DE2556698A1 - Steuerschaltung fuer eine geschaltete speisespannungsschaltung, insbesondere fuer einen fernsehempfaenger - Google Patents
Steuerschaltung fuer eine geschaltete speisespannungsschaltung, insbesondere fuer einen fernsehempfaengerInfo
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Description
PHF. 7 Vo
wij/wr/minc
1.12.1975
..... PHF 74-622
voms 15. Dez. 1975
voms 15. Dez. 1975
Steuerschaltung für eine geschaltete Speisespannungsschaltung, insbesondere für einen Fernsehempfanger
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuerschaltung für eine geschaltete Speisespannungsschaltung, insbesondere in einem Fernsehempfanger, wobei
die genannte Speisespannungsschaltung eine Quelle für
eine gleichgerichtete, nicht geregelte Gleichspannung und einen Steuertransistor enthält, dessen Kollektor-Emitterstreeke
mit einer Primärwicklung eines ersten Transformators in Reihe geschaltet ist, wobei eine Sekundärwicklung
desselben mit der Basis eines Schalttransistors
gekoppelt ist, der mit einer Primärwicklung eines zweiten·Transformators in Reihe liegt.
609827/0268
-2- ' PHF. 74/622
■ 1.12.1975
Eine derartige geschaltete Speisespannungs-
schaltung wird immer häufiger verwendet und zwar wegen der
vielen Vorteile', die sie bietet insbesondere in bezug auf den energetischen Wirkungsgrad, die Zuverlässigkeit, die
Gedrängtheit usw. Aber wie ffitr die meisten Typen von Speiseschaltungen
erfordert der Betrieb in verschiedenen Spannungsbereichen
des Versorgungsnetzes entweder den Gebrauch eines Transformators mit Anzapfungen oder eine Umschaltung
von einer Zweiweggleichrichtung für die höchste Netzspannung zu einer Gleichrichtung mittels eines Spannungsverdopplers
für die niedrigste Netzspannung.
Es ist bekannt, dass die spezifischen
Eigenschaften einer geschalteten Speisespannungsschaltung
zu einem wesentlichen Teil von der Umschaltgeschwindigkeit des Schalttransistors im Augenblick, wo letzterer periodisch
vom leitenden Zustand in den gesperrten Zustand übergeht, abhängig ist; diese Geschwindigkeit ist maximal, wenn der
Schalttransistor im Abschaltaugenblick ein bestimmtes Kollektorstrom-zu-Basisstrom- , IC/lB-Verhältnis hat:
wenn dieses Verhältnis zu niedrig ist, überschreitet die
Rekombinationszeit der in der Basis gespeicherten Ladungen die Schaltzeit; wenn es zu hoch ist, entsteht die Gefahr,
dass der Transistor bevor er gesperrt wird aus dem gesättigten Zustand gerät, mit der Folge einer fast sofortigen
Zerstörung. Für die bekannten geschalteten Speisespannungsschaltungen
ist es nicht möglich, ein geeignetes IC-IB-Verhältnis beizubehalten wenn grosse Änderungen der
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-3~ PHF. 74/622
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7556698
nicht geregelten gleichgerichteten Gleichspannung vorhanden
sind, die durch die Anzapfung an Versorgungsnetzen mit Nennspannungen von beispielsweise 1 10 oder 220 V entstehen:·
auch wenn nämlich die Änderungen von IB den Änderungen der nicht geregelten Spannung nahezu proportional sind, gilt
dies nicht für die Änderungen von IC, deren Amplitude viel geringer ist.
Die Bedeutung, über eine Speisespannungsschaltung verfügen zu können, die ohne S haltung gleichgültig
für die Spannungen 110 oder 220 V funktioniert, ist jedoch wesentlich: für den Hersteller ist die Verwirklichung
äusserst wirtschaftlich und die Zuverlässigkeit ist vergrössertj
für den Benutzer gibt es keine Gefahr, falsche Handlungen durchzuführen insbesondere wenn die Speisespannungsschaltung
gemeins ist, in tragbaren Fernsehgeräten angeordnet zu werden.
