JPS58136262A - 正弦波復元回路 - Google Patents
正弦波復元回路Info
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- JPS58136262A JPS58136262A JP58004293A JP429383A JPS58136262A JP S58136262 A JPS58136262 A JP S58136262A JP 58004293 A JP58004293 A JP 58004293A JP 429383 A JP429383 A JP 429383A JP S58136262 A JPS58136262 A JP S58136262A
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- Japan
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- signal
- voltage
- circuit
- power supply
- combined
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/525—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の背景)
本発明は一般に正弦波復元技術に関するものであり、更
に詳しくは正弦波電源を負荷に接続している線路上に現
われる波形の損なわれた電圧から正弦波電源電圧を表わ
す出力信号を得る方法および回路に関するものである。
に詳しくは正弦波電源を負荷に接続している線路上に現
われる波形の損なわれた電圧から正弦波電源電圧を表わ
す出力信号を得る方法および回路に関するものである。
正弦波電源電圧を正確に表わすことが望ましい場合は多
い。その最も一般的なものは、半導体(例えば、サイリ
スタ)変換器ブリッジを使用して電動機に給電し電動機
を制御する電力変換/電動機制御の分野である。この用
途では、ブリッジの半導体を電源電圧に正しく同期して
導通させるために電源電圧を正確に表わすことが必要で
ある。
い。その最も一般的なものは、半導体(例えば、サイリ
スタ)変換器ブリッジを使用して電動機に給電し電動機
を制御する電力変換/電動機制御の分野である。この用
途では、ブリッジの半導体を電源電圧に正しく同期して
導通させるために電源電圧を正確に表わすことが必要で
ある。
これは電圧が零軸と交差する時点を検出することにより
行なわれるのが普通である。
行なわれるのが普通である。
線路に妨害が何も生じなければ、このような検出に何の
問題もない。しかし、このよもなことは滅多にない。こ
のことが特にあてはまるのは半導体の電力ブリッジが用
いられる場合で、1つのブリッジ・サイリスタから他の
ブリッジ・サイリスタへの電流切換えにより電力線路間
が周期的に短絡されるため電力線にかなり激しい妨害が
生ずる。
問題もない。しかし、このよもなことは滅多にない。こ
のことが特にあてはまるのは半導体の電力ブリッジが用
いられる場合で、1つのブリッジ・サイリスタから他の
ブリッジ・サイリスタへの電流切換えにより電力線路間
が周期的に短絡されるため電力線にかなり激しい妨害が
生ずる。
この妨害が更にひどくなるのは複数の変換器を線路に接
続した場合で、妨害の数が増加する。電源電圧の正弦波
を復元するために、多数のシステムが知られており、使
用されている。例えば、米国特許第3976868号に
記載の1電圧合成」では、電圧源の端子における電圧の
瞬時値ならびに負荷に供給される電流の時間に対する変
化率に夫々比例する信号を作り、該信号を使って電圧を
合成している。この方式の厄介なところは米国特許第3
976868号の回路出力を過駆動増幅器に与えて、そ
の出力を米国特許第3978420号に記載されている
ような「自己同調フィルタ」に与えなければならないこ
とである。もう1つの例として、1981年9月8日出
願の米国出願番号第06/300200号に記載の[サ
イリスタ電力変換器の同期のための線間電圧の復元]が
挙げられる。ここに述べられているシステムによれば、
基本的に線間電圧の積分を負荷電流と転流インダクタン
スとの積に加算することにより、電源電圧を復元してい
る。
続した場合で、妨害の数が増加する。電源電圧の正弦波
を復元するために、多数のシステムが知られており、使
用されている。例えば、米国特許第3976868号に
記載の1電圧合成」では、電圧源の端子における電圧の
瞬時値ならびに負荷に供給される電流の時間に対する変
化率に夫々比例する信号を作り、該信号を使って電圧を
合成している。この方式の厄介なところは米国特許第3
976868号の回路出力を過駆動増幅器に与えて、そ
