JP2004357408A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】交流・直流入力両用の電源装置で、交流入力時に入力電圧が低下したとき残留リップルの影響が少ない間に電圧出力を停止させる。
【解決手段】端子1aと1bからの交流電圧はブリッジ整流器2で整流され、直流電圧はそのまま通過し、スイッチングトランス3の一次巻線に印加され、スイッチング素子4のオン・オフで二次巻線に誘起される電圧を整流部5で整流し、端子6から出力する。出力電圧は制御部9に帰還され、出力電圧の変動に応じて制御部でスイッチング素子を制御し、出力電圧を一定にする。下限電圧判別部8により、電源電圧が動作下限電圧以下になったとき制御部を介しスイッチング素子の動作を停止させ、出力を遮断するが、入力電源が交流の場合、直流入力時よりスイッチング回路の動作下限電圧を上げ、入力電圧の低下時、残留リップルが小さい間に電圧出力を停止させ、負荷回路に悪影響を与えないようにする。
【選択図】 図1
【解決手段】端子1aと1bからの交流電圧はブリッジ整流器2で整流され、直流電圧はそのまま通過し、スイッチングトランス3の一次巻線に印加され、スイッチング素子4のオン・オフで二次巻線に誘起される電圧を整流部5で整流し、端子6から出力する。出力電圧は制御部9に帰還され、出力電圧の変動に応じて制御部でスイッチング素子を制御し、出力電圧を一定にする。下限電圧判別部8により、電源電圧が動作下限電圧以下になったとき制御部を介しスイッチング素子の動作を停止させ、出力を遮断するが、入力電源が交流の場合、直流入力時よりスイッチング回路の動作下限電圧を上げ、入力電圧の低下時、残留リップルが小さい間に電圧出力を停止させ、負荷回路に悪影響を与えないようにする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に係り、交流または直流の電圧を入力し所定の直流電圧に変換して出力するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
監視カメラのような直流電源を必要とする装置には、電源回路にDC−DCコンバータを設け、電源電圧が変動しても負荷回路には常に定電圧を供給できるようにし、入力電圧が動作下限電圧以下になった場合はDC−DCコンバータの動作を停止させ、出力電圧を遮断し、負荷に悪影響を与えないようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、様々な設置条件に対応可能にするため、交流入力と直流入力の何れでも使用できるようにしたものがあり、このような装置では、例えば、電源入力部にブリッジ整流器を設け、入力電圧が交流であればブリッジ整流器で整流し、直流であればそのままブリッジ整流器を通過させ、後段のスイッチング回路でスイッチングし、所定の定電圧に変換し、整流して出力している。このような電源回路では、例えば、標準入力電圧をAC(交流)24VまたはDC(直流)12Vとし、スイッチング回路の動作下限電圧を、例えば、9Vに設定し、入力電圧が9V以下のときスイッチング動作を停止させ、出力を遮断するようにしているものがある。出力電圧は、入力が直流であれば、図3(イ)に示すように、入力電圧が動作下限電圧以下になったとき、同図(ロ)に示すように出力電圧は安定して遮断されるが、入力が交流の場合はスイッチング回路の入力電圧に平滑し切れなかったリップル分(残留リップル)が含まれており、この残留リップルは入力電圧の低下に従って増加するため、例えば負荷として接続された監視カメラ等の映像にノイズを重畳させたり、デジタル回路のトリガ動作に影響を与えてしまうという問題があった。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−178022号公報(第2−6頁、図1−図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、交流入力の場合に、入力電圧が低下したとき、残留リップルの影響が少ない間に電源の動作を停止させるようにした電源装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するため、入力された直流電圧、または、入力された交流電圧を整流した直流電圧を安定化して出力電圧とする電源装置において、前記入力電圧の種類が交流か直流であるかを検出する交流・直流検出部と、同交流・直流検出部の検出結果それぞれに対応した二種類の所定電圧を切換えて用い、前記整流された各直流電圧がそれぞれ前記所定電圧以下である場合を判別する下限電圧判別部と、同下限電圧判別部の判別結果に基づいて前記出力電圧の出力を停止する制御部とを設け、前記入力電圧の種類に対応して前記整流された直流電圧での動作下限電圧を切換える。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による電源装置を詳細に説明する。
