KR200271881Y1

KR200271881Y1 - 전력선 통신용 필터

Info

Publication number: KR200271881Y1
Application number: KR2020020000540U
Authority: KR
Inventors: 이일수; 고제우; 이남호
Original assignee: 주식회사 엠에이티
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2002-04-12

Abstract

본 고안은 전력선 통신용 필터에 관한 것으로서, 전력을 전송하는 제1 내지 제3 전력 라인들 및 중성 라인; 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고, 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제1 필터부; 상기 제1 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제2 필터부; 상기 제2 필터부에 인접하며, 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 각각 형성된 제1 내지 제3 노드들; 상기 제1 내지 제3 노드들에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제3 필터부; 상기 제3 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제4 필터부; 및 상기 제1 내지 제3 노드들과 중성 라인 사이에 연결되며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제5 필터부를 구비함으로써 별도의 패스 필터 없이도 블록킹 필터의 기능과 패스 필터의 기능을 수행한다.

Description

전력선 통신용 필터{Filter for power line communication}

본 고안은 전력선 통신용 필터에 관한 것으로서, 특히 3상 4선식 전력선 통신에 있어서 원치 않는 통신 신호 및 노이즈의 전송을 차단하는 블록킹 필터 기능과 이상간의 신호 전송을 위한 패스 기능을 갖는 전력선 통신용 필터에 관한 것이다.

전력선 통신(PLC; Power Line Communication)이란 전력을 공급하는 전력선을 매개체로 음성과 데이터를 수백[㎑]∼수십[㎒] 이상의 고주파 신호에 실어 통신하는 기술을 의미한다. 전력선 통신 기술을 응용할 경우 홈네트워킹, 정보가전, 전력망 관리 등이 가능해 관련 업계는 전력선 통신으로 신규 서비스와 잠재 시장을 활성화할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 전력선 통신을 응용한 고속 액세스 기술과 홈네트워크를 통한 저속 제어 기술은 국내외 통신업체나 전력 업체로부터 차세대 통신 기술로 주목받고 있다.

전력선 통신은 전력선을 매체로 통신하기 때문에 통신용 케이블이나 광섬유를 이용한 데이터 전송에 비해 구현이 어렵다. 특히 높은 부하와 간섭 현상, 잡음, 가변하는 임피던스(Impedance)와 신호 감쇄 현상 등의 특수한 환경을 극복하고 제한된 전력선을 통해 데이터를 전달해야 하는 어려움이 따른다. 전력선을 통신 매개체로 활용하려면 원하는 통신 신호만을 받아들이고, 각종 노이즈 신호는 제거하는 기술이 주어져야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위한 방안의 하나로 블록킹 필터와 패스 필터가 사용되고 있다.

종래의 3상 4선식 전력선 통신용 블록킹 필터는 전력이 전송되는 각 라인에 인덕터들을 구비하고, 상기 라인들과 중성 라인(Neutral Line) 사이에 캐패시터들을 구비한다. 이 상태에서 용량이 커질 경우에는 인덕턴스(Inductance)값을 유지하기 위해 큰 용량의 코아(Core)를 사용하고, 코아에 전력선을 많은 턴수로 감아서 인덕터를 구성해야 한다.

이와 같이 종래에는 크고 많은 수의 인덕터들을 사용하므로 블록킹 필터가 크게 제작될 수 밖에 없으며, 또한 이 상태로는 전력선 통신 영역의 이상간의 통신이 안되므로 별도의 패스 필터를 제작하여 사용해야 한다.

따라서, 본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 별도의 패스 필터를 사용하지 않고서도 블록킹 및 패스 기능이 향상되는 전력선 통신용 필터를 제공하는 것이다.

본 고안의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 본 고안에 따른 전력선 통신용 필터의 회로도이다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 필터부 또는 제4 필터부의 구조를 도시한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 제2 필터부 또는 제3 필터부의 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 4는 도 1에 도시된 제2 필터부 또는 제3 필터부의 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101: 전력선 통신용 필터, 111∼115: 제1 내지 제5 필터부들

121∼123: 제1 내지 제3 전력 라인들, 124: 중성 라인

N1∼N3: 제1 내지 제3 노드들, L1a∼L11: 인덕터들

C1∼C3: 캐패시터들, 211,311∼313,411∼413: 마그네틱 코아들

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 고안은,

전력을 전송하는 제1 내지 제3 전력 라인들 및 중성 라인; 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고, 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제1 필터부; 상기 제1 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제2 필터부; 상기 제2 필터부에 인접하며, 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 각각 형성된 제1 내지 제3 노드들; 상기 제1 내지 제3 노드들에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제3 필터부; 상기 제3 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제4 필터부; 및 상기 제1 내지 제3 노드들과 중성 라인 사이에 연결되며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제5 필터부를 구비하는 전력선 통신용 필터를 제공한다.

