JP3233266B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP3233266B2 JP3233266B2 JP09050197A JP9050197A JP3233266B2 JP 3233266 B2 JP3233266 B2 JP 3233266B2 JP 09050197 A JP09050197 A JP 09050197A JP 9050197 A JP9050197 A JP 9050197A JP 3233266 B2 JP3233266 B2 JP 3233266B2
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- Japan
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- control circuit
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
電子機器に用いられるスイッチング電源装置に関し、特
に補助電源を持つ場合の一次側部品点数の削減に関す
る。
電子機器に用いられるスイッチング電源装置に関し、特
に補助電源を持つ場合の一次側部品点数の削減に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスイッチング電源装置において
は、本出願人の提案にかかる実開平2−37592号公
報に開示されているように、出力電圧安定化回路を有す
る主コンバータと、リンギング・チョーク・コンバータ
(RCC電源)等の簡易な回路構成の補助コンバータと
を組み合わせた回路が知られている。主コンバータの容
量は数百W程度であるのに対して、補助コンバータの容
量は数W程度である。
は、本出願人の提案にかかる実開平2−37592号公
報に開示されているように、出力電圧安定化回路を有す
る主コンバータと、リンギング・チョーク・コンバータ
(RCC電源)等の簡易な回路構成の補助コンバータと
を組み合わせた回路が知られている。主コンバータの容
量は数百W程度であるのに対して、補助コンバータの容
量は数W程度である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、補助コンバー
タであっても独立したコンバータであることに変わりは
なく、スイッチング素子やその制御回路等が必要であ
り、たとえ数Wといえども主コンバータに劣らない程の
部品点数を必要とする。従って、補助コンバータの一次
側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が、電源装
置全体に占める割合はかなりの大きさになるという課題
があった。また補助コンバータ用のスイッチング素子に
は高耐圧が必要とされるため、必要以上の電流定格を持
つ大型パッケージのFETやトランジスタを採用し、原
価低減の要請から再考すべきという課題があった。
タであっても独立したコンバータであることに変わりは
なく、スイッチング素子やその制御回路等が必要であ
り、たとえ数Wといえども主コンバータに劣らない程の
部品点数を必要とする。従って、補助コンバータの一次
側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が、電源装
置全体に占める割合はかなりの大きさになるという課題
があった。また補助コンバータ用のスイッチング素子に
は高耐圧が必要とされるため、必要以上の電流定格を持
つ大型パッケージのFETやトランジスタを採用し、原
価低減の要請から再考すべきという課題があった。
【0004】本発明は上述の課題を解決したもので、補
助コンバータの一次側回路の部品点数を削減してプリン
ト基板上の実装面積を最小化し、低価格・高実装密度・
高信頼のスイッチング電源装置を提供することを目的と
する。
助コンバータの一次側回路の部品点数を削減してプリン
ト基板上の実装面積を最小化し、低価格・高実装密度・
高信頼のスイッチング電源装置を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、主トランスの一次巻線n1に印加された直流電
流をオンオフする主スイッチング素子と、この主トラン
スの二次巻線n2に誘起されたオンオフ信号を整流平滑
化する二次側整流平滑回路と、この二次側整流平滑回路
