JPH0691747B2 - スイッチモ−ド電力供給装置 - Google Patents

スイッチモ−ド電力供給装置

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JPH0691747B2
JPH0691747B2 JP58229991A JP22999183A JPH0691747B2 JP H0691747 B2 JPH0691747 B2 JP H0691747B2 JP 58229991 A JP58229991 A JP 58229991A JP 22999183 A JP22999183 A JP 22999183A JP H0691747 B2 JPH0691747 B2 JP H0691747B2
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エヌ・ベ−・フィリップス・フル−イランペンファブリケン
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    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、第１電圧を供給する出力と、制御入力とを有
する第１電圧源と、該第１電圧より高い値の第２電圧を
供給する出力と制御入力を有する第２電圧源と、これら
第１及び第２電圧源の出力にそれぞれ結合された第１及
び第２出力端子と、これら各電圧源の制御入力に結合さ
れている調整手段で、この調整手段に供給される電圧が
基準レベルを超過するとき、前記各電圧源の制御入力に
制御信号を供給する調整手段とを有し２つの状態を選択
して動作しうるスイッチモード電力供給装置に関するも
のである。
上述形式の回路は、特に、遠隔制御機能を有するテレビ
ジョン受信用に使用されている。すなわち、これらの回
路はテレビジョン受像機の通常作動、あるいは準備（ス
タンバイ）状態のいずれかに対応する２つの状態にあ
る。
スタンバイ状態では、遠隔制御信号の受信回路には正常
に給電が行われ、他の回路には低減された電圧が供給さ
れるか、あるいは全然給電が行われない。
従来技術 従来使用されている回路においては、遠隔制御信号受信
回路用と、テレビジョン受像機の他の部分用の２つの個
別の電源部を使用している。この方式は、２つの個別電
圧源を必要とするため高価である。
また、他の広く使用されている回路においては、１つの
単投スイッチモード電圧源を使用し、スタンバイ状態の
間、遠隔制御受信機に給電する電圧以外の電圧を切換ス
イッチにより遮断するようにしている。この場合には、
受像機の作動期間中に、スタンバイとするには複数の高
電圧および大電流を遮断しうるようにする必要があり、
複数の高信頼性断続器、したがって相当高価な断続器を
使用しなければならないという難点がある。
西独国特許DE2,620,191号には、より満足な回路に関し
記載されている。この回路においては、スイッチモード
電源変成器の巻線の１つを他の巻線の巻回方向と反対の
方向で巻くようにし、この巻線よりの電圧が断続率に従
属しないようにしている。かくすれば、断続率を変える
ことにより、遠隔制御受信回路に給電するために使用す
る該巻線よりの電圧を変更することなしに、他の電圧を
減少させることができる。しかしながら、この方式は総
合安定系により逆巻線からの電圧を安定化できず、主電
圧源からの電圧がかなり変動する通常の場合には、直列
配置安定回路を付加する必要があり、特に、最近の趨勢
のように、テレビジョンセットを切換えなしに90Vない
し250Vの主電圧源に接続しうるようにする場合はとくに
そうである。この安定回路は、その価格は別として、準
備状態における電力消費が大きくなるという難点を有す
る。
発明の課題と手段 本発明回路の目的は、上述のいずれの難点をも有しない
電力供給装置を提供しようとするものである。
本発明電力供給装置は特許請求の範囲に記載の如くの特
徴を有する。
本発明の利点は、大電流が流れることのない１つの単投
スイッチ手段を用いて、１つを除くすべての電圧を減少
させることができ、しかも単一の安定回路により、これ
らすべての電圧を永続的に安定化し続けることができる
という事実にある。
本発明回路によるときは、複数個の電圧源を有するスイ
ッチモード電力供給装置の出力端子に供給される複数個
の電圧を同時に変化させることができる。これらの電圧
