JPH0470869B2 - - Google Patents
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- JPH0470869B2 JPH0470869B2 JP60283035A JP28303585A JPH0470869B2 JP H0470869 B2 JPH0470869 B2 JP H0470869B2 JP 60283035 A JP60283035 A JP 60283035A JP 28303585 A JP28303585 A JP 28303585A JP H0470869 B2 JPH0470869 B2 JP H0470869B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- output
- output voltage
- capacitor
- error amplifier
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 29
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、スイツチング電源の保護回路に関す
るものである。
るものである。
[従来の技術]
スイツチング電源と負荷短絡に対する保護回路
として、誤差増幅器の出力電圧をモニタする回路
構成が知られている。すなわち、負荷短絡が生ず
ると、電源出力電圧は零となるので、誤差増幅器
の出力は正常動作時に比べ、大きく変化する。そ
こで、誤差増幅器の出力をモニタし、その出力に
対してある検出レベルを設け、誤差増幅器の出力
がその値を越えたときに、スイツチング電源の主
トランジスタをしや断するように構成すれば、短
絡保護が可能となる。この場合、電源起動時に
は、出力が零なので、保護回路が動作してしま
い、電源がスタートしないことになるので、誤差
増幅器の出力レベルが設定値を越えてから、保護
回路が動作するまでに遅れ時間を設けることが行
われる。これにより、短時間の負荷短絡やノイズ
等で保護回路が誤動作してしまうこともなくな
る。
として、誤差増幅器の出力電圧をモニタする回路
構成が知られている。すなわち、負荷短絡が生ず
ると、電源出力電圧は零となるので、誤差増幅器
の出力は正常動作時に比べ、大きく変化する。そ
こで、誤差増幅器の出力をモニタし、その出力に
対してある検出レベルを設け、誤差増幅器の出力
がその値を越えたときに、スイツチング電源の主
トランジスタをしや断するように構成すれば、短
絡保護が可能となる。この場合、電源起動時に
は、出力が零なので、保護回路が動作してしま
い、電源がスタートしないことになるので、誤差
増幅器の出力レベルが設定値を越えてから、保護
回路が動作するまでに遅れ時間を設けることが行
われる。これにより、短時間の負荷短絡やノイズ
等で保護回路が誤動作してしまうこともなくな
る。
しかし、遅れ時間設定用に、従来は、専用のコ
ンデンサを使用していたため、部品点数の増大や
IC化する場合にピン数が増えるといつた問題点
があつた。
ンデンサを使用していたため、部品点数の増大や
IC化する場合にピン数が増えるといつた問題点
があつた。
[発明が解決しようとする問題点]
そこで、本発明は目的は上述した遅れ時間設定
のためのコンデンサを、スイツチング電源では一
般的に使用されているソフトスタート時間設定用
のコンデンサと共通に用いるように適切に構成す
ることにより、上述の問題点の解決を図つたスイ
ツチング電源保護回路を提供することにある。
のためのコンデンサを、スイツチング電源では一
般的に使用されているソフトスタート時間設定用
のコンデンサと共通に用いるように適切に構成す
ることにより、上述の問題点の解決を図つたスイ
ツチング電源保護回路を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
このような目的を達成するために、本発明は、
所定の発振出力を発生する発振器と、スイツチン
グ電源の出力電圧と該出力電圧が安定する電圧を
決定する第1の基準電圧との誤差を出力する誤差
増幅器と、前記発振器の発振出力電圧の最大値よ
り高く、且つ前記誤差増幅器の最大出力圧力より
