JP4720575B2 - 電力線通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電力線通信装置に関する。
最近、電力線通信ネットワークにおいて、物理速度が200Mbps以上のモデム製品が入手可能になっている。電力線通信では電力線を信号伝送路として利用するが、非常時等に電力線が切断状態となると、当然、通信が不可能となる。また電力線に物理的な問題が無い場合でも、過大な損失等の影響により、信号伝送路として十分な伝送帯域を確保できないこともある。
従来、電力線通信システムにおいて、無線信号を送受信する機能を設けることで、伝送媒体である電力線が物理的に切断された場合にも通信を確保する構成が提案されている(特許文献1)
また、電力線経由では良好な特性が得られない場合、漏洩電界を受信することで特性を改善することが、特許文献2に記載されている。
特開平10−276121号公報 特開2005−64750号公報
電力線の切断等があっても、通信を維持できるのが好ましい。電力が遮断した電力線でも、電力線通信信号自体は得られることがある。
また、1つの電力線通信ネットワーク内に複数の電力系統がある場合、何れか1つの電力系統で電力が供給されなくても、残る電力系統は正常動作することがある。
AC電力が得られなくても、電力線通信機能を使ってデータ通信を維持できれば、緊急時に役立つ。また、コンセントの無い場所で、電力線通信を使いたいとする要望もある。
本発明は、このような要望を満たす電力線通信装置を提示することを目的とする。
本発明に係る電力線通信装置は、電源プラグと、バックアップ電源と、当該電源プラグからのAC電力の有無を検出する電力検出器と、電力線との間で非接触でPLC(電力線通信)信号を結合するPLC信号結合器と、PLC信号入出力端子を具備する電力線通信のモデム装置と、当該電力検出器の検出結果に従い、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該PLC信号入出力端子当該電源プラグとの間でPLC信号を結合し、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該PLC信号入出力端子当該PLC信号結合器との間でPLC信号を結合する第1のセレクタと、当該電力検出器の検出結果に従い、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該AC電力を当該モデム装置の電源として使用し、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該バックアップ電源を当該モデム装置の電源として使用する第2のセレクタとを具備することを特徴とする。
本発明に係る電力線通信装置は、電源プラグと、バックアップ電源と、当該バックアップ電源の出力DC電圧をAC電圧に変換するDC/AC変換器と、当該電源プラグからのAC電力の有無を検出する電力検出器と、PLC信号入出力端子を具備する電力線通信のモデム装置と、当該電源プラグと当該DC/AC変換器の出力の一方を当該PLC信号入出力端子に結合するセレクタと、電力線との間で非接触でPLC(電力線通信)信号を結合するPLC信号結合器であって、当該セレクタと当該DC/AC変換器の出力との間に接続するPLC信号結合器と、当該電力検出器の検出結果に従い当該セレクタを制御する制御回路であって、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該電源プラグ当該PLC信号入出力端子に結合して、当該モデム装置を当該電源プラグのAC電圧を電源として動作させると共に当該PLC信号入出力端子と当該電源プラグとの間でPLC信号を伝送させ、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該DC/AC変換器の出力と当該PLC信号結合器を当該PLC信号入出力端子に結合して、当該モデム装置を当該DC/AC変換器の出力を電源として動作させると共に当該当該PLC信号入出力端子と当該PLC信号結合器との間でPLC信号を伝送させる制御回路とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、AC電力を得られない状況であっても、電力線通信を使って、データを送受信できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施例の概略構成ブロック図を示す。電力線10のコンセント12には電源プラグ20が接続し、電源プラグ20は電力線22を介して本発明の一実施例である電力線通信装置24に接続する。電力線通信装置24は他方で、通信線26を介してパーソナルコンピュータ等のデータ端末28に接続する。また、電力線10のコンセント14には電源プラグ30が接続し、電源プラグ30は電力線32を介してPLC(電力線通信)モデム装置34に接続する。PLCモデム装置34は他方で、通信線36を介してデータ端末38に接続する。
