JPS6051189B2 - 磁気バブル駆動回路 - Google Patents

磁気バブル駆動回路

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JPS6051189B2
JPS6051189B2 JP55098750A JP9875080A JPS6051189B2 JP S6051189 B2 JPS6051189 B2 JP S6051189B2 JP 55098750 A JP55098750 A JP 55098750A JP 9875080 A JP9875080 A JP 9875080A JP S6051189 B2 JPS6051189 B2 JP S6051189B2
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靖公 山村
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転磁界で磁気バブルを駆動する磁気バブル装
置に関する。
従来、磁気バブル駆動するための回転磁界発生回路とし
ては、磁界発生用コイルと、これに直列に接続されたコ
ンデンサとからなる共振回路を利用する回路が提案され
ている。
この従来の回路によれば、一定の大きさの磁界で、かつ
、一定の角速度で変化する回転磁界が得られる。しかし
ながら、このような従来の方式では、共振回路形成のた
めの、容量の大きなコンデンサを必要とする。それだけ
コストが高くなる。また、共振周波数を一定にするため
にコンデンサーの容量を一定に設定しなければならない
という問題がある。また、回転磁界の起動、停止の制御
が複雑になるという問題がある。本発明は、以上のよう
な、従来技術の問題点をなくするためになされた発明で
あり、共振用コンデンサを用いずに、磁気バブルの駆動
に適する磁界発生を簡単な制御で行なう、きわめて、単
純な回転磁界発生回路を有する磁気バブル駆動装置を目
的とする。
このため本発明では、回転磁界発生用コイルに、時間と
ともに折れ線状、たとえば、三角形状に変化する電流を
流す回路を用いるものである。
第1図は本発明による実施例を示す。コイル3X,3Y
はそれぞれX軸方向、Y軸方向の磁界を発生する回路で
ある。図ではこれらのコイルは同一方向に配置してある
かにみえるが実際には、これらの両コイルは、それらが
作る磁界が直交するごとくに配置する。1X,2Xはこ
のコイル3Xに流す電流を制御するスイッチ、同様に1
Y,2Yはこのコイル3Yに流す電流を制御するスイッ
チである。
電圧源4X,5Y,4Y,5Yはこれらのコイル3X,
3Yに流す電流を供給するためのものである。第2図a
はこれらのスイッチ1X,2X,1Y,2Yのオン、オ
フ状況を示すものであり、B,cはそれぞれ、コイル3
X,3Yに流れ込む電流1x,iyを示す図であり、d
は、時刻を示す時間軸である。
第3図は第1図の回路により発生される磁界のベクトル
の変化を示す図である。
以下第2,第3図に基づき、第1図の回路の動作を説明
する。時刻ちにおいてスイッチ1Xのみがオンとなる。
その結果、電圧源4Xから、スイッチ1Xを通してコイ
ル3Xに電流が流れ込む。このとき、スイッチ1Xの抵
抗が十分小さいとすれば、電流1xはコイル3Xのイン
ダクタンスと電圧源4Xの出力電圧で定まる勾配てもつ
て直線的に増大する。ノ 時刻ちにおいて、スイッチ1
Xがオフとなり、スイッチ2Xがオンとなる。この結果
時刻t1においてIxは最大となる。またこのスイッチ
制御の結果、コイル3Xの端子Aと電圧源5Xとが接続
される。この電圧源5Xは電圧源4Xと同じ絶対7値で
角の電圧を出力する。時刻t1においてコイル3Xに流
れていた電流は急激的には変化しないので次の時刻ζま
では電流は時刻ちでの電流値から直接的に変化する。こ
のときの変化の勾配は時刻ち〜t1間での変化の勾配を
絶対値が等しい時刻T3Oにおいて電流1xは最小値を
とる。時刻ちにおいて、スイッチ2Xがオフとなり、ス
イッチ1Xがオンとなる。
この結果、再び電流Ixは増大し、時刻T5において最
