Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica.

Permite reducir las corrientes en modo común en equipos de comunicaciones que utilizan la red eléctrica como medio de transmisión, para adecuar los niveles de emisiones de modo común a la normativa sobre comunicaciones a través de la red eléctrica correspondiente a cada país.

La reducción de los niveles de emisiones en modo común de las señales transmitidas por los equipos de comunicación sobre red eléctrica permite optimizar la señal transmitida de forma que se consigue satisfacer la regulación existente sin sacrificar ni la cobertura ni las prestaciones del sistema de comunicaciones.

Se caracteriza por el uso de un choque especial en modo común a la salida del equipo de comunicaciones que minimiza la inductancia en modo diferencial

Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica.

Objeto de la invención

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva se refiere a un procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, que tiene por objeto reducir el nivel de señal en modo común para satisfacer la normativa sobre comunicaciones a través de la red eléctrica de los diferentes países, y todo ello sin que sea necesario disminuir la potencia inyectada, lo que empeoraría la cobertura y el rendimiento del sistema de comunicaciones.

En general la invención es aplicable a cualquier circuito eléctrico en el que se precise reducir la corriente en modo común y más particularmente en los circuitos eléctricos empleados en los equipos de telecomunicaciones que utilizan la red eléctrica como medio de transmisión.

A continuación se definen algunos términos que se utilizan en este documento. Sea una fuente de señal formada por un generador eléctrico, un circuito por el que circula la corriente generada y un conductor adicional susceptible de que pueda pasar corriente proveniente del generador y conectado de algún modo al circuito. Se define corriente de modo común como aquella corriente que circula por el conductor y retorna por el circuito o la fuente.

Por otro lado, se define choque de modo común como aquel dispositivo capaz de atenuar ó disminuir el nivel de la corriente de modo común en un circuito eléctrico.

Asimismo se define la comunicación sobre red eléctrica, como el tipo de comunicación mediante señales eléctricas que utiliza como canal de comunicaciones la red eléctrica de baja, media ó alta tensión.

Antecedentes de la invención

En la mayoría de sistemas eléctricos es necesario atenuar las corrientes de modo común debidas al propio funcionamiento de los mismos, con el objeto de reducir las interferencias electromagnéticas con otros dispositivos.

En el estado de la técnica aparecen ya dispositivos para reducir las corrientes de modo común, sirva como ejemplo citar las fuentes de alimentación conmutadas que utilizan filtros de modo común para reducir sus emisiones electromagnéticas conducidas y radiadas [que puede encontrarse en múltiples documentos como el AN 15 de POWER INTEGRATIONS]. Otro ejemplo son las comunicaciones mediante cable ethernet, dotadas de choques de modo común para reducir sus niveles emisiones conducidas y radiadas en las bandas de frecuencia correspondientes.

Actualmente no existen dispositivos para reducir de un modo efectivo los niveles de modo común en los sistemas de comunicaciones por la red eléctrica, y los dispositivos existentes y utilizados en otras aplicaciones no sirven para este tipo de comunicaciones por sus limitaciones en lo que se refiere a tensiones de trabajo y atenuaciones en modo diferencial. Por otra parte, para que la reducción de corriente de modo común sea efectiva, es de trascendental importancia tanto el modo constructivo del choque de modo común como su localización en el circuito de comunica- ciones.

Descripción de la invención

Para lograr los objetivos y evitar los inconvenientes indicados en anteriores apartados, la invención consiste en un procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, donde se utiliza la red eléctrica como medio de comunicación, y que al memos comprende aplicar la señal transmitida por el equipo de comunicaciones a través de un circuito de choque de modo común; caracterizado porque la señal (transmitida por el equipo de comunicaciones a través de un circuito de choque de modo común) se aplica sobre cables de señal trenzados pertenecientes al circuito de choque de modo común montados alrededor de un núcleo magnético toroidal. De esta forma se minimiza la inductancia el modo diferencial.

El choque en modo común puede situarse de forma interna o de forma externa al equipo de comunicaciones. Si se sitúa de forma interna, su posición será como elemento de salida del equipo de comunicaciones sobre red eléctrica. Si se sitúa de forma externa, su posición será entre el equipo de comunicaciones y el punto de inyección a la red eléctrica.

Un caso particular es situar el choque especial de modo común en el punto de inyección de la señal de comunicaciones a la red eléctrica, que tiene la ventaja de añadida que se aumenta la impedancia del lazo de modo común.

