JPH07250493A - 電源回路の制御装置 - Google Patents

電源回路の制御装置

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JPH07250493A
JPH07250493A JP6041253A JP4125394A JPH07250493A JP H07250493 A JPH07250493 A JP H07250493A JP 6041253 A JP6041253 A JP 6041253A JP 4125394 A JP4125394 A JP 4125394A JP H07250493 A JPH07250493 A JP H07250493A
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秀雄 林
Koji Hamaoka
孝二 浜岡
Hiromi Shibuya
浩洋 渋谷
Hideji Ogawara
秀治 小川原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、DCモータのモータ効率を低減す
ることなく、出力電圧の変化幅を大きくすることのでき
る電源回路の制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 整流回路1と、整流された直流電圧を昇圧す
るDC−DCコンバータ11と、DC−DCコンバータ
11の出力により疑似正弦波を出力するスイッチング回
路12と、スイッチング回路からの出力により駆動され
るモータ13と、モータ13の回転数を制御する回転数
制御手段14と、回転数制御手段14からの出力信号に
よりDC−DCコンバータ11の出力電圧を制御するP
AM制御手段17と、回転数制御手段14からの出力信
号によりスイッチング回路12を制御するPWM制御手
段19とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はモータ駆動用の電源回路
の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、モータ駆動用の電源回路の制御装
置にはスイッチング回路の搭載されたものが、増加して
きている。
【0003】従来の電源回路の制御装置としては、特開
昭59−198873号公報に示されているものがあ
る。
【0004】以下、図面を参照しながら従来の電源回路
の制御装置を説明する。図3は、従来の電源回路の制御
装置の回路図である。図3において、1は交流入力を整
流する全波整流回路である。2は全波整流回路1の出力
端間のプラス側に挿入されたリアクタンスである。3は
全波整流回路1の出力端間に挿入されリアクタンス2と
チョッパ回路を構成する電子スイッチである。
【0005】4は電子スイッチ3の両端間に挿入された
ダイオードである。5は電子スイッチ3の両端間に挿入
されダイオード4と直列回路を構成するフィルタ用のコ
ンデンサである。6は負荷である。
【0006】7は変圧器である。8は変圧器7の2次側
に接続された整流回路である。9は誤差信号発生装置で
ある。10は電子スイッチ3の開閉動作を行わせるドラ
イブ回路である。
【0007】以上のように構成された電源回路の制御装
置について以下にその動作を説明する。
【0008】交流電源からの入力を受け、全波整流回路
で整流し、脈動電圧E’を得る。この脈動電圧E’は図
4に示すように出力電圧、つまり負荷に印加される電圧
Eより低い電圧にある。この脈動電圧E’をもとにチョ
ッパ回路で図4の斜線で示した電圧分だけ増圧し、出力
電圧Eを得る。
【0009】電子スイッチを閉じると脈動電圧E’がリ
アクタンス2に図の極性で印加され電流が流れる。この
期間、負荷6にはコンデンサ5の放電によって電力が供
給される。コンデンサ5の電荷は電子スイッチ3を閉じ
てもダイオード4によってこの電子スイッチ3の回路に
放電する事はない。
【0010】電子スイッチ3を閉じている期間が経過す
ると、リアクタンス2に流れる電流が増加し、それに伴
い、このリアクタン2スに蓄えられる電磁エネルギも増
加する。電子スイッチ3を開くとリアクタンス2にも蓄
えられている電磁エネルギのため図とは逆の極性の電圧
を誘起し、このリアクタンスの電圧に脈動電圧E’が重
畳されて、ダイオード4を通して電流が流れ出す。
【0011】この重畳された電圧が出力電圧Eである。
時間が経過するとリアクタンス2に蓄えられた電磁エネ
ルギが放出されて電流が減少する。そこで再び電子スイ
