JP3608331B2 - スイッチング式電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に電源として利用されるスイッチング式電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチング式電源装置を図２（ａ），（ｂ）により説明する。
【０００３】
同図によると、１は１次側整流平滑回路であり、交流入力電圧を受電して直流入力電圧に交換するものである。２はスイッチングトランスで、１次側巻線２１、２次側巻線２２を有している。１次側巻線２１はその一端を前記１次側整流平滑回路１の正電極に接続され、他端はメインスイッチング素子３のエミッタとコレクタを介して前記１次側整流平滑回路１の負電極に接続されている。
【０００４】
メインスイッチング素子３のベースは１次側制御回路４に接続されており、１次側制御回路４は後述する直流出力電圧Ｖａを安定化するように制御している。前記２次側巻線２２に発生する交流電圧は、２次側整流平滑回路５でそのフライバック電圧を整流平滑され、直流出力電圧Ｖａとして出力端子に供給される。この直流出力電圧Ｖａを制御するために前記２次側整流平滑回路５の正電極と１次側にフィードバックするフォトカプラー６の発光ダイオードのアノードが接続され、カソードから２次側制御回路７を介して前記２次側整流平滑回路５の負電極に接続されている。前記フォトカプラー６のフォトトランジスタは前記１次側整流回路４に接続されている。
【０００５】
なお、イは前記スイッチング式電源装置を２次側でＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路であり、１１は出力ラインに直接挿入されたスイッチであり、機械的にＯＮ／ＯＦＦするものである。図２（ｂ）は他のスイッチ回路であり、機器側（図示せず）からのＯＮ／ＯＦＦ信号によりＯＮ／ＯＦＦ信号スイッチ１２を駆動して出力ラインに挿入されたスイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うものである。
【０００６】
以上のように構成されたスイッチング式電源装置について、以下にその動作について説明する。まず、交流入力を受電すると、１次側整流平滑回路１によって直流電圧に変換する。その直流入力電圧を１次側制御回路４の出力パルスによってメインスイッチング素子３がＯＮ／ＯＦＦすることにより交流電圧に変換されて１次側巻線２１に入力される。
【０００７】
それにより２次側巻線２２にスイッチングトランス２の巻線比に比例した交流電圧が発生する。２次側巻線２２に誘起された交流電圧のフライバック電圧は、２次側整流平滑回路５によって整流平滑され直流出力へ供給される。
【０００８】
この直流出力電圧Ｖａは、２次側制御回路７によって一定電圧に制御するために、フォトカプラー６の発光ダイオードに流れる電流を光信号にてフォトトランジスタに送り、送られた信号を再度電流にフィードバックし、１次側制御回路４によってメインスイッチング素子３を制御して定電圧に制御するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図示しない機器側の電源をＯＮ／ＯＦＦさせる手段は前述したごとくスイッチ１１や信号スイッチ１２を駆動して出力ラインに挿入されたスイッチング素子１３をＯＮ／ＯＦＦして行うが、出力電流値が大きくなればなるほどスイッチ１１が大きくなりコストも上昇し、またスイッチング素子１３を用いたものにおいては、スイッチング素子１３自体のＯＮ抵抗により発熱のためにスイッチング素子１３自体も大きくなりコストも上がり、スイッチング式電源装置の小型・低価格化を困難とする要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決してスイッチング式電源装置の小型・低価格化を実現することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明のスイッチング式電源装置は、少なくとも交流電源が入力される１次側整流平滑回路と、一端がこの１次側整流平滑回路の一端と接続され他端がスイッチング素子のコレクタとエミッタを介して前記１次側整流平滑回路の他端と接続されるスイッチングトランスと、前記スイッチング素子のベースに接続された１次側制御回路と、前記スイッチングトランスの２次側巻線からの出力を入力