図1は本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。図は、AC(交流)24VまたはDC(直流)12Vを入力電源とする場合の例で、1aと1bはAC24VまたはDC12Vを入力する入力端子で、DC入力の場合は1a端子に+側を、1b端子にGround(以降、GND と略す)側を接続する。2はブリッジ整流器、C1は平滑用のコンデンサ、3はスイッチングトランス、4はスイッチング素子、5は整流部、6は出力端子、7は交流・直流検出部、8は下限電圧判別部、9は制御部である。なお、スイッチング素子4とスイッチングトランス3と制御部9とでスイッチング回路を構成する。
【0007】
以上の構成において、次にその動作を説明する。
電源がAC24Vの場合は入力端子1aと1bに接続し、電源がDC12Vの場合は入力端子1aに+12V側を、入力端子1bにGND 側を接続する。入力が交流の場合はブリッジ整流器2で全波整流され、コンデンサC1で平滑され、入力が直流の場合はそのままブリッジ整流器2を通過する。ブリッジ整流器2からの電圧はスイッチングトランス3の一次巻線に印加される。この一次巻線の他端はスイッチング素子4に接続されており、スイッチング素子4のオン・オフ動作によりスイッチングトランス3に往復磁界が発生し、これによりスイッチングトランス3の二次巻線に電圧が誘起され、この誘起された電圧を整流部5で整流・平滑して直流とし、出力端子6から負荷回路に供給する。出力端子6の電圧は制御部9に帰還され、出力電圧の変動に応じてスイッチング素子4のオン・オフ期間が制御され、これにより、出力電圧は所定の電圧に保持される。
【0008】
図2は、交流・直流検出部7と下限電圧判別部8の一例を示す回路図で、交流・直流検出部7は入力端子1bに接続され、入力端子1aと1bに交流または直流の何れが入力されたかを検出する。そして、入力端子1bからの入力をダイオードDで整流することにより、入力電源が直流の場合はダイオードDの整流出力はゼロV(Lレベル)であるが、交流の場合は電圧が生じるので(Hレベル)、これらの電圧に基づきNPN形のトランジスタQをオンまたはオフし、交流入力の場合は出力端をGND に短絡し、直流入力の場合は出力端をオープンにする。これにより、後述する下限電圧判別部8では, 入力電源が交流か直流であるかを区別する。なお、C2は平滑用のコンデンサ、抵抗R1と抵抗R2は、入力電源が交流の場合にダイオードDの整流出力電圧がトランジスタQのベース耐圧以下になるように分圧するための抵抗で、抵抗R2はこれと同時に入力電源が直流の場合にトランジスタQのベースをGND 電位に保つ働きをする。
下限電圧判別部8は、ブリッジ整流器2から出力される電圧を抵抗R6とツェナダイオードDzを用いて基準電圧とし、コンパレータXの反転入力端子に印加し、これとは別に、ブリッジ整流器2から出力される電圧を抵抗R3、抵抗R4および抵抗R5の直列接続回路に印加し、抵抗R3と抵抗R4の接続点をコンパレータXの非反転入力端子に接続する。そして、交流・直流検出部7の出力端を抵抗R4と抵抗R5の接続点に接続し、抵抗R5の他端はGND に接続する。また、抵抗R7の一端をコンパレータXの出力端子に、他端をコンパレータXの非反転入力端子に接続する。これは、コンパレーターXの動作にヒステリシスを与えるものである。
【0009】
これにより、入力電源が交流の場合は、トランジスタQがオンして抵抗R5が短絡されるので、ブリッジ整流器2からの電圧を抵抗R3と抵抗R4で分圧した値がコンパレータXの非反転入力端子に印加されることになり、入力電源が直流の場合は、トランジスタQがオフするため、ブリッジ整流器2からの電圧を、抵抗R3と、抵抗R4に抵抗R5を加えた値とで分圧した値がコンパレータXの非反転入力端子に印加される。すなわち、入力電源が交流であるか直流であるかによって比較される電圧(非反転入力端子に印加される電圧)が異なる値になり、これにより、入力電源電圧の低下時、入力が交流の場合と直流の場合でそれぞれ異なる動作下限電圧まで低下した場合に基準電圧より低下したことになり、コンパレータXの出力端がLレベルとなる。この信号は制御部9に入力されており、Lレベルが検出されると制御部9はスイッチング動作を停止させる。
【0010】
制御部9は、下限電圧判別部8からの出力によってスイッチング動作を停止/開始させるため、結果的に、入力電源が直流の場合は、スイッチング回路の入力電圧が直流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば9V以下になった場合にスイッチング素子4のオン・オフ動作を停止させ、入力電源が交流の場合は交流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば15V以下になった場合にスイッチング素子4のオン・オフ動作を停止させる。スイッチング素子4の動作が停止すればスイッチングトランス3の往復磁界がなくなり、スイッチングトランス3の二次巻線には電圧が誘起されず、出力端子6からの電圧出力が停止される。
なお、所定電圧は予め実験的に求めており、例えば、交流入力の場合は残留リップル電圧が負荷側に影響しない入力電圧とし、また、直流の場合は出力側に最大負荷を接続し、規定の出力電流と電圧とが保持可能な入力電圧としている。
