KR20110094881A - 정전류 기반의 전력선 통신 시스템 - Google Patents

정전류 기반의 전력선 통신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20110094881A
KR20110094881A KR1020100014594A KR20100014594A KR20110094881A KR 20110094881 A KR20110094881 A KR 20110094881A KR 1020100014594 A KR1020100014594 A KR 1020100014594A KR 20100014594 A KR20100014594 A KR 20100014594A KR 20110094881 A KR20110094881 A KR 20110094881A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power line
line communication
signal
current
voltage
Prior art date
Application number
KR1020100014594A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101413410B1 (ko
Inventor
유영규
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020100014594A priority Critical patent/KR101413410B1/ko
Priority to US13/028,167 priority patent/US20110199195A1/en
Priority to JP2011032109A priority patent/JP2011172228A/ja
Priority to CN2011100430491A priority patent/CN102163993A/zh
Publication of KR20110094881A publication Critical patent/KR20110094881A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101413410B1 publication Critical patent/KR101413410B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00007—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
    • H02J13/00009—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission using pulsed signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5425—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines improving S/N by matching impedance, noise reduction, gain control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5429—Applications for powerline communications
    • H04B2203/5458—Monitor sensor; Alarm systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/242—Home appliances
    • Y04S20/246—Home appliances the system involving the remote operation of lamps or lighting equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/121—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 부하가 정전류원에 직렬 연결되는 전력선 통신 시스템에 관한 것으로서, 폐루프를 이루는 전력선에 절연변압기를 통해 연결되는 각 개별 장치가 전류/전압 변환부와 전압/전류 변환부를 구비하도록 한다. 그리고 전력선을 향하는 전압신호는 전류신호로 변환하여 송신하고, 전력선으로부터 수신되는 전류신호는 전압신호로 변환하여 입력받는다. 이와 같이 전류방식으로 전력선 통신을 수행함으로써 전압방식을 사용할 때 나타날 수 있는 전압분배에 의한 통신 성능 저하 문제를 해결할 수 있다. 특히, 정전류가 흐르는 단일 루프에 다수 램프가 연결되는 항공등화 분야에 적용되어 램프 제어를 위한 전력선 통신을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다.

Description

정전류 기반의 전력선 통신 시스템{ Power Line Comminication System Based on Constant Current Source }
본 발명은 정전류 기반의 전력선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 정전류를 이용하여 램프를 제어하는 항공등화 시스템과 같이 직렬 연결된 다수의 부하를 구동해야 하는 시스템에서 전압분배에 따른 통신신호 감쇄 문제를 해소하여 안정적으로 전력선 통신을 수행할 수 있도록 한다.
전력선 통신은 통신선의 추가 설치 없이 기존에 설치되어있는 전력선을 사용할 수 있는 장점 때문에 다수의 램프를 제어하고 감시해야 하는 항공등화 시스템, 홈 네트워크 시스템, 원격 검침 시스템, 공장 자동화 시스템 등에 적합한 통신 방식으로 여겨지고 있다.
그런데 종래의 전력선 통신에는 전압신호가 사용되고 있어서 전력선에 직렬로 연결되는 부하의 수에 따라 통신신호의 감쇄가 따르며, 이에 따라 원활한 통신이 이루어지기 어려운 문제점이 있었다.
구체적인 예로서 항공등화 분야에서는 조종사와 관제탑간의 무선 통신에 간섭이 발생하지 않도록 하기 위하여 유선통신을 선호한다.
또한 공항에서는 새로운 선로의 설치가 어려워 항공등화를 위한 개별 램프 제어와 감시에 전력선 통신이 적용되고 있다.
항공등화에 있어서의 전원은 단일 루프를 갖는 정전류원으로 구성되며, 정전류원을 발생시키는 정전류 조정기에서 활주로의 최종 말단 램프까지 수십~수백 개의 다수 램프가 설치되고, 선로의 길이는 수 km~수십 km에 달한다.