ッチ3を閉じ、リアクタンス2に電磁エネルギを蓄え
る。また電子スイッチ3を開いて、このリアクタンス2
に蓄えられた電磁エネルギをもとに脈動電圧E’を増圧
して負荷6に電力を送る。
【0012】増圧する電圧の大きさはリアクタンス2に
蓄えられている電磁エネルギによってきまるから電子ス
イッチ3の開閉時間比を変えて、この電磁エネルギの大
きさを制御すると増電する電圧の大きさを調整すること
が出来る。この装置では、交流入力を全波整流している
ため入力側からみた力率は1に近くなる。すなわち力率
が改善される。
【0013】次にこの電子スイッチ3に開閉の信号を送
る制御信号回路について説明する。誤差信号発生発生装
置9は基準電圧と出力電圧Eとの差に比例し、また入力
電圧にも関係した電圧レベルの信号a3をつくり、ドラ
イブ回路10はこの信号a3の電圧レベルに比例した幅
を持つパルスを発生させ、例えばこのパルスの存在する
期間だけ電子スイッチ3を閉じるように制御信号を電子
スイッチ3に与える。
【0014】誤差信号発生装置9には出力電圧Eから信
号a2をとり、また交流入力電圧を変圧器7により適当
なレベルに変換して、さらに整流回路8により整流し、
脈動電圧E’に比例した信号をa1、a2としてとる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成で、昇圧回路で一定電圧(例えば250V)ま
で引き上げた場合、負荷としてPWMインバータをつけ
た場合は、モータのモータ効率が低下し、また出力電圧
の変化幅も小さいといった問題点があった。
【0016】本発明は従来の課題を解決するもので、モ
ータのモータ効率を低減することなく、出力電圧の変化
幅を大きくすることのできる電源回路の制御装置を提供
することを目的とする。
【0017】
【課題を解決しようとする手段】この目的を達成するた
め本発明の電源回路の制御回路は、交流入力を整流する
整流回路と、前記整流回路により整流された直流電圧を
昇圧するDC−DCコンバータと、前記DC−DCコン
バータの出力により疑似正弦波を出力するスイッチング
回路と、前記スイッチング回路からの出力により駆動さ
れるモーターと、前記モータの回転数を制御する回転数
制御手段と、前記回転数制御手段からの出力信号により
前記DC−DCコンバータの出力電圧を制御するPAM
制御手段と、前記回転数制御手段からの出力信号により
前記スイッチング回路を制御するPWM制御手段とから
構成されている。
【0018】また本発明の電源回路の制御装置は、交流
入力を整流する整流回路と、前記整流回路により整流さ
れた直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータと、前記
DC−DCコンバータの出力により疑似正弦波を出力す
るスイッチング回路と、前記スイッチング回路からの出
力により駆動されるモーターと、前記モータの回転数を
制御する回転数制御手段と、前記回転数制御手段からの
出力信号により前記DC−DCコンバータの出力電圧を
制御するPAM制御手段と、前記回転数制御手段から前
記PAM制御手段への出力信号がある値の時前記PAM
制御手段を停止するPAM制御停止手段と、前記回転数
制御手段からの出力信号により前記スイッチング回路を
制御するPWM制御手段とから構成されている。
【0019】また本発明の電源回路の制御装置は、交流
入力を整流する整流回路と、前記整流回路により整流さ
れた直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータと、前記
DC−DCコンバータの出力により疑似正弦波を出力す
るスイッチング回路と、前記スイッチング回路からの出
力により駆動されるモーターと、前記モータの回転数を
制御する回転数制御手段と、前記回転数制御手段からの
出力により必要な出力電圧の制御を行う出力電圧制御手
段と、前記出力電圧制御手段からの出力信号により前記
DC−DCコンバータの出力電圧を制御するPAM制御
手段と、前記出力電圧制御手段から前記PAM制御手段
への出力信号がある値の時前記PAM制御手段を停止す
るPAM制御停止手段と、前記出力電圧制御手段からの
出力信号により前記スイッチング回路を制御するPWM
制御手段とから構成されている。
【0020】また本発明の電源回路の制御装置は、交流
入力を整流する整流回路と、前記整流回路により整流さ
れた直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータと、前記
DC−DCコンバータの出力により疑似正弦波を出力す