바람직하기는, 상기 제1 내지 제4 필터부들은 각각 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 연결된 인덕터들을 구비한다.

바람직하기는 또한, 상기 제2 필터부에 구비되는 인덕터들은 각각 상기 제1 필터부에 구비되는 인덕터들의 인덕턴스를 보상하고, 상기 제3 필터부에 구비되는 인덕터들은 각각 상기 제4 필터부에 구비되는 인덕터들의 인덕턴스를 보상한다.

바람직하기는 또한, 상기 제5 필터부는 상기 제1 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제1 캐패시터 및 인덕터; 상기 제2 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제2 캐패시터 및 인덕터; 및 상기 제3 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제3 캐패시터 및 인덕터를 구비한다.

바람직하기는 또한, 상기 제1 필터부, 제2 필터부, 제1 내지 제3 노드들, 제3 필터부 및 제4 필터부가 순차적으로 배열된다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 고안은 또한,

전력을 송신하는 제1 내지 제3 전력 라인들 및 중성 라인; 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 소정 영역의 통신 신호를 통과시키기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 감싸는 제1 마그네틱 코아; 상기 제1 마그네틱 코아에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 각각 감싸는 제2 내지 제4 마그네틱 코아들; 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 각각 감싸는 제5 내지 제7 마그네틱 코아들; 상기 제5 내지 네7 마그네틱 코아들에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 감싸는 제8 마그네틱 코아; 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들과 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들 사이에 위치하며, 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 각각 형성된 제1 내지 제3 노드들; 상기 제1 내지 제3 노드들에 각각 연결된 제1 내지 제3 캐패시터들; 및 상기 제1 내지 제3 캐패시터들과 상기 중성 라인 사이에 각각 연결된 제9 내지 제 11 인덕터들을 구비하는 전력선 통신용 필터를 제공한다.

바람직하기는, 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들은 상기 제1 마그네틱 코아의 인덕턴스를 보상하고, 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들은 상기 제8 마그네틱 코아의 인덕턴스를 보상한다.

바람직하기는 또한, 상기 제1 내지 제3 캐패시터들과 상기 제9 내지 제11 인덕터들은 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단한다.

바람직하기는 또한, 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들은 각각 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 의해 소정 턴수로 감겨지고, 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들은 각각 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 의해 소정 턴수로 감겨진다.

상기 본 고안의 전력선 통신용 필터는 별도의 패스 필터 없이도 블록킹 필터의 기능과 패스 필터의 기능을 수행한다.

본 고안과 본 고안의 동작상의 이점 및 본 고안의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 고안을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 고안에 따른 전력선 통신용 필터의 회로도이다. 도 1을 참조하면, 전력선 통신용 필터(101)는 제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123), 중성 라인(124), 제1 내지 제5 필터부들(111∼115) 및 제1 내지 제3 노드들(N1∼N3)을 구비한다.

제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123) 및 중성 라인(124)을 통해 전력, 예컨대 110볼트 또는 220볼트 또는 그 이상의 전압이 전송된다. 제4 필터부(114)에 부하(미도시)가 연결된다.

제1 필터부(111)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단한다. 즉, 제1 필터부(111)는 외부 노이즈가 상기 부하에 유입되는 것을 차단하며, 상기 부하의 통신 신호가 제1 필터부(111)의 외부로 유출되는 것을 차단한다. 또한, 제1 필터부(111)는 외부로부터 제1 필터부(111)로 입력되는 통신 신호 중에서 소정 영역 즉, 내부 또는 외부 이상간의 통신 신호를 통과시킨다. 제1 필터부(111)는 제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123)에 연결된 인덕터들(L1a∼L1c)을 구비한다.

제2 필터부(112)는 제1 필터부(111)에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단한다. 제2 필터부(112)는 제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123)에 연결된 인덕터들(L2∼L4)을 구비한다. 인덕터들(L2∼L4)은 각각 제1 필터부(111)에 구비되는 인덕터들(L1a∼L1c)의 인덕턴스를 보상함으로써 상기 불필요한 신호의 외부 유출입 차단을 보완해준다.

