JPH02133066A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
- Publication number
- JPH02133066A JPH02133066A JP63283262A JP28326288A JPH02133066A JP H02133066 A JPH02133066 A JP H02133066A JP 63283262 A JP63283262 A JP 63283262A JP 28326288 A JP28326288 A JP 28326288A JP H02133066 A JPH02133066 A JP H02133066A
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- JP
- Japan
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- power supply
- capacitor
- field effect
- effect transistor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直流電源からの電流をスイッチングするこ
とによって出力電圧を制御するスイッチング電源におい
て、直流電源の電圧低下に対しても一定期間出力を保持
すること（以下人力瞬断保護機能という）を要求される
スイッチング電源装置に関するものである。
とによって出力電圧を制御するスイッチング電源におい
て、直流電源の電圧低下に対しても一定期間出力を保持
すること（以下人力瞬断保護機能という）を要求される
スイッチング電源装置に関するものである。
従来のに入力瞬断保護機能を有するスイッチング電源装
置の実施例を第４図に示す。第４図において、（ｌ）は
直流電源、（２）は平滑用コンデンサ、（３）はスイッ
チング用第１の電解効果トランジスタ（以下ＦＥＴとい
う） 、（４］はトランス、（５）は駆動回路、（６）
は制御回路、（７）は整流用ダイオード、（８）はチョ
ークコイル、（９）は出力平滑用コンデンサ、叫は第１
のダイオード、（Ｉｌｌはサージ電圧吸収用コンデンサ
、（１２ｌは第２のＦ Ｅ Ｔ １（１３１は第３のダ
イオード、＋１４１は充電用コンデンサ、（１１は第３
のＦＥＴ，叩）は電流波形整流用コイル、口は第２のダ
イオードである。
置の実施例を第４図に示す。第４図において、（ｌ）は
直流電源、（２）は平滑用コンデンサ、（３）はスイッ
チング用第１の電解効果トランジスタ（以下ＦＥＴとい
う） 、（４］はトランス、（５）は駆動回路、（６）
は制御回路、（７）は整流用ダイオード、（８）はチョ
ークコイル、（９）は出力平滑用コンデンサ、叫は第１
のダイオード、（Ｉｌｌはサージ電圧吸収用コンデンサ
、（１２ｌは第２のＦ Ｅ Ｔ １（１３１は第３のダ
イオード、＋１４１は充電用コンデンサ、（１１は第３
のＦＥＴ，叩）は電流波形整流用コイル、口は第２のダ
イオードである。
上記構成による従来装置は、スイッチング用ＦＥ Ｔ
（３）がオンしている時に直流電源（１）からトランス
（４）の１次巻線に電流が流れ、それと同時にトランス
（４）の２次巻線より、整流用ダイオード（７）、チリ
ークコイル（８）、平滑用コンデンサ（９）を介して出
力端（Ｖｏｕｔ）へ電流が流れる。スイッチング用ＦＥ
Ｔ （３１がオフしている時は、出力平滑用コンデン
サ（９）より出力端（Ｖｏｕｔ）へ電力を供給し、その
スイッチング用Ｆ Ｅ Ｔ （３１のオフとオフの比は
制御回路（６）によって出力電圧ｖ０が一定となるよう
制御されている。スイッチングＦ Ｅ Ｔ （３）がオ
フになった時、そのドレインーソース間に発生する電圧
■Ｄｓは直流Ｔｕ源（１）の出力電圧をＥｉｎ，トラン