し直流出力を出力する２次側整流平滑回路と、この２次側整流平滑回路に並列に第１の発光ダイオードを接続し、第１のフォトトランジスタを前記１次側制御回路に接続した第１のフォトカプラーと、前記スイッチングトランスの前記２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線に接続された２次側補助整流平滑回路と、この２次側補助整流平滑回路にスイッチング手段を介して第２の発光ダイオードを接続し、第２のフォトトランジスタを前記第１のフォトカプラーの第１のフォトトランジスタに並列に接続した第２のフォトカプラーとからなり、前記第１のフォトカプラーの信号に前記第２のフォトカプラーの信号を重畳させるとともに、前記２次側補助整流平滑回路の出力電圧に基づき前記２次側整流平滑回路の出力電圧を制御したことを特徴とするものである。
すなわち、前記スイッチング手段によって第２のフォトカプラーの第２の発光ダイオードを駆動し、第１のフォトトランジスタと並列の第２のフォトトランジスタを通電して前記１次側制御回路のＯＦＦ期間を長くし、２次側整流平滑回路からの直流出力電圧を極めて低くして実質的なＯＦＦ状態とするものであり、従来技術のように２次側の直流出力を直接ＯＮ／ＯＦＦしないので、大きく且つ高価なスイッチやスイッチング素子を使用しない小型で低コストのスイッチング式電源装置の提供を可能としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも交流電源が入力される１次側整流平滑回路
と、一端がこの１次側整流平滑回路の一端と接続され他端がスイッチング素子のコレクタとエミッタを介して前記１次側整流平滑回路の他端と接続されるスイッチングトランスと、前記スイッチング素子のベースに接続された１次側制御回路と、前記スイッチングトランスの２次側巻線からの出力を入力し直流出力を出力する２次側整流平滑回路と、この２次側整流平滑回路に並列に第１の発光ダイオードを接続し、第１のフォトトランジスタを前記１次側制御回路に接続した第１のフォトカプラーと、前記スイッチングトランスの前記２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線に接続された２次側補助整流平滑回路と、この２次側補助整流平滑回路にスイッチング手段を介して第２の発光ダイオードを接続し、第２のフォトトランジスタを前記第１のフォトカプラーの第１のフォトトランジスタに並列に接続した第２のフォトカプラーとからなり、前記第１のフォトカプラーの信号に前記第２のフォトカプラーの信号を重畳させるとともに、前記２次側補助整流平滑回路の出力電圧に基づき前記２次側整流平滑回路の出力電圧を制御したことを特徴とするものである。
すなわち、前記スイッチング手段によって第２の発光ダイオードを駆動し、第１のフォトトランジスタと並列の第２のフォトトランジスタを通電して前記１次側制御回路のＯＦＦ期間を長くなるように制御し、２次側整流平滑回路からの直流出力電圧を極めて低くなるように制御して実質的なＯＦＦ状態を現出するものであり、従来技術のように２次側の直流出力を直接ＯＮ／ＯＦＦしないので、大きく且つ高価なスイッチやスイッチング素子を使用しない小型で低コストのスイッチング式電源装置を提供できるものである。
【００１３】
以下本発明の一実施の形態を図１により説明する。なお、従来技術と同一部分は同一番号を付与し説明を省略して説明する。
【００１４】
図１は一実施の形態のスイッチング式電源装置の構成を示す回路図である。同図により従来技術との相違点のみ説明すると、２３はスイッチングトランス２に設けられた２次側巻線２２より十分巻線数が多い２次側補助巻線であり、８は前記２次側補助巻線２３の両端に接続された２次側補助整流平滑回路であり、９はこの２次側補助整流平滑回路８の正極とアノードが接続され、機器からの信号等によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチ手段となるスイッチ１０を介してカソードが前記２次側補助整流平滑回路８の負極に接続される第２の発光ダイオードを内蔵する第２のフォトカプラーであり、この第２のフォトカプラー９の第２のフォトトランジスタは第１のフォトカプラー６の第１のフォトトランジスタに並列に１次側制御回路４に接続されている。
【００１５】
