JP2004282964A - 電源回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】入力電圧が動作電圧範囲より低い間、電圧出力を遮断し、負荷回路に不安定な電圧が出力されないようにする。
【解決手段】入力端１からの直流電圧を電源主回路４で定電圧化し、出力端２から出力する。負荷の短絡は出力短絡保護回路５で検出し、出力を遮断する。電源オン時、入力電圧検出回路６の抵抗器Ｒ１とＲ２で入力電圧を分圧し、分圧値が基準電圧Ｖｒｅｆより高くなるとコンパレータ８はＨを出力し、リセットパルス発生回路７に入力し、コンデンサＣと抵抗器Ｒ５およびＲ６で微分し、この微分パルスでトランジスタＱをオンし、出力短絡保護回路をリセットし、電源主回路から定電圧を出力する。電源オフ時、入力が動作電圧範囲より低下したときコンパレータ出力がＬとなるが、正の微分パルスが発生しないのでトランジスタのベースがゼロとなり、出力短絡保護回路の保護機能が作動し、電源主回路の出力を遮断する。
【選択図】 図１
【解決手段】入力端１からの直流電圧を電源主回路４で定電圧化し、出力端２から出力する。負荷の短絡は出力短絡保護回路５で検出し、出力を遮断する。電源オン時、入力電圧検出回路６の抵抗器Ｒ１とＲ２で入力電圧を分圧し、分圧値が基準電圧Ｖｒｅｆより高くなるとコンパレータ８はＨを出力し、リセットパルス発生回路７に入力し、コンデンサＣと抵抗器Ｒ５およびＲ６で微分し、この微分パルスでトランジスタＱをオンし、出力短絡保護回路をリセットし、電源主回路から定電圧を出力する。電源オフ時、入力が動作電圧範囲より低下したときコンパレータ出力がＬとなるが、正の微分パルスが発生しないのでトランジスタのベースがゼロとなり、出力短絡保護回路の保護機能が作動し、電源主回路の出力を遮断する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路に係り、入力電圧が動作電圧範囲にない間は電圧出力を遮断するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力される直流電圧を定電圧化して出力する電源回路には、例えば、図２にブロック図で示す如きものがある。このような電源回路は、例えば、商用電源から整流された電圧や、停電時の非常用発電機や車載用のバッテリー等からの直流電圧を定電圧化するもの等に用いられ、入力端１からの入力電圧を電源主回路１１でスイッチングレギュレータを用いて定電圧化し、出力端２から出力する。負荷短絡保護回路１３は、電源主回路１１の負荷回路に短絡が生じ出力電圧が低下した場合にこれを検出し、出力遮断信号を出力し、電源主回路１１の出力を遮断する回路である。また、低電圧検出回路１２は、入力電圧が供給されたとき、入力端１からの入力電圧が電源主回路１１の動作電圧範囲の下限より高くなった場合にこれを検出し、負荷短絡保護回路１３をリセットして電源主回路１１の電圧出力を開始させる回路であるが、この低電圧検出回路１２は、電源主回路１１の入力電圧が動作電圧範囲の下限からさらに下降する過渡時にも負荷短絡保護回路１３をリセットしてしまうために電源主回路１１は動作状態が維持され、予め設定された値より低い不安定な電圧を出力し続けることになる。（例えば、特許文献１参照。）
このため、例えば、マイコンを用いた回路が負荷として接続されるような場合、負荷回路には規定より低い不安定な電圧が供給されるので正常な動作ができず、メモリデータが破壊される等の問題が生じる場合がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２４６７８号公報（第２−３頁、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲まで上昇すると出力短絡保護機能がリセットされ、電源主回路から安定化された電圧が出力され、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲より低下すると出力短絡保護機能が作動し、電源主回路の出力が遮断され、負荷に不安定な電圧が出力されず、例えば、負荷回路に接続されたメモリのデータが破壊されたり変形されないようにした電源回路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】
本発明は上述の課題を解決するため、直流の入力電圧を定電圧化して出力する電源主回路と、同電源主回路の負荷に短絡が生じたとき、もしくは、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低いとき同電源主回路の出力を遮断する出力短絡保護回路と、前記入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、同入力電圧検出回路で検出された電圧が所定の電圧以上に上昇したときパルス信号を出力し前記出力短絡保護回路をリセットして保護機能を解除するリセットパルス発生回路とからなり、
前記リセットパルス発生回路は、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い値から上昇する場合、同入力電圧が所定値になったときの前記入力電圧検出回路からの信号に基づきパルス信号を発生し、前記出力短絡保護回路をリセットして前記電源主回路から電圧を出力させ、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い範囲で下降する場合は、パルス信号を発生させないで前記出力短絡保護回路を動作させ、前記電源主回路から電圧を出力させないようにする。