Die Erfindung bezweckt eine Steuerschaltung
zu verwii'klichen, wodurch die geschaltete Speisespannungsschaltung
ohne Umschaltung unter fast optimalen Umständen funktioniert beim Vorhandensein von Änderungen der Versorgungsspannung,
die sich von 90 bis 25Ο V erstreckt.
Eine weiterer Zweck der Erfindung ist es zu gewährleisten, dass das genannte-IC/lB-Verhältnis des Schalttranaistors
im Schaltaugenblick desselben einen vorbestimmten Wert hat und insbesondere konstant ist und dies unabhängig von
dem Wert der Versorgungsspannung, die an die Speisespannungs
schaltung angelegt wird.
609827/0288 -
PHF. lh/622
1.12.1975
Nach der Erfindung weist die Steuerschaltung das Kennzeichen auf, dass das Ende der Primärwicklung
des ersten Transformators, das nicht mit dem Steuer- ■ transistor verbunden ist, mit dem Kollektor eines zusätzlichen
Transistors verbunden ist, dessen Emitter mit der Quelle für die nicht geregelte Gleichspannung verbunden
ist.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemässe
Steuerschaltung das Kennzeichen auf, dass der Emitter des zusätzlichen Transistors mit einem Ende eines Widerstandes
verbunden ist, dessen anderes Ende mit einer Quelle konstanten Stromes verbunden ist und dass diese
Quelle aus einem zweiten zusätzlichen Transistor besteht, wobei die zwei zusätzlichen Transistoren vom komplementären
Leitungstyp sind und ihre Emitterelektroden über einen Widerstand verbunden sind, während der Kollektor des
zweiten zusätzlichen Transistors mit einem der Pole der Quelle für die nicht geregelte gleichgerichtete Gleichspannung
verbunden ist und dass der Kollektor" des zweiten zusätzlichen Transistors mit dem Ende der Primärwicklung
des ersten Transformators verbunden ist, das nicht mit dem Steuertransistor verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung
behält durch Kombination der Wirkung eines Ballasttransistors
und eines Stromgenerators also automatisch ein gewünschtes IC/lB-Verhältnis des Schalttransistors bei.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfiiüung ist
in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
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-5- . PHF. 7h/622
1.12.1975
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schaltplan einer geschalteten Speisespannungsschaltung für einen Fernsehapparat mit·
der erfindungsgemässen Steuerschaltung,·
Fig. 2 ein Oszillogramm des Basisstromes des Schalttransistors nach dem Schaltplan aus Fig. 1,
wobei die Spannung des Versorgungsnetzes 90 V beträgt,
Fig. 3 ein Oszillogramm desselben Basisstromes, wobei die Spannung des Versorgungsnetzes 25Q V
beträgt.
In Fig. 1 sind die Klemmen 1 und 2 des
Netzes mit einer Gleichrichterzelle verbunden, die vier Dioden 3, ^-» 5 und 6 in Brtlckenschaltung enthält. -Die
miteinander verbundenen Kathoden der Dioden 3 und 6
und die miteinander verbundenen Anoden der Dioden k und sind mit einem positiven Leiter 7 bzw. einem negativen
Leiter 8 der Speisespannung des Schaltkreises und des Steuerkreises 9 nach der Erfindung verbunden, wobei ein
elektrolytischer Glättungskondensator 10 zwischen den zwei obengenannten Leitern angeordnet ist.
Der Ausgang eines sägezahngenerators 11
ist mit dem Eingang eines Impulseformers 12 verbunden,
wobei dieser letzterer mit einem der Eingänge einer Impulsdauermodulationsschaltung 13 verbunden ist, deren
Ausgang mit der Basis eines npn-Steuertransistors 14
verbunden ist, dessen Emitter mit dem negativen Leiter verbunden ist.