大となる。結局時刻t1〜T5において1周期ほ動作が
行われたことになる。その後は全く同様に必要な回数の
周期の動作がくり返えされる。一方、コイル3Yに流れ
る電流を制御するための電圧源4Y,5Yはそれぞれ電
圧源4X,5Xに等しい電圧を出力するものであり、コ
イル3Xと3Yは同じインダクタンスを有するように選
ばれる。
コイル3Yに流れる電流1,は電流1xに1/4周期だ
け遅れて、しかし、波形は全く同じ電流となるようにス
イッチ1Y,2Yが制御される。以上の動作の結果、コ
イル3X,3Yで発生される磁界のベクトル図は第3図
に示すように 形となる。
すなわち、時刻ちにおいてはベクトルは原点0にあり、
時刻ちに至る間、x軸上を点Aに向うごとく変化する、
時刻t1で点Aにある。
時刻t1〜T2ではベクトルは辺油にそつてAからBに
向かう。時刻T2〜T3でベクトルは辺BCにそつてB
からCに向かう。時刻ち〜T4ではベクトルは辺CDに
そつてCからDに向かう。時刻ζ〜T5ではベクトルは
辺DAに添つて、DからAに向かう。以下必要な回数だ
け繰り返される。その後ベクトルが時亥!It9で再び
A点に戻つたとき、スイッチ1Y,2Yはオフに保たれ
、スイッチ2Xのみがオンとされる。
時刻TlOではすべてのスイッチがオフとなる。この時
刻T。−TlO間では、電流1xは減少し、ゼロとなる
。ベクトルはAから0に向う。これですべての動作が終
了する。この実施例のスイッチ1X,2X,1Y,2Y
.はトランジスタ等を用いて構成することができる。
以下、3角波駆動の場合に関して、トランジスタを用い
た実施例を示す。以下に示す実施例の回路は、すべて、
コイルにストアされた電磁エネルギーを電源に戻すよう
に5構成されている。
従つて回路の消費電力はきわめて小さくできる。第4図
は双方向トランジスタ1A,1Bを使用した例を示す。
トランジスタ1A,2AはそれぞれPNPおよび・NP
N型の双方向性トランジスタである。
トランジスタ1A,2Aのベースと他の1つの電極とは
パルストランス6,7の二次側にそれぞれ接続されてい
る。このパルストランス6,7の一次側には交互に矩形
のパルスが印加され、その結果、トランジスタ1Aの電
極10の、ベース20に対する電圧およびトランジスタ
2Aのベース50の、電極60に対する電圧がそれぞれ
第8図El3e2のごとくに変化せしめられる。
また、このときにコイル3のA端子に流れ込む電流は第
8図のiごとくになる。
期間T1に入るとトランジスタ2Aはオフ状態)となり
、一方トランジスタ1Aにはそれまでコイル3の端子A
から流れ出ていた電流が流れ込む。
すなわち、この期間はトランジスタ1Aは電極30がエ
ミッタ、10がコレクタとして働くトランジスタとして
作用する。すなわち、コイルのA●B端子にはほぼ電圧
源4の正電圧およびアース電圧が印加された状態で、コ
イル端子A→トランジスタ1A→電圧源4の正電圧出力
端子→電圧源4の0電圧出力端子→コイル3のB端子と
いう経路で電流が流れる。
コイル3のA端子には正電圧が印加されているので、こ
のコイル3から流出する電流は次第に減少する。この電
流が零になると次のT2期間が始まる。
まず、T2で示した期間においては、電極10とベース
20間のPN接合は導通状態であるのでトランジスタ1
Aは電極10,30をそれぞれエミッタ、コレクタとし
て作用するトランジスタとなる。このときコイル3には
第8図のごとく電流1が電源4からトランジスタ1Aを
介してコイル3へ流れ込む。さらに、このときトランジ
スタ1Aの実質的抵抗は小さいので電流は時間とともに
ほとんど直線的に増大する。期間T3で示した期間では
トランジスタ1Aはオフ状態となる。
一方、トランジスタ2Aは電極40をエミッタ、60を
コレクターとするトランジスタとして動作する。すなわ
ち、期間12の終了時には、コイル3を流れていた電流
は、期間T3の開始時になつても急激には変化しないの
でトランジスタ2Aの電極40をエミッタ、60をコレ
クターとするトランジスタとして動作する。
すなわち、期間T2の終了時には、コイル3を流れてい
た電流は、期間T3に開始時になつても急激には変化し