るスイッチング回路と、前記スイッチング回路からの出
力により駆動されるモーターと、前記モータの回転数を
制御する回転数制御手段と、前記回転数制御手段からの
出力信号から起動時を判定する起動モード設定手段と前
記回転数制御手段と前記起動モード設定手段からの出力
により必要な出力電圧の制御を行う出力電圧制御手段
と、前記出力電圧制御手段からの出力信号により前記D
C−DCコンバータの出力電圧を制御するPAM制御手
段と、前記出力電圧制御手段から前記PAM制御手段へ
の出力信号がある値の時前記PAM制御手段を停止する
PAM制御停止手段と、前記出力電圧制御手段からの出
力信号により前記スイッチング回路を制御するPWM制
御手段とから構成されている。
【0021】
【作用】本発明の電源回路の制御装置は、モータの回転
数を制御する回転数制御手段からの制御信号によりPA
M制御手段がDC−DCコンバータ内のチョッパ回路を
制御する。チョッパ回路の開閉時間の比率により直流出
力電圧値を制御する。
【0022】回転数制御手段からの出力信号によりPW
M制御手段が、スイッチング回路内の電子スイッチを制
御することにより疑似正弦波をモータに出力する。その
ためDC−DCコンバータで疑似正弦波の振幅を可変す
ることができ、スイッチング回路の疑似正弦波の周波数
を可変することが出来る。
【0023】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を大きくすることのでき
る。
【0024】また、本発明の電源回路の制御装置は、モ
ータの回転数を制御する回転数制御手段からの制御信号
によりPAM制御手段がDC−DCコンバータ内のチョ
ッパ回路を制御する。チョッパ回路の開閉時間の比率に
より直流出力電圧値を制御する。回転数制御手段からの
制御信号がある値のとき、又は低出力電圧の要求信号の
時PAM制御停止手段によりDC−DCコンバータ内の
チョッパ回路を開状態で停止させる。
【0025】回転数制御手段からの出力信号によりPW
M制御手段が、スイッチング回路内の電子スイッチを制
御することにより疑似正弦波をモータに出力する。その
ためDC−DCコンバータで疑似正弦波の振幅を可変す
ることができ、スイッチング回路の疑似正弦波の周波数
を可変することが出来る。
【0026】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を大きくすることのできる
とともに、低出力時に回路効率の向上をはかり、省電力
化を図ることができる。
【0027】また、本発明の電源回路の制御装置は、モ
ータの回転数を制御する回転数制御手段からの制御信号
を出力電圧制御手段が検知し、出力電圧要求信号が一定
値範囲の場合(例えば150から140Vまでの範
囲)、PAM制御手段とPWM制御手段によりDC−D
Cコンバータとスイッチング回路を同時に制御する。
【0028】PAM制御手段がDC−DCコンバータ内
のチョッパ回路を制御する。チョッパ回路の開閉時間の
比率により直流出力電圧値を制御する。回転数制御手段
からの制御信号がある値のとき、又は低出力電圧の要求
信号の時PAM制御停止手段によりDC−DCコンバー
タ内のチョッパ回路を開状態で停止させる。
【0029】回転数制御手段からの出力信号によりPW
M制御手段が、スイッチング回路内の電子スイッチを制
御することにより疑似正弦波をモータに出力する。その
ためDC−DCコンバータで疑似正弦波の振幅を可変す
ることができ、スイッチング回路の疑似正弦波の周波数
を可変することが出来る。
【0030】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を0Vから大きくすること
のできるとともに、低出力時に回路効率の向上をはか
り、省電力化を図ることができる。
【0031】また、本発明の電源回路の制御装置は、モ
ータの回転数を制御する回転数制御手段からの制御信号
を出力電圧制御手段が検知し、出力電圧要求信号が一定
値範囲の場合(例えば150から140Vまでの範
囲)、PAM制御手段とPWM制御手段によりDC−D
Cコンバータとスイッチング回路を同時に制御する。
【0032】PAM制御手段がDC−DCコンバータ内
のチョッパ回路を制御する。チョッパ回路の開閉時間の
比率により直流出力電圧値を制御する。
【0033】回転数制御手段からの制御信号がある値の
とき、又は低出力電圧の要求信号の時PAM制御停止手
段によりDC−DCコンバータ内のチョッパ回路を開状
態で停止させる。
【0034】回転数制御手段からの制御信号から起動モ