정전류 조정기에서 발생된 정전류는 폐루프를 형성하는 전력선에 흐르고, 전력선에는 절연변압기를 통해 연결되어 개별 램프를 제어하는 다수의 개별등화기가 직렬 연결된다.
도 1의 등가회로를 참조하자면, 전력선 통신 전압신호 Vi는 전선 임피던스, 절연변압기에 대응하는 임피던스, 정전류 조정기에 대응하는 임피던스 등이 직렬로 연결된 단일 루프에 인가된다.
전력선 통신 전압신호는 각 임피던스에서 전압분배되므로 다수의 절연변압기를 거치면서 감쇄된다.
즉, 전력선 통신 전압신호에 대하여 M번째 절연변압기에 걸리는 통신신호 VOUT은 다음의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00001
Zeq=(ZL1 + ZL2 +...+ ZLK) + (ZT1 + ZT2 +...+ ZTK) + ZC, 1≤M≤K
여기서, ZLK 은 K번째 구간의 전선 임피던스, ZTK는 K번째 절연변압기에 대응하는 임피던스, ZC 는 정전압 조정기에 대응하는 임피던스이다.
수학식 1에서 볼 수 있는 바와 같이, K가 증가하면 V out 은 감소하게 되며, V out 이 전력선 통신모뎀이 수신할 수 있는 신호레벨보다 작으면 전력선 통신모뎀은 동작하지 않게 된다.
즉, 전력선 통신에 전압방식을 사용하는 경우에는 선로의 길이와 절연변압기의 수에 따라 각 절연변압기를 통해 수신되는 전력선 통신신호가 작아지기 때문에 시스템 구성이 어려워진다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 항공등화 시스템과 같이 정전류를 이용하는 전력선 통신 환경에서 전류방식에 의한 통신을 수행할 수 있도록 함으로써, 전압방식을 사용할 때 발생할 수 있는 전압분배에 의한 신호 감쇄를 문제를 해결할 수 있는 전력선 통신 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정전류 기반의 전력선 통신 시스템은 정전류가 흐르는 전력선이 폐루프를 형성하고 상기 전력선에는 개별 장치가 복수개 직렬 연결된다.
상기 각 개별 장치는 절연변압기를 통해 상기 전력선에 연결되어 정전류와 전력선 통신신호를 이용하여 동작하며, 전력선 통신신호를 전압신호의 형태로 송수신하는 전력선 통신모뎀; 상기 전력선 통신모뎀이 송신하는 전압신호 형태의 전력선 통신신호를 전류신호로 변환하여 상기 절연변압기로 인가하는 전압/전류 변환부; 및 상기 절연변압기를 통해 수신되는 전류신호 형태의 전력선 통신신호를 전압신호로 변환하여 상기 전력선 통신모뎀으로 전달하는 전류/전압 변환부를 포함하여 이루어진다.
상기 전압/전류 변환부는 연산증폭기의 비반전 입력단에 전압신호가 인가되면 해당 전압신호에 비례하는 전류신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 전류/전압 변환부는 연산증폭기의 반전 입력단에 전류신호가 인가되면 해당 전류신호에 비례하는 전압신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 각 개별 장치는 전력선 통신신호에 의해 전달되는 램프제어명령에 따라 항공등화용 램프를 제어하는 개별등화기를 포함할 수 있다.
상기 개별등화기는 해당 절연변압기와의 커플링을 위한 전력선 결합기; 상기 전력선 결합기와 병렬 연결되고, 상기 절연변압기의 2차측에 흐르는 정전류로부터 소정의 전원을 생성하는 전원회로부; 및 상기 전원회로부가 생성한 전원에 의해 동작하고, 해당 전력선 통신모뎀을 통해 상위 장치와 전력선 통신을 수행하면서 하나 이상의 항공등화용 램프를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
이때 상기 전력선 결합기는 정전류 신호를 차단하기 위한 캐패시터와 직렬연결시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력선 통신모뎀의 입력과 출력에 각각 전류/전압 변환부와 전압/전류 변환부를 구비하도록 하여 전류방식의 전력선 통신을 수행할 수 있으므로, 전압방식을 사용할 때 나타날 수 있는 전압분배에 의한 통신성능 저하 문제를 해결할 수 있다.