ないのでトランジスタ2Aの電極60から40の方向へ
流れるようになる。すなわち、コイルA,B端子にはそ
れぞれ電圧源5の負電圧、アース電圧が印加された状態
で、コイル端子B→電圧源5のアース電圧端子→電圧源
5の負電圧端子→トランジスタ2A→コイル端子Aとい
う経路で電流が流れる。そのの後、負電圧源5によりこ
の電流は漸次減少し、0になる。その後は期間T4に入
り、ベース50と電極60間の接合が順方向にバイアス
されているのでトランジスタ2Aは、電極60,40を
エミッタ、コレクタとして作動するトランジスタとなり
電流はコイルの端子Aから流れ出すようになる。以下同
じサイクルを繰り返す。
このように第4図の実施例においては、電圧源4とコイ
ル3の端子Aとを結ぶ電流通路が共通の通路で構成され
、かつ、この共通の通路内には双方向性のトランジスタ
1Aがある。
この結果、この共通の通路は電圧源4からコイル3へ電
流が流れ込む場合の両方に用いられる。以上のことは双
方向性トランジスタ2Aを有する電流通路にもあてはま
る。このように、第4図の回路は双方向性トランジスタ
を用いるのできわめて回路が簡単である。第5図は一方
向性のトランジスタをスイッチング素子として用いた本
願発明による回路である。1B,2CはPNPトランジ
スタ、1C,2BはNPNトランジスタである。
6A,6B,7A,7Bはパルストランスである。
トランジスタ1B,1Cにはそれらのベースエミッタ間
の接合が期間τ1,T2の間導通とし、期間T3,T4
の間非導通とするパルスがそれぞれパルストランス6A
,6Bにより加えられる。トランジスタ2B,2Cには
、それらのベ−スーエミッタ間の接合を期間Tl,T2
の間非導通とし、期間T3,T4の間導通とするパルス
がそれぞれパルストランス7A,7Bにより加えられる
。この回路において期間T1〜T2間ではトランジスタ
1B,1Cが導通となり、期間T1ではコイル3のA端
子からトランジスタ1Cを介して電源4に電流が流れ出
し、期間T2では電源4からトランジスタ1Bを介して
コイル3に電流が流れ込む。
すなわち、期間T1には電力P1はトランジスタ1Cを
通つて電源に帰還される。期間T2ではトランジスタ1
Bを通つて電力P2がコイル3に供給される。期間T3
,T4においても同様である。期間T3には電源5から
トランジスタ2Cを介してコイル3へ電流が流れ込み、
期間T4には電源5へ、トランジスタ2Bを介してコイ
ル3から電流が流れ出す。この結果、トランジスタ2C
を通つて電力P3が帰還され、トランジスタ2Bを通つ
てP4がコイル3へ供給される。このため駆動回路にお
ける電力損失はスイッチング素子の電圧降下と流れる電
流の積となソー般にスイッチング素子の電圧降下は小さ
いため低損失の駆動回路となる。またスイッチング素子
も電力損失が少ないため、安価な素子が使用可能となる
。また、第4図の回路と異なり、1方向性の電流スイッ
チを用いるので高速動作が可能となる。第6図はコイル
3から電源4,5への電力の帰還を行なうための電流の
通路をダイオード1D,2Dからなる通路にて構成した
実施例である。
トランジスタ1Bは、第5図のトランジスタ1Bと全く
同様に、それぞれ、期間Tl,T2の間はオン状態、T
3、T4の間はオフ状態となる電圧パルストランス6に
より加えられる。トランジスタ2Bは第5図のトランジ
スタ2Bと全く同様に制御される。この結果期間T1の
間ではダイオード1Dを介してコイル3から電源4へ電
流が流れ込み、期間T2の間ではトランジスタ1Bを介
して電流が電源4からコイル3に流れ込む。期間T3に
おいてはダイオード2Dを介して電源5からコイル3へ
電流が流れ込む。期間T4においてはトランジスタ2B
を介してコイル3から電源5へ電流が流れ込む。第6図
の回路は第5図の回路に比ベパルストランス6B,4B
が必要でなく、それだけ簡単である。
第7図は単一の正電圧源4のみを用いて構成し5た実施
例である。
トランジスタ1B,1C,1Eはそれらのベ−スーエミ
ッタ間に、その接合が期間Tl,T2の間はオフとなる
パルスがそれぞれパルストランス6A,6B,6Cによ
り電圧が位加される。
