专利名称：具备滤波器的电力线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将电力线作为信号传送通道使用的电力线通信装置，尤其涉及具备用于抑制无用辐射的滤波器的电力线通信装置。
背景技术：
近年来，提出了通过在电插座(consent)上设置通信用适配器(PLC调制解调器)而连接个人计算机等数据通信机器等，可以实现数Mbps～数百Mbps的数据通信的电力线通信(PLCPower Line Communication)。由于多数建筑物中布满了电布线，不必重新铺设电缆等，能够简单地建立内部通信网。
由于没有考虑在电力线上原本流过高频率的电信号的事实，所以产生泄露电波的问题。因此，考虑采用具备不允许超过用于电力线通信的期望的频率范围(例如4MHz～20MHz)的高次谐波成分通过而抑制无用辐射的滤波器的电力线通信装置。
图6是在电力线通信中，以抑制无用辐射为目的开发的平衡型滤波器的结构例子。同图表示，对于连接在商用电源1上的一对电力线2a、2b，连接平衡型滤波器3，经由该平衡型滤波器3连接PLC调制解调器4，在此之前连接数据通信装置5的结构。
同图所示的平衡型滤波器3采用组合LC并联谐振电路6、LC串联谐振电路7和LC并联谐振电路8的三极(three pole)结构，实现期望的频率范围(例如4MHz～20MHz)成为通过频带这样的特性。在平衡型滤波器3的电源侧和调制解调器侧的每一个连接阻尼电阻11、12，减小Q而确保范围。另外，平衡型滤波器3的电源侧，经由分别设置在电力线2a、2b的隔直电容器13、14和保护用二极管19a、19b，连接在信号叠加用变压器20的二次侧，信号叠加用变压器20的一次侧与商用电源1连接。并且，在信号叠加用变压器20一次侧的一端与商用电源1之间，插入防止短路用的电容器C1。平衡型滤波器3的调制解调器侧，经由分别设置在电力线2a、2b上的隔直电容器15、16，与PLC调制解调器4连接。
图7是如上所述那样构成的平衡型滤波器3的滤波特性图。通过调整构成平衡型滤波器3的元件常数，能够得到同图所示的特性。由三极结构的平衡型滤波器3得到的特性是，比4MHz小的低频侧急剧下降，比20MHz大的高频波侧平缓下降的通过特性。
可是，使用上述平衡型滤波器，在通过频带附近和高频域的截止频带，要实现更良好的特性，必须增加极点(pole)数，但是由于平衡型滤波器元件数多，从而存在部件数量增多，成本上升的相关问题。另外，由于来自商用电源1的50Hz或者60Hz附近的电源脉动噪音输入到电力线2a、2b，希望即使在这样的低频带中，也能够保持截止特性，但导致部件数量的进一步增多。
专利文献1特开平07-245576号公报。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供一种具备能够抑制因平衡型滤波器的极点数增加而产生的部件数量的增多，并且在通过频带附近和高频域的截止频带可以实现更良好的特性的滤波器的电力线通信装置。
本发明的电力线通信装置，特征在于，具备平衡型滤波器，其连接于电力线的2根电线，允许给定频带的信号通过；第一非平衡型滤波器，其设置在上述一方的电线和地之间，不允许上述给定频带外的信号通过；和第二非平衡型滤波器，其设置在上述另一方的电线和地之间，不允许上述给定频带外的信号通过。
根据该构成，通过以成为实现期望的通过频带的滤波特性的方式，融合平衡型滤波器和非平衡型滤波器，由此与组合多个平衡型滤波器的情况相比，能够削减元件数，能够实现成本降低。另外，对于平衡型滤波器，由于在2根电线的每一个设置非平衡型滤波器，因此与只在一根电线设置非平衡型滤波器的情况相比，具有滤波器电路的设计容易，滤波特性也稳定的效果。
并且，上述第一和第二非平衡型滤波器可由将上述给定频带作为通过频带的带通滤波器构成。由此，能够改善高频域侧的截止频带和低频域侧的截止频带的滤波特性。
