KR830000297B1 - Three phase power controller - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 삼상의 입력선 전압을 받아서 삼상의 제어된 출력전아을 공급하기 위한 본 발명에 따른 전력제어장치를 예시한 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram illustrating a power control device in accordance with the present invention for receiving a three phase input line voltage and supplying a controlled output of three phases.
제2도는 본 발명에 따른 전력 제어장치의 구체형을 도시한 도식적인 회로도이다.2 is a schematic circuit diagram showing an embodiment of a power control device according to the present invention.
제3도는 제2도의 전력 제어장치의 제어부분에 관한 기능적인 개요도이다.3 is a functional schematic diagram of a control part of the power control device of FIG.
본 발명은 일반적으로 사무실 빌딩이나 산업플랜트 및 학교 또는 기타 그러한 건물들의 광(光)부하와 같은 전압조정 가능한 부하의 전력소모를 제어하기 위한 장치들에 관한 것이다. 특히 본 발명은 전력소모를 조정할 수 있는 삼상전원용 전압제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates generally to devices for controlling the power consumption of voltage adjustable loads such as light loads in office buildings, industrial plants and schools or other such buildings. In particular, the present invention relates to a voltage control device for a three-phase power source that can adjust power consumption.
에너지 보존은 오늘날의 중요한 관심사이다. 에너지를 보존하는 한 가지 효과적인 방법은 전력소모를 조정함으로써 불필요한 전력사용을 없애는 것이다. 예를들어서 광부하를 조정하기 위한 종래의 공지 장치들에는 버킹(bucking)이나 부우스팅(boosti ng)회로에 변압기가 연결되어 있었다. 그러한 변압기는 보통 어떤 동적인 제어도 없이 정적상태를 형성한다. 동적제어가 없기 때문에 전압이 너무 낮게 떨어지거나 너무 높이 오를 경우에는 형광등에 불이 켜지지 못하거나 또는 형광등이 정상적 동작을 못하게 된다.Energy conservation is an important concern today. One effective way to conserve energy is to eliminate unnecessary power usage by adjusting power consumption. For example, conventionally known devices for adjusting light load have a transformer connected to a bucking or boosting circuit. Such transformers usually form a static state without any dynamic control. Since there is no dynamic control, if the voltage drops too low or rises too high, the fluorescent lamp will not light or the fluorescent lamp will not operate normally.
이러한 이유들로 인해 그런 변압기들은 일반적으로 형광등회로를 제어하는데는 이용되지 않아왔다.For these reasons, such transformers have generally not been used to control fluorescent lamp circuits.
베리악(variac)과 같은 제어부를 가진 종래의 변압기 장치들에는 일반적으로 전력소모나 광부하를 바람직하게 제어하도록 대비할 수 있는 적당한 감지회로가 없었다.Conventional transformer devices with a control such as a variac generally lacked suitable sensing circuitry that can be prepared to favorably control power consumption or light load.
광부하 조정기(regulator)에는 또한 반도체소자가 사용되었다. 그런 반도체 소자들은 일반적으로 위상조정된 장치들로서 여러가지 바람직스럽지 못한 특성을 지니고 있다. 예를들면 이러한 장치들은 상당한 라디오 주파수 간섭현상(RFI)을 유발하는 경향이 있다. 더우기 그것들은 형광 밸리스트(ballast)나 보조 제어부에 특별한 장치를 하지 않고서는 일반적으로 형광등에 사용할수가 없다. 또한 트라이악(triac)이나 다이악(dia c)또는 다른 반도체 장치들에는 일반적으로 전압의 급증에 대한 보호수단이 없다. 이처럼 보호수단이 없기 때문에 등이타서 꺼질 경우에는 반도체의 제어소자가 자주 손상을 입게된다.Semiconductor devices have also been used in light load regulators. Such semiconductor devices generally have various undesirable characteristics as phased devices. For example, these devices tend to cause significant radio frequency interference (RFI). Moreover, they are generally not available for fluorescent lights without special arrangements for fluorescent ballasts or auxiliary controls. Also, triac, diac or other semiconductor devices generally do not have protection against voltage surges. Since there is no protection means, the control element of the semiconductor is frequently damaged when the lamp is turned off.
본 출원인에 의해 1977년 10월 5일 출원되어 계류중인 미국관련 출원 출원번호 제839, 748호에는 백열등이나 형광등 같은 광부하에 특히 유용한 단상 전력제어장치가 발표되어 있다. 전력제어 장치는 전력원과 부하사이에 위치하며, 대개 단상회로에서는 회로차단기와 램프(Lamp)사이에 있다. 전력제어장치는 부하로 전송되는 전압을 줄이며, 그렇게 함으로써 부하에 의해 소모되는 전력을 줄이는 기능을 한다. 빛의 밝기에 별로 손상을 입히지 않으면서 전력을 10%이상까지 줄일 수 있다. 광출력이 상당히 감소해도 괜찮을 경우는 40%이상을 절약할 수 있다. 이 장치는 전압과 지연시간과 클럭시간( clock time) 및 외부조건에 따라 동작을 제어하는 장치를 포함하고 있다. 이 장치는 출력전압이 미리 정해진 임계치보다 떨어질 경우 바로 입력전압을 인가해줄 수 있는 장치를 갖추고 있어서 자동적으로 출력전압을 줄일 수 있다.US Patent Application Nos. 839 and 748, filed on October 5, 1977 by the applicant, disclose a single-phase power control device that is particularly useful for light loads such as incandescent and fluorescent lamps. The power control device is located between the power source and the load, usually between the circuit breaker and the lamp in a single phase circuit. The power control device reduces the voltage transmitted to the load, thereby reducing the power consumed by the load. Power can be reduced by more than 10% without damaging the brightness of the light. Even if the light output decreases considerably, it can save more than 40%. The device includes a device that controls operation according to voltage, delay, clock time and external conditions. The device has a device that can apply an input voltage immediately when the output voltage falls below a predetermined threshold, thereby automatically reducing the output voltage.
또한 이 장치에는 부하로의 출력전압이 감소된 수준에서 유지되고 있거나 감소되지 않은 수준에서 유지되고 있을 때의 타이밍주기를 위한 지연장치가 포함되어 있다. 예를들면, 주기적으로 짧은 시간주기 동안 출력 전압이 높은 수준으로 되돌아가는 것을 제외하면 대부분의 시간동안 출력이 감소된 수준에서 유지된다. 출력이 높은 수준으로 되돌아갈 때마다 선로상의 형광등 부하가 점등될 수 있다.The device also includes a delay for the timing cycles when the output voltage to the load is maintained at or at a reduced level. For example, the output remains at a reduced level for most of the time except that the output voltage returns to a high level periodically for a short period of time. Each time the output returns to a high level, the fluorescent load on the line can light up.
본 발명의 목적은 개선된 전력제어 장치이다.An object of the present invention is an improved power control device.
발명의 또 하나의 목적은 삼상전압용 전압제어 장치이다.Another object of the invention is a voltage control device for three-phase voltage.
발명의 또 다른 목적은 들어오는 삼상전압선로에 직접 작동될 수 있는 삼상 전압제어 장치이다.Another object of the invention is a three phase voltage control device which can be operated directly on an incoming three phase voltage line.
발명의 또 하나의 목적은 형광등과 같은 다수의 부하회로를 제어할 수 있는 삼상전압 제어장치이다.Another object of the invention is a three-phase voltage control device capable of controlling a plurality of load circuits such as fluorescent lamps.
발명의 또 다른 목적은 자동으로 작동될 수 있고 수동으로도 작동될 수 있는 삼상전력 제어장치이다.Another object of the invention is a three phase power control device which can be operated automatically and can also be operated manually.
요약하여, 본 발명에 따르면, 전압제어 장치가 제1, 제2, 제3의 변압기장치를 포함하고 있는데 그 각각에는 하나의 입력단자와 다수의 출력단자가 있다. 하나의 입력 전압위상을 각 변압기 장치의 하나의 입력단자에 연결하는 장치가 설치되어 있고,각 변압기 장치와 관련된 접촉장치가 각 변압기 장치의 출력단자와 선택적으로 접촉한다. 원하는 출력전압을 얻기 위해 수동으로 접촉장치를 선택하기 위해 수동스위치장치가 설치되어 있고, 원하는 전압을 얻기 위하여 자동으로 접촉장치를 선택하기 위한 자동 스위치 장치가 설치되어 있다. 전압강하 없이 입력전압선로를 바로 출력전압선로에 연결하기 위해 바이패스(bypass)스위치가 설치될 수 있다.In summary, according to the present invention, the voltage control device includes first, second and third transformer devices, each of which has one input terminal and a plurality of output terminals. A device is provided for connecting one input voltage phase to one input terminal of each transformer device, and a contact device associated with each transformer device selectively contacts the output terminal of each transformer device. A manual switch device is installed to manually select a contact device to obtain a desired output voltage, and an automatic switch device is installed to automatically select a contact device to obtain a desired voltage. Bypass switches can be installed to connect the input voltage lines directly to the output voltage lines without a voltage drop.
본 발명의 한 가지 특징에 따르면 높고 낮은 출력 전압 사이를 자동적으로 스위칭하기 위해 타이밍(timing)장치가 설치되어 있고, 높은 전압을 순간적으로 재 인가학 위한 리사이클(recycle)장치가 설치되어 있다.According to one feature of the invention there is provided a timing device for automatically switching between high and low output voltages and a recycling device for instantaneous reapplication of high voltages.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하나 또는 여려 위상으로 부터 전압을 제거하거나 이들 위상에 있어서의 전력을 제어하기 위한 단상제어 장치가 설치되어 있다.According to still another feature of the present invention, there is provided a single-phase control device for removing voltage from one or more phases or controlling power in these phases.
첨부도면을 참고로 본 발명의 목적 및 특징을 더욱 상세히 설명하면 다으뫄 같다.The objects and features of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는(12)로 표시된 삼상 입력전압을 받아서 제어된 삼상출력 전압을 부배판 (14)로 보내주기 위해 연결된 본 발며으이 전력 제어장치(10)을 도시한 블록다이어그램이다 예를들어서, 전력제어장치는 삼상광기판의 입력선측에 연결되는 것이 좋다. 바이패스 회로(16)은 삼상전압을 삼상 출력선으로 직접 인가하기 위해 설치된 것이다. 분배판(14)는 보통 형광등을 포함하여 여러개의 단상 부하회로(18)를 가지고 있다.FIG. 1 is a block diagram showing the
제어장치(10)은 수동식 작용 모우드와 자동작동 모우드 및 오프(OFF), 즉 차단 모우드를 가진다. 차단 모우드에서는 바이패스회로(16)이 이용될 것이다. 제어장치는 예를들어 형광등을 주기적으로 온(ON)시키도록 높은 전압을 순간적으로 리싸이클시키기 위해 리싸이클 장치에 미리 정해진 높은 전압 또는 낮은 전압을 공급해 주게끔 동작될 수 있다.The
제2도는 본 발명에 따른 전력 제어장치의 한 가지 구체형을 도시한 도식적인 다이어그램이다. (L1),(L2),(L3)로 표시된 입력선은 삼상회로 차단기(20)을 통하여 단권변압기(autotransformer)(22)(24)(26)의 입력으로 각각 연결되어 있다. 중립선( N)역시 단권변압기(22)(24)(26)의 한 입력으로 연결되어 있다.2 is a schematic diagram showing one embodiment of a power control device according to the present invention. The input lines denoted by (L 1 ), (L 2 ), (L 3 ) are connected to the inputs of the
단권 변압기의 각 출력에는 많은 수의 탭(tap)혹은 접점이 있는 이것들은 단권 변압기(22)에서의 (22-1)과 (22-2)처럼 한쌍의 스위치에 의해 맞물리게 되어 있다. 유사하게 스위치(24-1)과 (24-2)는 단권 변압기(24)를 위해, 스위치(26-1)과 (26 -2)는 단권변압기(26)을 위해 설치되어 있다. 각 변압기에 대해 일군의 스위치들(22 -1, 24-1, 26-1)은 제1삼극 자기 콘택터(magnetic contactor)(28)을 통해 삼극 회로차단기(30)으로 연결되어 있으며, 각 변압기의 나머지 접점들(22-1, 24-2, 26-2)(28)을 통해 삼극 회로차단기(30)으로 연결되어 있으며, 각 변압기의 나머지 접점들 (22-2, 24-2, 26-2)은 제2삼극 자기 콘택터(32)를 통해 삼극회로 차단기(30)으로 연결되어 있다. 선간 입력 전압이 480V인 경우 스위치(22)(24)(26)을 어느 탭에 놓느냐에 따라 선간 전압 및 선간 중립선간의 전압 출력이 아래와 같이 된다.Each output of a single winding transformer has a large number of taps or contacts that are engaged by a pair of switches, such as (22-1) and (22-2) in the
삼극회로 차단기(30)의 다른족은 전력계(31)을 통해 삼상 출력선에 연결되어 있다. 따라서, 자기 콘텍터(32)가 닫혀 있을 때보다 자기 콘택터(28)이 닫힌 경우 출력선로에 더 높은 전압이 인가된다. 제3도를 참조하여 설명되겠지만 콘텍터(28)과 (32)는 교대로 닫히며 동시에 닫히지는 않는다.The other group of the three-
부하 세딩(shedding)(예 : 위상제어)회로에는 회로차단기(30)의 각 출력선에 단극 스위치(33)(34)(36)이 설치되어 있다. 릴레이 타이머(Relay times)와 제어회로 (38)이 설치되어 있어서, 부하세딩을 위해 출력의 하나 또는 그 이상의 위상이 차ㄷ나될 수 있다. 이와 다르게, 상기한 바 있는 미국 출원번호 제839,748호에 발표된 바와같은 단상 전압제어 장치를 차단기(30)으로부터 나오는 각 선로에 연결할 수도 있다.In the load shedding (e.g., phase control) circuit, single-
바이패스 삼극 회로차단기(40)은 제어장치가 차단될 때마다 삼상입력선을 삼상 출력선에 연결해 준다.The bypass three-
저전압 장치(42)는 입력선로 저전압상태를 탐지하기 위해 각 삼상 입력선에 연결되어 있다. 저전압상태가 되면 그 장치는 선전압 출력으로 자동적으로 리싸이클하며 입력선로가 동작전압 수준이하로 있는 동안까지는 그 상태로 유지된다.The low voltage device 42 is connected to each three phase input line to detect a low voltage state on the input line. When under voltage, the device automatically recycles to the line voltage output and remains in that state until the input line is below the operating voltage level.
변압기(44)의 1차측 권선은 두 입력선로 양단에 연결되어 있고, 2차측 권선은 제어 회로에 강하된 전압을 공급하도록 연결되어 있다. 보통 선간입력 전압은 480V정도이며 제어회로는 120V로부터 동작한다.The primary winding of the
따라서, 변압기(44)는 제어회로를 위해 전압을 원하는 동작 수준으로 낮춘다.Thus,
이제 제3도를 참조해보면, 제2도의 스위치들과 회로에 대한 제어장치가 예시되어 있다. 도시된 회로는 제2도의 변압기(44)의 120V출력 사이에 연결되어 있음을 알 수 있다. 스위치(50)은 수동 모우드에서 전압제어장치로부터 고전압 출력과 저전압 출력을 결정하는데 사용된다. 삼극삼단계 스위치(52)는 접점(52-1), (52-2), (52-3)에 의해“수동”,“오프(OFF)”,“자동”동작을 결정한다.Referring now to FIG. 3, a control device for the switches and circuits of FIG. 2 is illustrated. It can be seen that the circuit shown is connected between the 120V outputs of the
스위치(50)의 고출력단자는 스위치(52-1)의 수동위치와 접점(54)및 릴레이(56)을 거쳐서 회로 접지로 연결되어 있다. 수동스위치(50)의 저전압측 스위치 (52-1)의 수동접점과 접점(60) 및 릴레이(62)를 거쳐 회로접지로 연결되어 있다. 전류가 릴레이(56)을 통해 흐르면 접점(60)이 열리고, 도면 2의 자기접점(28)이 닫힌다. 그와 비슷하게 전류가 릴레이(62)를 통해 흐르면 접점(54)가 열리고 도면 2의 자기접점(32)가 닫힌다. 따라서 수동 모우드에서는 스위치(50)이 자기접점ㅋ(28)과 (32)를 제어하고 출력으로서 고전압이 인가될 것인가 저전압이 인가될 것인가를 결정한다.The high output terminal of the