トランOジスタ2B,2E,2Fは、それらのベ−スー
エミッタ間に、その接合期間Tl,T2の間は、オフと
なり、T3,T4の間はオフとなるパルスがそれぞれパ
ルストランス7C,7A,7Bにより印加される。期間
T1においてはコイル3のA端子→トランジスタ1C→
電圧源4→アース→ダイオード1F→コイル3のB端子
→コイル3のA端子という電流通路で電流がコイルから
電流源に流れ込み、期間T2においては電圧源4→トラ
ンジスタ1B→コイル3のA端子→コイル3のB端子→
トランジスタ1E→アース→電源4という閉回路にかつ
ここに示す方向に電流が流れる。
期間T3においては、コイル3のB端子→トランジスタ
2F→電圧源4→アース→ダイオード2D→コイル3の
A端子→コイル3のB端子という閉回路を、かつここに
示す方向に電流が流れる。
期間T4においては、電圧源4−トランジスタ2E→コ
イル3のB端子→コイル3のA端子→トランジスタ2B
→アース→電圧源4という閉回路を、かつここに示す方
向に電流が流れる。この回路は単一の電源のみを用いる
ので、簡単である。
なお、以上の例においてトランジスタのオン、オフ制御
をパルストランスにて行なう例を示した−が本願発明は
これに限定されることなく、他の回路、例えばトランジ
スタからなる論理回路を用いることも可能である。以上
のようにして、時間とともに折れ線的に大きさが連続し
て変化する磁界、たとえば、時間と4ともに三角波状に
大きさが変化する磁界の発生を行なう簡単な構成の回路
を有する磁気バブル駆動回路が得られる。
なお、本願による回転磁界は、そのベクトル図形が真円
でなく多角形状に変化するものであるがこのような回転
磁界によつても磁気バブルの駆動は正常に行なわれた。
図面の簡単な説明第1図は本発明の回路の実施例図、第
2図は、第1図の回路の動作を説明する図、第3図は、
第1図の回路により発生される回転磁界ベクトルの)軌
跡を示す図、第4図は双方向性トランジスタを用いた本
発明による回路例で、第5図は1方向性トランジスタを
用いた本発明による回路例で、第6図は第5図のトラン
ジスタ1C,2Cの代りにダイオードを使用した楊合の
回路例である。
第7図は1個の定電圧源を利用しコイルに交流電流を流
す場合の本発明による回路例である。第8図は第4図の
回路の動作電圧、電流を示す図である。1X.2X,1
Y,2Y・・・・スイッチ、3X,3Y・・・・・・コ
イル、4X,4Y,5X,5Y・・・・・・電圧源、1
・・・・・スイッチング素子、1A・・・・PNP型双
方向性トランジスタ、1B・・・・・・NPN型双方向
性トランジスタ、1B,2C,2E,・・PNP型1方
向性トランジスタ、2B,1C,2F・・NPN型1方
向性トランジスタ、3・・・・・コイル、4・・・・・
正電圧源、5・・・・・・負電圧源、6,6A,6B,
6C,7,7A,7B,7C・・・・・・パルストラン
ス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の磁界発生用コイルと、所定の周期でもつて繰
    り返し入力される所定の駆動信号に応答して上記コイル
    の各々に所定の波形と位相と、上記周期に等しい周期を
    有する電流を流し、それにより上記コイルにより回転磁
    界を発生させるための複数のコイル駆動回路とを有する
    回転磁界発生回路において、上記コイル駆動回路の各々
    は各周期内において、上記コイルに、所定の最大値と最
    小値の間で時間とともに折れ線状にかつ連続して変化す
    る電流を供給するための電流通路を有し、該複数のコイ
    ルにより、磁界ベクトルの軌跡が多角形状となる回転磁
    界を発生する磁気バブル駆動回路。 2 上記複数のコイルは2つのコイルであつて、各コイ
    ルを駆動するためのコイル駆動回路の各々の電流通路は
    、該コイル時間とともに三角形状に連続して変化する電
    流を流すための電流通路であつり、該2つのコイルに流
    れる電流は、相互に1/4周期位相がずれたものであり
    、該2つのコイルにより磁界ベクトルの軌跡が矩形とな