の出力を米国特許第3978420号に記載されている
ような「自己同調フィルタ」に与えなければならないこ
とである。もう1つの例として、1981年9月8日出
願の米国出願番号第06/300200号に記載の[サ
イリスタ電力変換器の同期のための線間電圧の復元]が
挙げられる。ここに述べられているシステムによれば、
基本的に線間電圧の積分を負荷電流と転流インダクタン
スとの積に加算することにより、電源電圧を復元してい
る。
これらの公知の方法は非常に満足できるものであり、適
切に使えば優れた結果が得られるものである。しかし、
それらはかなり複雑であり、従って高価である。^精度
を必要とするようなところに使えば充分有用である。し
かし高確度を必要としない場合も多く、このような場合
にはこれらのシステムの高価格を正当化することは難し
い。
切に使えば優れた結果が得られるものである。しかし、
それらはかなり複雑であり、従って高価である。^精度
を必要とするようなところに使えば充分有用である。し
かし高確度を必要としない場合も多く、このような場合
にはこれらのシステムの高価格を正当化することは難し
い。
(発明の概要)
したがって、本発明の1つの目的は波形の損なわれた線
路電圧から正弦波電源電圧を復元する方法および回路を
提供することである。本発明のもう1つの目的は線間電
圧のみの検知を必要とする正弦波復元技術を提供するこ
とである。本発明の更にもう1つの目的は比較的簡単で
安価であり、しかも多くの適用例に対しては充分な正確
度のある正弦波復元技術を提供することである。本発明
の更にもう1つの目的は比較的安価な部品を使つて比較
的簡単な方法で実現できる正弦波復元技術を提供するこ
とである。
路電圧から正弦波電源電圧を復元する方法および回路を
提供することである。本発明のもう1つの目的は線間電
圧のみの検知を必要とする正弦波復元技術を提供するこ
とである。本発明の更にもう1つの目的は比較的簡単で
安価であり、しかも多くの適用例に対しては充分な正確
度のある正弦波復元技術を提供することである。本発明
の更にもう1つの目的は比較的安価な部品を使つて比較
的簡単な方法で実現できる正弦波復元技術を提供するこ
とである。
上記のような目的を達成するため、本発明によれば、ま
ず線路電圧の内の2つの相の闇の線間電圧を表わす信号
を導き出す。このように導き出した第1の信号に応答し
て、この第1の信号の高周波成分だけを表わす第2の信
号を導き出す。次にこの2つの信号を組み合わせ、この
組み合わせ信号をろ波した出力信号を作る。この出力信
号が正弦波電源電圧を表わす。
ず線路電圧の内の2つの相の闇の線間電圧を表わす信号
を導き出す。このように導き出した第1の信号に応答し
て、この第1の信号の高周波成分だけを表わす第2の信
号を導き出す。次にこの2つの信号を組み合わせ、この
組み合わせ信号をろ波した出力信号を作る。この出力信
号が正弦波電源電圧を表わす。
(発明の詳細な説明)
本発明は請求範囲に詳細に規定しであるが、図面による
以下の説明により本発明をより良く理解できよう。
以下の説明により本発明をより良く理解できよう。
第1図は本発明の好ましい実施例を示した回路である。
端子T+ 、T2およびT3によって表わされる電源電
圧は線路L+ 、L2およびL3によって負荷10に接
続されている。負荷10の性質は本発明にとって重要な
ものではないが、これは普通各々1つ以上の電動機に給
電している1つ以上の電力変換器から構成されている。
圧は線路L+ 、L2およびL3によって負荷10に接
続されている。負荷10の性質は本発明にとって重要な
ものではないが、これは普通各々1つ以上の電動機に給
電している1つ以上の電力変換器から構成されている。
第1図に示しであるように、線路L1およびL3の電圧
は差動増幅器120入力となる。差動増幅器12には演
算増幅器14が含まれており、その非反転入力は適当な
抵抗16を介して接地され、その出力と反転入力との間
には帰還抵抗18が接続されている。電圧レベルを正し
く定めるために、直列接続された・抵抗20および22
から成る分圧器を介して相電圧(L3)が演算増幅器1
4の反転入力に与えられる。同様に、抵抗24および2
6から成る分圧器を介して相電圧(Ll)が演算増幅器
14の非反転入力に与えられる。第2図の一番上の波形
は線路L+ 、L2およびし3の中性点に対する電圧を
示したものであり、電動機負荷に給電している1つの変
換器によってひき起される妨害が含まれている。正弦波
の図示した歪みは一般に転2 流ノツチとして知ら
れているものである。ここに示した波形はサイリスタの
点弧角に転流角の半分を加えたものが90°に等しいと
きに生じる波形である。
は差動増幅器120入力となる。差動増幅器12には演