低い値の第2の基準電圧を、前記誤差増幅器の出
力電圧が越えたときに電圧を出力する第1比較手
段と、前記スイツチング電源の起動に応答して所
定電圧が印加されて充電開始するコンデンサと、
前記第1比較手段の出力電圧に基づいて前記コン
デンサに充電電圧を印加する電圧印加手段と、前
記誤差増幅器の出力電圧および前記コンデンサの
出力電圧のうち、いずれか低い方の電圧が前記発
振器の発振出力電圧を越えたときに電圧を出力す
る第2比較手段と、該第2比較手段の出力電圧に
よつて前記スイツチング電源の主トランジスタに
駆動信号を与える駆動手段と、前記コンデンサの
出力電圧が該コンデンサに印加される前記所定電
圧よりも高い値の第3の基準電圧を越えたときに
電圧を出力する第3比較手段と、該第3比較手段
の出力電圧に基づいて前記駆動手段を動作停止す
る手段とを具えたことを特徴とする。
所定の発振出力を発生する発振器と、スイツチン
グ電源の出力電圧と該出力電圧が安定する電圧を
決定する第1の基準電圧との誤差を出力する誤差
増幅器と、前記発振器の発振出力電圧の最大値よ
り高く、且つ前記誤差増幅器の最大出力圧力より
低い値の第2の基準電圧を、前記誤差増幅器の出
力電圧が越えたときに電圧を出力する第1比較手
段と、前記スイツチング電源の起動に応答して所
定電圧が印加されて充電開始するコンデンサと、
前記第1比較手段の出力電圧に基づいて前記コン
デンサに充電電圧を印加する電圧印加手段と、前
記誤差増幅器の出力電圧および前記コンデンサの
出力電圧のうち、いずれか低い方の電圧が前記発
振器の発振出力電圧を越えたときに電圧を出力す
る第2比較手段と、該第2比較手段の出力電圧に
よつて前記スイツチング電源の主トランジスタに
駆動信号を与える駆動手段と、前記コンデンサの
出力電圧が該コンデンサに印加される前記所定電
圧よりも高い値の第3の基準電圧を越えたときに
電圧を出力する第3比較手段と、該第3比較手段
の出力電圧に基づいて前記駆動手段を動作停止す
る手段とを具えたことを特徴とする。
[作用]
スイツチング電源においては、起動時に出力電
圧を徐々に立上げるソフトスタート回路は必須な
ものであり、ほとんどの回路で用いられている。
このソフトスタート時間設定にはコンデンサが必
要であり、その値も10μF程度であり、IC化はで
きない容量である。従つて、制御回路をIC化す
る場合にも、このコンデンサは外付けとなる。
圧を徐々に立上げるソフトスタート回路は必須な
ものであり、ほとんどの回路で用いられている。
このソフトスタート時間設定にはコンデンサが必
要であり、その値も10μF程度であり、IC化はで
きない容量である。従つて、制御回路をIC化す
る場合にも、このコンデンサは外付けとなる。
本発明では、この、コンデンサを上述の短絡保
護回路の遅れ時間設定用としても使用することに
より、部品点数の増加やICのピン数の増加を抑
える。
護回路の遅れ時間設定用としても使用することに
より、部品点数の増加やICのピン数の増加を抑
える。
[実施例]
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の1実施例を示し、図中の点線
枠内はIC化する場合の構成部分の例である。第
1図において、1は発振器、2はPWM用コンパ
レータであり、発振器1の出力A、誤差増幅器3
の出力Bおよびコンパレータ2の出力Dの最大パ
ルス幅を規定する電圧Cが入力される。4は誤差
増幅器3に対する基準電圧である。5はコンパレ
ータ2の出力Dを供給される出力トランジスタで
ある。6は誤差増幅器3の出力Bを基準電圧7と
比較するコンパレータであり、その比較出力をト
ランジスタ8および抵抗9を介して、コンデンサ
32の充電制御用トランジスタ10および11に
供給する。
枠内はIC化する場合の構成部分の例である。第
1図において、1は発振器、2はPWM用コンパ
レータであり、発振器1の出力A、誤差増幅器3
の出力Bおよびコンパレータ2の出力Dの最大パ
ルス幅を規定する電圧Cが入力される。4は誤差
増幅器3に対する基準電圧である。5はコンパレ
ータ2の出力Dを供給される出力トランジスタで
ある。6は誤差増幅器3の出力Bを基準電圧7と