ード設定手段により起動時であることが判明すれば、出
力電圧制御手段に起動モードの制御信号を出力し、PA
M制御停止手段により、DC−DCコンバータ内のチョ
ッパ回路を開状態で停止させる。
【0035】回転数制御手段からの出力信号によりPW
M制御手段が、スイッチング回路内の電子スイッチを制
御することにより疑似正弦波をモータに出力する。その
ためDC−DCコンバータで疑似正弦波の振幅を可変す
ることができ、スイッチング回路の疑似正弦波の周波数
を可変することが出来る。
【0036】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を0Vから大きくすること
のできるとともに、低出力時に回路効率の向上をはか
り、省電力化を図ることができる。また起動時にソフト
スタートを行うことができるとともに起動シーケンスを
考慮した起動制御が行える。
【0037】
【実施例】以下、本発明による電源回路の制御装置の実
施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従
来と同一の構成については、同一符号を付して詳細な説
明は省略する。
【0038】図1は、本発明の電源回路の制御装置のブ
ロック図である。図2は、本発明の電源回路の制御装置
のフローチャートである。
【0039】図1において、11は全波整流回路1によ
り整流された直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータ
である。12はDC−DCコンバータ11の出力により
疑似正弦波を出力するスイッチング回路である。13は
スイッチング回路12からの出力により駆動されるモー
ターである。14はモータの回転数を制御する回転数制
御手段と、15は回転数制御手段からの出力信号から起
動時を判定する起動モード設定手段である。16は回転
数制御手段14と起動モード設定手段15からの出力に
より必要な出力電圧の制御を行う出力電圧制御手段であ
る。17は出力電圧制御手段16からの出力信号により
DC−DCコンバータ11の出力電圧を制御するPAM
制御手段である。18は出力電圧制御手段16からPA
M制御手段17への出力信号がある値の時、PAM制御
手段17を停止するPAM制御停止手段18と、19は
出力電圧制御手段からの出力信号により前記スイッチン
グ回路を制御するPWM制御手段とから構成されてい
る。
【0040】以下その動作をフローチャートをもとに説
明する。モータ13の回転数を制御する回転数制御手段
14からの制御信号(ステップ1)を出力電圧制御手段
16が検知し(ステップ2)、出力電圧要求信号が一定
値範囲150Vから140Vまでの範囲の場合(ステッ
プ4)、PAM制御手段17よりDC−DCコンバータ
11内の電子スイッチ3の開閉時間比を制御し低出力電
圧状態とする(ステップ5)。同時にPWM制御手段1
9により、スイッチング回路12を制御する(ステップ
6)。
【0041】回転数制御手段14からの制御信号がある
値140V以下のとき(ステップ3)、又は低出力電圧
の要求信号の時PAM制御停止手段18によりDC−D
Cコンバータ11内の電子スイッチ3を開状態で停止さ
せる(ステップ7)。
【0042】回転数制御手段14からの制御信号から起
動モード設定手段15により起動時であることが判明す
れば(ステップ0)、出力電圧制御手段16に起動モー
ドの制御信号を出力し(ステップ8)、PAM制御停止
手段18により、DC−DCコンバータ11内のチョッ
パ回路を開状態で停止させる(ステップ9)。
【0043】回転数制御手段14からの出力信号により
PWM制御手段19が、スイッチング回路12内の半導
体スイッチ20a,20b,20c,20d,20e,
20fを制御する(ステップ6)ことにより疑似正弦波
をモータ13に出力する(ステップ10)。
【0044】出力電圧要求信号が150V以上の時は
(ステップ4)、PAM制御と(ステップ11)PWM
制御を開始する。
【0045】そのためDC−DCコンバータ11で疑似
正弦波の振幅を可変することができ、スイッチング回路
12の疑似正弦波の周波数を可変することが出来る。
【0046】そのため、モータ13のモータ効率を低減
することなく、出力電圧の変化幅を0Vから大きくする
ことのできるとともに、低出力時に回路効率の向上をは
かり、省電力化を図ることができる。また起動時にソフ
トスタートを行うことができるとともに起動シーケンス
を考慮した起動制御が行える。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、交流入力
