JP2011109670A - Ｄｃ電力バスを有する電力線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＣ電力バスを有する電力線通信システムを提供する。
【解決手段】 ＤＣ電力バス（ＤＣＰＢ）を有する電力線通信システムが、
− 電源（ＰＳＳ）と、
− 電源（ＰＳＳ）からバス（ＤＣＰＢ）に与えられる電圧を平滑化する容量性平滑手段（ＣＳＭ）と、
− バス（ＤＣＰＢ）から給電され、少なくとも１つの機器アイテム（ＥＱＴ_１、ＥＱＴ_２）の専用である、少なくとも１つの配電ボックス（ＤＢ_１）と、
− 配電ボックス（ＤＢ_１）と、機器アイテム（ＥＱＴ_１、ＥＱＴ_２）の少なくとも１つの各電源線とに接続された、高周波データ搬送信号の電流カプラ（ＥＣＣ）と、データモデム（ＭＤＭ）と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＤＣ電力バスを有する電力線通信システム（ＰＬＣシステム）に関する。

電力線通信（ＰＬＣ）という用語は、デジタル情報を、電力配電線を通して転送することを可能にする技術を意味する。具体的には、ＰＬＣ技術は、低電圧地上網（５０Ｈｚまたは６０ＨｚのＡＣ電流）において一般的に使用されている。したがって、ＰＬＣ技術は、従来のケーブルおよびＷｉ−Ｆｉ技術の代替手段を構成する。

電力線通信は、低ビットレートの産業用または家庭用のオートメーション応用では、既に地上網で使用されていた。それらが広く一般に使用されるようになったのは、まだ、世紀が変わってからのデジタル革命以降のことである。

電力線通信の原理は、地上での応用の枠組の中では、従来の５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源電流に高周波の低エネルギ信号を重畳することにある。この重畳された信号は、電気設備上を伝搬し、遠隔場所での受信および復号が可能である。このようにして、ＰＬＣ信号は、同じ電力網にある任意のＰＬＣ受信機で受信される。

従来より、地上ＰＬＣシステムは、提供ビットレートに応じて２つのカテゴリに分類されている。高ビットレートＰＬＣは、１．６ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数帯（３ＭＨｚから３０ＭＨｚに及ぶＨＦ帯）の周波数を使用し、低ビットレートＰＬＣは、９ｋＨｚから１５０ｋＨｚ（欧州）および１５０ｋＨｚから４５０ｋＨｚ（米国）の周波数帯の周波数を使用する。

高ビットレートでも低ビットレートでも、通信は、ノイズおよび減衰の影響を受ける。したがって、（たとえば、エラー訂正符号の形で）冗長性を実装することが必須である。ＰＬＣ受信機の入力に組み込まれたカプラが、信号処理の前に低周波成分を除去する。モデムは、送信時にビットストリームをアナログ信号に変換し、受信時に逆の変換を行う。前記モデムは、冗長性を追加する機能と、オリジナルのビットストリームの再構成またはエラー訂正を行う機能とを含んでいる。

地上網で動作するＰＬＣシステムと同様に、いくつかの応用は、自動車、トラック、列車、船、航空機、衛星など、あらゆる種類の車両への搭載が日の目を見つつある。原理は同様であり、当初は車両における電力配電を意図されたケーブルを、高周波の通信信号の送信に再利用する。対象となる車両の種類に応じて、交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）の電力源を使用することが可能である。

本発明は、特に、衛星（宇宙分野）、発射台（航空宇宙分野）、および航空機（航空分野）に搭載するＰＬＣ応用を対象としている。これらの分野では、航空機や宇宙船の内部配線の重量および体積が大きな負担になっており、これを可能な限り制限することが必要である。ＰＬＣ技術は、電力とデータを同じハーネスに共存させることを可能にするので、配線を節約できる高い能力がある。

