, S, T)에 대해 직렬로 배치되는 이중 필터 구조로 이루어질 수 있으며, 이러한 이중 필터 구조에 의해 노이즈의 감쇄 효과를 향상시킬 수 있다. 이때, 제1 전송라인 필터(211)와 제2 전송라인 필터(212)의 각각의 인덕턴스 값은 상이하게 설정될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 제3 전송라인 필터(213) 및 제4 전송라인 필터(214)가 각 전력라인들(R, S, T)에 대해 제2 전송라인 필터(212)의 위치 이후로 연속적으로 연결될 수 있으며, 제4 전송라인 필터(214)의 위치 이후로는 다른 회로 부품이 연결될 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 인덕터로 이루어진 제1 전송라인 필터(211) 및 제2 전송라인 필터(212)가 연속 배치되고, 커패시터로 이루어진 제3 전송라인 필터(213) 및 제4 전송라인 필터(214)가, 제2 전송라인 필터(212)에 연속으로 배치된 구조로 이루어질 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 중성라인(N)과 연결되는 제3 전송라인 필터(213)에 더하여 그라운드라인(FG)과 연결되는 제4 전송라인 필터(214)를 전송라인(L)에 구비함에 따라 커패시터에 의한 신호 왜곡을 감쇄시킬 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)의 제1 필터부(210)는 제1 인덕터(L1), 제4 인덕터(L5), 제1 커패시터(C1) 및 제4 커패시터(C4)를 포함하는 제11 필터부(210a), 제2 인덕터(L2), 제5 인덕터(L6), 제2 커패시터(C2) 및 제5 커패시터(C5)를 포함하는 제12 필터부(210b) 및 제3 인덕터(L3), 제6 인덕터(L7), 제3 커패시터(C3) 및 제6 커패시터(C6)를 포함하는 제13 필터부(210c)로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 필터부(210)의 제11 필터부(210a)는 제1 전력라인(R)에 설치되고, 제12 필터부(210b)는 제2 전력라인(S)에 설치되며, 제13 필터부(210c)는 제3 전력라인(T)에 설치될 수 있다.
여기서, 제11 필터부(210a)는 제1 전력라인(R)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다. 즉, 제11 필터부(210a)는 외부 노이즈가 유입되는 것을 차단하고, 통신 신호가 제1 전력라인(R)에서 제11 필터부(210a)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
그리고, 제12 필터부(210b)는 제2 전력라인(S)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다. 즉, 제12 필터부(210b)는 외부 노이즈가 유입되는 것을 차단하고, 통신 신호가 제2 전력라인(S)에서 제12 필터부(210b)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 제13 필터부(210c)는 제3 전력라인(T)에 유입되는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단할 수 있다. 즉, 제13 필터부(210b)는 외부 노이즈가 유입되는 것을 차단하고, 통신 신호가 제3 전력라인(T)에서 제13 필터부(210c)의 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
이렇게, 제1 필터부(210)의 제11 내지 제13 필터부(210a, 210b, 210c) 각각은 각 전력라인에서의 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화하고, 노이즈 발생을 줄일 수 있게 된다.
제2 필터부(220)는 제1 필터부(210)와 이격되어 중성라인(N)에 설치될 수 있으며, 제1 중성라인 필터(221), 제2 중성라인 필터(222) 및 제3 중성라인 필터(223)를 포함할 수 있다.
제1 중성라인 필터(221)는 중성라인(N)에 설치되는 인덕터(L4)로 구성될 수 있다.
제2 중성라인 필터(222)는 중성라인(N)에 제1 중성라인 필터(221)와 이격되게 설치되는 인덕터(L8)로 구성될 수 있다.
여기서, 이들 제1 중성라인 필터(221) 및 제2 중성라인 필터(222) 각각은 중성라인(N)에 연결되므로 전송라인(L)에 대해서 인덕터에 의한 직접적인 신호 차단 작용을 발생시키지는 않지만, 제1 필터부(210)에 의해 중성라인(N)이 전송라인(L)과 연결되어 있기 때문에, 제1 필터부(210)에 의한 노이즈 상쇄 작용을 보완할 수 있게 된다.
제3 중성라인 필터(223)는 중성라인(N)과 그라운드라인(FG) 사이에 설치될 수 있다.
이러한 제3 중성라인 필터(223)는 중성라인(N)에 형성되는 접점을 통해 그라운드라인(FG)과 연결될 수 있으며, 커패시터(C7)로 구성될 수 있다.