算増幅器14が含まれており、その非反転入力は適当な
抵抗16を介して接地され、その出力と反転入力との間
には帰還抵抗18が接続されている。電圧レベルを正し
く定めるために、直列接続された・抵抗20および22
から成る分圧器を介して相電圧(L3)が演算増幅器1
4の反転入力に与えられる。同様に、抵抗24および2
6から成る分圧器を介して相電圧(Ll)が演算増幅器
14の非反転入力に与えられる。第2図の一番上の波形
は線路L+ 、L2およびし3の中性点に対する電圧を
示したものであり、電動機負荷に給電している1つの変
換器によってひき起される妨害が含まれている。正弦波
の図示した歪みは一般に転2 流ノツチとして知ら
れているものである。ここに示した波形はサイリスタの
点弧角に転流角の半分を加えたものが90°に等しいと
きに生じる波形である。
第2図の2番目の波形は差動増幅器12の出力を示した
ものであり、L1対中性点間電圧に比べて実質的に電気
角で30度遅れていること、また転流ノツチが実質的に
L1対中性点閤電圧と時間的に一致していることがわか
る。
ものであり、L1対中性点間電圧に比べて実質的に電気
角で30度遅れていること、また転流ノツチが実質的に
L1対中性点閤電圧と時間的に一致していることがわか
る。
第1図を再び参照して説明すると、差動増幅器12の出
力は高域通過フィルタ回路網28の入力として加えられ
る。高域通過フィルタ28は一対の直列接続された入力
コンデンサ30および36を含み、これらを介して増幅
l!12からの信号が演算増幅器37の反転入力に与え
られる。コンデンサ30および36の結合点(点32)
は抵抗34を介して接地されており、この同じ点がコン
デンサ40を介して演算増幅器37の出力にも接続され
ている?帰還抵抗3″I3が演算増幅器37の反転入力
と出力との間に接続されており、増幅器37の非反転入
りは抵抗39を介して接地されている。高域通過フィル
タ28はバー・ブラウン社により1966年に発行され
た「演算増幅器能動80回路網ハンドブック」 (76
頁の参考回路番号5)に一層詳細に図示と説明がなされ
ているものと実質的に同じである。高域通過フィルタ回
路網28が通過させる周波数は若干任意であるが、電源
電圧の基本周波数の約2.5倍より上の周波数を通過さ
せるようにフィルタ回路網28を設計(ると満足できる
結果が得られると信じられる。したがって電源電圧が6
0H2であるとすれば、150Hzより上の周波数を通
過させるように高域通過フィルタ28の部品の値を設計
する。
力は高域通過フィルタ回路網28の入力として加えられ
る。高域通過フィルタ28は一対の直列接続された入力
コンデンサ30および36を含み、これらを介して増幅
l!12からの信号が演算増幅器37の反転入力に与え
られる。コンデンサ30および36の結合点(点32)
は抵抗34を介して接地されており、この同じ点がコン
デンサ40を介して演算増幅器37の出力にも接続され
ている?帰還抵抗3″I3が演算増幅器37の反転入力
と出力との間に接続されており、増幅器37の非反転入
りは抵抗39を介して接地されている。高域通過フィル
タ28はバー・ブラウン社により1966年に発行され
た「演算増幅器能動80回路網ハンドブック」 (76
頁の参考回路番号5)に一層詳細に図示と説明がなされ
ているものと実質的に同じである。高域通過フィルタ回
路網28が通過させる周波数は若干任意であるが、電源
電圧の基本周波数の約2.5倍より上の周波数を通過さ
せるようにフィルタ回路網28を設計(ると満足できる
結果が得られると信じられる。したがって電源電圧が6
0H2であるとすれば、150Hzより上の周波数を通
過させるように高域通過フィルタ28の部品の値を設計
する。
再び第2図を参照すると、フィルタ28の出力を上から
3番目の波形で示しである。フィルタの出力は一連のス
パイクすなわち幅の狭いパルスの列であり、これはLl
対し3間電圧の妨害と時間的に同期しており、大きさは
同じで逆向きになっていることがわかる。
3番目の波形で示しである。フィルタの出力は一連のス
パイクすなわち幅の狭いパルスの列であり、これはLl
対し3間電圧の妨害と時間的に同期しており、大きさは
同じで逆向きになっていることがわかる。
差動増幅器12の出力とフィルタ28の出力とは破線の
ブロック42で囲んだ適当な加算回路で加篩される。図
示するように、この加算回路には演算増幅器46が含ま
れており、その非反転入力は抵抗47を介して接地され
、回路12および28から与えられる2つの信号はそれ
ぞれ抵抗48および44を介して反転入力に接続されて
いる。
ブロック42で囲んだ適当な加算回路で加篩される。図
示するように、この加算回路には演算増幅器46が含ま
