JP4758276B2 - 電力供給システム及びシステム電源 - Google Patents

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Description

本発明は、DCスパッター装置等に用いられる電力供給システム及び当該システムに用いられるシステム電源に関するものである。特に、システム電源を複数台接続して電力供給システムを構成する際に、一のシステム電源は他のシステム電源の出力を制御するマスター機としての機能し、他のシステム電源はマスター機により制御されるスレーブ機として機能し、システム電源間の接続ケーブルを介してIDの自動付与を行うシステム電源に関する。
半導体プロセスの成膜装置としてDCスパッター装置等が用いられている。これらの装置の電源として、CPU(Central Processing Unit)によりその出力が制御されるシステム電源が用いられている。スパッター装置等は、その用途等に応じて必要とする電力が異なる。そのために、従前は各装置に応じた専用電源が用いられていた。しかし、装置の種類や規模に応じた多様なニーズに対応することができるようにするためには、装置に応じた専用電源を作成するよりも、同一種類のシステム電源を必要に応じて複数台接続して電力供給システムを構成したほうが、フレキシブルにかつコストを低減させて提供することができる。
図4は、従来から知られているこの種の電力供給システムを示すブロック図である。システム電源100aには、電力を供給する電源102aと、この電源102aの出力を制御する制御手段110aと、制御手段110aに含まれるCPU101aと、このCPU101aのマスター機能又はスレーブ機能を選択するための制御端104aに接続するスイッチ105aと、システム電源100aを識別するためのIDを入力するディップスイッチ111aから構成されている。システム電源100aは、制御手段110aの制御端104aの電位がHレベルのときは他のシステム電源の出力を制御するマスター・システム電源として機能し、制御端104aの電位がLレベルのときは他のシステム電源によりその出力が制御されるスレーブ・システム電源として機能する。
システム電源100b及びシステム電源100cはシステム電源100aと同一のハードウエアを備えている。そして、これらのシステム電源の出力は、出力端子106a、106b及び106cを介して出力配線108へ与えられ、スパッター装置等へ出力される。また、各システム電源の制御手段は制御端子107a、107b、107cを介して制御線109により互いに接続されている。
システム電源100aにおいては、制御端104aにはプルアップ抵抗を介して配線103aによりHレベルの電位が与えられている。スイッチ105aはオフの状態となっているためCPU101aの制御端104aにはHレベルの電位が与えられている。そのために、システム電源100aは他のシステム電源の出力を制御するマスター・システム電源として機能する。
一方、システム電源100b及び100cのスイッチ105b及び105cはオンの状態であり、制御端104b及び制御端104cにはそれぞれグランド(GND)のLレベルの電位が与えられ、システム電源100b及びシステム電源100cはスレーブ・システム電源として機能し、制御手段110aにより制御線109を介して制御されるように構成されている。
このように、マスター機及びスレーブ機のハードウエアの共通化を図り、スイッチによるマスター・システム電源とスレーブ・システム電源とを切替えることにより、例えばマスター・システム電源が故障した場合でもスイッチを切替えてその代替を容易に行うことが出来る。
また、各システム電源100a、100b、100cは、ディップスイッチ111a、111b、111cにより他のシステム電源と識別するためのIDを手動で入力することができるように構成されている。
特開2000−209781号公報
しかしながら上記の公知例においては、スイッチによるマスター機及びスレーブ機の切替を容易に行うことが出来る反面、1台をマスター・システム電源とし、他をスレーブ・システム電源にセットすべきところを、複数台のシステム電源をマスター・システム電源にセットしたり、全部をスレーブ・システム電源にセットする、というような人為的なミスが発生し易い、という課題があった。
また、使用するシステム電源が増加するに従い、全てのシステム電源が適正に接続されているか否か外部から判別し難い、という課題があった。
また、各システム電源を識別するためのIDを手動で入力するために、人為的な入力ミスが発生する、という課題があった。
本発明においては上記課題を解決するために以下の手段を講じた。
(1)本発明の電力供給システムにおいては、電力を供給する電源と前記供給する電力の制御を行う制御手段とを有するシステム電源を複数台備え、前記各システム電源は、前記電力を供給する出力端子を共通に接続し、前記システム電源を識別するためのIDの入出力を行う通信端子を通信ケーブルにより共通に接続される電力供給システムであって、前記複数台のシステム電源は接続確認用ケーブルを介して直列に接続され、前記直列に接続するシステム電源のうち、前段のシステム電源の制御手段は、後段のシステム電源に対して前記接続確認用ケーブルを介して接続を確認するための確認信号を送信する確認信号送信手段を有し、前記後段のシステム電源の制御手段は、前記前段のシステム電源に対して前記接続確認用ケーブルを介して前記確認信号を受信した旨の返答信号を送信する返答信号送信手段を有し、前記前段のシステム電源の制御手段は、前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信したことを契機として、前記後段のシステム電源のIDを前記通信ケーブルを介して送信するID送信手段を有することを特徴としている。
(2)上記(1)の電力供給システムにおいて、前記前段のシステム電源の制御手段は、前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信したことを契機として、前記後段のシステム電源に対してIDの送信中であることを表すID送信通知を前記接続確認用ケーブルを介して送信するID送信通知送信手段を有することを特徴としている。