특히 정전류가 흐르는 단일 폐루프에 다수의 램프(부하)가 직렬 연결되어야 하는 항공등화 시스템에 적용되어 항공등화용 램프 제어를 위한 전력선 통신을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다.
도 1은 종래 전압방식의 전력선 통신 시스템에 관한 등가 회로,
도 2는 본 발명에 따른 정전류 기반의 전력선 통신 시스템을 구성하는 개별 장치의 실시예,
도 3은 전압/전류 변환부의 일 실시예,
도 4는 전류/전압 변환부의 일 실시예,
도 5는 항공등화를 위한 전력선 통신 시스템의 예,
도 6은 본 발명의 전력선 통신 시스템에 사용되는 개별등화기의 실시예,
도 7은 개별등화기의 교류 인터페이스에 관한 등가 회로의 예이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2a를 참조하자면, 본 발명에 따른 정전류 기반의 전력선 통신 시스템은 정전류가 흐르는 전력선(11)이 폐루프를 형성하며, 전력선(11)에는 복수의 절연변압기(13-1~13-k)가 직렬 연결되고, 각 개별 장치(20-1~20-k)는 절연변압기(13-1~13-k)를 통해 전력선(11)과 연결되어 전력선(11)에 흐르는 정전류와 전력선 통신신호를 이용하여 동작한다.
각 개별 장치(20-1~20-k)가 수행하는 기능은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서 모두 동일한 기능을 수행하는 장치일 필요는 없다. 즉, 각 개별 장치(20-1~20-k)는 도 2b와 같은 구성요소를 포함하지만 각각 개별적인 기능을 수행할 수 있다.
전력선(11)에는 정전류 조정기(12)가 연결되는데, 정전류 조정기(12)란 전력선(11)에 정전류를 공급하는 역할을 수행하는 장치를 말한다.
도 2b를 참조하자면, 각 개별 장치는 전력선 통신모뎀(21), 전압/전류 변환부(22), 및 전류/전압 변환부(23)를 포함하여 구성된다.
전력선 통신모뎀(21)은 일반적으로 알려진 바와 같이 전압신호 형태의 전력선 통신신호에 대한 변조와 복조 기능을 수행하여 개별 장치가 전력선 통신 방식을 통해 임의의 정보를 송수신 할 수 있도록 한다.
전압/전류 변환부(22)는 전력선 통신모뎀(21)이 전력선(11) 측으로 송신하는 전압신호 형태의 전력선 통신신호를 전류신호로 변환하여 절연변압기로 인가하는 역할을 수행한다.
전압신호를 전류신호로 변경하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
그 하나의 예는 도 3에 도시된 바와 같이 연산증폭기를 이용하여 구성하는 것으로서, 연산증폭기(31)의 비반전 입력단에 인가되는 전압신호에 비례하는 전류신호를 출력하도록 구성할 수 있다.
즉, 전압신호 Vi는 연산증폭기(31)의 비반전 입력단에 인가되고, 연산증폭기(31)의 반전 입력단과 접지 사이에는 저항 R이 연결되며, 연산증폭기(31)의 반전 입력단과 출력단 사이에는 저항 RL이 연결된다.
그러면 연산증폭기(31)의 특성 때문에 저항 RL을 흐르는 전류신호 IO는 'Vi/R' 값을 가지며, 전압신호 Vi에 비례하게 된다.