제1 내지 제3 노드들(N1∼N3)은 제1 내지 제3 전력 라인(121∼123) 중 제2 필터부(112)에 인접한 곳에 형성된다.

제3 필터부(113)는 상기 제1 내지 제3 노드들(N1∼N3)에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단한다. 제3 필터부(113)는 제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123)에 연결된 인덕터들(L5∼L7)을 구비한다. 인덕터들(L5∼L7)은 각각 제4 필터부(114)에 구비되는 인덕터들(L8a∼L8c)의 인덕턴스를 보상함으로써 상기 불필요한 신호의 외부 유출입 차단을 보완해준다.

제4 필터부(114)는 제3 필터부(113)에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역 즉, 내부 또는 외부 이상간의 통신 신호를 통과시킨다. 즉, 제4 필터부(114)는 외부 노이즈가 상기 부하에 유입되는 것을 차단하며, 상기 부하의 통신 신호가 전력선 통신용 필터(101)의 외부로 유출되는 것을 차단한다. 또한, 제4 필터부(114)는 전력선 통신용 필터(101)의 외부로부터 제4 필터부(114)로 입력되는 통신 신호 중에서 소정 영역의 통신 신호를 통과시킨다. 제4 필터부(114)는 제1 내지 제3 전력 라인들(121∼123)에 연결된 인덕터들((L8a∼L8c)을 구비한다.

제5 필터부(115)는 제1 내지 제3 노드들(N1∼N3)과 중성 라인(124) 사이에 연결되며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단한다. 제5 필터부(115)는 제1내지 제3 캐패시터들(C1∼C3)과 인덕터들((L9∼L11)을 구비한다. 제1 캐패시터(C1) 및 인덕터(L9)는 상호직렬로 연결되며, 제1 노드(N1)와 중성 라인(124) 사이에 연결된다. 제2 캐패시터(C2) 및 인덕터(L10)는 상호직렬로 연결되며, 제2 노드(N2)와 중성 라인(124) 사이에 연결된다. 제3 캐패시터(C3) 및 인덕터(L11)는 상호직렬로 연결되며, 제3 노드(N3)와 중성 라인(124) 사이에 연결된다.

제1 필터부(111), 제2 필터부(112), 제1 내지 제3 노드들(N1∼N3), 제3 필터부(113) 및 제4 필터부(114)는 순차적으로 배열된다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 필터부(111) 또는 제4 필터부(114)의 구조를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 제1 필터부(111) 또는 제4 필터부(114)는 제1 내지 제3 전력선들(121∼123)을 감싸는 원통형의 마그네틱 코아(211)를 구비한다. 따라서, 제1 필터부(111) 또는 제4 필터부(114)는 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 블록킹 필터의 기능을 수행할 뿐만 아니라 마그네틱 코아(211)의 상호 유도 작용으로 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 패스 필터의 기능도 수행한다.

도 3은 도 1에 도시된 제2 필터부(112) 또는 제3 필터부(113)의 구조의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제2 필터부(112) 또는 제3 필터부(113)는 제1 내지 제3 전력선들(121∼123) 중 하나를 감싸는 마그네틱 코아들(311∼313)을 구비한다. 마그네틱 코아들(311∼313)은 제1 내지 제3 전력선들(121∼123) 중 하나를 감싸므로 그 크기가 작아진다. 마그네틱 코아들(311∼313)이 작으므로 전력선 통신용 필터(도 1의 101)의 크기도 작아진다.

도 4는 도 1에 도시된 제2 필터부(112) 또는 제3 필터부(113)의 구조의 다른실시예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 제2 필터부(112) 또는 제3 필터부(113)는 제1 내지 제3 전력선들(121∼123) 중 하나를 감싸는 마그네틱 코아들(411∼413)을 구비한다. 이 때, 마그네틱 코아들(411∼413)은 제1 내지 제3 전력선들(121∼123)에 의해 소정 턴수로 감겨져 있다. 상기 턴수에 의해 인덕터들(도 1의 L2∼L4 또는 L5∼L7)의 인덕턴스가 달라진다. 즉, 상기 턴수가 많으면 인덕터들(L2∼L4 또는 L5∼L7)의 인덕턴스가 증가되고, 상기 턴수가 작으면 인덕터들(L2∼L4 또는 L5∼L7)의 인덕턴스가 감소한다. 이와 같이, 제2 필터부(112)와 제3 필터부(113)의 크기가 작으므로, 전력선 통신용 필터(도 1의 101)의 크기가 작아진다.

