BRPI0709120A2 - dispositivo de comunicação através de rede elétrica com saìda auxiliar de potência filtrada - Google Patents

Abstract

<UM>DISPOSITIVO DE COMUNICAçAO ATRAVES DA REDE ELETRICA COM SAìDA AUXILIAR DE POTENCIA FILTRADA<MV>. A presente invenção refere-se a um dispositivo de comunicação através da rede elétrica com saída auxiliar de potência filtrada que permite estender amplamente a cobertura de um sistema de comunicação através da rede elétrica (PLC) mediante o uso de um filtro (5, 6, 7) de alta impedância, integrado no próprio equipamento de comunicação, de modo que se evitam os problemas inerentes ao uso da tecnologia PLC em um entorno adverso, como resultado da conexão de aparelhos elétricos na mesma tomada que os equipamentos de comunicação através da rede elétrica.

Description

"DISPOSITIVO DE COMUNICAÇÃO ATRAVÉS DA REDE ELÉTRICA COMSAÍDA AUXILIAR DE POTÊNCIA FILTRADA" .

OBJETIVO DA INVENÇÃO

A presente invenção, conforme expresso no titulodeste relatório descritivo, refere-se a um dispositivo decomunicação através de meios elétricos com salda auxiliarde potência filtrada, na qual se permite a conexão deoutros aparelhos elétricos.

0 objetivo da invenção consiste em proporcionarum dispositivo de comunicação através da rede elétrica quepossa ser conectado às tomadas, nas quais se requer quesejam conectados outros aparelhos elétricos sem que odispositivo de comunicação sofra efeitos adversosprovocados pelas fontes de potência dos outros aparelhoselétricos, tais como ruido e queda de impedância queproduzem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um dos parâmetros mais importantes para medir aconfiabilidade de um sistema de comunicação através da redeelétrica (PLC) é a cobertura alcançada. Esta coberturadepende não apenas da faixa de atuação dinâmica do sistemaou das modulações empregadas, mas também do entorno onde osistema irá funcionar.

Nas residências, muitas vezes é necessárioconectar of equipamentos de comunicação PLC em tomadascompartilhadas com outros aparelhos elétricos, tais comocomputadores, monitores, televisores, etc. Estes aparelhosnormalmente são equipados com uma fonte de potênciacomutada (SMPS) por conta de sua simplicidade, eficiência ebaixo custo, a qual, durante o funcionamento produzalterações elétricas na rede em determinadas freqüênciasque são utilizadas durante a comunicação pela redeelétrica.

Dessa forma, normalmente se usam filtros paraeliminar o ruido introduzido pelos SMPS na rede elétrica,especialmente se os equipamentos PLC estiverem localizadospróximos de ditos aparelhos. Além disso, os capacitores(EMI) que estão inclusos nas SMPS atuam como um curto-circuito para os sinais PLC, e assim, produzem uma perdaentre 20 e 30 dB na faixa de atuação dinâmica dacomunicação.

De forma a solucionar esses problemas, odispositivo da presente invenção consegue isolar o ponto deinjeção do equipamento de comunicação PLC em relação aoresto dos aparelhos conectados à rede elétrica, mediante ainserção de um filtro de baixa passagem (low-pass) e altaimpedância entre os equipamento de comunicação e osaparelhos elétricos. Dessa forma, uma alta impedância éapresentada ao equipamento de comunicação (ao invés de umabaixa impedância devido aos capacitores EMI) e se filtra oruido introduzido pelas SMPS.

Existem documentos no estado da técnica quedescrevem outros métodos, tal como o reivindicado napatente US6987430 intitulada "Power Line CommunicationSystem and Power Line Branching Apparatus", que é utilizadapara realizar uma adaptação de impedância nos equipamentosde comunicação pela rede elétrica. A presente invençãoproporciona um dispositivo distinto que consegue evitar oruído introduzido por outros aparelhos conectados a redeelétrica e apresenta a vantagem adicional de incluir todo oconjunto, equipamento de comunicação e filtro, em um mesmodispositivo, o que representa a principal vantagem dapresente invenção, conseguindo ganhar cobertura mediante aimplementação do equipamento de comunicação e do filtro deforma conjunta.