(3)上記(1)又は(2)の電力供給システムにおいて、前記接続確認用ケーブルを介して直列接続するシステム電源の先頭のシステム電源をマスター機とし、前記マスター機の制御手段は、前記前段のシステム電源から前記通信ケーブルを介して送信された後段のシステム電源のIDを記憶する記憶手段と、前記前段のシステム電源が前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信していないことを検知して、前記後段のシステム電源のIDを含む診断信号を前記通信ケーブルを介して送信する診断信号送信手段と、前記診断信号を受信した前記後段のシステム電源が前記接続確認用ケーブルを介して送信する診断受通知を受信する診断受通知受信手段と、を備えていることを特徴としている。
(4)上記(3)の電力供給システムにおいて、前記マスター機の制御手段は、前記制御手段が前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信していないことを検知した場合であって、前記マスター機の前記診断受通知受信手段が、前記診断受通知を受信したことを検知したときは前記後段システムが故障していることを認定し、前記診断受通知を受信したことを検知しないときは前記後段のシステム電源が接続されていないことを認定する認定手段を備え、前記マスター機は、前記認定手段が認定した結果又は/及びシステム電源の総台数を表示する表示手段を備えていることを特徴としている。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1の電力供給システムにおいて、前記システム電源は、前記接続確認用ケーブルと接続する接続確認用コネクタを有し、前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を出力する第1接続ピンと、前記返答信号を入力する第2接続ピンと、前記確認信号を入力する第3接続ピンと、前記返答信号を出力する第4接続ピンとを有することを特徴としている。
(6)上記(1)〜(5)のいずれか1の電力供給システムにおいて、前記接続確認用コネクタは、前記ID送信通知を出力又は入力する第5接続ピンを有することを特徴としている。
(7)本発明のシステム電源においては、電力を供給する電源と、前記供給する電力を制御するための制御手段と、他のシステム電源との接続を確認するための接続確認用コネクタと、IDの送受信を行う通信用コネクタとを備えたシステム電源であって、前記制御手段は、前記接続確認用コネクタを介して一のシステム電源に対して接続確認の確認信号を送信する確認信号送信手段と、前記接続確認用コネクタを介して前記一のシステム電源から前記確認信号を受信した旨の返答信号を受信する返答信号受信手段と、前記返答信号受信手段が前記返答信号を受信したことを契機として、前記通信用コネクタを介して前記一のシステム電源のIDを送信するID送信手段と、を備えていることを特徴としている。
(8)上記(7)のシステム電源においては、前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を出力する第1接続ピンと、前記返答信号を入力する第2接続ピンとを備えていることを特徴としている。
(9)上記(7)又は(8)のシステム電源においては、前記制御手段は、前記接続確認用コネクタを介して他の一のシステム電源から接続確認の確認信号を受信する確認信号受信手段と、前記接続確認用コネクタを介して前記他の一のシステム電源に対して前記確認信号を受信した旨の返答信号を送信する返答信号送信手段と、前記返答信号送信手段が前記返答信号を送信した後に、前記通信用コネクタを介して前記他の一のシステム電源から自システム電源のIDを受信するID受信手段と、を備えていることを特徴としている。
(10)上記(9)のシステム電源においては、前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を入力する第3接続ピンと、前記返答信号を出力する第4接続ピンとを備えていることを特徴としている。
(11)上記(7)〜(10)のいずれか1のシステム電源においては、前記接続確認用コネクタは、前記通信用コネクタが前記IDを送信中であることを表すID送信通知を出力又は入力する第5接続ピンを備えていることを特徴としている。
本発明の電力供給システムによれば、複数台のシステム電源が接続確認用ケーブルを介して直列に接続している。これにより、未接続のシステム電源は外部から容易に視認することができるので、接続し忘れ等の人為的ミスを事前に防止することができるという利点を有する。
また、前段のシステム電源の制御手段は、後段のシステム電源に対してこの接続確認用ケーブルを介して接続を確認するための確認信号を送信する確認信号送信手段を有し、後段のシステム電源の制御手段は、上記確認信号を受信した旨の返答信号を上記前段のシステム電源に送信する返答信号送信手段を有し、前段システム電源の制御手段は、後段のシステム電源から上記返答信号を受信したときに、通信ケーブルを介して後段のシステム電源のIDを送信するID送信手段を有している。これにより、前段のシステム電源が後段のシステム電源に対して自システム電源とは異なるIDを順次自動的に付与することができ、各システム電源に対するID付与ミスを防止することができる、という利点を有する。
本発明のシステム電源によれば、他のシステム電源との接続を確認するための接続確認用コネクタとIDの送受信を行うための通信用コネクタとを備え、制御回路は、一のシステム電源に対して接続確認信号を送信するための確認信号送信手段と、上記一のシステム電源から返答信号を入力するための返答信号受信手段とを備え、返答信号受信手段を受信したことを契機として当該一のシステム電源に対してIDを送信するID送信手段を備えている。そして、確認信号や返答信号は接続確認用コネクタを介して送受信し、IDは通信用コネクタを介して送信するようにした。これにより、接続確認用コネクタに接続確認用ケーブルが設置されているかどうかを外部から容易に視認することができ、人為的な接続ミスを事前に防止することができる、という利点を有する。また、自システム電源の次に接続されている一のシステム電源に対してIDを自動的に割り付けることができるので同一のIDを割り付けるなどの人為的なID付与ミスを防止することができる、という利点を有する。
その他本発明の効果は各実施の形態の説明において説明する。