電力線通信装置24の構成を説明する。電源プラグ20から電力線通信装置24には、電力線22を介してAC電源電圧とPLC信号が入力する。このPLC信号は、例えば、PLCモデム装置34、又は電力線10に接続する図示しないPLCモデム装置から出力される。
PLC信号分離回路40は、電力線22から入力するAC電源電圧とPLC信号を分離し、AC電源電圧をAC/DC変換器42に、PLC信号をセレクタ44の端子Aに供給する。PLC信号分離回路40はまた、セレクタ44の端子Aから入力するPLC信号を電力線22上に出力する。
通信装置24はまた、電力線10との間でPLC信号を非接触式に結合可能なPLC信号結合器46を具備する。このような結合器46は例えば、フェライトコアやコイル等を用いる電磁結合器で実現できる。セレクタ44の端子Bが、PLC信号結合器46に接続する。
セレクタ44の共通端子Cは、PLC信号を変復調するモデム回路48のPLC信号入出力端子に接続する。セレクタ44の共通端子Cは、後述する制御回路58の制御下で、端子Aと端子Bの何れか一方に接続する。モデム回路48のデータ入出力端子は、通信線26を介してデータ端末28に接続する。モデム回路48は、データ端末28からのデータ信号を変調してPLC信号を生成し、そのPLC信号をセレクタ44の共通端子Cに出力する。モデム回路48はまた、セレクタ44の共通端子CからのPLC信号を復調し、得られたデータ信号をデータ端末28に出力する。
AC/DC変換器42は、AC電源電圧をモデム回路48の動作に必要なDC電圧に変換する。AC/DC変換器42から出力されるDC電圧は、セレクタ45の端子Aと充電回路52に印加される。充電回路52は、AC/DC変換器42の出力DC電圧に従いバッテリ54を充電する。バッテリ54の出力電圧は、セレクタ50の端子Bに印加される。
バッテリ54は、電源プラグ20からAC電源をとれない場合の非常電源又はバックアップ電源となる。即ち、本実施例では、電源プラグ20からAC電源をとれる場合には、そのAC電源でモデム回路48を動作させ、電源プラグ20からAC電源をとれない場合には、バッテリ54でモデム回路48を動作させる。
電力検出器56は、AC/DC変換器42の出力電圧をモニタすることにより、電源プラグ20からAC電力が通信装置24に供給されているか否かを検出する。勿論、電力検出器56は、電力線22上のAC電圧、又は、AC/DC変換器32の入力AC電圧をモニタしても良い。電力検出器56は、検出結果を制御回路58に印加する。制御回路48は、セレクタ40の共通端子Cから供給されるDC電圧により動作し、電力検出器46の検出結果に従い、セレクタ34,40を連動制御する。即ち、制御回路58は、電力検出器46の検出結果に従い、電源プラグ20からAC電力が通信装置24に供給されている場合には、セレクタ44,50の共通端子Cをそれぞれの端子Aに接続し、電源プラグ20からAC電力が通信装置24に供給されていない場合には、セレクタ44,50の共通端子Cをそれぞれの端子Bに接続する。
データ端末28,38間の通信を例に、通信装置24の動作を説明する。PLCモデム装置34は、データ端末38からのデータ信号を変調して、PLC信号を生成する。このPLC信号は、電力線32、電源プラグ30、コンセント14、電力線10、コンセント12、電源プラグ20及び電力線22を介して、通信装置24に到達する。
コンセント12にAC電力が正常に供給されている場合、通信装置24は、以下のように動作する。このとき、AC/DC変換器42は、有効なDC電圧を出力しており、電力検出器56が、AC/DC変換器42の出力DC電圧を検出し、制御回路58に検出結果を通知する。制御回路58は、検出器56の検出結果に従い、セレクタ44,50の共通端子Cを端子Aに接続する。
電源プラグ20からのAC電源電圧は、PLC信号分離回路40を介してAC/DC変換器42に入力し、DC電圧に変換される。このDC電圧は、セレクタ50を介してモデム回路48に電源電圧として供給される。充電回路52は、AC/DC変換器42の出力DC電圧に従いバッテリ54を充電する。これによりAC電源の供給が途絶えたときに備える。