전류/전압 변환부(23)는 절연변압기(13-1)를 통해 전력선(11) 측으로부터 수신되는 전류신호 형태의 전력선 통신신호를 전압신호로 변환하여 전력선 통신모뎀(21)으로 전달하는 역할을 수행한다.
전류신호를 전압신호로 변경하는 방법은 다양하게 구성될 수 있다.
그 하나의 예는 도 4에 도시된 바와 같이 연산증폭기(32)를 이용하여 구성하는 것으로서, 연산증폭기(32)의 반전 입력단에 인가되는 전류신호에 비례하는 전압신호를 출력하도록 구성할 수 있다.
즉, 입력 전류신호 Ii는 연산증폭기(32)의 반전 입력단에 인가되고, 연산증폭기(32)의 반전 입력단과 출력단 사이에는 저항 R이 연결되며, 연산증폭기(32)의 비반전 입력단은 접지되어 있다.
그러면 연산증폭기의 특성상 전류신호 Ii는 저항 R에 흐르며, 출력단 전압신호 VO는 저항 RL의 값에 관계없이 Ii에 비례하는 '-R*Ii' 값을 갖는다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력선 통신 시스템은 전류방식의 전력선 통신을 수행하게 된다.
즉, 각 개별 장치(20-1~20-k)가 전력선 방향으로 정보를 송신할 때는 전압/전류 변환부(22)를 통해 전압신호가 전류신호로 변환되어 송신되며, 각 개별 장치(20-1~20-k)가 전력선으로부터 정보를 수신할 때는 전류/전압 변환부(23)를 통해 전류신호가 전압신호로 변환되어 수신된다.
한편, 본 발명에 따른 정전류 기반의 전력선 통신 시스템은 항공등화 분야에 적용될 수 있으며, 이 경우 각 개별 장치는 전력선 통신으로 전달되는 램프제어명령에 따라 항공등화용 램프를 제어하는 개별등화기를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여 항공등화용 전력선 통신 시스템의 예를 살펴보자면, 정전류 조정기(12)에서는 최대 정격 6.6A의 정전류를 단일 루프를 구성하는 고압 케이블(전력선)을 통해 공급하며, 전력선(11)에는 개별등화제어기(54-1)와 다수의 개별등화기(54-2~54-k)가 절연변압기(13-1~13-k)를 통해 연결된다.
절연변압기(13-1~13-k)는 전력선 통신을 위해 전력선 통신 주파수까지 동작특성을 유지한다.
개별등화제어기(54-1)와 각 개별등화기(54-2~54-k)는 전력선 통신모뎀을 가지고 있으며, 절연변압기(13-1~13-k)와의 교류 인터페이스를 위한 전력선 결합기를 포함할 수 있다. 개별등화제어기(54-1)는 메인 컴퓨터(도시되지 않음)에서 전달하는 명령에 따라 정전류 조정기(12)를 온/오프 하고, 전력선 통신을 이용하여 각 개별등화기(54-2~54-k)와 통신한다.
각 개별등화기(54-2~54-k)는 개별등화제어기(54-1)가 전달하는 램프제어명령에 따라 자신이 관리하는 램프의 온/오프 상태를 결정하고, 램프의 상태를 감시하여 개별등화제어기(54-1)로 통보한다.
각 개별등화기(54-2~54-k)의 램프는 정전류 조정기(12)가 전력을 공급하는지의 여부에 따라 온/오프 되거나 그 밝기가 조절될 수 있다.
도 6을 참조하여, 항공등화용 전력선 통신 시스템에서 개별 장치가 개별등화기인 실시예를 설명하기로 한다.
각 개별등화기는 절연변압기를 통해 전력선(11)과 연결되며, 전력선 통신모뎀(61), 전압/전류 변환부(62), 전류/전압 변환부(63), 전력선 결합기(64), 제어부(65), 전원회로부(66)를 포함하여 이루어진다.