次に、以上のように構成されたスイッチング式電源装置の動作についてスイッチ１０がＯＦＦの時の定常動作は従来技術と同様であるので説明を省略し、機器（図示せず）から前記スイッチ１０に２次側出力ＯＦＦの信号が入力した時の電源ＯＦＦ時の動作について説明する。
【００１６】
まず、機器側等の電気信号や機械的手段によってスイッチ１０をＯＮ状態とする。これにより第２のフォトカプラー９の第２の発光ダイオードが通電し、第２のフォトカプラーの第２のフォトダイオードが前記第２の発光ダイオードの発光を受光して通電する。
【００１７】
１次側制御回路４には既に第１のフォトカプラー６の第１のフォトトランジスタにより直流出力電圧Ｖａを一定に制御するための制御電流が流れているので、第２のフォトトランジスタが重畳されることによって前記１次側制御回路４には見かけ上直流出力電圧Ｖａが増大したときの制御電流が流れることになり、直流出力電圧Ｖａを一定の出力電圧まで降下させるために前記１次側制御回路４はメインスイッチング素子３のＯＦＦ時間が長くなるように駆動する。従って、直流出力電圧Ｖａは０ボルト近傍まで低下する。
【００１８】
例えば、２次側巻線２２と２次側補助巻線２３の巻線比を１：５とすると、定常出力電圧が仮に２次側巻線２２の出力電圧Ｖａを５Ｖとすると、２次側補助巻線２３の出力電圧Ｖｂが２５Ｖとなり、これが出力電圧ＯＦＦ状態つまりスイッチ１０がＯＮの時には、上記で説明したように２次側補助巻線２３の出力電圧Ｖｂを１Ｖとなるように予め前記１次側制御回路４を設定しておくと、２次側巻線２２の出力電圧Ｖａが０．２Ｖとなり、機器側の集積回路やマイコンや制御回路を停止させることができ、実質的に電源ＯＦＦと同様の効果を得られるものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線の両端に２次側補助整流平滑回路をこれに接続した第２のフォトカプラーによって、１次側制御回路に第１のフォトカプラーと並列に２次側補助巻線側からのフィードバック回路を構成して極めて簡単な回路によって、直流出力を直流出力がつながる機器の電子回路が駆動しない０Ｖ近傍まで低下させることが２次側巻線側を操作せずに行える小型で低価格のスイッチング式電源装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチング式電源装置の一実施形態の回路構成図
【図２】（ａ）従来のスイッチング式電源装置の回路構成図
（ｂ）同要部の回路構成図
【符号の説明】
１ １次側整流平滑回路
２ スイッチングトランス
３ メインスイッチング素子
４ １次側制御回路
５ ２次側整流平滑回路
６ 第１のフォトカプラー
７ ２次側制御回路
８ ２次側補助整流平滑回路
９ 第２のフォトカプラー
１０ スイッチ
２１ １次側巻線
２２ ２次側巻線
２３ ２次側補助巻線
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に電源として利用されるスイッチング式電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチング式電源装置を図２（ａ），（ｂ）により説明する。
【０００３】
同図によると、１は１次側整流平滑回路であり、交流入力電圧を受電して直流入力電圧に交換するものである。２はスイッチングトランスで、１次側巻線２１、２次側巻線２２を有している。１次側巻線２１はその一端を前記１次側整流平滑回路１の正電極に接続され、他端はメインスイッチング素子３のエミッタとコレクタを介して前記１次側整流平滑回路１の負電極に接続されている。
【０００４】
メインスイッチング素子３のベースは１次側制御回路４に接続されており、１次側制御回路４は後述する直流出力電圧Ｖａを安定化するように制御している。前記２次側巻線２２に発生する交流電圧は、２次側整流平滑回路５でそのフライバック電圧を整流平滑され、直流出力電圧Ｖａとして出力端子に供給される。この直流出力電圧Ｖａを制御するために前記２次側整流平滑回路５の正電極と１次側にフィードバックするフォトカプラー６の発光ダイオードのアノードが接続され、カソードから２次側制御回路７を介して前記２次側整流平滑回路５の負電極に接続されている。前記フォトカプラー６のフォトトランジスタは前記１次側整流回路４に接続されている。
【０００５】
