JP7748261B2 - power supply device - Google Patents
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Description
本明細書は、電力供給装置に関する技術を開示する。 This specification discloses technology related to power supply devices.
特許文献1に記載の生体埋植装置は、生体に埋植された状態で動作する動作ユニットと、動作ユニットへ給電信号を出力する給電ユニットと、動作ユニットと給電ユニットを電気的に接続し給電信号を伝送するケーブルとを備える。給電ユニットは、動作ユニットの動作を制御する制御情報に基づいて、マンチェスター符号によって符号化されたデジタル信号を給電信号として生成する。動作ユニットは、給電信号を直流電力に変換する整流回路と、給電信号に重畳された符号に基づいてクロックを再生し、給電信号において符号として重畳された制御情報をクロックを用いて抽出する再生回路とを備える。 The bioimplantable device described in Patent Document 1 includes an operating unit that operates while implanted in a living body, a power supply unit that outputs a power supply signal to the operating unit, and a cable that electrically connects the operating unit and the power supply unit and transmits the power supply signal. The power supply unit generates a digital signal encoded using Manchester code as the power supply signal based on control information that controls the operation of the operating unit. The operating unit includes a rectifier circuit that converts the power supply signal into DC power, and a reproduction circuit that regenerates a clock based on the code superimposed on the power supply signal and uses the clock to extract the control information superimposed as a code on the power supply signal.
電源から駆動電力が供給される第一基板に設けられる送信装置が、当該電源または当該電源と異なる電源から駆動電力が供給されない第二基板に設けられる受信装置に、信号線を介して信号を送信する通信回路を想定する。この場合、第二基板に駆動電力を供給する必要があり、第二基板に駆動電力を供給するために信号線の他に電源線が必要になる。その結果、配線の数が増加する。 Consider a communications circuit in which a transmitter mounted on a first board that receives drive power from a power source transmits a signal via a signal line to a receiver mounted on a second board that does not receive drive power from that power source or a different power source. In this case, drive power must be supplied to the second board, and a power line is required in addition to the signal line to supply drive power to the second board. As a result, the number of wires increases.
このような事情に鑑みて、本明細書は、電源から駆動電力が供給される第一基板に設けられる送信装置が、電源から駆動電力が供給されない第二基板に設けられる受信装置に、信号線を介して信号を送信する通信回路において、第二基板に駆動電力を供給する電源線を省略可能な電力供給装置を開示する。 In light of these circumstances, this specification discloses a power supply device that can omit the power supply line that supplies drive power to a second board in a communication circuit in which a transmitter provided on a first board that receives drive power from a power source transmits a signal via a signal line to a receiver provided on a second board that does not receive drive power from the power source.
本明細書は、通信回路と、電源回路とを具備する電力供給装置を開示する。前記通信回路は、電源から駆動電力が供給される第一基板に設けられる送信装置と電源から駆動電力が供給されない第二基板に設けられる受信装置と終端装置とを備える回路であって、信号線を介して前記送信装置から前記受信装置に信号を送信する。前記電源回路は、前記通信回路の前記信号線に並列接続される回路であって、前記送信装置の出力電力から前記終端装置によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて前記受信装置を含む前記第二基板に設けられる機器に供給する供給電力を生成する。 This specification discloses a power supply device comprising a communications circuit and a power supply circuit. The communications circuit comprises a transmitter mounted on a first board that receives drive power from a power supply, a receiver mounted on a second board that does not receive drive power from the power supply, and a terminal device, and transmits a signal from the transmitter to the receiver via a signal line. The power supply circuit is connected in parallel to the signal line of the communications circuit, and generates supply power to be supplied to equipment mounted on the second board, including the receiver, based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminal device from the output power of the transmitter.
上記の電力供給装置によれば、電源回路を備えるので、受信装置を含む第二基板に設けられる機器に電力を供給することができる。よって、電力供給装置は、第二基板に駆動電力を供給する電源線を省略することができる。 The above-mentioned power supply device includes a power supply circuit, which allows it to supply power to devices mounted on the second board, including the receiving device. Therefore, the power supply device can omit the power line that supplies drive power to the second board.
1.実施形態
1-1.電力供給装置10の構成例
電源20から駆動電力が供給される第一基板21に設けられる送信装置31が、電源(電源20または電源20と異なる電源)から駆動電力が供給されない第二基板22に設けられる受信装置32に、信号線30sを介して信号を送信する通信回路を想定する。この場合、第二基板22に駆動電力を供給する必要がある。
1. Embodiment 1-1. Configuration example of power supply device 10 A communication circuit is assumed in which a transmitter 31 provided on a first substrate 21 that receives drive power from a power source 20 transmits a signal via a signal line 30s to a receiver 32 provided on a second substrate 22 that does not receive drive power from a power source (power source 20 or a power source different from power source 20). In this case, drive power needs to be supplied to the second substrate 22.
例えば、図1に示すように、第一基板21には、電源線20pおよびグランド線30gを用いて電源20から駆動電力が供給される。第二基板22には、上記の電源線20pおよびグランド線30gとは異なる電源線20pおよびグランド線30gを用いて、電源20から駆動電力が供給される。第一基板21に駆動電力を供給する電源線20pおよびグランド線30gとは異なる電源線20pおよびグランド線30gを用いて、電源20と異なる電源から第二基板22に駆動電力を供給することもできる。 For example, as shown in FIG. 1, driving power is supplied to the first substrate 21 from the power supply 20 using a power line 20p and a ground line 30g. Driving power is supplied to the second substrate 22 from the power supply 20 using a power line 20p and a ground line 30g different from the power line 20p and the ground line 30g described above. Driving power can also be supplied to the second substrate 22 from a power source different from the power supply 20 using a power line 20p and a ground line 30g different from the power line 20p and the ground line 30g that supply driving power to the first substrate 21.
また、図2に示すように、第一基板21には、電源線20pおよびグランド線30gを用いて電源20から駆動電力が供給される。第二基板22には、上記の電源線20pおよびグランド線30gとは異なる電源線20pおよびグランド線30gを用いて第一基板21から駆動電力が供給される。いずれの場合も、第二基板22に駆動電力を供給するために、信号線30sの他に電源線20pが必要になる。その結果、配線の数が増加する。 Also, as shown in FIG. 2, driving power is supplied to the first substrate 21 from the power supply 20 using a power line 20p and a ground line 30g. Driving power is supplied to the second substrate 22 from the first substrate 21 using a power line 20p and a ground line 30g that are different from the above-mentioned power line 20p and ground line 30g. In either case, in order to supply driving power to the second substrate 22, a power line 20p is required in addition to the signal line 30s. As a result, the number of wirings increases.
そこで、電力供給装置10は、通信回路30と、電源回路40とを具備する。電力供給装置10は、保護装置50を備えることもできる。図3に示すように、実施形態の電力供給装置10は、通信回路30と、電源回路40と、保護装置50とを備えている。電源回路40によって生成された供給電力は、第二基板22に設けられる機器60に供給される。 The power supply device 10 therefore includes a communication circuit 30 and a power supply circuit 40. The power supply device 10 may also include a protection device 50. As shown in FIG. 3, the power supply device 10 of this embodiment includes a communication circuit 30, a power supply circuit 40, and a protection device 50. The power generated by the power supply circuit 40 is supplied to a device 60 provided on the second board 22.
通信回路30は、電源20から駆動電力が供給される第一基板21に設けられる送信装置31と、電源(電源20または電源20と異なる電源)から駆動電力が供給されない第二基板22に設けられる受信装置32と、終端装置33とを備える回路である。通信回路30は、信号線30sを介して送信装置31から受信装置32に信号を送信する。 The communication circuit 30 is a circuit that includes a transmitter 31 provided on a first board 21 that receives drive power from the power supply 20, a receiver 32 provided on a second board 22 that does not receive drive power from a power supply (power supply 20 or a power supply different from power supply 20), and a termination device 33. The communication circuit 30 transmits signals from the transmitter 31 to the receiver 32 via a signal line 30s.
図3に示すように、第一基板21には、電源20から駆動電力が供給される。電源20は、直流電源であっても良く、交流電源であっても良い。また、電源20は、第一基板21の外部に設けられても良く、第一基板21に設けられても良い。図3に示す電源20は、直流電源であり、第一基板21の外部に設けられている。図3に示す電源20は、電源線20pおよびグランド線30gを用いて、第一基板21に直流電力を供給することができる。 As shown in FIG. 3, driving power is supplied to the first substrate 21 from a power supply 20. The power supply 20 may be a DC power supply or an AC power supply. The power supply 20 may be provided external to the first substrate 21 or may be provided on the first substrate 21. The power supply 20 shown in FIG. 3 is a DC power supply and is provided external to the first substrate 21. The power supply 20 shown in FIG. 3 can supply DC power to the first substrate 21 using a power line 20p and a ground line 30g.
第一基板21に供給された駆動電力(直流電力または交流電力)は、第一基板21に設けられる機器に供給される。機器には、送信装置31および送信装置31を制御する公知の制御装置21aが含まれる。なお、第一基板21は、種々の機器を備えることができ、制御装置21aは、種々の機器を制御することができる。また、第一基板21は、公知の電力変換器を備えることができる。例えば、電力変換器は、第一基板21に供給された直流電力を昇圧または降圧することができる。電力変換器は、第一基板21に供給された直流電力を交流電力に変換することができ、第一基板21に供給された交流電力を直流電力に変換することもできる。 The driving power (DC power or AC power) supplied to the first board 21 is supplied to the equipment provided on the first board 21. The equipment includes a transmitting device 31 and a known control device 21a that controls the transmitting device 31. The first board 21 can be equipped with various equipment, and the control device 21a can control the various equipment. The first board 21 can also be equipped with a known power converter. For example, the power converter can step up or step down the DC power supplied to the first board 21. The power converter can convert the DC power supplied to the first board 21 into AC power, and can also convert the AC power supplied to the first board 21 into DC power.
送信装置31は、信号線30sを介して送信装置31から受信装置32に信号を送信して、受信装置32は、当該信号を受信することができれば良く、種々の形態をとり得る。例えば、送信装置31および受信装置32は、RS422、RS485およびRS232Cなどの通信規格に準拠したシリアル通信を行うことができる。送信装置31および受信装置32は、パラレル通信を行うこともできる。実施形態の送信装置31および受信装置32は、RS422の通信規格に準拠したシリアル通信を行う。 The transmitting device 31 can transmit a signal to the receiving device 32 via the signal line 30s, and the receiving device 32 can receive the signal, and various configurations are possible. For example, the transmitting device 31 and the receiving device 32 can perform serial communication conforming to communication standards such as RS422, RS485, and RS232C. The transmitting device 31 and the receiving device 32 can also perform parallel communication. In this embodiment, the transmitting device 31 and the receiving device 32 perform serial communication conforming to the RS422 communication standard.