    る回転磁界を発生する第1項の磁気バブル駆動回路。 3 各電流通路は、 (a)所定の複数のレベルの直流電圧を出力するための
    電圧源と(b)上記駆動信号に応答して所定の第1の期
    間導通となり、上記コイルの第1の端子を経由して上記
    コイルに0から第1の値に時間とともに直線的に増大す
    る第1の電流を流し込むための第1の電流通路であつて
    、上記コイルの第1、第2の端子をそれぞれ、上記電圧
    源の一対の出力端子のうちの、出力電圧の高い方および
    低い方に接続する第1の電流通路と、(c)上記第1の
    電流通路が導通状態から非導通状態に変化した後であつ
    て、該コイル内を該第1の端子から該第2の端子に向か
    う方向に第2の値の電流が流れている時点に導通となり
    、所定の第2の期間、上記コイルの第2の端子を経由し
    て、上記コイルから上記電圧源に該第2の値から0に時
    間とともに直線的に減少する第2の電流を流し込むため
    の第2の電流通路であつて、上記コイルの第1、第2の
    端子をそれぞれ、上記電圧源の一対の出力端子のうちの
    、出力電圧の低い方および高い方に接続する第2の電流
    通路と、(d)上記駆動信号に応答して所定の第3の期
    間に導通となり、上記コイルの第2の端子を経由して、
    上記コイルに0から第3の値に時間とともに直線的に増
    大する第3の電流を流すための第3の電流通路であつて
    、上記コイルの第1、第2の端子をそれぞれ、上記電圧
    源の一対の出力端子のうちの、出力電圧の低い方および
    高い方に接続する第3の電流通路と、(e)上記第3の
    電流通路が導通状態から非導通状態に変化した後であつ
    て、該コイル内を該第2の端子から該第1の端子に向う
    方向に第4の値の電流が流れている時点に導通となり、
    所定の第4の期間、上記コイルの第1の端子を経由して
    、上記コイルから上記電圧源に該第4の値から0に時間
    とともに直線的に変化する電流を流し込むための第4の
    電流通路であつて、上記コイルの第1、第2の端子をそ
    れぞれ、上記電圧源の一対の出力端子のうちの、出力電
    圧の高い方および低い方に接続する第4の電流通路とを
    有することを特徴とする磁気バブル駆動回路。 4 特許請求の範囲第3項記載の回路において、上記第
    1および第4の電流通路は第1の共通の電流通路でもつ
    て構成され、該第1の共通の電流通路は上記駆動信号に
    よつて導通が制御される双方向性の第1のスイッチング
    素子を有し、上記第2および第3の電流通路は第2の共
    通の電流通路でもつて構成され、該第2の共通の電流通
    路は、上記駆動信号によつて導通が制御される双方向性
    の第2のスイッチング素子を有し、上記第2のスイッチ
    ング素子は、上記第1のスイッチング素子が上記第1の
    電流を上記電源から上記コイルに該第1の端子を介して
    流し込む方向に対して導通である状態から非導通となつ
    た後の所定の該第2の期間、少なくとも上記第2の電流
    を上記コイルから該第2の端子を介して上記電源へ流し
    込む方向に対して導通となり、上記第2の電流が流れ終
    つた後の該第3の期間、上記電源から上記コイルへ該第
    2の端子を介して上記第3の電流を流す方向に導通とな
    るごとく制御され、上記第1のスイッチング素子は上記
    第1の電流を上記電源から上記コイルへ該第1の端子を
    介して流し込む該第1の期間、その流し込みの方向に対
    して導通となり、さらに、上記第3の電流が流れ終つた
    後の該第4の期間、上記第4の電流を上記コイルから該
    第1の端子を介して上記電源へ流し込む方向に導通とな
    るごとく制御されることを特徴とする磁気バブル駆動回
    路。 5 特許請求の範囲第3項記載の回路において、上記電
    圧源は高レベル、低レベルの電圧出力端子を有し、上記