스위치(52)가 자동모우드의 동작을 하도록 놓여질 경우는, 전류가 접점(64)와 스위치(52-1), 접점(54), 릴레이(56)을 통과해 흐를 때 고전압 출력이 제공된다. 자동모우드에서 적전압 출력의 경우는 전류가 접점(66), 스위치(52-1), 접점(60), 릴레이 (62)를 통과해 흐른다. 접점(64)와 (66)은 동일한 릴레이(아래에 설명될 것임)에 의해 제어된다. 그리하여 스위치(64)는 릴레이가 에너지를 잃을 때 닫히고, 스위치(66)은 릴레이가 에너지로 충전될 때 닫힌다.When the switch 52 is placed to operate the auto mode, a high voltage output is provided as the current flows through the contacts 64, the switches 52-1, the contacts 54, and the
스위치(52-3)은 자동모우드에서만 120V선로에 연결되며, 타이머 접점(68), 저전압접점(70), 제1시간지연 접점(72), 제2시간지연접점ㅋ(74), 그리고 고-저 선택릴레이(76)과 직렬로 연결되어 잇다. 시간지연 릴레이(78)은 접점(72)와 (74)사이에 연결되어 회로접지까지 연결되어 있다. 타이머(80)은 접점(68)을 제어하는 것으로 제어선로 전압 양단에 연결되어 있다.The switch 52-3 is connected to the 120V line only in the auto mode, and includes a
동작시에 스위치(52-3)이 개방 혹은 수동 위치에 놓인 경우, 타이머 회로에는 아무런 전압도 인가되지 않으므로 동작할 수가 있다. 스위치(52-3)이 자동 모우드로 되면 전압이 스위치를 통해 접점(68)로 인가된다. 타이머(80)이 타이밍 싸이클주으이 고전압 부분에 있을 경우 스위치(68)은 열리고 회로는 동작불능으로 된다. 이런 조건하에서 스위치(64)는 닫히고 고전압 자기접점(28)은 릴레이(56)에 에너지가 공급되므로 해서 닫힌다.When the switch 52-3 is in the open or manual position at the time of operation, no voltage is applied to the timer circuit so that it can operate. When switch 52-3 is in automatic mode, a voltage is applied to contact 68 through the switch. When the
타이머(80)이 타이밍 싸이클중의 저전압 주기에 있을 때에는, 스위치(68)이 닫히고 전류가 접점(70)(선로가 저전압이 아니라고 가정(과 폐쇄접점(72) 및 시간지연 릴레이(78)을 통과해서 흐른다. 시간지연릴레이(78)은 고전압에서 저전압으로의 전환시 지연을 제공하게끔 조정될 수 있다. 설정된 지연기간이 지난뒤 릴레이(78)은 접점( 74)를 닫으며 그에 따라 릴레이(76)에 에너지가 공급된다. 릴레이(76)에 에너지가 공급됨으로써 고전압접점(64)가 열리고 저전압접점(66)이 닫히게되어 스위치(52-1), 접점(60), 릴레이(62)를 통해 전류가 인가된다. 접점(64)를 통하는 전류는 릴레이(76 )에 에너지가 공급되면 차단되며, 릴레이(62)에 에너지가 공급되면 접점(54)가 개방된다. 따라서 고전압선 콘택터(28)이 전압제어 장치로부터 제거되고 저전압선 콘택터(3 2)가 인가된다.When the
자동 모우드 동작에 있어서는, 단극 순간 접촉스위치(84)를 닫음에 따라 동작되는 리싸이클 타이머(82)에 의하여 고전압이 순간적으로 출력선에 재인가될 수 있다.In automatic mode operation, a high voltage can be instantaneously reapplied to the output line by a
스위치(84)를 닫으면, 타이머(82)가 셋트(set)주기 시간 동안 접점(72)를 열어서, 릴레이(76)을 통하는 전류를 차단하며 결과적으로스우치(64)를 닫고 스위치(66 )을 연다. 스위치(64)를 닫음으로써 출력선에 고전압을 ㅈ거인가해 준다. 타이머(82)가 에너지를 잃게된 후에는(그것의 시간 싸이클에 따라서) 접점(72)가 다시 닫히고 타이머(78)에 으해 결정된 지연기간 이후에 저전압 릴레이(76)으로 에너지가 공급된다.Closing switch 84,
선전압 표시등(90)은 제어전압선 양단에 접점(92)와 직렬로 연결되어 있고, 릴레이(56)에에너지가 공급됨에 따라 접점(96)이 닫힘으로써 에너지를 공급받게 된다.The
구체형에 대한 이상의 설명으로부터, 본 발명에 따른 삼상 제어장치는 수동 또는 자동 모우드의 동작이 허용되며, 선전압을 직접 출력선으로 인가하는 바이패스 장치다 갖추고 있음이 보여졌다.From the above description of the embodiment, it has been shown that the three-phase control device according to the present invention is equipped with a bypass device that permits manual or automatic mode operation and applies line voltage directly to the output line.