なお、イは前記スイッチング式電源装置を２次側でＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路であり、１１は出力ラインに直接挿入されたスイッチであり、機械的にＯＮ／ＯＦＦするものである。図２（ｂ）は他のスイッチ回路であり、機器側（図示せず）からのＯＮ／ＯＦＦ信号によりＯＮ／ＯＦＦ信号スイッチ１２を駆動して出力ラインに挿入されたスイッチング素子１３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うものである。
【０００６】
以上のように構成されたスイッチング式電源装置について、以下にその動作について説明する。まず、交流入力を受電すると、１次側整流平滑回路１によって直流電圧に変換する。その直流入力電圧を１次側制御回路４の出力パルスによってメインスイッチング素子３がＯＮ／ＯＦＦすることにより交流電圧に変換されて１次側巻線２１に入力される。
【０００７】
それにより２次側巻線２２にスイッチングトランス２の巻線比に比例した交流電圧が発生する。２次側巻線２２に誘起された交流電圧のフライバック電圧は、２次側整流平滑回路５によって整流平滑され直流出力へ供給される。
【０００８】
この直流出力電圧Ｖａは、２次側制御回路７によって一定電圧に制御するために、フォトカプラー６の発光ダイオードに流れる電流を光信号にてフォトトランジスタに送り、送られた信号を再度電流にフィードバックし、１次側制御回路４によってメインスイッチング素子３を制御して定電圧に制御するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図示しない機器側の電源をＯＮ／ＯＦＦさせる手段は前述したごとくスイッチ１１や信号スイッチ１２を駆動して出力ラインに挿入されたスイッチング素子１３をＯＮ／ＯＦＦして行うが、出力電流値が大きくなればなるほどスイッチ１１が大きくなりコストも上昇し、またスイッチング素子１３を用いたものにおいては、スイッチング素子１３自体のＯＮ抵抗により発熱のためにスイッチング素子１３自体も大きくなりコストも上がり、スイッチング式電源装置の小型・低価格化を困難とする要因となっていた。
【００１０】
本発明は上記課題を解決してスイッチング式電源装置の小型・低価格化を実現することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明のスイッチング式電源装置は、少なくとも交流電源が入力される１次側整流平滑回路と、一端がこの１次側整流平滑回路の一端と接続され他端がスイッチング素子のコレクタとエミッタを介して前記１次側整流平滑回路の他端と接続されるスイッチングトランスと、前記スイッチング素子のベースに接続された１次側制御回路と、前記スイッチングトランスの２次側巻線からの出力を入力し直流出力を出力する２次側整流平滑回路と、この２次側整流平滑回路に並列に第１の発光ダイオードを接続し、第１のフォトトランジスタを前記１次側制御回路に接続した第１のフォトカプラーと、前記スイッチングトランスの前記２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線に接続された２次側補助整流平滑回路と、この２次側補助整流平滑回路にスイッチング手段を介して第２の発光ダイオードを接続し、第２のフォトトランジスタを前記第１のフォトカプラーの第１のフォトトランジスタに並列に接続した第２のフォトカプラーとからなり、前記第１のフォトカプラーの信号に前記第２のフォトカプラーの信号を重畳させるとともに、前記２次側補助整流平滑回路の出力電圧に基づき前記２次側整流平滑回路の出力電圧を制御したことを特徴とするものである。
すなわち、前記スイッチング手段によって第２のフォトカプラーの第２の発光ダイオードを駆動し、第１のフォトトランジスタと並列の第２のフォトトランジスタを通電して前記１次側制御回路のＯＦＦ期間を長くし、２次側整流平滑回路からの直流出力電圧を極めて低くして実質的なＯＦＦ状態とするものであり、従来技術のように２次側の直流出力を直接ＯＮ／ＯＦＦしないので、大きく且つ高価なスイッチやスイッチング素子を使用しない小型で低コストのスイッチング式電源装置の提供を可能としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも交流電源が入力される１次側整流平滑回路