ただし、本発明は、船、列車、自動車、トラックなど、任意の種類の地上車両や船舶にも適用可能である。

図１は、従来の衛星の電源網構成の例を示す。

この構成は、電力調整ユニットＰＣＵを含んでおり、ＰＣＵは、衛星の電源系の中央ノードとして動作する。電力調整ユニットＰＣＵは、太陽調整アセンブリＳＲを含んでいる。ＳＲは、太陽センサＳＳとインタフェースして、ＤＣ電力バスＤＣＰＢで生成されるＤＣ電圧を調整する。電力調整ユニットＰＣＵはさらに、バッテリＢＡＴ用調整アセンブリＢＲを含んでおり、これは、バッテリＢＡＴの再充電プロセスおよび放電プロセスを指示する。

直流電力バス（電源バス）ＤＣＰＢに与えられた電圧を平滑化する容量性平滑モジュールＣＳＭが、電力調整ユニットＰＣＵ内に組み込まれており、これによって、ＤＣ電力バスＤＣＰＢ上のＤＣ電圧は、ペイロードが変化する挙動によって高電流が誘起される過渡段階においても安定が保たれる。電力バスＤＣＰＢに与えられるＤＣ電圧は、たとえば、衛星の種類および構成に応じて、２８Ｖ、５０Ｖ、または１００Ｖに等しいことが可能である。

電力調整ユニットＰＣＵには、複数の配電ユニットまたは配電ボックスＤＢｉが接続されている。これらの役割は、特定の数の個別回路を介して、配電ボックスＤＢｉの近傍に位置する様々な機器アイテムＥＱＴｉ（すなわち、ペイロード）に電力を供給することである。配電ボックスＤＢｉは、ヒューズにより個別回路を保護するとともに、電力消費を監視する手立てを提供する。

配電ボックスＤＢｉからは、電力ケーブルが、遠隔機器アイテムＥＱＴｉにＤＣ電圧を与える。一般に、電力ケーブルは、ツイストペア銅線からなる。場合によっては、電力ケーブルは導体の単線のみからなり、この場合、電流は衛星のシャシを通って戻る。小型の衛星の場合、電力調整ユニットＰＣＵおよび配電ボックスＤＢｉは、同一の機器アイテムにまとめられる。

図１ａは、従来の航空機の電源網構成の例を示しており、この例の航空機は、４基のエンジンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ４を備えている。

エンジンＭ１、Ｍ２、Ｍ３、およびＭ４のそれぞれは、対応するＡＣ電源ＳＵＰＰ＿ＡＣ１、ＳＵＰＰ＿ＡＣ２、ＳＵＰＰ＿ＡＣ３、およびＳＵＰＰ＿ＡＣ４を含んでおり、これらは、典型的には、ＡＣ一次電源バスに４００Ｈｚかつ１１５Ｖの電源電圧を発生させる。

この電源網は、電力調整ユニットＰＣＵ１、ＰＣＵ２、ＰＣＵ３、およびＰＣＵ４と、配電ボックスＤＢ１およびＤＢ２とを含む。これらの要素はすべて、高速データバスで結合されており、このバスを通ってコマンドが受信され、実行される。

ＡＣ電源ＳＵＰＰ＿ＡＣ１、ＳＵＰＰ＿ＡＣ２、ＳＵＰＰ＿ＡＣ３、およびＳＵＰＰ＿ＡＣ４によって与えられる一次ＡＣ電源電力は、一般に、変圧器および整流器によって変換される。３種類の電力バスＡＣＰＢ、ＤＣＰＢ１、およびＤＣＰＢ２によって、電力調整ユニットＰＣＵ１、ＰＣＵ２、ＰＣＵ３、およびＰＣＵ４と、配電ボックスＤＢ１およびＤＢ２とが結合されている。ＡＣＰＢは、典型的には４００Ｈｚかつ１１５Ｖ（または２３０Ｖ）のＡＣバスを表している。ＤＣＰＢ１は、典型的には２８ＶのＤＣ電力バスを表しており、ＤＣＰＢ２は、高電圧（典型的には２７０Ｖ）のＤＣ電力バスを表している。

