JPH05211091A - 疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライバックコンバータ - Google Patents
疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライバックコンバータInfo
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- JPH05211091A JPH05211091A JP4181527A JP18152792A JPH05211091A JP H05211091 A JPH05211091 A JP H05211091A JP 4181527 A JP4181527 A JP 4181527A JP 18152792 A JP18152792 A JP 18152792A JP H05211091 A JPH05211091 A JP H05211091A
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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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- 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
-
- 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
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/66—Circuits
- H05B6/68—Circuits for monitoring or control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子レンジのマグネトロン用の電源として使
用される疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライ
バックコンバータを提供する。 【構成】 該コンバータは、高インピーダンスを有する
倍電圧回路を備えている。小さい磁気回路は、ＩＧＢＴ
スイッチ手段及びインダクタと直列に接続されている一
次巻線を有する変圧器を備えている。単一のダイオード
が、インダクタと直列に接続されている。二次巻線は、
倍電圧回路に接続されている。第３の巻線が、ＩＧＢＴ
の導通シーケンスを制御するパルス幅変調制御回路に結
合されている。
用される疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライ
バックコンバータを提供する。 【構成】 該コンバータは、高インピーダンスを有する
倍電圧回路を備えている。小さい磁気回路は、ＩＧＢＴ
スイッチ手段及びインダクタと直列に接続されている一
次巻線を有する変圧器を備えている。単一のダイオード
が、インダクタと直列に接続されている。二次巻線は、
倍電圧回路に接続されている。第３の巻線が、ＩＧＢＴ
の導通シーケンスを制御するパルス幅変調制御回路に結
合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチモード電源に
関し、より詳細には、疑似プッシュプル単一スイッチ電
流給電フライバックコンバータ電源であって、電子レン
ジのマグネトロンに高電圧・高インピーダンス電力を供
給するものに関する。
関し、より詳細には、疑似プッシュプル単一スイッチ電
流給電フライバックコンバータ電源であって、電子レン
ジのマグネトロンに高電圧・高インピーダンス電力を供
給するものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子レ
ンジは、それらの加熱源として、通常、連続波（ＣＷ）
モードで動作するマグネトロンを使用している。マグネ
トロン用の電源においては、その信頼性及び起動性能が
重要である。マグネトロン用電源に要求される主要な事
項は、次の通りである。 １．高出力インピーダンス。この高出力インピーダンス
は、利用される出力電圧をマグネトロンのしきい値未満
に急速に低下させることにより、負荷電流の突然の増大
を減少させる。 ２．マグネトロン用電源は、高出力インピーダンスを有
しつつ、マグネトロンのヒータに電力を供給しなければ
ならない。 ３．マグネトロン用電源は、高出力インピーダンスを有
し且つヒータ電力を供給する一方、安全装置を備えるこ
とが可能でなければならない。 ４．マグネトロン用電源は、最小の、重量、体積及びコ
ストを有していなければならない。
ンジは、それらの加熱源として、通常、連続波（ＣＷ）
モードで動作するマグネトロンを使用している。マグネ
トロン用の電源においては、その信頼性及び起動性能が
重要である。マグネトロン用電源に要求される主要な事
項は、次の通りである。 １．高出力インピーダンス。この高出力インピーダンス
は、利用される出力電圧をマグネトロンのしきい値未満
に急速に低下させることにより、負荷電流の突然の増大
を減少させる。 ２．マグネトロン用電源は、高出力インピーダンスを有
しつつ、マグネトロンのヒータに電力を供給しなければ
ならない。 ３．マグネトロン用電源は、高出力インピーダンスを有
し且つヒータ電力を供給する一方、安全装置を備えるこ
とが可能でなければならない。 ４．マグネトロン用電源は、最小の、重量、体積及びコ
ストを有していなければならない。
【０００３】これらの要求事項を満たすマグネトロン用
電源は、通常、出力整流器として倍電圧器を用いてい
る。倍電圧器は、その本来の“ソフト変動”性に起因す
る、高出力インピーダンスを有している。
電源は、通常、出力整流器として倍電圧器を用いてい
る。倍電圧器は、その本来の“ソフト変動”性に起因す
る、高出力インピーダンスを有している。
【０００４】現在用いられているコンバータは、コスト
を最低にすべく単一の部品で行われるスイッチングによ
る、疑似矩形波モード又は疑似共振モードのいずれか
の、フライバックを利用している。しかしながら、これ
らは、いずれも、上記要求事項を十分には満たしていな
い。何故ならば、ＲＦ出力電力が７００ワットである電