で出力される主出力電圧と基準電圧との誤差電圧信号を
生成する誤差増幅器と、この誤差増幅器から送られる誤
差電圧信号を小さくする方向に前記主スイッチング素子
にオンオフ制御信号を送る主コンバータ制御回路を有す
る主コンバータ部と、補助トランスの一次巻線n3に印
加された直流電流をオンオフする補助スイッチング素子
と、この補助トランスの二次巻線n4に誘起されたオン
オフ信号を整流平滑化する二次側整流平滑回路と、この
補助トランスのバイアス巻線n5に誘起されたオンオフ
信号を整流平滑化する一次側整流平滑回路と、この一次
側整流平滑回路で検出する電圧を所定の基準電圧に安定
化するように補助スイッチング素子にオンオフ制御信号
を送る補助コンバータ制御回路を有する補助コンバータ
部とを有するスイッチング電源装置において、前記主コ
ンバータ制御回路、補助コンバータ制御回路、並びに補
助スイッチング素子を1チップ上に構成したIC回路を
用いることを特徴としている。
発明は、主トランスの一次巻線n1に印加された直流電
流をオンオフする主スイッチング素子と、この主トラン
スの二次巻線n2に誘起されたオンオフ信号を整流平滑
化する二次側整流平滑回路と、この二次側整流平滑回路
で出力される主出力電圧と基準電圧との誤差電圧信号を
生成する誤差増幅器と、この誤差増幅器から送られる誤
差電圧信号を小さくする方向に前記主スイッチング素子
にオンオフ制御信号を送る主コンバータ制御回路を有す
る主コンバータ部と、補助トランスの一次巻線n3に印
加された直流電流をオンオフする補助スイッチング素子
と、この補助トランスの二次巻線n4に誘起されたオン
オフ信号を整流平滑化する二次側整流平滑回路と、この
補助トランスのバイアス巻線n5に誘起されたオンオフ
信号を整流平滑化する一次側整流平滑回路と、この一次
側整流平滑回路で検出する電圧を所定の基準電圧に安定
化するように補助スイッチング素子にオンオフ制御信号
を送る補助コンバータ制御回路を有する補助コンバータ
部とを有するスイッチング電源装置において、前記主コ
ンバータ制御回路、補助コンバータ制御回路、並びに補
助スイッチング素子を1チップ上に構成したIC回路を
用いることを特徴としている。
【0006】本発明の構成によれば、主コンバータ制御
回路、補助コンバータ制御回路、並びに補助スイッチン
グ素子は電源の一次側に置かれたものなので、これらを
1チップ上に構成しても二次側との絶縁は確保されると
共に、補助コンバータは主コンバータに比較して小容量
であるため、補助スイッチング素子も含めて1チップ化
しても放熱上の問題は生じない。従来、多数のデスクリ
ート部品が用いられていた補助コンバータ制御回路も1
チップ上に構成されるので、プリント基板に実装したと
きの占有面積が少なくてすみ、コストダウンに寄与す
る。
回路、補助コンバータ制御回路、並びに補助スイッチン
グ素子は電源の一次側に置かれたものなので、これらを
1チップ上に構成しても二次側との絶縁は確保されると
共に、補助コンバータは主コンバータに比較して小容量
であるため、補助スイッチング素子も含めて1チップ化
しても放熱上の問題は生じない。従来、多数のデスクリ
ート部品が用いられていた補助コンバータ制御回路も1
チップ上に構成されるので、プリント基板に実装したと
きの占有面積が少なくてすみ、コストダウンに寄与す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す回路図である。図
において、整流平滑部10は、商用電源から供給される
交流電流をダイオードブリッジDBで整流し、入力コン
デンサCinで平滑化して、直流電流を主コンバータ部2
0と補助コンバータ部40に供給している。
する。図1は本発明の一実施例を示す回路図である。図
において、整流平滑部10は、商用電源から供給される
交流電流をダイオードブリッジDBで整流し、入力コン
デンサCinで平滑化して、直流電流を主コンバータ部2
0と補助コンバータ部40に供給している。
【0008】主コンバータ部20は、主トランスの一次
巻線n1に印加された直流電流をオンオフする主スイッ
チング素子Q1を有している。例えば、主スイッチング
素子Q1はMOSFETとし、ドレイン端子は一次巻線
n1に接続され、ソース端子は抵抗R1を介して一次側
のグランドに接地されている。抵抗R1は、負荷電流に
比例する信号を生成するもので、主コンバータ制御回路