電源は、機器アイテム（ペイロード）ＥＱＴ１、ＥＱＴ２、ＥＱＴ３、ＥＱＴ４、およびＥＱＴ５の近傍に位置する遠隔配電ボックスＤＢ１およびＤＢ２に配電される。

各配電ボックスＤＢ１、ＤＢ２を各電力調整ユニットＰＣＵ１、ＰＣＵ２、ＰＣＵ３、およびＰＣＵ４に接続することによって、冗長性が確保される。

電力線通信技術を用いることにより、各要素に対する電力供給網と、データ通信網とを別々に持つ必要がなくなる。

電力線通信を用いることにより、コネクタおよび電線の数を大幅に制限することが可能になり、これによって、（たとえば、航空機や衛星に搭載される）ハーネスの重量および体積を大幅に制限することが可能になる。

文献「ＩＰＯＮＳ， Ａ ＮＥＷ ＣＯＮＣＥＰＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＯＮＢＯＡＲＤ ＳＡＴＥＬＬＩＴＥＳ」（Ｏｌｉｖｅｒ Ｓｃｈｏｌｚ、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｇｏｔｓｍａｎｎ、Ｋｌａｕｓ Ｄｏｓｔｅｒｔ、Ｍａｔｔｈｉａｓ Ｇｏｌｌｏｒ）には、衛星の電力供給およびデータ通信の両方に用いる共通網の一実施形態が説明されている。

しかしながら、そのような実施形態は、重量および体積が大きいフィルタリングインダクタ（セクション４、図４．１）を含む。

本発明の目的は、そのようなシステムに対する、重量および体積がより小さい代替物を提案することである。

本発明の一態様によれば、ＤＣ電力バスを有する電力線通信システムが提案され、本システムは、電源と、前記電源から前記バスに与えられる電圧を平滑化する容量性平滑手段と、前記バスから給電され、少なくとも１つの機器アイテムの専用である、少なくとも１つの配電ボックスと、を含む。

本システムはさらに、高周波データ搬送信号の電流カプラと、データモデムとを含み、これらは、前記配電ボックスと、機器アイテムの少なくとも１つの各電源線とに接続されている。さらに、ＤＣ電力バスは、差動モードで動作するように設計されており、高周波データ搬送信号の電圧カプラと、データモデムとを含み、これらは、各電源線の、前記電流カプラの下流かつ前記機器アイテムの上流に配置されている。

差動モードでは、一方の導体が電流を送り出し方向で搬送し、別の導体が電流を戻り方向で搬送する。

本発明は、電力用およびデータ用に同一のネットワークを用い、フィルタリングインダクタを用いないことにより、機器アイテムの重量および体積を大幅に制限することを可能にする。

一実施形態によれば、データモデムは、スペクトルおよび／または送信時点を変調することによってデータ搬送信号を処理することに適合されている。

たとえば、実装されるこれらの処理は、いくつかある処理（たとえば、複数の副搬送波の形での直交周波数分割によるデジタル信号符号化（ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）など）、または時間分割多重（ＴＤＭ））から選択される。これらの処理については、たとえば、ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ＯＦＤＭおよびｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｔｉｍｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ＿ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇにおいて説明されている。

このようにして、伝送に対する外乱の問題の管理が改善される。情報は、このように外乱の影響がほとんどない時点および／または周波数で送信することが好ましい。

一実施形態によれば、データモデムは、時間ダイバーシティおよび／または周波数ダイバーシティの技術をデータ搬送信号に適用するように適合されている。

この場合は、外乱の影響を受けない可能性が最大になるように、同じ信号を、複数の時点および／または周波数で送信する。

一実施形態では、データモデムは、エラー訂正符号および／または自動再送信をデータ搬送信号に適用することによってデータ搬送信号を処理するように適合されている。

このようにして、伝送に対する外乱の問題の管理が改善される。これらの、データ搬送信号に対するエラー訂正符号および自動再送信の処理については、たとえば、ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｅｒｒｏｒ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ＿ｃｏｄｅおよびｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｕｔｏｍａｔｉｃ＿ｒｅｐｅａｔ＿ｒｅｑｕｅｓｔにおいて説明されている。