子レンジのマグネトロンに使用される疑似共振フライバ
ックコンバータは、高価な半導体スイッチであって、高
い阻止電圧能力（２２０ボルトの交流線路に対しては１
２００ボルト超）を有し且つ３５アンペア超の電流を通
すことができるものを必要とするからである。同様に、
疑似矩形波フライバックコンバータも、疑似共振フライ
バックコンバータで使用されるものと同様の能力（例え
ば、１０００ボルト、５５アンペア）を有する、高価な
半導体スイッチを必要とする。
を最低にすべく単一の部品で行われるスイッチングによ
る、疑似矩形波モード又は疑似共振モードのいずれか
の、フライバックを利用している。しかしながら、これ
らは、いずれも、上記要求事項を十分には満たしていな
い。何故ならば、ＲＦ出力電力が７００ワットである電
子レンジのマグネトロンに使用される疑似共振フライバ
ックコンバータは、高価な半導体スイッチであって、高
い阻止電圧能力（２２０ボルトの交流線路に対しては１
２００ボルト超）を有し且つ３５アンペア超の電流を通
すことができるものを必要とするからである。同様に、
疑似矩形波フライバックコンバータも、疑似共振フライ
バックコンバータで使用されるものと同様の能力（例え
ば、１０００ボルト、５５アンペア）を有する、高価な
半導体スイッチを必要とする。
【０００５】電子レンジのマグネトロン用の従来の電源
の他の問題点は、磁気部品のサイズ、重量及びコストで
ある。ＲＦ出力電力が７００ワットである電子レンジに
現在使用されている電源及び５０／６０Ｈｚの変圧器の
重量は、約４キログラムである。これらは、比較的高価
であり、しかも電子レンジのハウジング内でかなりの容
積を占める。
の他の問題点は、磁気部品のサイズ、重量及びコストで
ある。ＲＦ出力電力が７００ワットである電子レンジに
現在使用されている電源及び５０／６０Ｈｚの変圧器の
重量は、約４キログラムである。これらは、比較的高価
であり、しかも電子レンジのハウジング内でかなりの容
積を占める。
【０００６】種々のコンバータ回路が、従来より知られ
ている。例えば、米国特許第４，７７７，５７５号は、
電子レンジに電力を供給するためのスイッチング電源を
開示しており、このスイッチング電源においては、変圧
器の一次巻線が、単一のトランジスタスイッチ３１に直
列に接続されており、このトランジスタスイッチは、変
圧器の二次巻線からフィードバック信号を受信する制御
回路８のドライバ８１によって制御される。エネルギ
は、インダクタに蓄えられ、スイッチオフの間に伝達さ
れる。
ている。例えば、米国特許第４，７７７，５７５号は、
電子レンジに電力を供給するためのスイッチング電源を
開示しており、このスイッチング電源においては、変圧
器の一次巻線が、単一のトランジスタスイッチ３１に直
列に接続されており、このトランジスタスイッチは、変
圧器の二次巻線からフィードバック信号を受信する制御
回路８のドライバ８１によって制御される。エネルギ
は、インダクタに蓄えられ、スイッチオフの間に伝達さ
れる。
【０００７】米国特許第４，８３７，６７０号は、誘導
性巻線を有するスイッチモードコンバータを開示してお
り、その誘導性巻線は、制御回路１０によって制御され
る固体スイッチに直列に接続されている。出力センス回
路が、変圧器の二次巻線から取り出したフィードバック
信号を制御回路に供給する。バイアス電圧を制御回路に
供給する回路も、スイッチがオフである間のピーク電力
の散逸を減少させる。別体の二次巻線は、用いられてい
ない。
性巻線を有するスイッチモードコンバータを開示してお
り、その誘導性巻線は、制御回路１０によって制御され
る固体スイッチに直列に接続されている。出力センス回
路が、変圧器の二次巻線から取り出したフィードバック
信号を制御回路に供給する。バイアス電圧を制御回路に
供給する回路も、スイッチがオフである間のピーク電力
の散逸を減少させる。別体の二次巻線は、用いられてい
ない。
【０００８】米国特許第４，６７５，７９６号は、変圧
器の一次巻線の両端間のダイオードと直列のコンデンサ
を使用しているスイッチング電源を開示しており、スイ
ッチがオンである間に蓄えられたエネルギは、非散逸ス
ナビングをもたらすべく、スイッチがオフである間にコ
ンバータの出力に伝達される。高周波スイッチングは、
変圧器の一次巻線に直列に接続されているＦＥＴによっ
て行われる。
器の一次巻線の両端間のダイオードと直列のコンデンサ
を使用しているスイッチング電源を開示しており、スイ
ッチがオンである間に蓄えられたエネルギは、非散逸ス
ナビングをもたらすべく、スイッチがオフである間にコ
ンバータの出力に伝達される。高周波スイッチングは、
変圧器の一次巻線に直列に接続されているＦＥＴによっ
て行われる。
【０００９】米国特許第４，５６１，０４６号は、保護
回路網を有するスイッチングコンバータを開示してお
り、その保護回路網は、蓄えられていたエネルギを、抵
抗器を介して散逸させるのではなく、出力に伝達する。
スイッチオフの間に磁化・スナビング電流を出力に流す
ことにより、主スイッチは、反射電流のみを通し、磁化
・スナビング電流は通さない。
回路網を有するスイッチングコンバータを開示してお
り、その保護回路網は、蓄えられていたエネルギを、抵
抗器を介して散逸させるのではなく、出力に伝達する。
スイッチオフの間に磁化・スナビング電流を出力に流す
ことにより、主スイッチは、反射電流のみを通し、磁化
・スナビング電流は通さない。
【００１０】米国特許第４，７３４，６３６号は、スイ
ッチング線路調整回路を開示しており、この回路は、ス
イッチを、電流がこのスイッチを通過しないときに動作
させることにより、スナビング回路網を避けている。こ
の回路は、変圧器の二次巻線からのフィードバック制御
回路を用いていない。電流ループ回路が、固体スイッチ
に直列に接続されているインダクタと分路ダイオードと
で形成されており、スイッチがオフの間、電流は、イン
ダクタと分路ダイオードとを通って流れる。スナビング
回路網が、スイッチの両端間に設けられている。負荷へ
の出力は、変圧器の二次巻線からではなく、コンデンサ
の両端から取り出される。
ッチング線路調整回路を開示しており、この回路は、ス
イッチを、電流がこのスイッチを通過しないときに動作
させることにより、スナビング回路網を避けている。こ
の回路は、変圧器の二次巻線からのフィードバック制御