A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

Breve descripción de las figuras

Figura 1.- Representa un tipo de circuito de choque de los conocidos convencionalmente, que presenta impedancia en modo común y diferencial.

Figura 2.- Muestra el choque utilizado por la invención para la reducción de la señal en modo común.

Figura 3.- Muestra un ejemplo de la situación del choque de la invención en el cable de alimentación del dispositivo de comunicaciones a través de la red eléctrica, en el que el choque se sitúa en el punto de inyección de la señal a la red.

Descripción de un ejemplo de realización de la invención

Seguidamente se realiza una descripción de un ejemplo de la invención, haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras.

Para introducir productos PLC (power line communications, es decir de comunicación a través de la red eléctrica) en el mercado, es necesario satisfacer las regulaciones de emisiones electromagnéticas sobre dispositivos PLC. Uno de los requisitos más importantes es el del límite de corriente del modo común que, de forma estándar, se mide con dispositivos denominados redes de estabilización de impedancia en forma de T (T-shaped Impedance Stabilization Network ó T-ISN) en un entorno controlado. Con esta medida se obtiene el modo común proveniente del dispositivo bajo test (device Under test ó DUT). En esta medida parte de las señales diferenciales provenientes del DUT se convierten en señales en modo común, debido a sus pérdidas de conversión longitudinal (longitudinal conversion loss ó LCL).

Usualmente los equipos de comunicación a través de la red eléctrica ó PLC) tienen una fuente de potencia conmutada (switch mode power supply ó SMPS) conectada a la red eléctrica en el mismo punto donde se inyecta la señal de comunicaciones. Este SMPS representa una carga desbalanceada conectada en paralelo con la fuente de señal PLC, con lo que al empezar a transmitir, cierta cantidad de señal diferencial se convertirá en modo común, debido a las capacidades parásitas, y el resultado de la medida con el T-ISN será de un modo común mayor que el esperado.

Una solución a este problema es reducir la potencia transmitida por los equipos de comunicaciones por la red eléctrica, pero ello provoca varios inconvenientes, como una peor cobertura y una menor capacidad de transmisión (throughput).

Incluso en el caso en que la señal PLC inyectada estuviese completamente balanceada (esto es, fuese puramente diferencial), la medida con T-ISN impone cierta cantidad de corriente en modo común sobre la sonda, que sólo puede reducirse disminuyendo la potencia de la señal. Si la señal inyectada tiene cierta cantidad de corriente en modo común, ésta se medirá adicionalmente sobre la de la sonda de corriente, por lo que es importante mantener la salida de señal del equipo de comunicaciones PLC tan balanceada como sea posible.

El objetivo de la presente invención es conseguir reducir el nivel de señal en modo común para satisfacer la regulación de los diferentes países, de forma que no sea necesario una disminución brusca de la potencia inyectada, que empeoraría la cobertura y el rendimiento del sistema de comunicaciones.

El método empleado para ello consiste en utilizar un choque de modo común especial a la salida del equipo PLC que reduce al máximo las emisiones en modo común. Este choque puede colocarse tanto internamente como externamente al equipo de comunicaciones, dependiendo del tipo de equipo que se desee desarrollar.

En el estado del arte se utilizan choques de modo común convencionales para suprimir las interferencias electromagnéticas (electromagnetic interference ó EMI) en fuentes conmutadas. Estos choques están diseñados...

1. Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, donde se utiliza la red eléctrica como medio de comunicación, y que al memos comprende aplicar la señal transmitida por el equipo de comunicaciones a través de un circuito de choque de modo común; caracterizado porque la señal transmitida por el equipo de comunicaciones a través de un circuito de choque de modo común se aplica sobre cables de señal trenzados pertenecientes al circuito de choque de modo común montados alrededor de un núcleo magnético toroidal.

2. Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende situar el circuito de choque de modo común como elemento de salida del equipo de comunicaciones sobre red eléctrica.

3. Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende situar el circuito de choque de modo común entre el equipo de comunicaciones y el punto de inyección a la red eléctrica.

4. Procedimiento de reducción de la corriente en modo común para equipos de comunicaciones sobre red eléctrica, según reivindicación 3, caracterizado porque comprende situar el circuito de choque de modo común en el punto de inyección de la señal de comunicaciones a la red eléctrica.