終端装置33は、送信装置31から受信装置32への送信を安定(例えば、信号の反射の抑制など)させることができれば良く、種々の形態をとり得る。実施形態の終端装置33は、受信装置32の側に抵抗器を備えている。RS422による通信では、一ビットの信号に対して二本の信号線30sを用いる平衡伝送が行われる。この場合、図3に示すように、終端装置33である抵抗器は、二本の信号線30sの間に接続される。抵抗器の抵抗値は、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)の特性インピーダンスに合わせて設定されている。また、通信ケーブルは、第一基板21および第二基板22の各々に設けられているコネクタを介して接続されている。 The termination device 33 may take various forms as long as it can stabilize transmission from the transmitter 31 to the receiver 32 (for example, by suppressing signal reflection). In this embodiment, the termination device 33 includes a resistor on the receiver 32 side. RS422 communication uses balanced transmission, using two signal lines 30s for one bit of a signal. In this case, as shown in FIG. 3, the resistor serving as the termination device 33 is connected between the two signal lines 30s. The resistance value of the resistor is set to match the characteristic impedance of the communication cable (signal line 30s and ground line 30g). The communication cable is connected via connectors provided on both the first board 21 and the second board 22.
例えば、受信装置32は、公知のコンパレータを用いることができる。コンパレータの入力インピーダンスは極めて高く、送信装置31から出力された出力電力は、通信回路30において、概ね終端装置33によって消費される。そのため、電力供給装置10は、送信装置31の出力電力から終端装置33によって消費される消費電力を減じた残存電力を活用する。具体的には、電力供給装置10は、電源回路40を具備している。 For example, the receiving device 32 can be a known comparator. The input impedance of the comparator is extremely high, and the output power from the transmitting device 31 is mostly consumed by the terminating device 33 in the communication circuit 30. Therefore, the power supply device 10 utilizes the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device 33 from the output power of the transmitting device 31. Specifically, the power supply device 10 is equipped with a power supply circuit 40.
電源回路40は、通信回路30の信号線30sに並列接続される回路であって、送信装置31の出力電力から終端装置33によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて受信装置32を含む第二基板22に設けられる機器60に供給する供給電力を生成する。電源回路40は、第二基板22に設けられても良く、第二基板22の外部の基板に設けられても良い。また、供給電力は、直流電力であっても良く、交流電力であっても良い。図3に示す電源回路40は、第二基板22に設けられており、機器60に直流電力を供給する。 The power supply circuit 40 is a circuit connected in parallel to the signal line 30s of the communication circuit 30, and generates power to be supplied to the device 60 mounted on the second board 22 including the receiving device 32 based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device 33 from the output power of the transmitting device 31. The power supply circuit 40 may be mounted on the second board 22, or on a board external to the second board 22. The supplied power may be DC power or AC power. The power supply circuit 40 shown in Figure 3 is mounted on the second board 22 and supplies DC power to the device 60.
具体的には、電源回路40は、交流の残存電力を直流電力に変換して供給電力を生成する。電源回路40は、供給電力を生成することができれば良く、種々の形態をとり得る。既述したように、RS422による通信では、一ビットの信号に対して二本の信号線30sを用いる平衡伝送が行われる。つまり、通信回路30において送信される信号は、差動信号である。 Specifically, the power supply circuit 40 generates supply power by converting residual AC power into DC power. The power supply circuit 40 can take various forms as long as it is able to generate supply power. As mentioned above, in RS422 communications, balanced transmission is performed using two signal lines 30s for one-bit signals. In other words, the signal transmitted by the communication circuit 30 is a differential signal.
この形態では、図3に示すように、電源回路40は、第一ダイオード41と、第二ダイオード42と、平滑コンデンサ43とを備える。第一ダイオード41は、アノード41aが差動信号の一の信号線30sに接続されている。第二ダイオード42は、アノード42aが差動信号の他の一の信号線30sに接続されている。平滑コンデンサ43は、正極側が第一ダイオード41のカソード41kおよび第二ダイオード42のカソード42kの両方に接続され、負極側がグランド20gに接続されている。グランド20gは、グランド線30gと同電位であり、図面では、下向きの三角形によって表されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the power supply circuit 40 includes a first diode 41, a second diode 42, and a smoothing capacitor 43. The anode 41a of the first diode 41 is connected to one signal line 30s of the differential signal. The anode 42a of the second diode 42 is connected to the other signal line 30s of the differential signal. The positive side of the smoothing capacitor 43 is connected to both the cathode 41k of the first diode 41 and the cathode 42k of the second diode 42, and the negative side is connected to ground 20g. Ground 20g is at the same potential as ground line 30g and is represented in the drawing by a downward-pointing triangle.
例えば、RS422およびRS485による通信では、最大10Mbpsの伝送速度で信号が送信される。また、RS232Cによる通信では、最大19.2kbpsの伝送速度で信号が送信される。そのため、第一ダイオード41および第二ダイオード42は、上記の周波数帯の高周波回路で使用可能なファーストリカバリダイオード、ショットキーバリアダイオードなどを用いることができる。同様に、平滑コンデンサ43は、上記の周波数帯の高周波回路で使用可能なセラミックコンデンサなどを用いることができる。また、平滑コンデンサ43は、セラミックコンデンサと電解コンデンサを並列接続して、セラミックコンデンサおよび電解コンデンサを併用することもできる。 For example, in RS422 and RS485 communications, signals are transmitted at a maximum transmission speed of 10 Mbps. In addition, in RS232C communications, signals are transmitted at a maximum transmission speed of 19.2 kbps. Therefore, the first diode 41 and the second diode 42 can be fast recovery diodes, Schottky barrier diodes, or other diodes that can be used in high-frequency circuits in the above frequency bands. Similarly, the smoothing capacitor 43 can be a ceramic capacitor or other diode that can be used in high-frequency circuits in the above frequency bands. Furthermore, the smoothing capacitor 43 can be a combination of a ceramic capacitor and an electrolytic capacitor, connected in parallel.
図4Aの実線の折れ線L1は、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧の経時変化の一例を示している。同図の縦軸は、入力電圧を示し、横軸は、時間を示している。入力電圧は、時刻T1から時刻T2までの時間、増加して、時刻T2から時刻T3までの時間、電圧V1(ハイレベル)である。入力電圧は、時刻T3から時刻T4までの時間、減少して、時刻T4から時刻T5までの時間、ゼロ電圧(ローレベル)である。入力電圧は、時刻T5から時刻T8までの時間においても、同様に変化しており、時刻T8以降においても同様に変化する。 The solid broken line L1 in Figure 4A shows an example of the change over time in the input voltage at the non-inverting input terminal (the + terminal in Figure 3) of the receiving device 32. The vertical axis in the figure represents input voltage, and the horizontal axis represents time. The input voltage increases from time T1 to time T2, and is at voltage V1 (high level) from time T2 to time T3. The input voltage decreases from time T3 to time T4, and is at zero voltage (low level) from time T4 to time T5. The input voltage changes in a similar manner from time T5 to time T8, and continues to change in a similar manner after time T8.
図4Aの破線の折れ線L2は、受信装置32の反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧の経時変化の一例を示している。入力電圧は、時刻T1から時刻T2までの時間、減少して、時刻T2から時刻T3までの時間、ゼロ電圧(ローレベル)である。入力電圧は、時刻T3から時刻T4までの時間、増加して、時刻T4から時刻T5までの時間、電圧V1(ハイレベル)である。入力電圧は、時刻T5から時刻T8までの時間においても、同様に変化しており、時刻T8以降においても同様に変化する。 The dashed broken line L2 in Figure 4A shows an example of the change over time in the input voltage at the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) of the receiving device 32. The input voltage decreases from time T1 to time T2, and is zero voltage (low level) from time T2 to time T3. The input voltage increases from time T3 to time T4, and is voltage V1 (high level) from time T4 to time T5. The input voltage changes in a similar manner from time T5 to time T8, and continues to change in a similar manner after time T8.
図4Bの実線の折れ線L3は、受信装置32の出力端子の出力電圧の経時変化の一例を示している。また、図4Cの実線の曲線L4は、電源回路40の出力端子40pの出力電圧の経時変化の一例を示している。さらに、図4Dの実線の曲線L5は、電源回路40の出力端子40pの出力電圧の経時変化の他の一例を示している。図4B~図4Dの縦軸は、いずれも出力電圧を示している。図4A~図4Dの横軸は、同じ時間帯の時間を示している。 The solid broken line L3 in Figure 4B shows an example of the change over time in the output voltage at the output terminal of the receiving device 32. Furthermore, the solid curve L4 in Figure 4C shows an example of the change over time in the output voltage at the output terminal 40p of the power supply circuit 40. Furthermore, the solid curve L5 in Figure 4D shows another example of the change over time in the output voltage at the output terminal 40p of the power supply circuit 40. The vertical axes in Figures 4B to 4D all show output voltage. The horizontal axes in Figures 4A to 4D show time during the same time period.
例えば、図4Aに示すように、時刻T2から時刻T3までの時間は、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧は、電圧V1(ハイレベル)であり、受信装置32の反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧は、ゼロ電圧(ローレベル)である。よって、図4Bに示すように、受信装置32の出力端子の出力電圧は、電圧V1(=電圧V1-ゼロ電圧)になる。 For example, as shown in Figure 4A, from time T2 to time T3, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) of receiving device 32 is voltage V1 (high level), and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) of receiving device 32 is zero voltage (low level). Therefore, as shown in Figure 4B, the output voltage at the output terminal of receiving device 32 is voltage V1 (= voltage V1 - zero voltage).
このとき、第一ダイオード41が接続されている信号線30sの電位は、第二ダイオード42が接続されている信号線30sの電位と比べて高い。よって、送信装置31、第一ダイオード41が接続されている信号線30sおよび第一ダイオード41を介して、送信装置31から平滑コンデンサ43に電流が流れ、平滑コンデンサ43が充電される。 At this time, the potential of the signal line 30s to which the first diode 41 is connected is higher than the potential of the signal line 30s to which the second diode 42 is connected. Therefore, current flows from the transmitter 31 to the smoothing capacitor 43 via the transmitter 31, the signal line 30s to which the first diode 41 is connected, and the first diode 41, and the smoothing capacitor 43 is charged.
逆に、図4Aに示すように、時刻T4から時刻T5までの時間は、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧は、ゼロ電圧(ローレベル)であり、受信装置32の反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧は、電圧V1(ハイレベル)である。よって、図4Bに示すように、受信装置32の出力端子の出力電圧は、-(マイナス)電圧V1(=ゼロ電圧-電圧V1)になる。 Conversely, as shown in Figure 4A, from time T4 to time T5, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) of receiving device 32 is zero voltage (low level), and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) of receiving device 32 is voltage V1 (high level). Therefore, as shown in Figure 4B, the output voltage at the output terminal of receiving device 32 is negative voltage V1 (= zero voltage - voltage V1).