回路を用いていない。電流ループ回路が、固体スイッチ
に直列に接続されているインダクタと分路ダイオードと
で形成されており、スイッチがオフの間、電流は、イン
ダクタと分路ダイオードとを通って流れる。スナビング
回路網が、スイッチの両端間に設けられている。負荷へ
の出力は、変圧器の二次巻線からではなく、コンデンサ
の両端から取り出される。
【００１１】米国特許第４，８６６，５８６号には、４
個のスイッチを使用するスイッチング回路が開示されて
いる。
個のスイッチを使用するスイッチング回路が開示されて
いる。
【００１２】米国特許第４，７６０，３２４号において
は、スナバ回路からの電力も、ＦＥＴスイッチの駆動制
御回路によって使用される。コンデンサに蓄えられたエ
ネルギは、２つのダイオードと組み合わされたインダク
タによって伝達される。
は、スナバ回路からの電力も、ＦＥＴスイッチの駆動制
御回路によって使用される。コンデンサに蓄えられたエ
ネルギは、２つのダイオードと組み合わされたインダク
タによって伝達される。
【００１３】米国特許第４，３６５，１７１号、米国特
許第４，８６４，４８５号及び米国特許第４，７３６，
２８５号は、別のタイプのコンバータを開示している。
許第４，８６４，４８５号及び米国特許第４，７３６，
２８５号は、別のタイプのコンバータを開示している。
【００１４】本発明の目的は、電子レンジに使用される
マグネトロン用のスイッチモード電源に関する新規な電
気回路を提供することであり、この電気回路は、高出力
インピーダンスを有し、マグネトロンにヒータ電力を提
供することが可能であり、全ての必要な安全装置を受容
することが可能であり、しかも低価格で軽量の部品を有
している。
マグネトロン用のスイッチモード電源に関する新規な電
気回路を提供することであり、この電気回路は、高出力
インピーダンスを有し、マグネトロンにヒータ電力を提
供することが可能であり、全ての必要な安全装置を受容
することが可能であり、しかも低価格で軽量の部品を有
している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する新
規な回路は、疑似プッシュプル矩形波モード又は疑似プ
ッシュプル共振モードのいずれかで動作するフライバッ
クコンバータからなっており、このフライバックコンバ
ータは、変圧器の一次側に直列に接続されている単一の
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）電流ス
イッチを備えている。変圧器の二次側には出力整流器が
取着されており、この出力整流器は、電力をマグネトロ
ンに伝達する際における高インピーダンスの要求を満た
すべく、倍電圧器からなっている。
規な回路は、疑似プッシュプル矩形波モード又は疑似プ
ッシュプル共振モードのいずれかで動作するフライバッ
クコンバータからなっており、このフライバックコンバ
ータは、変圧器の一次側に直列に接続されている単一の
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）電流ス
イッチを備えている。変圧器の二次側には出力整流器が
取着されており、この出力整流器は、電力をマグネトロ
ンに伝達する際における高インピーダンスの要求を満た
すべく、倍電圧器からなっている。
【００１６】回路への入力は、交流電源電圧を整流した
直流電圧である。直流電圧を受容する入力インダクタ
は、電流発生器を形成し、ＩＧＢＴスイッチがオフであ
るとき、インダクタと、単一の、直列に接続される低価
格のダイオードとで形成されるループ内を、一定の電流
が循環する。スイッチがオンである場合において、短絡
回路が一次側に生じたとき、インダクタは、ＩＧＢＴス
イッチを通過する電流を制限すべく作用する。インダク
タは、変圧器の一次巻線として同じ磁心上に装着され得
る。
直流電圧である。直流電圧を受容する入力インダクタ
は、電流発生器を形成し、ＩＧＢＴスイッチがオフであ
るとき、インダクタと、単一の、直列に接続される低価
格のダイオードとで形成されるループ内を、一定の電流
が循環する。スイッチがオンである場合において、短絡
回路が一次側に生じたとき、インダクタは、ＩＧＢＴス
イッチを通過する電流を制限すべく作用する。インダク
タは、変圧器の一次巻線として同じ磁心上に装着され得
る。
【００１７】ＩＧＢＴスイッチがオンであるとき、変圧
器の二次巻線に接続されているコンデンサは、二次巻線
に伝達されるエネルギを受容して蓄える。そのコンデン
サと、出力における並列のダイオードとによって形成さ
れる倍電圧器は、要求されている高出力インピーダンス
電圧を、マグネトロンの陰極に供給する。
器の二次巻線に接続されているコンデンサは、二次巻線
に伝達されるエネルギを受容して蓄える。そのコンデン
サと、出力における並列のダイオードとによって形成さ
れる倍電圧器は、要求されている高出力インピーダンス
電圧を、マグネトロンの陰極に供給する。
【００１８】動作は制御回路によって制御され、この制
御回路は、コンバータのスイッチングを、パルス幅変調
によって調整する。また、制御回路は、変圧器の分割さ
れている二次巻線からのフィードバック信号を、フィー
ドバック制御信号として受信する。
御回路は、コンバータのスイッチングを、パルス幅変調
によって調整する。また、制御回路は、変圧器の分割さ
れている二次巻線からのフィードバック信号を、フィー
ドバック制御信号として受信する。
【００１９】
【実施例】図１を参照するに、そこには、本発明に係る
マグネトロン用電源の回路図が示されている。マグネト
ロン用電源は、交流入力端子１０及び１１において入力
交流電源によって付勢され、この入力交流電源は、例え
ば、５０〜６０ヘルツで８５〜１３０ボルトの電源であ
る。特に、この電源は、通常の家庭用電源である。交流
入力端子は、単相全波ブリッジ接続整流器１２に接続さ
れており、この整流器は、コンデンサ１３の両端に接続
される出力直流電圧を生成する。
マグネトロン用電源の回路図が示されている。マグネト
ロン用電源は、交流入力端子１０及び１１において入力
交流電源によって付勢され、この入力交流電源は、例え
ば、５０〜６０ヘルツで８５〜１３０ボルトの電源であ
る。特に、この電源は、通常の家庭用電源である。交流
入力端子は、単相全波ブリッジ接続整流器１２に接続さ