Da mesma forma, a inclusão de uma tomada auxiliarde potência filtrada em equipamentos de comunicação pelarede elétrica constitui uma novidade em relação ao estadoda técnica existente.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Para atingir os objetivos e evitar osinconvenientes indicados nos aparelhos anteriores, ainvenção consiste em um dispositivo de comunicação atravésda rede elétrica com saída auxiliar de potência filtrada,caracterizado por compreender um filtro construído medianteelementos passivos, tais como bobinas elétricas ecapacitores, que são inseridos entre a conexão direta àrede elétrica do dispositivo de comunicação e a saída deforça ou tomada auxiliar filtrada do dito dispositivo decomunicação.

Uma implementação do referido filtro incluiproteções contra sobretensões da rede elétrica.

A forma usual de realizar o dispositivo éintegrar o equipamento de comunicação e o filtro em ummesmo dispositivo, de forma que o conjunto dispõe de umaconexão a rede elétrica e proporciona uma saída filtradapara o restante dos dispositivos suscetíveis a interferi-lo, seja dita interferência causada pela impedância ou peloruido.

Abaixo, para facilitar um melhor entendimentodeste relatório descritivo e formar uma parte integraldeste, algumas figuras são incluídas onde o objetivo dainvenção foi representado de maneira que estas sejamilustrativas em vez de limitativas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1- Representa um exemplo no qual se colocaum filtro atrás do dispositivo de comunicação, de forma quese tem uma saída para a rede e uma tomada auxiliarfiltrada.

Figura 2- Mostra uma vista em perspectiva frontale outra posterior do dispositivo que integra o equipamentode comunicação e o filtro.

DESCRIÇÃO DE UM EXEMPLO DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO

Abaixo há uma descrição de um exemplo derealização da invenção, que faz referência à numeraçãoadotada nas figuras.

A utilização da presente invenção estende acobertura de um sistema PLC, minimizando em grande medidaos problemas causados pela impedância, o ruído e pelobloqueio de uma das tomadas que se utilizaria para realizarcomunicações através da rede elétrica.

Os modems PLC são geralmente utilizados em locaisnos quais se compartilha a tomada ou extensão dealimentação com múltiplos dispositivos, os quais estãonormalmente dotados de fontes de alimentação comutadas, quealém de gerar ruído na faixa utilizada para as comunicaçõesPLC, geralmente possuem juntamente em sua entrada umcapacitor para reduzir as emissões conduzidas de mododiferencial (EMC) na faixa de 150KHz a 30MHz. Estecapacitor realiza sua função atuando como um redutor deimpedância para os sinais na faixa de 150KHz a 30MHz, que éa faixa mais utilizada para as comunicações PLC. Issosignifica que, indiretamente, quando um modem é posicionadonos arredores elétricos dessas fontes de alimentação deenergia, se está posicionando em paralelo com o modemtantos capacitores de supressão EMI quantas forem às fontesde alimentação, e, dessa forma, o resultado total éequivalente a colocar um capacitor de valor muito elevadona faixa de atuação de 150KHz a 30MHz em paralelo com omodem PLC. Quando o modem PLC tenta transmitir sinais,encontra-se com uma impedância muito baixa que o impede decolocar um nivel de voltagem alto na linha elétrica (ocapacitor equivalente se comporta como um "curto-circuito"nos terminais do sinal de saida do modem) , que éequivalente a impedir que o modem possa injetar potência desinal na linha elétrica. Do mesmo modo, qualquer sinal quechegue ao modem terá seu nivel diminuído drasticamente aoencontrar-se com uma baixa impedância na entrada do mesmo(o modem recebe a potência de sinal em forma de voltagem).0 resultado final é uma perda considerável na performancedo sistema PLC.

