Cable connector for power line communication

本発明は、電力線通信に使用される電力線通信用ケーブル接続器に関する。

従来、スペクトラム拡散通信技術を用いた電力線通信において、電力線通信を実施しない非電力線通信機器を接続する電力用コネクタおよび変調部を含むスペクトラム拡散通信用回路を有する電力線通信用ケーブル接続器が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３２４９５号公報

しかしながら、この電力線通信用ケーブル接続器では、コネクタ用電源フィルタの他にモデム用電源フィルタが必要になるため、フィルタをそれぞれに用意しなければならないという事情があった。
また、電力用コネクタに多数の機器が接続された場合、短波周波数帯では大容量の平滑コンデンサ等の影響により機器電源のインピーダンスが低下して機器電源自体が重い負荷となり、通信性能が劣化するが、この点に関して考慮がなされていないという問題があった。
また、電力線通信機器では自らの電源自体が負荷としてみえるため、通信性能を損なわないように通信回路部電源と結合回路を接続する必要があるが、従来の電力線通信用ケーブル接続器では通信回路（従来例では「スペクトラム拡散通信用回路」に該当）の電源について言及されておらず、この点について考慮されていないという問題があった。

本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであって、フィルタ回路を効率よく使用することができ、しかも通信性能や電磁波環境の劣化を防止することのできる電力線通信用ケーブル接続器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の電力線通信用ケーブル接続器は、交流電力が供給自在な第１の電力線と、前記交流電力が供給自在であり、前記第１の電力線と異なる第２の電力線と、前記第１の電力線及び前記第２の電力線に電気的に接続され、それぞれの前記電力線に前記交流電力が入力自在な電源コネクタと、通信信号が入出力自在な通信コネクタと、前記通信コネクタに接続され、前記電源コネクタ及び前記通信コネクタの間で前記第１の電力線を介して前記電源コネクタに入力された交流電力を利用して前記通信信号を伝送する第２の電力線に接続される電力線通信部と、前記第１の電力線上に配置され、前記交流電力に使用される周波数帯に比べて少なくとも前記電力線通信に使用される周波数帯の方が高いインピーダンスを有するフィルタと、前記フィルタと前記電力線通信部との間で前記第１の電力線と電気的に接続され、前記第１の電力線からの交流電力が供給自在な電源コンセントとを有する構成としている。

この構成により、フィルタ回路を効率よく使用でき、フィルタ回路が重複して存在することを防ぐことが可能である。

また、本発明の第２の電力線通信用ケーブル接続器は、前記電源コンセントの接続先を前記第１の電力線から前記第２の電力線へ切り替える切替部を有する構成としている。

この構成により、電力線通信用機器および非電力線通信用機器のいずれの使用も可能である。

また、本発明の第３の電力線通信用ケーブル接続器は、前記電源コンセント及び前記フィルタの間に配置され、サージを吸収自在なサージ吸収部を有する構成としている。

この構成により、電力線通信用モデムに悪影響を与えずにサージ対策を行うことが可能である。

また、本発明の第４の電力線通信用ケーブル接続器は、前記第１の電力線が、前記電源コンセントが接続された電気的な接続点を有し、前記サージ吸収部が、前記第１の電力線上において前記フィルタと前記接続点との間に配置される構成としている。

この構成により、電力線通信用モデムに悪影響を与えずにサージ対策を行うことが可能である。

また、本発明の第５の電力線通信用ケーブル接続器は、前記フィルタが、平衡型である構成としている。

この構成により、フィルタの接続による電力線の平衡度の著しい低下を防止でき、不要な漏洩電磁界の増大を防ぐことが可能である。

また、本発明の第６の電力線通信用ケーブル接続器は、前記フィルタが、インダクタンス入力型である構成としている。

この構成により、短波帯電力線通信での通信性能の劣化を防ぐことができる。

以上のように本発明によれば、フィルタ回路を効率よく使用することのできる電力線通信用ケーブル接続器を提供することが可能である。

以下、本発明の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器について図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器の概略を説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器の概略図である。 電力線通信用ケーブル接続器１００はコネクタ１０１、１０２、１０３、１０４、イーサネット（登録商標）ケーブルが接続可能なイーサポート１１０、電源プラグ１２０および切替スイッチ１３０を有する。 ここで、コネクタ１０１〜１０４は電源コンセントの一例である。 ここでは、本発明の第１の実施形態に関連する説明のみを行うこととする。