このとき、第二ダイオード42が接続されている信号線30sの電位は、第一ダイオード41が接続されている信号線30sの電位と比べて高い。よって、送信装置31、第二ダイオード42が接続されている信号線30sおよび第二ダイオード42を介して、送信装置31から平滑コンデンサ43に電流が流れ、平滑コンデンサ43が充電される。 At this time, the potential of the signal line 30s to which the second diode 42 is connected is higher than the potential of the signal line 30s to which the first diode 41 is connected. Therefore, current flows from the transmitter 31 to the smoothing capacitor 43 via the transmitter 31, the signal line 30s to which the second diode 42 is connected, and the second diode 42, and the smoothing capacitor 43 is charged.
他の時間帯についても同様であり、時刻T2から時刻T3までの時間について上述されている現象、および、時刻T4から時刻T5までの時間について上述されている現象が順に繰り返される。その結果、図4Cの曲線L4に示すように、電源回路40は、概ね一定の電圧V2の直流電力を出力端子40pから出力することができる。出力端子40pは、平滑コンデンサ43の正極側に接続されている。 The same applies to other time periods, and the phenomenon described above for the period from time T2 to time T3 and the phenomenon described above for the period from time T4 to time T5 are repeated in sequence. As a result, as shown by curve L4 in Figure 4C, the power supply circuit 40 can output DC power at a generally constant voltage V2 from the output terminal 40p. The output terminal 40p is connected to the positive side of the smoothing capacitor 43.
このように、実施形態の送信装置31は、一ビットの信号に対して二本の信号線30sを介して、差動信号(逆相の信号)を送信し、受信装置32は、当該差動信号を受信することができる。このとき、電源回路40は、送信装置31の出力電力から終端装置33によって消費される消費電力を減じた交流の残存電力を直流電力に変換して、供給電力を生成することができる。 In this way, the transmitter 31 of this embodiment transmits a differential signal (a signal with opposite phase) for each one-bit signal via two signal lines 30s, and the receiver 32 can receive this differential signal. At this time, the power supply circuit 40 can generate supply power by converting the remaining AC power, which is obtained by subtracting the power consumed by the termination device 33 from the output power of the transmitter 31, into DC power.
なお、図4Dの曲線L5に示すように、時刻T1から時刻T2までの時間、時刻T3から時刻T4までの時間、時刻T5から時刻T6までの時間および時刻T7から時刻T8までの時間において、出力端子40pから出力される直流電力が電圧V2に対して低下する現象がみられる場合がある。上記の時間帯では、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧が増加し、反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧が減少する。若しくは、上記の時間帯では、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧が減少し、反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧が増加する。 As shown by curve L5 in Figure 4D, during the time periods from time T1 to time T2, from time T3 to time T4, from time T5 to time T6, and from time T7 to time T8, the DC power output from output terminal 40p may decrease relative to voltage V2. During these time periods, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) of receiving device 32 increases, and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) decreases. Alternatively, during these time periods, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) of receiving device 32 decreases, and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) increases.
平滑コンデンサ43の静電容量が小さくなるほど、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧および反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧の変動による影響を受け易くなり、直流電力に上記のリプルが含まれ易くなる。そこで、平滑コンデンサ43は、直流電力に含まれるリプルが所定範囲に収まるように静電容量が設定されていると良い。平滑コンデンサ43の静電容量は、シミュレーション、実機による検証などによって導出することができる。これにより、図4Cの曲線L4に示すように、電源回路40は、概ね一定の電圧V2の直流電力を出力端子40pから出力することができる。 The smaller the capacitance of smoothing capacitor 43, the more susceptible it is to fluctuations in the input voltage at the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) and the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) of receiving device 32, making it more likely that the DC power will contain the above-mentioned ripple. Therefore, it is advisable to set the capacitance of smoothing capacitor 43 so that the ripple contained in the DC power falls within a specified range. The capacitance of smoothing capacitor 43 can be derived through simulation, verification using an actual device, etc. This allows power supply circuit 40 to output DC power of a generally constant voltage V2 from output terminal 40p, as shown by curve L4 in Figure 4C.
また、送信装置31から送信される信号の電圧が高くなるほど、受信装置32の非反転入力端子(図3の+端子)の入力電圧および反転入力端子(図3の-端子)の入力電圧が変動する時間が長くなり、直流電力に上記のリプルが含まれ易くなる。そこで、電力供給装置10は、直流電力に含まれるリプルが所定範囲に収まるように送信装置31から送信する信号の最大電圧を設定することもできる。信号の最大電圧とリプルの関係は、シミュレーション、実機による検証などによって導出することができる。これにより、図4Cの曲線L4に示すように、電源回路40は、概ね一定の電圧V2の直流電力を出力端子40pから出力することができる。 Furthermore, the higher the voltage of the signal transmitted from the transmitter 31, the longer the input voltage at the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 3) and the input voltage at the inverting input terminal (- terminal in Figure 3) of the receiver 32 fluctuate, making it more likely that the above-mentioned ripple will be present in the DC power. Therefore, the power supply device 10 can set the maximum voltage of the signal transmitted from the transmitter 31 so that the ripple contained in the DC power falls within a specified range. The relationship between the maximum signal voltage and ripple can be derived through simulation, verification using an actual device, and so on. This allows the power supply circuit 40 to output DC power at a generally constant voltage V2 from the output terminal 40p, as shown by curve L4 in Figure 4C.
なお、送信装置31から送信する信号の最大電圧を低下させると、電源回路40の出力端子40pから出力される直流電力の電圧V2は、当該信号の電圧に合わせて低下する。そこで、電源回路40は、公知の電力変換器を備えることもできる。電力変換器は、電源回路40の出力端子40pから出力される直流電力を、所定の電圧に昇圧することができる。 Note that if the maximum voltage of the signal transmitted from the transmitter 31 is reduced, the voltage V2 of the DC power output from the output terminal 40p of the power supply circuit 40 will decrease in accordance with the voltage of the signal. Therefore, the power supply circuit 40 can also be equipped with a known power converter. The power converter can boost the DC power output from the output terminal 40p of the power supply circuit 40 to a predetermined voltage.
また、電源回路40は、上記の目的に関わらず、公知の電力変換器を備えることもできる。例えば、電力変換器は、電源回路40の出力端子40pから出力される直流電力を昇圧または降圧することができる。電力変換器は、電源回路40の出力端子40pから出力される直流電力を交流電力に変換することもできる。 In addition, regardless of the above purpose, the power supply circuit 40 can also be equipped with a known power converter. For example, the power converter can step up or step down the DC power output from the output terminal 40p of the power supply circuit 40. The power converter can also convert the DC power output from the output terminal 40p of the power supply circuit 40 into AC power.
さらに、電源回路40によって生成された供給電力が供給される機器60の仕様に合わせて、電源回路40の定格出力電圧(電源回路40の出力端子40pから出力される直流電力の定格電圧)が決定される場合がある。この場合、送信装置31は、電源回路40の定格出力電圧に電源回路40による電圧降下分を加算した電圧よりも高電圧の信号を出力することができる。例えば、図3に示す電源回路40による電圧降下分は、第一ダイオード41または第二ダイオード42の順方向電圧に相当する。 Furthermore, the rated output voltage of the power supply circuit 40 (the rated voltage of the DC power output from the output terminal 40p of the power supply circuit 40) may be determined according to the specifications of the device 60 to which the power generated by the power supply circuit 40 is supplied. In this case, the transmitting device 31 can output a signal with a higher voltage than the rated output voltage of the power supply circuit 40 plus the voltage drop caused by the power supply circuit 40. For example, the voltage drop caused by the power supply circuit 40 shown in FIG. 3 corresponds to the forward voltage of the first diode 41 or the second diode 42.
なお、送信装置31は、通信規格に準拠した電圧範囲の信号を出力する必要がある。例えば、RS422による通信では、送信装置31は、最大電圧(既述した電圧V1に相当)が2V~6Vの範囲の信号を出力する必要がある。このとき、例えば、送信装置31は、最大電圧(電圧V1)が5V~6Vの範囲の信号を出力することができる。第一ダイオード41または第二ダイオード42の順方向電圧が約0.7Vと仮定すると、電源回路40は、定格出力電圧が概ね4V~5V程度の直流電力を出力端子40pから出力することができる。 Transmitting device 31 must output a signal within a voltage range that complies with the communication standard. For example, in RS422 communication, transmitting device 31 must output a signal with a maximum voltage (corresponding to the aforementioned voltage V1) in the range of 2V to 6V. In this case, transmitting device 31 can output a signal with a maximum voltage (voltage V1) in the range of 5V to 6V, for example. Assuming that the forward voltage of first diode 41 or second diode 42 is approximately 0.7V, power supply circuit 40 can output DC power with a rated output voltage of approximately 4V to 5V from output terminal 40p.
電力供給装置10は、通信回路30と電源回路40を具備している。そのため、電源回路40によるノイズの影響が懸念される。しかしながら、実施形態の通信回路30において送信される信号は、差動信号である。つまり、送信装置31は、一ビットの信号に対して二本の信号線30sを介して、差動信号(逆相の信号)を送信し、受信装置32は、当該差動信号を受信する。そのため、グランド20gと信号線30sとの間に、それぞれ印可されるコモンモードノイズによる影響は、後述されているシングルエンド信号の場合と比べて、低減されている。 The power supply device 10 includes a communication circuit 30 and a power supply circuit 40. Therefore, the influence of noise from the power supply circuit 40 is a concern. However, the signal transmitted by the communication circuit 30 in this embodiment is a differential signal. That is, the transmitter 31 transmits a differential signal (a signal with opposite phases) for a one-bit signal via two signal lines 30s, and the receiver 32 receives the differential signal. Therefore, the influence of common-mode noise applied between the ground 20g and the signal lines 30s is reduced compared to the case of a single-ended signal, as described below.
また、実施形態の電源回路40では、平滑コンデンサ43が第一ダイオード41を介して差動信号の一の信号線30sに接続され、第二ダイオード42を介して差動信号の他の一の信号線30sに接続されている。そのため、二本の信号線30sの間に印可されるノーマルモードノイズは、平滑コンデンサ43によって低減されている。なお、ノーマルモードノイズについて上述されていることは、後述されているシングルエンド信号の場合についても同様に言える。 Furthermore, in the power supply circuit 40 of this embodiment, the smoothing capacitor 43 is connected to one signal line 30s of the differential signal via the first diode 41, and to the other signal line 30s of the differential signal via the second diode 42. Therefore, normal mode noise applied between the two signal lines 30s is reduced by the smoothing capacitor 43. Note that what has been said above about normal mode noise also applies to the case of a single-ended signal, which will be described later.