れており、その非反転入力は抵抗47を介して接地され
、回路12および28から与えられる2つの信号はそれ
ぞれ抵抗48および44を介して反転入力に接続されて
いる。
帰還抵抗50が演算増幅器46の出力と1反転入力との
藺に接続されている。加算回路42の出力はフィルタ回
路52に与えられ、フィルタ回路52は線62にその出
力を送出し、この出力は正弦波電源電圧を表わしたもの
になる。本発明の図示の実施例では、フィルタ52は基
本的に積分回路網の形になっており、その入力に対して
一定壷の移相を行う。この目的のために、フィルタ52
には演算増幅器54が含まれており、その非反転入力は
抵抗55を介して接地されている。演算増幅器54の反
転入力は入力抵抗56を介して回路42の出力を受ける
。コンデンサ58と抵抗60を並列に接続したものが増
幅器54の出力と反転入力との間に接続されている。演
算増幅器による積分器を知っている人にはわかることで
あるが、抵抗60の存在によりこの回路は純粋な積分器
ではなくなるので、位相変位は正確には90°でない。
藺に接続されている。加算回路42の出力はフィルタ回
路52に与えられ、フィルタ回路52は線62にその出
力を送出し、この出力は正弦波電源電圧を表わしたもの
になる。本発明の図示の実施例では、フィルタ52は基
本的に積分回路網の形になっており、その入力に対して
一定壷の移相を行う。この目的のために、フィルタ52
には演算増幅器54が含まれており、その非反転入力は
抵抗55を介して接地されている。演算増幅器54の反
転入力は入力抵抗56を介して回路42の出力を受ける
。コンデンサ58と抵抗60を並列に接続したものが増
幅器54の出力と反転入力との間に接続されている。演
算増幅器による積分器を知っている人にはわかることで
あるが、抵抗60の存在によりこの回路は純粋な積分器
ではなくなるので、位相変位は正確には90°でない。
積分器に与え°られる信号の中にIj直流成分が存在し
ていることを知れば、抵抗60が必要であり又はあった
方が望ましいことがわかる。抵抗60がなければ、積分
回路(フィルタ)は飽和しがちになり、本発明の有効な
使用が妨げられる。
ていることを知れば、抵抗60が必要であり又はあった
方が望ましいことがわかる。抵抗60がなければ、積分
回路(フィルタ)は飽和しがちになり、本発明の有効な
使用が妨げられる。
第2図の一番下の波形は線路電圧を単純に積分するもの
に比べて本発明により改良される様子を示したものであ
る。第2図の実線で示した11対し3間電圧の積分波形
では、たとえばtlおよびt2においてかなり平らな部
分があることがわかる。これを第2図の上の波形と比べ
ると、この例ではこれらの平坦部分は時間的にL2線路
電圧の零交差に対応していることがわかる。したがって
、このような平坦部分では線路電圧の単純な積分は適切
でない。と云うのは零交差をはっきりきめられない時間
帯があるからである。本発明に従ってし1対し3間電圧
とその電圧の高周波成分を反転したもの(フィルタ出力
)との組み合わせを積分することにより第2図の破線で
示す波形になる。
に比べて本発明により改良される様子を示したものであ
る。第2図の実線で示した11対し3間電圧の積分波形
では、たとえばtlおよびt2においてかなり平らな部
分があることがわかる。これを第2図の上の波形と比べ
ると、この例ではこれらの平坦部分は時間的にL2線路
電圧の零交差に対応していることがわかる。したがって
、このような平坦部分では線路電圧の単純な積分は適切
でない。と云うのは零交差をはっきりきめられない時間
帯があるからである。本発明に従ってし1対し3間電圧
とその電圧の高周波成分を反転したもの(フィルタ出力
)との組み合わせを積分することにより第2図の破線で
示す波形になる。
この方が正弦波に近く実線のように平坦部分の特性を示
さないことがわかる。
さないことがわかる。
このようにして、積分器フィルタ回路52の設計により
、線路電圧に対する出力信号の位相変位はわかっている
。そして公知の適当な零交差検出器のいずれかを使用す
ることにより、本発明を使って線路上の妨害の数や種別
に拘わらず線路電圧に対して同期させることができる。
、線路電圧に対する出力信号の位相変位はわかっている
。そして公知の適当な零交差検出器のいずれかを使用す
ることにより、本発明を使って線路上の妨害の数や種別
に拘わらず線路電圧に対して同期させることができる。
本発明の一実施例について図示し説明してきたが、これ
に変更を加えることはこの技術に通じた者にとっては容
易なことであろう。したがって、本発明は図示し説明し
たこの特定の回路および方式に限定されるものではなく
、本発明の真の精神と範囲内にあるこのような変更をす
べて包含するものである。
