JP7016005B2 - スイッチングａｃ／ｄｃ電源供給システム - Google Patents

Description

本発明はＡＣ／ＤＣ電源供給システムに関し、特に10MHzタイムベースを有するスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムに関する。

従来のＡＣ／ＤＣ電源供給器は、その作業原理及び設計構造の違いによって、リニアＡＣ／ＤＣ電源供給器（Linear AC/DC Power Supply）とスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給器（Switching AC/DC Power Supply）に分けられる。
リニアＡＣ／ＤＣ電源供給器の基本構造には、第一象限を直流とし、第一象限と第四象限を交流とするリニアアンプ及びバイポーラ直流電源供給器がある。仮に双方向直流であるならば、第一象限及び第二象限とする。リニアアンプは一般にはA、B、AB級等があり、パワーデバイスの線形領域を使う。
また、スイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給器の基本動作がおこなわれる象限はリニアＡＣ／ＤＣ電源供給器と同じであるが、アンプはD級を主流とし、D級アンプをスイッチング動作モードとすることで高効率の優位性を保つ。並びに、ワイドバンドギャップ（WBG）の進展と、SiCパワーデバイス及びGaNパワーデバイスの普及に伴い、スイッチ動作はさらに完全なものになりつつある。
リニアアンプとスイッチアンプの最も大きな相違は、前者はパワーデバイスの線形領域を使い、後者は単純なスイッチ動作という点にある。リニアアンプがスイッチ操作に関わらないため、複数セット或いは複数台であるスイッチングアンプとはまったく異なるものとなる。

スイッチアンプはスイッチ操作であり、必ず周波数に関わり、またパワーデバイスがスイッチ周波数の高低を決定するので、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）のスイッチ周波数は大部分が20KHz以下、MOSFET（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）のスイッチ周波数は約30KHz～100KHz、SiC-MOSFETのスイッチ周波数は100KHz以上となる。
ここから分かるように、前述の各種デバイスの動作周波数の差異は材料自体の特性に起因するもので、パワーデバイスの動作周波数は制限を受けるため、フェイズアウト（位相外れ）方式によって前述の問題を解決する。また、スイッチング動作は必ず周波数に関するものであり、複数セット或いは複数台のスイッチアンプを並列に接続した時、スイッチ周波数は位相関係を重視してこそ初めて完全な周波数領域及び時間領域の関係を構築することができる。また、スイッチ周波数を同期できるならば、EMIフィルタをよりよくコントロールできる。複数のスイッチング電源供給器が同電位で動作する時、同期化、或いは周波数増加及び逆位相関係もまた同じ目的である。
フェイズアウトした後、複数台を並列に接続することは、位相関係の構築に、より必然的である。顕著なことであるが、過去のリニア電源供給器の構造においては、タイムベース、タイミング、位相というものは必ず考慮されるものではなく、スイッチング電源供給器はその逆であった。前述のフェイズアウト技術は同等効果を有する動作周波数を向上させるという長所のほか、次のような長所を有する。即ち、
（1）低周波数を合成して高周波数効果を有する電源をつくり出す。
（2）同等効果を有する周波数が高く、その後に続いて起こるリップル周波数も向上する。
（3）反応がより早く、電流密度も向上する。
（4）前段階の脈動電流を低下させ、さらに前段階の耐久性を向上させる。

ＡＣ／ＤＣ電源供給器はリニア構造及びスイッチ構造によって達成される。もし必要であるなら、スイッチ構造にリニア構造を加えて組成された混合式構造としてもよい。簡単に言えば、スイッチ動作を使った電源は必ずコモンタイムベース（Common time base）を使い、タイミング関係を与え、同期、周波数増加、逆位相、フェイズアウト等の機能を有するものである。

タイムベース（Time Base）とは、アナログ及びデジタルデバイスが周波数やタイムドメインを演算する際の時間の基準となるもので、例えば無線送信機とレシーバ、高低周波信号ジェネレータ、周波数カウンタ、スペクトラムアナライザ、オシロスコープ、パワーアナライザ等、並びに前述したスイッチング電源供給器等はすべて、タイムベースを基準とする必要がある。仮にタイムベースの精確度が不十分であるならば、タイムベース誤差（Jitter）をつくる大きな原因となってしまう。
現在市場で販売されているタイムベースジェネレータの精確度の高さは、低い方から高い方へ順に、クオーツ、発振回路（OSC）、温度補償水晶発振器（TCXO）、恒温水晶発振器（OCXO）及びルビジウム・アトミック・クロック（Rubidium Atomic Clock）等、さらにはグローバル・ポジショニング・システム（GPS）が挙げられ、それらはすべて上述の各種デジタルデバイスが必要とするタイムベースを提供するものである。
現在、業界では、タイムベースジェネレータが生じさせる周波数の多くに10MHzを採用している。