ス（４）の残留エネルギによって発生するサージ電圧を
■「とすると第（１）式で示すようになる。
（３）がオンしている時に直流電源（１）からトランス
（４）の１次巻線に電流が流れ、それと同時にトランス
（４）の２次巻線より、整流用ダイオード（７）、チリ
ークコイル（８）、平滑用コンデンサ（９）を介して出
力端（Ｖｏｕｔ）へ電流が流れる。スイッチング用ＦＥ
Ｔ （３１がオフしている時は、出力平滑用コンデン
サ（９）より出力端（Ｖｏｕｔ）へ電力を供給し、その
スイッチング用Ｆ Ｅ Ｔ （３１のオフとオフの比は
制御回路（６）によって出力電圧ｖ０が一定となるよう
制御されている。スイッチングＦ Ｅ Ｔ （３）がオ
フになった時、そのドレインーソース間に発生する電圧
■Ｄｓは直流Ｔｕ源（１）の出力電圧をＥｉｎ，トラン
ス（４）の残留エネルギによって発生するサージ電圧を
■「とすると第（１）式で示すようになる。
Ｖ Ｄ５ ＝ Ｅ ｉｎ＋ Ｖ ｒ − − −
ｆｉｌこの発生した電圧ＶＤＳは第１のダイオード
００）、サージ吸収用コンデンサ（川によって吸収され
るが、さらに第３のダイオード（＋３）を介して充電用
コンデンサ卸へ蓄えられる。
ｆｉｌこの発生した電圧ＶＤＳは第１のダイオード
００）、サージ吸収用コンデンサ（川によって吸収され
るが、さらに第３のダイオード（＋３）を介して充電用
コンデンサ卸へ蓄えられる。
ここで第２のＦ Ｅ Ｔ （Ｉ２１は第１のＦ Ｅ Ｔ
（３１と逆の動作、つまり第１のＦ Ｅ Ｔ （３１
がオンの時、第２のＦＥＴ（ｒｌ！ｌはオフ、第１ ノ
Ｆ Ｅ Ｔ（３１カ−ｔ ’７ ｃ７）時、第２のＦ
Ｅ Ｔ （１２１はオンするように動作し、１一ランス
（４）の補助巻線対１次巻線の比をｆｉ３：ｎｌとすれ
ｉｆ Ｖ ｏｓの値は第（２）式の値でクランプされる
ことになり、それ以上のエネルギは第２のＦ Ｅ Ｔ
（１２）を介して平滑用コンデンサ（２）へ戻されるこ
とになる。
（３１と逆の動作、つまり第１のＦ Ｅ Ｔ （３１
がオンの時、第２のＦＥＴ（ｒｌ！ｌはオフ、第１ ノ
Ｆ Ｅ Ｔ（３１カ−ｔ ’７ ｃ７）時、第２のＦ
Ｅ Ｔ （１２１はオンするように動作し、１一ランス
（４）の補助巻線対１次巻線の比をｆｉ３：ｎｌとすれ
ｉｆ Ｖ ｏｓの値は第（２）式の値でクランプされる
ことになり、それ以上のエネルギは第２のＦ Ｅ Ｔ
（１２）を介して平滑用コンデンサ（２）へ戻されるこ
とになる。
Ｖ ｐ５ ＝ Ｅ ｌｌｌ＋Ｅ Ｉｌｌ− − （２
１よって、充電用コンデンサ（＋４）はＶＯＳの値まで
充電され、■Ｄｓの値はトランス（４）の補助巻線の数
を変えることにより変化させろことができる。
１よって、充電用コンデンサ（＋４）はＶＯＳの値まで
充電され、■Ｄｓの値はトランス（４）の補助巻線の数
を変えることにより変化させろことができる。
充電用コンデンサ（｝４）に蓄えられたエネルギは直流
電源（１１の電圧が異常に低下してしまった時、制御回
路（６）からの信号により第３のＦＥＴ叫がオノするこ
とによって、トランス（４）の１次側に供給され、出力
電圧■。が低下するのを抑制していろ。
電源（１１の電圧が異常に低下してしまった時、制御回
路（６）からの信号により第３のＦＥＴ叫がオノするこ
とによって、トランス（４）の１次側に供給され、出力
電圧■。が低下するのを抑制していろ。
充電用コンデンサ匿｝から供給できるエネルギＰは、コ
ンデンサ（Ｉ４）の容量をＣＢ％充電電圧をＶｅ （
＝Ｖｏｓ） 、Ｉ−ランス（４）が出力電圧■。を維持
できる最低入力電圧をＥ ｉｎｍｉｎとすれば、第（３
）式で表される。 Ｉ Ｐ ＝ 一〇 Ｂ （Ｖ Ｂ ” − Ｅ ｉｎｍｉｎ
２） （３］（３）式からわかるように充電用コン
デンサ（｝Ｉ）から供給できるエネルギは充Ｔｉ電圧Ｖ
Ｄが高いほど大きく、又、同じエネルギを必要とするな