れており、この整流器は、コンデンサ１３の両端に接続
される出力直流電圧を生成する。
【００２０】整流器１２の正出力端子は、インダクタ巻
線１４、変圧器１６の一次巻線１５、及び絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）１７と直列に接続さ
れている。ダイオード１８が、図示のように、インダク
タ巻線１４と閉路直列関係で接続されている。
線１４、変圧器１６の一次巻線１５、及び絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）１７と直列に接続さ
れている。ダイオード１８が、図示のように、インダク
タ巻線１４と閉路直列関係で接続されている。
【００２１】変圧器１６は、二次巻線２０及び第３の巻
線２１を有しており、巻線１４，１５，２０及び２１
は、全て同じ磁心上に巻かれている。図示していない
が、マグネトロンのヒータに接続される巻線も、変圧器
１６の磁心上に巻かれ得る。
線２１を有しており、巻線１４，１５，２０及び２１
は、全て同じ磁心上に巻かれている。図示していない
が、マグネトロンのヒータに接続される巻線も、変圧器
１６の磁心上に巻かれ得る。
【００２２】二次巻線２０は、倍電圧回路２２に接続さ
れており、この倍電圧回路は、コンデンサ２３と、ダイ
オード２４及び２５とからなっている。ダイオード２５
は、マグネトロンの陰極に接続されていると共に、ダイ
オード２４は、マグネトロン及び図示されている回路の
接地に接続されている。マグネトロンの両端間に現れる
出力電圧は、高出力インピーダンスと直列であり、この
ため、その出力電圧は、マグネトロン電流が増大するに
つれて低下する。
れており、この倍電圧回路は、コンデンサ２３と、ダイ
オード２４及び２５とからなっている。ダイオード２５
は、マグネトロンの陰極に接続されていると共に、ダイ
オード２４は、マグネトロン及び図示されている回路の
接地に接続されている。マグネトロンの両端間に現れる
出力電圧は、高出力インピーダンスと直列であり、この
ため、その出力電圧は、マグネトロン電流が増大するに
つれて低下する。
【００２３】マグネトロンへの出力電圧は、例えばパル
ス幅変調制御回路のような適切な制御回路を介してＩＧ
ＢＴ１７の通電特性を調節することにより、制御され
る。商業的に入手可能な適切な制御回路は、型番がＳＧ
３６２６ＪＣである、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御チッ
プ３０内にある。他の所望のチップも使用され得る。
ス幅変調制御回路のような適切な制御回路を介してＩＧ
ＢＴ１７の通電特性を調節することにより、制御され
る。商業的に入手可能な適切な制御回路は、型番がＳＧ
３６２６ＪＣである、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御チッ
プ３０内にある。他の所望のチップも使用され得る。
【００２４】図１に示されているチップ３０は、１０本
のピンを有している。
のピンを有している。
【００２５】１０番ピンは、オン−オフ制御ピンであ
る。
る。
【００２６】７番ピン及び８番ピンは、ＩＧＢＴ１７の
ゲートを制御すべく接続されている。抵抗器３１が、制
御回路に接続されている。
ゲートを制御すべく接続されている。抵抗器３１が、制
御回路に接続されている。
【００２７】４番ピン、５番ピン及び９番ピンは、回路
の動作を監視する制御巻線であるところの第３の巻線２
１からフィードバック信号とチップ電力とを受容する。
また、６番ピンが、ダイオード１８とコンデンサ１３と
の接続点における信号監視出力に接続されている。
の動作を監視する制御巻線であるところの第３の巻線２
１からフィードバック信号とチップ電力とを受容する。
また、６番ピンが、ダイオード１８とコンデンサ１３と
の接続点における信号監視出力に接続されている。
【００２８】１番ピン、２番ピン及び３番ピンは、ポテ
ンショメータ３３に接続されており、このポテンショメ
ータのワイパアームは２番ピンに接続されている一方、
その両端は１番ピン及び２番ピンにそれぞれ接続されて
いる。ワイパアームの位置の調節は、ＩＧＢＴ１７のオ
ン−オフ・シーケンスの調整を引き起こし、もって、ダ
イオード２５に接続されているマグネトロンの陰極にお
ける出力電力が、調整される。
ンショメータ３３に接続されており、このポテンショメ
ータのワイパアームは２番ピンに接続されている一方、
その両端は１番ピン及び２番ピンにそれぞれ接続されて
いる。ワイパアームの位置の調節は、ＩＧＢＴ１７のオ
ン−オフ・シーケンスの調整を引き起こし、もって、ダ
イオード２５に接続されているマグネトロンの陰極にお
ける出力電力が、調整される。
【００２９】図１に示されている新規な回路は、疑似プ
ッシュプル型の回路構成を有しており、以下のように動
作する。
ッシュプル型の回路構成を有しており、以下のように動
作する。
【００３０】マグネトロンは、適切な信号を１０番ピン
に与えることによってターンオンされる。ＩＧＢＴ１７
は、チップ３０の制御下にあるシーケンスで、スイッチ
オン及びスイッチオフされる。比較的一定の電流が、イ
ンダクタ巻線１４とダイオード１８とを含む経路を循環
する。従って、インダクタ巻線１４は、電流発生器を構
成していると同時に、ＩＧＢＴ１７がオンであるときに
ＩＧＢＴ１７を通過する電流を制限する。このような電
流制限作用は、ＩＧＢＴ１７がオンであるときに一次巻
線１５上に生ずる実効短絡回路のために必要である。
に与えることによってターンオンされる。ＩＧＢＴ１７
は、チップ３０の制御下にあるシーケンスで、スイッチ
オン及びスイッチオフされる。比較的一定の電流が、イ
ンダクタ巻線１４とダイオード１８とを含む経路を循環
する。従って、インダクタ巻線１４は、電流発生器を構
成していると同時に、ＩＧＢＴ１７がオンであるときに
ＩＧＢＴ１７を通過する電流を制限する。このような電
流制限作用は、ＩＧＢＴ１７がオンであるときに一次巻
線１５上に生ずる実効短絡回路のために必要である。
【００３１】ＲＦ出力電力が７００ワットであるマグネ
トロンに電力を供給するための典型的な回路において
は、ＩＧＢＴ１７は、カリフォルニア州 El Segundo 在
のInternational Rectifier Corporation によって製造