また、業界は大容量の産業設備や各種商品のテストの必要性に応じるため、大容量の電源供給システムが当然必要となる。
仮に、単一の電源供給器をもって大容量のニーズに応えようとするならば、そのコストは非常に高くなるゆえ、現在は複数台の電源供給器にフェイズアウトを加えた方式を採用することで、大容量及び高周波数というニーズを実現している。しかし、複数台の電源供給器を接続する場合、各電源供給器のタイムベースが同期できないならば、スイッチ周波数の誤差を生じさせることとなり、電磁妨害を生じさせ、共振等の問題を発生させることもある。
そこで、本発明人は前述の欠点に鑑み、従来の電源供給器にはさらなる改良が必要であることを感じ、本発明を創作することとなった。

本発明の目的は、相互に接続した複数台のＡＣ／ＤＣ電源供給器のタイムベースを完全に同期でき、電磁妨害等の問題を解決し、出力リップル率を低下させることにより、各ＡＣ／ＤＣ電源供給器間の周波数誤差を取り除き、さらには高品質のＡＣ／ＤＣ電源を供給する10MHzタイムベースを有するスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムを提供することにある。

本発明の提供するスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムは、10MHzタイムベースを有し、主機と一つ以上の従機と一つ以上の接続線を備える。
主機は、主機タイムベースジェネレータと、主機タイムベース処理回路と、主機ポートとを備える。
そのうち、主機タイムベースジェネレータは10MHzタイムベースを提供し、並びに主機タイムベース処理回路に接続される。
主機ポートは主機タイムベースジェネレータに接続する。
一つ以上の従機はそれぞれ、従機タイムベースジェネレータ、従機タイムベース処理回路、従機選択スイッチ、及び従機ポートを備える。
そのうち、各従機の従機タイムベースジェネレータはそれぞれ10MHzタイムベースを提供する。
各従機タイムベース処理回路は従機選択スイッチを介して従機の従機タイムベースジェネレータ或いは従機の従機ポートに接続される。
一つ以上の接続線は、主機の主機ポートと各従機の従機ポートにそれぞれ接続され、主機と各従機とを連結する。

各従機は各接続線を介して主機と連結され、従機選択スイッチを主機ポートに切り替えると、主機の主機タイムベースジェネレータから発生したタイムベースが従機の従機ポートを経て従機の従機タイムベース処理回路にインプットされる。主機の主機タイムベースジェネレータが主機の主機タイムベース処理回路及び従機の従機タイムベース処理回路に接続されることにより、各従機と主機とに同期タイムベースを持たせ、さらに出力リップル率が低く、EMIノイズの少ない高品質ＡＣ／ＤＣ電源を得ることができる。

本発明の第一実施形態を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態によるポートの一部切り欠き立体図である。 本発明の第二実施形態によるポートの一部切り欠き立体斜視図である。 本発明の第三実施形態を示すブロック図である。 本発明の第四実施形態を示すブロック図である。 本発明の第五実施形態によるポートの一部切り欠き立体斜視図である。 本発明の第五実施形態を示すブロック図である。

（第一実施形態）
図１に示す通り、本発明のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムは主機１０を備える。

主機１０は、直流電圧を出力するか、さらに交流電圧に変換するかを選択して、ＡＣ／ＤＣ電源を供給する。

主機１０は、主機タイムベースジェネレータ１１を内設し、主機タイムベースジェネレータ１１は、10MHzタイムベースを提供する。本実施形態の主機タイムベースジェネレータ１１は、温度補償水晶発振器（TCXO）である。

主機選択スイッチ１４は、手動式スイッチであり、その一端には主機第一接点１４１と、主機第二接点１４２とを有し、別の一端には主機第三接点１４３を有する。
主機第三接点１４３は、主機第一接点１４１に連結して通路を形成するか、主機第三接点１４３を主機第二接点１４２に連結して通路を形成するかを選択、切り替えできる。
主機第一接点１４１は、主機タイムベースジェネレータ１１と接続し、主機第二接点１４２は、外部のポートに接続する。本発明の第一実施形態において、主機選択スイッチ１４の主機第二接点１４２が外部と接続していない場合、主機第三接点１４３は、主機第一接点１４１と接続する状態が選択される。

主機タイムベース処理回路１３は、主機選択スイッチ１４の主機第三接点１４３と接続し、主機タイムベースジェネレータ１１のタイムベース或いは外部からのタイムベースを受信し、並びに周波数分離及び除去機能を実行し、さらに各電子デバイス或いはコントロール回路の必要とする周波数を提供する。