なお、電力線通信用ケーブル接続器１００の一例として、図１に示すように、本発明をテーブルタップに適用した例を示したが、特にテーブルタップに限る必要なく、種々の製品に適用可能である。 電力線通信用ケーブル接続器１００は、上記テーブルタップのように、複数のコンセントを複数有している必要はなく、あるいは電源ケーブルを有している必要はないので、例えば、一対のプラグ及びコンセントを有するＡＣアダプタであってもよい。 また、本発明をモデムに適用してもよい。 その場合、モデムが、上記コネクタ１０１、１０２、１０３、１０４に相当するサービスコンセントを少なくとも１つ有していればよい。 また、本発明を、いわゆる「ネット家電」などの通信機能を有する電気機器に適用してもよい。 その場合、上記モデムと同様に、上記サービスコンセントを少なくとも１つ有していればよい。

コネクタ１０１〜１０４は非電力線通信用機器への電力供給用のコネクタである。 またコネクタ１０１〜１０４の数量は４つとは限らず、これより多くても少なくてもよい。 非電力線通信用機器とは、電力線線通信を行わない、家電機器などの電気機器である。 またイーサポート１１０は、通信信号の入出力のためのケーブルの接続口である。 また電源プラグ１２０は、壁アウトレットなどの電力供給源に接続される。
また切替スイッチ１３０については、本実施形態では使用しないため、後述する。

なお、電力供給源は、ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚの交流電力を供給する商用電源であるが、交流電力の電圧及び周波数は任意である。 また、電源プラグ１２０は必ずしも備えている必要はなく、例えば、電源コードが接続された電源プラグ（いわゆるＡＣケーブル）を外付けとし、電力線通信用ケーブル接続器１００の最前段（「前段」の定義については後述）に外付けの電源プラグを差し込むための電源プラグ用コネクタを有する構成にしてもよい。 また、イーサポート１１０は、通信信号を入出力自在な通信コネクタの一例であって、例えばＲＪ４５のモジュラージャックであるが、特にこの規格に限らない。

また、図２は本発明の第１の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器１００の回路図である。 電力線通信用ケーブル接続器１００の内部には、上述した構成の他に、フィルタ２１０、電力線通信用モデム２２０、サージ吸収素子２３０、第１の配線２３１、第２の配線２３２、イーサポート用配線２３３およびコネクタ用配線２４１〜２４４を有している。 また、電力線通信用モデム２２０は電源用回路２２１および通信用回路２２２を有する。

イーサポート１１０は通信コネクタの一例である。 また、電源プラグ１２０は電源コネクタの一例である。 また、電力線通信用モデム２２０は、電力線通信部の一例である。 また、サージ吸収素子２３０はサージ吸収部の一例である。 また、第１の配線２３１は第１の電力線の一例である。 また、第２の配線２３２は第２の電力線の一例である。 また、図２において、図１で示した電力線通信用ケーブル接続器１００と重複する部分に関しては、同一符号を付す。 この同一符号を付した構成部の特性は前述のとおりである。

第１の配線２３１は、電源プラグ１２０と電力線通信用モデム２２０における電源用回路２２１とを結び、電源プラグ１２０から供給される電力を電源用回路２２１へ送電する電力配線である。 第１の配線２３１上において、電源プラグ１２０に近い側を「前段」、電力線通信用モデム２２０に近い側を「後段」と呼ぶことにすると、第１の配線２３１上では前段から後段へ順に第２の配線２３２、フィルタ２１０、サージ吸収素子２３０およびコネクタ用配線２４１〜２４４が電気的に接続されている。 ここで、コネクタ用配線２４１〜２４４は、各コネクタ１０１〜１０４と第１の配線２３１とを結び、電源プラグ１２０から供給される電力をコネクタ１０１〜１０４へ送電する電気配線である。

