JPS60153519A - 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ - Google Patents
磁気制御形スイツチングレギユレ−タInfo
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- JPS60153519A JPS60153519A JP59008577A JP857784A JPS60153519A JP S60153519 A JPS60153519 A JP S60153519A JP 59008577 A JP59008577 A JP 59008577A JP 857784 A JP857784 A JP 857784A JP S60153519 A JPS60153519 A JP S60153519A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- magnetically controlled
- output
- transformer
- switching regulator
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/32—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices
- G05F1/34—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
- G05F1/38—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using magnetic devices having a controllable degree of saturation as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33538—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type
- H02M3/33546—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type with automatic control of the output voltage or current
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、磁気制御形スイッチングレギュレータに係り
、特にスイッチングレギュレータの主変圧器及び磁気制
御用可飽和リアクトルのリセットを確実に行なえる回路
構成を有する磁気制御形スイッチレグレギュレータに関
する。
、特にスイッチングレギュレータの主変圧器及び磁気制
御用可飽和リアクトルのリセットを確実に行なえる回路
構成を有する磁気制御形スイッチレグレギュレータに関
する。
第1図に従来の磁気制御形スイッチングレギュレータの
一回路例を示す。
一回路例を示す。
図中Eは非安定な直流電源、Tは主変圧器、Qはスイッ
チ素子、C1は自励発振回路でスイッチ素子Qを所定の
周波数で動作させるものである。
チ素子、C1は自励発振回路でスイッチ素子Qを所定の
周波数で動作させるものである。
またMLは可飽和リアクトル、DI 、D、はダイオー
ド、LFは平滑用のチョークコイル、CFは同じくコン
デンサである。
ド、LFは平滑用のチョークコイル、CFは同じくコン
デンサである。
磁気制御形スイッチングレギュレータは、種々の回路構
成がアシ、その動作も周知のことであるが第1図の回路
で簡単に説明する。スイッチ素子Qがターンオンすると
主変圧器Tの一次巻線n1に電圧v1が誘起し、同様に
二次巻線n2にも図示黒丸を正極性とする電圧■2が誘
起する。この時、予かしめリセット電流irによシ可飽
和リアクトルMx、は磁化されているから、可飽和リア
クトルMLは図示の極性に電圧をもち電圧v2を阻止す
る。すなわち、可飽和リアクトルMLは高いインピーダ
ンスをもちスイッチオフの状態を呈する。スイッチ素子
Qがターンオンして時間が経過し、電圧■2で可飽和リ
アクトルMr、が飽和領域まで磁化されるとスイッチオ
ンの状態と卒シ、はじめて負荷に電力を供給するように
なる。この供給経路は巻線n2の正極側から可飽和リア
クトルMx、 、 タイオ)”D□、チョークコイルL
P、コンデンサCvから巻線n2の負極側に至る□。ス
イッチ素子Qのター/オフ期間に出力電圧Voを一定に
安定化させるため、■oの検出信号V、を制御回路C2
に入力し、リセット電流itを制御している。