さらに、電力供給装置10は、必要に応じて、信号線30sをツイストペアケーブルにすることができる。また、電力供給装置10は、必要に応じて、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)をシールドケーブルにすることができる。さらに、電力供給装置10は、必要に応じて、通信回路30にチョークコイルなどの公知のノイズ対策機器を備えることができる。 Furthermore, the power supply device 10 can use a twisted pair cable for the signal line 30s as needed. Furthermore, the power supply device 10 can use a shielded cable for the communication cable (signal line 30s and ground line 30g) as needed. Furthermore, the power supply device 10 can be equipped with known noise suppression devices such as choke coils in the communication circuit 30 as needed.
電力供給装置10は、種々の保護装置50を備えることができる。例えば、電力供給装置10は、電流制限装置51、過負荷保護装置52および過負荷案内装置53のうちの少なくとも一つの保護装置50を備えることができる。電流制限装置51は、電源回路40から機器60に供給する供給電流が許容値を超えたときに、電源回路40の出力を規制する。例えば、電流制限装置51は、ヒューズなどを用いることができる。機器60に供給する供給電流が許容値を超えたときに、ヒューズが溶断して電源回路40の出力が規制される。 The power supply device 10 can be equipped with various protection devices 50. For example, the power supply device 10 can be equipped with at least one of the following protection devices 50: a current limiting device 51, an overload protection device 52, and an overload guidance device 53. The current limiting device 51 regulates the output of the power supply circuit 40 when the supply current supplied from the power supply circuit 40 to the device 60 exceeds the allowable value. For example, the current limiting device 51 can be a fuse. When the supply current supplied to the device 60 exceeds the allowable value, the fuse blows, regulating the output of the power supply circuit 40.
また、図5に示すように、電流制限装置51は、例えば、電源監視装置50aと、電流検出器51aとを備えることもできる。電源監視装置50aは、電源回路40から供給される供給電力の状態を監視することができれば良く、公知の電源監視用の集積回路を用いることができる。電流検出器51aは、供給電流を検出することができれば良く、公知の電流検出器を用いることができる。実施形態の電流検出器51aは、出力端子40pから出力される直流電力の電流(直流電流)を検出する。電源監視装置50aは、電流検出器51aによって検出された電流値が許容値を超えたときに、機器60に対する供給電力の供給を停止して、電源回路40の出力を規制する。 As shown in FIG. 5, the current limiting device 51 may also include, for example, a power supply monitoring device 50a and a current detector 51a. The power supply monitoring device 50a may be capable of monitoring the state of the power supplied from the power supply circuit 40, and may be a known integrated circuit for power supply monitoring. The current detector 51a may be capable of detecting the supply current, and may be a known current detector. In this embodiment, the current detector 51a detects the current of the DC power (direct current) output from the output terminal 40p. When the current value detected by the current detector 51a exceeds the allowable value, the power supply monitoring device 50a stops the supply of power to the device 60 and regulates the output of the power supply circuit 40.
過負荷保護装置52は、電源回路40の出力電圧が許容値未満になったときに、電源回路40の出力を規制する。過負荷保護装置52は、電源回路40の出力電圧が許容値未満になったときに、電源回路40の出力を規制することができれば良く、種々の形態をとり得る。図5に示すように、過負荷保護装置52は、例えば、電源監視装置50aと、分圧器52a,52bとを備えることができる。 The overload protection device 52 regulates the output of the power supply circuit 40 when the output voltage of the power supply circuit 40 falls below the allowable value. The overload protection device 52 can take various forms as long as it is able to regulate the output of the power supply circuit 40 when the output voltage of the power supply circuit 40 falls below the allowable value. As shown in Figure 5, the overload protection device 52 can include, for example, a power supply monitoring device 50a and voltage dividers 52a and 52b.
実施形態の分圧器52a,52bは、抵抗器であり、出力端子40pから出力される直流電力の電圧(直流電圧)を二つの抵抗器によって分圧する。分圧器52a,52bによって分圧された直流電圧は、負荷が大きくなるほど低下する。そこで、電源監視装置50aは、分圧器52a,52bによって分圧された直流電圧が所定電圧値未満になったときに、電源回路40の出力電圧が許容値未満の過負荷状態であると判断する。この場合、電源監視装置50aは、機器60に対する供給電力の供給を停止して、電源回路40の出力を規制する。 In this embodiment, the voltage dividers 52a and 52b are resistors that divide the voltage of the DC power (DC voltage) output from the output terminal 40p. The DC voltage divided by the voltage dividers 52a and 52b decreases as the load increases. Therefore, when the DC voltage divided by the voltage dividers 52a and 52b falls below a predetermined voltage value, the power supply monitoring device 50a determines that the output voltage of the power supply circuit 40 is below the allowable value and is in an overload state. In this case, the power supply monitoring device 50a stops the supply of power to the device 60 and regulates the output of the power supply circuit 40.
過負荷案内装置53は、電源回路40の出力電圧が許容値未満になったときに、過負荷を案内する。過負荷案内装置53は、電源回路40の出力電圧が許容値未満になったときに、過負荷を案内することができれば良く、種々の形態をとり得る。図5に示すように、過負荷案内装置53は、例えば、電源監視装置50aと、分圧器52a,52bと、抵抗器53aと、発光ダイオード53bと、トランジスタ53cと、抵抗器53dと、抵抗器53eとを備えることができる。 The overload warning device 53 warns of an overload when the output voltage of the power supply circuit 40 falls below the allowable value. The overload warning device 53 can take various forms as long as it can warn of an overload when the output voltage of the power supply circuit 40 falls below the allowable value. As shown in FIG. 5, the overload warning device 53 can include, for example, a power supply monitoring device 50a, voltage dividers 52a and 52b, a resistor 53a, a light-emitting diode 53b, a transistor 53c, a resistor 53d, and a resistor 53e.
抵抗器53a、発光ダイオード53bおよびトランジスタ53cは、出力端子40pから出力される直流電力の正極側(出力端子40pの側)と負極側(グランド20gの側)との間において、正極側から上記の順に直列接続されている。抵抗器53dは、電源監視装置50aの出力ポートと、トランジスタ53cのベース端子との間に設けられている。抵抗器53eは、トランジスタ53cのベース端子とエミッタ端子との間に設けられている。 Resistor 53a, light-emitting diode 53b, and transistor 53c are connected in series, in this order from the positive side, between the positive side (the side of output terminal 40p) and the negative side (the side of ground 20g) of the DC power output from output terminal 40p. Resistor 53d is located between the output port of power supply monitoring device 50a and the base terminal of transistor 53c. Resistor 53e is located between the base terminal and emitter terminal of transistor 53c.
電源監視装置50aは、電源回路40の出力電圧が許容値未満の過負荷状態であると判断したときに、上記の出力ポートをローレベルからハイレベルにする。これにより、トランジスタ53cが開状態から閉状態に制御されて、発光ダイオード53bが発光する。よって、例えば、作業者は、過負荷であることを視認することができる。なお、電力供給装置10は、上記以外にも、種々の保護装置50を備えることができる。例えば、電力供給装置10は、過電圧保護、回路素子の過熱保護などを行う保護装置50を備えることもできる。 When the power supply monitoring device 50a determines that the output voltage of the power supply circuit 40 is below the allowable value and is in an overload state, it changes the output port from low to high. This controls the transistor 53c from an open state to a closed state, causing the light-emitting diode 53b to emit light. This allows, for example, an operator to visually confirm that there is an overload. The power supply device 10 can also be equipped with various other protection devices 50 in addition to those described above. For example, the power supply device 10 can also be equipped with protection devices 50 that provide overvoltage protection and overheating protection for circuit elements.
機器60は、電源回路40による供給電力(送信装置31の出力電力から終端装置33によって消費される消費電力を減じた残存電力に概ね相当)よりも消費電力が少なければ良く、限定されない。機器60は、例えば、センサなどであっても良い。また、図5に示すように、機器60は、例えば、表示装置であっても良い。図5に示す少なくとも一つ(同図では、三つ)の機器60の各々は、抵抗器60aと、発光ダイオード60bと、トランジスタ60cと、抵抗器60dと、抵抗器60eとを備えている。 Device 60 is not limited to any particular type, as long as it consumes less power than the power supplied by power supply circuit 40 (roughly equivalent to the remaining power obtained by subtracting the power consumed by terminal device 33 from the output power of transmitter 31). Device 60 may be, for example, a sensor. As shown in FIG. 5, device 60 may also be, for example, a display device. Each of at least one device 60 (three in this figure) shown in FIG. 5 includes resistor 60a, light-emitting diode 60b, transistor 60c, resistor 60d, and resistor 60e.
抵抗器60a、発光ダイオード60bおよびトランジスタ60cは、出力端子40pから出力される直流電力の正極側(出力端子40pの側)と負極側(グランド20gの側)との間において、正極側から上記の順に直列接続されている。抵抗器60dは、制御装置22aの出力ポートと、トランジスタ60cのベース端子との間に設けられている。抵抗器60eは、トランジスタ60cのベース端子とエミッタ端子との間に設けられている。 Resistor 60a, light-emitting diode 60b, and transistor 60c are connected in series, in this order from the positive side, between the positive side (the side of output terminal 40p) and the negative side (the side of ground 20g) of the DC power output from output terminal 40p. Resistor 60d is located between the output port of control device 22a and the base terminal of transistor 60c. Resistor 60e is located between the base terminal and emitter terminal of transistor 60c.
制御装置22aは、第二基板22に設けられている受信装置32および種々の機器60を制御することができる。制御装置22aは、電源回路40から供給される供給電力の状態を電源監視装置50aから取得することもできる。制御装置22aは、発光ダイオード60bを点灯させる機器60と接続されている出力ポートをローレベルからハイレベルにする。これにより、トランジスタ60cが開状態から閉状態に制御されて、発光ダイオード60bが発光する。よって、例えば、作業者は、発光ダイオード60bによる案内を視認することができる。 The control device 22a can control the receiving device 32 and various devices 60 provided on the second board 22. The control device 22a can also obtain the status of the power supply provided by the power supply circuit 40 from the power supply monitoring device 50a. The control device 22a changes the output port connected to the device 60 that lights up the light-emitting diode 60b from low to high. This controls the transistor 60c from an open state to a closed state, causing the light-emitting diode 60b to emit light. Therefore, for example, an operator can visually recognize guidance provided by the light-emitting diode 60b.
1-2.電力供給装置10の他の構成例
電力供給装置10は、種々の形態をとり得る。図面では、各形態について、共通する箇所に共通の符号番号が付されており、本明細書では、重複する説明が省略されている。例えば、送信装置31および受信装置32は、RS232Cの通信規格に準拠したシリアル通信を行うこともできる。RS232Cによる通信では、一ビットの信号に対して一本の信号線30sを用いる不平衡伝送が行われる。つまり、通信回路30において送信される信号は、シングルエンド信号である。
1-2. Other Configuration Examples of the Power Supply Device 10 The power supply device 10 can take various forms. In the drawings, common parts in each form are assigned common reference numerals, and duplicated explanations are omitted in this specification. For example, the transmitter 31 and receiver 32 can perform serial communication in accordance with the RS232C communication standard. In RS232C communication, unbalanced transmission is performed using one signal line 30s for one bit signal. In other words, the signal transmitted by the communication circuit 30 is a single-ended signal.
