--- title: 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ tags: author: [hogehoge](https://www.docswell.com/user/Mr_hoge) site: [Docswell](https://www.docswell.com/) thumbnail: https://bcdn.docswell.com/page/V7PK16MZJ8.jpg?width=480 description: 電気自動車の急速充電で使われている「電力線通信」を、予備知識ゼロから学べる資料です。全5回シリーズの第2回。 なぜ2つの信号が1本の線の上で混ざらないのか。周波数のはなしと、EV充電で使われている HomePlug Green PHY という方式について扱います。 全15ページ。全ページに発表者ノート（読み上げ原稿）を入れてあるので、この分野が専門でない方でも進行できます。授業・社内勉強会・セミナーで、そのままお使いください。 ■ シリーズ全5回のまとめと、編集できる .pptx 原本 https://ev-plc-materials.pages.dev/ ■ ライセンス CC BY 4.0（クリエイティブ・コモンズ 表示 4.0 国際） 改変も再配布も、営利・非営利も自由です。出典だけ書いてください。 出典表記： 『EVの充電通信 学習資料』／ Mr.hoge ／ CC BY 4.0 published: August 31, 26 canonical: https://www.docswell.com/s/Mr_hoge/Z3JY9Y-ev-plc-02-two-signals --- # Page. 1 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/V7PK16MZJ8.jpg) E Vの通信 やさしい 入門 2 全5回 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 周波数のはなしと HomePlug Green PHY 所要 30分 ／ 予備知識は要りません。専門用語はその場で説明します。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 1 / 15 # Page. 2 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/2JVVY39MJQ.jpg) この講座の全体図 2 全5回で、EVの充電通信をひととおり分かるようにします。今日は「第2回」です 1 2 3 4 5 EVの充電で、車と充電器は何を話しているのか なぜ「線に信号を重ねる」ことになったのか 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 周波数のはなしと HomePlug Green PHY 済 今回 車と充電器が「握手」するまで SLAC と、つながったあとの手順 通信チップと、そのまわりの回路 PLC-IC の中身と、部品ひとつずつの役割 ソフトの作り・現場の落とし穴・これから 実装、トラブル、そして次の規格 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 2 / 15 # Page. 3 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/5EGL93ZXJL.jpg) 今日のゴール 2 前回のおさらいから始めます 前回のおさらい ✓ 急速充電では、車と充電器が細かく相談しないと 今日ここまで分かれば OK 1 電気を流せない 2つの信号が混ざらない理由が分かる 「速さがまるで違うから分けられる」という、いちばん大事な考え方をつかむ ✓ でも、使える合図の線は CP という細い線1本だけ 2 ✓ CP 線の電圧で状態が分かることを知る 今つながっているのか、充電中なのか、が電圧で表されていると分かる だからその1本に信号を重ねた ＝ PLC（電力線通 信） 3 Green PHY が何者か言える EV で使われている通信方式。速さより「確実さ」を選んだ規格だと説明できる 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 3 / 15 # Page. 4 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/4JQYW5L57P.jpg) なぜ、混ざらないのか 2 答えは「速さがまるで違うから」。ここが今日いちばんのポイントです たとえると 同じ部屋で、太鼓を「ドン…ドン…」とゆっくり叩いている人と、笛を「ピーーー」と高く吹いている人がいるとします。 音は同じ空気の中で混ざっているのに、耳では簡単に聞き分けられますね。高さ（速さ）がまるで違うからです。 1 ゆっくりの信号 1秒間に1000回の点滅（前回の「合図」） 。低い太鼓の音にあたる。 2 とても速い信号 1秒間に数百万〜3000万回の振動。高い笛 の音にあたる。ここに文字や数字を乗せる 。 3 だから同居できる 速さが1000倍以上ちがうので、あとから「 ふるい」にかければきれいに分けられる。 1本の線でも、速さが違えば2つの信号を同時に運べる ── これが電力線通信の心臓部です。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 4 / 15 # Page. 5 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/K74WK9DVE1.jpg) 2 「1秒間に何回」を表す言葉 ── ヘルツ（Hz） 馴染みのあるものと並べてみると、感覚がつかめます 1 Hz 1秒に 1 回 時計の秒針 1 kHz（キロヘルツ） 1秒に 1,000 回 CP 線の点滅の合図 ← 前回の話 1 MHz（メガヘルツ） 1秒に 100万 回 AM ラジオのあたり 1.8 〜 30 MHz 1秒に 180万〜3,000万 回 CP 線に重ねる信号 ← 今日の話 80 MHz 1秒に 8,000万 回 FM ラジオのあたり 2.4 GHz（ギガヘルツ） 1秒に 24億 回 Wi-Fi、電子レンジ ※ Hz（ヘルツ）＝ 1秒間に何回くり返すか。