本実施の形態に係る電力供給システムは、複数台のシステム電源の出力を共通に接続してスパッター装置等へ電力を供給する。各システム電源はRS485等からなる通信ケーブルにより共通に接続されている。また、接続確認用ケーブルを介して各システム電源は直列に接続されている。各システム電源は、電力を供給するための電源と、電源の電力供給の制御及び他のシステム電源との接続を確立するための制御手段とを備えている。そして、直接接続するシステム電源のうち、前段のシステム電源の制御手段は後段のシステム電源に対して上記接続確認用ケーブルを介して接続を確認するための確認信号を送信する確認信号送信手段を有している。後段のシステム電源の制御手段は、上記確認信号を前段のシステム電源から受信したときは、その受信した旨の返答信号を送信するための返答信号送信手段を有している。また、前段のシステム電源の制御手段は、後段のシステム電源から返答信号を受信するための返答信号受信手段を有している。
即ち、前段のシステム電源が後段のシステム電源に対して送信した確認信号に応じて後段のシステム電源が返答信号を前段のシステム電源に送信し、前段のシステム電源が返答信号を受信することにより、自システム電源以降にシステム電源が接続されていることが確認される。前段のシステム電源は、返答信号を受信した後に後段のシステム電源に対して通信ケーブルを介して後段のシステム電源のIDを送信するID送信手段を有している。前段のシステム電源のID送信手段は自システム電源のIDとは異なるIDを後段のシステム電源に対して送信する。複数台のシステム電源が上記操作を順次行うので、全システム電源に対して互いに異なるIDを自動的に付与することが可能となる。従って、各システム電源に対し手動で入力する場合と比較して、確実にIDを割り付けることができる。また、接続確認用ケーブルは各システム電源を直列に接続するので、外部から容易に接続ケーブルの接続状態を視認することができ、人為的接続ミスの防止も容易となる。
また、前段のシステム電源の制御手段はID送信通知送信手段を有する。前段のシステム電源が後段のシステム電源から返答信号を受信したときは、前段のID送信通知送信手段は後段のシステム電源を含む他のシステム電源に対してIDを送信中であることを表すID送信通知を接続確認用ケーブルを介して送信する。他のシステム電源はID送信通知を受信するためのID送信通知受信手段を備えており、いずれかのシステム電源からID送信通知が送信されていることを受信したときは、通信ケーブルに対して信号の送信を行わない。これにより、IDが送信されている通信ケーブルにおいて混信を防止することができる。
また、直列接続するシステム電源の先頭のシステム電源をマスター機とする。マスター機の制御手段は、前段のシステム電源から通信ケーブルを介して送信された後段のシステム電源のIDを記憶手段に記憶する。従って、マスター機においては、他の全てのシステム電源のIDが記録される。更にマスター機の制御手段は、前段のシステム電源から確認信号が送信され、後段のシステム電源から返答信号が送信されていないことを検知した場合において、当該後段のシステム電源が実際に接続されていないかどうかを診断するための診断信号を、通信ケーブルを介して送信する診断信号送信手段と、後段のシステム電源が接続されている場合に当該後段のシステム電源から送信される診断受通知を受信するための診断受通知受信手段とを備えている。
後段のシステム電源から返答信号が送信されていない場合とは、後段のシステム電源が存在しないか、存在しても故障しているかのいずれかの場合である。通信ケーブルを介して送信する診断信号を受信した後段のシステム電源は、接続確認用ケーブルを介して診断受通知を送信する。この診断受通知をマスター機が受信するか否かにより、後段のシステム電源が故障しているか、あるいは存在しないかを判別することができる。
そこで、マスター機の制御手段は上記判別を行うための認定手段を備えており、マスター機はその認定結果を表示する表示手段を備えている。マスター機の制御手段が後段のシステム電源から返答信号を受信しないことを検知した場合であって、マスター機の診断信号送信手段から送信された診断信号を後段のシステム電源が受信して診断受通知を送信した場合は、後段のシステム電源が故障している場合である。マスター機の認定手段は、マスター機の診断受通知受信手段が当該診断受通知を受信したときは、後段のシステム電源は存在するが故障していると認定する。また、マスター機の認定手段は、マスター機の診断受通知受信手段が当該診断受通知を受信しないときは、後段のシステム電源が存在しないことを認定する。マスター機の表示手段は電力供給システムを構成するシステム電源の総台数を表示すると共にその診断結果を表示する。このように、マスター機によりシステム電源の接続状態の確認及び故障しているか否かの診断を自動で行うことができる。
また、各システム電源は接続確認ケーブルと接続する接続確認用コネクタを有している。各システム電源の接続確認用コネクタは、後段のシステム電源に確認信号を出力するための第1接続ピンと、後段のシステム電源から返答信号を入力するための第2接続ピンと、前段のシステム電源から確認信号を入力するための第3接続ピンと、前段のシステム電源に対して返答信号を出力するための第4接続ピンとを備えている。これらの接続ピンを備える接続確認用コネクタは接続ケーブルにより他のシステム電源と接続する。従って、この接続ケーブルを視認することにより、システム電源の接続状態を容易に確認することができ、接続忘れ等の人為的なミスを防止することができる。
また、各システム電源の接続確認用コネクタは、ID送信通知を出力又は入力するための第5接続ピンを備えている。なお、第5接続ピンは各システム電源間において共通接続する。従って、いずれかのシステム電源の第5接続ピンにID送信通知が出力された場合には、いずれのシステム電源においてもこれを入力することができる。その結果、IDを、通信ケーブルを介して送信しているシステム電源以外のシステム電源は、通信ケーブルを使用したデータ送信を禁止するように設定することができる。この結果、前段のシステム電源から後段のシステム電源へIDの送信を混信することなく確実に行うことができる。
本実施の形態に係るシステム電源は、電力を供給する電源と、この電源の供給する電力を制御するための制御手段と、他のシステム電源との接続を確認するための接続確認用コネクタと、IDの送受信を行う通信用コネクタを備えている。なお、制御手段は電力供給を制御する他に他のシステム電源との接続の確認及びIDの送受信等の制御も行う。