第２の配線２３２は、電源プラグ１２０と電力線通信用モデム２２０における通信用回路２２２とを結び、図示しない外部から電源プラグ１２０に入力された通信信号を通信用回路２２２へ伝送し、イーサポート用配線２３３上を伝送された通信信号を電源プラグ１２０へ伝送する通信配線である。 また本実施形態では、第１の配線２３１上のフィルタ２１０よりも前段において、第２の配線２３２と第１の配線２３１とは配線が一部重複している。

イーサポート用配線２３３は、電力線通信用モデム２２０とイーサポート１１０とを結び、第２の配線２３２上を伝送された通信信号をイーサポート１１０へ伝送し、図示しない機器から送信された通信信号を通信用回路２２２へ伝送する。

フィルタ２１０は、電源周波数帯では低インピーダンスを、電源周波数帯以外の周波数帯では高インピーダンスを有するフィルタである。 フィルタ２１０の回路構成の一例としてインダクタ４個とコンデンサ１個とを図２のように接続することでローパスフィルタを実現している。 つまり、インダクタ２個を直列接続した２組を並列に接続し、２組おのおのの２個のインダクタの間をコンデンサによって接続することでローパスフィルタを実現しているが、これ以外の構成でフィルタ２１０を実現してもよい。 なお、フィルタ２１０は、商用電源に使用される周波数帯のインピーダンスに比べて、少なくとも電力線通信に使用される周波数帯の方が高いインピーダンスを有するものであれば、必ずしも、電源周波数帯以外の全ての周波数帯が高インピーダンスである必要はない。

電源用回路２２１は、電源プラグ１２０からフィルタ２１０、サージ吸収素子２３０を介して第１の配線２３１上を供給された電力を通信用回路２２２へ供給する。 また通信用回路２２２は、第２の配線２３２を伝送された通信信号をイーサポート用配線２３３へ転送するための信号変換など、イーサポート用配線２３３を伝送された通信信号を第２の配線２３２へ転送するための信号変換などを行う。

サージ吸収素子２３０は、高電圧に対してインピーダンスが非常に小さくなる素子であり、フィルタ２１０よりも後段、コネクタ用配線２４１〜２４４よりも前段に挿入され、第１の配線２３１と電気的に接続される。 この位置にサージ吸収素子２３０を接続することで、サージ吸収素子２３０が第２の配線２３２上を伝送される通信信号を吸収することを防止できる。

図４は、電力線通信用モデム２２０の回路ブロック図である。 電力線通信用モデム２２０は、図４に示すように、通信用回路２２２及び電源用回路２２１を有している。 電源用回路２２１は、スイッチング電源であり、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を通信用回路２２２に供給する。 通信用回路２２２は、メインＩＣ４１０、ＡＦＥ・ＩＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ ＩＣ）４２０、ローパスフィルタ４３０、ドライバＩＣ４４０、カプラ４５０、バンドパスフィルタ４６０、ＡＭＰ（増幅器）・ＩＣ４７０、ＡＤＣ（ＡＤ変換）・ＩＣ４７１、メモリ４８０、及びイーサネットＰＨＹ・ＩＣ４９０を有している。 カプラ４５０は、第２の電力線２３２に接続される。

イーサポート（ＲＪ４５など）１１０は図示しない通信機器とのイーサネットケーブルなどの接続口である。 イーサネットＰＨＹ・ＩＣ４９０はイーサネット用信号及び電力線通信用信号の信号変換を行っている。 イーサポート１１０はイーサネットＰＨＹ・ＩＣ４９０に接続される。