を整流する全波整流回路と、全波整流回路により整流さ
れた直流電圧を昇圧するDC−DCコンバータと、前記
DC−DCコンバータの出力により疑似正弦波を出力す
るスイッチング回路と、前記スイッチング回路からの出
力により駆動されるモーターと、前記モータの回転数を
制御する回転数制御手段と、前記回転数制御手段からの
出力信号により前記DC−DCコンバータの出力電圧を
制御するPAM制御手段と、前記回転数制御手段からの
出力信号により前記スイッチング回路を制御するPWM
制御手段とから構成されている。
【0048】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を大きくすることのでき
る。
【0049】また本発明、交流入力を整流する整流回路
と、前記整流回路により整流された直流電圧を昇圧する
DC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータの
出力により疑似正弦波を出力するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路からの出力により駆動されるモー
ターと、前記モータの回転数を制御する回転数制御手段
と、前記回転数制御手段からの出力信号により前記DC
−DCコンバータの出力電圧を制御するPAM制御手段
と、前記回転数制御手段から前記PAM制御手段への出
力信号がある値の時前記PAM制御手段を停止するPA
M制御停止手段と、前記回転数制御手段からの出力信号
により前記スイッチング回路を制御するPWM制御手段
とから構成されている。
【0050】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を大きくすることのできる
とともに、低出力時に回路効率の向上をはかり、省電力
化を図ることができる。
【0051】また本発明は、交流入力を整流する整流回
路と、前記整流回路により整流された直流電圧を昇圧す
るDC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータ
の出力により疑似正弦波を出力するスイッチング回路
と、前記スイッチング回路からの出力により駆動される
モーターと、前記モータの回転数を制御する回転数制御
手段と、前記回転数制御手段からの出力により必要な出
力電圧の制御を行う出力電圧制御手段と、前記出力電圧
制御手段からの出力信号により前記DC−DCコンバー
タの出力電圧を制御するPAM制御手段と、前記出力電
圧制御手段から前記PAM制御手段への出力信号がある
値の時前記PAM制御手段を停止するPAM制御停止手
段と、前記出力電圧制御手段からの出力信号により前記
スイッチング回路を制御するPWM制御手段とから構成
されている。
【0052】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を0Vから大きくすること
のできるとともに、低出力時に回路効率の向上をはか
り、省電力化を図ることができる。
【0053】また本発明は、交流入力を整流する整流回
路と、前記整流回路により整流された直流電圧を昇圧す
るDC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータ
の出力により疑似正弦波を出力するスイッチング回路
と、前記スイッチング回路からの出力により駆動される
モーターと、前記モータの回転数を制御する回転数制御
手段と、前記回転数制御手段からの出力信号から起動時
を判定する起動モード設定手段と前記回転数制御手段と
前記起動モード設定手段からの出力により必要な出力電
圧の制御を行う出力電圧制御手段と、前記出力電圧制御
手段からの出力信号により前記DC−DCコンバータの
出力電圧を制御するPAM制御手段と、前記出力電圧制
御手段から前記PAM制御手段への出力信号がある値の
時前記PAM制御手段を停止するPAM制御停止手段
と、前記出力電圧制御手段からの出力信号により前記ス
イッチング回路を制御するPWM制御手段とから構成さ
れている。
【0054】そのため、モータのモータ効率を低減する
ことなく、出力電圧の変化幅を0Vから大きくすること
のできるとともに、低出力時に回路効率の向上をはか
り、省電力化を図ることができる。また起動時にソフト
スタートを行うことができるとともに起動シーケンスを
考慮した起動制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電源回路の制御装置の実施例のブ