主機ポート１２は、主機選択スイッチ１４と接続する。本発明の第一実施形態による主機１０の主機ポート１２は、主機入力ポート１２１と主機出力ポート１２２とを有し、主機入力ポート１２１は、主機選択スイッチ１４の主機第二接点１４２に接続し、主機出力ポート１２２は、主機選択スイッチ１４の主機第三接点１４３箇所に連結する。
図２に示す通り、主機入力ポート１２１と主機出力ポート１２２は、RJ45ポートである。しかし、これは一実施形態であり、本発明の実施形態を制限するものではない。主機入力ポート１２１と主機出力ポート１２２に、SMA、BNC、光ファイバー等の各種通信用ポートを選択することも可能である。

本実施形態において、一つ以上の従機２０は順に、第一従機２０１と、第二従機２０２とを含む。従機２０は、出力直流電圧を出力するか、さらに交流電圧に変換することを選択可能であり、ＡＣ／ＤＣ電源を供給する。

第一従機２０１は、10MHzタイムベースを提供する第一従機タイムベースジェネレータ２１１を含む。本実施形態の第一従機タイムベースジェネレータ２１１は、温度補償水晶発振器（TCXO）である。

第一従機選択スイッチ２４１は、手動式スイッチであり、一端には第一従機第一接点２４１１と第一従機第二接点２４１２を有し、別の一端には第一従機第三接点２４１３を設ける。
第一従機第三接点２４１３は、第一従機第二接点２４１２と接続して通路を形成するか、第一従機第一接点２４１１と接続して通路を形成するかを選択、切り替えできる。第一従機選択スイッチ２４１の第一従機第一接点２４１１は、第一従機タイムベースジェネレータ２１１と接続することで、第一従機選択スイッチ２４１を切り替えて第一従機タイムベースジェネレータ２１１と接続するかしないかを選択することができる。本発明の第一実施形態において、第一従機選択スイッチ２４１は、手動方式によって、第一従機第二接点２４１２を第一従機第三接点２４１３に接続する状態に切り替える。

第一従機タイムベース処理回路２３１は、第一従機選択スイッチ２４１の第一従機第三接点２４１３と接続して、第一従機第三接点２４１３を介して入力されたタイムベースを受信し、並びに周波数分離及び除去機能を実行し、さらに、各電子デバイス或いはコントロール回路が必要とする周波数を提供する。

第一従機ポート２２１は、第一従機選択スイッチ２４１と接続する。本発明の第一実施形態において、第一従機２０１の第一従機ポート２２１は、第一従機入力ポート２２１１と第一従機出力ポート２２１２とを含み、第一従機入力ポート２２１１は第一従機選択スイッチ２４１の第一従機第二接点２４１２と接続し、第一従機出力ポート２２１２は第一従機選択スイッチ２４１の第一従機第三接点２４１３に接続し、並びに第一従機タイムベース処理回路２３１と接続して通路を形成する。すなわち、第一従機ポート２２１は、第一従機選択スイッチ２４１の切り替えによって、第一従機タイムベース処理回路２３１と第一従機ポート２２１が接続されると、第一従機タイムベースジェネレータ２１１とは接続されない状態となる。
また、図２に示す通り、第一従機入力ポート２２１１と第一従機出力ポート２２１２はいずれもRJ45ポートである。

第二従機２０２は、第一従機タイムベースジェネレータ２１２、選択スイッチ２４２、第二従機タイムベース処理回路２３２、第二従機ポート２２２、及び一つ以上の接続線３０を含む。

第一従機タイムベースジェネレータ２１２は、10MHzタイムベースを提供する。本実施形態の第一従機タイムベースジェネレータ２１２は、温度補償水晶発振器（TCXO）である。

第二従機選択スイッチ２４２は、電子式スイッチであり、一端には第二従機第一接点２４２１と第二従機第二接点２４２２を有し、別の一端には第二従機第三接点２４２３を有する。
第二従機第三接点２４２３は、第二従機第二接点２４２２に接続して通路を形成するか、第二従機第一接点２４２１に接続して通路を形成するかを選択、切り替えできる。第二従機選択スイッチ２４２の第二従機第一接点２４２１を第一従機タイムベースジェネレータ２１２と接続させ、第二従機選択スイッチ２４２を切り替えて第一従機タイムベースジェネレータ２１２と接続するかしないかを選択できる。本発明の第一実施形態において、第二従機選択スイッチ２４２は、手動で、第二従機第二接点２４２２を第二従機第三接点２４２３に接続する状態に切り替える。

第二従機タイムベース処理回路２３２は、第二従機選択スイッチ２４２の第二従機第三接点２４２３と接続し、第二従機第三接点２４２３を経て入力されたタイムベースを受信し、並びに周波数分離及び除去機能を実行し、さらに各電子デバイス或いはコントロール回路の必要とする周波数を提供する。

