KR20070105603A - 전력선 통신용 신호연결장치 및 장착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력선 통신용 신호연결장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전력선 통신용 신호 연결장치는 원통형의 몸체에 내경부를 관통하는 홀이 형성된 자성체; 상기 자성체에 권선 되는 신호선; 상기 신호선과 연결되는 대역통과필터; 및 상기 대역통과 필터의 말단과 연결되는 연결단자; 를 포함하여 이루어진다. 아울러 상기의 전력선 통신용 신호연결장치를 전력선에 비접촉식으로 장착하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 대역통과필터를 이용하여 전력선신호 이외의 노이즈(noise)를 제거하고, 원하는 전력선 통신신호만의 커플링으로 통신품질의 향상이 현저한 효과가 있다.

또한, 절단 분리된 전력선 신호 연결장치를 박판 밴드와 케이블 받침대를 이용 고정하여 전력선에 비접촉식으로 설치가능하게 하여 설치의 용이성과 안정성을 제공하는 효과가 있다.

전력선 통신, 대역통과필터

Description

전력선 통신용 신호연결장치 및 장착 방법{Signal coupling appratus for power line communication and fixing apparatus for power line communication}

도 1은 본 발명에 의한 전력선 통신용 신호연결장치의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 대역통과필터의 요부평면도와 회로도이다.

도 3a는 도 1에 도시된 "A-A"의 단면도이다.

도 3b는 도 3a에 도시된 "B-B"의 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신용 신호연결장치의 단면도이다.

도 5a는 종래의 신호차단효과를, 도 5b는 본 발명에 따른 신호차단효과를 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 전력선 통신용 신호연결장치를 장착방법의 도시이다.

도 7a는 종래의 장착방법을, 도 7b는 본 발명의 전력선통신장치의 장착방법의 사용상태도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 설명〉

10,11: 신호연결 장치 100: 전력선

200: 자성체 300: 신호선

400: 대역통과필터 500: 박판밴드

본 발명은 전력선 통신용 신호연결장치(이하, 신호연결장치라 한다.)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대역 통과필터를 이용하여 전력선신호 이외의 노이즈를 제거하고, 원하는 전력선 통신신호만의 커플링으로 통신품질의 향상시키며, 아울러 절단 분리된 전력선 신호 연결장치를 박판밴드와 케이블 받침대를 이용 고정하여 전력선에 비접촉식으로 설치가능하게 하여 설치의 용이성과 안정성을 제공하는 신호연결장치와 그 장착방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전력선통신(Power Line Communication; PLC)이란 옥내, 옥외에 시설되어있는 저압 배전선 또는 고압 배전선에 고주파 신호를 중첩하여 음성, 데이터신호등을 고속으로 전송하는 방식을 말한다.

전력선 통신시스템은 수용가에 설치된 전력선을 그대로 이용하여 통신을 행하는 시스템을 말하는데 예를 들어, 전력선 통신을 이용한 근거리 통신망을 구성하여 가정 자동화나 공장자동화 등에 사용된다. 즉, 가정이나 사무실의 소켓에 전원선을 꽂으면 음성, 데이터, 인터넷 등을 고속으로 이용할 수 있는 서비스로 텔레비전,전화,퍼스널 컴퓨터 등 가정의 모든 정보기기를 연결하는 홈네트워크까지 가능하다. 나아가 인터넷 서비스와 네트워크 구축뿐만 아니라 전력선 기반 지능형 가전제품의 원격제어와 계량기 등의 원격검침, 각종 전기 기계의 원격제어도 가능하게 된다. 그러나 데이터를 전력선 내부에 실어 보내는 것에 따른 속도의 한계와 전력 선망 자체의 노이즈를 걸러내지 못하는 한계는 남아있는 실정이다.

특히, 종래의 전력선 통신용 고압망 신호연결장치는 60Hz의 상용 주파수를 차단하고, 그 이외의 모든 고주파 신호를 커플링 하는 것을 특징으로 하나, 전력선은 전용 통신선으로 설계 및 운용되고 있지 않기 때문에 다양한 종류의 전기 부하들이 복잡하게 연결되어 전력전달 시 생성되는 간섭현상에 의해 많은 노이즈(noise)가 생성되어 전력선 통신 신호 전달에 문제점을 나타내고 있다.

또한, 현재 전력선 통신에 적용되는 신호연결장치는 전력선의 절연 피복을 제거하고 직접 연결하는 접촉식 방식을 취하고 있어 그 안정성과 신호연결장치의 설치가 복잡해지는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 대역통과필터를 이용하여 전력선신호 이외의 노이즈(noise)를 제거하고, 원하는 전력선 통신신호만의 커플링으로 통신품질의 향상이 현저한 신호연결장치를 제공함에 있다.