이와 같은 제3 중성라인 필터(223)는 제4 전송라인 필터(214)에 의한 노이즈 상쇄 작용을 보완할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는, 전송라인(L) 및 중성라인(N)에 설치된 각 필터부를 통해 외부에서 노이즈가 유입되는 것과 내부 신호가 유출되는 것을 차단할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 입력단 측에 설치되는데, 그라운드라인(FG)과 연결되는 제4 전송라인 필터(214)가 연결된 제1 내지 제3 전력라인 (R, S, T)에서의 접점 이후의 부품들에서 발생되는 잡음원을, 제4 전송라인 필터(214)를 통해 그라운드라인(FG)으로 미리 바이패스(Bypass)시킴으로써 고주파 노이즈 성분이 라인 내에 흘러드는 것을 차단할 수 있게 된다. 결국, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화하고, 노이즈 발생을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 중성라인(N)에 설치된 제2 필터부(220)를 통해 전송라인(L) 및 중성라인(N) 상간에서 각각의 설치 위치로부터 노이즈 상쇄를 유도할 수 있으므로 전자파 감쇄에 더욱 효과적이게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 전력선 통신용 필터(200)는 별도의 회로 없이도 노이즈를 줄이는 동시에 수신 신호가 감쇄되는 것을 최소화시켜 수신 성공율을 개선할 수 있으므로 전력선 통신 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시 예에 의해 제한되기보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200 : 전력선 통신용 필터
110, 210 : 제1 필터부 111, 211 : 제1 전송라인 필터
112, 212 : 제2 전송라인 필터 113, 213 : 제3 전송라인 필터
114, 214 : 제4 전송라인 필터 120, 220 : 제2 필터부
121, 221 : 제1 중성라인 필터 122, 222 : 제2 중성라인 필터
123, 223 : 제3 중성라인 필터

Claims (5)

  1. 전송라인에 연결되는 제1 필터부; 및
    상기 제1 필터부와 이격되어 중성라인에 연결되는 제2 필터부를 포함하고,
    상기 제1 필터부는,
    상기 전송라인에 설치되는 인덕터인 제1 전송라인 필터;
    상기 전송라인에 상기 제1 전송라인 필터와 이격되게 설치되는 인덕터인 제2 전송라인 필터;
    상기 제2 전송라인 필터와 이격되게 상기 전송라인과 상기 중성라인 사이에 설치되는 커패시터인 제3 전송라인 필터; 및
    상기 제3 전송라인 필터와 이격되게 상기 전송라인과 그라운드라인 사이에 설치되는 커패시터인 제4 전송라인 필터를 포함하고,
    상기 제2 필터부는,
    상기 중성라인에 설치되는 인덕터인 제1 중성라인 필터;
    상기 중성라인에 상기 제1 중성라인 필터와 이격되게 설치되는 인덕터인 제2 중성라인 필터; 및
    상기 제2 중성라인 필터와 이격되고 상기 중성라인과 상기 그라운드라인 사이에 설치되는 커패시터인 제3 중성라인 필터를 포함하며,
    상기 제1 전송라인 필터와 상기 제2 전송라인 필터의 인덕턴스 값은 상이하게 설정되며,
    상기 제3 전송라인 필터와 상기 제4 전송라인 필터는 상기 전송라인에 대해 상기 제2 전송라인 필터의 위치 이후로 연속적으로 연결되는 전력선 통신용 필터.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전송라인은 하나의 단상 전력라인을 포함하고,
    상기 제1 전송라인 필터 및 상기 제2 전송라인 필터는 상기 단상 전력라인에 직렬로 배치되고,
    상기 제3 전송라인 필터 및 상기 제4 전송라인 필터는 상기 단상 전력라인에 상기 제2 전송라인 필터와 연속적으로 연결되는 전력선 통신용 필터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전송라인은 제1 전력라인, 제2 전력라인 및 제3 전력라인을 포함하고,
    상기 제1 전송라인 필터는,
    상기 제1 전력라인에 연결되는 제1 인덕터, 상기 제2 전력라인에 연결되는 제2 인덕터 및 상기 제3 전력라인에 연결되는 제3 인덕터를 포함하며,
    상기 제2 전송라인 필터는,
    상기 제1 전력라인에 상기 제1 인덕터와 이격되어 연결되는 제4 인덕터, 상기 제2 전력라인에 상기 제2 인덕터와 이격되어 연결되는 제5 인덕터 및 상기 제3 전력라인에 상기 제3 인덕터와 이격되어 연결되는 제6 인덕터를 포함하는 전력선 통신용 필터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 전송라인 필터는,
    상기 제4 인덕터와 이격되게 상기 제1 전력라인과 상기 중성라인 사이에 설치되는 제1 커패시터, 상기 제5 인덕터와 이격되게 상기 제2 전력라인과 상기 중성라인 사이에 설치되는 제2 커패시터 및 상기 제6 인덕터와 이격되게 상기 제3 전력라인과 상기 중성라인 사이에 설치되는 제3 커패시터를 포함하고,
    상기 제4 전송라인 필터는,
    상기 제1 전력라인과 상기 그라운드라인 사이에 설치되는 제4 커패시터, 상기 제2 전력라인과 상기 그라운드라인 사이에 설치되는 제5 커패시터 및 상기 제3 전력라인과 상기 그라운드라인 사이에 설치되는 제6 커패시터를 포함하는 전력선 통신용 필터.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63250907A (ja) * 1987-04-07 1988-10-18 Tokin Corp ノイズフィルタ
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