第二従機ポート２２２は、第二従機選択スイッチ２４２と接続する。本発明の第一実施形態において、第二従機２０２の第二従機ポート２２２は、第二従機入力ポート２２２１と、第二従機出力ポート２２２２とを有する。
第二従機入力ポート２２２１は、第二従機選択スイッチ２４２の第二従機第二接点２４２２と接続し、第二従機出力ポート２２２２は、第二従機選択スイッチ２４２の第二従機第三接点２４２３と接続し、並びに第二従機タイムベース処理回路２３２と連結して通路を形成する。すなわち、第二従機ポート２２２は、第二従機選択スイッチ２４２によって第二従機タイムベース処理回路２３２と第二従機ポート２２２とを接続し、第一従機タイムベースジェネレータ２１２と接続しない状態に切り替えられる。
図２に示す通り、第二従機入力ポート２２２１と第二従機出力ポート２２２２は、いずれもRJ45ポートである。

本実施形態において、一つ以上の接続線３０は、第一接続線３０１と、第二接続線３０２とを含む。
第一接続線３０１は、主機１０の主機出力ポート１２２と第一従機２０１の第一従機入力ポート２２１１とにそれぞれ接続して、主機１０と主機第一従機２０１を連結させる。第二接続線３０２は、第一従機２０１の第一従機出力ポート２２１２と第二従機２０２の第二従機入力ポート２２２１とにそれぞれ接続して、第一従機２０１と第二従機２０２を連結させる。

本発明の構造の特徴、運用技術手段、及び達成が予期される効果について理解しやすくするために、さらに詳しい説明を下記に加える。これにより、本発明をさらに深く、具体的に理解できるであろう。

各主機、従機をそれぞれ単独にし、連結しない場合、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１を通して提供されるタイムベースによって、主機１０は直流電圧を出力するか、交流電圧に変換する。それと同時に、第一従機２０１と第二従機２０２はそれぞれ、それ自体の第一従機タイムベースジェネレータ２１１と第二従機タイムベースジェネレータ２１２の提供するタイムベースによって、同様に直流電圧を出力するか、交流電圧に変換する。
しかし、主機１０及び従機２０１、従機２０２のタイムベースは、それぞれの主機タイムベースジェネレータ１１、第一従機２１１、第二従機２１２が生じさせるタイムベースであるゆえ、タイムベースを同期できない。

それぞれの主機、従機が互いに連結される状態は、図１に示す通りであり、第一従機２０１が、第一接続線３０１を介して主機１０と連結される場合、主機１０の主機選択スイッチ１４によって選択されて、主機第三接点１４３と主機第一接点１４１が接続される。
主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１が、主機選択スイッチ１４によって主機タイムベース処理回路１３に接続されると、主機タイムベース処理回路１３は主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１のタイムベースを受信し、主機タイムベース処理回路１３は周波数分離及び除去を実行し、さらに主機１０の主機出力ポート１２２を介して主機１０のタイムベースを出力する。
主機１０のタイムベースは、主機第一接続線３０１を介して主機第一従機２０１の第一従機入力ポート２２１１と第一従機選択スイッチ２４１を経て、第一従機２０１の第一従機タイムベース処理回路２３１に入力される。しかも第一接続線３０１を第一従機２０１に連結した場合、第一従機２０１の第一従機選択スイッチ２４１を手動によって切り替えて、第一従機第三接点２４１３と第一従機第二接点２４１２とを接続することができるため、第一従機２０１の第一従機タイムベース処理回路２３１は、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１が生じさせるタイムベースに基づいて周波数分離及び除去を実行する。これにより、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１が生じさせるタイムベースが、主機１０の主機タイムベース処理回路１３と第一従機２０１の第一従機タイムベース処理回路２３１とに同期出力されることで、第一従機２０１と主機１０に同期タイムベースを持たせることができる。

さらに第二従機２０２に連結する場合、第二従機２０２の第二従機選択スイッチ２４２も切り替えられて、第二従機第三接点２４２３が第二従機第二接点２４２２に接続する。これにより、主機１０のタイムベースはさらに第二接続線３０２によって第二従機２０２の第二従機入力ポート２２２１及び第二従機選択スイッチ２４２を経て、第二従機２０２の第二従機タイムベース処理回路２３２に入力される。
第二従機タイムベース処理回路２３２は、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１が生じさせたタイムベースを受信し、第二従機タイムベース処理回路２３２はさらに周波数分離及び除去を実行する。
第二接続線３０２が第二従機２０２に接続されると、第二従機２０２の第二従機選択スイッチ２４２も手動で切り替えられて、第一従機第三接点２４１３と第一従機第二接点２４１２が接続された状態となるため、第二従機２０２の第二従機タイムベース処理回路２３２も同様に、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１より生じたタイムベースに基づいて周波数分離及び除去が実行される。したがって、主機１０のタイムベースは、さらに第二従機２０２の第二従機タイムベース処理回路２３２に同期出力される結果、第二従機２０２は、第一従機２０１及び主機１０とともに同期したタイムベースを有することになり、主機１０、第一従機２０１、第二従機２０２は、周波数と位相が一致させられて、完全に同期されたＡＣ／ＤＣ電源を提供する。