전력선 결합기(64)는 절연변압기와 커플링을 해주는 역할을 수행하며, 절연변압기로부터 수신되는 전류형태의 전력선 통신신호는 전력선 결합기(64)를 통해 전류/전압 변환부(63)에서 전압신호로 변환되어 전력선 통신모뎀(61)으로 전달된다.
또한, 전력선 통신모뎀(61)에서 전력선 방향으로 송신하는 전압형태의 전력선 통신신호는 전압/전류 변환부(62)에서 전류신호로 변환된 후 전력선 결합기(64)를 통해 절연변압기로 인가된다.
전원회로부(66)는 전력선 결합기(64)와 병렬 연결되며, 소정의 변압기를 이용하여 절연변압기의 2차측에 흐르는 정전류로부터 램프 구동 전원이나 마이크로프로세서의 구동 전원 등 개별등화기에서 사용할 전원을 생성한다.
제어부(65)는 전력선 통신모뎀(61)을 통해 전력선 통신을 수행하면서 항공등화용 램프(16-1,16-2)를 제어하는 역할을 수행한다.
제어부(65)는 필요에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있으나, 기본적으로 전력선 통신모뎀(61)을 통해 전력선 측으로부터 수신되는 램프제어명령에 따라 램프(16-1,16-2)를 제어하고, 또한 램프(16-1,16-2)의 상태정보를 전력선 통신모뎀(61)을 통해 전력선 측으로 송신하는 역할을 수행한다.
하나의 개별등화기가 2개의 램프를 제어하는 것으로 도시되어 있으나, 각 개별등화기가 제어하는 램프의 수는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있는 것임은 물론이다.
이와 같이 각 개별등화기는 전압/전류 변환부(62)와 전류/전압 변환부(63)를 통해 전류방식의 전력선 통신이 이루어질 수 있도록 하므로 전압신호를 이용할 때와 같은 전압분배에 의한 신호 감쇄가 없다.
한편, 전력선 통신에 따른 전력소모를 최소화 하기 위해서는 절연변압기의 2차측 합성 임피던스를 낮출 필요가 있다.
도 7은 개별등화기의 교류 인터페이스에 관한 등가회로를 도시한 것으로서, IP_Carrier는 절연변압기(71)의 1차측 캐리어 전류, IS_Carrier는 절연변압기(71)의 2차측 캐리어 전류, IL_Carrier는 캐리어 부하전류이다.
이때 절연변압기(71)의 2차 합성 임피던스는 다음의 수학식 2와 같이 표시할 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
여기서, XM-CT, XM-Coupler, XM-Power 는 각각 절연변압기(71)의 등가 리액턴스, 전력선 결합기(72)의 등가 리액턴스, 전원회로부(73)의 등가 리액턴스를 의미하고, RRX, XPower, RLamp 는 각각 전력선 통신모뎀의 수신 임피던스, 전원의 등가 임피던스, 램프(74)의 등가 임피던스를 의미한다.
이때
Figure pat00004
가 최소가 되면 합성 임피던스를 작게 만들 수 있다.
절연변압기(71)의 2차에는 60Hz의 정전류와 전력선 통신을 위한 전류신호가 동시에 존재한다.
60Hz의 정전류는 가능한 전력선 결합기(72)에 흐르지 않고 램프(74)와 전원회로부(73)로 흐르도록 해야 할 필요가 있다.
이를 위하여 전력선 결합기(72)는 정전류 신호를 차단하기 위한 캐패시터 C_coupler와 직렬 연결될 수 있다.
또한, 개별등화기의 전원회로부(73)와 램프(74)로 전력선 통신 전류신호가 분배되는 것을 작게 하려면
Figure pat00005
를 가능한 최대로 만드는 것이 바람직하다.
전압/전류 변환부와 전류/전압 변환부는 개별등화제어기나 각 개별등화기에 내장된 상태로 구성될 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것임은 물론이다.