このような構成により、入力電源が直流の場合と交流の場合とに所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、交流電圧が低下したとき、残留リップル電圧が小さい間に電圧出力を停止させることができる。
【0011】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による電源装置によれば、スイッチング回路の入力電圧が動作下限電圧以下となったとき、スイッチング動作を停止し、電圧出力を停止するものであるが、入力電源が交流の場合と直流の場合とにそれぞれ所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、入力電源が交流で、入力電圧が低下した場合に、残留リップル電圧が小さい間にスイッチング回路の動作を停止させることができ、負荷の動作に異常が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図2】交流・直流検出部および下限電圧判別部の回路の一例である。
【図3】従来技術の説明図で、(イ)は直流電源入力時のスイッチング回路の入力電圧波形、(ロ)は出力電圧を示す。
【符号の説明】
1a、1b 入力端子
2 ブリッジ整流器
3 スイッチングトランス
4 スイッチング素子
5 整流部
6 出力端子
7 交流・直流検出部
8 下限電圧判別部
9 制御部
D ダイオード
Q NPN形トランジスタ
X コンパレータ
Dz ツェナダイオード
C1、C2 コンデンサ
R1〜R7 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に係り、交流または直流の電圧を入力し所定の直流電圧に変換して出力するものに関する。
【0002】
【従来の技術】
監視カメラのような直流電源を必要とする装置には、電源回路にDC−DCコンバータを設け、電源電圧が変動しても負荷回路には常に定電圧を供給できるようにし、入力電圧が動作下限電圧以下になった場合はDC−DCコンバータの動作を停止させ、出力電圧を遮断し、負荷に悪影響を与えないようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、様々な設置条件に対応可能にするため、交流入力と直流入力の何れでも使用できるようにしたものがあり、このような装置では、例えば、電源入力部にブリッジ整流器を設け、入力電圧が交流であればブリッジ整流器で整流し、直流であればそのままブリッジ整流器を通過させ、後段のスイッチング回路でスイッチングし、所定の定電圧に変換し、整流して出力している。このような電源回路では、例えば、標準入力電圧をAC(交流)24VまたはDC(直流)12Vとし、スイッチング回路の動作下限電圧を、例えば、9Vに設定し、入力電圧が9V以下のときスイッチング動作を停止させ、出力を遮断するようにしているものがある。出力電圧は、入力が直流であれば、図3(イ)に示すように、入力電圧が動作下限電圧以下になったとき、同図(ロ)に示すように出力電圧は安定して遮断されるが、入力が交流の場合はスイッチング回路の入力電圧に平滑し切れなかったリップル分(残留リップル)が含まれており、この残留リップルは入力電圧の低下に従って増加するため、例えば負荷として接続された監視カメラ等の映像にノイズを重畳させたり、デジタル回路のトリガ動作に影響を与えてしまうという問題があった。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−178022号公報(第2−6頁、図1−図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、交流入力の場合に、入力電圧が低下したとき、残留リップルの影響が少ない間に電源の動作を停止させるようにした電源装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するため、入力された直流電圧、または、入力された交流電圧を整流した直流電圧を安定化して出力電圧とする電源装置において、前記入力電圧の種類が交流か直流であるかを検出する交流・直流検出部と、同交流・直流検出部の検出結果それぞれに対応した二種類の所定電圧を切換えて用い、前記整流された各直流電圧がそれぞれ前記所定電圧以下である場合を判別する下限電圧判別部と、同下限電圧判別部の判別結果に基づいて前記出力電圧の出力を停止する制御部とを設け、前記入力電圧の種類に対応して前記整流された直流電圧での動作下限電圧を切換える。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による電源装置を詳細に説明する。
図1は本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。図は、AC(交流)24VまたはDC(直流)12Vを入力電源とする場合の例で、1aと1bはAC24VまたはDC12Vを入力する入力端子で、DC入力の場合は1a端子に+側を、1b端子にGround(以降、GND と略す)側を接続する。2はブリッジ整流器、C1は平滑用のコンデンサ、3はスイッチングトランス、4はスイッチング素子、5は整流部、6は出力端子、7は交流・直流検出部、8は下限電圧判別部、9は制御部である。なお、スイッチング素子4とスイッチングトランス3と制御部9とでスイッチング回路を構成する。