PLC信号分離回路40は、電力線22からのPLC信号を分離する。分離されたPLC信号は、セレクタ44を介してモデム回路48に印加される。モデム回路48は、セレクタ44からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号を通信線26を介してデータ端末28に供給する。
他方、モデム回路48は、データ端末28が出力されるデータ信号を変調してPLC信号を生成する。このPLC信号は、セレクタ44を介してPLC信号分離回路40に印加される。PLC信号分離回路40は、セレクタ44からのPLC信号を電力線22上に出力する。このPLC信号は、電力線22,10、電源プラグ30及び電力線32を介してPLCモデム装置34に入力する。PLCモデム装置34は、電力線32からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号をデータ端末38に供給する。
次に、電力線10の切断、その他の理由により、コンセント12にのみAC電源電圧が供給されなくなったとする。勿論、コンセント14にはAC電源が供給されており、PLCモデム装置34及びデータ端末38は正常に動作している。データ端末28も、別電源により正常に動作している。
この状態では、AC/DC変換器42は、有効なDC電圧を出力せず、電力検出器56は、AC/DC変換器42の出力から電力を検出しない。制御回路58は、検出器56の検出結果に従い、セレクタ44,50の共通端子Cを端子Bに接続する。この結果、モデム回路48は、バッテリ54を電源として動作し、PLC信号の伝送にはPLC信号結合器46が使用される。ユーザは、PLC信号結合器46を、PLC信号が伝搬している電力線10に近接して配置する。
電力線10上のPLC信号は、PLC信号結合器46及びセレクタ44を介してモデム回路48に入力する。モデム回路48は、セレクタ44からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号を通信線26を介してデータ端末28に供給する。他方、モデム回路48は、データ端末28が出力されるデータ信号を変調してPLC信号を生成する。このPLC信号は、セレクタ44及びPLC信号結合器46を介して電力線10に結合する。電力線10に結合したPLC信号は、電力線10、電源プラグ30及び電力線32を介してPLCモデム装置34に入力する。PLCモデム装置34は、電力線32からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号をデータ端末38に供給する。
このように、通信装置24を使うことにより、コンセント12からのAC電力供給が途絶えても又はAC電源を得られない環境でも、データ端末28,38はPLCによりデータを相互に伝送できる。
本実施例の通信装置24は、屋外等においてコンセントからの電源が取れない場所や、電気的接点を設けたくない場所で、特に有用である。
図2は、本発明の第2実施例の概略構成ブロック図を示す。電力線110のコンセント112には電源プラグ120が接続し、電源プラグ120は電力線122を介して本発明の第2実施例である電力線通信装置124に接続する。電力線通信装置124は他方で、通信線126を介してパーソナルコンピュータ等のデータ端末128に接続する。また、電力線110のコンセント114には電源プラグ130が接続し、電源プラグ130は電力線132を介してPLCモデム装置134に接続する。PLCモデム装置134は他方で、通信線136を介してデータ端末138に接続する。
電力線通信装置124の構成を説明する。電源プラグ120から電力線通信装置124には、電力線122を介してAC電源電圧とPLC信号が入力する。このPLC信号は、例えば、PLCモデム装置134、又は電力線110に接続する図示しないPLCモデム装置から出力される。
電力線122は、セレクタ140の端子Aに接続する。AC/DC変換器142は、電力線122上のAC電圧をDC電圧に変換し、充電回路144は、AC/DC変換器142の出力DC電圧に従い、バッテリ146を充電する。バッテリ146は、電源プラグ120からAC電源をとれない場合の非常電源又はバックアップ電源となる。
DC/AC変換器148は、バッテリ146の出力DC電圧をAC電圧に変換して、セレクタ140の端子Bに供給する。セレクタ140の共通端子Cは、PLCモデム装置156のPLC入出力端子に接続する。PLCモデム装置156のデータ入出力端子は、通信線126を介してデータ端末128に接続する。