成がアシ、その動作も周知のことであるが第1図の回路
で簡単に説明する。スイッチ素子Qがターンオンすると
主変圧器Tの一次巻線n1に電圧v1が誘起し、同様に
二次巻線n2にも図示黒丸を正極性とする電圧■2が誘
起する。この時、予かしめリセット電流irによシ可飽
和リアクトルMx、は磁化されているから、可飽和リア
クトルMLは図示の極性に電圧をもち電圧v2を阻止す
る。すなわち、可飽和リアクトルMLは高いインピーダ
ンスをもちスイッチオフの状態を呈する。スイッチ素子
Qがターンオンして時間が経過し、電圧■2で可飽和リ
アクトルMr、が飽和領域まで磁化されるとスイッチオ
ンの状態と卒シ、はじめて負荷に電力を供給するように
なる。この供給経路は巻線n2の正極側から可飽和リア
クトルMx、 、 タイオ)”D□、チョークコイルL
P、コンデンサCvから巻線n2の負極側に至る□。ス
イッチ素子Qのター/オフ期間に出力電圧Voを一定に
安定化させるため、■oの検出信号V、を制御回路C2
に入力し、リセット電流itを制御している。
制御回路C2の電力は、別に設けた補助電源E、か、あ
るいけ出カ′亀圧Voを電力源とすることができる。
るいけ出カ′亀圧Voを電力源とすることができる。
これら従来の磁気制御形スイッチングレギュレータでは
、次のような欠点を有している一つは、主変圧器の偏磁
があげられる。すなわち、主スィッチ素子Qのター/オ
フ期間にリセット電流irは、制御用スイッチ素子。R
を介して図示破線のように主変圧器二次巻線n2に流れ
る。
、次のような欠点を有している一つは、主変圧器の偏磁
があげられる。すなわち、主スィッチ素子Qのター/オ
フ期間にリセット電流irは、制御用スイッチ素子。R
を介して図示破線のように主変圧器二次巻線n2に流れ
る。
この電流で磁化された状態でQがターンオンするため、
通常のスイッチングレギュレータに比べて高い磁未密度
まで主変圧器が磁化され、主変圧器の損失及び温度上昇
が増大する。またスイッチングレギュレータの負荷が急
変した場合、出力電圧変動を補償するため、IFが大き
くなると主変圧器″磁イリれ6割合も大きく0磁気飽和
を起こしてスイッチングレギュレータを破壊させる場合
も、ある。
通常のスイッチングレギュレータに比べて高い磁未密度
まで主変圧器が磁化され、主変圧器の損失及び温度上昇
が増大する。またスイッチングレギュレータの負荷が急
変した場合、出力電圧変動を補償するため、IFが大き
くなると主変圧器″磁イリれ6割合も大きく0磁気飽和
を起こしてスイッチングレギュレータを破壊させる場合
も、ある。
二つには、可飽和リアクトルMx、のりセットが十分に
できない問題がらる。汎用品では、無負荷から最大出力
まで電圧安定化が要求されるが、磁気制御形スイッチン
グレギュレータで軽負荷時の出力を補償するには、スイ
ッチ素子Qのター7オン期間の殆んどの時間にわたって
巻線の出力電圧v2を阻止しなければならない。
できない問題がらる。汎用品では、無負荷から最大出力
まで電圧安定化が要求されるが、磁気制御形スイッチン
グレギュレータで軽負荷時の出力を補償するには、スイ
ッチ素子Qのター7オン期間の殆んどの時間にわたって
巻線の出力電圧v2を阻止しなければならない。
この時可飽和リアクトルMLはv2−V6の電圧で磁化
されるからこれをリセットするには、はぼ同様の゛電圧
をもって磁化しないと、電圧時間積の関係からスイッチ
素子Qのターンオフ期間に可飽和リアクトルMLのリセ
ットが完了しない。
されるからこれをリセットするには、はぼ同様の゛電圧
をもって磁化しないと、電圧時間積の関係からスイッチ
素子Qのターンオフ期間に可飽和リアクトルMLのリセ
ットが完了しない。
すなわち、チョークインプットmの出力平滑回路では、
v2はVoO数倍に設計される。例えば、5■出力では
v2は約20V、12V出力では約60Vになっている
。またスイッチ素子Qのスイッチング期間で、オンデユ
ティは一般に30チ程度になっている。このだめ、可飽
和リアクトルMLをリセットする電圧源として出力■。
v2はVoO数倍に設計される。例えば、5■出力では
v2は約20V、12V出力では約60Vになっている
。またスイッチ素子Qのスイッチング期間で、オンデユ
ティは一般に30チ程度になっている。このだめ、可飽
和リアクトルMLをリセットする電圧源として出力■。
または同程度の補助電源E、を用いる方法は、電圧が低
すぎる分だけリセット時間が長くなシ、軽負荷時の出力
安定性に欠ける場合がある。
すぎる分だけリセット時間が長くなシ、軽負荷時の出力
安定性に欠ける場合がある。
これらの問題に対し、従来は主変圧器の鉄心体積を大き
くして温度上昇を抑制すると\もに、制御回路C,の過