【0007】
以上の構成において、次にその動作を説明する。
電源がAC24Vの場合は入力端子1aと1bに接続し、電源がDC12Vの場合は入力端子1aに+12V側を、入力端子1bにGND 側を接続する。入力が交流の場合はブリッジ整流器2で全波整流され、コンデンサC1で平滑され、入力が直流の場合はそのままブリッジ整流器2を通過する。ブリッジ整流器2からの電圧はスイッチングトランス3の一次巻線に印加される。この一次巻線の他端はスイッチング素子4に接続されており、スイッチング素子4のオン・オフ動作によりスイッチングトランス3に往復磁界が発生し、これによりスイッチングトランス3の二次巻線に電圧が誘起され、この誘起された電圧を整流部5で整流・平滑して直流とし、出力端子6から負荷回路に供給する。出力端子6の電圧は制御部9に帰還され、出力電圧の変動に応じてスイッチング素子4のオン・オフ期間が制御され、これにより、出力電圧は所定の電圧に保持される。
【0008】
図2は、交流・直流検出部7と下限電圧判別部8の一例を示す回路図で、交流・直流検出部7は入力端子1bに接続され、入力端子1aと1bに交流または直流の何れが入力されたかを検出する。そして、入力端子1bからの入力をダイオードDで整流することにより、入力電源が直流の場合はダイオードDの整流出力はゼロV(Lレベル)であるが、交流の場合は電圧が生じるので(Hレベル)、これらの電圧に基づきNPN形のトランジスタQをオンまたはオフし、交流入力の場合は出力端をGND に短絡し、直流入力の場合は出力端をオープンにする。これにより、後述する下限電圧判別部8では, 入力電源が交流か直流であるかを区別する。なお、C2は平滑用のコンデンサ、抵抗R1と抵抗R2は、入力電源が交流の場合にダイオードDの整流出力電圧がトランジスタQのベース耐圧以下になるように分圧するための抵抗で、抵抗R2はこれと同時に入力電源が直流の場合にトランジスタQのベースをGND 電位に保つ働きをする。
下限電圧判別部8は、ブリッジ整流器2から出力される電圧を抵抗R6とツェナダイオードDzを用いて基準電圧とし、コンパレータXの反転入力端子に印加し、これとは別に、ブリッジ整流器2から出力される電圧を抵抗R3、抵抗R4および抵抗R5の直列接続回路に印加し、抵抗R3と抵抗R4の接続点をコンパレータXの非反転入力端子に接続する。そして、交流・直流検出部7の出力端を抵抗R4と抵抗R5の接続点に接続し、抵抗R5の他端はGND に接続する。また、抵抗R7の一端をコンパレータXの出力端子に、他端をコンパレータXの非反転入力端子に接続する。これは、コンパレーターXの動作にヒステリシスを与えるものである。
【0009】
これにより、入力電源が交流の場合は、トランジスタQがオンして抵抗R5が短絡されるので、ブリッジ整流器2からの電圧を抵抗R3と抵抗R4で分圧した値がコンパレータXの非反転入力端子に印加されることになり、入力電源が直流の場合は、トランジスタQがオフするため、ブリッジ整流器2からの電圧を、抵抗R3と、抵抗R4に抵抗R5を加えた値とで分圧した値がコンパレータXの非反転入力端子に印加される。すなわち、入力電源が交流であるか直流であるかによって比較される電圧(非反転入力端子に印加される電圧)が異なる値になり、これにより、入力電源電圧の低下時、入力が交流の場合と直流の場合でそれぞれ異なる動作下限電圧まで低下した場合に基準電圧より低下したことになり、コンパレータXの出力端がLレベルとなる。この信号は制御部9に入力されており、Lレベルが検出されると制御部9はスイッチング動作を停止させる。
【0010】
制御部9は、下限電圧判別部8からの出力によってスイッチング動作を停止/開始させるため、結果的に、入力電源が直流の場合は、スイッチング回路の入力電圧が直流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば9V以下になった場合にスイッチング素子4のオン・オフ動作を停止させ、入力電源が交流の場合は交流入力時の動作下限電圧として、予め設定した所定電圧、例えば15V以下になった場合にスイッチング素子4のオン・オフ動作を停止させる。スイッチング素子4の動作が停止すればスイッチングトランス3の往復磁界がなくなり、スイッチングトランス3の二次巻線には電圧が誘起されず、出力端子6からの電圧出力が停止される。
なお、所定電圧は予め実験的に求めており、例えば、交流入力の場合は残留リップル電圧が負荷側に影響しない入力電圧とし、また、直流の場合は出力側に最大負荷を接続し、規定の出力電流と電圧とが保持可能な入力電圧としている。
このような構成により、入力電源が直流の場合と交流の場合とに所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、交流電圧が低下したとき、残留リップル電圧が小さい間に電圧出力を停止させることができる。