52の電流検出端子Isと接続されている。主トランス
の二次巻線n2には、ダイオードD1,D2とチョーク
コイルL、並びに出力コンデンサCoutを有する二次側
整流平滑回路が接続されている。そして、二次巻線n2
はオンオフ信号が誘起されるので、この二次側整流平滑
回路で整流平滑化して、主出力電圧Voutを負荷側に供
給する。
巻線n1に印加された直流電流をオンオフする主スイッ
チング素子Q1を有している。例えば、主スイッチング
素子Q1はMOSFETとし、ドレイン端子は一次巻線
n1に接続され、ソース端子は抵抗R1を介して一次側
のグランドに接地されている。抵抗R1は、負荷電流に
比例する信号を生成するもので、主コンバータ制御回路
52の電流検出端子Isと接続されている。主トランス
の二次巻線n2には、ダイオードD1,D2とチョーク
コイルL、並びに出力コンデンサCoutを有する二次側
整流平滑回路が接続されている。そして、二次巻線n2
はオンオフ信号が誘起されるので、この二次側整流平滑
回路で整流平滑化して、主出力電圧Voutを負荷側に供
給する。
【0009】二次側制御回路30は、主出力電圧Vout
を分圧抵抗R2,R3で分圧して、誤差増幅器U1のプ
ラス端子に入力し、マイナス端子に接続された第1基準
電圧Vref1と比較して、誤差信号E/AOUTを出力端
子より出力している。誤差増幅器U1は、マイナス端子
と出力端子の間に帰還用のコンデンサC1と抵抗R4を
設けて、増幅をしている。オンオフ回路部は、二次側に
設けられたリモートオンオフ回路からの信号をコンパレ
ータU2のプラス端子に入力し、マイナス端子に接続さ
れた第2基準電圧Vref2と比較して、電源オンオフ信号
P−ON/OFFをトランジスタQ2に送る。トランジ
スタQ2は、コレクタ端子が誤差増幅器U1の出力端子
と接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に電
源オンオフ信号が印加されている。フォトカプラPC
は、二次側と一次側を絶縁するために、発光ダイオード
に誤差信号E/AOUTを印加して、受光トランジスタ
側では伝送された信号を主コンバータ制御回路52の帰
還端子F/Bに入力する。
を分圧抵抗R2,R3で分圧して、誤差増幅器U1のプ
ラス端子に入力し、マイナス端子に接続された第1基準
電圧Vref1と比較して、誤差信号E/AOUTを出力端
子より出力している。誤差増幅器U1は、マイナス端子
と出力端子の間に帰還用のコンデンサC1と抵抗R4を
設けて、増幅をしている。オンオフ回路部は、二次側に
設けられたリモートオンオフ回路からの信号をコンパレ
ータU2のプラス端子に入力し、マイナス端子に接続さ
れた第2基準電圧Vref2と比較して、電源オンオフ信号
P−ON/OFFをトランジスタQ2に送る。トランジ
スタQ2は、コレクタ端子が誤差増幅器U1の出力端子
と接続され、エミッタ端子が接地され、ベース端子に電
源オンオフ信号が印加されている。フォトカプラPC
は、二次側と一次側を絶縁するために、発光ダイオード
に誤差信号E/AOUTを印加して、受光トランジスタ
側では伝送された信号を主コンバータ制御回路52の帰
還端子F/Bに入力する。
【0010】補助コンバータ部40は、補助トランスの
一次巻線n3に印加された直流電流をオンオフする補助
スイッチング素子Q3を有している。二次側整流平滑回
路は、補助トランスの二次巻線n4に誘起されたオンオ
フ信号を整流平滑化して補助電源電圧Vcc2を供給する
もので、ダイオードD3とコンデンサC3を有してい
る。補助電源電圧Vcc2は、二次側制御回路30の動作
用電源として用いられると共に、從出力電圧VSBとして
リモートオンオフ回路に送られる。一次側整流平滑回路
は、補助トランスのバイアス巻線n5に誘起されたオン
オフ信号を整流平滑化して補助電源電圧Vccを供給する
もので、ダイオードD4とコンデンサC4を有してい
る。
一次巻線n3に印加された直流電流をオンオフする補助
スイッチング素子Q3を有している。二次側整流平滑回
路は、補助トランスの二次巻線n4に誘起されたオンオ
フ信号を整流平滑化して補助電源電圧Vcc2を供給する
もので、ダイオードD3とコンデンサC3を有してい
る。補助電源電圧Vcc2は、二次側制御回路30の動作
用電源として用いられると共に、從出力電圧VSBとして
リモートオンオフ回路に送られる。一次側整流平滑回路
は、補助トランスのバイアス巻線n5に誘起されたオン