并且，上述第一和第二非平衡型滤波器，可由将上述给定频带外的高频域侧作为截止频带的低通滤波器构成。由此，能够以更简单的结构改善高频域侧的截止频带的滤波特性。
根据本发明，通过使平衡型滤波器和非平衡型滤波器融合，能够抑制因平衡型滤波器的极点数增加而产生的部件数量增多，并且在通过频带附近和高频域的截止频带，能够实现更良好的特性。
图1是本发明一实施方式涉及的电力通信线装置的滤波器部分的结构图。
图2是图1所示的非平衡型滤波器的特性图。
图3是图1所示的电力通信线装置中的滤波器整体的特性图。
图4是变形例涉及的电力通信线装置的滤波器部分的结构图。
图5是使用∏型非平衡型滤波器时的滤波器整体的特性图。
图6是以往电力通信线装置的结构7是图6所示的电力通信线装置的滤波器整体的特性图。
图中1-商用电源；2a，2b-电力线；3-平衡型滤波器；4-PLC调制解调器；5-数据通信装置；6-LC并联谐振电路；7-LC串联谐振电路；8-LC并联谐振电路；21、22、41、42-非平衡型滤波器；23、24、28、31、32、36-电感；25、26、27、33、34、35-电容器。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。
图1是本发明-实施方式涉及的电力线通信装置的结构图，主要表示滤波器电路部分。并且，与图4所示的平衡型滤波器的各部分相同部分赋予同一符号。即，平衡型滤波器3的电源侧，经由分别设置在电力线2a、2b上的隔直电容器13、14和保护用二极管19a、19b，与信号叠加用变压器20的二次侧连接，信号叠加用变压器20的一次侧与商用电源1连接。另外，设置在平衡型滤波器3的调制解调器侧的非平衡型滤波器21、22的调制解调器侧，经由分别设置在电力线2a、2b上的隔直电容器15、16，与PLC调制解调器4连接。
本实施方式涉及的电力线通信装置采用组合图6所示的平衡型滤波器3和非平衡型滤波器的滤波器结构。由于已经说明了平衡型滤波器3的电路结构，因此这里省略说明，主要对非平衡型滤波器21、22的构成进行说明。
本实施方式的电力线通信装置采用了，相对于平衡型滤波器3的PLC调制解调器侧端部，将非平衡型滤波器21、22与电力线2a、2b的双方连接的结构。即，结合平衡型滤波器3和非平衡型滤波器21、22，实现期望的特性。
非平衡型滤波器21由所谓的∏型带通滤波器构成。具体而言，电感43的两端经由电容器44、45接地，该电感43的PLC调制解调器侧的一端，经由电容器46，与隔直电容器15的一端连接。电容器46的两端经由电感48、49，分别接地。
连接在另一根电力线2b侧的非平衡型滤波器22也与上述非平衡型滤波器21同样构成。即，电感51的两端经由电容器52、53接地，该电感51的PLC调制解调器侧的一端，经由电容器54，与隔直电容器16的一端连接。电容器54的两端经由电感55、56接地。
图2是非平衡型滤波器21、22的通过频带特性的示意图。如同图所示，期望的通过频带中的作为低频域侧的下限的4MHz小的低频侧和与作为高频域侧的上限的20MHz高的高频侧成为截止频带。
通过组合具有这样通过频带特性的非平衡型滤波器21、22和具有图7所示的滤波特性的平衡型滤波器3，调整各常数，由此能够实现图3所示的滤波特性。表明与只通过图6所示的平衡型滤波器3的滤波特性相比，靠近20MHz的高频波侧更陡峭，从而在高频域的截止频带能够实现更良好的特性。另外，在4MHz～20MHz的期望频带能够实现更平坦的滤波特性。比4MHz小的低频侧呈陡峭的下降，能够可靠地阻止由商用电源1引起的存在于低频域的电源脉动噪音(ripple noise)。
这样，由于通过本实施方式，对双方的电力线2a、2b连接非平衡型滤波器21、22，组合平衡型滤波器3和非平衡型滤波器21、22，实现了期望的通过频带特性，所以与为了得到同等特性而组合几个平衡型滤波器构成滤波器的情况相比，能够大幅度地减少元件数，能够实现成本的降低。另外，由于对于平衡型滤波器3，在两根电力线2a，2b上各自设置非平衡型滤波器21、22，与只在一方的电力线上设置非平衡型滤波器的情况相比，具有滤波器电路的设计容易、且滤波特性也稳定的效果。