【０００６】
なお、前記リセットパルス発生回路は、一端を前記入力電圧検出回路の出力端に接続したコンデンサと、一端を同コンデンサの他端に、他端を接地に接続した抵抗器と、カソードを前記コンデンサの他端に、アノードを接地にそれぞれ接続したダイオードと、ベースを前記ダイオードのカソードに、エミッタを接地に、コレクタを前記出力短絡保護回路にそれぞれ接続したＮＰＮ型トランジスタとで構成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による電源回路を詳細に説明する。
図１は本発明による電源回路の一実施例を示す要部ブロック図である。図の１は直流電圧を入力する入力端、２は安定化された電圧を出力する出力端、３は電源ＩＣユニットで、電源ＩＣユニット３の４は電源主回路、５は出力短絡保護回路である。６は入力電圧検出回路、７はリセットパルス発生回路で、入力電圧検出回路６のＲ１〜Ｒ４は抵抗器、Ｖｒｅｆは基準電圧、８はコンパレータで、リセットパルス発生回路７のＣはコンデンサ、Ｒ５とＲ６は抵抗器、Ｄはダイオード、ＱはＮＰＮ型トランジスタである。
【０００８】
以上の構成において、次にその動作を説明する。
入力端１には、商用電源から整流された電圧や、停電時の非常用発電機や車載用のバッテリー等からの直流電圧が入力する。入力端１からの入力電圧は電源ＩＣユニット３の電源主回路４に入力し、スイッチングレギュレータにより定電圧化され、出力端２から負荷回路に出力される。出力短絡保護回路５は電源ＩＣユニット３内に設けられ、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲に達するまでの間は電源主回路４の電圧出力を遮断し、また、電源主回路４の出力電圧を監視し、負荷に短絡が生じた場合、出力電圧の低下に応動して出力遮断信号（Ｌレベル）を出力し、電源主回路４の電圧出力を遮断し、電源主回路４を破壊から保護する。
【０００９】
入力電圧検出回路６は入力端１からの電圧を検出するもので、抵抗器Ｒ１とＲ２で入力電圧を分圧し、コンパレータ８の＋端子に印加し、−端子に基準電圧Ｖｒｅｆを印加する。抵抗器Ｒ１とＲ２は、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限のとき、分圧値が基準電圧Ｖｒｅｆより僅かに高い値となるように設定する。そして、コンパレータ８で二つの電圧を比較し、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より高い、すなわち＋端子の電圧が−端子の電圧より高いときＨレベルを出力し、低いときＬレベルを出力する。抵抗器Ｒ３とＲ４はコンパレータ８の出力端が使用最大電圧を越えないように所定の電圧以内に抑えるための抵抗器である。
リセットパルス発生回路７はパルス信号を発生して出力短絡保護回路５をリセットし、保護機能を解除し、電源主回路４に電圧を出力させる。
【００１０】
電源がオンされると、入力端１からの電圧が徐々に上昇する。入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より低い間、コンパレータ８の出力はＬレベルで、出力端は抵抗器Ｒ３とＲ４で入力電圧を分圧した値に固定されるので、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣは充電されず、従ってトランジスタＱはオフのままであり、コレクタはＨレベルにあり、出力短絡保護回路５は入力がＨレベルなので保護機能が働き、電源主回路４は電圧を出力しない。
入力電圧が動作電圧範囲の下限より高くなると、コンパレータ８の出力がＨレベルに転ずる。この瞬間、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣを通じてコンパレータ８の出力の立ち上がり成分がパルス波形（微分パルス）となり、このパルスが抵抗器Ｒ５を介してトランジスタＱのベースに加わり、トランジスタＱがオンし、出力短絡保護回路５の入力をゼロレベルに引き下げ、保護機能を解除（リセット）し、電源主回路４からは安定化された所定の電圧が出力される。
【００１１】
電源がオフされると、入力端１の電圧は急激に下降し、出力短絡保護回路５が作動して電源主回路４は電圧を出力しなくなる。入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より低くなると、入力電圧検出回路６のコンパレータ８の出力がＬレベルに転じ、この瞬間、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣを通じてトランジスタＱのベースに負の微分パルスが加わるが、このパルスはダイオードＤによって吸収され、ダイオードＤの順方向の電圧以上にはならないので、トランジスタＱはオンされず（リセットパルスは出力されず）、出力短絡保護回路５は動作したままでリセットされず、これにより、電源主回路４から不安定な電圧が出力される状態が回避される。
【００１２】