は、任意に選択して、対応の端子に１つの極性として供
給したり、あるいは異なる比で出力することができる。
このような制御を行うため、必要により制御回路を選択
する切換素子により各電圧源よりの電圧を同時にそれぞ
れ比例させて変化させたり、またはこれと同時に端子と
電圧源間の少なくとも１つの接続を、さらに他の切替素
子によって、当該端子と他の電圧源間の接続と置換え
る。すなわち端子の１つの電圧を、制御回路によって定
まる比率で変化させる一方、他の端子の電圧をこれを異
なる比で変化させ、しかも場合により異なる極性に変化
させ、供給電源が変化したのと同じ効果を与える。
実施例 本発明回路の１例は第１図に示す如くである。
第１図に示すスイッチモード電力供給装置は、任意に２
つの状態で機能しうるよう構成してある。図示のスイッ
チモード電力供給装置は、出力端子1,2に電圧を供給す
るための２つの電圧源11,12と、これら電圧源のうちの
１つの電圧が第１基準値を超えた際、これら電圧源によ
り供給されるすべての電圧を減少させるスイッチング動
作を行う信号を供給するための第１調整手段21とを含
む。さらに１つの電圧が第２基準値を超えた際、供給さ
れるすべての電圧値を減少させるスイッチング動作を行
う信号を供給するための第２調整手段22を具える。
図示のスイッチモード電力供給装置は、この外、 電圧源12の１つの出力を任意に前記第１調整手段21また
は第２調整手段22のいずれかに接続するための第１切換
素子31と、 出力端子１を一方の電圧源（11）または他方の電圧源
（12）のいずれかに接続するための第２切換素子32と、 所望状態を選択するため前記第１および第２切換素子を
同時に制御する制御装置７と、 を具える。
第２図の回路は本発明の有利な実施例である。この変形
例では、調整回路21を電圧源11に接続する。電圧源11の
電圧よりも高い電圧を電圧源12から供給する。かくすれ
ば、切換素子として作動する断続器（インタラプタ）30
が閉じると、調整回路21は電圧源12の出力に接続され
る。その結果、電圧源12は電圧源11がそのときまで有し
ていた電圧をとり、電圧源12の電圧は電圧源11の電圧値
まで低減されるが、電圧源11が供給しうる電圧がその出
力の電圧より低くなると、電圧源11からは電力を供給し
なくなる。通常、電圧源11には、その端子における電圧
が、それが供給しうる電圧より高い場合に、電流が電圧
源に入りこむのを防止するため少なくとも１つのダイオ
ード（第６図の24参照）を設ける。このように、電圧源
により供給される電圧は、切換スイッチとして動作する
断続器30を介して調整回路21を電圧源12に接続し、電圧
源11より高電圧の電圧源12も調整回路21で制御されるよ
うにし、また同時に、２つの電圧源11および12を同一切
換素子たる断続器30を用いて相互接続することにより、
同時に同じ値に変更されるようにする。
このように、第２図に示すスイッチモード電力供給装置
は、任意に２つの状態、すなわち、 第１状態は： 第１出力端子１に接続し第１電圧源11から出力端子１に
第１電圧を供給し、第２出力端子２に接続した第２電圧
源12から出力端子２に第１電圧より高い第２電圧を供給
する、 第２状態は： 第１の状態において第１端子に供給される電圧に等しい
か、それより高い電圧が第１端子１に供給され、第１の
状態において第２端子に供給される電圧より低い電圧が
第２端子に供給される、 という２つの状態で作動することができる。
第１調整手段21は、供給された電圧が基準値を超過した
際信号を発生し、この信号は供給されるすべての電圧値
を減少させるスイッチモード作動を行わせる。前記調整
手段21は端子１に接続されており、また、回路は、出力
端子１を任意に選択して第２電圧源に接続して、回路を
第２の状態に調整するための切換素子30を含む。
いま、例えば、電圧源11及び12の設計は、電圧源11によ
り供給される電圧値の３倍の値を有する電圧を電圧源12
から供給するものと、かつ電圧源11により供給される電
圧が5Vの基準値を超えた際、第１調整手段21により供給
電圧を制限するものとする。すなわち、この場合、電圧
源12は15Vを供給するものとする。かくすれば、断続器3
0が閉じると、電圧源12に接続された第１調整手段21は
電圧源12よりの電圧を5Vに制限する。従って電圧源11は
1/3の値の5Vを供給するのみであるため、電力を供給し
ない。２つの相互接続端子１及び２には5Vが供給され