11: 전력선 12: 정전류 조정기
13-1~13-k: 절연변압기 16-1,16-2: 램프
20-1~20-k: 개별 장치 21,61: 전력선 통신모뎀
22,62: 전압/전류 변환부 23,63: 전류/전압 변환부
31,32: 연산증폭기
54-1: 개별등화제어기 54-2~54-k: 개별등화기
64: 전력선 결합기 65: 제어부
66: 전원회로부

Claims (5)

  1. 정전류가 흐르는 전력선이 폐루프를 형성하고, 상기 전력선에는 절연변압기를 통해 연결되어 상기 정전류와 전력선 통신신호를 이용하여 동작하는 개별 장치가 복수개 직렬 연결되는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템에 있어서,
    상기 각 개별 장치는
    전력선 통신신호를 전압신호의 형태로 송수신하는 전력선 통신모뎀;
    상기 전력선 통신모뎀이 송신하는 전압신호 형태의 전력선 통신신호를 전류신호로 변환하여 상기 절연변압기로 인가하는 전압/전류 변환부; 및
    상기 절연변압기를 통해 수신되는 전류신호 형태의 전력선 통신신호를 전압신호로 변환하여 상기 전력선 통신모뎀으로 전달하는 전류/전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압/전류 변환부는 연산증폭기의 비반전 입력단에 전압신호가 인가되면, 해당 전압신호에 비례하는 전류신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류/전압 변환부는 연산증폭기의 반전 입력단에 전류신호가 인가되면, 해당 전류신호에 비례하는 전압신호를 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 개별 장치는 전력선 통신신호에 의해 전달되는 램프제어명령에 따라 항공등화용 램프를 제어하는 개별등화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개별등화기는 해당 절연변압기와의 커플링을 위한 전력선 결합기;
    상기 전력선 결합기와 병렬 연결되고, 상기 절연변압기의 2차측에 흐르는 정전류로부터 소정의 전원을 생성하는 전원회로부; 및
    상기 전원회로부가 생성한 전원에 의해 동작하고, 해당 전력선 통신모뎀을 통해 상위 장치와 전력선 통신을 수행하면서 하나 이상의 항공등화용 램프를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 전력선 결합기는 정전류 신호를 차단하기 위한 캐패시터와 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 정전류 기반의 전력선 통신 시스템.
KR1020100014594A 2010-02-18 2010-02-18 정전류 기반의 전력선 통신 시스템 KR101413410B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100014594A KR101413410B1 (ko) 2010-02-18 2010-02-18 정전류 기반의 전력선 통신 시스템
US13/028,167 US20110199195A1 (en) 2010-02-18 2011-02-15 Power line communication system based on constant current source
JP2011032109A JP2011172228A (ja) 2010-02-18 2011-02-17 定電流ベースの電力線通信システム
CN2011100430491A CN102163993A (zh) 2010-02-18 2011-02-18 基于恒定电流源的电力线通信系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100014594A KR101413410B1 (ko) 2010-02-18 2010-02-18 정전류 기반의 전력선 통신 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110094881A true KR20110094881A (ko) 2011-08-24
KR101413410B1 KR101413410B1 (ko) 2014-06-27

Family

ID=44369266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100014594A KR101413410B1 (ko) 2010-02-18 2010-02-18 정전류 기반의 전력선 통신 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110199195A1 (ko)
JP (1) JP2011172228A (ko)
KR (1) KR101413410B1 (ko)
CN (1) CN102163993A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140019981A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 엘에스산전 주식회사 항공등화시스템
KR20150030240A (ko) * 2012-06-15 2015-03-19 퀄컴 인코포레이티드 전력라인 통신 다이버시티 커플링 기법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6032287B2 (ja) * 2012-09-25 2016-11-24 日本電気株式会社 電圧制御装置およびその制御方法
FR3083939A1 (fr) * 2018-07-13 2020-01-17 Zodiac Aerotechnics Systeme de transmission de donnees

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5606277A (en) * 1995-06-23 1997-02-25 Linear Technology Corporation AC coupling loops for current-to-voltage transimpedance amplifiers and methods of using same