このように、電源がオフされたとき、入力電圧が下降する過渡時に電源主回路４から不安定な電圧が出力されないので、例えば、負荷にメモリを用いた回路が接続されているような場合に不安定な電圧による回路の異常動作でメモリデータが消滅あるいは変形するといった事態を避けることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による電源回路によれば、電源がオンされたとき、入力電圧がどのように上昇しても、予め設定された電圧（電源主回路の動作電圧範囲の下限）まで上昇すると出力短絡保護回路がリセットされ、電源主回路から定電圧化された電圧が出力開始され、負荷に短絡が生じると電源主回路の保護のため電圧出力が遮断される。また、電源がオフされ、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲より低くなると、出力短絡保護回路が作動し、電源主回路の電圧出力が遮断される。これにより、例えば、負荷にメモリを用いた回路が接続されているような場合に電源回路からの不安定な電圧で異常動作してメモリデータが消滅あるいは変形するといった事態を避けることができる。また、電源オン時に出力短絡保護回路をリセットし、電源オフ時には出力短絡保護回路を作動させるための回路は、コンデンサとダイオードとトランジスタと二本の抵抗器を用いるだけの簡単な構成でよいので、回路を小型化でき、低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源回路の一実施例の要部ブロック図である。
【図２】従来の電源回路の一例の要部ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端
２ 出力端
３ 電源ＩＣユニット
４ 電源主回路
５ 出力短絡保護回路
６ 入力電圧検出回路
７ リセットパルス発生回路
８ コンパレータ
Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗器
Ｖｒｅｆ 基準電圧
Ｃ コンデンサ
Ｄ ダイオード
Ｑ トランジスタ（ＮＰＮ型）
【発明の属する技術分野】
本発明は電源回路に係り、入力電圧が動作電圧範囲にない間は電圧出力を遮断するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力される直流電圧を定電圧化して出力する電源回路には、例えば、図２にブロック図で示す如きものがある。このような電源回路は、例えば、商用電源から整流された電圧や、停電時の非常用発電機や車載用のバッテリー等からの直流電圧を定電圧化するもの等に用いられ、入力端１からの入力電圧を電源主回路１１でスイッチングレギュレータを用いて定電圧化し、出力端２から出力する。負荷短絡保護回路１３は、電源主回路１１の負荷回路に短絡が生じ出力電圧が低下した場合にこれを検出し、出力遮断信号を出力し、電源主回路１１の出力を遮断する回路である。また、低電圧検出回路１２は、入力電圧が供給されたとき、入力端１からの入力電圧が電源主回路１１の動作電圧範囲の下限より高くなった場合にこれを検出し、負荷短絡保護回路１３をリセットして電源主回路１１の電圧出力を開始させる回路であるが、この低電圧検出回路１２は、電源主回路１１の入力電圧が動作電圧範囲の下限からさらに下降する過渡時にも負荷短絡保護回路１３をリセットしてしまうために電源主回路１１は動作状態が維持され、予め設定された値より低い不安定な電圧を出力し続けることになる。（例えば、特許文献１参照。）
このため、例えば、マイコンを用いた回路が負荷として接続されるような場合、負荷回路には規定より低い不安定な電圧が供給されるので正常な動作ができず、メモリデータが破壊される等の問題が生じる場合がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２４６７８号公報（第２−３頁、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲まで上昇すると出力短絡保護機能がリセットされ、電源主回路から安定化された電圧が出力され、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲より低下すると出力短絡保護機能が作動し、電源主回路の出力が遮断され、負荷に不安定な電圧が出力されず、例えば、負荷回路に接続されたメモリのデータが破壊されたり変形されないようにした電源回路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】
本発明は上述の課題を解決するため、直流の入力電圧を定電圧化して出力する電源主回路と、同電源主回路の負荷に短絡が生じたとき、もしくは、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低いとき同電源主回路の出力を遮断する出力短絡保護回路と、前記入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、同入力電圧検出回路で検出された電圧が所定の電圧以上に上昇したときパルス信号を出力し前記出力短絡保護回路をリセットして保護機能を解除するリセットパルス発生回路とからなり、
前記リセットパルス発生回路は、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い値から上昇する場合、同入力電圧が所定値になったときの前記入力電圧検出回路からの信号に基づきパルス信号を発生し、前記出力短絡保護回路をリセットして前記電源主回路から電圧を出力させ、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い範囲で下降する場合は、パルス信号を発生させないで前記出力短絡保護回路を動作させ、前記電源主回路から電圧を出力させないようにする。