또한, 절단 분리된 전력선 신호 연결장치를 박판밴드와 이용 고정하여 전력선에 비접촉식으로 설치가능하게 하여 설치의 용이성과 안정성을 도모할 수 있는 신호연결장치를 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 전력선 통신용 신호연결장치는 원통형의 몸체에 내경부를 관통하는 홀이 형성된 자성체; 상기 자성체에 권선되는 신호선; 상기 신호선과 연결되는 대역통과필터; 및 상기 대역통과 필터의 말단과 연결되는 연결단자; 를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기 대역통과 필터는 상기 신호선에 직, 병렬로 연결되는 인덕터와 캐퍼시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치를 제공하여 전력선 신호의 선택적인 커플링이 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 상기 대역통과 필터는 상기 인덕터와 캐퍼시터를 장착한 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로 기판을 내부에 장착하는 원형의 하우징; 상기 하우징의 내경부는 고분자 수지를 장입하여 몰딩하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 자성체의 내부로 금속선을 인입시키고, 타측의 개구부를 통해 자성체의 외경부로 인출하고, 다시 자성체의 내경부로 인입되도록 권선하며, 권선된 금속선의 양 끝단은 단락된 상태인 여분의 금속권선을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 자성체 내부와 상기 금속권선을 고분자 수지로 몰딩하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호 연결장치로 구성하는 것이 금속권선의 안정적인 장착에 효율적인바 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 본 발명은 전력선 통신 신호의 커플링의 주파수 범위는 1MHz 이상 30MHz 이하의 전력선 통신신호만을 커플링하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치를 제공하여 우수한 통신품질을 제공할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 1MHz 이상 30MHz 이하의 주파수 범위에서 감쇄율이 0 ~ -10dB 의 신호 전송 특성을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 30MHz이상의 주파수 범위에서 감쇄율이 -50dB 이하의 신호 차단 특성을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치를 제공하여 원하는 전력선 통신의 신호만을 통과시키고 그 이상의 노이즈를 차단하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 전력선통신 신호연결장치를 설치하는 경우에 있어서, 청구항 1 내지 8의 어느 한 항의 전력선통신용 신호연결장치를 박판 밴드와 케이블 받침대를 이용하여 전력선 통신용 신호연결장치를 전력선에 비접촉으로 설치하는 것을 특징으로 하는 전력선통신용 신호연결장치의 장착방법을 제공하여 보다 간편하고 안정적인 전력선 신호연결장치의 설치를 도모한다.

또한, 본 발명은 상기 케이블 받침대는 중앙이 오목한 구조로 형성되며, 양 쪽끝에 상기 박판 밴드를 고정시키는 원형 핀; 상기 원형 핀은 볼트를 삽입할 장 측 외주에 형성된 홀; 및 상기 원형 핀과 상기 볼트 사이에 스프링이 삽입된 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호 연결장치의 장착방법을 제공하여 박판 밴드의 장력조절이 가능하게 하여 보다 안정적인 설비를 구축할 수 있게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한 다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 전력선 통신용 신호연결장치(10)(이하,신호연결장치)는 자성체(200), 신호선(300), 대역통과필터(400), 연결단자(301)로 구성된다. 기본적으로 전력선이 상기의 자성체(200)를 관통하여 통과하고, 연결단자(300)는 상기 자성체에 분리형(도 1 상단 도면)으로 이루어지는 것이 바람직하나, 일체형(도 1의 하단 도면)으로 이루어지는 것도 가능하다.

상기 자성체는(200) 기본적으로는 원통형의 구조를 가지며, 그 내경부에는 전력선(100)이 관통하는 형태로 설치되며, 신호선(300)을 통해서 인가되는 전력선 통신용 모뎀의 전기신호를 자성체에 의한 유도기전력으로 송신할 수 있고, 통신신호도 이와 같은 방법으로 통신 모뎀에 수신할 수 있게 한다.

도 2를 참조하면, 도 2는 상기 신호연결장치(10)의 회로도로써, 상기 대역통과 필터(400)를 상기 신호선(300)에 연결하여, 전력선 통신 신호만을 커플링 할 수 있도록 하였다. 다만, 보다 효율적인 설명을 위하여 일실시예로서 대역통과필터(400)가 일체형으로 구성된 형태를 가지고 설명을 하기로 한다. 즉, 도시되고 있는 바와 같이, 상기 대역 통과 필터(400)를 구성하는 인덕터와 캐퍼시터로 구성된 각 소자들(420)은 인쇄회로 기판(430)에 실장되어 있으며, 양쪽 끝단은 연결단자(301)와 신호선(300)에 각각 연결되어 전력선 통신 이외의 노이즈는 차단하고, 전력선 통신 신호만 통과되어 전력선 모뎀과 전력선에 송수신하는 것이 가능하도록 하였다. 아울러 접지단자(101)를 부설해 송수신장치 및 신호연결장치를 보호할 수 있도록 하였다.