る。かくして、電圧端子２は、第１の状態で受信してい
た電圧（15V）より低い電圧（5V）を受信し、端子１は
第１の状態で受信していた電圧値に等しい5Vの電圧が供
給される。
また、供給される電圧が第２基準値を超えた際、制限信
号を供給する第２調整手段22を恒久的に第２電圧源に接
続するようにすることもできる。この実施例において、
第２調整手段22が12Vの電圧に対し作動するものとす
る。第１の状態では、電圧源12は端子22に12V以下の電
圧を供給し、電圧源11は端子１に1/3の電圧、すなわち4
Vを供給する。また、第２の状態では第１調整手段21は
電圧源12より供給される電圧を5Vに制限する。従って、
出力端子２は、それが第１の状態で受信していた電圧
（12V）より低い電圧（5V）を受信し、出力端子１は、
それが第１の状態で受信していた4Vより高い電圧（5V）
を受信する。
また、第３図に示すように、複数の第２電圧源12,13を
複数の第２出力端子2,3に接続してこれらの電圧源から
各出力端子に電圧を供給するようにし、高電圧の少なく
とも１つの電圧源（12）からは第１電圧源11よりの第１
電圧より高い値を有する電圧を供給するよう形成するこ
ともできる。切換素子30は、必要に応じて出力端子１を
電圧源12に接続する。この場合、電圧源12により供給さ
れる電圧は、例えば、電圧源11により供給される電圧の
６倍の大きさとし、電圧源13により供給される電圧は電
圧源11により供給される電圧より３倍高い値とする。端
子１に接続した第１電圧調整手段21は、供給される電圧
が5Vの基準値を超えた際、電圧制限を行い、端子３に接
続した第２調整手段22は、供給される電圧が14Vの基準
値を超えた際、電圧制限を行うようこれらを形成する。
かくすれば、断続器30が開いているときは、第２調整手
段22の作用により端子８には14Vの電圧が導出され、ま
た、端子１および２には正しい比率をもった4.66Vと28V
の電圧が導出される。この場合、第１調整手段21は、端
子１の電圧が5Vより低いため作動しない。次に、断続器
30を閉じた場合は、第１調整手段21が作動状態となり、
相互接続された端子１および２の電圧を5Vに制限する。
したがって、電圧源11は0.8Vを供給して電力を供給せ
ず、また電圧源13からは2.5Vが供給される。この場合、
第２調整手段22は作動しない。かくして、端子２および
３から給電される負荷回路（図示を省略）は上述例の場
合の5.6の比率でかなり低減された電圧を与えられ、ま
た、端子１から給電される準備回路（スタンバイ回路）
には、変化されないか、幾分増加された電力が供給され
る。
また、例えば、第３図に示す回路で第２調整手段22を省
略した場合は、それぞれ端子1,2,3の電圧は第１の状態
に対して5V,30V,15Vとなり、第２の状態に対して5V,5V,
2.5Vとなる。すなわち、第２の状態では全然変化がな
い。第２調整手段22を設ける所以上は、第１の状態にお
いて、給電される回路が、特に、他の電圧より一層安定
な電圧を必要とする場合に、前記第２調整手段が接続さ
れる端子の電圧を最高の精度で調整しうるようにするこ
とである。第２図に示すような形式の回路の場合には、
第２調整手段22により調整されたきわめて安定な電圧端
子と例えば、遠隔制御受信回路に接続した出力端子１間
の電圧比が、充分な電圧低減を許容しないようにするこ
とができる。この場合には、第２調整手段22を出力端子
（２）と異なる出力端子３に接続し、第３図示回路によ
り実現されるように、出力端子２を第２の状態において
第１出力端子１に接続することが望ましい。
端子１が電圧源12に接続された場合は、調整による変化
が有効となる以前に、出力端子１が、きわめて短時間の
間、給電しようとする回路に害を及ぼすような電圧とな
る危険性がある。これは、特に、電圧源12内のコンデン
サ（第６図の符号数字25）内に蓄えられた電荷によるも
のである。したがって、このような弊害を防止するた
め、電流制限を行い、かつできれば出力端子１に対して
電圧制限を行うようにすることが好都合である。第４図
は、この目的のため、電圧源12と端子１間の電流制限器
４を切換素子30と直列に配置した状況を示す。また、第
５図は切換手段30と電流制限器４のアセンブリと可制御
電流制限器６内で組合せて切換手段を形成させるように
した配置を示すものである。
第４図および第５図において、符号数字５は、それを介