k（キロ）は千倍、M（メガ）は百万倍、G（ギガ）は十億倍。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 5 / 15 # Page. 6 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/LJ1YXKZ4EG.jpg) 2 1本の CP 線の上を、こう流れています 上がゆっくりの合図、下が重ねた速い信号。同時に、同じ線を流れています ① ゆっくりの信号 ── 1秒に 1,000 回の点滅（前回の「合図」） 伝えられるのは「最大◯アンペア」という数字ひとつだけ ② 重ねた速い信号 ── 1秒に 180万〜3,000万 回の振動をたくさん並べたもの 1.8 MHz 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ たくさんの周波数に、少しずつ情報を分けて乗せている 30 MHz 6 / 15 # Page. 7 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/GJWGND9Z72.jpg) 2 分けるのは「ふるい」の仕事 受け取る側では、必要な速さの信号だけを通す部品を通します CP 線 2つの信号が混ざったまま届く ふるい（フィルタ） 通信チップ 速い信号だけを通す。ゆっくりの合図は 取り出した速い信号を、文字や数字に戻 ここで止まる す たとえると 合図を止める理由 点滅の合図は電圧が大きく振れる。そのまま通信 チップに入れると壊れてしまう。 ノイズも落とす 車の中はモーターや電源装置だらけ。ふるいはそ のノイズも一緒に落としてくれる。 チップの外側にある ふるいや保護の部品は、チップとは別に基板に載 っている。第4回で見ます。 コーヒーを淹れるときのフィルタと同じ発想です。 お湯と粉が混ざった状態から、通したいものだけを通し、通したくな いものはせき止める。 電気の世界では、これを「周波数で選ぶ」形でやっています。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 7 / 15 # Page. 8 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/4EZL3G9L73.jpg) 通信が始まる合図は「5%」 2 急速充電では、点滅の割合が 5% に固定されます。これが「話しかけていいよ」の印です 1 ケーブルを挿す 車と充電器が物理的につながる。まだ会話は始まっていない。 なぜ 5% なのか 10% 未満の割合は、電流の値としては使わない、 と規格で決められています。 2 充電器が 5% の点滅を出す その空きを利用して「これは電流の指示ではなく 「うちは細かい相談ができる充電器です」という宣言。 、通信を始める合図です」という意味を持たせま した。 3 車がそれを見つける 5% を検知したら、車は重ねた信号のほうで話しかけ始める。 現場でのひとこと 「充電が始まらない」というトラブルのとき、ま 4 ここから第3回の話へ お互いを見つけて、相手を確定させる手順（SLAC）が始まる。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ ず確かめるのはこの 5% が出ているかどうかです 。ここが出ていなければ、その先の話は何も始ま りません。 8 / 15 # Page. 9 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/Y76WXYKM7V.jpg) CP 線の電圧を見れば「今の状態」が分かる 2 点滅の割合だけでなく、電圧の高さにも意味があります A +12 V ケーブルがつながっていない 誰がこの電圧を作っているのか 充電器が 12 V を送り、車の側が抵抗器（電気を通 B +9 V つながった。まだ電気は流れていない C +6 V 充電中 D +3 V 充電中（換気が必要な電池のとき） しにくくする部品）をつなぎ変えることで、9 V、 6 V と段階的に下げています。 つまり電圧は、車から充電器への返事にもなって います。 たとえると 電話の「発信音」「呼び出し音」「通話中」のよ E 0V 充電器側の異常、または停電 うなもの。 音を聞くだけで、今どの段階なのかが分かる。 F −12 V 充電器が使えない状態 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ CP 線の電圧も、それと同じ役割です。 9 / 15 # Page. 10 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/G75MXGPQ74.jpg) 2 重ねた信号の方式には、名前があります HomePlug Green PHY（ホームプラグ・グリーン・ファイ） Green PHY 家庭用のフルスペック版 映像を飛ばすために作られた。速さは 200 メガ〜1 ギガ。電気を もともと家庭用にあった「コンセントに挿すだけで LAN が延びる」製品の技術 たくさん食い、部品も高い。 を、 電力メーターや EV 充電のために作りなおしたもの。 EV の急速充電（CCS 方式）では、この方式を使うことが規格で決められてい Green PHY（EV 用） ます。 速さは 10 メガほど。そのかわり消費電力は約 4 分の 1、部品も つまり ── EV の充電ケーブルの中では、家庭用の「コンセント LAN」の 安く、ノイズに強い。 弟分が動いている。 同じ家系だが、EV 用はあえて性能を落として作られている。次のページで その理由を見ます。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 10 / 15 # Page. 11 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/9J29XY6WER.jpg) 2 なぜ、わざと「遅いほう」を選んだのか EV の充電に必要な情報は、思っているよりずっと少ないからです 実際に必要な量 1 安く作れる 2 電気をあまり食わない 1回のやり取りで 数百文字 車には1台に何個も部品が載ります。