メインＩＣ４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｙｅｒ）ブロック４１２、及びＰＬＣ・ＰＨＹ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ・Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）ブロック４１３を有している。 ＣＰＵ４１１は、３２ビットのＲＩＳＣ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｅｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサを実装している。 ＰＬＣ・ＭＡＣブロック４１２は、電力線通信の送信信号のＭＡＣ層を管理しており、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３の制御や電力線通信用信号データの正誤確認などを行っている。

ＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３は、電力線通信の送信信号のＰＨＹ層を管理しており、送信信号に対する処理と受信信号に対する処理とを有する。 例えば電力線通信にマルチキャリア通信方式を用いた場合の送信信号に対しては、送信信号であるビットデータをシンボルデータに変換してシンボルマッピングを行い、シリアルデータをパラレルデータに変換し、逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）や逆ウェーブレット変換器（ＩＤＷＴ）等、所望の周波数−時間変換を行う処理などを行う。 例えば電力線通信にマルチキャリア通信方式を用いた場合の受信信号に対しては、フーリエ変換器（ＦＦＴ）又はウェーブレット変換器（ＤＷＴ）等、所望の時間−周波数変換を行い、伝送路の影響をキャンセルするように受信信号を補正し、パラレルデータをシリアルデータに変換し、マッピングされたシンボルデータを受信信号であるビットデータに変換する処理などを行う。 また、ＰＬＣ・ＭＡＣ４１２はイーサネットＰＨＹ・ＩＣ４９０に接続される。 また、ＣＰＵ４１１はＰＬＣ・ＭＡＣブロック４１２に接続される。 また、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３はＰＬＣ・ＭＡＣブロック４１２に接続される。 また、メモリ４８０はＣＰＵ４１１に接続される。

ＡＦＥ・ＩＣ４２０は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）４２１、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）４２２、および可変増幅器（ＶＧＡ）４２３を有している。 ＤＡ変換器４２１はＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３およびローパスフィルタ４３０に接続される。 ローパスフィルタ４３０はドライバＩＣ４４０に接続される。 ＡＤ変換器４２２はＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３およびＶＧＡ４２３に接続される。 ＶＧＡ４２３はバンドパスフィルタ４６０に接続される。 また、ＤＡ変換器４２１、ローパスフィルタ４３０、ドライバＩＣ４４０によって電力線通信用信号を第２の配線２３２へ送り出す信号の処理を行う送信系を構成している。 また、ＡＤ変換器４２２、ＶＧＡ４２３、バンドパスフィルタ４６０によって電力線通信用信号を第２の配線２３２から受信する処理の信号を行う受信系を構成している。

カプラ４５０は、コイルトランス４５１、及びカップリング用コンデンサ４５２を有している。 カプラ４５０は、第２の配線２３２に対して送信系からの信号を電力線通信用信号として重畳すると共に、第２の配線２３２から電力線通信用信号のみを抽出し、電力線通信信号を受信系に出力する。 また、カプラ４５０はドライバＩＣ４４０、バンドパスフィルタ４６０に接続される。