されている、型番ＩＲＧＢＣ３０Ｖであってよく、ＩＧ
ＢＴ１７は、６００ボルトの阻止電圧及びほぼ２３アン
ペアの順方向電流定格を有している。この結果、この部
品は、従来技術で用いられていたスイッチと比較して、
低価格である。
トロンに電力を供給するための典型的な回路において
は、ＩＧＢＴ１７は、カリフォルニア州 El Segundo 在
のInternational Rectifier Corporation によって製造
されている、型番ＩＲＧＢＣ３０Ｖであってよく、ＩＧ
ＢＴ１７は、６００ボルトの阻止電圧及びほぼ２３アン
ペアの順方向電流定格を有している。この結果、この部
品は、従来技術で用いられていたスイッチと比較して、
低価格である。
【００３２】ＩＧＢＴ１７がオンである限り、エネルギ
は、二次巻線２０からコンデンサ２３に伝達されて蓄積
される。コンデンサ２３とダイオード２４及び２５とで
形成されている倍電圧回路２２は、マグネトロンの陽極
・陰極間キャパシタンスに蓄えられ得るエネルギ量が限
定されているために必要であり、そして、この倍電圧回
路は、比較的高価な装置である単一の出力整流器に代わ
って用いられている。ダイオード２４及び２５は、６キ
ロボルト耐逆電圧及び０．３５アンペアの定格を有す
る、比較的低価格の素子である。
は、二次巻線２０からコンデンサ２３に伝達されて蓄積
される。コンデンサ２３とダイオード２４及び２５とで
形成されている倍電圧回路２２は、マグネトロンの陽極
・陰極間キャパシタンスに蓄えられ得るエネルギ量が限
定されているために必要であり、そして、この倍電圧回
路は、比較的高価な装置である単一の出力整流器に代わ
って用いられている。ダイオード２４及び２５は、６キ
ロボルト耐逆電圧及び０．３５アンペアの定格を有す
る、比較的低価格の素子である。
【００３３】動作中、ＩＧＢＴ１７がターンオフする
と、インダクタ巻線１４に蓄えられていたエネルギのう
ちの幾分かが、変圧器１６のインダクタンスに蓄えられ
ていたエネルギと共に、コンデンサ２３に伝達される。
これは、インダクタ巻線１４と一次巻線１５及び二次巻
線２０とが同じ磁心上にあるためである。
と、インダクタ巻線１４に蓄えられていたエネルギのう
ちの幾分かが、変圧器１６のインダクタンスに蓄えられ
ていたエネルギと共に、コンデンサ２３に伝達される。
これは、インダクタ巻線１４と一次巻線１５及び二次巻
線２０とが同じ磁心上にあるためである。
【００３４】図１に示されている回路の疑似プッシュプ
ル性の結果として、電源の総合効率が著しく高くなる。
更に、部品は、後述のように比較的低価格であり、軽量
（例えば１キログラム）であり、しかも小さい容積しか
占有しない。
ル性の結果として、電源の総合効率が著しく高くなる。
更に、部品は、後述のように比較的低価格であり、軽量
（例えば１キログラム）であり、しかも小さい容積しか
占有しない。
【００３５】図１に示されている制御チップ３０は、好
適にパルス幅変調型回路である。マグネトロンへの出力
電圧は、第３の巻線２１上の出力電圧と関係付けられて
いる。第３の巻線２１上の出力電圧を、１番ピン、２番
ピン及び３番ピンにおける電力出力制御入力のプリセッ
トされた値と関係付けられている値に維持すべく、チッ
プ３０は、７番ピンにおける信号を、８番ピンにおける
信号に対して変化させる。
適にパルス幅変調型回路である。マグネトロンへの出力
電圧は、第３の巻線２１上の出力電圧と関係付けられて
いる。第３の巻線２１上の出力電圧を、１番ピン、２番
ピン及び３番ピンにおける電力出力制御入力のプリセッ
トされた値と関係付けられている値に維持すべく、チッ
プ３０は、７番ピンにおける信号を、８番ピンにおける
信号に対して変化させる。
【００３６】インダクタとして使用されている変圧器１
６の巻線１４は、変圧器１６の巻線１５に対してバッキ
ング関係にある。本発明の一実施例においては、変圧器
１６は、Phillips 製の部品番号４３１２０２０３５１
５のものであった。この変圧器は、１３．５回巻の一次
巻線１５と３５０回巻の二次巻線２０とを有している。
第３の巻線は、ほぼ２．５回巻プラス２．５回巻であ
る。
６の巻線１４は、変圧器１６の巻線１５に対してバッキ
ング関係にある。本発明の一実施例においては、変圧器
１６は、Phillips 製の部品番号４３１２０２０３５１
５のものであった。この変圧器は、１３．５回巻の一次
巻線１５と３５０回巻の二次巻線２０とを有している。
第３の巻線は、ほぼ２．５回巻プラス２．５回巻であ
る。
【００３７】インダクタ巻線１４用の磁心は、鉄粉トロ
イドであり、そのインダクタ巻線は、１１回巻の巻線で
ほぼ１０マイクロヘンリのインダクタンスを有してい
た。そのようなインダクタは、Micro Metals, Inc. か
ら、製造部品番号Ｔ６８−２６として入手可能である。
巻線１４及び１５は、別体の磁心上にあってもよく、あ
るいは、同じ磁心上にあってもよい。
イドであり、そのインダクタ巻線は、１１回巻の巻線で
ほぼ１０マイクロヘンリのインダクタンスを有してい
た。そのようなインダクタは、Micro Metals, Inc. か
ら、製造部品番号Ｔ６８−２６として入手可能である。
巻線１４及び１５は、別体の磁心上にあってもよく、あ
るいは、同じ磁心上にあってもよい。
【００３８】インダクタ巻線１４及び変圧器１６の態様
で構成される磁気構造体を、図１に示されている回路に
使用すると、５０／６０ヘルツでＲＦ出力電力が７００
ワットである典型的な電子レンジ用の電源が約１キログ
ラムになるということが、見出された。対照的に、電子
レンジのマグネトロンに同じ電力を供給するための従来
の電源の重量は、約４キログラムであった。より軽い変
圧器は、言うまでもなく、低価格で軽量の電子レンジに
とって極めて重要であると共に、それが電子レンジ内で
占める容積を著しく減少させる。
で構成される磁気構造体を、図１に示されている回路に
使用すると、５０／６０ヘルツでＲＦ出力電力が７００
ワットである典型的な電子レンジ用の電源が約１キログ
ラムになるということが、見出された。対照的に、電子
レンジのマグネトロンに同じ電力を供給するための従来
の電源の重量は、約４キログラムであった。より軽い変
圧器は、言うまでもなく、低価格で軽量の電子レンジに
とって極めて重要であると共に、それが電子レンジ内で
占める容積を著しく減少させる。