制御手段は、一のシステム電源に対して接続確認の確認信号を送信するための確認信号送信手段と、当該一のシステム電源から確認信号を受信した旨の返答信号を受信するための返答信号受信手段を備えている。これにより、他のシステム電源との接続を確立する。そして制御手段は、返答信号受信手段が返答信号を受信したことを契機として、通信用コネクタを介して当該一のシステム電源に対して自システム電源とは異なるIDを送信するためのID送信手段を備えている。例えば自システム電源のIDが10である場合には、当該一のシステム電源に対しては11のIDを送信する。このように他のシステム電源との接続を確立し且つ他のシステム電源に対してIDの自動付与機能を備えることにより、他のシステム電源との接続忘れやID入力ミス等の人為的なミスを防止することができる。
また、接続確認用コネクタは、確認信号送信手段から送信する確認信号を他のシステム電源に出力するための第1接続ピンと、他のシステム電源から受信する返答信号を入力するための第2接続ピンを備えている。これらの接続ピンは他のシステム電源の接続ピンと接続確認用ケーブルを介して接続される。これにより、他のシステム電源との接続を容易に視認することができ、接続忘れ等の人為的ミスを防止することができる。
また、制御回路は、更に他の一のシステム電源から接続確認の確認信号を受信するための確認信号受信手段と、当該他の一のシステム電源に対して確認信号を受信した旨の返答信号を送信するための返答信号送信手段を備えている。また、当該他の一のシステム電源に対して返答信号を送信した後に、当該他の一のシステム電源から自システム電源のIDを、通信用コネクタを介して受信するためのID受信手段を備えている。このように他の一のシステム電源の接続を確立し且つ当該他の一のシステム電源からIDの自動受領機能を備えることにより、接続忘れやID割付ミス等の人為的なミスを防止することができる。
また、接続確認用コネクタは、他の一のシステム電源から受信する確認信号を入力するための第3接続ピンと、返答信号送信手段から送信する返答信号を他の一のシステム電源に出力するための第4接続ピンを備えている。これらの接続ピンは他の一のシステム電源の接続ピンと接続確認用ケーブルを介して接続される。これにより、他の一のシステム電源との接続を容易に視認することができ、接続忘れ等の人為的ミスを防止することができる。
また、システム電源の接続確認用コネクタは、通信用コネクタを介してIDを受信中であることを表すID送信通知を出力又は入力する第5接続ピンを備えている。この第5接続ピンを介してID送信通知を出力することにより、通信コネクタを介してIDを受信する際に混信を防止することができる。
以下、図面を用いて本実施の形態を詳細に説明する。なお、同一の符号は同一の部分又は同一の機能を表す。
図1は本実施の形態に係る電力供給システム1を表すブロック図であり、3台のシステム電源により構成されている。システム電源2aは、制御手段3aと、制御手段3aによって供給する電力が制御される電源4aと、他のシステム電源との接続確認用コネクタ16aと、電力を外部へ供給するための出力端子9aを有する出力コネクタ17aと、システム電源を識別するためのID等のデータを入出力するための通信端子10aを有する通信用コネクタ18aと、システム電源の状態等を表示するための表示手段5aを備えている。
接続確認用コネクタ16aは、制御手段3aの第1ノード21aと接続し、確認信号を出力する第1接続ピン11aと、制御手段3aの第2ノード22aと接続し、返答信号を入力するための第2接続ピン12aと、制御手段3aの第3ノード23aと接続し、確認信号を入力するための第3接続ピン13aと、制御手段3aの第4ノード24aと接続し、返答信号を出力するための第4接続ピン14aと、制御手段3aの第5ノード25aと接続し、ID送信通知や診断受通知の入出力するための第5接続ピン15aとを備えている。各接続ピン及び各ノードの電位は抵抗8aを介して電源ライン7aに接続してプルアップされている。
制御手段3aは、システム電源2aの全体の動作を制御するCPUと、このCPUにより制御される供給電力制御手段と、確認信号送信手段と、返答信号受信手段と、確認信号受信手段と、返答信号送信手段と、ID送信通知送信手段と、ID送信通知受信手段と、診断受通知送信手段と、診断受通知受信手段と、ID送信手段と、ID受信手段と、終端信号送信手段と、終端信号受信手段と、診断信号送信手段と、診断信号受信手段と、認定手段と、ID記憶手段と、表示駆動手段等を備えている。供給電力制御手段は出力端子9aから出力される電力を制御する。確認信号送信手段は第1ノード21aの電位をLレベルに設定して後段のシステム電源に対して確認信号を送信する。返答信号受信手段は第2ノード22aの電位がLレベルになったことを検出して後段のシステム電源から返答信号を受信する。確認信号受信手段は第3ノード23aの電位がLレベルになったことを検出して前段のシステム電源から確認信号を受信する。返答信号送信手段は第4ノード24aの電位をLレベルに設定して前段のシステム電源に対して返答信号を送信する。
ID送信通知送信手段は、所定期間において第6ノード26aの電位をHレベルにしてトランジスタ6aのソースとドレインを電気的に導通させ、トランジスタ6aをオンし、第5接続ピン15aの電位をLレベルに設定して、通信端子10aからIDが送信されていることを他のシステム電源に通知するためのID送信通知を送信する。ID送信通知受信手段は、所定期間において第5ノード25aの電位がLレベルになったことを検出してID送信通知を受信する。診断受通知送信手段は、通信端子10aから診断信号を入力したことを契機として第6ノード26aの電位をHレベルにしてトランジスタ6aをオンし、第5接続ピン15aの電位をLレベルに設定して診断信号を受けた旨の診断受通知を送信する。診断受通知受信手段は、通信端子10aから診断信号を出力した後に第5ノード25aの電位がLレベルになったことを検出して診断受通知を受信する。
ID送信手段は、通信端子10aを介して他のシステム電源に対して後段のシステム電源のIDを送信する。ID受信手段は、通信端子10aを介して他のシステム電源から自システム電源のIDを受信し、ID記憶手段に記憶する。なお、システム電源2aが他のシステム電源を制御するマスター機として機能する場合には、他のシステム電源のIDを全て記憶する。終端信号送信手段は、システム電源2aが前段のシステム電源である場合であって、後段のシステム電源から返答信号を受信しない場合に通信端子10aを介して終端信号を送信する。終端信号受信手段は、システム電源2aがマスター機として機能する場合に通信端子10aを介して終端信号を受信する。診断信号送信手段は、システム電源2aがマスター機として機能する場合であって、終端信号受信手段が終端信号を受信した場合に、通信端子10aを介して確認信号を送信する。診断信号受信手段は、通信端子10aを介してマスター機から診断信号を受信する。認定手段は、システム電源2aがマスター機である場合に、診断受通知受信手段が診断受通知を受信しない場合に更なるシステム電源が接続されていないこと、また、診断受通知を受信した場合に更なるシステム電源が接続されているが故障している旨の診断を行う。ID記憶手段は、前段のシステム電源から通信端子10aを介してID受信手段が受信した自システム電源のIDを記憶する。システム電源2aがマスター機である場合には、自システム電源のIDの他に電力供給システム1を構成する全てのシステム電源のIDを記憶する。また、表示手段は、電力供給システム1を構成するシステム電源の総接続台数や、故障システム電源等の表示を行う。