さらに、データモデムは、データモデムで実行されるデータ搬送信号の前記処理の適応処理を実行するように適合されることが可能である。

データ信号の送信品質は、この適応処理によって、さらに改善される。この適応処理は、データモデムで実行可能な処理のうち、発生する外乱に最適な１つまたは複数の処理を自動選択するものである。この種の監督機能については、たとえば、ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ＿ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ＿ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ＃Ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎおよびｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎにおいて説明されている。

一実施形態によれば、機器アイテムの各電源線は、高周波データ搬送信号の電流カプラおよびデータモデムと、高周波データ搬送信号の電圧カプラおよびデータモデムと、を含んでいる。

配電ボックスと機器アイテムとの間が差動モードのポイントツーポイント結合である場合、本発明は、とりわけ航空機や宇宙船（衛星など）に搭載されたシステムに対して、特に信頼性が高い。

一実施形態では、前記電圧カプラは、前記接続されたモデムと前記電力バスの前記電源線との間にガルバニック絶縁を形成する電圧変圧器および１つまたは２つの結合キャパシタを含む。

そのような変圧器を使用すると、２つの結合キャパシタに問題がある場合でも、データモデムと電力バスとの間のガルバニック絶縁が可能である。また、電力バスにおいて電流の急な過渡期間が発生しても、モデムを保護することが可能である。

一実施形態によれば、前記電流カプラには、途切れていない２つの銅トラックを含む一次回路が与えられている。

したがって、スプリアスインピーダンスを発生させるはんだ溶接部の存在が、電力バスのインピーダンスを必然的に修正する巻線（コイル）を使用することと同様に回避される。

一実施形態では、本システムは、別の電流カプラを冗長に含んでおり、また、前記別の電流カプラに冗長データモデムが接続されている。

したがって、配電ボックスと複数の機器アイテムとの間のポイントツーマルチポイント結合を扱う場合であれ、配電ボックスと機器アイテムとの間のポイントツーポイント結合を扱う場合であれ、電流カプラが故障した場合には、冗長に取り付けられたカプラが引き継ぐ。

一実施形態では、前記電流カプラに、一次回路で消費される直流電流を「フラックスゲート」型の技術で測定するように適合された複数の二次巻線が与えられている。

この測定は、「フラックスゲート」型の技術を用いて実施される。「フラックスゲート」技術では、強い飽和を示す磁気コアを使用する。測定対象の直流電流は、一次回路に注入されて、このコア内に連続磁束を発生させる。適切に選択された波形（たとえば、２つの正弦波）の可変電流が、二次巻線に注入される。この可変電流は、測定対象電流によって引き起こされた連続磁束に重畳される可変磁束をコア内に発生させる。別の二次巻線を用いて、それ以外の巻線に注入された様々な電流によって引き起こされた磁束変動の形状を測定する。この形状は、使用されるコアの特性が非線形であることから、一次回路に注入された直流電流のレベルに依存し、これによって、この電流を測定することを間接的に可能にする。