オフ信号を整流平滑化して補助電源電圧Vccを供給する
もので、ダイオードD4とコンデンサC4を有してい
る。
【0011】PWM制御IC50は、主コンバータ制御
回路52、補助コンバータ制御回路54、並びに補助ス
イッチング素子Q3を1チップ上に構成している。近年
の半導体製造技術の進展に随伴して、スイッチング素子
として用いられるMOSFETとその制御回路が、同一
チップの半導体集積回路として製造できるようになって
いる。補助コンバータ制御回路54は、一次側整流平滑
回路で検出する補助電源電圧Vccを所定の基準電圧に安
定化するように補助スイッチング素子Q3にオンオフ制
御信号を送るものである。補助スイッチング素子Q3
は、ソース端子が接地され、ドレイン端子が一次巻線n
3と接続される。好ましくは、周波数発振器を主コンバ
ータ制御回路52と補助コンバータ制御回路54で共通
にすると、主コンバータ部20と補助コンバータ部40
でスイッチング周波数の乖離がなくなって、ノイズ対策
等が容易にできる。
回路52、補助コンバータ制御回路54、並びに補助ス
イッチング素子Q3を1チップ上に構成している。近年
の半導体製造技術の進展に随伴して、スイッチング素子
として用いられるMOSFETとその制御回路が、同一
チップの半導体集積回路として製造できるようになって
いる。補助コンバータ制御回路54は、一次側整流平滑
回路で検出する補助電源電圧Vccを所定の基準電圧に安
定化するように補助スイッチング素子Q3にオンオフ制
御信号を送るものである。補助スイッチング素子Q3
は、ソース端子が接地され、ドレイン端子が一次巻線n
3と接続される。好ましくは、周波数発振器を主コンバ
ータ制御回路52と補助コンバータ制御回路54で共通
にすると、主コンバータ部20と補助コンバータ部40
でスイッチング周波数の乖離がなくなって、ノイズ対策
等が容易にできる。
【0012】このように構成された装置の動作を次に説
明する。図2は、図1の装置の動作を説明する波形図
で、(A)は整流平滑部10の出力直流電圧Vidc、
(B)はバイアス巻線n5の補助電源電圧Vcc、(C)
は補助コンバータの從出力電圧V SB、(D)は補助スイ
ッチング素子Q3のゲート電圧、(E)は主コンバータ
制御回路52の帰還端子F/B電圧、(F)は主コンバ
ータ制御回路52のOUT端子電圧、(G)は主出力電
圧Vout、(H)はリモートオンオフ回路の信号であ
る。
明する。図2は、図1の装置の動作を説明する波形図
で、(A)は整流平滑部10の出力直流電圧Vidc、
(B)はバイアス巻線n5の補助電源電圧Vcc、(C)
は補助コンバータの從出力電圧V SB、(D)は補助スイ
ッチング素子Q3のゲート電圧、(E)は主コンバータ
制御回路52の帰還端子F/B電圧、(F)は主コンバ
ータ制御回路52のOUT端子電圧、(G)は主出力電
圧Vout、(H)はリモートオンオフ回路の信号であ
る。
【0013】図において、時刻t1に商用電源が入力さ
れて整流平滑部10の出力直流電圧Vidcが上昇する。
すると、PWM制御IC50の補助コンバータ制御回路
54と補助スイッチング素子Q3が動作を開始し、バイ
アス巻線n5の出力をダイオードD4とコンデンサC4
で整流平滑化した補助電源電圧Vccが立ち上がる。補助
電源電圧Vccは、補助コンバータ制御回路54が補助ス
イッチング素子Q3をパスル幅制御することで、一定電
圧に保持される。また、補助コンバータ部40の從出力
電圧VSBも同時に立ち上がり、補助電源電圧Vccに対し
て補助トランスの巻数倍比n4:n5の電圧値に制御さ
れる。尚、補助コンバータ部40は時刻t4で商用電源
が供給を停止するまで、常時動作する。
れて整流平滑部10の出力直流電圧Vidcが上昇する。
すると、PWM制御IC50の補助コンバータ制御回路
54と補助スイッチング素子Q3が動作を開始し、バイ
アス巻線n5の出力をダイオードD4とコンデンサC4
で整流平滑化した補助電源電圧Vccが立ち上がる。補助
電源電圧Vccは、補助コンバータ制御回路54が補助ス
イッチング素子Q3をパスル幅制御することで、一定電
圧に保持される。また、補助コンバータ部40の從出力
電圧VSBも同時に立ち上がり、補助電源電圧Vccに対し
て補助トランスの巻数倍比n4:n5の電圧値に制御さ
れる。尚、補助コンバータ部40は時刻t4で商用電源
が供給を停止するまで、常時動作する。