システム電源2b及びシステム電源2cは、上記システム電源2aと同じ構成を備えている。各システム電源2a、2b、2cの電力を供給するための各出力端子9a、9b、9cは共通接続され、スパッタリング装置等へ電力を供給する。各システム電源2a、2b、2cの通信端子10a、10b、10cは通信ケーブル19により共通接続され、システム電源間においてID等の送受信を行う。システム電源2aとシステム電源2bとは接続確認用ケーブル20aにより接続され、システム電源2bとシステム電源2cとは接続確認用ケーブル20bにより接続される。詳細には、システム電源2aの第1接続ピン11aは、システム電源2bの第3接続ピン13bと接続し、確認信号を出力する。システム電源2aの第2接続ピン12aは、システム電源2bの第4接続ピン14bと接続し、返答信号を入力する。システム電源2aの第5接続ピン15aは、システム電源2bの第5接続ピン15b及びシステム電源2cの第5接続ピン15cと接続してID送信通知及び診断受通知を入出力する。即ち各システム電源の第5接続ピンは接続確認用ケーブル20a、20bを介して共通接続する。システム電源2bの第1接続ピン11bはシステム電源2cの第3接続ピン13cと接続し、確認信号を出力する。システム電源2bの第2接続ピン12bはシステム電源2cの第4接続ピン14cと接続し、返答信号を入力する。
上記実施の形態では3台のシステム電源の例について説明しているが、更に多数のシステム電源を用いた電力供給システムの場合もケーブルの接続は上記と同様である。各システム電源は第1接続ピンから第4接続ピンに関して直列接続となる。この場合に、先頭のシステム電源2aをマスター機とし、その他のシステム電源2b及びシステム電源2cをスレーブ機とし、マスター機が電力供給システム1の全体の管理を行う。具体的には、スレーブ機に割り付けられたIDの管理やスレーブ機の台数、スレーブ機の故障や未接続の確認処理等を行う。
図2は電力供給システム1の接続確認及びID割付動作を表すフローチャート図である。以下図2のフローチャート図を用いて電力供給システム1の動作を説明する。ここで、システム電源2aをマスター機とし(以下マスター機Mという)、システム電源2b及びシステム電源2cをスレーブ機とし(以下スレーブ機Vnという、nは1、2、3等の整数)、システム電源2bをスレーブ機V1、システム電源2cをスレーブ機V2、第n番目をスレーブ機Vnとする。
マスター機Mの制御手段3aの確認信号送信手段は、第1ノード21aの電位をLレベルに設定してスレーブ機V1へ確認信号を送信する(ステップS1)。当該確認信号は第1接続ピン11aから出力されて接続確認用ケーブル20aを介してスレーブ機V1の第3接続ピンにより入力される。その結果、スレーブ機V1の第3ノード23bはHレベルからLレベルへ変化する。スレーブ機V1の制御手段3bの確認信号受信手段は第3ノード23bがHレベルからLレベルへ変化したことを検出して当該確認信号を受信する。スレーブ機V1の制御手段3bの返答信号送信手段は第4ノード24bの電位をHレベルからLレベルへ変化させて確認信号を受信した旨の返答信号を送信する。当該返答信号はスレーブ機V1の第4接続ピン14bから出力され、接続確認用ケーブル20aを介してマスター機Mの第2接続ピン12aにより入力され、第2ノード22aの電位をHレベルからLレベルへ変化させる。マスター機Mの制御手段3aの返答信号受信手段は第2ノード22aがHレベルからLレベルに変化したことを検出して(ステップS2のYES)、制御手段3aのID送信手段は通信端子10aを介して通信ケーブル19にスレーブ機V1のIDである1を送信する。
同時に、制御手段3aのID送信通知送信手段は、第6ノード26aの電位をLレベルからHレベルへ変化させてトランジスタ6aをオンし、第5ノード25aの電位をHレベルからLレベルへ変化させてIDを送信中であることを表すID送信通知を送信する。当該ID送信通知は第5接続ピン15aから他のシステム電源に対して出力される(ステップS3)。ID送信通知が送信されている間、他のシステム電源(この場合はスレーブ機V1及びスレーブ機V2)は通信ケーブル19へ信号の出力を禁止する。スレーブ機V1の制御手段3bのID受信手段は、通信端子10bを介して自システム電源のIDである1を受信し(ステップS4)、ID記憶手段に格納する。
マスター機Mの返答信号受信手段がスレーブ機V1から返答信号を受信しないときは(ステップS2のNO)、制御手段3aの診断信号送信手段は、通信端子10aを介して診断信号を送信する(ステップS5)。マスター機Mの制御手段3aの診断受通知受信手段が、第5ノード25aがHレベルを維持していることを検出した場合は(ステップS6のNO)、制御手段3aの認定手段はスレーブ機V1が接続されておらず、マスター機Mのみであることを認定する(ステップS8)。表示手段5aは当該認定結果又は電力供給システムを構成するシステム電源の総台数(この場合は1台)を表示し、制御手段3aは処理を終了する。一方、制御手段3aの診断受通知受信手段が、第5ノード25aがHレベルからLレベルへ変化したことを検出した場合は(ステップS6のYES)、制御手段3aの認定手段はスレーブ機V1が接続されているが故障していること認定する(ステップS7)。CPU30aは、表示I/F34aを介して表示手段5aに当該結果を表示させ、処理を終了する。