図6に示すように、本形態においても、電源回路40は、第一ダイオード41と、第二ダイオード42と、平滑コンデンサ43とを備える。但し、第一ダイオード41は、アノード41aが信号線30sに接続されている。第二ダイオード42は、アノード42aがグランド20g(グランド線30g)に接続されている。平滑コンデンサ43は、正極側が第一ダイオード41のカソード41kおよび第二ダイオード42のカソード42kの両方に接続され負極側がグランド20gに接続されている。グランド20gは、グランド線30gと同電位であり、図面では、下向きの三角形によって表されている。また、本形態では、終端装置33である抵抗器は、信号線30sとグランド20g(グランド線30g)との間に接続されている。 As shown in FIG. 6, in this embodiment, the power supply circuit 40 also includes a first diode 41, a second diode 42, and a smoothing capacitor 43. However, the anode 41a of the first diode 41 is connected to the signal line 30s. The anode 42a of the second diode 42 is connected to ground 20g (ground line 30g). The positive side of the smoothing capacitor 43 is connected to both the cathode 41k of the first diode 41 and the cathode 42k of the second diode 42, and the negative side is connected to ground 20g. Ground 20g is at the same potential as ground line 30g and is represented in the drawing by a downward-pointing triangle. In this embodiment, the resistor serving as the termination device 33 is connected between the signal line 30s and ground 20g (ground line 30g).
図7Aの実線の折れ線L6は、受信装置32の非反転入力端子(図6の+端子)の入力電圧の経時変化の一例を示している。同図の縦軸は、入力電圧を示し、横軸は、時間を示している。なお、受信装置32の反転入力端子(図6の-端子)は、グランド20g(グランド線30g)に接続されており、ゼロ電圧(ローレベル)である。 The solid broken line L6 in Figure 7A shows an example of the change over time in the input voltage of the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 6) of the receiving device 32. The vertical axis of the figure represents the input voltage, and the horizontal axis represents time. Note that the inverting input terminal (- terminal in Figure 6) of the receiving device 32 is connected to ground 20g (ground line 30g) and is at zero voltage (low level).
図7Aに示すように、受信装置32の非反転入力端子(図6の+端子)の入力電圧は、電圧V1と、-(マイナス)電圧V1とが交互に繰り返される。具体的には、入力電圧は、時刻T1から時刻T2までの時間、増加して、時刻T2から時刻T3までの時間、電圧V1である。入力電圧は、時刻T3から時刻T4までの時間、減少して、時刻T4から時刻T5までの時間、-(マイナス)電圧V1である。入力電圧は、時刻T5から時刻T8までの時間においても、同様に変化しており、時刻T8以降においても同様に変化する。 As shown in Figure 7A, the input voltage at the non-inverting input terminal (the + terminal in Figure 6) of the receiving device 32 alternates between voltage V1 and negative (negative) voltage V1. Specifically, the input voltage increases from time T1 to time T2, and remains at voltage V1 from time T2 to time T3. The input voltage decreases from time T3 to time T4, and remains at negative (negative) voltage V1 from time T4 to time T5. The input voltage changes similarly from time T5 to time T8, and continues to change similarly after time T8.
図7Bの実線の折れ線L7は、受信装置32の出力端子の出力電圧の経時変化の一例を示している。また、図7Cの実線の曲線L8は、電源回路40の出力端子40pの出力電圧の経時変化の一例を示している。さらに、図7Dの実線の曲線L9は、電源回路40の出力端子40pの出力電圧の経時変化の他の一例を示している。図7B~図7Dの縦軸は、いずれも出力電圧を示している。図7A~図7Dの横軸は、同じ時間帯の時間を示している。 The solid broken line L7 in Figure 7B shows an example of the change over time in the output voltage at the output terminal of the receiving device 32. Furthermore, the solid curve L8 in Figure 7C shows an example of the change over time in the output voltage at the output terminal 40p of the power supply circuit 40. Furthermore, the solid curve L9 in Figure 7D shows another example of the change over time in the output voltage at the output terminal 40p of the power supply circuit 40. The vertical axis in all Figures 7B to 7D shows the output voltage. The horizontal axis in Figures 7A to 7D shows the time during the same time period.
例えば、図7Aに示すように、時刻T2から時刻T3までの時間は、受信装置32の非反転入力端子(図6の+端子)の入力電圧は、電圧V1であり、受信装置32の反転入力端子(図6の-端子)の入力電圧は、ゼロ電圧(ローレベル)である。よって、図7Bに示すように、受信装置32の出力端子の出力電圧は、電圧V1(=電圧V1-ゼロ電圧)になる。 For example, as shown in Figure 7A, from time T2 to time T3, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 6) of receiving device 32 is voltage V1, and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 6) of receiving device 32 is zero voltage (low level). Therefore, as shown in Figure 7B, the output voltage at the output terminal of receiving device 32 is voltage V1 (= voltage V1 - zero voltage).
このとき、第一ダイオード41が接続されている信号線30sの電位は、第二ダイオード42が接続されているグランド20g(グランド線30g)の電位と比べて高い。よって、送信装置31、第一ダイオード41が接続されている信号線30sおよび第一ダイオード41を介して、送信装置31から平滑コンデンサ43に電流が流れ、平滑コンデンサ43が充電される。 At this time, the potential of the signal line 30s to which the first diode 41 is connected is higher than the potential of the ground 20g (ground line 30g) to which the second diode 42 is connected. Therefore, current flows from the transmitter 31 to the smoothing capacitor 43 via the transmitter 31, the signal line 30s to which the first diode 41 is connected, and the first diode 41, charging the smoothing capacitor 43.
逆に、図7Aに示すように、時刻T4から時刻T5までの時間は、受信装置32の非反転入力端子(図6の+端子)の入力電圧は、-(マイナス)電圧V1であり、受信装置32の反転入力端子(図6の-端子)の入力電圧は、ゼロ電圧(ローレベル)である。よって、図7Bに示すように、受信装置32の出力端子の出力電圧は、-(マイナス)電圧V1(=-電圧V1-ゼロ電圧)になる。 Conversely, as shown in Figure 7A, from time T4 to time T5, the input voltage to the non-inverting input terminal (+ terminal in Figure 6) of receiving device 32 is negative voltage V1, and the input voltage to the inverting input terminal (- terminal in Figure 6) of receiving device 32 is zero voltage (low level). Therefore, as shown in Figure 7B, the output voltage at the output terminal of receiving device 32 is negative voltage V1 (= negative voltage V1 - zero voltage).
このとき、第二ダイオード42が接続されているグランド20g(グランド線30g)の電位は、第一ダイオード41が接続されている信号線30sの電位と比べて高い。よって、送信装置31、第二ダイオード42が接続されているグランド20g(グランド線30g)および第二ダイオード42を介して、送信装置31から平滑コンデンサ43に電流が流れ、平滑コンデンサ43が充電される。 At this time, the potential of the ground 20g (ground line 30g) to which the second diode 42 is connected is higher than the potential of the signal line 30s to which the first diode 41 is connected. Therefore, current flows from the transmitter 31 to the smoothing capacitor 43 via the transmitter 31, the ground 20g (ground line 30g) to which the second diode 42 is connected, and the second diode 42, charging the smoothing capacitor 43.
他の時間帯についても同様であり、時刻T2から時刻T3までの時間について上述されている現象、および、時刻T4から時刻T5までの時間について上述されている現象が順に繰り返される。その結果、図7Cの曲線L8に示すように、電源回路40は、概ね一定の電圧V2の直流電力を出力端子40pから出力することができる。出力端子40pは、平滑コンデンサ43の正極側に接続されている。 The same applies to other time periods, and the phenomenon described above for the period from time T2 to time T3 and the phenomenon described above for the period from time T4 to time T5 are repeated in sequence. As a result, as shown by curve L8 in Figure 7C, the power supply circuit 40 can output DC power of a generally constant voltage V2 from the output terminal 40p. The output terminal 40p is connected to the positive side of the smoothing capacitor 43.
このように、通信回路30において送信される信号がシングルエンド信号の場合も、差動信号の場合と同様にして、電源回路40は、供給電力を生成することができる。また、通信回路30において送信される信号がシングルエンド信号の場合も、差動信号の場合と同様にして、電源回路40は、交流の残存電力を直流電力に変換して供給電力を生成することができる。 In this way, even when the signal transmitted by the communication circuit 30 is a single-ended signal, the power supply circuit 40 can generate supply power in the same way as when it is a differential signal. Also, even when the signal transmitted by the communication circuit 30 is a single-ended signal, the power supply circuit 40 can convert remaining AC power into DC power to generate supply power in the same way as when it is a differential signal.
なお、図7Dの曲線L9に示すように、差動信号の場合と同様に、出力端子40pから出力される直流電力が電圧V2に対して低下する現象がみられる場合がある。よって、平滑コンデンサ43は、直流電力に含まれるリプルが所定範囲に収まるように静電容量が設定されていると良い。また、電力供給装置10は、直流電力に含まれるリプルが所定範囲に収まるように送信装置31から送信する信号の最大電圧を設定することもできる。 As shown by curve L9 in Figure 7D, as with differential signals, a phenomenon may occur in which the DC power output from output terminal 40p drops relative to voltage V2. Therefore, it is preferable that the capacitance of smoothing capacitor 43 be set so that the ripple contained in the DC power falls within a specified range. Furthermore, power supply device 10 can also set the maximum voltage of the signal transmitted from transmitter 31 so that the ripple contained in the DC power falls within a specified range.
さらに、送信装置31は、電源回路40の定格出力電圧に電源回路40による電圧降下分を加算した電圧よりも高電圧の信号を出力することができる。図6に示す電源回路40においても、電源回路40による電圧降下分は、第一ダイオード41または第二ダイオード42の順方向電圧に相当する。このように、図3に示す電力供給装置10について既述されていることは、図6に示す電力供給装置10についても同様に言える。 Furthermore, the transmitting device 31 can output a signal with a voltage higher than the rated output voltage of the power supply circuit 40 plus the voltage drop caused by the power supply circuit 40. In the power supply circuit 40 shown in FIG. 6, the voltage drop caused by the power supply circuit 40 also corresponds to the forward voltage of the first diode 41 or the second diode 42. Thus, what has already been said about the power supply device 10 shown in FIG. 3 also applies to the power supply device 10 shown in FIG. 6.