渡応答特性を低下させて、急荷急変(軽減時)でリセッ
ト電流Irが犬きくなることを防止していた。また可飽
和リアクトルMx、のりセットには主変圧器のフライバ
ック電圧が荷担するが、これはスイッチ素子Qのターン
オフ期間の途中で殆んど消滅するため依存できない。
くして温度上昇を抑制すると\もに、制御回路C,の過
渡応答特性を低下させて、急荷急変(軽減時)でリセッ
ト電流Irが犬きくなることを防止していた。また可飽
和リアクトルMx、のりセットには主変圧器のフライバ
ック電圧が荷担するが、これはスイッチ素子Qのターン
オフ期間の途中で殆んど消滅するため依存できない。
これからの結果、スイッチングレギュレータの小型化が
阻害されると\もに、出力の制御摺度が低下する問題を
有していた。
阻害されると\もに、出力の制御摺度が低下する問題を
有していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、磁気制御用可飽沌リアクトルのリセッ
トを完全に行なうことにより、出力電圧制御が安定な磁
気制御形スイッチングレギュレータを提供することにあ
る。
トを完全に行なうことにより、出力電圧制御が安定な磁
気制御形スイッチングレギュレータを提供することにあ
る。
本発明は、主スィッチ素子のターンオン期間内に可飽和
リアクトルのリセットが完了するように、可飽リアクト
ルの巻線に磁気結合する別巻線を設け、十分高い電圧で
リセットさせることにより出力電圧の安定化を得るよう
にしたものである。特に無負荷状態の時、電力供給を十
分阻止できるようにリセットできること\、主変圧器に
このリセット電流を流さない構成にして制御系の過渡応
答感度を向上させ、出力制御範囲の制御精既が高く得ら
れるようにした。
リアクトルのリセットが完了するように、可飽リアクト
ルの巻線に磁気結合する別巻線を設け、十分高い電圧で
リセットさせることにより出力電圧の安定化を得るよう
にしたものである。特に無負荷状態の時、電力供給を十
分阻止できるようにリセットできること\、主変圧器に
このリセット電流を流さない構成にして制御系の過渡応
答感度を向上させ、出力制御範囲の制御精既が高く得ら
れるようにした。
第2図に本発明の一災施例勿示す。主変圧器Tの一次側
は、従来例を示した第1図と同じであるため割愛しであ
る。第2図において可飽和リアクトルf’vlr、は、
第1の巻線nM1 と第2の巻線nM2とが磁気結合す
るように設けである。第1の巻組nM1の一端は主変圧
器Tの二次巻線n2の負極側、他の一端は出力端の負極
Gに接続される。一方の第2の巻線nM2は一端が出力
の負極Gに、他の一端は制御用スイッチ素子QRを介し
て出力端の正極側に接続され、図示破線の経路でリセッ
ト電流irを流すように構成される。
は、従来例を示した第1図と同じであるため割愛しであ
る。第2図において可飽和リアクトルf’vlr、は、
第1の巻線nM1 と第2の巻線nM2とが磁気結合す
るように設けである。第1の巻組nM1の一端は主変圧
器Tの二次巻線n2の負極側、他の一端は出力端の負極
Gに接続される。一方の第2の巻線nM2は一端が出力
の負極Gに、他の一端は制御用スイッチ素子QRを介し
て出力端の正極側に接続され、図示破線の経路でリセッ
ト電流irを流すように構成される。
この時、可飽オロリアクトルMLは、
化されるからこの値がV2−VOとはド等しくなるよう
に巻数比を選定することによシ、スイッチ素子Qの最大
オンデユティ動作(通常50チ)時でもターンオフ期間
内に可飽和リアクトルMLのリセットを完了できる。
に巻数比を選定することによシ、スイッチ素子Qの最大
オンデユティ動作(通常50チ)時でもターンオフ期間
内に可飽和リアクトルMLのリセットを完了できる。
このリセット用に設ける第2の巻線” M 2は数十〜
数百mAの1.τ流すものであるため細い綴針で良く、
巻回数も第1の巻肪nM1の1/2〜115程度に辿定
できる。
数百mAの1.τ流すものであるため細い綴針で良く、
巻回数も第1の巻肪nM1の1/2〜115程度に辿定
できる。
可飽オロリアクトルMLは、スイッチ素子Qのターンオ
ン直後には図示黒丸を正極性とする電圧を担って電圧v
2を阻止するが、飽和状態に達して負荷電流を流しはじ
めると、これと逆極性に第2の巻線nM2に電圧を誘起
する。この場合制御用スイッチ系子QRは逆バイアスさ
れるが、ダイオードD3で保護できる。
ン直後には図示黒丸を正極性とする電圧を担って電圧v
2を阻止するが、飽和状態に達して負荷電流を流しはじ
めると、これと逆極性に第2の巻線nM2に電圧を誘起
する。この場合制御用スイッチ系子QRは逆バイアスさ