1個 あたり数百円の差が、車全体では大きな金 額になります。速い方式は、部品も基板も 高くつきます。 EV にとって電気は商品そのもの。使って いない部品が電気を食うのは、そのまま航 続距離を削ることになります。 ぶん程度 メールの短い1通くらい。 3 ノイズに強い 4 壊れにくい・作りやすい それを、充電中に1秒に数回くり返すだけ。 写真も動画も送りません。10 メガもあれば 、まったく余ります。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 車の中はノイズだらけです。速い方式ほど 処理が単純なので、チップもソフトも小さ ノイズに弱くなります。遅くしたぶん、多 くて済みます。不具合の入る余地が減り、 少ノイズがあってもつながり続けます。 試験もしやすくなります。 11 / 15 # Page. 12 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/DEY48G99JM.jpg) ノイズに強い理由：大事なことは、何度も言う 2 同じ内容を、いくつもの周波数に重ねて同時に送っています たとえると うるさい居酒屋で待ち合わせ場所を伝えるとき、同じことを3回くり返して言いますよね。1回聞き取れなくても、残りで通じます。Green PHY がやっているのは、まさにこれです。 1 送るとき 2 途中でノイズが乗る 3 受け取るとき 「350ボルト」という情報を、1つの周波数 車のモーターや電源装置が出すノイズが、 潰れていない周波数のぶんだけで、元の「 だけでなく、いくつもの周波数に同じ内容 いくつかの周波数を潰す。この帯域だけ聞 350ボルト」を復元できる。送り直しが要 で乗せて、同時に送り出す。 こえなくなる。 らない。 この「同じ内容をくり返して送る」やり方には ROBO（ロボ）モードという名前がついています。英語の robust ＝ 頑丈な、から来ています。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 12 / 15 # Page. 13 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/VJNYQGLD78.jpg) 2 今日の言葉、ひとことで この回で出てきた言葉を、ひとことで言うと ヘルツ（Hz） フィルタ 5% の合図 1秒間に何回くり返すか、を表す単位。k は千 必要な速さの信号だけを通し、それ以外をせ 点滅の割合を 5% にすることで「これから細 倍、M は百万倍。CP 線の合図は 1 kHz、重 き止める部品。日本語なら「ふるい」。チッ かい相談をします」を意味する。急速充電は ねる信号は 1.8〜30 MHz。 プの外側に付いている。 ここから始まる。 CP の状態（A〜F） HomePlug Green PHY ROBO モード CP 線の電圧の高さで、今つながっているか、 EV 充電で使うことが決められている通信方式 同じ内容をいくつもの周波数にくり返して送 充電中かなどを表す。B が接続直後、C が充 。家庭用の技術を、安く・省電力に・丈夫に るやり方。遅くなるが、ノイズがあっても届 電中。 作りなおしたもの。 く。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 13 / 15 # Page. 14 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/YE9PDW48J3.jpg) 今日のまとめ 2 持ち帰ってほしいのは、この3つだけです 1 混ざらない理由は「速さの違い」 次回 ─ 第3回 ゆっくりの合図が 1秒に1000回、重ねた信号が1秒に数百万回以上。1000倍以上ちが うので、ふるいで分けられる。 車と充電器が「握手」するまで 信号が乗せられるようになったところで、次の疑 2 通信は 5% の合図から始まる 充電器が点滅の割合を 5% にすると「話しかけていいよ」の意味。CP 線の電圧を見れ ば、今どの段階かも分かる。 問です。充電器が5台並んだ駐車場で、自分の車は どうやって「自分が挿している充電器」を見つけ るのでしょうか。 電波は隣にも漏れてしまいます。ここで使われる 、少し面白い解決方法を紹介します。 3 Green PHY は、あえて遅い方式 速さより「安く・省電力に・ノイズに強く」を優先した規格。同じ内容をくり返して送 ることで確実性を稼いでいる。 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 質問はいつでも、その場で聞いてください。 14 / 15 # Page. 15 ![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/GE8D3NQZED.jpg) この資料について 2 自由に使ってください。授業・社内勉強会・セミナーでの利用を歓迎します CC BY 4.0 規格の内容は変わります 数値や手順は規格の改訂で変わることがあります。実際の開発では、必ず最新の 規格書で確認してください。 クリエイティブ・コモンズ 表示 4.0 国際 ✓ そのまま使えます 学校の授業、社内の勉強会、セミナー。営利・非営利を問いません ✓ ✓ 特定の組織の見解ではありません この資料は学習用にまとめたものです。いかなる企業・団体の公式見解も代表し ません。 変えても構いません 一部だけ抜き出す、順番を変える、直す、翻訳する。すべて自由です 製品名・会社名について 配り直せます 各社の商標です。説明のために挙げているだけで、推奨や提携を示すものではあ りません。 そのまま、あるいは変えたものを、誰にでも再配布できます ひとつだけお願い ─ 出典を書いてください 『EVの通信 やさしい入門（全5回）』 ／ Mr.hoge ／ CC BY 4.0 https://ev-plc-materials.pages.dev 誤りを見つけたら 教えていただけると助かります。直した版を公開します。 2026年8月版 v1.0 ／ 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 第2回 1本の線に、2つの信号が乗るしくみ 15 / 15