また、ＡＤＣ・ＩＣ４７１はＰＬＣ・ＰＨＹブロック４１３、ＡＭＰ・ＩＣ４７０に接続される。 また、ＡＭＰ・ＩＣ４７０はカプラ４５０に接続される。

ここで、図５及び図６を用いて、不平衡（往路と復路で非対称）のフィルタ５０２と平衡（往路と復路で対称）のフィルタ２１０の線路平衡度に対する影響の差を説明する。 図５は電力線５０１に不平衡フィルタ５０２を介して電力用コネクタ５０３と５０４を接続した場合の等価回路図である。 図５において符号５０５は電力線５０１の対地間寄生容量であり、符号５０６は電力コネクタ配線５０７ａ、５０７ｂにおける対地間寄生容量である。 不平衡フィルタ５０２以降の回路が接続されない場合、電力線５０１を構成する配線５０１ａ、５０１ｂの対地間容量は等しいので電力線５０１は平衡である。 不平衡フィルタ５０２以降（不平衡フィルタ５０２、電力用コネクタ５０３、５０４）の回路が接続された場合、Ａ点から不平衡フィルタ５０２方向をみたときのインピーダンスをＺａとし、Ｂ点から不平衡フィルタ５０２方向をみたときのインピーダンスＺｂとすると、配線５０１ａの対地間インピーダンスは対地間寄生容量５０５とインピーダンスＺａの並列インピーダンスとなり、配線５０１ｂの対地間インピーダンスは対地間寄生容量５０６とインピーダンスＺｂの並列インピーダンスとなる。 図５から明らかなように、Ａ点からみた回路とＢ点からみた回路は異なるためインピーダンスＺａとインピーダンスＺｂは異なる。 従って配線５０１ａと５０１ｂの対地間インピーダンスに差が生じ、平衡度が低下する。 このような平衡度が低下した電力線を用いて電力線通信を行うと漏洩電磁界が増加する。

つぎに平衡フィルタ２１０を用いた場合を同様に図６を用いて説明する。 ここで、図６において、図５で示した構成と重複する部分に関しては、同一符号を付す。 この同一符号を付した構成部の特性は前述のとおりである。

平衡フィルタ２１０は、図６に示すように、コンデンサＣｆ'を有する。 コンデンサＣｆ'の両端には、それぞれ、２つのインダクタＬｆ'が接続されている。 つまり、平衡フィルタ２１０は、４つのインダクタＬｆ'を有している。 コンデンサＣｆ'の一端に接続された１つのインダクタＬｆ'は、配線５０１ａに接続される。 コンデンサＣｆ'の他端に接続された１つのインダクタＬｆ'は、配線５０１ｂに接続される。 一方、コンデンサＣｆ'の一端に接続された残りのインダクタＬｆ'は、電力用コネクタ５０３、５０４及び対地間寄生容量５０６の、各一端に接続される。 コンデンサＣｆ'の他端に接続された残りのインダクタＬｆ'は、電力用コネクタ５０３、５０４及び対地間寄生容量５０６の、各他端に接続される。 すなわち、平衡フィルタ２１０のコンデンサＣｆ'は、両端が、それぞれ、インダクタＬｆ'を介して、配線５０１ａ、５０１ｂに接続されている。 このように、配線５０１ａ、５０１ｂから平衡フィルタ２１０に信号が入力される線路に、インダクタＬｆ'が設けられている、フィルタを、インダクタンス入力型という。

電力線５０１は図５での説明と同様に、平衡フィルタ２１０が接続されない場合、平衡線路である。 平衡フィルタ２１０以降（平衡フィルタ２１０、電力用コネクタ５０３、５０４）の回路が接続された場合のＡ点から平衡フィルタ２１０方向をみたときのインピーダンスをＺａ'としＢ点から平衡フィルタ２１０方向をみたときのインピーダンスをＺｂ'とすると、配線５０１ａの対地間インピーダンスは対地間寄生容量５０５とインピーダンスＺａ'の並列インピーダンスとなり、配線５０１ｂの対地間インピーダンスは対地間寄生容量５０６とインピーダンスＺｂ'の並列インピーダンスとなる。 図６から明らかなように、Ａ点からみた回路とＢ点からみた回路は同一となるためインピーダンスＺａ'とインピーダンスＺｂ'は等しい。 従って配線５０１ａと５０１ｂの対地間インピーダンスは平衡フィルタ２１０以降が接続されても等しく、平衡線路が保たれる。