特記しておきたい点として、本発明は、第一接続線３０１と第二接続線３０２を用いることで、主機１０、第一従機２０１、及び第二従機２０２は、直接、点対点で連結させ、遅延を防ぐことができる。これにより、最高の精確度と、最良の同期出力状態を提供する。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、図３に示す通りである。第二実施形態と第一実施形態で異なる箇所は、主機４０の主機ポート４２、第一従機５０１の第一従機ポート５２１、及び第二従機５０２の第二従機ポート５２２のいずれにも、BNCポートを相互の連結用ポートとして用いることにある。

（第三実施形態）
図４は、本発明の第三実施形態を示した図である。第三実施形態と第一実施形態の相違箇所は次の通りである。

第三実施形態はさらに、10MHzタイムベースを提供する、これには、例えばルビジウム周波数標準発振器（Rubidium Frequency Standard Oscillator）、型番SRSFS725等の外部装置８０が含まれる。
外部装置８０は、外部装置ポート８１を有し、外部接続線３０８を、外部装置８０の外部装置ポート８１と主機１０の主機入力ポート１２１にそれぞれに接続させ、主機１０と外部装置８０を連結させる。この時、主機選択スイッチ１４を切り替えて、主機第二接点１４２を主機第三接点１４３に接続した状態にすると、主機１０の主機タイムベース処理回路１３は、外部装置８０のタイムベースを受信するようになり、外部装置８０の高周波数の精確度によって、主機１０がさらに精密且つ正確なタイムベース周波数を提供することができる。したがって、主機１０の時間精確度はさらに高くなり、より高いニーズに応えることができる。

さらに詳しく言うならば、主機１０を外部接続線３０８によって外部装置８０と連結した時、主機１０の主機選択スイッチ１４を切り替えて、主機第三接点１４３と主機第二接点１４２とをつなぎ、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１と主機タイムベース処理回路１３とは連結しない状態を選択する。これにより、主機１０の主機タイムベース処理回路１３は、外部装置８０のタイムベースを受信し、周波数分離及び除去を実行することで、主機１０が外部装置８０のタイムベースを同期する。

（第四実施形態）
図５は、第四実施形態を示した図である。第四実施形態と第一実施形態の相違箇所は次の通りである。

主機１０の主機選択スイッチ１４、第一従機２０１の第一従機選択スイッチ２４１、第二従機２０２の第二従機選択スイッチ２４２は、いずれも電子式スイッチである。また、主機１０、第一従機２０１、第二従機２０２はそれぞれさらに、主機検知回路１５、第一従機検知回路２５１、第二従機検知回路２５２を備える。主機検知回路１５の一端は、主機ポート１２の主機入力ポート１２１と電気的接続し、別の一端は、主機選択スイッチ１４と電気的接続する。検出回路２５１の一端は、第一従機ポート２２１の第一従機入力ポート２２１１と電気的接続し、別の一端は、第一従機選択スイッチ２４１と電気的接続する。検出回路２５２の一端は、第二従機ポート２２２の第二従機入力ポート２２２１と電気的接続し、別の一端は、第二従機選択スイッチ２４２と電気的接続する。

第一従機２０１が、第一接続線３０１を介して主機１０と連結される時、検出回路２５１は、外部から入力された第一従機入力ポート２２１１が有するタイムベース信号を自動検知し、第一従機選択スイッチ２４１の第一従機第三接点２４１３を、第一従機第二接点２４１２との接続に切り替える。これにより、第一従機２０１の第一従機タイムベース処理回路２３１は、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１の提供するタイムベースを受信するようになる。
それと同時に、第二従機２０２が、第二接続線３０２を介して第一従機２０１と連結される時、検出回路２５２は、外部から入力された第二従機入力ポート２２２１の有するタイムベース信号を自動検知し、第二従機選択スイッチ２４２の第二従機第三接点２４２３を、第二従機第二接点２４２２との接続に切り替える。これにより、第二従機タイムベース処理回路２３２は、同様に、主機１０の主機タイムベースジェネレータ１１の提供するタイムベースを受信するようになる。