【０００６】
なお、前記リセットパルス発生回路は、一端を前記入力電圧検出回路の出力端に接続したコンデンサと、一端を同コンデンサの他端に、他端を接地に接続した抵抗器と、カソードを前記コンデンサの他端に、アノードを接地にそれぞれ接続したダイオードと、ベースを前記ダイオードのカソードに、エミッタを接地に、コレクタを前記出力短絡保護回路にそれぞれ接続したＮＰＮ型トランジスタとで構成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による電源回路を詳細に説明する。
図１は本発明による電源回路の一実施例を示す要部ブロック図である。図の１は直流電圧を入力する入力端、２は安定化された電圧を出力する出力端、３は電源ＩＣユニットで、電源ＩＣユニット３の４は電源主回路、５は出力短絡保護回路である。６は入力電圧検出回路、７はリセットパルス発生回路で、入力電圧検出回路６のＲ１〜Ｒ４は抵抗器、Ｖｒｅｆは基準電圧、８はコンパレータで、リセットパルス発生回路７のＣはコンデンサ、Ｒ５とＲ６は抵抗器、Ｄはダイオード、ＱはＮＰＮ型トランジスタである。
【０００８】
以上の構成において、次にその動作を説明する。
入力端１には、商用電源から整流された電圧や、停電時の非常用発電機や車載用のバッテリー等からの直流電圧が入力する。入力端１からの入力電圧は電源ＩＣユニット３の電源主回路４に入力し、スイッチングレギュレータにより定電圧化され、出力端２から負荷回路に出力される。出力短絡保護回路５は電源ＩＣユニット３内に設けられ、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲に達するまでの間は電源主回路４の電圧出力を遮断し、また、電源主回路４の出力電圧を監視し、負荷に短絡が生じた場合、出力電圧の低下に応動して出力遮断信号（Ｌレベル）を出力し、電源主回路４の電圧出力を遮断し、電源主回路４を破壊から保護する。
【０００９】
入力電圧検出回路６は入力端１からの電圧を検出するもので、抵抗器Ｒ１とＲ２で入力電圧を分圧し、コンパレータ８の＋端子に印加し、−端子に基準電圧Ｖｒｅｆを印加する。抵抗器Ｒ１とＲ２は、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限のとき、分圧値が基準電圧Ｖｒｅｆより僅かに高い値となるように設定する。そして、コンパレータ８で二つの電圧を比較し、入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より高い、すなわち＋端子の電圧が−端子の電圧より高いときＨレベルを出力し、低いときＬレベルを出力する。抵抗器Ｒ３とＲ４はコンパレータ８の出力端が使用最大電圧を越えないように所定の電圧以内に抑えるための抵抗器である。
リセットパルス発生回路７はパルス信号を発生して出力短絡保護回路５をリセットし、保護機能を解除し、電源主回路４に電圧を出力させる。
【００１０】
電源がオンされると、入力端１からの電圧が徐々に上昇する。入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より低い間、コンパレータ８の出力はＬレベルで、出力端は抵抗器Ｒ３とＲ４で入力電圧を分圧した値に固定されるので、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣは充電されず、従ってトランジスタＱはオフのままであり、コレクタはＨレベルにあり、出力短絡保護回路５は入力がＨレベルなので保護機能が働き、電源主回路４は電圧を出力しない。
入力電圧が動作電圧範囲の下限より高くなると、コンパレータ８の出力がＨレベルに転ずる。この瞬間、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣを通じてコンパレータ８の出力の立ち上がり成分がパルス波形（微分パルス）となり、このパルスが抵抗器Ｒ５を介してトランジスタＱのベースに加わり、トランジスタＱがオンし、出力短絡保護回路５の入力をゼロレベルに引き下げ、保護機能を解除（リセット）し、電源主回路４からは安定化された所定の電圧が出力される。
【００１１】
電源がオフされると、入力端１の電圧は急激に下降し、出力短絡保護回路５が作動して電源主回路４は電圧を出力しなくなる。入力電圧が電源主回路４の動作電圧範囲の下限より低くなると、入力電圧検出回路６のコンパレータ８の出力がＬレベルに転じ、この瞬間、リセットパルス発生回路７のコンデンサＣを通じてトランジスタＱのベースに負の微分パルスが加わるが、このパルスはダイオードＤによって吸収され、ダイオードＤの順方向の電圧以上にはならないので、トランジスタＱはオンされず（リセットパルスは出力されず）、出力短絡保護回路５は動作したままでリセットされず、これにより、電源主回路４から不安定な電圧が出力される状態が回避される。
【００１２】