但し、通信回路30において送信される信号がシングルエンド信号の場合、差動信号の場合と比べて、コモンモードノイズによる影響を受け易くなる。よって、電力供給装置10は、必要に応じて、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)をツイストペアケーブルにすることができる。また、電力供給装置10は、必要に応じて、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)をシールドケーブルにすることができる。さらに、電力供給装置10は、必要に応じて、通信回路30にチョークコイルなどの公知のノイズ対策機器を備えることができる。 However, when the signal transmitted in the communication circuit 30 is a single-ended signal, it is more susceptible to the effects of common-mode noise than a differential signal. Therefore, the power supply device 10 can use twisted pair cables for the communication cables (signal line 30s and ground line 30g) as needed. Furthermore, the power supply device 10 can use shielded cables for the communication cables (signal line 30s and ground line 30g) as needed. Furthermore, the power supply device 10 can include known noise suppression devices such as choke coils in the communication circuit 30 as needed.
既述した通信回路30は、第一基板21に設けられる送信装置31から第二基板22に設けられる受信装置32に信号を送信する単方向の回路である。しかしながら、図8に示すように、通信回路30は、第二基板22に設けられる送信装置31から第一基板21に設けられる受信装置32に信号を送信する回路をさらに備えることもできる。この場合、通信回路30は、異なる信号線30sを用いて、第一基板21と第二基板22との間で全二重通信を行うことができる。なお、図8に示す通信回路30は、図3に示す通信回路30において上記の回路が追加されているが、図6に示す通信回路30において上記の回路を追加することもできる。 The communication circuit 30 described above is a unidirectional circuit that transmits signals from a transmitter 31 provided on the first board 21 to a receiver 32 provided on the second board 22. However, as shown in FIG. 8, the communication circuit 30 may further include a circuit that transmits signals from the transmitter 31 provided on the second board 22 to the receiver 32 provided on the first board 21. In this case, the communication circuit 30 can perform full-duplex communication between the first board 21 and the second board 22 using different signal lines 30s. Note that while the communication circuit 30 shown in FIG. 8 is the communication circuit 30 shown in FIG. 3 with the above circuit added, the communication circuit 30 shown in FIG. 6 may also be configured with the above circuit added.
また、図9に示すように、通信回路30は、第二基板22に設けられる送信装置31と第一基板21に設けられる受信装置32をさらに備えることもできる。この場合、通信回路30は、同一の信号線30sを用いて、第一基板21と第二基板22との間で半二重通信を行うことができる。 Furthermore, as shown in FIG. 9, the communication circuit 30 may further include a transmitter 31 provided on the second board 22 and a receiver 32 provided on the first board 21. In this case, the communication circuit 30 can perform half-duplex communication between the first board 21 and the second board 22 using the same signal line 30s.
具体的には、第一基板21に設けられる送信装置31から第二基板22に設けられる受信装置32に信号を送信する場合、第一基板21に設けられる制御装置21aは、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)を送信装置31の側に接続する。第二基板22に設けられる制御装置22aは、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)を受信装置32の側に接続する。このとき、第一基板21に設けられる受信装置32および第二基板22に設けられる送信装置31は、回路から切り離される。 Specifically, when transmitting a signal from the transmitter 31 provided on the first board 21 to the receiver 32 provided on the second board 22, the control device 21a provided on the first board 21 connects the communication cable (signal line 30s and ground line 30g) to the transmitter 31 side. The control device 22a provided on the second board 22 connects the communication cable (signal line 30s and ground line 30g) to the receiver 32 side. At this time, the receiver 32 provided on the first board 21 and the transmitter 31 provided on the second board 22 are disconnected from the circuit.
逆に、第二基板22に設けられる送信装置31から第一基板21に設けられる受信装置32に信号を送信する場合、第一基板21に設けられる制御装置21aは、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)を受信装置32の側に接続する。第二基板22に設けられる制御装置22aは、通信ケーブル(信号線30sおよびグランド線30g)を送信装置31の側に接続する。このとき、第一基板21に設けられる送信装置31および第二基板22に設けられる受信装置32は、回路から切り離される。 Conversely, when transmitting a signal from the transmitter 31 provided on the second board 22 to the receiver 32 provided on the first board 21, the control device 21a provided on the first board 21 connects the communication cable (signal line 30s and ground line 30g) to the receiver 32 side. The control device 22a provided on the second board 22 connects the communication cable (signal line 30s and ground line 30g) to the transmitter 31 side. At this time, the transmitter 31 provided on the first board 21 and the receiver 32 provided on the second board 22 are disconnected from the circuit.
また、第二基板22に設けられる送信装置31から第一基板21に設けられる受信装置32への信号の送信は、電源回路40が供給電力を供給可能な間に行うことができる。そのため、例えば、第二基板22に設けられる送信装置31から第一基板21に設けられる受信装置32に送信する信号は、第一基板21に設けられる送信装置31から第二基板22に設けられる受信装置32に送信された信号に対する応答などが想定される。なお、図9に示す通信回路30は、図3に示す通信回路30において送信装置31および受信装置32が追加されているが、図6に示す通信回路30において送信装置31および受信装置32を追加することもできる。 Furthermore, signal transmission from the transmitter 31 provided on the second board 22 to the receiver 32 provided on the first board 21 can be performed while the power supply circuit 40 is able to supply power. Therefore, for example, the signal transmitted from the transmitter 31 provided on the second board 22 to the receiver 32 provided on the first board 21 is expected to be a response to a signal transmitted from the transmitter 31 provided on the first board 21 to the receiver 32 provided on the second board 22. Note that while the communication circuit 30 shown in FIG. 9 adds a transmitter 31 and a receiver 32 to the communication circuit 30 shown in FIG. 3, it is also possible to add a transmitter 31 and a receiver 32 to the communication circuit 30 shown in FIG. 6.
1-3.対基板作業ラインWL0の構成例
対基板作業ラインWL0では、対基板作業機WM0が基板90に所定の対基板作業を行う。対基板作業ラインWL0を構成する対基板作業機WM0の種類および数は、限定されない。図10に示すように、実施形態の対基板作業ラインWL0は、印刷機WM1、印刷検査機WM2、部品装着機WM3、リフロー炉WM4および外観検査機WM5の複数の対基板作業機WM0を備えており、基板90は、基板搬送装置によって、上記の順に搬送される。
1-3. Configuration Example of Substrate-Related Work Line WL0 In the substrate-related work line WL0, substrate-related work machines WM0 perform predetermined substrate-related work on substrates 90. There are no limitations on the type or number of substrate-related work machines WM0 that make up the substrate-related work line WL0. As shown in Figure 10, the substrate-related work line WL0 of this embodiment is equipped with multiple substrate-related work machines WM0, including a printer WM1, a print inspection machine WM2, a component placement machine WM3, a reflow oven WM4, and a visual inspection machine WM5, and the substrates 90 are transported in the above order by a board transport device.
印刷機WM1は、基板90の複数の部品91の装着位置に、はんだを印刷する。印刷検査機WM2は、印刷機WM1によって印刷されたはんだの印刷状態を検査する。図11に示すように、部品装着機WM3は、印刷機WM1によってはんだが印刷された基板90に複数の部品91を装着する。部品装着機WM3は、一つであっても良く、複数であっても良い。部品装着機WM3が複数設けられる場合は、複数の部品装着機WM3が分担して、複数の部品91を装着することができる。 The printer WM1 prints solder at the mounting positions of multiple components 91 on the board 90. The print inspection machine WM2 inspects the printing condition of the solder printed by the printer WM1. As shown in FIG. 11, the component mounting machine WM3 mounts multiple components 91 on the board 90 on which solder has been printed by the printer WM1. There may be one or more component mounting machines WM3. When multiple component mounting machines WM3 are installed, the multiple component mounting machines WM3 can share the mounting work of multiple components 91.
リフロー炉WM4は、部品装着機WM3によって複数の部品91が装着された基板90を加熱し、はんだを溶融させて、はんだ付けを行う。外観検査機WM5は、部品装着機WM3によって装着された複数の部品91の装着状態などを検査する。このように、対基板作業ラインWL0は、複数の対基板作業機WM0を用いて、基板90を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品900を生産することができる。なお、対基板作業ラインWL0は、例えば、機能検査機、バッファ装置、基板供給装置、基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などの対基板作業機WM0を必要に応じて備えることもできる。 The reflow furnace WM4 heats the board 90 on which multiple components 91 have been mounted by the component mounting machine WM3, melting the solder and performing soldering. The visual inspection machine WM5 inspects the mounting state of the multiple components 91 mounted by the component mounting machine WM3. In this way, the board-related work line WL0 uses multiple board-related work machines WM0 to transport boards 90 in sequence and perform production processes including inspection processes to produce board products 900. The board-related work line WL0 can also be equipped with board-related work machines WM0 such as functional inspection machines, buffer devices, board supply devices, board inversion devices, shield mounting devices, adhesive application devices, and ultraviolet irradiation devices as needed.
対基板作業ラインWL0を構成する複数の対基板作業機WM0およびライン管理装置LC0は、通信部によって通信可能に接続されている。また、ライン管理装置LC0および管理装置HC0は、通信部によって通信可能に接続されている。通信部は、有線または無線によって、これらを通信可能に接続することができ、通信方法は、種々の方法をとり得る。 The multiple substrate-related operation machines WM0 and line management device LC0 that make up the substrate-related operation line WL0 are communicatively connected by a communication unit. Furthermore, the line management device LC0 and management device HC0 are communicatively connected by a communication unit. The communication unit can communicatively connect these devices via wired or wireless means, and various communication methods are possible.
実施形態では、複数の対基板作業機WM0、ライン管理装置LC0および管理装置HC0によって、構内情報通信網(LAN:Local Area Network)が構成されている。よって、複数の対基板作業機WM0は、通信部を介して、互いに通信することができる。また、複数の対基板作業機WM0は、通信部を介して、ライン管理装置LC0と通信することができる。さらに、ライン管理装置LC0および管理装置HC0は、通信部を介して、互いに通信することができる。 In this embodiment, a local area network (LAN) is configured by multiple substrate-related operation machines WM0, line management device LC0, and management device HC0. Therefore, the multiple substrate-related operation machines WM0 can communicate with each other via the communication unit. Furthermore, the multiple substrate-related operation machines WM0 can communicate with the line management device LC0 via the communication unit. Furthermore, the line management device LC0 and management device HC0 can communicate with each other via the communication unit.
ライン管理装置LC0は、対基板作業ラインWL0を構成する複数の対基板作業機WM0の制御を行い、対基板作業ラインWL0の動作状況を監視する。ライン管理装置LC0には、複数の対基板作業機WM0を制御する種々の制御データが記憶されている。ライン管理装置LC0は、複数の対基板作業機WM0の各々に制御データを送信する。また、複数の対基板作業機WM0の各々は、ライン管理装置LC0に動作状況および生産状況を送信する。 The line management device LC0 controls the multiple substrate-related performing machines WM0 that make up the substrate-related performing line WL0 and monitors the operating status of the substrate-related performing line WL0. The line management device LC0 stores various control data for controlling the multiple substrate-related performing machines WM0. The line management device LC0 transmits control data to each of the multiple substrate-related performing machines WM0. In addition, each of the multiple substrate-related performing machines WM0 transmits its operating status and production status to the line management device LC0.