比較するコンパレータであり、その比較出力をト
ランジスタ8および抵抗9を介して、コンデンサ
32の充電制御用トランジスタ10および11に
供給する。
トランジスタ11からの電圧Cを上述したよう
にコンパレータ2に印加すると共に、コンパレー
タ12にも印加し、ここで基準電圧13と比較す
る。コンパレータ12の出力をラツチ回路14に
供給し、ここにラツチする。
にコンパレータ2に印加すると共に、コンパレー
タ12にも印加し、ここで基準電圧13と比較す
る。コンパレータ12の出力をラツチ回路14に
供給し、ここにラツチする。
ラツチ回路14の出力をトランジスタ15に供
給し、コンパレータ2の出力Dを出力トランジス
タ5に供給するか否かを制御する。
給し、コンパレータ2の出力Dを出力トランジス
タ5に供給するか否かを制御する。
以上により点線枠内のIC回路部分を構成する
が、その外部回路とは、図示の端子41〜44を
介して接続される。端子41には基準電圧Vref1
を抵抗21とコンデンサ22の直列接続による時
定数回路に印加して得た時定数出力を供給し、こ
の時定数出力を発振器1に供給する。
が、その外部回路とは、図示の端子41〜44を
介して接続される。端子41には基準電圧Vref1
を抵抗21とコンデンサ22の直列接続による時
定数回路に印加して得た時定数出力を供給し、こ
の時定数出力を発振器1に供給する。
端子42には、出力トランジスタ5の出力を抵
抗23を介して取り出す。さらにその出力をトラ
ンジスタ24と主トランジスタ26および抵抗2
5により増幅し、さらに変圧器27を介して取り
出す。その変圧器出力をダイオード28で整流
し、さらにコンデンサ29で平滑化して、出力端
子よりスイツチング電源の出力電圧35を得る。
抗23を介して取り出す。さらにその出力をトラ
ンジスタ24と主トランジスタ26および抵抗2
5により増幅し、さらに変圧器27を介して取り
出す。その変圧器出力をダイオード28で整流
し、さらにコンデンサ29で平滑化して、出力端
子よりスイツチング電源の出力電圧35を得る。
このスイツチング電源電圧を抵抗30,31と
で分圧した電圧を端子43を介して誤差増幅器3
に入力する。
で分圧した電圧を端子43を介して誤差増幅器3
に入力する。
トランジスタ11の出力端子44を介してコン
デンサ32に供給する。さらに、端子44には基
準電圧Vref2を抵抗33と34とで分圧した電圧
をも印加する。
デンサ32に供給する。さらに、端子44には基
準電圧Vref2を抵抗33と34とで分圧した電圧
をも印加する。
ここで、誤差増幅器3、コンパレータ2の動作
について説明する。
について説明する。
(1) 誤差層増幅器3の動作
誤差層増幅器3においては、電源出力電圧3
5を抵抗30,31で分圧した電圧(Vo′)と
基準電圧4(V4)とを比較する。V4は1V程度
であり、出力電圧35が安定する電圧を決定す
る。誤差増幅器出力B(VE)は、 (a) Vo′>V4のときVEはほぼ0V (b) Vo′V4のときVEはほぼV1〜V2の間でバ
ランスする。
5を抵抗30,31で分圧した電圧(Vo′)と
基準電圧4(V4)とを比較する。V4は1V程度
であり、出力電圧35が安定する電圧を決定す
る。誤差増幅器出力B(VE)は、 (a) Vo′>V4のときVEはほぼ0V (b) Vo′V4のときVEはほぼV1〜V2の間でバ
ランスする。
(c) Vo′<V4のときVEは+方向に振り切れ、
ほぼVB(第1図に示すように内部動作電源電
圧) ここで、V2、V1は第1図に示すように発振
器1の出力電圧の最小、最大値を示す。
ほぼVB(第1図に示すように内部動作電源電
圧) ここで、V2、V1は第1図に示すように発振
器1の出力電圧の最小、最大値を示す。
(c)の状態が本発明の出力短絡状態に対応す
る。すなわち、出力短絡により、Vo′はほぼ0V
となるからである。
る。すなわち、出力短絡により、Vo′はほぼ0V
となるからである。
(2) コンパレータ6の動作
コンパレータ6は、前記誤差増幅器3の出力
Bが(c)Vo′<V4の状態であることを検出する。
基準電圧7(V7)は、従つてV1とVBの中間に
選定される。前記(c)の状態で、本コンパレータ
6の出力はハイレベルが出力され、トランジス