（第五実施形態）
図６及び図７は、本発明の第五実施形態を示した図である。第五実施形態と第一実施形態との相違箇所は次の通りである。

主機６０の主機ポート６２は、入力出力共用ポートであり、主機ポート６２はBNCポートである。ただし、これは一実施形態であり、本発明の実施形態を制限するものではなく、主機ポート６２には、SMA、RJ45、光ファイバーポート等を選択することもできる。
また、主機選択スイッチ６４は、主機第一接点６４１、主機第二接点６４２、主機第三接点６４３、主機第四接点６４４を有し、主機第一接点６４１を主機タイムベースジェネレータ６１と接続させ、主機第三接点６４３を主機タイムベース処理回路６３と接続させ、主機第四接点６４４を主機ポート６２に接続させる。主機第三接点６４３と主機第四接点６４４を同時に主機第一接点６４１と接続して通路を形成させるか、主機第三接点６４３と主機第四接点６４４を同時に主機第二接点６４２と接続して通路を形成させるかを選択、切り替えできる。
主機選択スイッチ６４は、主機第四接点６４４に外部入力がなく、主機第三接点６４３と主機第四接点６４４を主機第一接点６４１と接続する状態を選択すると、主機６０の主機タイムベース処理回路６３のタイムベースは、主機タイムベースジェネレータ６１より提供される。

第一従機７０１、第一従機ポート７２１もまた入力出力共用ポートであり、第一従機ポート７２１もまたBNCポートである。
また、第一従機選択スイッチ７４１は、第一従機第一接点７４１１、第一従機第二接点７４１２、第一従機第三接点７４１３、第一従機第四接点７４１４を含む。
第一従機第一接点７４１１は、第一従機タイムベースジェネレータ７１１と接続し、第一従機第三接点７４１３は第一従機タイムベース処理回路７３１と接続し、第一従機第四接点７４１４は第一従機ポート７２１に接続する。
第一従機第三接点７４１３と第一従機第四接点７４１４を同時に第一従機第一接点７４１１と接続して通路を形成するか、第一従機第三接点７４１３と第一従機第四接点７４１４を同時に第一従機第二接点７４１２と接続して通路を形成するかを選択、切り替えることができる。

第二従機７０２の第二従機ポート７２２もまた入力出力共用ポートであり、第二従機ポート７２２もまたBNCポートである。また、第二従機選択スイッチ７４２は、第二従機第一接点７４２１、第二従機第二接点７４２２、第二従機第三接点７４２３、第二従機第四接点７４２４を含む。第二従機第一接点７４２１は同様に、第二従機タイムベースジェネレータ７１２と接続し、第二従機第三接点７４２３は第二従機タイムベース処理回路７３２と接続し、第二従機第四接点７４２４は第二従機ポート７２２と接続する。第二従機第三接点７４２３と第二従機第四接点７４２４を同時に第二従機第一接点７４２１と接続して通路を形成するか、第二従機第三接点７４２３と第二従機第四接点７４２４を同時に第二従機第二接点７４２２に接続して通路を形成するかを選択、切り替えできる。

一つ以上の接続線３０は、本実施形態において、第一接続線３０６、第二接続線３０７、三叉ジョイント３１を含む。
三叉ジョイント３１は第一従機７０１の第一従機ポート７２１に挿着すると、第一従機７０１の第一従機ポート７２１はそれぞれ、三叉ジョイント３１の第一接続ヘッド３１１と第二接続ヘッド３１２を通して入力、出力を実行する。
第一接続線３０６の二端をそれぞれ、主機６０の主機ポート６２と、三叉ジョイント３１の第一接続ヘッド３１１に接続して、主機６０と主機第一従機７０１を連結させる。
第二接続線３０７の二端はそれぞれ、三叉ジョイント３１の第二接続ヘッド３１２と、第二従機７０２の第二従機ポート７２２に接続して、第一従機７０１と第二従機７０２を連結させる。

第一従機７０１と主機６０を連結させる時、主機６０のタイムベース処理回路６３は、主機選択スイッチ６４を介して、主機６０の主機タイムベースジェネレータ６１が生じさせるタイムベースを受信し、さらに、主機ポート６２より主機６０のタイムベースを出力する。
主機６０のタイムベースは、第一接続線３０６を介して、第一従機７０１の第一従機ポート７２１及び第一従機選択スイッチ７４１より、第一従機７０１の第一従機タイムベース処理回路７３１に入力される。第一接続線３０６が第一従機７０１に接続された時、第一従機７０１の第一従機選択スイッチ７４１は手動で、第二従機第三接点７４２３と第二従機第四接点７４２４を第一従機第二接点７４１２に接続するよう切り替えられるため、第一従機７０１の第一従機タイムベース処理回路７３１は、主機６０の主機タイムベースジェネレータ６１が生じさせるタイムベースを受信することができる。
並びに、主機６０の主機タイムベースジェネレータ６１が生じさせるタイムベースに基づいて、周波数分離及び除去を実行し、第一従機７０１と主機６０に同期タイムベースを持たせることができる。