【００３９】図２を参照するに、そこには、商業的に入
手可能なチップＳＧ３６２６ＪＣであるところの、図１
に示されている集積回路即ちパルス幅変調（ＰＷＭ）制
御チップ３０のより詳細な回路図が示されている。図２
に示されているピン番号は、図１に示されているピン番
号と対応する。制御チップ３０用の電力は、起動時にト
ランジスタＱ１を介して供給され、このトランジスタ
は、直列抵抗式レギュレータとして機能する４００ボル
トのＭＯＳＦＥＴである。そして、トランジスタＱ１用
の電力は、６番ピンと９番ピンとの間の主電源回路から
の整流線路によって供給される。
手可能なチップＳＧ３６２６ＪＣであるところの、図１
に示されている集積回路即ちパルス幅変調（ＰＷＭ）制
御チップ３０のより詳細な回路図が示されている。図２
に示されているピン番号は、図１に示されているピン番
号と対応する。制御チップ３０用の電力は、起動時にト
ランジスタＱ１を介して供給され、このトランジスタ
は、直列抵抗式レギュレータとして機能する４００ボル
トのＭＯＳＦＥＴである。そして、トランジスタＱ１用
の電力は、６番ピンと９番ピンとの間の主電源回路から
の整流線路によって供給される。
【００４０】インバータが機能すると、制御回路用の電
力が、５番ピンにおけるダイオードＤ３及び４番ピンに
おけるダイオードＤ４並びに抵抗器Ｒ３を介し、第３の
巻線２１から得られる。フィードバック制御回路は、ダ
イオードＤ３及びＤ４を介して動作し、インバータの出
力電圧を制御するという二次的な機能をも果す。出力制
御における極端な精度は要求されていないので、このタ
イプの回路に対しては、このようなフィードバック制御
が適している。トランジスタＱ２は、パルス幅変調集積
回路のソフトスタートを制御すべく、使用されている。
力が、５番ピンにおけるダイオードＤ３及び４番ピンに
おけるダイオードＤ４並びに抵抗器Ｒ３を介し、第３の
巻線２１から得られる。フィードバック制御回路は、ダ
イオードＤ３及びＤ４を介して動作し、インバータの出
力電圧を制御するという二次的な機能をも果す。出力制
御における極端な精度は要求されていないので、このタ
イプの回路に対しては、このようなフィードバック制御
が適している。トランジスタＱ２は、パルス幅変調集積
回路のソフトスタートを制御すべく、使用されている。
【００４１】図２の回路においては、以下の値を有する
部品が用いられていた。 Ｒ１・・・・・・・２４０Ω Ｒ２・・・・・・・３．３ｋΩ Ｒ３・・・・・・・２７Ω Ｒ３（ａ）・・・・８．２ｋΩ Ｒ４・・・・・・・３３０ｋΩ Ｒ５・・・・・・・５６ｋΩ Ｒ６・・・・・・・１２０Ω Ｒ７・・・・・・・８．２ｋΩ Ｒ８・・・・・・・２Ω Ｒ９・・・・・・・２２０Ω Ｒ１５・・・・・・４．７ｋΩ ３１（図１）・・・２．８６ｍΩ Ｃ１・・・・・・・１００μＦ Ｃ２・・・・・・・０．１μＦ Ｃ３・・・・・・・１μＦ Ｃ４・・・・・・・０．００３３μＦ Ｃ５・・・・・・・０．００４７μＦ
部品が用いられていた。 Ｒ１・・・・・・・２４０Ω Ｒ２・・・・・・・３．３ｋΩ Ｒ３・・・・・・・２７Ω Ｒ３（ａ）・・・・８．２ｋΩ Ｒ４・・・・・・・３３０ｋΩ Ｒ５・・・・・・・５６ｋΩ Ｒ６・・・・・・・１２０Ω Ｒ７・・・・・・・８．２ｋΩ Ｒ８・・・・・・・２Ω Ｒ９・・・・・・・２２０Ω Ｒ１５・・・・・・４．７ｋΩ ３１（図１）・・・２．８６ｍΩ Ｃ１・・・・・・・１００μＦ Ｃ２・・・・・・・０．１μＦ Ｃ３・・・・・・・１μＦ Ｃ４・・・・・・・０．００３３μＦ Ｃ５・・・・・・・０．００４７μＦ
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子レンジに使用されるマグネトロン用の電源として使
用される疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライ
バックコンバータであって、高出力インピーダンスを有
し、マグネトロンにヒータ電力を提供することが可能で
あり、全ての必要な安全装置を受容することが可能であ
り、しかも低価格で軽量の部品を有しているものが、提
供され得る。
電子レンジに使用されるマグネトロン用の電源として使
用される疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライ
バックコンバータであって、高出力インピーダンスを有
し、マグネトロンにヒータ電力を提供することが可能で
あり、全ての必要な安全装置を受容することが可能であ
り、しかも低価格で軽量の部品を有しているものが、提
供され得る。
【図１】本発明に係る疑似プッシュプル単一スイッチ電
流給電フライバックコンバータを示す回路図である。
流給電フライバックコンバータを示す回路図である。
【図２】図１に示されている回路のパルス幅変調部のよ
り詳細な回路図である。
り詳細な回路図である。
【符号の説明】 １４ インダクタ巻線 １５ 一次巻線 １６ 変圧器 １７ 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ） ２０ 二次巻線 ２１ 第３の巻線 ２２ 倍電圧回路 ３０ パルス幅変調（ＰＷＭ）制御チップ ３３ ポテンショメータ
Claims (9)
- 【請求項１】 マグネトロンと、該マグネトロン用の低
価格で軽量の電源とを有する電子レンジであって、該マ
グネトロンは該電子レンジのハウジング内に固定され
る、ものにおいて、 該電源が、交流電源に接続され得、且つ該電源が、 該交流電源に接続される直流コンバータと、 該直流コンバータの直流端子間に接続されるコンデンサ
と、 インダクタと、 該コンデンサに直列に接続される、変圧器一次巻線及び
スイッチ手段と、 変圧器二次巻線であって、該変圧器二次巻線並びに該イ
ンダクタ及び該変圧器一次巻線は共通の磁気回路を有し
ている、ものと、 該変圧器二次巻線に接続される倍電圧回路であって、該
マグネトロンに接続される出力を有するものと、 単一のダイオードであって、該スイッチ手段が開成して
いるときに連続電流が該インダクタを流れることを可能
にする極性で、該インダクタに並列に接続されるもの
と、 該倍電圧回路からの所望の出力電圧を生成すべく、該ス
イッチ手段のオン・オフ動作を制御する制御回路手段
と、 を具備することを特徴とする電子レンジ。 - 【請求項２】 前記マグネトロンが、約７００ワットの