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PHF. 7k/622
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Der Ausgang einer Vergleichsschaltung 15
ist mit dem·anderen Eingang des Modulators 13 verbunden
während eine Bezugsspannungsquelle 16 zwischen einem der Eingänge der Vergleichsschaltung 15 und dem negativen
Leiter 8 vorgesehen ist. Der andere Eingang der Vergleichsschaltung 15, der mittels eines Kondensators 17 mit dem.
negativen Leiter 8 verbunden ist, ist mit der Kathode einer Gleichrichterdiode 18 verbunden, deren Anode mit einem
Ende einer Sekundärwicklung 19 eines Transformators 20
verbunden ist, wobei das andere Ende der genannten ¥icklung mit dem negativen Leiter 8 verbunden ist.*"
Ein Ende einer Primärwicklung 21 des
Transformators 20 ist mit dem positiven Leiter 7- verbunden, während das andere Ende' mit dem Kollektor eines Schalttransistors
22 verbunden ist, dessen Emitter mit dem negativen Leiter 8 verbunden ist. Eine.s der Enden von
drei anderen Sekundärwicklungen 23, 24 und 25 des Transformators
20 ist mit einer gemeinsamen Masse 26 verbunden, während die anderen Enden mit der Anode der drei Gleichrichterdioden
27,28 bzw. 29 verbunden sind, deren Kathoden mit drei positiven Ausgangsklemmen 30» 31 und 32 verbunden
sind.
Die Basis des Transistors 22 ist über ein Netzwerk mit einem der Enden einer Sekundärwicklung 33
eines Transformators "}h verbunden, dessen anderes Ende mit
dem negativen Leiter 8 verbunden ist, wobei das genannte Netzwerk eine Diode 35 in Reihe mit einem Widerstand 36
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-7- ■ PHP. 7 V6 2 2
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enthält und wobei das Ganze mittels eines Elektrolytkondensators 37 überbrückt ist.
Die Steuerschaltung 9 nach der Erfindung
eTithält einen npn-Ballasttransistor 38, dessen Kollektor
über einen Strombegrenzungswiderstand 39 mit dem positiven Leiter 7 verbunden ist, während der Emitter über einen , Widerstand
4o mit dem Emitter eines pnp—Transistors 41, verbunden ist. Ein Ballastwiderstand -42 liegt zwischen
dem Ko'llektor und dem Emitter des Transistors 38, während der Kollektor des Transistors 41, der mittels eines
Kondensators 43 mit dem negativen Leiter 8 verbunden ist, mit einem Ende einer Primärwicklung 44 des Transformators
34 verbunden ist, deren anaeres Ende mit dem Kollektor
des Treibertransistors 14 verbunden ist.