US5815012A (en) * 1996-08-02 1998-09-29 Atmel Corporation Voltage to current converter for high frequency applications
JPH10234142A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Nissho Seisakusho:Kk 灯器監視システム
JP2000048969A (ja) * 1998-07-30 2000-02-18 Toshiba Corp 電力線搬送システム
JP2000150174A (ja) * 1998-11-16 2000-05-30 Hitachi Ltd 空港灯火制御装置
JP2000201033A (ja) * 1999-01-07 2000-07-18 Olympus Optical Co Ltd 乗除算回路
JP3548045B2 (ja) * 1999-03-31 2004-07-28 株式会社東芝 ディップ方式を用いた監視制御システム
US6483314B2 (en) * 2000-01-27 2002-11-19 Kabushiki Kaisha Toshiba System for monitoring airport lamps
JP3615121B2 (ja) * 2000-06-09 2005-01-26 株式会社東芝 電力線搬送を用いた監視制御システム
JP3645464B2 (ja) * 2000-01-27 2005-05-11 株式会社東芝 電力線搬送空港設備監視制御システム
US6437686B2 (en) * 2000-01-27 2002-08-20 Kabushiki Kaisha Toshiba System for monitoring airport equipments utilizing power-line carrier

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150030240A (ko) * 2012-06-15 2015-03-19 퀄컴 인코포레이티드 전력라인 통신 다이버시티 커플링 기법
KR20140019981A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 엘에스산전 주식회사 항공등화시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20110199195A1 (en) 2011-08-18
KR101413410B1 (ko) 2014-06-27
CN102163993A (zh) 2011-08-24
JP2011172228A (ja) 2011-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230236617A1 (en) Programmable power supplies for cellular base stations and related methods of reducing power loss in cellular systems
US20240088705A1 (en) Safety power disconnection for power distribution over power conductors to power consuming devices
US10056943B2 (en) System for transmitting and receiving a power line communication signal over the power bus of a power electronic converter
US9071339B2 (en) Closed-circuit power line communication
US20080300750A1 (en) Control channel for vehicle systems using the vehicle's power distribution system
KR101413410B1 (ko) 정전류 기반의 전력선 통신 시스템
CN102811074A (zh) 电力线通信调制解调器、系统和方法
CN105122661A (zh) 在电力线通信中利用常用电源的振幅变化的调光控制装置及方法
CN108258736A (zh) 一种用于运载火箭的数字配电器
KR101769664B1 (ko) 고전압 직류 송전 시스템의 이중화 제어 장치
KR101278125B1 (ko) 전력선 통신에서 교류 전압 감지를 이용한 디밍 제어 장치
TW201351903A (zh) 電力線通訊控制系統
JPH0420538B2 (ko)
KR20090110789A (ko) 전력선통신 시스템.
CN110264695A (zh) 基于电力线载波通信技术的助航灯光监控系统及方法
CN104507235A (zh) 电压信号传输装置及传输方法
CN205901734U (zh) 一种双模通讯控制器
CN207198231U (zh) 基于数字量传输的大容量柔性直流电压测量系统
CN112542883A (zh) 用于固态变压器结构且有通信功能的电力系统及通信模块
Akinnikawe et al. Investigation of broadband over power line channel capacity of shipboard power system cables for ship communication networks
CN206865454U (zh) 一种电力线载波通讯控制系统
CN220067420U (zh) 一种用于电力监控系统的窄带载波通信装置
CN111063532A (zh) 一种基于无线通信技术组网的电流互感器
TWI699065B (zh) 應用於固態變壓器架構且具有通訊功能之電力系統及應用於固態變壓器架構之通訊模組
JP2001007743A (ja) データ通信システム及び端末装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee