JPH02197268A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH02197268A JPH02197268A JP1014626A JP1462689A JPH02197268A JP H02197268 A JPH02197268 A JP H02197268A JP 1014626 A JP1014626 A JP 1014626A JP 1462689 A JP1462689 A JP 1462689A JP H02197268 A JPH02197268 A JP H02197268A
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- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 10
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 101150015217 FET4 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101150073536 FET3 gene Proteins 0.000 description 1
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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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
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
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- H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
-
- 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
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- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
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- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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〕
本発明はＭＯＳ）ランジスタをスイッチインクすること
により直流電力を交流電力に変換して出力するインバー
タ装置に関し、特に出力電圧に重畳する同相モードの高
調波成分を除去可能なインバータ装置に関する。
により直流電力を交流電力に変換して出力するインバー
タ装置に関し、特に出力電圧に重畳する同相モードの高
調波成分を除去可能なインバータ装置に関する。
本発明は、高周波放電励起型ＣＯ□ガスレーザ装置、あ
るいは高周波誘導加熱炉等の電源として利用され得る。
るいは高周波誘導加熱炉等の電源として利用され得る。
従来、高周波放電励起型ＣＯ□ガスレーザ装置、あるい
は高周波誘導加熱装置の電源としては、ＭＯＳトランジ
スタをスイッチインクして直流電力を所望の周波数の交
流電力に変換して出力する構成のインバータ装置が使用
されている。
は高周波誘導加熱装置の電源としては、ＭＯＳトランジ
スタをスイッチインクして直流電力を所望の周波数の交
流電力に変換して出力する構成のインバータ装置が使用
されている。
ところで、ＭＯ３Ｉ−ランジスタはドレイン、ソース間
に比較的大きな出力容量が存在する。出力容量はトラン
ジスタを形成する際に寄生的に形成されるものであり、
高周波動作を行う場合には電力損失の原因ともなるが、
他方、この出力容量が配線のインダクタンスと共振する
ことにより高調波が発生する。
に比較的大きな出力容量が存在する。出力容量はトラン
ジスタを形成する際に寄生的に形成されるものであり、
高周波動作を行う場合には電力損失の原因ともなるが、
他方、この出力容量が配線のインダクタンスと共振する
ことにより高調波が発生する。
この高調波はＭＯＳトランジスタのドレイン、アース間
の浮遊容量、及びＭＯＳ）ランジスタと負荷との間に設
けられた整合用の絶縁トランスの一次、二次間の浮遊容
量を通して流れる。すなわち、出力の交流電圧に同相モ
ードで重畳する。
の浮遊容量、及びＭＯＳ）ランジスタと負荷との間に設