Eine Widerstandskette 45» 46 und 47 liegt
zwischen den Leitern 7 und 8, wobei die Basiselektroden
der Transistoren 38 und 4i"mit dem gemeinsamen Punkt der
Widerstände 45 und 46 bzw. 46 und 47 verbunden sind. Die
Basis des Transistors 38 ist ausserdem mit der Kathode
einer Zener-Diode 48 verbunden, deren Anode mit dem negativen Leiter 8 verbunden ist, wobei die genannte
Zener-Diode mittels eines Elektrolytkondensators 49 überbrückt
ist. . '
Abgesehen von der vorhandenen Steuerschaltung 9 nach der Erfindung ist die Arbeitsweise der geschalteten
Speiseschaltung bekannt: weil der Transistor 22 abwechselnd leitend oder gesperrt ist, wird d.-· e in dem magnetischen
609827/^e
_8- ' ' PHF. 74/622
T. 12.1975
Kreis des Transformators 20 während des Stromdurchganges durch die Wicklung 21 gespeicherte Energie während der
Sperrperioden durch die Sekundärwicklungen 23» 24 und
25 als periodische Spannungen, die mittels der Dioden 27,
28 und 29 gleichgerichtet und den Klemmen 3U» 31 und 32
als Gleichspannungen geliefert werden, die"nach (nicht
dargestellter) Glättung die jeweiligen Kreise des Fernsehapparates speisen, zurückgeführt«
Venn vorausgesetzt wird, dass die Primärwicklung 44 des Transformators 34 mittels eines Widerstandes
mit dem Leiter 7 statt mit der Steuerschaltung 9
nach der Erfindung verbunden ist, speichert die genannte Primärwicklung während des leitenden Zustandes des
Treibertransistors 14 Energie und gibt diese dann wegen
der Sperrung mit einer derartigen Polarität zu der Sekundärwicklung 33 zurück, dass der Transistor 22 in den gesättigten
Zustand gesteuert wird; diese Wirkungsweise wird als "nicht-simultan" bezeichnet, weil der Transistor. 22
gesperrt ist, während der Transistor 14 leitend ist und umgekehrt. Die Regelung der Spannung wird durch Beeinflussung
des Verhältnisses zwischen Leitungs-/Sperrzeit des Transistors 14 mittels einer Rückkopplungsschleife
durchgeführt, wodurch mittels der Schaltung I5 eine Vergleichs-Gleichspannung, die von der Wicklung 19
geliefert wird, mit der Bezugsgleichspannung 16 verglichen
wird. Di e~Re gel spannung, die von der Vergleichsschaltung
15 herrührt, moduliert mittels der Schaltung I3 die Dauer
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-9- ·■ PHF. 74-622
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der Steuerimpulse des Transistors 14: wenn die Vergleichsspannung
dazu neigt, abzunehmen, entweder infolge einer Zunahme des Verbrauches oder.wegen einer Senke der Netzspannung,
nimmt die Sperrzeit des Transistors 14 zu, was
die Leitungszeit des Transistors 22 zunehmen lässt und wodurch die vom Transformator 20 gespeicherte Energie
zunimmt und umgekehrt. Der Modulator -13 »ird durch Signale
mit einer Wiederholungsfrequenz von etwa 18 kHz, die vom Sägezahnoszillator 11 geliefert und durch die Schaltung
12 geformt werden, gesteuert.
¥enn die Schwankungen der Netzspannung
innerhalb normaler Grenzen von +^ Λ0^>
des Nennwertes liegen, funktioniert die bekannte obenstehend beschriebene Schaltun§
einwandfrei. Wenn man dagegen die Spexsespannungsschaltung
auf einer Netzspannung will funktionieren lassen, deren Nennspannung beispielsweise zwischen 110 und 220 V schwankt,
soll eine Schaltung vorgesehen werden, und zwar entweder mittels eines Transformators mit Anzapfungen oder dadurch,
dass von einer Briickengleichrxchtung bei 220 V auf eine
Gleichrichtung durch Verdopplung der Spannung bei 110 V übergegangen wird.
Die Verwendung der Steuerschaltung 9
vermeidet die Notwendigkeit einer derartigen Umschaltung:
weil die Zener-Diode 48 die Basisspannung des Ballasttransistors
38 konstant hält, ist die Emitterspannung des
letzteren praktisch unveränderlich, wie der Wert der an die Klemmen 1 und 2 angelegten Netzspannung auch sein mag.