ロック図
【図2】本発明による電源回路の制御装置のフローチャ
ート
【図3】従来の電源回路の制御装置のブロック図
【図4】従来の電源回路の制御装置による電圧波形図
【符号の説明】
1 全波整流回路 11 DC−DCコンバータ 12 スイッチング回路 13 モータ 14 回転数制御手段 15 起動モード設定手段 16 出力電圧制御手段 17 PAM制御手段 18 PAM制御停止手段 19 PWM制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川原 秀治 大阪府東大阪市高井田本通3丁目22番地 松下冷機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流入力を整流する整流回路と、前記整
    流回路により整流された直流電圧を昇圧するDC−DC
    コンバータと、前記DC−DCコンバータの出力により
    疑似正弦波を出力するスイッチング回路と、前記スイッ
    チング回路からの出力により駆動されるモーターと、前
    記モータの回転数を制御する回転数制御手段と、前記回
    転数制御手段からの出力信号により前記DC−DCコン
    バータの出力電圧を制御するPAM制御手段と、前記回
    転数制御手段からの出力信号により前記スイッチング回
    路を制御するPWM制御手段とにより構成される電源回
    路の制御装置。
  2. 【請求項2】 交流入力を整流する整流回路と、前記整
    流回路により整流された直流電圧を昇圧するDC−DC
    コンバータと、前記DC−DCコンバータの出力により
    疑似正弦波を出力するスイッチング回路と、前記スイッ
    チング回路からの出力により駆動されるモーターと、前
    記モータの回転数を制御する回転数制御手段と、前記回
    転数制御手段からの出力信号により前記DC−DCコン
    バータの出力電圧を制御するPAM制御手段と、前記回
    転数制御手段から前記PAM制御手段への出力信号があ
    る値の時前記PAM制御手段を停止するPAM制御停止
    手段と、前記回転数制御手段からの出力信号により前記
    スイッチング回路を制御するPWM制御手段とにより構
    成される電源回路の制御装置。
  3. 【請求項3】 交流入力を整流する整流回路と、前記整
    流回路により整流された直流電圧を昇圧するDC−DC
    コンバータと、前記DC−DCコンバータの出力により
    疑似正弦波を出力するスイッチング回路と、前記スイッ
    チング回路からの出力により駆動されるモーターと、前
    記モータの回転数を制御する回転数制御手段と、前記回
    転数制御手段からの出力により必要な出力電圧の制御を
    行う出力電圧制御手段と、前記出力電圧制御手段からの
    出力信号により前記DC−DCコンバータの出力電圧を
    制御するPAM制御手段と、前記出力電圧制御手段から
    前記PAM制御手段への出力信号がある値の時前記PA
    M制御手段を停止するPAM制御停止手段と、前記出力
    電圧制御手段からの出力信号により前記スイッチング回
    路を制御するPWM制御手段とにより構成される電源回
    路の制御装置。
  4. 【請求項4】 交流入力を整流する整流回路と、前記整
    流回路により整流された直流電圧を昇圧するDC−DC
    コンバータと、前記DC−DCコンバータの出力により
    疑似正弦波を出力するスイッチング回路と、前記スイッ
    チング回路からの出力により駆動されるモーターと、前
    記モータの回転数を制御する回転数制御手段と、前記回
    転数制御手段からの出力信号から起動時を判定する起動
    モード設定手段と前記回転数制御手段と前記起動モード
    設定手段からの出力により必要な出力電圧の制御を行う
    出力電圧制御手段と、前記出力電圧制御手段からの出力
    信号により前記DC−DCコンバータの出力電圧を制御
    するPAM制御手段と、前記出力電圧制御手段から前記
    PAM制御手段への出力信号がある値の時前記PAM制
    御手段を停止するPAM制御停止手段と、前記出力電圧
    制御手段からの出力信号により前記スイッチング回路を
    制御するPWM制御手段とにより構成される電源回路の
    制御装置。
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