このように、電源がオフされたとき、入力電圧が下降する過渡時に電源主回路４から不安定な電圧が出力されないので、例えば、負荷にメモリを用いた回路が接続されているような場合に不安定な電圧による回路の異常動作でメモリデータが消滅あるいは変形するといった事態を避けることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による電源回路によれば、電源がオンされたとき、入力電圧がどのように上昇しても、予め設定された電圧（電源主回路の動作電圧範囲の下限）まで上昇すると出力短絡保護回路がリセットされ、電源主回路から定電圧化された電圧が出力開始され、負荷に短絡が生じると電源主回路の保護のため電圧出力が遮断される。また、電源がオフされ、入力電圧が電源主回路の動作電圧範囲より低くなると、出力短絡保護回路が作動し、電源主回路の電圧出力が遮断される。これにより、例えば、負荷にメモリを用いた回路が接続されているような場合に電源回路からの不安定な電圧で異常動作してメモリデータが消滅あるいは変形するといった事態を避けることができる。また、電源オン時に出力短絡保護回路をリセットし、電源オフ時には出力短絡保護回路を作動させるための回路は、コンデンサとダイオードとトランジスタと二本の抵抗器を用いるだけの簡単な構成でよいので、回路を小型化でき、低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源回路の一実施例の要部ブロック図である。
【図２】従来の電源回路の一例の要部ブロック図である。
【符号の説明】
１ 入力端
２ 出力端
３ 電源ＩＣユニット
４ 電源主回路
５ 出力短絡保護回路
６ 入力電圧検出回路
７ リセットパルス発生回路
８ コンパレータ
Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗器
Ｖｒｅｆ 基準電圧
Ｃ コンデンサ
Ｄ ダイオード
Ｑ トランジスタ（ＮＰＮ型）
Claims (2)
- 直流の入力電圧を定電圧化して出力する電源主回路と、同電源主回路の負荷に短絡が生じたとき、もしくは、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低いとき同電源主回路の出力を遮断する出力短絡保護回路と、前記入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、同入力電圧検出回路で検出された電圧が所定の電圧以上に上昇したときパルス信号を出力し前記出力短絡保護回路をリセットして保護機能を解除するリセットパルス発生回路とからなり、
前記リセットパルス発生回路は、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い値から上昇する場合、同入力電圧が所定値になったときの前記入力電圧検出回路からの信号に基づきパルス信号を発生し、前記出力短絡保護回路をリセットして前記電源主回路から電圧を出力させ、前記入力電圧が前記電源主回路の動作電圧範囲より低い範囲で下降する場合は、パルス信号を発生させないで前記出力短絡保護回路を動作させ、前記電源主回路から電圧を出力させないことを特徴とする電源回路。 - 前記リセットパルス発生回路は、一端を前記入力電圧検出回路の出力端に接続したコンデンサと、一端を同コンデンサの他端に、他端を接地に接続した抵抗器と、カソードを前記コンデンサの他端に、アノードを接地にそれぞれ接続したダイオードと、ベースを前記ダイオードのカソードに、エミッタを接地に、コレクタを前記出力短絡保護回路にそれぞれ接続したＮＰＮ型トランジスタとからなることを特徴とする請求項１記載の電源回路。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074478A JP2004282964A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003074478A JP2004282964A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004282964A true JP2004282964A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33290100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003074478A Pending JP2004282964A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004282964A (ja) |
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| JP2007035027A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Taida Electronic Ind Co Ltd | ファンの電源監視装置 |
| JP2010011529A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Ricoh Co Ltd | スイッチングレギュレータ及びその動作制御方法 |
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-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003074478A patent/JP2004282964A/ja active Pending
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