タ8を駆動する。前記(a)、(b)の状態では、コン
パレータ6の出力はローレベルとなり、トラン
ジスタ8は非導通である。
Bが(c)Vo′<V4の状態であることを検出する。
基準電圧7(V7)は、従つてV1とVBの中間に
選定される。前記(c)の状態で、本コンパレータ
6の出力はハイレベルが出力され、トランジス
タ8を駆動する。前記(a)、(b)の状態では、コン
パレータ6の出力はローレベルとなり、トラン
ジスタ8は非導通である。
(3) 3入力のコンパレータ2の動作
このコンパレータ2はAの電圧と、Bまたは
Cの電圧とを比較する。ここでBとCは、電圧
の低い方が優先してAと比較され、2入力コン
パレータの同等な動作をする。
Cの電圧とを比較する。ここでBとCは、電圧
の低い方が優先してAと比較され、2入力コン
パレータの同等な動作をする。
すなわち、
B<Cの時はAとB
B=Cの時はAとB
B>Cの時はAとC
が各々比較される。
通常動作時において、出力電圧35が上昇し
ようとすると、その変化は抵抗30と31を介
して誤差増幅器3に供給され、その出力Bは低
下する。この状態では、出力Bは出力Cより低
い値であり、コンパレータ2ではAとBが比較
され、その結果コンパレータ2の出力Dのパル
ス幅が狭まり、出力電圧35は上昇せず、従つ
て、基準電圧4(V4)で決定される値に出力
電圧35は安定化される。入力Cは最大パルス
幅を規定し、第2図に示すように誤差増幅器3
の出力電圧Bが、Cよりも高い電圧になつたと
きに、コンパレータ2はAとCを比較するの
で、その出力Dの最大パルス幅は入力Cにより
決まるようになる。
ようとすると、その変化は抵抗30と31を介
して誤差増幅器3に供給され、その出力Bは低
下する。この状態では、出力Bは出力Cより低
い値であり、コンパレータ2ではAとBが比較
され、その結果コンパレータ2の出力Dのパル
ス幅が狭まり、出力電圧35は上昇せず、従つ
て、基準電圧4(V4)で決定される値に出力
電圧35は安定化される。入力Cは最大パルス
幅を規定し、第2図に示すように誤差増幅器3
の出力電圧Bが、Cよりも高い電圧になつたと
きに、コンパレータ2はAとCを比較するの
で、その出力Dの最大パルス幅は入力Cにより
決まるようになる。
通常動作時には、誤差増幅器3の出力電圧範
囲は、発振器1の出力波形のピーク値(V1)
を越えることはないが、起動時には、この限り
でない。すなわち、起動時には、出力端子にお
ける出力電圧35は零であるので、誤差増幅器
3の出力Bは正側に最大限振り切れている。従
つて、この時、コンパレータ2はAとCとを比
較することになり、起動後は、コンデンサ32
の電位(すなわちC)は零から徐々に充電され
立上つてくるので、コンパレータ2の出力Dの
パルス幅も徐々に広がつてくることになり、ソ
フトスタート動作がなされる。この間は誤差増
幅器3の出力Bは基準電圧7を越えているの
で、コンパレータ6の出力はハイレベルとな
り、トランジスタ8は導通し、従つて、トラン
ジスタ11からは定電流が出力されてコンデン
サ32を充電して行く。ここで、コンデンサ3
2の電位が基準電圧13を越える前に、出力端
子における出力電圧35は所定の電圧に達し、
誤差増幅器3は前記(b)の状態となる。したがつ
て、誤差増幅器3の出力Bは基準電圧7以下と
なり、トランジスタ8はしや断される。そし
て、コンデンサ32の充電状態は、抵抗33と
34により決まる電圧で安定する。この状態が
第2図の波形Cに示されている。この状態で
は、コンデンサ32の電位は基準電圧13以下
であり、従つてコンパレータ12の出力はロー
レベルである。このためラツチ回路14の出力
Qはローレベルのままであり、トランジスタ5
はしや断されず、回路動作に影響を与えない。
囲は、発振器1の出力波形のピーク値(V1)
を越えることはないが、起動時には、この限り
でない。すなわち、起動時には、出力端子にお
ける出力電圧35は零であるので、誤差増幅器
3の出力Bは正側に最大限振り切れている。従
つて、この時、コンパレータ2はAとCとを比
較することになり、起動後は、コンデンサ32
の電位(すなわちC)は零から徐々に充電され
立上つてくるので、コンパレータ2の出力Dの