도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 전력선 통신용 필터(101)는 제1 내지 제5 필터부들(111∼115)을 구비함으로써 3상 4선식 전력선 통신시 전력선 통신의 통신 성능에 영향을 미치는 외부 노이즈를 차단하고 통신 신호의 외부 유출을 차단하는 블록킹 필터의 기능이 향상되며, 소정 영역 즉, 내부 또는 외부의 이상간의 통신 신호만을 통과시켜서 전력선 통신 영역인 건물 내부에서 이상간 통신을 가능하게 하는 패스 필터의 기능을 수행한다. 또한, 제1 내지 제5 필터부들(111∼115)에 구비되는 인덕터들(L1a∼L11)의 크기가 작기 때문에 전력선 통신용 필터(101)의 크기가 작아지며, 전력선들(121∼124)의 용량에 영향을 받지 않으므로 블록킹율이 높아지고 패스 기능을 완전하게 수행할 수 있다.

Claims

전력을 전송하는 제1 내지 제3 전력 라인들 및 중성 라인;

불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고, 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제1 필터부;

상기 제1 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제2 필터부;

상기 제2 필터부에 인접하며, 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 각각 형성된 제1 내지 제3 노드들;

상기 제1 내지 제3 노드들에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제3 필터부;

상기 제3 필터부에 인접하며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키는 제4 필터부; 및

상기 제1 내지 제3 노드들과 중성 라인 사이에 연결되며, 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 제5 필터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제1 항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 필터부들은 각각 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 연결된 인덕터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제2 항에 있어서, 상기 제2 필터부에 구비되는 인덕터들은 각각 상기 제1 필터부에 구비되는 인덕터들의 인덕턴스를 보상하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제2 항에 있어서, 상기 제3 필터부에 구비되는 인덕터들은 각각 상기 제4 필터부에 구비되는 인덕터들의 인덕턴스를 보상하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제1 항에 있어서, 상기 제5 필터부는

상기 제1 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제1 캐패시터 및 인덕터;

상기 제2 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제2 캐패시터 및 인덕터; 및

상기 제3 노드와 상기 중성 라인 사이에 직렬로 연결된 제3 캐패시터 및 인덕터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제1 항에 있어서, 상기 제1 필터부, 제2 필터부, 제1 내지 제3 노드들, 제3 필터부 및 제4 필터부가 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
전력을 송신하는 제1 내지 제3 전력 라인들 및 중성 라인;

불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 소정 영역의 통신 신호를 통과시키기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 감싸는 제1 마그네틱 코아;

상기 제1 마그네틱 코아에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 각각 감싸는 제2 내지 제4 마그네틱 코아들;

상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 각각 감싸는 제5 내지 제7 마그네틱 코아들;

상기 제5 내지 네7 마그네틱 코아들에 인접하며, 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하고 상기 소정 영역의 통신 신호를 통과시키기 위한 상기 제1 내지 제3 전력 라인들을 감싸는 제8 마그네틱 코아;

상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들과 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들 사이에 위치하며, 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 각각 형성된 제1 내지 제3 노드들;

상기 제1 내지 제3 노드들에 각각 연결된 제1 내지 제3 캐패시터들; 및

상기 제1 내지 제3 캐패시터들과 상기 중성 라인 사이에 각각 연결된 제9 내지 제 11 인덕터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제7 항에 있어서, 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들은 상기 제1 마그네틱 코아의 인덕턴스를 보상하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제7 항에 있어서, 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들은 상기 제8 마그네틱 코아의 인덕턴스를 보상하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제7 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 캐패시터들과 상기 제9 내지 제11 인덕터들은 상기 불필요한 신호의 외부 유출입을 차단하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제7 항에 있어서, 상기 제2 내지 제4 마그네틱 코아들은 각각 상기 제1 내지 제3 전력 라인들에 의해 소정 턴수로 감겨진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.
제7 항에 있어서, 상기 제5 내지 제7 마그네틱 코아들은 각각 상기 제1 내지제3 전력 라인들에 의해 소정 턴수로 감겨진 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 필터.