Bei der niedrigsten Netzspannung, beispielsweise 90 V,
werden das Verhältnis der Widerstände 46 und 47 der Vor-
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255B698
spannung der Basis des Transistors 41 sowie der Wert
des Widerstandes kO derart gewählt, dass der genannte Transistor im gesättigten Zustand arbeitet, während wegen
des wechselnden Leitungszustandes der Transistoren 22 lind
14 die Leitungszeit des letzteren minimal ist, was einen
geringen Wert des mittleren Stromes mit sich bringt. Unter diesen Umständen ist der Spannungsfall am Widerstand 40
minimal und der Transistor 41 ist gesättigt. Der Basisstrom
IB des Schalttransistors 22, beispielsweise vom Philips-Typ BU 126, hat einen Verlauf, wie dieser durch gezogene Linien
in Fig. 2 dargeäellt ist, wobei die gestrichelte Linie praktisch denselben Stromwert beim Fehlen der Schaltung 9
angibt; zunächst zeigt der Basisstrom einen hohen Spitzenwert
um den Transistor 22 sehr schnell zu sättigen, wonach je nachdem sich der Kondensator 37 auflädt, der Strom linear
abnimmt bis zu einem Wert, der niedrig genug ist (beispielsweise 75 mA) um den 'Störeffekt gespeicherten Ladungen zu
vermeiden; in dem Augenblick, wo die Sperrung auftritt,
wird diese durch die Spitze des Basisstromes verstärkt, r
welche Spitze durch die Entladung des Kondensators 38 hervorgerufen
wird.
Wenn die Netzspannung zunimmt, nehmen die
Leitungszeit und dadurch der mittlere Strom des Transistors lh zu ebenso wie der Spannungsabfall am Widerstand 40;
der Transistor 41 gerät in den linearen Betrieb, wodurch
der Strom durch die Wicklung hh des Transformators 3^
beschränkt wird. Bei maximaler Netzspannung, beispielsweise
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250 V, hat der Basisstrom· des Schalttransistors 22 einen
Verlauf, wie dieser durch gezogene Linien in Fig. 3 darg'esteilt
ist, wobei der Wert des genannten Stromes in dein Augenblick der Sperrung 60 mA beträgt; durch gestrichelte
Linien ist der Verlauf des Stromes beim Fehlen der Schaltung 9 dargestellt, was einen Stromwert von 180 mA
im Augenblick der Sperrung ergeben würde, was eine unerlaubte Verlängerung der Abschaltzeit wegen der
grossen Menge gespeicherter Ladungen mit sich bringt.
Es sei bemerkt, dass der Wert des Basisstromes im Augenblick der Sperrung niedriger ist j[60 mA,
Fig. 3) bei maximaler Netzspannung als der Wert (75 n»A>
Fig. 2) bei minimaler Netzspannung; diese TJberkompensation" beabsichtigt, die Änderung der Stromspitze des Kollektors
IC des Transistors 22 zu berücksichtigen, die im ersteren Fall 800 mA beträgt und im zweiten Fall 95Ο mA. Man erhält
dadurch im Augenblick der Sperrung ein fast konstantes Verhältnis IC/lB, was wegen der maximalen Geschwindigkeit
des Abschaltens günstig ist.
■ Der Kondensator 43 reguliert auf bekannte
Weise dadurch den mittleren Ausgangsstrom des Transistors "ih, dass während der Leitungsperiode desselben die Energie,
die er während der Sperrperioden gespeichert hat, abgibt.