A atenuação produzida por um conjunto dedispositivos conectados no mesmo lugar que o modem PLC podechegar a ser muito prejudicial para a comunicação PLC,dependendo do número de equipamentos conectados e de suaproximidade com o modem.

Além do efeito "curto-circuito" no sinal, asfontes de alimentação comutadas introduzem ruídos de bandalarga na rede elétrica, apesar de ter que cumprir com umaregulamentação relativamente restrita de EMC. A utilizaçãode um filtro intercalado entre o ponto de conexão do modemPLC e dos dispositivos que originam o ruído ajuda a reduzirdito nível de ruído na entrada de sinal do modem.

Conforme anteriormente expresso, o entornonatural de funcionamento de um modem PLC é estar rodeado deequipamentos, com alimentações que funcionam em regime decomutação conectadas no mesmo lugar que os modems PLC, asquais provocam uma forte diminuição de impedância eintroduzem ruído de banda larga no ponto de conexão, demodo que se nada for feito a respeito, no ponto de conexão,o uso da tecnologia de comunicação pela rede elétrica podever-se seriamente prejudicado.

Por outro lado, quando se conecta um modem PLC emuma tomada, se obtém a máxima cobertura quando este éconectado diretamente na tomada e esta tomada não estácompartilhada com nenhum outro dispositivo. O dispositivoque se descreve permite que não se condene a tomada a qualse conecta o modem PLC, já que prevê a incorporação de umatomada auxiliar (2) para outros dispositivos, sem que estesprejudiquem a cobertura do sistema PLC.

A figura 1 mostra uma implementação do filtro. Emdita figura está representada a tomada (1) para a redeelétrica e a qual se conecta o dispositivo de comunicação(não representado) na tomada (3) . A tomada auxiliar (2) éuma saída filtrada prevista para conectar o restante dosaparelhos (não representados) que precisem ser usados natomada (1) da rede. Neste exemplo, a filtragem é realizadamediante o uso de um capacitor (7) e duas bobinas elétricas(5) e (6). Além disso, se introduziu um fusível,representado como uma resistência (4), perto da tomada (1)da rede.

A figura 2 mostra a título de exemplo umarealização do dispositivo em que pode observar-se o aspectoexterno que tem o dispositivo (10) formado por um conjuntode dispositivos de comunicação integrado e o filtro. Comopode ser observado, a tomada (1) da rede não fica condenadae é possível conectar outros aparelhos elétricos na tomadaauxiliar (2) sem sofrer os efeitos adversos de aumento deimpedância e ruído que eles provocam, possibilitando umamaior cobertura nas comunicações através da rede elétrica.O dispositivo (10) se conecta a rede utilizando a tomada(8) que se incorpora enquanto que o resto dos aparelhos seconecta a tomada auxiliar (9) ao invés de diretamente àrede. O equipamento de comunicação em si está localizadodentro do dispositivo (10), junto com o filtro (5, 6, 7) eo fusível (4).

Claims (3)

1. Dispositivo de comunicação através da redeelétrica com saída auxiliar de potência filtradacaracterizado pelo fato de compreender um filtro que incluielementos passivos, intercalado entre a conexão direta àrede elétrica do dispositivo de comunicação e uma tomadaauxiliar de potência filtrada.

2. Dispositivo de comunicação através da redeelétrica com saída auxiliar de potência filtrada, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ofiltro inclui pelo menos um elemento de proteção contrasobretensão.

3. Dispositivo de comunicação através da redeelétrica com saída auxiliar de potência filtrada, de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de oequipamento de comunicação e o filtro estarem integrados emum mesmo dispositivo, que compreende uma conexão à redeelétrica e uma saída filtrada de conexão para outrosdispositivos suscetíveis a interferir no dispositivo decomunicação por efeito da impedância ou do ruído.