특히 도 2 하단의 회로도를 참조하여 보면 상기 신호선(300)에 연결되는 인덕터와 캐퍼시터는, 신호선(300)과 직렬 연결되는 한 쌍의 인턱터와 캐퍼시터(401,402,403))가 3개가 각각 직렬로 연결되어 있고, 상기의 3개의 직렬연결된 인덕터와 캐퍼시터의 연결부위에, 각각 병렬연결된 인덕터와 캐퍼시터(404,405) 2개가 또한 병렬로 연결되는 형태로 제작됨이 바람직하다.

또한, 상기 연결단자(301)와 상기 신호선(300)에 연결된 인쇄회로 기판(430)은 원형의 하우징(410) 내부에 장착되며, 상기 하우징(410)의 내경부는 고분자 수지(440)를 장입하여 몰딩함으로써, 인쇄회로 기판에 실장되어있는 소자 간 절연성을 증가시키고, 인쇄회로기판과 연결단자를 고정할 수 있는 구조로 형성함이 바람직하다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 도 3a는 도 1에 도시된 본 발명인 신호연결장치의 "A-A"의 요부 단면도이며, 도 3b는 도 3a의 "B-B"의 단면도이다., 특히 상기 자성체(200)와 연결단자(301) 사이에 대역통과 필터(400)를 구성하는 소자들이 실장된 인쇄회로기판(430)을 적층하고, 양쪽 끝단은 연결단자(301)와 금속 케이스(201)에 각각 연결되어 전력선 통신 이외의 노이즈는 차단하고, 전력선 통신신호만 통과되어 전력선 모뎀과 전력선에 송수신하는 것이 가능하도록 구성함이 바람직하다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 상기의 자성체(200)에 절연 코팅된 금속선(411)을 상기 자성체(200)의 한쪽 개구부를 통해 자성체의 내 경부로 인입시키고, 타측의 개구부를 통해 자성체의 외경부로 인출시킨 다음, 다시 자성체의 내경부로 인입되도록 권선하는 구조를 취할 수 있다. 특히 권선된 금속선(411)의 양쪽 끝은 단락 된 상태로 구성함이 바람직하며, 신호선(300)이나 연결단자(301)에 결합 되지 않도록 한다. 상기 금속선(411)은 일례로 절연코팅 된 에나멜 동선 등을 들 수 있다. 그리고 권선된 상태에서 자성체와 함께 고분자수지(440)를 이용하여 몰딩함으로써 여분의 권선(411)이 유동되지 않도록 함이 바람직하다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 살펴보면, 이는 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신용 고압망 신호연결장치와 종래의 장치의 신호전송 특성을 네트워크 분석기를 이용하여 측정한 결과도이다.

도 5a에서 볼 수 있듯이 종래의 고압망 신호연결장치는 2MHz 이상의 모든 신호를 -5dB 이상의 감쇄율의 특성으로 통과시킨다. 그러나 도 5b에서 보이는 본 발명에서 고안된 장치의 경우, 1MHz~30MHz 의 전력선 통신 신호는 통과시키고, 30MHz 이상의 노이즈는 현저히 차단시키는 우수한 특성을 갖고 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신용 신호 연결장치(10)를 전력선에 설치하기 위한 방법을 나타낸 도면으로서, 상기 장치는 내경부로 지중고압 전력선(100)을 관통시킨 후, 스테인레스와 같은 일반적인 금속이나 플라스틱 재질의 박판 밴드(500)를 이용하여 전력선(100)에 비접촉식으로 설치될 수도 있다. 즉 도시한 바와 같이 상기 신호연결장치(10)의 내경부에 전력선을 삽입하기가 용이하도록 자성체가 길이방향으로 절단되어 분리되는 구조를 갖는 것이 바람직할 것인바, 고압전력선을 삽입한 후, 박판밴드(500)를 이용하여 분리된 한 쌍의 장치가 서로 유동되지 않도록 케이블 받침대(510)과 고정되도록 함이 바람직하다.

특히, 상기 케이블 받침대(510)는 그 상부판의 중앙부가 신호연결장치(10)의 외경부의 곡률과 동일하게 하부판 방향으로 오목한 구조를 갖도록 제작함이 바람직하다. 이로써 상기 신호연결장치(10)의 외경부를 밀착시켜 유동되지 않도록 하였다. 그리고 상기 박판밴드(500)의 양쪽 끝은 원형핀(501)을 고정할 수 있도록 핀의 외주를 박판밴드의 면으로 접촉하여 감싸고 박판밴드의 끝 부분을 상기 원형핀(501)과 접촉되지 않는 박판밴드(500) 면에 부착하여 고정하였다. 그리고 타 일측의 원형핀(502)은 볼트(512)를 삽입할 수 있는 구멍(503)을 장측 외주에 뚫어서 제작함이 바람직하다.