けられた整合用の絶縁トランスの一次、二次間の浮遊容
量を通して流れる。すなわち、出力の交流電圧に同相モ
ードで重畳する。
この結果、ＭＯＳ）ランジスタのドレイン、ソース間に
印加される電圧波形のピーク値が上昇し、人力の直流電
圧のレベルが制限されて、充分な出力電力を得られない
。
印加される電圧波形のピーク値が上昇し、人力の直流電
圧のレベルが制限されて、充分な出力電力を得られない
。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、出
力電圧に重畳する同相モードの高調波成分を除去し、小
型、高効率で大出力が可能なインバータ装置を提供する
ことを目的とする。
力電圧に重畳する同相モードの高調波成分を除去し、小
型、高効率で大出力が可能なインバータ装置を提供する
ことを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、直流電源に接続
される一組の入力端子と、負荷に接続される一組の出力
端子と、前記入力端子の少なくとも一方の入力端子に直
列に接続されたインダクタンス素子と、前記インダクタ
ンス素子と前記入力端子の他方の端子に直列に接続され
、所定の駆動信号に応答して単一周波数のスイッチイン
ク動作を行い、交流電圧を出力する少なくとも一個のＭ
ＯＳ（金属酸化物半導体）トランジスタと、前記交流電
圧を直流的に絶縁して前記出力端子に出力する絶縁トラ
ンスと、を具備したインバータ装置において、インダク
タンスが等しく、互いに磁気的に密に結合された二つの
コイルを有する伝送トランスを設け、前記伝送トランス
の二つのコイルを前記交流電圧を伝達する一組の線路に
それぞれ一個ずつ、極性を一致させて挿入したことを特
徴とするインバータ装置が提供される。
される一組の入力端子と、負荷に接続される一組の出力
端子と、前記入力端子の少なくとも一方の入力端子に直
列に接続されたインダクタンス素子と、前記インダクタ
ンス素子と前記入力端子の他方の端子に直列に接続され
、所定の駆動信号に応答して単一周波数のスイッチイン
ク動作を行い、交流電圧を出力する少なくとも一個のＭ
ＯＳ（金属酸化物半導体）トランジスタと、前記交流電
圧を直流的に絶縁して前記出力端子に出力する絶縁トラ
ンスと、を具備したインバータ装置において、インダク
タンスが等しく、互いに磁気的に密に結合された二つの
コイルを有する伝送トランスを設け、前記伝送トランス
の二つのコイルを前記交流電圧を伝達する一組の線路に
それぞれ一個ずつ、極性を一致させて挿入したことを特
徴とするインバータ装置が提供される。
伝送トランスのインピーダンスは、正相モードの正規の
交流電圧に対しては無視できる程小さい。
交流電圧に対しては無視できる程小さい。
しかし、高調波電圧は同相モードであり、この高調波電
圧に対しては伝送トランスは極めて高インピーダンスを
示し、電流経路を形成させない。これにより、ＭＯＳ）
ランジスタのドレイン、ソース間に印加される電圧の波
形歪みが減少し、ピーク値が減少する。
圧に対しては伝送トランスは極めて高インピーダンスを
示し、電流経路を形成させない。これにより、ＭＯＳ）
ランジスタのドレイン、ソース間に印加される電圧の波
形歪みが減少し、ピーク値が減少する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例のインバータ装置の回路図で
ある。図において、インバータ装置１の入力端子ａ１及
びａ２には直流電源が接続され、チョークコイルＲＦＣ
を通してＮチャンネル型のＭＯＳ）ランジスタＦＥＴｌ
−ＦＥＴ４に所定の直流電圧が供給される。これらのＭ
ＯＳトランジスタは絶縁シートを介してアースに接続さ
れたヒートシンクに固定されている。ＭＯＳ）ランジス
タのペース部分はドレインに相当し、したがってドレイ
ン、アース間には浮遊容１ｃｓｌ−Ｃｓ４が存在する。
ある。図において、インバータ装置１の入力端子ａ１及
びａ２には直流電源が接続され、チョークコイルＲＦＣ
を通してＮチャンネル型のＭＯＳ）ランジスタＦＥＴｌ
−ＦＥＴ４に所定の直流電圧が供給される。これらのＭ
ＯＳトランジスタは絶縁シートを介してアースに接続さ
れたヒートシンクに固定されている。ＭＯＳ）ランジス
タのペース部分はドレインに相当し、したがってドレイ
ン、アース間には浮遊容１ｃｓｌ−Ｃｓ４が存在する。
ＭＯＳトランジスタＦＥＴｌ−ＦＥＴ４の各ゲートには
、それぞれ駆動信号Ｖｇｌ〜Ｖｇ４が与えられる。駆動
信号ＶｇｌとＶｇ４は同一信号、駆動信号Ｖｇ２とＶｇ
３は同一信号であり、且つこれらの二つの種類の駆動信
号は互いに１８０゜位相がずれている。これにより、Ｍ
Ｏ３Ｉ−ランジスタＦＥＴＩ及びＭＯＳトランジスタＦ
ＥＴ／ｌと、ＭＯ３＋−ランジスタＦＥＴ２及びＭＯ３