    第1の電流通路は、上記電圧源の高レベル出力端子と該
    コイルの第1の端子間に設けられ、駆動信号に応答して
    、該第1の期間上記高レベル出力端子から該第1の端子
    に向かう方向に電流が流れるように導通する第1のスイ
    ッチング手段と、上記電圧源の低レベル出力端子と該コ
    イルの第2の端子間の設けられ、駆動信号に応答して、
    該第1の期間上記第2の端子から該低レベル出力端子に
    向う方向に電流が流れるように導通する第2のスイッチ
    ング主段とからなり、上記第2の電流通路は、上記電圧
    源の高レベル出力端子と該コイルの第2の端子間に設け
    られ、該第1および第2のスイッチング素子が非導通と
    なつた状態で、該第2の期間、上記第2の端子から上記
    高レベル出力端子に向う方向にのみ電流が流れるように
    導通する第1の電流制御手段と、上記電圧源の低レベル
    出力端子と該コイルの第1の端子間に設けられ、該第2
    の期間、該低レベル出力端子から該第1の端子に向かう
    方向にのみ電流が率れよように導通する第2の電流制御
    手段とからなり、上記第3の電流通路は、上記電圧源の
    高レベル出力端子と該コイルの第2の端子間に設けられ
    、駆動信号に応答して、該第3の期間、上記高レベル出
    力端子から上記第2の端子に向かう方向に電流が流れる
    ように導通する第3のスイッチング手段と、該電圧源の
    低レベル出力端子と該コイルの第1の端子間に設けられ
    、駆動信号に応答して該第3の期間、該第1の端子から
    該低レベル端子に向かう方向に電流が流れるように導通
    する第4のスイッチング手段とからなり。 上記第4の電流通路は、上記電圧源の高レベル出力端子
    と該コイルの第1の端子間に設けられ、該第3と第4の
    スイッチング手段が非導通となつた状態で、該第4の上
    記第1の端子から上記高レベル出力端子に向かう方向に
    電流が流れるように導通する第3の電流制御手段と、該
    電圧源の低レベル出力端子と該コイルの第2の端子間に
    設けられ、該第4の期間、該低レベル出力端子から該第
    2の端子に向かう方向にのみ電流が流れるように導通す
    る第4の電流制御手段とからなることを特徴とする磁気
    バブル駆動回路。 6 特許請求の範囲第3項記載の回路において、上記電
    圧源は基準の第1の電圧とこの基準の第1の電圧より所
    定量だけ高い第2の電圧と上記基準の電圧より所定量だ
    け低い第3の電圧とを出力する電圧源でり、上記第1の
    電流通路は、該電圧源の第2電圧出力端子と該コイルの
    第1の端子間に設けられ、駆動信号に応答して該第1の
    期間、該第2電圧出力端子から該第1の端子に向う方向
    に電流が流れるように導通する第1のスイッチング手段
    と、該電圧源の第1電圧出力端子と該コイルの第2の端
    子を接続する導通路とからなり、上記第2の電流通路は
    、該電圧源の第3電圧出力端子と該コイルの第1の端子
    の間に設けられ、該第2の期間、該第3電圧出力端子か
    ら該第1の端子に向かう方向にのみ電流を流しうる第1
    の電流制御素子と、該導通路とからなり、上記第3の電
    流通路は、該電圧源の該第3電圧出力端子と該コイルの
    第1の端子間に設けられ、駆動信号に応答して該第3の
    期間、該第1の端子から該第3電圧出力端子に向かう方
    向に電流が流れるように導通する第2のスイッチング手
    段と、該導通路とからなり、上記第4の電流通路は、該
    電圧源の該第2電圧出力端子と該コイルの第1の端子の
    間に設けられ、該第4の期間、該第1の端子から該第2
    電圧出力端子に向かう方向にのみ電流を流しうる第2の
    電流制御素子と、該導通路とからなること特徴とする磁
    気バブル駆動回路。
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