らば小さな容量のコンデンサに高い電圧で充電した方が
コンデンサを小さくでき実装効率が高《できるというこ
とがわかる。
ンデンサ（Ｉ４）の容量をＣＢ％充電電圧をＶｅ （
＝Ｖｏｓ） 、Ｉ−ランス（４）が出力電圧■。を維持
できる最低入力電圧をＥ ｉｎｍｉｎとすれば、第（３
）式で表される。 Ｉ Ｐ ＝ 一〇 Ｂ （Ｖ Ｂ ” − Ｅ ｉｎｍｉｎ
２） （３］（３）式からわかるように充電用コン
デンサ（｝Ｉ）から供給できるエネルギは充Ｔｉ電圧Ｖ
Ｄが高いほど大きく、又、同じエネルギを必要とするな
らば小さな容量のコンデンサに高い電圧で充電した方が
コンデンサを小さくでき実装効率が高《できるというこ
とがわかる。
第３のＦ Ｅ Ｔ （１５に接続されたコイル（月は充
電用コンデンサ（＋４）の電位が平滑用コンデンサ（２
）の電位より高い場合に突入ＴＡ流的な最大値の大きい
電流が瞬間的に流れるのを防止するための電流波形整形
用コイルであり、第２のダイオード口は、直流電源（１
）から充電用コンデンサ（ｌ４）へ突入電流が流れ、第
３のＦ Ｅ Ｔ （１５が破損するのを防止するもので
ある。
電用コンデンサ（＋４）の電位が平滑用コンデンサ（２
）の電位より高い場合に突入ＴＡ流的な最大値の大きい
電流が瞬間的に流れるのを防止するための電流波形整形
用コイルであり、第２のダイオード口は、直流電源（１
）から充電用コンデンサ（ｌ４）へ突入電流が流れ、第
３のＦ Ｅ Ｔ （１５が破損するのを防止するもので
ある。
従来の入力瞬断保３Ｉ機能を有するスイッチシグ電源装
置は以上のように構成されているため、度直流電源（１
）の出力電圧が低下し、保護機能が働き、充電用コンデ
ンサ（＋４）からのエネルギにてｍ Ｒ装置が動作した
後、再び直流電源（１）が復帰すると第２のＦＥＴ（（
２）の寄生ダイオード、トランス（４）の補助巻線を通
り充電用コンデンサ（川へ突入電流が流れるのと、さら
にトランス（４）の１次巻線、第１のグイオードα０）
を通る経路からも充電用コンデンサ（１４１へ突入電流
が流れるためトランス（４）の２次巻綿には、各巻線比
に比例した電流が流れ、出力電圧Ｖ。は制御回路（６）
とは関係なく上昇してしまうといった課題があった。
置は以上のように構成されているため、度直流電源（１
）の出力電圧が低下し、保護機能が働き、充電用コンデ
ンサ（＋４）からのエネルギにてｍ Ｒ装置が動作した
後、再び直流電源（１）が復帰すると第２のＦＥＴ（（
２）の寄生ダイオード、トランス（４）の補助巻線を通
り充電用コンデンサ（川へ突入電流が流れるのと、さら
にトランス（４）の１次巻線、第１のグイオードα０）
を通る経路からも充電用コンデンサ（１４１へ突入電流
が流れるためトランス（４）の２次巻綿には、各巻線比
に比例した電流が流れ、出力電圧Ｖ。は制御回路（６）
とは関係なく上昇してしまうといった課題があった。
この発明は上記のような課題を解決ずろためになされた
もので、充電用コンデンサ（１４］の電荷がぬけた状態
で直流ｉｉｉ源（１）から電力が供給された場合にも出
力電圧■。を安定に保つことができるようにすることで
高侶頼性、高安定度のスイッチング電源を得ろ乙とを目
的とする。
もので、充電用コンデンサ（１４］の電荷がぬけた状態
で直流ｉｉｉ源（１）から電力が供給された場合にも出
力電圧■。を安定に保つことができるようにすることで
高侶頼性、高安定度のスイッチング電源を得ろ乙とを目
的とする。
この発明に係るスイッチング電源装置は、充電用コンデ
ンサの電圧が直流電源の出力未満にある時はオフしてい
て充電用コンデンサの電位が上がり、直流電源の出力電
圧以上の時オン状態となるサイリスクと、充電用コンデ
ンサと直流電源の電位を比較する比較讐とサイリスタ駆
動回路にトランスを介さずに充電用コンデンサの電位を