して、出力端子１の切換素子６または30および電圧源11
に対する接続を行うよう形成した電圧制限回路を示す。
この回路６は電圧安定器を形成するものでなく、出力端
子１の電圧を回路の安全性と両立する値に制限すること
を目的とするのみである。
第６図は第５図に示す回路５および６を具えた第３図示
回路にほぼ等しい構造を有する本発明の一実施例を示す
詳細回路図である。
第６図においては、第１図ないし第５図に示す回路11,1
2,13,21,5,6に関しては破線ブロックで表示してある。
また、第１及び第２調整手段21および22は、電圧源の電
圧値を低減させ、かつスイッチング動作を行わせるのに
回路部分（44〜47）を共通に使用する。
主電圧を端子50に供給し、ブリッジ接続ダイオード49に
より整流し、コンデンサ56により平滑化した後、得られ
た電圧を既知のスイッチ動作を制御する回路48に供給す
る。
前記回路48は、例えば、RTC社、すなわち、ラジオテク
ニーク コンペレ（LA RADIOTECHNIQUE-COMPELEC）によ
りスイッチモード電圧源の制御・調整用として市販され
ている集積回路TEA 1039を含み、そのベース制御電圧を
スイッチングトランジスタ53に供給し、エミッタ抵抗54
により測定された該トランジスタの電流に関する情報を
受信する機能を有する。
また、前記トランジスタ53のコレクタ回路内には電圧源
変成器８の一次巻線55を包含させる。また、回路48は、
変成器８の二次巻線9,20,23に供給される全電圧値を低
減させるスイッチング作用を行う信号をフォトカプラ47
から受信する。この信号はトランジスタ53のベースに供
給される制御パルスの断続率（デューティサイクル）を
変えることにより、既知のように作用する。フォトカプ
ラ47は、テレビジョン受信機回路と主電圧源間の直流絶
縁を与える。また、第２調整手段22は、抵抗チェーン5
7,44,45,46のタップに接続したフォトカプラ47により形
成する。前記抵抗チェーンの一端はこれを大地電位に接
続し、他端をツエナーダイオード58のアノードに接続
し、前記ツエナーダイオード58のカソードを電圧源13に
接続する。タップの位置は電圧源13よりの電圧が14Vに
調整されるよう選定する。
第１調整手段21は構成素子44ないし47およびダイオード
43により形成し、前記ダイオード43のカソードを抵抗44
と抵抗57の接続点に接続し、そのアノードを電圧源11に
接続する。前記各抵抗値は第２調整手段22が14V基準電
圧に関して作用するとき、第１調整手段21が5.5Vのオー
ダーの電圧に対して作動しうるようこれらを選定する。
また、３つの正電圧源11,12,13の各々はそれぞれ整流ダ
イオード19,24,10および平滑コンデンサ17,25,15をそれ
ぞれの後段に接続するようにした変成器８の二次巻線2
0,23,9により形成する。また、電圧源11および13にはそ
れぞれフューズ14および18を設けるを可とする。さら
に、電圧源13は２つのコンデンサ15の間に配置したイン
ダクタンス16を具える。これらの３の電圧源は公知であ
る。３つの巻線20,23,9は、トランジスタ53が非導通状
態である時間周期の間誘導性電流を供給するような方法
で、大地電位に接続した巻線の端部に対して同一センス
（方向）で巻くようにする。また、巻線9,20,23の巻線
数間の比は、電圧源13が手段22の作用により14Vを供給
するとき、電圧源11から約5Vの電圧を供給し、また電圧
源12から約30Vの電圧を供給するような値に選定する。
端子1,2,3の各々はそれぞれ電圧源11,12,13の１つに接
続するようにする。
所望により電圧源11および12は回路６を介して相互接続
する。前記回路６はpnp形トランジスタ26を含み、前記
トランジスタ26のコレクタを電圧源11に接続し、そのエ
ミッタを抵抗28を介して電圧源12および端子２に接続す
る。また、トランジスタ26のベースと端子２との間に
は、２つのダイオード27を直列に配置する。かくすれ
ば、端子２がトランジスタ26のベースに対し正のとき、
これらのダイオードは導電状態となる。前記ダイオード
27を配置した目的は、抵抗28を通して流れる電流を、既
知の方法で、この抵抗の両端の電圧が１つのダイオード
の両端の直流電圧降下にほぼ等しくなるような値に制限
することにある。この回路６は電流制限器を形成する。