また、不平衡フィルタ５０２と平衡フィルタ２１０を、一例として特性インピーダンス１００Ω、遮断周波数５０ＫＨｚの定Ｋフィルタとして構成した場合のゲイン周波数特性図を図７（ａ）に示し、インピーダンス周波数特性図を図７（ｂ）に示す。 なおインピーダンス周波数特性図は、図示しない電源装置が接続されることを想定し、１Ωの負荷が接続されたものとしている。 図７（ａ）から明らかなようにフィルタ２１０、フィルタ５０２とも商用電源周波数帯では低損失で電力を伝達し、短波周波数帯では損失が増大して、通信に影響するノイズ等を効果的に排除する性能を有しているが、図７（ｂ）に示すように、短波帯周波数帯域でのインピーダンス特性は、フィルタ５０２が低インピーダンスとなって電力線通信モデムの重い負荷となってしまうのに対し、フィルタ２１０は高インピーダンスの非常に軽い負荷とみなせるので、通信性能に影響を与えない。 これはコネクタ１０１〜１０４に多くの機器が接続された場合などに、通信性能を劣化させないという効果を有している。

フィルタ２１０の回路構成の一例としてインダクタ４個とコンデンサ１個とを図２のように接続することでローパスフィルタを実現しているが、これ以外の構成でフィルタ２１０を実現してもよい。 例えば、図８（ａ）に示すようにインダクタを２個使用した簡便な構成にすることも可能である。 また、コネクタ１０１〜１０４に接続される機器が大電力を消費しない場合は、図８（ｂ）に示すように図８（ａ）のそれぞれのインダクタを磁気結合させてインピーダンスを向上させてもよい。 線路平衡度をさらに向上させるために、図示はしないがコモンモードフィルタと組み合わせてフィルタ２１０を構成してもよい。 また、本実施形態では設計の容易な定Ｋフィルタを使用したが、たとえばバタワース型、チェビシェフ型、逆チェビシェフ型、連立チェビシェフ型等のフィルタを用いてもよい。

このように、短波帯電力線通信では他の短波帯通信機器（例えば短波ラジオやアマチュア無線送受信機、航空・船舶無線等）への干渉を防止するための不要な漏洩電界を抑制することへの要求に対して、短波帯周波数での実際に機器が接続される家庭内コンセント付近の電力線はほぼ平衡線路とみなすことができるが、電力線通信用ケーブル１００に平衡型の（往路と復路で対称な）フィルタを接続して使用することにより、電力線の平衡度を著しく低下させず、不要な漏洩電界の増大を防止することが可能であるという効果を有している。

また、電力線通信用ケーブル接続器１００に用いるフィルタとしてインダクタンス入力型を採用することで、短波帯（１．７ＭＨｚ−３０ＭＨｚ）電力線通信ではフィルタが高インピーダンスとなり、フィルタ自体が軽い負荷にみえることから（電流が小さくなる分、反射が減少するため）、通信性能が劣化しないという利点がある。

このような本発明の第１の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器１００によれば、交流電力が供給自在な第１の配線２３１と、交流電力が供給自在であり、第１の配線２３１と異なる第２の配線２３２と、第１の配線２３１及び第２の配線２３２に電気的に接続され、それぞれの配線に交流電力が入力自在な電源プラグ１２０と、通信信号が入出力自在なイーサポート１１０と、イーサポート１１０に接続され、電源プラグ１２０及びイーサポート１１０の間で第１の配線２３１を介して電源プラグに入力された交流電力を利用して通信信号を伝送する第２の配線２３２に接続される電力線通信用モデム２２０と、第１の配線２３１上に配置され、交流電力に使用される周波数帯に比べて少なくとも電力線通信に使用される周波数帯の方が高いインピーダンスを有するフィルタ２１０と、フィルタ２１０と電力線通信用モデム２２０との間で第１の配線２３１と電気的に接続され、第１の配線２３１からの交流電力が供給自在なコネクタ１０１〜１０４とを有する構成としている。 第１の配線２３１は電力線通信モデム２２０の動作電力を供給する電源用回路２２１（図２参照）に接続されている。 電力線通信モデム２２０の電源用回路２２１もコネクタ１０１〜１０４に接続される機器の電源と同様に、通信に影響を与えるノイズやインピーダンスの低下を発生したとしても、フィルタ２１０で悪影響を防止している。 これにより、フィルタを効率よく使用でき、フィルタが重複して存在することを防ぐことが可能である。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態として、電力線通信用機器をコネクタへ接続する場合および非電力線通信用機器をコネクタへ接続する場合を想定し、接続する機器に応じて機能切り替えを実施することのできる切替スイッチを有する電力線通信用ケーブル接続器について説明する。