"In der obenstehend gegebenen Erläuterung funktionieren die Transistoren 14 und 22 auf nichtsimultane Weise. Bei simultaner Wirkung reicht es, die
Elemente der Schaltung 9 einzustellen damit der Transistor
_12- PHF. 7k
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41 für die höchste Netzspannung von beispielsweise 25O V
im gesättigten Zustand funktioniert, was also dem minimalen mittleren Ausgangsstrom des genannten Transistors
entspricht.. Unter diesen Umständen bringt die Abnahme der Netzspannung die Zunahme des mittleren Ausgangsstromes
mit sich, was den Transistor 41 aus dem gesättigten Zustand bringt. Der Kompensationsprozess erfolgt also
auf dieselbe Art und ¥e'ise teie bei der nicht-simultanen
Wirkung. . ■ ■
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Claims (1)
1.12.W5
755R698
PATENTANSPRÜCHE:
ί 1.\ ' Steuerschaltung für eine geschaltete
ί 1.\ ' Steuerschaltung für eine geschaltete
Speisespannungsschaltung, insbesondere in einem Fernsehempfänger, wobei die genannte■Speisespannungsschaltung
eine Quelle für eine gleichgerichtete, nicht"geregelte
Gleichspannung und. einen Steuertransistor enthält, dessen
Kollektor-Emitterstrecke mit einer Primärwicklung eines ersten Transformators in Reihe liegt, wobei eine Sekundärwicklung
dieses Transformators mit der Basis eines
Schalttransistoits gekoppelt ist, der mit einer Primärwicklung
eines zweiten Transformators in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Primärwicklung
des ersten Transformators, das nicht mit dem Steuertransistor
verbunden ist, mit dem Kollektor eines zusätzlichen Transistors verbunden ist, dessen Emitter mit der
Quelle für die nicht geregelte Gleichspannung verbunden
ist.
2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Basis des zusätzlichen Transistors mit einer Quelle konstanter Spannung verbunden ist.
3· Steuerschaltung nach einem der Ansprüche
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter des
zusätzlichen Transistors mit einem Ende eines Widerstandes ' verbunden ist, dessen anderes Ende mit einer Quelle
konstanten S.tromes verbunden ist.
h. S tetxers chal tung nach Anspruch 3>
dadurch -
gekennzeichnet, dass die Quelle konstanten Stromes aus einem zweiten zusätzlichen Transistor besteht, wobei die
zwei zusätzlichen Transistoren vom komplementärer Leitungs-
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PHF. 7^-622
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typ sind und ihre Emitterelektroden über einen Widerstand
verbunden sind, während der Kollektor des zweiten zusätzlichen Transistors mit einem der Pole der Quelle für die
nicht geregelte gleichgerichtete Gl* ichspannung verbunden
ist und dass der Kollektor des zweiten zusätzlichen Transistors mit dem Ende der Primärwicklung des ersten
Transformators verbunden ist, das nicht mit dem Steuertransistor
verbunden ist.
5· Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Widerstand in Reihe in der
Kollektorschaltung liegt, die mit dem Pol der Quelle für die gleichgerichtete nicht geregelte Gleichspannung
verbunden ist.
6. Steuerschaltung nach den Ansprüchen h und' 5»
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Basis des
zweiten zusätzlichen Transistors und einem Pol der Quelle nicht geregelter Spannung eine Zener-Diode vorgesehen ist.
7· Steuerschaltung nach den Ansprüchen h bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des ersten zusätzlichen
Transistors mit einer zwischen den zwei Elektroden der Zener-Diode liegenden Widerstandsbrücke
verbunden ist.
8. Steuerschaltung nach Anspruch 7» in der
der Steuertransistor und der Schalttransistor nicht simultan
funktionieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung zwischen den zwei Elektroden der Zener-Diode
sowie die Werte der Widerstände zwischen den genannten Elektroden und. des Widerstandes zwischen den Emitterelektroden
der zwei zusätzlichen Transistoren derart gewählt wordem sind, dass der erste zusätzliche Transistor
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-15- ' PHF. 7 '+--622
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sich im gesättigten Zustand, befindet bei dem niedrigsten
Wert der nicht geregelten Spannung, während er linear
funktioniert bei einem höheren Wert dieser Spannung.
609827/0268
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19752556698 Ceased DE2556698A1 (de) | 1974-12-20 | 1975-12-17 | Steuerschaltung fuer eine geschaltete speisespannungsschaltung, insbesondere fuer einen fernsehempfaenger |
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| Publication number | Publication date |
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| FR2295479B1 (de) | 1977-05-20 |
| FR2295479A1 (fr) | 1976-07-16 |
| GB1536404A (en) | 1978-12-20 |
| JPS5189143A (de) | 1976-08-04 |
| US4028606A (en) | 1977-06-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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