前記トランジスタ26は、他方において、端子51に適当な
信号が供給された際、任意選択によって導電状態となる
よう形成する。このような信号は正であり、RC回路40,4
1を介してnpn形トランジスタ42のベースに供給するよう
にし、前記トランジスタ42のエミッタを大地電位に接続
する。かくすれば、このトランジスタ42は導通状態とな
り、そのコレクタとトランジスタ26のベースとの間に配
置した抵抗29を介してトランジスタ26の導電を制御する
ことになる。RC回路40.41は回路６を導電状態とするに
際し、僅かな遅延を与える働きをする。このように、回
路６は、端子51に供給される信号により制御可能な限流
断続器を形成する。
また、出力端子１と電圧源11との間には電圧制限回路５
を配置する。この電圧制限回路は、そのエミッタを端子
１に接続し、コレクタを電圧源11に接続したnpn形トラ
ンジスタ38により形成する。さらに、前記トランジスタ
38のベースは反対のセンスで直列に配置した２つのダイ
オード35,36を介して大地電位に接続する。この場合、
ダイオード38はトランジスタ38のベースに面したカソー
ドを有するツエナーダイオードにより形成する。このツ
エナーダイオードに対する電流は、ダイオード36のカソ
ードを電圧源11に接続する抵抗39を介して供給し、ま
た、ツエナーダイオード36のカソードを電圧源13に接続
する抵抗33と直列に配置したダイオード34を介して供給
するようにする。ダイオード35,36と並列に配置した大
容量コンデンサ37はより低い動的インピーダンスを与え
ることを可能にする。
端子51に正の信号が供給された場合は、トランジスタ26
は導電状態となり、電圧源12は端子１に向かって電流を
供給するが、この電流は抵抗28により制限される。しか
し、それの電流はダイオード43を導通させるには充分
で、フォトカプラ47により伝送される信号を発生し、こ
の信号は、電圧源12よりの電圧が以前にもっていた30V
でなく、約5.5Vに低減されるまで、供給電圧を減少さ
せ、この瞬間に、電圧源11および13よりの電圧は同じ比
率に低減される。かくして、コンデンサ17は電圧源12へ
の接続により5.5Vに充電され続け、それによりダイオー
ド19がブロックされるので、電圧源11は電流を供給する
ことができず、また、電圧源13からは約2.6Vの電圧が供
給される。したがって、それぞれ30Vおよび40Vを受信す
る端子２および３に接続された装置はこのとき準備（ス
タンバイ）状態にあって5.6Vおよび2.6Vの電圧を給電さ
れ、端子１に接続された遠隔制御回路には、常に規定電
圧以下の5.5Vないし5.6Vが給電されることになる。
第６図に示す回路の一実施例の場合は、次のような値の
構成素子を用いて満足すべき結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は本発明装置の種々の実施例を示す
概要ブロック図、 第６図は本発明装置の一実施例を示す詳細回路図であ
る。 1,2,3,50,51……出力端子 ４……電流制限回路 ５……電圧制限回路 ６……制御可能電流制限器 ７……制御装置 ８……電圧源変成器 9,20,23……二次巻線 10,19,24,27,34,35,43……ダイオード 11,12,13……電圧源 14,18……フューズ 15,17,25……平滑コンデンサ 21,22……電圧調整手段 26……pnp形トランジスタ 28,29,33,39,40,44,45,46,54,57……抵抗 30,31……切換素子または断続器 36,58……ツエナーダイオード 37,41,56……コンデンサ 38,42……npn形トランジスタ 47……フォトカプラ 48……スイッチング作動制御回路 49……ブリッジ接続ダイオード 53……スイッチングトランジスタ 55……一次巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−3382（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−42586（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１電圧を供給する出力と、制御入力とを
    有する第１電圧源と、該第１電圧より高い値の第２電圧
    を供給する出力と制御入力を有する第２電圧源と、これ
    ら第１及び第２電圧源の出力にそれぞれ結合された第１