と、一端がこの１次側整流平滑回路の一端と接続され他端がスイッチング素子のコレクタとエミッタを介して前記１次側整流平滑回路の他端と接続されるスイッチングトランスと、前記スイッチング素子のベースに接続された１次側制御回路と、前記スイッチングトランスの２次側巻線からの出力を入力し直流出力を出力する２次側整流平滑回路と、この２次側整流平滑回路に並列に第１の発光ダイオードを接続し、第１のフォトトランジスタを前記１次側制御回路に接続した第１のフォトカプラーと、前記スイッチングトランスの前記２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線に接続された２次側補助整流平滑回路と、この２次側補助整流平滑回路にスイッチング手段を介して第２の発光ダイオードを接続し、第２のフォトトランジスタを前記第１のフォトカプラーの第１のフォトトランジスタに並列に接続した第２のフォトカプラーとからなり、前記第１のフォトカプラーの信号に前記第２のフォトカプラーの信号を重畳させるとともに、前記２次側補助整流平滑回路の出力電圧に基づき前記２次側整流平滑回路の出力電圧を制御したことを特徴とするものである。
すなわち、前記スイッチング手段によって第２の発光ダイオードを駆動し、第１のフォトトランジスタと並列の第２のフォトトランジスタを通電して前記１次側制御回路のＯＦＦ期間を長くなるように制御し、２次側整流平滑回路からの直流出力電圧を極めて低くなるように制御して実質的なＯＦＦ状態を現出するものであり、従来技術のように２次側の直流出力を直接ＯＮ／ＯＦＦしないので、大きく且つ高価なスイッチやスイッチング素子を使用しない小型で低コストのスイッチング式電源装置を提供できるものである。
【００１３】
以下本発明の一実施の形態を図１により説明する。なお、従来技術と同一部分は同一番号を付与し説明を省略して説明する。
【００１４】
図１は一実施の形態のスイッチング式電源装置の構成を示す回路図である。同図により従来技術との相違点のみ説明すると、２３はスイッチングトランス２に設けられた２次側巻線２２より十分巻線数が多い２次側補助巻線であり、８は前記２次側補助巻線２３の両端に接続された２次側補助整流平滑回路であり、９はこの２次側補助整流平滑回路８の正極とアノードが接続され、機器からの信号等によってＯＮ／ＯＦＦするスイッチ手段となるスイッチ１０を介してカソードが前記２次側補助整流平滑回路８の負極に接続される第２の発光ダイオードを内蔵する第２のフォトカプラーであり、この第２のフォトカプラー９の第２のフォトトランジスタは第１のフォトカプラー６の第１のフォトトランジスタに並列に１次側制御回路４に接続されている。
【００１５】
次に、以上のように構成されたスイッチング式電源装置の動作についてスイッチ１０がＯＦＦの時の定常動作は従来技術と同様であるので説明を省略し、機器（図示せず）から前記スイッチ１０に２次側出力ＯＦＦの信号が入力した時の電源ＯＦＦ時の動作について説明する。
【００１６】
まず、機器側等の電気信号や機械的手段によってスイッチ１０をＯＮ状態とする。これにより第２のフォトカプラー９の第２の発光ダイオードが通電し、第２のフォトカプラーの第２のフォトダイオードが前記第２の発光ダイオードの発光を受光して通電する。
【００１７】
１次側制御回路４には既に第１のフォトカプラー６の第１のフォトトランジスタにより直流出力電圧Ｖａを一定に制御するための制御電流が流れているので、第２のフォトトランジスタが重畳されることによって前記１次側制御回路４には見かけ上直流出力電圧Ｖａが増大したときの制御電流が流れることになり、直流出力電圧Ｖａを一定の出力電圧まで降下させるために前記１次側制御回路４はメインスイッチング素子３のＯＦＦ時間が長くなるように駆動する。従って、直流出力電圧Ｖａは０ボルト近傍まで低下する。
【００１８】
例えば、２次側巻線２２と２次側補助巻線２３の巻線比を１：５とすると、定常出力電圧が仮に２次側巻線２２の出力電圧Ｖａを５Ｖとすると、２次側補助巻線２３の出力電圧Ｖｂが２５Ｖとなり、これが出力電圧ＯＦＦ状態つまりスイッチ１０がＯＮの時には、上記で説明したように２次側補助巻線２３の出力電圧Ｖｂを１Ｖとなるように予め前記１次側制御回路４を設定しておくと、２次側巻線２２の出力電圧Ｖａが０．２Ｖとなり、機器側の集積回路やマイコンや制御回路を停止させることができ、実質的に電源ＯＦＦと同様の効果を得られるものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線の両端に２次側補助整流平滑回路をこれに接続した第２のフォトカプラーによって、１次側制御回路に第１のフォトカプラーと並列に２次側補助巻線側からのフィードバック回路を構成して極めて簡単な回路によって、直流出力を直流出力がつながる機器の電子回路が駆動しない０Ｖ近傍まで低下させることが２次側巻線側を操作せずに行える小型で低価格のスイッチング式電源装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチング式電源装置の一実施形態の回路構成図