次に、スレーブ機V1の確認信号送信手段は、第1ノード21bの電位をLレベルに設定してスレーブ機V2へ確認信号を送信する(ステップS9)。当該確認信号はスレーブ機V1の第1接続ピン11bから出力されてスレーブ機V2の第3接続ピン13cにより入力され、スレーブ機V2の第3ノード23cはHレベルからLレベルへ変化する。スレーブ機V2の制御手段3cの確認信号受信手段は第3ノード23cがHレベルからLレベルへ変化したことを検出して当該確認信号を受信する。スレーブ機V2の制御手段3cの返答信号送信手段は第4ノード24cの電位をHレベルからLレベルへ変化させて確認信号を受信した旨の返答信号を送信する。スレーブ機V1の制御手段3bの返答信号受信手段は第2ノード22bの電位がHレベルからLレベルへ変化したことを検出して(ステップS10のYES)、スレーブ機V1の制御手段3bのID送信手段は通信端子10bを介して通信ケーブル19にスレーブ機V2のIDであり、スレーブ機V1のIDに1を加えた2(ID=ID+1)を送信する(ステップS11)。同時に、制御手段3bのID送信通知手段は第6ノード26bの電位をLレベルからHレベルへ変化させてトランジスタ6bをオンし、第5ノード25bの電位をHレベルからLレベルへ変化させて第5接続ピン15bを介して他のシステム電源に対してID送信通知を送信する(ステップS11)。
スレーブ機V2の制御手段3cのID受信手段は通信端子10cを介して自システム電源のIDである2を受信し(ステップS12)、当該IDをID記憶手段に格納する。また、マスター機MのID受信手段は通信端子10aを介してスレーブ機V2のIDである2を受信し、当該IDをID記憶手段に格納する。IDの送信を終了したスレーブ機V1のID送信通知送信手段は第6ノード26bの電位をHレベルからLレベルへ変化させてトランジスタ6bをオフにし、第5ノード25b及び第5接続ピン15bをHレベルからLレベルへ変化させてID送信通知を中止する。スレーブ機V2がIDを受信した後は、nに1を加算して(ステップS13)ステップS9から同じ処理を繰り返す。即ち、スレーブ機V2の制御手段3cの確認信号送信手段は、第1ノード21cの電位をLレベルに設定してスレーブ機V3へ確認信号を送信する(ステップS9)。スレーブ機がn台接続されている場合にはこれをn回繰り返すことになる。
次に、スレーブ機V1の制御手段3bの確認信号送信手段が確認信号をスレーブ機V2へ送信後に、制御手段3bの返答信号受信手段がスレーブ機V2から返答信号を受信しない場合(ステップS10のNO)について説明する。スレーブ機V1がスレーブ機V2から返答信号を受信しない場合とは、スレーブ機V2が接続されていないか、又は、接続されているが故障している場合である。スレーブ機V1の返答信号受信手段がスレーブ機V2から返答信号を受信しないときは(ステップS10のNO)、スレーブ機V1の制御手段3bの終端信号送信手段が通信端子10bを介してマスター機Mへ終端信号を送信する(ステップS14)。マスター機Mの制御手段3aの終端信号受信手段は通信端子10aを介して終端信号を検出すると、制御手段3aの診断信号送信手段は、通信端子10aを介して診断信号を送信する(ステップS15)。そして、マスター機Mの制御手段3aの診断受通知受信手段は、第5ノード25aがHレベルを維持していることを検出すると(ステップS16のNO)、制御手段3aの認定手段はスレーブ機V2が接続されていないことを認定し(ステップS18)、制御手段3aのCPU30aは表示I/F33aを介して表示手段5aに対してスレーブ機V2が接続されていないこと又は電力供給システム1を構成するシステム電源の総台数(この場合は2台)を表示させ、処理は終了する。マスター機Mの診断受通知受信手段は第5ノード25aの電位がHレベルからLレベルへ変化したことを検出すると(ステップS16のYES)、制御手段3aの認定手段はスレーブ機V2が接続されているが、故障していることを認定し(ステップS17)、CPU30aは表示手段5aに対してスレーブ機V2が故障していることを表示させ、処理は終了する。
なお、スレーブ機V2が存在する場合は、スレーブ機V2の制御手段3cの診断信号受信手段が通信端子10cから診断信号を受信すると、制御手段3cの診断受通知送信手段は第6ノード26cの電位をLレベルからHレベルに変化させてトランジスタ6cをオンし、第5ノード25c及び第5接続ピン15cの電位をHレベルからLレベルへ変化させて、診断受通知を送信する。ステップS16においてマスター機Mはこの診断受通知を受信している。
また、上記の処理においては、スレーブ機V1が接続確認用ケーブル20bを介して確認信号を送信後に返答信号を受信しない場合に、スレーブ機V1が通信ケーブル19を介して終端信号を送信し、マスター機Mがこの終端信号を検出している。この処理に代えて、スレーブ機V1がスレーブ機V2から返答信号を受信していないことをマスター機Mが検出するようにしてもよい。例えば、マスター機MのID送信通知受信手段が最後にID送信通知を受信してから所定の時間が経過した場合に、マスター機Mの診断信号送信手段が通信端子10aから診断信号を送信するようにしてもよい。
図3は、システム電源2aの制御手段3aの構成を表すブロック図を示す。同一の符号は同一の部分又は同一の機能を表す。なお、制御手段3aは他のシステム電源2b、2cのそれぞれの制御手段3b、3cと基本的に同一の構成を有している。
図3において、制御手段3aは、制御手段3aの動作を制御するCPU30aと、制御バス及びデータバス等からなるバス38aと、プログラムを記憶するROM36aと、ROM36aから呼び出されたプログラムを一時的に記憶し、CPU30aにより制御されてプログラムの処理が実行されるRAM35aと、電源4a(図1を参照)を制御する供給電力制御手段31aと、RS485等によりデータの送受信を行う通信I/F(インターフェース)33aと、表示手段5aに表示データを送信するための表示I/F(インターフェース)34aと、第1接続ピン11aから第5接続ピン15aを介して接続確認用ケーブル20aに信号の送受信を行うためのI/O32aと、IDを記憶するID記憶手段37aと、を有している。
ROM36aは、システム電源の接続の確認処理を実行するための接続確認プログラムや、供給電力制御手段31aを制御するための制御プログラムや、その他の手段の処理を実行するための各種のプログラムが格納されている。これらのプログラムはCPU30aによってRAM35aに一時的に呼び出され、CPU30aの制御に基づいて実行される。ROM36aは、接続確認処理を実行するための接続確認プログラムと、供給電力制御手段を制御するための電力制御プログラムと、通信I/F33aからデータの送受信を行うために、IDの送信処理を実行するプログラムからなるID送信手段と、IDの受信処理を実行するプログラムからなるID受信手段と、終端信号を送信処理するプログラムからなる終端信号送信手段と、終端信号を受信処理するプログラムからなる終端信号受信手段と、診断信号を送信処理するプログラムからなる診断信号送信手段と、診断信号の受信処理するプログラムからなる診断信号受信手段と、診断受信号の受信の有無によりシステム電源の接続及び故障を認定するプログラムからなる認定手段等と、を有している。