直流電源の出力電圧まで充電するための抵抗とダイオー
ドによるパイバス回路を備えたものである。
ンサの電圧が直流電源の出力未満にある時はオフしてい
て充電用コンデンサの電位が上がり、直流電源の出力電
圧以上の時オン状態となるサイリスクと、充電用コンデ
ンサと直流電源の電位を比較する比較讐とサイリスタ駆
動回路にトランスを介さずに充電用コンデンサの電位を
直流電源の出力電圧まで充電するための抵抗とダイオー
ドによるパイバス回路を備えたものである。
この発明におけるサイリスタとそのｍｒｔｂ回路と比較
器によりトランス１次巻線と補助巻線に流れる突入ｍ流
を阻止することができ、さらに抵抗とダイオードからな
るバイパス回路により充電用コンデンサの電位を素早く
直流電源の出力電圧まで充電することで、スイッチング
電源装置の出力電圧が大きく変動するのを防ぐことがで
きる。
器によりトランス１次巻線と補助巻線に流れる突入ｍ流
を阻止することができ、さらに抵抗とダイオードからな
るバイパス回路により充電用コンデンサの電位を素早く
直流電源の出力電圧まで充電することで、スイッチング
電源装置の出力電圧が大きく変動するのを防ぐことがで
きる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（１
）〜（（２）、（ｌ４）〜（図は上記従来の装置と同一
または相当するもので、（１３１は抵抗、Ｏｌは第４の
ダイオード、四は比較器、（２１）はタイリスタ、（２
２）はサイリスタ駆動回路である。
）〜（（２）、（ｌ４）〜（図は上記従来の装置と同一
または相当するもので、（１３１は抵抗、Ｏｌは第４の
ダイオード、四は比較器、（２１）はタイリスタ、（２
２）はサイリスタ駆動回路である。
上記のように構成されたスイッチング電源装置において
、比較器（イ）は、充電用コンデンサ（＋４）の電圧と
、直流電源（１）の出力電圧とを比較してほぼ等しくな
った時に信号をおくるものであり、サイリスク駆動回路
（２２）は比較器四からの信号を受けサイリスク（２ｌ
）をオンさせるものである。第２図に従来装置におけろ
充電用コンデンサ（１４１に流れ込む電流の経路を示し
、第３図にこの発明による電流経路を示す。第２図、第
３図において波線（ａ）は充電用コンデンサｆ｝’１１
の電圧が直流電源（１）の電圧よりも小さい時に流れろ
突入電流の経路を表し、実線（ｂ）はスイソチング電源
装置の定常動作時に流れる充電電流を表す。又、実線（
ｂ）において１・ラシス（４）の？ＩＯ助巻線に向って
流れろ電流は、充電用コンデンサ（４）の電圧が所定の
ｔｌ Ｖ ｏ （ ＝ Ｖ ｏｓ ） ヲ起えた場合
に流れるものである。
、比較器（イ）は、充電用コンデンサ（＋４）の電圧と
、直流電源（１）の出力電圧とを比較してほぼ等しくな
った時に信号をおくるものであり、サイリスク駆動回路
（２２）は比較器四からの信号を受けサイリスク（２ｌ
）をオンさせるものである。第２図に従来装置におけろ
充電用コンデンサ（１４１に流れ込む電流の経路を示し
、第３図にこの発明による電流経路を示す。第２図、第
３図において波線（ａ）は充電用コンデンサｆ｝’１１
の電圧が直流電源（１）の電圧よりも小さい時に流れろ
突入電流の経路を表し、実線（ｂ）はスイソチング電源
装置の定常動作時に流れる充電電流を表す。又、実線（
ｂ）において１・ラシス（４）の？ＩＯ助巻線に向って
流れろ電流は、充電用コンデンサ（４）の電圧が所定の
ｔｌ Ｖ ｏ （ ＝ Ｖ ｏｓ ） ヲ起えた場合
に流れるものである。
第２図、第３図よりわかるように、従来装置では、充電
用コンデンサ１１４１へ流れ込む突入電流によってトラ
ンス（４）の２次巻線に電流が流れてしまい、この発明
の実施例によればトランス（４）の２次巻線に電流を流
すような向きに流れる充電用コンデンサ（Ｉ４）への充