に変更を加えることはこの技術に通じた者にとっては容
易なことであろう。したがって、本発明は図示し説明し
たこの特定の回路および方式に限定されるものではなく
、本発明の真の精神と範囲内にあるこのような変更をす
べて包含するものである。
第1図は本発明の好ましい実施例の回路図であり、第2
図は本発明の理解の助けとなる波形図である。 符号の説明 10・・・・・・負荷、 12・・・・・・差動増幅器、 28・・・・・・高域通過フィルタ、 42・・・・・・加算回路、 52・・・・・・積分回路。 特許出願人
図は本発明の理解の助けとなる波形図である。 符号の説明 10・・・・・・負荷、 12・・・・・・差動増幅器、 28・・・・・・高域通過フィルタ、 42・・・・・・加算回路、 52・・・・・・積分回路。 特許出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、電源を負荷に接続する線路上に現われる線路電圧か
ら多相電源電圧を表わす正弦波信号を復元する方法にお
いて、a)線路電圧の2つの相の線間電圧を表わす第1
の信号を発生し、b)該第1信号に応答して該第1信号
の高周波数成分だけを表わす第2の信号を発生し、C)
該第1信号と該第2信号を組み合わせて組合せ信号を作
り、d)該組合せ信号をろ波して正弦波信号を得ること
を特徴とする方法。 −2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記
第2信号を発生するステップb)が前記第1信号を一波
するステップを含む方法。 3、特許請求の範囲第2項記載の方法において、前記−
波が電源電圧の周波数の約2.5倍より低い周波数を阻
止するように作用する方法。 4、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記組
合せ信号をろ波するステップd)が該組合せ信号を積分
することを含む方法。 5、電源を負荷に接続している線路から取り出した線路
電圧信号から多相正弦波電源電圧を表わす正弦波出力信
号を作る回路において、線路電圧の2相間に存在する実
際の電圧を表わす第1の信号を発生する手段、該第1信
号の高周波数成分だけを表わす第2の信号を発生する手
段、該第1信号と該第2信号を組み合わせて組合せ信号
を作る手段、該組合せ信号をろ波して正弦波出力信号を
作る手段、を含むことを特徴とする回路。 6、特許請求の範囲第6項記載の回路において、前記第
2信号を発生する手段が広域通過フィルタを含んでいる
回路。 7、特許請求の範囲第6項記載の回路において、前記広
域通過フィルタが電源電圧の周波数の約2.5倍より低
い周波数を阻止する回路。 8、特許請求の範囲第5項記載の回路において、前記ろ
波する手段が前記組合せ信号を積分する手段を含んでい
る回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/340,400 US4446512A (en) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | Circuitry for sine wave reconstruction |
US340400 | 2003-01-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58136262A true JPS58136262A (ja) | 1983-08-13 |
JPH0468858B2 JPH0468858B2 (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=23333201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58004293A Granted JPS58136262A (ja) | 1982-01-18 | 1983-01-17 | 正弦波復元回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4446512A (ja) |
JP (1) | JPS58136262A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003080465A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-18 | Refuraito Kk | ラッピングフィルム及びその製造方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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