并且，由于作为非平衡型滤波器21、22，使用符合期望的通过频带特性的BPF，在高频域的截止频带能够实现更良好的特性的同时，能够有效地阻止由商用电源1产生的低频域的电源脉动噪音通过。
在以上的说明中，作为非平衡型滤波器21、22采用了∏型BPF，本发明并不局限于∏型BPF。除了∏型以外，也能够使用一般的T型BPF。
图4是作为非平衡型滤波器，采用T型BPF的变形例的结构图。表示了与图1相同的滤波器部分。对一根电力线2a连接非平衡型滤波器41，另一根电力线2b连接非平衡型滤波器42。
非平衡型滤波器41由所谓的T型带通滤波器构成。具体而言，串联连接2个电感器23、24，其中间点经由电容器25接地。另外，串联连接2个电容器26、27，其中间点经由电感器28接地。并且，一方的电感器24的一端与一方的电容器26的一端连接，由电感器23、24和电容器26、27构成的串联电路。电感23的一端经由电阻元件17连接在LC谐振电路8的电力线2a侧。另外，另一个电容器27的PLC调制解调器侧的一端与隔直电容器15的一端连接。
连接在另一方电力线2b侧的非平衡型滤波器42，与上述非平衡型滤波器41一样由T型带通滤波器构成。即，串联连接2个电感器31、32，其中间点通过电容器33连接接地。另外，串联连接2个电容器34、35，其中间点经由电感器36接地。一方的电感器32的一端与一方的电容器34的一端连接，构成由电感器31、32和电容器34、35构成的串联电路。电感器31的一端经由电阻元件18，连接在LC谐振电路8的电力线2b侧。另外，另一个电容器35的PLC调制解调器侧的一端与隔直电容器16的一端连接。
如上所述那样组合由T型BPF构成的非平衡型滤波器41、42和平衡型滤波器3而构成滤波器的情况，与组合几个平衡型滤波器而实现期望的特性的情况相比，也能够削减元件数量。另外，由少的部件数，在通过频带附近和高频域的截止频带也能够实现良好的特性。
另外，作为非平衡型滤波器(21、22或者41、42)，即使使用∏型LPF或者T型LPF，也可在通过频带附近和高频域的截止频带实现良好的特性。图5是使用∏型LPF作为非平衡型滤波器时的特性仿真结果。另外，可用作非平衡型滤波器的BPF或者LPF并不限定于上述方式，能够使用各种方式的滤波器。
本发明可以应用于，具备在电力线通信中用于抑制来自电力线的无用辐射的滤波器的电力线通信装置。
权利要求
1.一种电力线通信装置，具备平衡型滤波器，其连接于电力线的2根电线，允许给定频带的信号通过；第一非平衡型滤波器，其设置在所述一方的电线与地之间，不允许所述给定频带外的信号通过；和第二非平衡型滤波器，其设置在所述另一方的电线与地之间，不允许所述给定频带外的信号通过。
2.根据权利要求1所述的电力线通信装置，其特征在于，所述第一和第二非平衡型滤波器是以所述给定频带为通过频带的带通滤波器。
3.根据权利要求1所述的电力线通信装置，其特征在于，所述第一和第二非平衡型滤波器是以所述给定频带外的高频域侧为截止频带的低通滤波器。
全文摘要
本发明提供一种具备滤波器的电力线通信装置，电力线通信装置的滤波器电路具备平衡型滤波器(3)，其连接在电力线的2根电力线(2a、2b)，允许给定频带的信号通过；第一非平衡型滤波器(21)，其设置在一根电力线(2a)和地之间，不允许上述给定频带外的信号通过；和第二非平衡型滤波器(22)，其设置上述另一根电力线(2b)和地之间，不允许上述给定频带外的信号通过。从而能够抑制因增加平衡型滤波器的极点数而产生的部件数量的增多，并且在通过频带附近和高频域的截止频带实现更良好的特性。
文档编号H04B3/20GK1976244SQ20061013967
公开日2007年6月6日 申请日期2006年9月28日 优先权日2005年10月3日
发明者菅野猛 申请人:阿尔卑斯电气株式会社