れるが、ダイオードD3で保護できる。
制御回路C2は詳細な説明を省略するが、出力電圧を検
出して信号V、を誤差アンプに入力し、基準電圧と比較
をとって制御用スイッチ索子QRを制御するもので一般
的な手法でよい。
出して信号V、を誤差アンプに入力し、基準電圧と比較
をとって制御用スイッチ索子QRを制御するもので一般
的な手法でよい。
本発明では、可飽オロリアクトルMLに別巻線を設うけ
る簡易な構成で、可飽和リアクトルMLをリセットでき
ると\もに、主変圧器Tを偏磁させないため、通常のス
イッチングレギュレータと同じ鉄心体積で設計が可能と
なる。また制御回路C2の過渡応答特性を低下させる必
要がないため、電源の要求仕様に応じて制御摺度の向上
が得られる。
る簡易な構成で、可飽和リアクトルMLをリセットでき
ると\もに、主変圧器Tを偏磁させないため、通常のス
イッチングレギュレータと同じ鉄心体積で設計が可能と
なる。また制御回路C2の過渡応答特性を低下させる必
要がないため、電源の要求仕様に応じて制御摺度の向上
が得られる。
第3図は本発明による磁気気制御形スイッチングレギュ
レータの出力特性を従来例と比較したものである。従来
例は、最大負荷より最小負荷に急変させた時、主変圧器
の飽和現象がさけられるように制御系を設計しである。
レータの出力特性を従来例と比較したものである。従来
例は、最大負荷より最小負荷に急変させた時、主変圧器
の飽和現象がさけられるように制御系を設計しである。
このほか、100%負荷急変時の出力変動でも本発明で
は、従来例より半減することが確認できた。
は、従来例より半減することが確認できた。
出力平滑回路のチョークコイルLiは、近年ノイズ低減
のため、出力の負極側、すなわち、A・0間に設ける回
路が多くみられる1、この構成では、Qのターンオン期
間にA点がVoの正極側とはソ同′亀位となって、鳳、
を流すことができない。
のため、出力の負極側、すなわち、A・0間に設ける回
路が多くみられる1、この構成では、Qのターンオン期
間にA点がVoの正極側とはソ同′亀位となって、鳳、
を流すことができない。
したがって、本発明の実施は、第2図のようにLFを出
力の正極側に設うけることが重要となる、また本芙施例
は単一出力のもので示したが、被数の出力でも各々個々
に制御が可能となるほか、他の出力がPWM制御方式を
とる。いわゆる他励式のスイッチングレギュレータにも
応用できる。
力の正極側に設うけることが重要となる、また本芙施例
は単一出力のもので示したが、被数の出力でも各々個々
に制御が可能となるほか、他の出力がPWM制御方式を
とる。いわゆる他励式のスイッチングレギュレータにも
応用できる。
本発明によれば、可飽和リアクトルに設けた別巻線にリ
セット電流を流す構成で、十分高い電圧でリセット方向
に磁化できるので、最大出力から無負荷まで高い精度の
出力制御が得られる効果がある。
セット電流を流す構成で、十分高い電圧でリセット方向
に磁化できるので、最大出力から無負荷まで高い精度の
出力制御が得られる効果がある。
第1図は従来例の回路図、第2図は本発明の実施例を示
す回路図、第3図は出力特性の比較を示すグラフでおる
。 Q・・・主スィッチ素子、ML・・・磁気制御用可飽和
す第 1 図 ML 第1頁の続き 0発 明 者 小 川 昇 日立市幸町3丁目内
す回路図、第3図は出力特性の比較を示すグラフでおる
。 Q・・・主スィッチ素子、ML・・・磁気制御用可飽和
す第 1 図 ML 第1頁の続き 0発 明 者 小 川 昇 日立市幸町3丁目内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、直流電源と変圧器の一次巻線と主スィッチ素子が直
列に接続され、この変圧器の二次側巻厳に磁気制御用の
りアクドルと、チョークコイル及びコンデンサで構成さ
れる平滑回路とが接続され前記主スィッチ素子のオン、
オフ動作によって前記変圧器の二次側巻線に出力される
電力を、前記磁気制御用リアクトルによって一定出力に
制御する磁気制御形スイッチングレギュレータにおいて
、前記磁気制御用リアクトルは、前記変圧器二次側巻線
の電流を流す第1の巻線と、これと磁気結合する第2の
巻線とで構成され、前記第2の巻線にリセット電流する
ようにしたことを特徴とする磁気制御形スイッチングレ
ギュレータ。 λ、特許請求の範囲第1項において、磁気制御用リアク
トルの第1の巻線の一端は主変圧器二次巻線の負極側に
、他端は出力端の負極側に接続し、かつ第2の巻線はそ
の一端を出力端の負極側に接続してなることを特徴とす