同様に、第二従機７０２をさらに第一従機７０１と連結させると、第二従機７０２の第二従機選択スイッチ７４２も、第二従機第三接点７４２３と第二従機第四接点７４２４を第二従機第二接点７４２２に接続するように切り替わる。これにより、第二従機タイムベース処理回路７３２も同様に、主機６０の主機タイムベースジェネレータ６１の提供するタイムベースを受信するように変わり、並びに、主機６０の主機タイムベースジェネレータ６１が生じさせるタイムベースに基づいて、周波数分離及び除去を実行する。
よって、第二従機７０２、第一従機７０１、主機６０は、同期タイムベースを有し、さらに、主機６０、第一従機７０１、第二従機７０２は、周波数と位相が一致し、完全に同期されたＡＣ／ＤＣ電源を提供する。

本発明の特徴、及びそれが達成する効果を、下記に記す。

本発明のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムは、従機が接続線を介して主機と連結される。従機の選択スイッチを切り替えて、従機のポートと従機のタイムベース処理回路との接続を選択する時、主機のタイムベースジェネレータの生じさせるタイムベースが接続線を介して従機のタイムベース処理回路に提供され、さらに、従機と主機に同期タイムベースを持たせられる。並びに、タイムベースの同期によって、それぞれのPWM ICのスタートタイミング、PWMの位相、周波数等はコントロールを受ける。また、逆位相、フェイズアウト等の技術により、出力リップル率がより低下し、EMIノイズがより減少するため、高品質のＡＣ／ＤＣ出力電源を得ることができる。

前述したように、本発明は、同類の商品の中でも極めて実用的で、進歩性を有するものであり、この種の構造に関する国内外の技術資料を見回しても、同様の構造を有する従来技術はかつて見られなかった。そこで、特許要件に適合するものとして、特許法に基づいて、本発明の出願を行うことにした。

ただし、前述の実施形態は、本発明が可能とする一実施形態にすぎず、本発明の明細書及び特許請求の範囲に記述された内容を応用して為された同等の効果を有する構造の変化形は、すべて本発明で保護される範囲であることを特記する。

１０ 主機
１１ 主機タイムベースジェネレータ
１２ 主機ポート
１２１ 主機入力ポート
１２２ 主機出力ポート
１３ 主機タイムベース処理回路
１４ 主機選択スイッチ
１４１ 第一接点
１４２ 第二接点
１４３ 第三接点
１５ 主機検知回路
２０ 従機
２０１ 第一従機
２０２ 第二従機
２１１ 第一従機タイムベースジェネレータ
２１２ 第二従機タイムベースジェネレータ
２２１ 第一従機ポート
２２１１ 第一従機入力ポート
２２１２ 第一従機出力ポート
２２２ 第二従機ポート
２２２１ 第二従機入力ポート
２２２２ 第二従機出力ポート
２３１ 第一従機タイムベース処理回路
２３２ 第二従機タイムベース処理回路
２４１ 第一従機選択スイッチ
２４１１ 第一従機第一接点
２４１２ 第一従機第二接点
２４１３ 第一従機第三接点

２４２ 第二従機選択スイッチ
２４２１ 第二従機第一接点
２４２２ 第二従機第二接点
２４２３ 第二従機第三接点
２５１ 第一従機検知回路
２５２ 第二従機検知回路
３０ 接続線
３０１ 第一接続線
３０２ 第二接続線
３０６ 第一接続線
３０７ 第二接続線
３０８ 外部接続線
３１ 三叉ジョイント
３１１ 第一接続ヘッド
３１２ 第二接続ヘッド
４０ 主機
４２ 主機ポート
５０１ 第一従機
５０２ 第二従機
５２１ 第一従機ポート
５２２ 第二従機ポート
６０ 主機
６１ 主機タイムベースジェネレータ
６２ 主機ポート
６３ 主機タイムベース処理回路
６４ 主機選択スイッチ
６４１ 主機第一接点
６４２ 主機第二接点
６４３ 主機第三接点
６４４ 主機第四接点
７０１ 主機第一従機
７０２ 第二従機
７１１ 第一従機タイムベースジェネレータ
７１２ 第二従機タイムベースジェネレータ
７２１ 第一従機ポート
７２２ 第二従機ポート
７３１ 第一従機タイムベース処理回路
７３２ 第二従機タイムベース処理回路
７４１ 第一従機選択スイッチ
７４１１ 第一従機第一接点
７４１２ 第一従機第二接点
７４１３ 第一従機第三接点
７４１４ 第一従機第四接点
７４２ 第二従機選択スイッチ
７４２１ 第二従機第一接点
７４２２ 第二従機第二接点
７４２３ 第二従機第三接点
７４２４ 第二従機第四接点
８０ 外部装置
８１ 外部装置ポート