【図２】（ａ）従来のスイッチング式電源装置の回路構成図
（ｂ）同要部の回路構成図
【符号の説明】
１ １次側整流平滑回路
２ スイッチングトランス
３ メインスイッチング素子
４ １次側制御回路
５ ２次側整流平滑回路
６ 第１のフォトカプラー
７ ２次側制御回路
８ ２次側補助整流平滑回路
９ 第２のフォトカプラー
１０ スイッチ
２１ １次側巻線
２２ ２次側巻線
２３ ２次側補助巻線
Claims (1)
- 少なくとも交流電源が入力される１次側整流平滑回路と、一端がこの１次側整流平滑回路の一端と接続され他端がスイッチング素子のコレクタとエミッタを介して前記１次側整流平滑回路の他端と接続されるスイッチングトランスと、前記スイッチング素子のベースに接続された１次側制御回路と、前記スイッチングトランスの２次側巻線からの出力を入力し直流出力を出力する２次側整流平滑回路と、この２次側整流平滑回路に並列に第１の発光ダイオードを接続し、第１のフォトトランジスタを前記１次側制御回路に接続した第１のフォトカプラーと、前記スイッチングトランスの前記２次側巻線より巻線数の多い２次側補助巻線に接続された２次側補助整流平滑回路と、この２次側補助整流平滑回路にスイッチング手段を介して第２の発光ダイオードを接続し、第２のフォトトランジスタを前記第１のフォトカプラーの第１のフォトトランジスタに並列に接続した第２のフォトカプラーとからなり、前記第１のフォトカプラーの信号に前記第２のフォトカプラーの信号を重畳させるとともに、前記２次側補助整流平滑回路の出力電圧に基づき前記２次側整流平滑回路の出力電圧を制御したことを特徴とするスイッチング式電源装置。
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|---|---|---|---|
| JP04193097A JP3608331B2 (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | スイッチング式電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP04193097A JP3608331B2 (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | スイッチング式電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10243643A JPH10243643A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3608331B2 true JP3608331B2 (ja) | 2005-01-12 |
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ID=12621962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04193097A Expired - Fee Related JP3608331B2 (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | スイッチング式電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3608331B2 (ja) |
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1997
- 1997-02-26 JP JP04193097A patent/JP3608331B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH10243643A (ja) | 1998-09-11 |
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