I/O32aは、CPU30aにより制御され、第1接続ピン11aから第5接続ピン15aを介して送受信するための各送受信手段を備えている。送信手段としては、例えばオープンドレイン出力トランジスタから構成され、論理信号をそのゲートに入力しドレインとソース間のオン・オフ制御を行う。また、受信手段は、例えば信号受信用の入力トランジスタから構成され、対応するノードの電位レベルを検出して論理信号へ変換する。
I/O32a内の各送受信手段について、具体的には、バス38aを介してCPU30aからの制御信号に基づいて、第1ノード21aの電位をLレベルに設定して確認信号を送信する確認信号送信手段と、第2ノード22aの電位がLレベルに設定されたことを検出し、バス38aを介してCPU30aに返答信号を受信したことを通知する返答信号受信手段と、第3ノード23aの電位がLレベルに設定されたことを検出し、バス38aを介してCPU30aに確認信号を受信したことを通知する確認信号受信手段と、バス38aを介してCPU30aからの制御信号に基づいて、第4ノード24aの電位をLレベルに設定して返答信号を送信する返答信号送信手段と、第5ノード25aの電位が所定の期間にLレベルに設定されたことを検出し、バス38aを介してCPU30aにID送信通知を受信したことを通知するID送信通知受信手段と、第5ノード25aの電位が所定の期間にLレベルに設定されたことを検出し、バス38aを介してCPU30aに診断受通知を受信したことを通知する診断受通知受信手段と、返答信号受信手段が返答信号を受信した後にバス38aを介してCPU30aからの制御信号に基づいて、第6ノード26aの電位をHレベルに設定し、トランジスタ6aをオンし、第5ノード25aの電位をLレベルに設定してID送信通知を送信するID送信通知送信手段と、終端信号送信手段が終端信号を送信した後にバス38aを介してCPU30aからの制御信号に基づいて、第6ノード26aの電位をHレベルに設定してトランジスタ6aをオンし、第5ノード25aの電位をLレベルに設定して診断受通知を送信する診断受通知送信手段とを有する。
なお、上記実施の形態において、第5ノード25aにID送信通知受信手段と診断受通知受信手段とが共通に接続し、ID送信通知をID送信通知受信手段が、診断受通知を診断受通知受信手段が互いに分離して受信する構成としている。この構成に代えて、ID送信通知と診断受通知とを同一の受信手段、例えば単一の入力トランジスタにより受信し、CPU30aが制御する処理プラグラムを実行する際にID送信通知と診断受通知とを識別するようにしてもよい。この場合は、ID送信通知を処理する処理プログラムがID送信通知受信手段であり、診断受通知を処理する処理プログラムが診断受通知受信手段である。同様に、第6ノード26aに共通接続するID送信通知送信手段と診断受通知送信手段とを同一の送信手段、例えば単一の出力トランジスタとし、CPU30aが制御する処理プログラムを実行する際にID送信通知と診断受通知とを識別して送信するようにしてもよい。この場合は、ID送信通知を処理する処理プログラムがID送信通知送信手段であり、診断受通知を処理する処理プログラムが診断受通知送信手段である。
供給電力制御手段は、バス38aを介してCPU30aにより制御され、電力制御ノード40aを介して電源4aの供給電力を制御する。システム電源2aがマスター機Mである場合には、他のシステム電源2b、2cが供給する出力も制御する。表示I/F34aは、バス38aを介して受信する表示データを表示手段5aに表示させるためのインターフェースである。電力供給システム1を構成するシステム電源の総台数や故障等の情報を表示する。ID記憶手段37aは、自システム電源のIDや、マスター機として機能する場合にはスレーブ機のIDを記憶する。
なお、上記実施の形態における制御手段3aは、CPU30aがバス38aを介してROM36aに記憶された各プログラムをRAM35aに読み出し、各プログラムからなる送受信手段の処理を実行し、通信I/F33aを介して各信号の送受信を行うとともに、CPU30aがバス38aを介してI/O32aを制御してI/O32a内の各送受信手段により第1ノード21aから第6ノード26aの電位レベルを設定し又は電位レベルを検出することにより各信号の送受信を行うようにしているが、これに限定されるものではない。要は、第1ノード21aから第6ノード26aの電位レベルの設定及び電位レベルの検出を行う各送信手段及び各受信手段を備え、通信端子10aに対して各信号の送信及び受信を行う送信手段及び受信手段を備え、図2で示したフローチャート図の各処理を実行することができるものであればよい。
また、上記実施の形態において、第1ノード21aから第6ノード26aの電位を電源ライン7aによりHレベルにプルアップしているが、これに限定されるものではない。抵抗8aの一方の端子を電源ライン7aに接続する代わりにGND(グランド)に接続して各ノードの電位をLレベルにプルダウンし、制御手段3aの送受信手段が対応するノードの電位をHレベルに設定して信号の送信を又はHレベルであること検出して信号の受信を行うようにしてもよい。あるいは、各レベルの組合せによる論理信号を確認信号や返答信号等としてもよい。
本発明の実施の形態に係る電力供給システムを表すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電力供給システムの動作を表すフローチャート図である。 本発明の実施の形態に係るシステム電源の制御手段を表すブロック図である。 従来から公知の電力供給システムを表すブロック図である。
符号の説明
1 電力供給システム
2a、2b、2c システム電源
3a、3b、3c 制御手段
4a、4b、4c 電源
5a、5b、5c 表示手段
6a、6b、6c トランジスタ
7a、7b、7c 電源ライン
8a、8b、8c 抵抗
9a、9b、9c 出力端子
10a、10b、10c 通信端子
11a、11b、11c 第1接続ピン
12a、12b、12c 第2接続ピン
13a、13b、13c 第3接続ピン
14a、14b、14c 第4接続ピン
15a、15b、15c 第5接続ピン
21a、21b、21c 第1ノード