管理装置HC0は、少なくとも一つのライン管理装置LC0を管理する。例えば、ライン管理装置LC0によって取得された対基板作業機WM0の動作状況および生産状況は、必要に応じて、管理装置HC0に送信される。管理装置HC0には、記憶装置が設けられている。記憶装置は、対基板作業機WM0が取得した種々の取得データを記憶することができる。例えば、対基板作業機WM0によって撮像された種々の画像データは、取得データに含まれる。対基板作業機WM0によって取得された稼働状況の記録(ログデータ)は、取得データに含まれる。また、記憶装置は、基板製品900の生産に関する種々の生産情報を記憶することができる。 The management device HC0 manages at least one line management device LC0. For example, the operating status and production status of the substrate-related performing machine WM0 acquired by the line management device LC0 are transmitted to the management device HC0 as necessary. The management device HC0 is provided with a storage device. The storage device can store various acquired data acquired by the substrate-related performing machine WM0. For example, various image data captured by the substrate-related performing machine WM0 is included in the acquired data. Records of the operating status (log data) acquired by the substrate-related performing machine WM0 are also included in the acquired data. The storage device can also store various production information related to the production of the board products 900.
1-4.部品装着機WM3の構成例
部品装着機WM3は、基板90に複数の部品91を装着する。図11に示すように、部品装着機WM3は、基板搬送装置811、部品供給装置812、部品移載装置813、部品カメラ814、基板カメラ815および制御装置816を備えている。
1-4. Example of configuration of component mounting machine WM3 The component mounting machine WM3 mounts a plurality of components 91 on a board 90. As shown in Fig. 11 , the component mounting machine WM3 includes a board transport device 811, a component supply device 812, a component transfer device 813, a component camera 814, a board camera 815, and a control device 816.
基板搬送装置811は、例えば、ベルトコンベアなどによって構成され、基板90を搬送方向(X軸方向)に搬送する。基板90は、回路基板であり、電子回路、電気回路、磁気回路などが形成される。基板搬送装置811は、部品装着機WM3の機内に基板90を搬入し、機内の所定位置に基板90を位置決めする。基板搬送装置811は、部品装着機WM3による複数の部品91の装着処理が終了した後に、基板90を部品装着機WM3の機外に搬出する。 The board transport device 811 is configured, for example, by a belt conveyor, and transports the board 90 in the transport direction (X-axis direction). The board 90 is a circuit board on which electronic circuits, electrical circuits, magnetic circuits, etc. are formed. The board transport device 811 transports the board 90 into the component mounting machine WM3 and positions the board 90 at a predetermined position within the machine. After the component mounting machine WM3 has completed the mounting process of multiple components 91, the board transport device 811 transports the board 90 out of the component mounting machine WM3.
部品供給装置812は、基板90に装着される複数の部品91を供給する。部品供給装置812は、基板90の搬送方向(X軸方向)に沿って設けられる複数のフィーダ812aを備えている。複数のフィーダ812aの各々には、リールが装備されている。リールには、複数の部品91が収納されているキャリアテープが巻回されている。フィーダ812aは、キャリアテープをピッチ送りさせて、フィーダ812aの先端側に位置する供給位置において部品91を採取可能に供給する。また、部品供給装置812は、チップ部品などと比べて比較的大型の電子部品(例えば、リード部品など)を、トレイ上に配置した状態で供給することもできる。 The component supply device 812 supplies multiple components 91 to be mounted on the board 90. The component supply device 812 has multiple feeders 812a arranged along the transport direction (X-axis direction) of the board 90. Each of the multiple feeders 812a is equipped with a reel. A carrier tape containing multiple components 91 is wound around the reel. The feeder 812a feeds the carrier tape at a pitch to supply the components 91 so that they can be picked up at a supply position located at the tip of the feeder 812a. The component supply device 812 can also supply electronic components (e.g., lead components) that are relatively large compared to chip components, arranged on a tray.
部品移載装置813は、ヘッド駆動装置813aおよび移動台813bを備えている。ヘッド駆動装置813aは、直動機構によって移動台813bを、X軸方向およびY軸方向(水平面においてX軸方向と直交する方向)に移動可能に構成されている。移動台813bには、クランプ部材によって装着ヘッド820が着脱可能(交換可能)に設けられている。装着ヘッド820は、少なくとも一つの保持部材830を用いて、部品供給装置812によって供給される部品91を採取し保持して、基板搬送装置811によって位置決めされた基板90に部品91を装着する。保持部材830は、例えば、吸着ノズル、チャックなどを用いることができる。 The component transfer device 813 is equipped with a head driver 813a and a movable stage 813b. The head driver 813a is configured to move the movable stage 813b in the X-axis direction and the Y-axis direction (directions perpendicular to the X-axis direction in a horizontal plane) using a linear motion mechanism. A mounting head 820 is detachably (replaceably) attached to the movable stage 813b using a clamping member. The mounting head 820 uses at least one holding member 830 to pick up and hold components 91 supplied by the component supply device 812, and mounts the components 91 on the board 90 positioned by the board transport device 811. The holding member 830 can be, for example, a suction nozzle, a chuck, or the like.
部品カメラ814および基板カメラ815は、公知の撮像装置を用いることができる。部品カメラ814は、光軸が鉛直方向(X軸方向およびY軸方向と直交するZ軸方向)の上向きになるように、部品装着機WM3の基台に固定されている。部品カメラ814は、保持部材830に保持されている部品91などを下方から撮像することができる。基板カメラ815は、光軸が鉛直方向(Z軸方向)の下向きになるように、部品移載装置813の移動台813bに設けられている。基板カメラ815は、基板90などを上方から撮像することができる。部品カメラ814および基板カメラ815は、制御装置816から送出される制御信号に基づいて撮像を行う。部品カメラ814および基板カメラ815によって撮像された撮像画像の画像データは、制御装置816に送信される。 The component camera 814 and the board camera 815 may be publicly known imaging devices. The component camera 814 is fixed to the base of the component mounting machine WM3 so that its optical axis faces upward in the vertical direction (the Z-axis direction, which is perpendicular to the X-axis and Y-axis directions). The component camera 814 can capture images of components 91 and other components held by the holding member 830 from below. The board camera 815 is mounted on the movable stage 813b of the component transfer device 813 so that its optical axis faces downward in the vertical direction (the Z-axis direction). The board camera 815 can capture images of boards 90 and other components from above. The component camera 814 and the board camera 815 capture images based on control signals sent from the control device 816. Image data of the images captured by the component camera 814 and the board camera 815 is sent to the control device 816.
制御装置816は、公知の演算装置および記憶装置を備えており、制御回路が構成されている。制御装置816には、部品装着機WM3に設けられる各種センサから出力される情報、画像データなどが入力される。制御装置816は、制御プログラムおよび予め設定されている所定の装着条件などに基づいて、各装置に対して制御信号を送出する。 The control device 816 is equipped with a known arithmetic unit and memory device, and is configured as a control circuit. Information output from various sensors provided in the component mounting machine WM3, image data, etc. are input to the control device 816. The control device 816 sends control signals to each device based on the control program and predetermined mounting conditions, etc.
例えば、制御装置816は、基板搬送装置811によって位置決めされた基板90を基板カメラ815に撮像させる。制御装置816は、基板カメラ815によって撮像された画像を画像処理して、基板90の位置決め状態を認識する。また、制御装置816は、部品供給装置812によって供給された部品91を保持部材830に採取させ保持させて、保持部材830に保持されている部品91を部品カメラ814に撮像させる。制御装置816は、部品カメラ814によって撮像された画像を画像処理して、部品91の姿勢を認識する。 For example, the control device 816 causes the board camera 815 to capture an image of the board 90 positioned by the board transport device 811. The control device 816 processes the image captured by the board camera 815 to recognize the positioning status of the board 90. The control device 816 also causes the holding member 830 to pick up and hold the component 91 supplied by the component supply device 812, and causes the component camera 814 to capture an image of the component 91 held by the holding member 830. The control device 816 processes the image captured by the component camera 814 to recognize the posture of the component 91.
制御装置816は、制御プログラムなどによって予め設定される装着予定位置の上方に向かって、保持部材830を移動させる。また、制御装置816は、基板90の位置決め状態、部品91の姿勢などに基づいて、装着予定位置を補正して、実際に部品91を装着する装着位置を設定する。装着予定位置および装着位置は、位置(X軸座標およびY軸座標)の他に回転角度を含む。 The control device 816 moves the holding member 830 above the intended placement position, which is set in advance by a control program or the like. The control device 816 also corrects the intended placement position based on the positioning state of the board 90, the orientation of the component 91, and the like, and sets the placement position where the component 91 will actually be placed. The intended placement position and placement position include a rotation angle in addition to the position (X-axis coordinate and Y-axis coordinate).
制御装置816は、装着位置に合わせて、保持部材830の目標位置(X軸座標およびY軸座標)および回転角度を補正する。制御装置816は、補正された目標位置において補正された回転角度で保持部材830を下降させて、基板90に部品91を装着する。制御装置816は、上記のピックアンドプレースサイクルを繰り返すことによって、基板90に複数の部品91を装着する装着処理を実行する。 The control device 816 corrects the target position (X-axis coordinate and Y-axis coordinate) and rotation angle of the holding member 830 to match the placement position. The control device 816 lowers the holding member 830 at the corrected rotation angle in the corrected target position, and places the component 91 on the board 90. The control device 816 repeats the above pick-and-place cycle to perform the placement process of placing multiple components 91 on the board 90.
1-5.表示装置70の構成例
既述したように、機器60は、電源回路40による供給電力(送信装置31の出力電力から終端装置33によって消費される消費電力を減じた残存電力に概ね相当)よりも消費電力が少なければ良く、限定されない。例えば、機器60には、基板90に所定の対基板作業を行う対基板作業機WM0に装備されているデバイスDD0に関する情報を表示する表示装置70が含まれる。表示装置70は、デバイスDD0に関する情報を表示することができれば良く、種々の形態をとり得る。
1-5. Configuration Example of Display Device 70 As described above, device 60 is not limited as long as it consumes less power than the power supplied by power supply circuit 40 (roughly equivalent to the remaining power obtained by subtracting the power consumed by termination device 33 from the output power of transmission device 31). For example, device 60 includes display device 70 that displays information about device DD0 that is equipped on substrate-related operation machine WM0 that performs a predetermined substrate-related operation on board 90. Display device 70 may take various forms as long as it can display information about device DD0.