【0014】時刻t2にて、リモートオンオフ回路をオ
ンすると、コンパレータU2がLとなり、今まで誤差増
幅器U1の出力をグランドGNDにショートしていたト
ランジスタQ2がオフとなる。誤差増幅器U1は、主出
力電圧Voutの分圧値と第1基準電圧Vref1と比較し
て、誤差増幅を行う。そして、この誤差増幅信号はフォ
トカプラPCを介してPWM制御IC50の主コンバー
タ制御回路52の帰還端子F/Bに伝達され、主コンバ
ータ制御回路52が主スイッチング素子Q1のオンオフ
動作をさせて、主出力電圧Voutを安定化させる。
ンすると、コンパレータU2がLとなり、今まで誤差増
幅器U1の出力をグランドGNDにショートしていたト
ランジスタQ2がオフとなる。誤差増幅器U1は、主出
力電圧Voutの分圧値と第1基準電圧Vref1と比較し
て、誤差増幅を行う。そして、この誤差増幅信号はフォ
トカプラPCを介してPWM制御IC50の主コンバー
タ制御回路52の帰還端子F/Bに伝達され、主コンバ
ータ制御回路52が主スイッチング素子Q1のオンオフ
動作をさせて、主出力電圧Voutを安定化させる。
【0015】時刻t3にて、リモートオンオフ回路がオ
フすると、誤差増幅器U1の出力が0Vにショートされ
るので、誤差増幅信号が主コンバータ制御回路52の帰
還端子F/Bに帰還されず、主コンバータは停止する。
そして、時刻t4で商用電源が供給を停止すると、補助
コンバータ部40も動作を停止する。
フすると、誤差増幅器U1の出力が0Vにショートされ
るので、誤差増幅信号が主コンバータ制御回路52の帰
還端子F/Bに帰還されず、主コンバータは停止する。
そして、時刻t4で商用電源が供給を停止すると、補助
コンバータ部40も動作を停止する。
【0016】尚、上記実施例においては、PWM制御I
C50で最小限必要な端子のみを記述したものであり、
この他に基準電圧を出力する端子や発振周波数を可変設
定できる端子等を設け、もっと多機能な高耐圧PWM制
御ICとしても差し支えない。
C50で最小限必要な端子のみを記述したものであり、
この他に基準電圧を出力する端子や発振周波数を可変設
定できる端子等を設け、もっと多機能な高耐圧PWM制
御ICとしても差し支えない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、P
WM制御IC50は、主コンバータ制御回路52、補助
コンバータ制御回路54、並びに補助スイッチング素子
Q3を1チップ上に構成しているので、補助コンバータ
の一次側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が削
減されるという効果がある。また、補助スイッチング素
子Q3には、補助スイッチングに適合した定格の素子を
内蔵できるので、従来の標準品を採用する場合に比較し
て、素子価格を安価にすることができるという効果があ
る。
WM制御IC50は、主コンバータ制御回路52、補助
コンバータ制御回路54、並びに補助スイッチング素子
Q3を1チップ上に構成しているので、補助コンバータ
の一次側回路の価格及びプリント基板上の実装面積が削
減されるという効果がある。また、補助スイッチング素
子Q3には、補助スイッチングに適合した定格の素子を
内蔵できるので、従来の標準品を採用する場合に比較し
て、素子価格を安価にすることができるという効果があ
る。
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の装置の動作を説明する波形図である。
10 整流平滑部 20 主コンバータ部 30 二次側制御回路 40 補助コンバータ部 50 PWM制御IC 52 主コンバータ制御回路 54 補助コンバータ制御回路 Q3 補助スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−95765(JP,A) 特開 昭61−254071(JP,A) 特開 平5−227746(JP,A) 実開 平2−37592(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/28
Claims (3)
- 【請求項1】主トランスの一次巻線(n1)に印加され
た直流電流をオンオフする主スイッチング素子と、この
主トランスの二次巻線(n2)に誘起されたオンオフ信
号を整流平滑化する二次側整流平滑回路と、この二次側
整流平滑回路で出力される主出力電圧と基準電圧との誤
差電圧信号を生成する誤差増幅器と、この誤差増幅器か
ら送られる誤差電圧信号を小さくする方向に前記主スイ
ッチング素子にオンオフ制御信号を送る主コンバータ制
御回路を有する主コンバータ部と、 補助トランスの一次巻線(n3)に印加された直流電流
をオンオフする補助スイッチング素子と、この補助トラ
ンスの二次巻線(n4)に誘起されたオンオフ信号を整
流平滑化する二次側整流平滑回路と、この補助トランス
のバイアス巻線(n5)に誘起されたオンオフ信号を整
流平滑化する一次側整流平滑回路と、この一次側整流平
滑回路で検出する電圧を所定の基準電圧に安定化するよ
うに補助スイッチング素子にオンオフ制御信号を送る補
助コンバータ制御回路を有する補助コンバータ部と、 を有するスイッチング電源装置において、 前記主コンバータ制御回路、補助コンバータ制御回路、
並びに補助スイッチング素子を1チップ上に構成したI
C回路を実装することを特徴とするスイッチング電源装
置。 - 【請求項2】前記1チップ上に構成したIC回路は、主
コンバータ制御回路と補助コンバータ制御回路のスイッ
チング周波数を共通にすることを特徴とする請求項1記
載のスイッチング電源装置。 - 【請求項3】前記1チップ上に構成したIC回路の補助
スイッチング素子の電流定格は、当該補助コンバータ部
に必要とされる定格を充足する値であることを特徴とす
る請求項1記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09050197A JP3233266B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | スイッチング電源装置 |
US09/050,583 US6023178A (en) | 1997-04-09 | 1998-03-30 | Pulse width control IC circuit and switching power supply unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09050197A JP3233266B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10285918A JPH10285918A (ja) | 1998-10-23 |
JP3233266B2 true JP3233266B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=14000258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09050197A Expired - Fee Related JP3233266B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3233266B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6638684B2 (en) | 1999-08-31 | 2003-10-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Photosensitive laminate, process for forming resist pattern using same and positive resist composition |
JP4658481B2 (ja) | 2004-01-16 | 2011-03-23 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
JP5880823B2 (ja) * | 2011-10-31 | 2016-03-09 | 東芝ライテック株式会社 | 電源装置 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP09050197A patent/JP3233266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10285918A (ja) | 1998-10-23 |
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