る磁気制御形スイッチングレギュレータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008577A JPS60153519A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ |
| DE8585100629T DE3564894D1 (en) | 1984-01-23 | 1985-01-22 | Switch mode power supply having magnetically controlled output |
| EP85100629A EP0150797B1 (en) | 1984-01-23 | 1985-01-22 | Switch mode power supply having magnetically controlled output |
| US06/694,060 US4626976A (en) | 1984-01-23 | 1985-01-23 | Switch mode power supply having magnetically controlled output |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59008577A JPS60153519A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153519A true JPS60153519A (ja) | 1985-08-13 |
| JPH0576041B2 JPH0576041B2 (ja) | 1993-10-21 |
Family
ID=11696877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59008577A Granted JPS60153519A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 磁気制御形スイツチングレギユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153519A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01190140A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ワイヤレス受信器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57111713A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Direct current power source device |
| JPS59218518A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-12-08 | イントロニクス・インコ−ポレ−テツド | 調整電源装置 |
| JPS60114587U (ja) * | 1983-12-30 | 1985-08-02 | 株式会社日立製作所 | スイツチングレギユレ−タ |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59008577A patent/JPS60153519A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57111713A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Fujitsu Ltd | Direct current power source device |
| JPS59218518A (ja) * | 1983-03-28 | 1984-12-08 | イントロニクス・インコ−ポレ−テツド | 調整電源装置 |
| JPS60114587U (ja) * | 1983-12-30 | 1985-08-02 | 株式会社日立製作所 | スイツチングレギユレ−タ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01190140A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | 光ワイヤレス受信器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576041B2 (ja) | 1993-10-21 |
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