一次回路で消費される直流電流を測定することに「フラックスゲート」技術を用いると、この測定のために別の装置を専用で設ける必要がないため、場所の節約になる。

本発明の別の態様によれば、上述のようなシステムを含む航空機や宇宙船も提案される。

そのようなシステムが航空機や宇宙船に組み込まれる場合は、配電ボックスＤＢｉと各種の機器アイテムＥＱＴｉとの間に２つの電力導体が存在することが必要である。実際、高周波ＰＬＣ信号同士は、電力線上で差動モードで結合されていなければならない。ただし、航空機／宇宙船の特定の構成では、単一の電力導体を用いて機器アイテムを配電ボックスと結合する場合もある。このようなシステムでは、戻り電流は、航空機／宇宙船のシャシを通って伝搬し、シャシには電気設備の全アイテムが結合されている。この構成の変形形態が、銅ケーブルの断面の肥大化を避けるために既に現場で一般的に用いられている。これは、ＰＬＣ技術との互換を図るためには必然的に使用されるべき形態であって、単一の電力ケーブルを、それぞれが部分電力電流を搬送する、少なくとも２つの、断面がより小さいケーブルに分離することである。この場合も戻り電流はシャシを通って伝搬し、断面積「Ｓ」の１本のケーブルが断面積「Ｓ／２」の２本のケーブルに置き換えられたと見れば、全体の体積は変わらない。そして、これら２本のケーブルは、電力搬送のためにはコモンモードで使用され、ＰＬＣデータ搬送のためには差動モードで使用される。このようにしてケーブルの断面積を制限することの利点は、結果として剛性が低減されることと、電力配電と微弱な通信信号の配送との間で同一コネクタのピンを共用できることとであり、これによって、いくつかのピンを電力配送に割り当て、それぞれのピンがさほど大きくない振幅の電流を受けるようにすることが可能になる。この構成は、衛星搭載の電力配電の分野では何年にもわたって存在している。

この特定の構成においてＰＬＣ技術を用いる場合は、電力バスの各末端において電流結合が必要であり、実際、最後のコネクタのレベルで断面積Ｓ／２の２本のケーブルを１つにまとめることによって、電圧結合の使用が避けられる。

本発明の別の態様によれば、上述のようなシステムを含む地上車両や船舶も提案される。

本発明は、完全に非限定的な例を用いて説明され、かつ、添付図面で図示されるいくつかの実施形態を検討することにより、よりよく理解されるであろう。
各図面において、同一参照符号を有する要素は同一である。

先行技術の、ＤＣ電力バスを有する衛星を概略的に示す図である。 従来の航空機の電源網構成の例を示す図である。 本発明の一態様によるポイントツーマルチポイントシステムを示す図である。 本発明の一態様によるポイントツーポイントシステムを示す図である。 本発明の一態様による、冗長性を有するポイントツーポイントシステムを示す図である。 本発明の一態様による、戻り電流がシャシを通る電流バスに適合された電流結合をバスの各側に有するシステムを示す図である。 機器アイテムの入力にあるフィルタを示す図である。 電流カプラに、途切れていない２つの銅トラックを含む一次回路が与えられた実施形態を示す図である。

図２は、ＤＣ電力バスＤＣＰＢを有する電力線通信（ＰＬＣ）システムを示す。容量性平滑モジュールＣＳＭが、電源ＰＳＳによってＤＣ電力バスＤＣＰＢに与えられる電圧を平滑化する。容量性平滑モジュールＣＳＭは、たとえば、並列に取り付けられたキャパシタを含むことが可能である。ＤＣ電力バスＤＣＰＢは、配電ボックスＤＢ_１に給電する。変形形態として、本システムは、ボックスＤＢ_１と同様の配電ボックスを複数含むことが可能である。

配電ボックスＤＢ_１は、高周波データ搬送信号の電流カプラＥＣＣと、データモデムＭＤＭとを含む、電源線の共通部分を通じて給電を行う。この例では、電流カプラＥＣＣは、キャパシタＣと、インダクタＬとを含む。

電流カプラＥＣＣの出力では、分割された２つの電源線が、それぞれ、第１の機器アイテムＥＱＴ_１および第２の機器アイテムＥＱＴ_２に給電する。第１の機器アイテムＥＱＴ_１に給電する、分割された電源線は、第１の機器アイテムＥＱＴ_１の上流において、高周波データ搬送信号の電圧カプラＥＶＣ_１と、データモデムＭＤＭ_１ｂとを含む。同様に、第２の機器アイテムＥＱＴ_２に給電する、分割された電源線は、第２の機器アイテムＥＱＴ_２の上流において、高周波データ搬送信号の電圧カプラＥＶＣ_２と、データモデムＭＤＭ_２ｂとを含む。