상기 원형핀(501)과 연결된 상기 박판밴드(500)의 일측은 상기 케이블 받침대(510)에 고정되어 있는 후크(Hook)(511)에 걸어서 고정하고, 타 일측은 원형 핀(502)의 구멍(503)에 볼트(512)를 삽입하여 연결하고, 볼트는 케이블 받침대(510)의 상,하부판을 관통시켜 하부판에서 너트로 고정할 수 있는 구조로 제작될 수 있다. 또한, 상기 볼트(512)의 머리부분과 상기 원형 핀(502)사이에 스프링(513)을 삽입하여, 상기의 신호연결장치(10)의 크기에 따라 볼트를 조절하여 박판밴드(500)의 장력을 변화시켜 상기 장치의 분리된 두 자성체의 부위가 서로 긴밀히 접촉하여 자속의 누설과 자성체의 떨림 현상을 방지할 수 있게 제작됨이 바람직하다.

도 7a을 참조하여보면 종래의 신호연결장치를 고압 지중전력선에 설치한 상태를 예시한 것으로서, 종래의 경우, 전력선이 플라스틱재질의 U자형 케이블받침대(520)의 내주에 3개의 고압 전력선이 적층되어있다.

반면, 도 7b를 참조하여 보면 본 발명의 케이블 받침대(510)를 기존의 U자형 케이블받침대(520)의 서로 연결되지 않는 양 끝면에 부착하여 비접촉식으로 설치할 수 있도록 하였다. 또한, 이를 통해 기존의 U자형 케이블 받침대를 제거하지 않고도 본 발명인 신호연결장치를 설치할 수 있어 설치의 안정성과 편의성을 도모해 보다 용이하게 부설할 수 있게 함이 바람직하다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도에서는 여러 가지 변형이 가능하다.

본 발명의 기술적 사상은 본 발명에서 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 대역 통과필터를 이용하여 전력선신호 이외의 노이즈를 제거하고, 원하는 전력선 통신신호만의 커플링으로 통신품질의 향상이 현저한 효과가 있다.

또한, 절단 분리된 전력선 신호 연결장치를 박판밴드와 케이블 받침대를 이용 고정하여 전력선에 비접촉식으로 설치가능하게 하여 설치작업을 간소화하고 설치의 용이성과 안정성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 전력선 통신용 신호연결장치에 있어서,

   원통형의 몸체에 내경부를 관통하는 홀이 형성된 자성체;

   상기 자성체에 권선되는 신호선;

   상기 신호선과 연결되는 대역통과필터; 및

   상기 대역통과필터의 말단과 연결되는 연결단자;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 대역통과 필터는 상기 신호선에 직, 병렬로 연결되는 인덕터와 캐퍼시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 대역통과필터는

   상기 인덕터와 상기 캐퍼시터를 장착한 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로 기판을 내부에 장착하는 원형의 하우징으로 구성되며,

   상기 하우징의 내경부는 고분자 수지를 장입하여 몰딩하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 자성체의 내부로 금속선을 인입시키고, 타측의 개구부를 통해 자성체의 외경부로 인출하고, 다시 자성체의 내경부로 인입되도록 권선하며, 권선된 금속선의 양 끝단은 단락된 상태인 여분의 금속권선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 자성체 내부와 상기 금속권선을 고분자 수지로 몰딩하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호 연결장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   전력선 통신 신호의 커플링의 주파수 범위는 1MHz 이상 30MHz 이하의 전력선 통신신호만을 커플링하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   1MHz 이상 30MHz 이하의 주파수 범위에서 감쇄율이 0 ~ -10dB 의 신호 전송 특성을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
8. 청구항 6에 있어서,

   30MHz이상의 주파수 범위에서 감쇄율이 -50dB 이하의 신호 차단 특성을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치.
9. 전력선통신 신호연결장치를 설치하는 경우에 있어서, 청구항 1 내지 8의 어느 한 항의 전력선통신용 신호연결장치를 박판 밴드와 케이블 받침대를 이용하여 전력선 통신용 신호연결장치를 전력선에 비접촉으로 설치하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 신호연결장치의 장착방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 케이블 받침대는 중앙이 오목한 구조로 형성되며,

    양 쪽 끝에 상기 박판 밴드를 고정시키는 원형 핀;

    상기 원형 핀은 볼트를 삽입할 장 측 외주에 형성된 홀; 및

    상기 원형 핀과 상기 볼트 사이에 스프링이 삽입된 것을 특징으로 하는 전력 선 통신용 신호 연결장치의 장착방법.

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