電力を生成し、且つ、前記電源の重量が、約１キログラ
ム未満である請求項１の電子レンジ。 - 【請求項３】 前記制御回路手段が、パルス幅変調制御
回路である請求項１の電子レンジ。 - 【請求項４】 前記共通の磁気回路が、該磁気回路上に
第３の巻線を有しており、該第３の巻線は、前記制御回
路手段の動作用のフィードバック信号を生成すべく、該
制御回路手段に結合されている請求項３の電子レンジ。 - 【請求項５】 家庭用交流電源で動作可能な疑似プッシ
ュプル単一スイッチ電流給電フライバックコンバータ回
路であって、 該家庭用交流電源に接続される直流コンバータと、 該直流コンバータの直流端子間に接続されるコンデンサ
と、 インダクタと、 該コンデンサに直列に接続される、変圧器一次巻線及び
スイッチ手段と、 変圧器二次巻線であって、該変圧器二次巻線並びに該イ
ンダクタ及び該変圧器一次巻線は共通の磁気回路を有し
ている、ものと、 該変圧器二次巻線に接続される倍電圧回路と、 単一のダイオードであって、該スイッチ手段が開成して
いるときに連続電流が該インダクタを流れることを可能
にする極性で、該インダクタに並列に接続されるもの
と、 該倍電圧回路からの所望の出力電圧を生成すべく、該ス
イッチ手段のオン・オフ動作を制御する制御回路手段
と、 を具備する疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フラ
イバックコンバータ回路。 - 【請求項６】 前記スイッチ手段がＩＧＢＴである請求
項５の疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライバ
ックコンバータ回路。 - 【請求項７】 前記制御回路手段がパルス幅変調制御回
路である請求項５の疑似プッシュプル単一スイッチ電流
給電フライバックコンバータ回路。 - 【請求項８】 前記共通の磁気回路が、該磁気回路上に
第３の巻線を有しており、該第３の巻線は、前記制御回
路手段の動作用のフィードバック信号を生成すべく、該
制御回路手段に結合されている請求項５の疑似プッシュ
プル単一スイッチ電流給電フライバックコンバータ回
路。 - 【請求項９】 当該疑似プッシュプル単一スイッチ電流
給電フライバックコンバータ回路が、電子レンジに装着
されるべくなされており、前記倍電圧回路の出力が、該
電子レンジのマグネトロンに接続されており、且つ、当
該疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライバック
コンバータ回路の重量が、約１キログラム未満である請
求項５の疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライ
バックコンバータ回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/719,200 US5122946A (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Quasi push-pull single switch current-fed fly-back converter |
| US07/719,200 | 1991-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211091A true JPH05211091A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=24889150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4181527A Pending JPH05211091A (ja) | 1991-06-21 | 1992-06-17 | 疑似プッシュプル単一スイッチ電流給電フライバックコンバータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5122946A (ja) |
| EP (1) | EP0519555B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05211091A (ja) |
| KR (1) | KR930001553A (ja) |
| DE (1) | DE69215765D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015226401A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | サンケン電気株式会社 | 昇圧型直流変換装置 |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
| KR940008029B1 (ko) * | 1991-06-28 | 1994-08-31 | 삼성전자 주식회사 | 마그네트론 구동용 전원장치 |
| FR2696292B1 (fr) * | 1992-09-25 | 1994-12-23 | Moulinex Sa | Dispositif d'alimentation d'une charge unidirectionnelle telle qu'un magnétron. |
| US5631504A (en) * | 1993-11-04 | 1997-05-20 | Adahan; Carmeli | AC/DC power supply |
| US6204717B1 (en) | 1995-05-22 | 2001-03-20 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor circuit and semiconductor device for use in equipment such as a power converting apparatus |
| US5706182A (en) * | 1996-12-31 | 1998-01-06 | Compaq Computer Corporation | Converter topologies with multiple windings |