Claims (5)

10MHzタイムベースを有し、主機と一つ以上の従機と一つ以上の接続線とを備えるスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システムであって、
前記主機は、主機タイムベースジェネレータと、主機タイムベース処理回路と、主機ポートとを有し、
前記主機タイムベースジェネレータは、10MHzタイムベースを提供し、
前記主機タイムベース処理回路は、前記主機タイムベースジェネレータに接続され、
前記主機ポートは、前記主機タイムベースジェネレータに接続され、
前記一つ以上の従機はそれぞれ、従機タイムベースジェネレータと、従機選択スイッチと、従機タイムベース処理回路と、従機ポートとを備え、
各前記従機タイムベースジェネレータはそれぞれ、10MHzタイムベースを提供し、
各前記従機選択スイッチは、前記従機選択スイッチの一端を、前記従機の前記従機タイムベースジェネレータと接続するかしないかを選択、切り替えできるものであり、
各前記従機タイムベース処理回路は、前記従機選択スイッチの別の一端と接続し、
各前記従機ポートは、前記従機選択スイッチの切り替えによって、前記従機の前記従機タイムベース処理回路と接続し、前記従機の前記従機タイムベースジェネレータとは接続せず、
前記一つ以上の接続線は、前記主機の前記ポートと各前記従機の前記従機ポートにそれぞれ接続して、前記主機と各前記従機とを連結するものであり、
各前記従機は各前記接続線を介して前記主機と連結され、しかも前記従機の前記従機選択スイッチを切り替えて、前記従機の前記従機ポートと前記従機の前記従機タイムベース処理回路とを接続させる時、前記主機の前記タイムベースジェネレータから発生したタイムベースが各前記接続線を介して各前記従機の前記従機タイムベース処理回路に提供され、さらに、各前記従機と前記主機とに同期タイムベースを持たせることを特徴とするスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システム。

前記従機の前記従機ポートはさらに、従機入力ポートと、従機出力ポートとを備え、
各前記従機選択スイッチはそれぞれさらに、従機第一接点と、従機第二接点と、従機第三接点とを有し、
各前記従機第一接点は、前記従機の前記従機タイムベースジェネレータと接続し、
各前記従機第二接点は、前記従機入力ポートと接続し、
各前記従機第三接点は、前記従機の前記従機タイムベース処理回路と前記従機出力ポートとを接続し、前記従機第二接点と接続して通路を形成するか、前記従機第一接点と接続して通路を形成するかを選択できることを特徴とする請求項１に記載のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システム。

各前記従機の前記従機選択スイッチは電子式スイッチであり、
各前記従機はそれぞれさらに従機検知回路を有し、
各前記従機の前記従機検知回路の一端は前記従機の前記従機ポートと電気的接続をし、
各前記従機の前記従機検知回路の別の一端は、前記従機の前記従機選択スイッチと電気的接続をすることを特徴とする請求項１に記載のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システム。

外部装置をさらに備え、
前記外部装置は10MHzタイムベースを提供し、且つ前記主機の前記主機ポートに連結され、
前記主機はさらに、主機選択スイッチを備え、
前記主機の前記主機選択スイッチの一端は、前記主機の前記主機タイムベースジェネレータと接続するか、前記外部装置と接続するかを選択、切り替えることができ、
前記主機の前記主機選択スイッチの別の一端は、前記主機の前記主機タイムベース処理回路と接続し、前記主機の前記主機タイムベースジェネレータは前記主機の前記主機選択スイッチを切り替えることによって、前記外部装置のタイムベースを取得することを特徴とする請求項１に記載のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システム。

各前記従機の前記従機ポートは、入力出力共用ポートであり、
各前記従機選択スイッチはそれぞれさらに、従機第一接点、従機第二接点、従機第三接点、従機第四接点を有し、
各前記従機第一接点は、前記従機の前記従機タイムベースジェネレータと接続し、
各前記従機第三接点は、前記従機の前記従機タイムベース処理回路と接続し、
各前記従機第四接点は、前記従機の前記従機ポートと接続し、
そのうち、各前記従機第三接点と各前記従機第四接点とを各前記従機第一接点に同時に接続して通路を形成するか、各前記従機第三接点と各前記従機第四接点とを各前記従機第二接点に同時に接続して通路を形成するかを選択、切り替えできることを特徴とする請求項１記載のスイッチングＡＣ／ＤＣ電源供給システム。

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