例えば、対基板作業機WM0が部品装着機WM3の場合、デバイスDD0には、フィーダ812aが含まれる。フィーダ812aは、部品供給装置812の複数のスロットのうちの一のスロットに装備される。図12に示すように、表示装置70は、対基板作業機WM0(部品装着機WM3)において、作業者が視認し易い位置(例えば、前面)に配置されている。また、図13に示すように、表示装置70は、複数のスロットの対応する位置に、個別表示部71を備えている。個別表示部71は、スロットの数に合わせて複数設けられている。 For example, if the substrate-related operation operation machine WM0 is component mounting machine WM3, device DD0 includes feeder 812a. Feeder 812a is installed in one of the multiple slots of component supply device 812. As shown in FIG. 12, display device 70 is located in a position (e.g., the front) on substrate-related operation operation machine WM0 (component mounting machine WM3) that is easily visible to the operator. Also, as shown in FIG. 13, display device 70 has individual display units 71 at positions corresponding to the multiple slots. A plurality of individual display units 71 are provided, one for each slot.
複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態を表示することができる。なお、複数の個別表示部71の各々の近傍には、複数のスロットを識別するスロット番号を表す数字などが付されている。個別表示部71が表示するフィーダ812aの状態は、限定されないが、例えば、正常状態、異常状態、警告状態などを含む。正常状態は、フィーダ812aが適正にスロットに装備されており、且つ、動作可能であることを示す状態である。 Each of the multiple individual display units 71 can display the status of the feeder 812a installed in the slot. Note that numbers or the like indicating slot numbers that identify the multiple slots are displayed near each of the multiple individual display units 71. The status of the feeder 812a displayed by the individual display unit 71 includes, but is not limited to, normal status, abnormal status, warning status, etc. The normal status indicates that the feeder 812a is properly installed in the slot and is operable.
異常状態には、フィーダ812aが適正にスロットに装備されているが、部品切れ、部品供給不良、採取ミス、画像処理エラー、通信エラーなどの異常が生じていることを示す状態を含む。また、異常状態には、フィーダ812aが適正にスロットに装備されていないことを示す状態を含む。警告状態は、フィーダ812aが適正にスロットに装備されているが、例えば、フィーダ812aと制御装置816との間で通信中であり、作業者にフィーダ812aの取り外しを警告する状態を含む。 An abnormal state includes a state in which the feeder 812a is properly installed in the slot, but an abnormality such as a component shortage, component supply failure, collection error, image processing error, or communication error has occurred. An abnormal state also includes a state in which the feeder 812a is not properly installed in the slot. A warning state includes a state in which the feeder 812a is properly installed in the slot, but communication is ongoing between the feeder 812a and the control device 816, for example, and the operator is warned to remove the feeder 812a.
複数の個別表示部71の各々は、複数種類(例えば、赤色、緑色および黄色の三種類)の光源を備えている。光源は、例えば、既述した図5に示す発光ダイオード60bなどを用いることができる。複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態に応じて光源を点灯させる。 Each of the multiple individual display units 71 is equipped with multiple types of light sources (for example, three types: red, green, and yellow). The light sources may be, for example, the light-emitting diodes 60b shown in Figure 5, as described above. Each of the multiple individual display units 71 lights up its light source depending on the status of the feeder 812a installed in the slot.
例えば、複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態が正常状態のときに、緑色の発光ダイオード60bを点灯させる。複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態が異常状態のときに、赤色の発光ダイオード60bを点灯させる。複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態が警告状態のときに、黄色の発光ダイオード60bを点灯させる。このように、複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態を、単色の発光ダイオード60bの発光によって表すことができる。また、複数の個別表示部71の各々は、スロットに装備されているフィーダ812aの状態を、複数色の発光ダイオード60bの発光によって表すこともできる。 For example, each of the multiple individual display units 71 lights up a green light-emitting diode 60b when the feeder 812a installed in the slot is in a normal state. Each of the multiple individual display units 71 lights up a red light-emitting diode 60b when the feeder 812a installed in the slot is in an abnormal state. Each of the multiple individual display units 71 lights up a yellow light-emitting diode 60b when the feeder 812a installed in the slot is in a warning state. In this way, each of the multiple individual display units 71 can indicate the state of the feeder 812a installed in the slot by emitting light from a single color light-emitting diode 60b. Furthermore, each of the multiple individual display units 71 can also indicate the state of the feeder 812a installed in the slot by emitting light from multiple color light-emitting diodes 60b.
2.実施形態の効果の一例
電力供給装置10によれば、電源回路40を備えるので、受信装置32を含む第二基板22に設けられる機器60に電力を供給することができる。よって、電力供給装置10は、第二基板22に駆動電力を供給する電源線20pを省略することができる。
2. Example of Advantages of the Embodiment The power supply device 10 includes the power supply circuit 40, and therefore can supply power to the device 60 provided on the second board 22, including the receiving device 32. Therefore, the power supply device 10 can omit the power line 20p that supplies drive power to the second board 22.
10:電力供給装置、20:電源、20g:グランド、21:第一基板、
22:第二基板、30:通信回路、30s:信号線、31:送信装置、32:受信装置、
33:終端装置、40:電源回路、41:第一ダイオード、41a:アノード、
41k:カソード、42:第二ダイオード、42a:アノード、42k:カソード、
43:平滑コンデンサ、51:電流制限装置、52:過負荷保護装置、
53:過負荷案内装置、60:機器、70:表示装置、90:基板、DD0:デバイス、
WM0:対基板作業機。
10: power supply device, 20: power supply, 20g: ground, 21: first substrate,
22: second board, 30: communication circuit, 30s: signal line, 31: transmitting device, 32: receiving device,
33: Termination device, 40: Power supply circuit, 41: First diode, 41a: Anode,
41k: cathode, 42: second diode, 42a: anode, 42k: cathode,
43: smoothing capacitor, 51: current limiting device, 52: overload protection device,
53: Overload guide device, 60: Equipment, 70: Display device, 90: Board, DD0: Device,
WM0: Substrate work machine.
Claims (12)
前記通信回路の前記信号線に並列接続される回路であって、前記送信装置が送信する前記信号の出力電力から前記終端装置によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて前記受信装置を含む前記第二基板に設けられる機器に供給する供給電力を前記信号の前記残存電力から変換して生成する電源回路と、
を具備する電力供給装置。 a communication circuit including a transmitter provided on a first board to which drive power is supplied from a power supply, a receiver provided on a second board not to which drive power is supplied from the power supply, and a termination device, the communication circuit transmitting a signal from the transmitter to the receiver via a signal line;
a power supply circuit that is connected in parallel to the signal line of the communication circuit and converts the remaining power of the signal to generate supply power to be supplied to devices provided on the second board including the receiving device based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device from the output power of the signal transmitted by the transmitting device ; and
A power supply device comprising:
前記通信回路の前記信号線に並列接続される回路であって、前記送信装置の出力電力から前記終端装置によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて前記受信装置を含む前記第二基板に設けられる機器に供給する供給電力を生成する電源回路と、
を具備し、
前記送信装置は、前記電源回路の定格出力電圧に前記電源回路による電圧降下分を加算した電圧よりも高電圧の信号を出力する電力供給装置。 a communication circuit including a transmitter provided on a first board to which drive power is supplied from a power supply, a receiver provided on a second board not to which drive power is supplied from the power supply, and a termination device, the communication circuit transmitting a signal from the transmitter to the receiver via a signal line;
a power supply circuit connected in parallel to the signal line of the communication circuit, the power supply circuit generating power to be supplied to devices provided on the second board including the receiving device based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device from the output power of the transmitting device;
Equipped with
The transmitter is a power supply device that outputs a signal with a voltage higher than the rated output voltage of the power supply circuit plus a voltage drop caused by the power supply circuit.
前記通信回路の前記信号線に並列接続される回路であって、前記送信装置の出力電力から前記終端装置によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて前記受信装置を含む前記第二基板に設けられる機器に供給する供給電力を生成する電源回路と、
前記電源回路の出力電圧が許容値未満になったときに、過負荷を案内する過負荷案内装置と、
を備える電力供給装置。 a communication circuit including a transmitter provided on a first board to which drive power is supplied from a power supply, a receiver provided on a second board not to which drive power is supplied from the power supply, and a termination device, the communication circuit transmitting a signal from the transmitter to the receiver via a signal line;
a power supply circuit connected in parallel to the signal line of the communication circuit, the power supply circuit generating power to be supplied to devices provided on the second board including the receiving device based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device from the output power of the transmitting device;
an overload guidance device that provides overload guidance when the output voltage of the power supply circuit falls below an allowable value ;
A power supply device comprising :
前記通信回路の前記信号線に並列接続される回路であって、前記送信装置の出力電力から前記終端装置によって消費される消費電力を減じた残存電力に基づいて前記受信装置を含む前記第二基板に設けられる機器に供給する供給電力を生成する電源回路と、
を具備し、
前記機器には、基板に所定の対基板作業を行う対基板作業機に装備されているデバイスに関する情報を表示する表示装置が含まれる電力供給装置。 a communication circuit including a transmitter provided on a first board to which drive power is supplied from a power supply, a receiver provided on a second board not to which drive power is supplied from the power supply, and a termination device, the communication circuit transmitting a signal from the transmitter to the receiver via a signal line;
a power supply circuit connected in parallel to the signal line of the communication circuit, the power supply circuit generating power to be supplied to devices provided on the second board including the receiving device based on the remaining power obtained by subtracting the power consumed by the terminating device from the output power of the transmitting device;
Equipped with
The power supply device includes a display device that displays information about a device installed in a substrate-related operation machine that performs a predetermined substrate-related operation on a substrate.
前記電源回路は、
アノードが前記差動信号の一の前記信号線に接続されている第一ダイオードと、
アノードが前記差動信号の他の一の前記信号線に接続されている第二ダイオードと、
正極側が前記第一ダイオードのカソードおよび前記第二ダイオードのカソードの両方に接続され負極側がグランドに接続されている平滑コンデンサと、
を備える請求項5に記載の電力供給装置。 the signal transmitted in the communication circuit is a differential signal,
The power supply circuit includes:
a first diode having an anode connected to one of the signal lines of the differential signals;
a second diode having an anode connected to the other signal line of the differential signal;
a smoothing capacitor having a positive electrode connected to both the cathode of the first diode and the cathode of the second diode and a negative electrode connected to ground;
The power supply device according to claim 5 , comprising:
前記電源回路は、
アノードが前記信号線に接続されている第一ダイオードと、
アノードがグランドに接続されている第二ダイオードと、
正極側が前記第一ダイオードのカソードおよび前記第二ダイオードのカソードの両方に接続され負極側が前記グランドに接続されている平滑コンデンサと、
を備える請求項5に記載の電力供給装置。 the signal transmitted in the communication circuit is a single-ended signal;
The power supply circuit includes:
a first diode having an anode connected to the signal line;
a second diode having an anode connected to ground;
a smoothing capacitor having a positive electrode connected to both the cathode of the first diode and the cathode of the second diode and a negative electrode connected to the ground;
The power supply device according to claim 5 , comprising:
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