22a、22b、22c 第2ノード
23a、23b、23c 第3ノード
24a、24b、24c 第4ノード
25a、25b、25c 第5ノード
26a、26b、26c 第6ノード

Claims (11)

  1. 電力を供給する電源と前記供給する電力の制御を行う制御手段とを有するシステム電源を複数台備え、前記各システム電源は、前記電力を供給する出力端子を共通に接続し、前記システム電源を識別するためのIDの入出力を行う通信端子を通信ケーブルにより共通に接続する電力供給システムであって、
    前記複数台のシステム電源は接続確認用ケーブルを介して直列に接続され、
    前記直列に接続されるシステム電源のうち、前段のシステム電源の制御手段は、後段のシステム電源に対して前記接続確認用ケーブルを介して接続を確認するための確認信号を送信する確認信号送信手段を有し、
    前記後段のシステム電源の制御手段は、前記前段のシステム電源に対して前記接続確認用ケーブルを介して前記確認信号を受信した旨の返答信号を送信する返答信号送信手段を有し、
    前記前段のシステム電源の制御手段は、前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信したことを契機として、前記後段のシステム電源のIDを前記通信ケーブルを介して送信するID送信手段を有することを特徴とする電力供給システム。
  2. 前記前段のシステム電源の制御手段は、前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信したことを契機として、前記後段のシステム電源に対してIDの送信中であることを表すID送信通知を前記接続確認用ケーブルを介して送信するID送信通知送信手段を有することを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。
  3. 前記接続確認用ケーブルを介して直列接続するシステム電源の先頭のシステム電源をマスター機とし、
    前記マスター機の制御手段は、
    前記前段のシステム電源から前記通信ケーブルを介して送信された後段のシステム電源のIDを記憶する記憶手段と、
    前記前段のシステム電源が前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信していないことを検知して、診断信号を前記通信ケーブルを介して送信する診断信号送信手段と、
    前記診断信号を受信した前記後段のシステム電源が前記接続確認用ケーブルを介して送信する診断受通知を受信する診断受通知受信手段と、を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力供給システム。
  4. 前記マスター機の制御手段は、前記制御手段が前記後段のシステム電源から前記返答信号を受信していないことを検知した場合であって、前記マスター機の前記診断受通知受信手段が、前記診断受通知を受信したことを検知したときは前記後段システムが故障していることを認定し、前記診断受通知を受信したことを検知しないときは前記後段のシステム電源が接続されていないことを認定する認定手段を備え、
    前記マスター機は、前記認定手段が認定した結果又は/及びシステム電源の総台数を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載の電力供給システム。
  5. 前記システム電源は、前記接続確認用ケーブルと接続する接続確認用コネクタを有し、
    前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を出力する第1接続ピンと、前記返答信号を入力する第2接続ピンと、前記確認信号を入力する第3接続ピンと、前記返答信号を出力する第4接続ピンとを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力供給システム。
  6. 前記接続確認用コネクタは、前記ID送信通知を出力又は入力する第5接続ピンを有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力供給システム。
  7. 電力を供給する電源と、前記供給する電力を制御するための制御手段と、他のシステム電源との接続を確認するための接続確認用コネクタと、IDの送受信を行う通信用コネクタとを備えたシステム電源であって、
    前記制御手段は、
    前記接続確認用コネクタを介して一のシステム電源に対して接続確認の確認信号を送信する確認信号送信手段と、
    前記接続確認用コネクタを介して前記一のシステム電源から前記確認信号を受信した旨の返答信号を受信する返答信号受信手段と、
    前記返答信号受信手段が前記返答信号を受信したことを契機として、前記通信用コネクタを介して前記一のシステム電源のIDを送信するID送信手段と、を備えていることを特徴とするシステム電源。
  8. 前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を出力する第1接続ピンと、前記返答信号を入力する第2接続ピンとを備えていることを特徴とする請求項7に記載のシステム電源。
  9. 前記制御手段は、
    前記接続確認用コネクタを介して他の一のシステム電源から接続確認の確認信号を受信する確認信号受信手段と、
    前記接続確認用コネクタを介して前記他の一のシステム電源に対して前記確認信号を受信した旨の返答信号を送信する返答信号送信手段と、
    前記返答信号送信手段が前記返答信号を送信した後に、前記通信用コネクタを介して前記他の一のシステム電源から自システム電源のIDを受信するID受信手段と、を備えていることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のシステム電源。
  10. 前記接続確認用コネクタは、前記確認信号を入力する第3接続ピンと、前記返答信号を出力する第4接続ピンとを備えていることを特徴とする請求項9に記載のシステム電源。
  11. 前記接続確認用コネクタは、前記通信用コネクタが前記IDを送信中であることを表すID送信通知を出力又は入力する第5接続ピンを備えていることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載のシステム電源。
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