| JP2991181B2 (ja) * | 1998-02-27 | 1999-12-20 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源 |
| DE102005028283B4 (de) * | 2005-04-30 | 2024-12-05 | Iacobucci Hf Electronics S.P.A. | Flugzeuginduktionsofenanregungsanordnung |
| GB2475261B (en) * | 2009-11-11 | 2014-10-22 | E2V Tech Uk Ltd | High frequency cathode heater supply for a microwave source |
| CN113612384B (zh) * | 2021-01-05 | 2023-07-21 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于电力行业产品的负压及倍压电源解决方案 |
| US11689111B2 (en) * | 2021-04-07 | 2023-06-27 | Texas Instruments Incorporated | Self-powered solid state relay using digital isolators |
| CN114296502B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-05-23 | 苏州汇川控制技术有限公司 | 稳压电路、装置及功率器件驱动系统 |
Family Cites Families (14)
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|---|---|---|---|---|
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| US4499531A (en) * | 1982-11-03 | 1985-02-12 | 501 Gateway Technology, Inc. | Power converter |
| KR900004448B1 (ko) * | 1986-03-25 | 1990-06-25 | 가부시끼가이샤 히다찌 세이사꾸쇼 | 스위칭전원 |
| KR900008542B1 (ko) * | 1986-10-13 | 1990-11-24 | 가부시기가이샤 히다찌세이사구쇼 | 마이크로파 가열장치의 전원 |
| US4866589A (en) * | 1987-04-08 | 1989-09-12 | Hitachi, Ltd. | Voltage resonance type switching power source apparatus |
| KR910001986B1 (ko) * | 1987-04-30 | 1991-03-30 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 마그네트론 급전장치 |
| US4903183A (en) * | 1987-10-21 | 1990-02-20 | Hitachi, Ltd. | Power supply for a magnetron |
| US5012058A (en) * | 1987-12-28 | 1991-04-30 | General Electric Company | Magnetron with full wave bridge inverter |
| JP2603984B2 (ja) * | 1988-02-16 | 1997-04-23 | 株式会社東芝 | 調理器 |
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| US5019954A (en) * | 1989-06-23 | 1991-05-28 | Allied-Signal Inc. | AC/DC conversion with reduced supply waveform distortion |
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| JPH0371589A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-27 | Toshiba Corp | 電子レンジ |
-
1991
- 1991-06-21 US US07/719,200 patent/US5122946A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-06-11 EP EP92201696A patent/EP0519555B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-11 DE DE69215765T patent/DE69215765D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-17 JP JP4181527A patent/JPH05211091A/ja active Pending
- 1992-06-19 KR KR1019920010722A patent/KR930001553A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015226401A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | サンケン電気株式会社 | 昇圧型直流変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69215765D1 (de) | 1997-01-23 |
| EP0519555B1 (en) | 1996-12-11 |
| US5122946A (en) | 1992-06-16 |
| EP0519555A1 (en) | 1992-12-23 |
| KR930001553A (ko) | 1993-01-16 |
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