    及び第２出力端子と、これら各電圧源の制御入力に結合
    されている調整手段で、この調整手段に供給される電圧
    が基準レベルを超過するとき、前記各電圧源の制御入力
    に制御信号を供給する調整手段とを有し２つの状態を選
    択して動作しうるスイッチモード電力供給装置におい
    て、 前記調整手段を前記第１出力端子に結合し、 さらに本装置は、該第１出力端子を第２電圧源の出力に
    選択的に結合する切換素子を具えてなり、 前記２つの状態中の第１状態では、第１及び第２電圧源
    の出力をそれぞれ第１及び第２出力端子に接続し、さら
    に前記調整手段は、前記第１電圧源の出力に基づいて制
    御信号を形成し、また 前記２つの状態中の第２状態では、前記第２電圧源の出
    力を前記第１及び第２出力端子に接続し、前記調整手段
    は該第２電圧源の出力を基として制御信号を形成し、該
    制御信号は第１及び第２電圧源が、第１及び第２電圧を
    比例的に減少せしめる如く構成したスイッチモード電力
    供給装置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のスイッチモー
    ド電力供給装置において、 第２電圧源の制御入力に結合されたさらに他の調整手段
    を有し、この入力に供給される第２電圧が、前記基準レ
    ベルより高いさらに他の基準レベルを超過するとき制御
    信号を供給する如くしたスイッチモード電力供給装置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
    スイッチモード電力供給装置において、 前記切換素子に直列にした電流制限器を設けたスイッチ
    モード電力供給装置。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
    スイッチモード電力供給装置において、前記切換素子と
    前記第１端子との間に設けた電流制限器を設けてなるス
    イッチモード電力供給装置。
  5. 【請求項５】第１電圧を供給する出力と、制御入力とを
    有する第１電圧源と、該第１電圧より高い値の第２電圧
    を供給する出力と制御入力を有する第２電圧源と、これ
    ら第１及び第２電圧源の出力にそれぞれ結合された第１
    及び第２出力端子と、これら各電圧源の制御入力に結合
    されている調整手段で、この調整手段に供給される電圧
    が基準レベルを超過するとき、前記各電圧源の制御入力
    に制御信号を供給する調整手段とを有し２つの状態を選
    択して動作しうるスイッチモード電力供給装置であっ
    て、 前記調整手段を前記第１出力端子に結合し、 さらに本装置は、該第１出力端子を第２電圧源の出力に
    選択的に結合する切換素子を具えてなり、 前記２つの状態中の第１状態では、第１及び第２電圧源
    の出力をそれぞれ第１及び第２出力端子に接続し、さら
    に前記調整手段は、前記第１電圧源の出力に基づいて制
    御信号を形成し、また 前記２つの状態中の第２状態では、前記第２電圧源の出
    力を前記第１及び第２出力端子に接続し、前記調整手段
    は該第２電圧源の出力を基として制御信号を形成し、該
    制御信号は第１及び第２電圧源が、第１及び第２電圧を
    比例的に減少せしめる如く構成したスイッチモード電力
    供給装置において、 さらに付加的出力端子に接続した付加的電圧源を有し、
    該付加的電圧源は前記制御信号を受信するよう結合され
    た制御入力を有し、第２状態において、付加的電圧源の
    出力の電圧を第１及び第２電圧に比例して減少せしめる
    如くしたことを特徴とするスイッチモード電力供給装
    置。
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FR2537744A1 (fr) 1984-06-15
DE3377688D1 (en) 1988-09-15
JPS59113773A (ja) 1984-06-30
US4631654A (en) 1986-12-23
HK95191A (en) 1991-12-06
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