高周波データ搬送信号の電圧カプラＥＶＣ_１は、２つの別々のキャパシタＣ_１ｂおよびＣ_１ｃと、インダクタＬ_１ｂとを含む。同様に、高周波データ搬送信号の電圧カプラＥＶＣ_２は、２つの別々のキャパシタＣ_２ｂおよびＣ_２ｃと、インダクタＬ_２ｂとを含む。

このようにして、ポイントツーマルチポイント配電が行われる。

図３は、給電ボックスＤＢ_１と機器アイテムＥＱＴ_１との間の、別のポイントツーポイント実施形態を示す。もちろん、このポイントツーポイント結合は、重複して多数存在してもよい。したがって、そのようなシステムは、給電および通信がポイントツーポイントで行われるため、複数の故障が伝搬するリスクは限定的である。

図３ａは、給電ボックスＤＢ_１と機器アイテムＥＱＴ_１との間のポイントツーポイント実施形態の変形形態を示しており、この変形形態の場合は、電流カプラＥＣＣ_ｘ２が、２つの結合インダクタＬおよびＬ’、ならびに２つのデータモデムＭＤＭおよびＭＤＭ’を含んでいるという意味で冗長である。この冗長モードは、当然ながら、ポイントツーマルチポイント実施形態の場合にも適用可能である。

図３ｂは、ＤＣ電力バスをコモンモードで使用し、直流電流がシャシＣＨを通って戻る場合に実装すべきシステムを示す。この図では配電ボックスＤＢ_１のコネクタＣＮＴ_１と機器アイテムＥＱＴ_１のコネクタＣＮＴ_２との間に示されている導体が、断面積の小さい２つの素線ＳＴ_１、ＳＴ_２に分離されている。直流電流Ｉ_ｄｃは、これら２つの素線ＳＴ_１、ＳＴ_２を同じ方向に流れ、シャシＣＨを通って戻る。配電ボックスＤＢ_１側では、データモデムＭＤＭおよび電流カプラＥＣＣが使用されている。機器アイテムＥＱＴ_１側では、別のデータモデムＭＤＭ_３および別の電流カプラＥＣＣ_３（インダクタＬ_３を含む）が使用されている。配電ボックスと機器アイテムとの間がコモンモードのポイントツーポイント結合である場合、本発明は、とりわけ航空機や宇宙船（衛星など）に搭載されたシステムに対して、特に信頼性が高い。コモンモードでは、少なくとも２つの導体が、電流を送り出し方向に搬送し、戻り方向の電流は、電力線通信システムの搬送要素（衛星の場合は導電シャシなど）によって伝送される。高周波データ搬送信号Ｉ_ａｃは、これら２つの導体の、２つのコネクタＣＮＴ_１、ＣＮＴ_２で限定される回路部分を差動モードで流れる。コネクタＣＮＴ_２からの出力において、２つの素線（分岐）ＳＴ_１、ＳＴ_２が、機器アイテムＥＱＴ_１の上流で再結合する。

上述の各種の機器アイテムＥＱＴ_ｉには、図４に示すような、高周波信号をフィルタリングする入力フィルタが存在する。

インダクタＬ_ｘならびにキャパシタＣ_ｘおよびＣ_ｙは、コモンモードでのフィルタリングを確実に行う。すなわち、これらは、電源バスＤＣＰＢにおいてコモンモードで発生した高周波信号が機器アイテムＥＱＴ_ｉ（ペイロード）に入ること、ならびに、機器アイテムＥＱＴ_ｉ（ペイロード）においてコモンモードで発生した高周波信号が電源バスＤＣＰＢに入ることを防ぐ。インダクタＬ_ｙおよびキャパシタＣ_ｚは、差動モードでのフィルタリングを確実に行う。すなわち、これらは、電源バスＤＣＰＢと機器アイテムＥＱＴ_ｉとの間で高周波信号に対するローパスフィルタとして動作する。