電力検出器150は、電力線122上のAC電圧をモニタすることにより、電源プラグ120からAC電力が通信装置124に供給されているか否かを検出する。電力検出器150は、検出結果を制御回路152に印加する。制御回路152は、バッテリ146の出力電圧により動作し、電力検出器150の検出結果に従い、セレクタ140を制御する。
即ち、制御回路152は、電力検出器150の検出結果に従い、電源プラグ120からAC電力が通信装置124に供給されている場合には、セレクタ140の共通端子Cを端子Aに接続し、電源プラグ120からAC電力が通信装置124に供給されていない場合には、セレクタ140の共通端子Cを端子Bに接続する。
通信装置124はまた、電力線110との間でPLC信号を非接触式に結合可能なPLC信号結合器154を具備する。このような結合器154は例えば、フェライトコアやコイル等を用いる電磁結合器で実現できる。PLC信号結合器154は、DC/AC変換器148の出力とセレクタ140の端子Bとの間に接続する。
データ端末128,138間の通信を例に、通信装置124の動作を説明する。PLCモデム装置134は、データ端末138からのデータ信号を変調して、PLC信号を生成する。このPLC信号は、電力線132、電源プラグ130、コンセント114、電力線110、コンセント112、電源プラグ120及び電力線122を介して、通信装置124に到達する。
コンセント112にAC電力が正常に供給されている場合、通信装置24は、以下のように動作する。このとき、電力検出器150は、電力線122上にAC電圧を検出し、制御回路152に検出結果を通知する。制御回路152は、検出器150の検出結果に従い、セレクタ140の共通端子Cを端子Aに接続する。AC/DC変換器142は、電力線122上のAC電圧をDC電圧に変換し、充電回路144は、AC/DC変換器142の出力DC電圧に従い、バッテリ146を充電する。これによりAC電源の供給が途絶えたときに備える。
セレクタ140が端子Aに接続するので、PLCモデム装置156には、電力線122上のAC電圧とPLC信号が入力する。PLCモデム装置156は、このAC電圧を電源として動作し、当該PLC信号を復調し、得られるデータ信号を通信線126を介してデータ端末128に供給する。PLCモデム装置156はまた、データ端末128が出力されるデータ信号を変調してPLC信号を生成する。このPLC信号は、セレクタ140を介して電力線122上に出力され、電源プラグ120、電力線110、電源プラグ130及び電力線132を介してPLCモデム装置134に入力する。PLCモデム装置134は、電力線132からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号をデータ端末138に供給する。
次に、電力線10の切断、その他の理由により、コンセント112にのみAC電源電圧が供給されなくなったとする。勿論、コンセント114にはAC電源が供給されており、PLCモデム装置134及びデータ端末138は正常に動作している。データ端末128も、別電源により正常に動作している。
この状態では、充電回路144によるバッテリ146の充電は行われない。電力検出器150は、電力線122上にAC電圧を検出しない。制御回路152は、検出器150の検出結果に従い、セレクタ140の共通端子Cを端子Bに接続する。この結果、DC/AC変換器148の出力AC電圧がPLCモデム装置156に供給され、PLCモデム装置156は、バッテリ146を電源として動作する。PLC信号の伝送にはPLC信号結合器154を使用するので、ユーザは、PLC信号結合器154を、PLC信号が伝搬している電力線110に近接して配置する。
電力線110上のPLC信号は、PLC信号結合器154及びセレクタ140を介してPLCモデム装置156に入力する。PLCモデム装置156は、PLC信号結合器154からセレクタ140を介して入力するPLC信号を復調し、得られるデータ信号を通信線126を介してデータ端末128に供給する。他方、PLCモデム装置156は、データ端末128が出力されるデータ信号を変調してPLC信号を生成する。このPLC信号は、セレクタ140及びPLC信号結合器154を介して電力線110に結合する。PLC信号結合器154から電力線110に結合したPLC信号は、電力線110、電源プラグ130及び電力線132を介してPLCモデム装置134に入力する。PLCモデム装置134は、電力線132からのPLC信号を復調し、得られるデータ信号をデータ端末138に供給する。
このように、通信装置124を使うことにより、コンセント112からのAC電力供給が途絶えても又はAC電源を得られない環境でも、データ端末128,138はPLCによりデータを相互に伝送できる。