まず、図１を用いて本発明の第２の実施形態について概説する。 ここでは、本発明の第１の実施形態と異なる点のみの説明とする。 図１におけるコネクタ１０１〜１０４は、非電力線通信機器への電力供給を行うことに加え、電力線通信機器への電力供給および通信信号の入出力を行っている。 また、切替スイッチ１３０は、コネクタ１０１に接続される機器によって、電源周波数帯以外の信号を低減させるか否か、つまりフィルタ２１０を介すか否かを選択する手段である。

図３は本発明の第２の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器３００の回路図である。 電力線通信用ケーブル接続器３００において、図２で示した電力線通信用ケーブル接続器１００と重複する部分に関しては、同一符号を付す。 この同一符号を付した構成部の特性は前述のとおりである。

電力線通信用ケーブル接続器３００は、電力線通信用ケーブル接続器１００の構成に加え、切替スイッチ３１０、切替スイッチ３１０によってコネクタ１０１と電気的に接続される第１の端子３０１および第２の端子３０２を有する。 符号を全ては図示していないが、各コネクタ１０１〜１０４における左右一対の凹型接続端子それぞれに対応する切替スイッチ３１０が設けられ、切替スイッチ３１０毎に第１の端子３０１および第２の端子３０２が設けられている。 つまり、本実施形態では、切替スイッチ３１０、第１の端子３０１、第２の端子３０２はそれぞれ８つずつ設けられている。 また、切替スイッチ３１０は切替部の一例である。

第１の端子３０１は、各コネクタ１０１〜１０４と第１の配線２３１とを第１のコネクタ用配線３１１によって電気的に接続し、電源プラグ１２０から供給される電力をコネクタ１０１〜１０４へ送電するために、切替スイッチ３１０と電気的に接続される端子である。 第１のコネクタ用配線３１１と第１の配線２３１との接続点は、第１の配線２３１上においてサージ吸収素子２３０よりも後段かつ電力線通信用モデム２２０よりも前段に設けられる。

また、第２の端子３０２は、各コネクタ１０１〜１０４と第２の配線２３２とを第２のコネクタ用配線３１２によって電気的に接続し、電源プラグ１２０からコネクタ１０１〜１０４への電力の供給および通信信号のコネクタ１０１〜１０４への送信ならびに受信を行う。 第２の配線２３２上において、電源プラグ１２０に近い側を「前段」、電力線通信用モデム２２０に近い側を「後段」と呼ぶことにすると、第２のコネクタ用配線３１２と第２の配線２３２との接続点は、第２の配線２３２上において、第１の配線２３１と第２の配線２３２との接続点よりも後段かつ電力線通信用モデム２２０よりも前段に設けられる。

図３のように、切替スイッチ３１０を第１の端子３０１と接続させると、コネクタ１０１〜１０４と電源プラグ１２０との間にフィルタ２１０が挿入された状態となり、切替スイッチ３１０を第２の端子３０２と接続させると、コネクタ１０１〜１０４と電源プラグ１２０との間にフィルタ２１０が挿入されない状態となる。 この切替スイッチ３１０は切替スイッチ１３０（図１参照）に連動しており、切替スイッチ１３０が切り替えられることに基づいて、スイッチが切り替わる。

電力線通信用機器を電力線通信用ケーブル接続器３００へ接続する場合には、電力線通信用機器の電源プラグ１２０をコネクタ１０１〜１０４へ接続することで、電力供給および通信信号の入出力が可能な状態となる。 この通信信号には、通常高周波の信号成分が使用されているので、フィルタ２１０を介さないように切替スイッチ３１０を第２の端子３０２へ接続する。