本発明は、電力バスが差動モードの場合には非対称結合を提案し、電力バスがコモンモードであって、有利なポイントツーポイント実施形態の場合には対称結合を提案する。実際、ポイントツーポイント実施形態では、機器アイテムＥＱＴ_ｉの各種線間で信号を隔離する。これによって、１つの機器アイテムの問題が、他の機器アイテムの動作と相互に関連付けられなくなり、信頼性の問題が大幅に限定される。

本発明では、すべてのデータモデムＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ、およびＭＤＭ_３が、スペクトルおよび／または送信時点を変調することによってデータ搬送信号を処理することに適合されることが可能である。

たとえば、実装されるこれらの処理は、いくつかある処理（たとえば、複数の副搬送波の形での直交周波数分割によるデジタル信号符号化（ＯＦＤＭなど）、または時間分割多重（ＴＤＭ））から選択可能である。

このようにして、伝送に対する外乱の問題の管理が改善される。情報は、このように外乱の影響がほとんどない時点および／または周波数で送信することが好ましい。

データモデムは、時間ダイバーシティおよび／または周波数ダイバーシティの技術をデータ搬送信号に適用するように適合されることが可能である。この場合は、外乱の影響を受けない可能性が最大になるように、同じ信号を、複数の時点および／または周波数で送信する。

さらに、データモデムは、エラー訂正符号および／または自動再送信をデータ搬送信号に適用することによってデータ搬送信号を処理することに適合されることが可能である。

このようにして、伝送に対する外乱の問題の管理が改善される。

さらに、データモデムは、データモデムで実行されるデータ搬送信号の前記処理の適応処理を実行するように適合されることが可能である。

データ信号の送信品質は、この適応処理によって、さらに改善される。この適応処理は、データモデムで実行可能な処理のうち、発生する外乱に最適な１つまたは複数の処理を自動選択するものである。

図５に示すように、電流カプラＥＣＣには、途切れていない２つの銅トラックを含む一次回路が与えられている。これによって、はんだ溶接部および巻線の存在、ならびにこれらによって生じるスプリアスインピーダンスが制限される。電流カプラＥＣＣにはまた、フェライトコアも与えられており、フェライトコアの周囲に、ＰＬＣモデムと結合された二次巻線が位置している。

先行技術の車両用電源システムは、一般に配電ボックスを含んでおり、配電ボックスでは、負荷の電力消費を監視するために電流の測定が行われ、配電ボックスには、特に衛星、ロケット、航空機などにおいて、機器アイテムの故障によってシステムのすべてまたは一部が短絡することを防ぐために、各機器アイテム用の電流制限ヒューズが設けられている。

本発明では、電流カプラの二次巻線において、「フラックスゲート」型の技術を用いて一次電流を測定することが可能であるため、配電ボックスにおいて従来の測定機器に占有されていた空間を空けることが可能である。