電電流はサイリスタ（２ｌ）によって阻止される。また
、スイッチング電源装置の定常動作における充電電流だ
けでは充電用コンデンサ（川を高圧に充電するのに多く
の時間を要するが、抵抗（ＩＩｌ］ 、第４のダイオー
ド叫によるバイパス回路にて瞬時に直流電源（１１の出
力電圧まで充電してしまえば、それだけ充電完了までの
時間を短くすることができ、しかも出力電圧ｖ０を安定
に保ことができる。
用コンデンサ１１４１へ流れ込む突入電流によってトラ
ンス（４）の２次巻線に電流が流れてしまい、この発明
の実施例によればトランス（４）の２次巻線に電流を流
すような向きに流れる充電用コンデンサ（Ｉ４）への充
電電流はサイリスタ（２ｌ）によって阻止される。また
、スイッチング電源装置の定常動作における充電電流だ
けでは充電用コンデンサ（川を高圧に充電するのに多く
の時間を要するが、抵抗（ＩＩｌ］ 、第４のダイオー
ド叫によるバイパス回路にて瞬時に直流電源（１１の出
力電圧まで充電してしまえば、それだけ充電完了までの
時間を短くすることができ、しかも出力電圧ｖ０を安定
に保ことができる。
なお、上記実施例においては、突入電流の経路をサイリ
スクを使用して変えているが、他のスイッチング素子使
用してもまた、スイッチング用ＦＥ Ｔ （３）で供用
することも可能であり、同様の効果が得られる。
スクを使用して変えているが、他のスイッチング素子使
用してもまた、スイッチング用ＦＥ Ｔ （３）で供用
することも可能であり、同様の効果が得られる。
以上のように、この発明によればスイッチングｆｔＥ源
の入力直流電源電圧が異常に低下した場合、一定期間出
力電圧を安定に保ことができ、充電用コンデンサの電荷
が少なくなってからの直流電源１１に対しても出力電圧
の変動を抑えられ、出力に接続される負荷装置を破損さ
せたり、誤り動作させることがないといった効果がある
。
の入力直流電源電圧が異常に低下した場合、一定期間出
力電圧を安定に保ことができ、充電用コンデンサの電荷
が少なくなってからの直流電源１１に対しても出力電圧
の変動を抑えられ、出力に接続される負荷装置を破損さ
せたり、誤り動作させることがないといった効果がある
。
第１図は、この発明の実施例を示すスイッチング電源装
置の回路構成図、第２図は従来装置における充電用コン
デンサへの充Ｔｉ電流経路を示す図、第３図はこの発明
における充電電流経路を示す図、第４図は従来装置の回
路構成図である。 図において、（１）は直流電源、（２）は平滑用コンデ
ンサ、（３）はスイッチング用第１のＦ Ｅ Ｔ ，
＋４１はトランス、（５）は駆動回路、（６）は制御回
路、（７）は整流用ダイオード、（８）はチョークコイ
ル、（９）は出力平滑用コンデンサ、叫は第１のダイオ
ード、Ｏｌ｝はサージ電圧吸収用コンデンサ、（（２）
は第２のＦＥＴ１ａ）は第３のダイオード、（川は充電
用コノデンサ、叫は第３のＦ Ｅ Ｔ 、（Ｅｌは電流
波形整形用コイル、口は第２のダイオード、（１８１は
抵抗、叫は第４のダイオード、（イ）は比較ｍ、（２１
）はサイリスタ、（２２）はサイリスク駆動回路である
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄
置の回路構成図、第２図は従来装置における充電用コン
デンサへの充Ｔｉ電流経路を示す図、第３図はこの発明
における充電電流経路を示す図、第４図は従来装置の回
路構成図である。 図において、（１）は直流電源、（２）は平滑用コンデ
ンサ、（３）はスイッチング用第１のＦ Ｅ Ｔ ，
＋４１はトランス、（５）は駆動回路、（６）は制御回
路、（７）は整流用ダイオード、（８）はチョークコイ
ル、（９）は出力平滑用コンデンサ、叫は第１のダイオ
ード、Ｏｌ｝はサージ電圧吸収用コンデンサ、（（２）
は第２のＦＥＴ１ａ）は第３のダイオード、（川は充電