パルス幅も徐々に広がつてくることになり、ソ
フトスタート動作がなされる。この間は誤差増
幅器3の出力Bは基準電圧7を越えているの
で、コンパレータ6の出力はハイレベルとな
り、トランジスタ8は導通し、従つて、トラン
ジスタ11からは定電流が出力されてコンデン
サ32を充電して行く。ここで、コンデンサ3
2の電位が基準電圧13を越える前に、出力端
子における出力電圧35は所定の電圧に達し、
誤差増幅器3は前記(b)の状態となる。したがつ
て、誤差増幅器3の出力Bは基準電圧7以下と
なり、トランジスタ8はしや断される。そし
て、コンデンサ32の充電状態は、抵抗33と
34により決まる電圧で安定する。この状態が
第2図の波形Cに示されている。この状態で
は、コンデンサ32の電位は基準電圧13以下
であり、従つてコンパレータ12の出力はロー
レベルである。このためラツチ回路14の出力
Qはローレベルのままであり、トランジスタ5
はしや断されず、回路動作に影響を与えない。
この状態で、出力端子を短絡すると、その出
力電圧35は零に降下する。従つて、誤差増幅
器3の出力Bは正側に振れ、基準電圧7を越え
る。その結果、トランジスタ8が導通して、ト
ランジスタ11により、コンデンサ32は更に
充電され始める。そして、その充電電圧が基準
電圧13を越えると、コンパレータ12の出力
がハイレベルとなり、そのハイレベルがラツチ
回路14(Qがハイレベル)にラツチされる。
これによつて、トランジスタ15が導通し、出
力トランジスタ5をしや断させ続ける。このた
め、トランジスタ24が導通し、主トランジス
タ26がしや断されて、主トランジスタ26が
短絡から保護される。基準電圧13は0〜VB
の間(通常1V程度)に設定される。
力電圧35は零に降下する。従つて、誤差増幅
器3の出力Bは正側に振れ、基準電圧7を越え
る。その結果、トランジスタ8が導通して、ト
ランジスタ11により、コンデンサ32は更に
充電され始める。そして、その充電電圧が基準
電圧13を越えると、コンパレータ12の出力
がハイレベルとなり、そのハイレベルがラツチ
回路14(Qがハイレベル)にラツチされる。
これによつて、トランジスタ15が導通し、出
力トランジスタ5をしや断させ続ける。このた
め、トランジスタ24が導通し、主トランジス
タ26がしや断されて、主トランジスタ26が
短絡から保護される。基準電圧13は0〜VB
の間(通常1V程度)に設定される。
この様に、本発明では、短絡状態が、ある時間
継続し、コンデンサ32の電位が基準電圧13を
越えると、出力トランジスタ5,26がしや断さ
れるが、その前に短絡が解除されれば、回路は、
上述したような正常動作を続けるため、実用上好
都合である。
継続し、コンデンサ32の電位が基準電圧13を
越えると、出力トランジスタ5,26がしや断さ
れるが、その前に短絡が解除されれば、回路は、
上述したような正常動作を続けるため、実用上好
都合である。
[発明の効果]
本発明によれば、1つのコンデンサで、ソフト
スタートと短絡保護の両回路を構成できるので、
部品点数およびIC化した場合のピン数の増加を
抑えることができる。特に、IC化においては、
1ピンの増加は、1ランク上のピン数のパツケー
ジを必要とすることにつながる場合があり、その
ような場合に本発明の効果は極めて大きい。
スタートと短絡保護の両回路を構成できるので、
部品点数およびIC化した場合のピン数の増加を
抑えることができる。特に、IC化においては、
1ピンの増加は、1ランク上のピン数のパツケー
ジを必要とすることにつながる場合があり、その
ような場合に本発明の効果は極めて大きい。
第1図は本発明の1実施例を示す回路図、第2
図は第1図示のコンパレータ2の入出力の関係を
示す信号波形図である。 1……発振器、2……コンパレータ、3……誤
差増幅器、4……基準電圧、5……出力トランジ
スタ、6……コンパレータ、7……基準電圧、8
……トランジスタ、9……抵抗、10……トラン
ジスタ、11……トランジスタ、12……コンパ
レータ、13……基準電圧、14……ラツチ回
路、15……トランジスタ、21,23,25,
30,31……抵抗、22,29……コンデン
サ、24……トランジスタ、26……主トランジ