このようにして、特に宇宙航空分野において、使用される体積、および結果としてのコストが制限される。

ＡＣＰＢ ＡＣ電力バス
ＢＡＴ バッテリ
ＢＲ バッテリＢＡＴ用調整アセンブリ
Ｃ、Ｃ_１ｂ、Ｃ_１ｃ、Ｃ_２ｂ、Ｃ_２ｃ、Ｃ_ｘ、Ｃ_ｙ、Ｃ_ｚ キャパシタ
ＣＨ シャシ
ＣＮＴ１、ＣＮＴ２ コネクタ
ＣＳＭ 容量性平滑モジュール
ＤＢ_１、ＤＢ_２ 配電ボックス
ＤＣＰＢ、ＤＣＰＢ_１、ＤＣＰＢ_２ ＤＣ電力バス
ＥＣＣ、ＥＣＣ_ｘ２、ＥＣＣ_３ 電流カプラ
ＥＶＣ_１、ＥＶＣ_２ 電圧カプラ
ＥＱＴ_１〜ＥＱＴ_５、ＥＱＴ_i 機器アイテム
Ｉ_ａｃ 高周波データ搬送信号
Ｉ_ｄｃ 直流電流
Ｌ、Ｌ_１ｂ、Ｌ_２ｂ、Ｌ’、Ｌ_３、Ｌ_ｘ、Ｌ_ｙ インダクタ
Ｍ_１〜Ｍ_４ エンジン
ＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ、ＭＤＭ_３、ＭＤＭ’ データモデム
ＰＣＵ、ＰＣＵ_１〜ＰＣＵ_４ 電力調整ユニット
ＰＳＳ 電源
ＳＲ 太陽調整アセンブリ
ＳＳ 太陽センサ
ＳＴ_１、ＳＴ_２ 素線
ＳＵＰＰ＿ＡＣ_１〜ＳＵＰＰ＿ＡＣ_２ ＡＣ電源

Claims (12)

1. ＤＣ電力バス（ＤＣＰＢ）を有する電力線通信システムであって、
   − 電源（ＰＳＳ）と、
   − 前記電源（ＰＳＳ）から前記バス（ＤＣＰＢ）に与えられる電圧を平滑化する容量性平滑手段（ＣＳＭ）と、
   − 前記バス（ＤＣＰＢ）から給電され、少なくとも１つの機器アイテム（ＥＱＴ_１、ＥＱＴ_２）の専用である、少なくとも１つの配電ボックス（ＤＢ_１）と、
   を備え、
   前記配電ボックス（ＤＢ_１）と、機器アイテム（ＥＱＴ_１、ＥＱＴ_２）の少なくとも１つの各電源線とに接続された、高周波データ搬送信号の電流カプラ（ＥＣＣ）と、データモデム（ＭＤＭ）とを備えることと、
   前記ＤＣ電力バス（ＤＣＰＢ）は、差動モードで動作するように適合されており、各電源線の、前記電流カプラ（ＥＣＣ）の下流かつ前記機器アイテムの上流に配置された、高周波データ搬送信号の電圧カプラ（ＥＶＣ_１、ＥＶＣ_２）と、データモデム（ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ）とを備えることと、
   を特徴とするシステム。
2. 前記データモデム（ＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ）は、スペクトルおよび／または送信時点を変調することによって前記データ搬送信号を処理することに適合されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記データモデム（ＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ）は、時間ダイバーシティおよび／または周波数ダイバーシティの技術を前記データ搬送信号に適用するように適合されている、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記データモデム（ＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ）は、エラー訂正符号および／または自動再送信を前記データ搬送信号に適用することによって前記データ搬送信号を処理するように適合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記データモデム（ＭＤＭ、ＭＤＭ_１ｂ、ＭＤＭ_２ｂ）は、前記データモデムで実行される前記データ搬送信号の前記処理の適応処理を実行するように適合されている、請求項２から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 機器アイテム（ＥＱＴ_１）の各電源線は、高周波データ搬送信号の電流カプラ（ＥＣＣ）およびデータモデム（ＭＤＭ）と、高周波データ搬送信号の電圧カプラ（ＥＶＣ_１）およびデータモデム（ＭＤＭ_１ｂ）と、を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記電圧カプラ（ＥＶＣ_１）は、前記接続されたモデム（ＭＤＭ_１ｂ）と前記電力バス（ＤＣＰＢ）の前記電源線との間にガルバニック絶縁を形成する電圧変圧器および１つまたは２つの結合キャパシタを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記電流カプラには、途切れていない２つの銅トラックを含む一次回路が与えられている、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 別の電流カプラを冗長に備え、前記別の電流カプラに冗長データモデム（ＭＤＭ‘）が接続されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記一次回路で消費される直流電流を「フラックスゲート」型の技術で測定するように適合された複数の二次巻線が前記電流カプラに与えられている、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステムを備える航空機または宇宙船。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステムを備える地上車両または船舶。

Images