用コノデンサ、叫は第３のＦ Ｅ Ｔ 、（Ｅｌは電流
波形整形用コイル、口は第２のダイオード、（１８１は
抵抗、叫は第４のダイオード、（イ）は比較ｍ、（２１
）はサイリスタ、（２２）はサイリスク駆動回路である
。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄
Claims (1)
- 超料電源からの電流を平滑するコンデンサと、その電流
をスイッチングする第１の電解効果トランジスタと、前
記直流電源と前記第１の電解効果トランジスタとの間に
１次巻線を直列に接続したトランスと、前記第１の電解
効果トランジスタを駆動する駆動回路と、前記駆動回路
を制御する制御回路と、前記トランスの２次巻線に接続
された整流ダイオードと、前記整流ダイオードに接続さ
れたチョークコイルと、前記チョークコイルに接続され
た出力平滑コンデンサと、前記第１の電解効果トランジ
スタのドレイン側に接続された第１のダイオードと、前
記第１のダイオードと前記第１の電解効果トランジスタ
のソース側に接続されたサージ電圧吸収用コンデンサと
、前記トランスの補助巻線と１次巻線との間に接続され
た第２の電解効果トランジスタと、前記サージ電圧吸収
用コンデンサと並列に位置する充電用コンデンサと、前
記充電用コンデンサに接続された第３の電解効果トラン
ジスタと、前記第３の電解効果トランジスタに接続され
た電流波形整形用コイルと、前記コイルに接続された第
２のダイオードからなるスイッチング電源装置において
、前記直流電源から前記充電用コンデンサとの間に接続
された電流制限用抵抗とダイオードとさらに前記充電用
コンデンサの電圧と前記直流電源の出力とを比較して信
号をおくる比較器とその信号を受けて動作するサイリス
タとその駆動回路を備えたことを特徴とするスイッチン
グ電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283262A JPH02133066A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63283262A JPH02133066A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133066A true JPH02133066A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17663179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63283262A Pending JPH02133066A (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02133066A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010063243A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Nec Tohoku Ltd | 電源回路及びその制御方法並びに電子機器 |
-
1988
- 1988-11-09 JP JP63283262A patent/JPH02133066A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010063243A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Nec Tohoku Ltd | 電源回路及びその制御方法並びに電子機器 |
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