【0011】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による電源装置によれば、スイッチング回路の入力電圧が動作下限電圧以下となったとき、スイッチング動作を停止し、電圧出力を停止するものであるが、入力電源が交流の場合と直流の場合とにそれぞれ所定の動作下限電圧を切換えて使用できるため、入力電源が交流で、入力電圧が低下した場合に、残留リップル電圧が小さい間にスイッチング回路の動作を停止させることができ、負荷の動作に異常が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源装置の一実施例を示す要部ブロック図である。
【図2】交流・直流検出部および下限電圧判別部の回路の一例である。
【図3】従来技術の説明図で、(イ)は直流電源入力時のスイッチング回路の入力電圧波形、(ロ)は出力電圧を示す。
【符号の説明】
1a、1b 入力端子
2 ブリッジ整流器
3 スイッチングトランス
4 スイッチング素子
5 整流部
6 出力端子
7 交流・直流検出部
8 下限電圧判別部
9 制御部
D ダイオード
Q NPN形トランジスタ
X コンパレータ
Dz ツェナダイオード
C1、C2 コンデンサ
R1〜R7 抵抗
Claims (1)
- 入力された直流電圧、または、入力された交流電圧を整流した直流電圧を安定化して出力電圧とする電源装置において、前記入力電圧の種類が交流か直流であるかを検出する交流・直流検出部と、同交流・直流検出部の検出結果それぞれに対応した二種類の所定電圧を切換えて用い、前記整流された各直流電圧がそれぞれ前記所定電圧以下である場合を判別する下限電圧判別部と、同下限電圧判別部の判別結果に基づいて前記出力電圧の出力を停止する制御部とを設け、前記入力電圧の種類に対応して前記整流された直流電圧での動作下限電圧を切換えてなることを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003152023A JP2004357408A (ja) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003152023A JP2004357408A (ja) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | 電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004357408A true JP2004357408A (ja) | 2004-12-16 |
Family
ID=34047339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003152023A Pending JP2004357408A (ja) | 2003-05-29 | 2003-05-29 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004357408A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110176344A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Jianhua Xu | Power Supply with an Interface for AC and DC signals |
US8582336B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply circuit capable of handling direct current and alternating current and power supply control method |
-
2003
- 2003-05-29 JP JP2003152023A patent/JP2004357408A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110176344A1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Jianhua Xu | Power Supply with an Interface for AC and DC signals |
US8374013B2 (en) * | 2010-01-20 | 2013-02-12 | Shenzhen LVSUN Technology Co., Ltd. | Power supply with an interface for AC and DC signals |
US8582336B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power supply circuit capable of handling direct current and alternating current and power supply control method |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091222 |