本実施例の通信装置124もまた、屋外等においてコンセントからの電源が取れない場所や、電気的接点を設けたくない場所で、特に有用である。
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の第1実施例の概略構成ブロック図である。 本発明の第2実施例の概略構成ブロック図である。
符号の説明
10:電力線
12,14:コンセント
20:電源プラグ
22:電力線
24:電力線通信装置
26:通信線
28:データ端末
30:電源プラグ
32:電力線
34:PLCモデム装置
36:通信線
38:データ端末
40:PLC信号分離回路
42:AC/DC変換器
44:セレクタ
46:PLC信号結合器
48:モデム回路
50:セレクタ
52:充電回路
54:バッテリ
56:電力検出器
58:制御回路
110:電力線
112,114:コンセント
120:電源プラグ
122:電力線
124:電力線通信装置
126:通信線
128:データ端末
130:電源プラグ
132:電力線
134:PLCモデム装置
136:通信線
138:データ端末
140:セレクタ
142:AC/DC変換器
144:充電回路
146:バッテリ
148:DC/AC変換器
150:電力検出器
152:制御回路
154:PLC信号結合器
156:PLCモデム装置

Claims (3)

  1. 電源プラグ(20)と、
    バックアップ電源(54)と、
    当該電源プラグからのAC電力の有無を検出する電力検出器(56)と、
    電力線との間で非接触でPLC(電力線通信)信号を結合するPLC信号結合器(46)と、
    PLC信号入出力端子を具備する電力線通信のモデム装置(48)と、
    当該電力検出器の検出結果に従い、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該PLC信号入出力端子当該電源プラグとの間でPLC信号を結合し、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該PLC信号入出力端子当該PLC信号結合器(46)との間でPLC信号を結合する第1のセレクタ(44)と、
    当該電力検出器の検出結果に従い、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該AC電力を当該モデム装置の電源として使用し、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該バックアップ電源(54)を当該モデム装置の電源として使用する第2のセレクタ(50)
    とを具備することを特徴とする電力線通信装置。
  2. 電源プラグ(120)と、
    バックアップ電源(146)と、
    当該バックアップ電源の出力DC電圧をAC電圧に変換するDC/AC変換器(148)と、
    当該電源プラグからのAC電力の有無を検出する電力検出器(150)と、
    PLC信号入出力端子を具備する電力線通信のモデム装置(156)と、
    当該電源プラグと当該DC/AC変換器の出力の一方を当該PLC信号入出力端子に結合するセレクタ(140)と、
    電力線との間で非接触でPLC(電力線通信)信号を結合するPLC信号結合器(154)であって、当該セレクタと当該DC/AC変換器の出力との間に接続するPLC信号結合器(154)と、
    当該電力検出器の検出結果に従い当該セレクタを制御する制御回路であって、当該電源プラグからのAC電力がある場合に、当該電源プラグ当該PLC信号入出力端子に結合して、当該モデム装置を当該電源プラグのAC電圧を電源として動作させると共に当該PLC信号入出力端子と当該電源プラグとの間でPLC信号を伝送させ、当該電源プラグからのAC電力が無い場合に、当該DC/AC変換器の出力と当該PLC信号結合器(154)を当該PLC信号入出力端子に結合して、当該モデム装置を当該DC/AC変換器の出力を電源として動作させると共に当該当該PLC信号入出力端子と当該PLC信号結合器との間でPLC信号を伝送させる制御回路(152)
    とを具備することを特徴とする電力線通信装置。
  3. 更に、当該電源プラグからの当該AC電力により当該バックアップ電源を充電する充電回路(52,144)を具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力線通信装置。
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