また、非電力線通信用機器を電力線通信用ケーブル接続器３００へ接続する場合には、非電力線通信用機器のコンセントをコネクタ１０１へ接続することで電力供給が可能となり、非電力線通信用機器のＬＡＮケーブルなどの通信ケーブルをイーサポート１１０へ接続することで通信信号の入出力が可能となる。 コネクタ１０１〜１０４では、商用電源の電気信号以外の高周波信号はノイズであるため、このノイズを除去すべくフィルタ２１０を介するように切替スイッチ３１０を第１の端子３０１へ接続する。

このように、本実施形態における電力線通信用ケーブル接続器３００のコネクタ１０１〜１０４は、非電力線通信機器のみならず電力線通信機器をも接続することを前提としてフィルタ２１が挿入されており、コネクタ１０１〜１０４を電力線通信機器に使用することが可能であり、大変有用である。

このような本発明の第２の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器３００によれば、コネクタ１０１〜１０４の接続先を第１の配線２３１から第２の配線へ２３２切り替える切替スイッチ３１０を有する構成とすることにより、電力線通信用機器および非電力線通信用機器のいずれの使用も可能である。

本発明は、フィルタを効率よく使用することのできる電力線通信用ケーブル接続器等に有用である。

本発明の第１の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器の概略図

本発明の第１の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器の回路図

本発明の第２の実施形態における電力線通信用ケーブル接続器の回路図

本発明の第１の実施形態における電力線通信用モデムの回路ブロック図

本発明の第１の実施形態における電力線に従来の不平衡フィルタを介して電力用コネクタを接続した場合の等価回路図

本発明の第１の実施形態における電力線に平衡フィルタを介して電力用コネクタを接続した場合の等価回路図

本発明の第１の実施形態における不平衡フィルタと平衡フィルタを特性インピーダンス１００Ω、遮断周波数５０ＫＨｚの定Ｋフィルタとして構成した場合のゲイン周波数特性図

本発明の第１の実施形態における不平衡フィルタと平衡フィルタを特性インピーダンス１００Ω、遮断周波数５０ＫＨｚの定Ｋフィルタとして構成した場合のインピーダンス周波数特性図

本発明の第１の実施形態におけるフィルタとしてインダクタ２個を使用した場合の回路図

本発明の第１の実施形態におけるフィルタとしてインダクタ２個を磁気結合させてインピーダンスを向上させた場合の回路図

符号の説明

１００ 電力線通信用ケーブル接続器１０１ コネクタ１０２ コネクタ１０３ コネクタ１０４ コネクタ１１０ イーサポート１２０ 電源プラグ１３０ 切替スイッチ２１０ フィルタ２２０ 電力線通信用モデム２３０ サージ吸収素子２３１ 第１の配線２３２ 第２の配線２３３ イーサポート用配線２４１ コネクタ用配線２４２ コネクタ用配線２４３ コネクタ用配線２４４ コネクタ用配線３００ 電力線通信用ケーブル接続器３０１ 第１の端子３０２ 第２の端子３１０ 切替スイッチ３１１ 第１のコネクタ用配線３１２ 第２のコネクタ用配線４１０ メインＩＣ
４１１ ＣＰＵ
４１２ ＰＬＣ・ＭＡＣ
４１３ ＰＬＣ・ＰＨＹ
４２０ ＡＦＥ・ＩＣ
４２１ ＤＡＣ
４２２ ＡＤＣ
４２３ ＶＧＡ
４３０ ローパスフィルタ４４０ ドライバＩＣ
４５０ カプラ４５１ コイルトランス４５２ カップリング用コンデンサ４６０ バンドパスフィルタ４７０ ＡＭＰ・ＩＣ
４７１ ＡＤＣ・ＩＣ
４８０ メモリ４９０ イーサネットＰＨＹ・ＩＣ
５０１ 電力線５０２ 従来のフィルタ５０３ 電力用コネクタ５０４ 電力用コネクタ５０５ Ｃａ（対地間寄生容量）
５０６ Ｃｂ（対地間寄生容量）
５０７ 電力コネクタ配線