スタ、27……変圧器、28……ダイオード、3
2……コンデンサ、33,34……抵抗、35…
…出力電圧、41〜44……IC端子。
図は第1図示のコンパレータ2の入出力の関係を
示す信号波形図である。 1……発振器、2……コンパレータ、3……誤
差増幅器、4……基準電圧、5……出力トランジ
スタ、6……コンパレータ、7……基準電圧、8
……トランジスタ、9……抵抗、10……トラン
ジスタ、11……トランジスタ、12……コンパ
レータ、13……基準電圧、14……ラツチ回
路、15……トランジスタ、21,23,25,
30,31……抵抗、22,29……コンデン
サ、24……トランジスタ、26……主トランジ
スタ、27……変圧器、28……ダイオード、3
2……コンデンサ、33,34……抵抗、35…
…出力電圧、41〜44……IC端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 所定の発振出力を発生する発振器と、 スイツチング電源の出力電圧と該出力電圧が安
定する電圧を決定する第1の基準電圧との誤差を
出力する誤差増幅器と、 前記発振器の発振出力電圧の最大値より高く、
且つ前記誤差増幅器の最大出力電圧より低い値の
第2の基準電圧を、前記誤差増幅器の出力電圧が
越えたときに電圧を出力する第1比較手段と、 前記スイツチング電源の起動に応答して所定電
圧が印加されて充電開始するコンデンサと、 前記第1比較手段の出力電圧に基づいて前記コ
ンデンサに充電電圧を印加する電圧印加手段と、 前記誤差増幅器の出力電圧および前記コンデン
サの出力電圧のうち、いずれか低い方の電圧が前
記発振器の発振出力電圧を越えたときに電圧を出
力する第2比較手段と、 該第2比較手段の出力電圧によつて前記スイツ
チング電源の主トランジスタに駆動信号を与える
駆動手段と、 前記コンデンサの出力電圧が該コンデンサに印
加される前記所定電圧よりも高い値の第3の基準
電圧を越えたときに電圧を出力する第3比較手段
と、 該第3比較手段の出力電圧に基づいて前記駆動
手段を動作停止する手段とを具えたことを特徴と
するスイツチング電源保護回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60283035A JPS62144567A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | スイッチング電源保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60283035A JPS62144567A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | スイッチング電源保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62144567A JPS62144567A (ja) | 1987-06-27 |
JPH0470869B2 true JPH0470869B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=17660373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60283035A Granted JPS62144567A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | スイッチング電源保護回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62144567A (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1985
- 1985-12-18 JP JP60283035A patent/JPS62144567A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS62144567A (ja) | 1987-06-27 |
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