수동 모우드의 동작에 있어서는 고출력전압이나 저출력 전압이 스우치의 수동조작에 의해 얻어진다. 자동모우드 동작에 있어서는 고전압으로부터 저전압으로의 전환시 적절한 시간지연을 만들어 주는 타이머 장치에 의해 강하된 전압이 자동적으로 얻어진다. 또한 자동모우드의 동작동안 고전압을 순간적으로 재인가하기 위해서 리싸이클 장치가 설치되어 있다. 더우기, 삼상출력선 각각에 스위치를 설치함으로써 부하 세딩(위상제어)이 사용될 수 있으며 그럼으로써 출력중 하나 또는 그 이상의 위상이 에너지를 잃도록 할 수 있다. 제어회로는 적절한 회로차단기에 의해 바이패스될 수 있다.In the operation of the passive mode, a high output voltage or a low output voltage is obtained by manual operation of the clutch. In automatic mode operation, the dropped voltage is automatically obtained by a timer device which makes an appropriate time delay upon switching from high voltage to low voltage. In addition, a recycling device is installed to instantaneously reapply high voltages during auto mode operation. Furthermore, by placing switches on each of the three phase output lines, load seeding (phase control) can be used, thereby allowing one or more phases of the output to lose energy. The control circuit can be bypassed by a suitable circuit breaker.
특별한 구체형을 참조로 본 발명이 설명되었지만, 그 설명은 본 발명을 예시한 것이며 그것은 만 제한 되는 것은 아니다.Although the present invention has been described with reference to particular embodiments, the description is illustrative of the invention and is not limited thereto.
첨부된 청구범위에서 정의된 바처럼 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고서도 본 기술분야에 숙련된 자들에게는 여러가지 일부변형과 응용이 가능할 것이다.Various modifications and applications will be possible to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019790004652A KR830000297B1 (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Three phase power controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019790004652A KR830000297B1 (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Three phase power controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR830000297B1 true KR830000297B1 (en) | 1983-02-28 |
Family
ID=19214025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019790004652A KR830000297B1 (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Three phase power controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR830000297B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100663033B1 (en) * | 2005-10-29 | 2007-01-02 | 이석래 | Power auto control method in power supply apparatus |
-
1979
- 1979-12-28 KR KR1019790004652A patent/KR830000297B1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100663033B1 (en) * | 2005-10-29 | 2007-01-02 | 이석래 | Power auto control method in power supply apparatus |
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