Ｉ−ランジスタＦＥＴ３とが交互にオン、オフして高周
波の交流電圧Ｅｓが発生し、絶縁トランスＴ、伝送１〜
ランスＣＨを通して、出力端子ｂ１及びｂ２に接続され
た負荷Ｌｏに電流が流れる。負荷Ｌｏは高周波放電励起
型ＣＯ２レーザの放電管、あるいは高周波誘導加熱炉等
である。
、それぞれ駆動信号Ｖｇｌ〜Ｖｇ４が与えられる。駆動
信号ＶｇｌとＶｇ４は同一信号、駆動信号Ｖｇ２とＶｇ
３は同一信号であり、且つこれらの二つの種類の駆動信
号は互いに１８０゜位相がずれている。これにより、Ｍ
Ｏ３Ｉ−ランジスタＦＥＴＩ及びＭＯＳトランジスタＦ
ＥＴ／ｌと、ＭＯ３＋−ランジスタＦＥＴ２及びＭＯ３
Ｉ−ランジスタＦＥＴ３とが交互にオン、オフして高周
波の交流電圧Ｅｓが発生し、絶縁トランスＴ、伝送１〜
ランスＣＨを通して、出力端子ｂ１及びｂ２に接続され
た負荷Ｌｏに電流が流れる。負荷Ｌｏは高周波放電励起
型ＣＯ２レーザの放電管、あるいは高周波誘導加熱炉等
である。
一方、ＭＯＳトランジスタＦ ＥＴ １〜ＦＥＴ４の出
力容量Ｃｏｌ〜Ｃｏ４と配線のインダクタンスＬ１〜Ｌ
４によって、スイッチインク時毎に図示していない同相
モードの高調波電圧Ｅｈが発生する。
力容量Ｃｏｌ〜Ｃｏ４と配線のインダクタンスＬ１〜Ｌ
４によって、スイッチインク時毎に図示していない同相
モードの高調波電圧Ｅｈが発生する。
ここで、伝送トランスＣＨのコイルＣＨＩとＣＨ２はイ
ンダクタンスが等しく、互いに磁気的に密に結合され、
且つ互いの極性を一致させて線路に挿入されている。し
たがって、正相モードの電圧に対してはインピーダンス
は無視できる程小さいが、同相モードの電圧に対しては
極めて高インピーダンスを示す。
ンダクタンスが等しく、互いに磁気的に密に結合され、
且つ互いの極性を一致させて線路に挿入されている。し
たがって、正相モードの電圧に対してはインピーダンス
は無視できる程小さいが、同相モードの電圧に対しては
極めて高インピーダンスを示す。
交流電圧Ｅｓと高調波電圧Ｅｈとの関係を第２図の等価
回路で説明する。なお、絶縁トランスＴの正相モードに
おけるインピーダンスや抵抗等の各定数は省略する。図
において、交流電圧Ｅｓが負荷Ｌｏに印加され、電流Ｉ
ｓが流れる。
回路で説明する。なお、絶縁トランスＴの正相モードに
おけるインピーダンスや抵抗等の各定数は省略する。図
において、交流電圧Ｅｓが負荷Ｌｏに印加され、電流Ｉ
ｓが流れる。
高調波電圧Ｅｈは、ＭＯ３Ｉ−ランジスタＦＥＴ１〜Ｆ
ＥＴ４の浮遊容量Ｃｓｌ〜Ｃｓ４の並列回路と、絶縁ト
ランスＴの一次、二次間の浮遊容量Ｃｓ５と、伝送トラ
ンスＣＨの同相モードに対するインダクタンスＬｃｈと
の直列回路を介して、交流電圧Ｅｓの電流径路に接続さ
れる。
ＥＴ４の浮遊容量Ｃｓｌ〜Ｃｓ４の並列回路と、絶縁ト
ランスＴの一次、二次間の浮遊容量Ｃｓ５と、伝送トラ
ンスＣＨの同相モードに対するインダクタンスＬｃｈと
の直列回路を介して、交流電圧Ｅｓの電流径路に接続さ
れる。
しかし、先に述べたようにインダクタンスＬｃｈの値は
極めて大きいので、実質的に高調波電圧Ｅｈによる電流
は殆ど流れない。すなわち、高調波電圧Ｅｈは交流電圧
Ｅｓには重畳されない。
極めて大きいので、実質的に高調波電圧Ｅｈによる電流
は殆ど流れない。すなわち、高調波電圧Ｅｈは交流電圧
Ｅｓには重畳されない。
第３図はＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース間の電
圧波形を示したグラフである。図において、２０は従来
のインバータ装置における電圧波形であり、同相モード
の高調波が重畳している。
圧波形を示したグラフである。図において、２０は従来
のインバータ装置における電圧波形であり、同相モード
の高調波が重畳している。
これに対し、本発明の一実施例のインバータ装置におけ
る電圧波形２１は略正弦波であり、電圧波形のピーク値
Ｖｆｌは電圧波形２０のピーク値■ｆＯに比して約３／
４程度に低下している。
る電圧波形２１は略正弦波であり、電圧波形のピーク値
Ｖｆｌは電圧波形２０のピーク値■ｆＯに比して約３／
４程度に低下している。
したがって、従来よりも入力の直流電圧のレベルを上げ
ることができ、より大きな出力電力が得られる。
ることができ、より大きな出力電力が得られる。
なお、上記の説明では伝送トランスを絶縁トランスの二
次側と負荷との間に挿入したが、伝送トランスをＭＯ３
＋−ランジスタと絶縁トランスの一次側との間に挿入し
ても、同様にＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース間
の電圧波形のピーク値を減少することができる。
次側と負荷との間に挿入したが、伝送トランスをＭＯ３
＋−ランジスタと絶縁トランスの一次側との間に挿入し
ても、同様にＭＯＳトランジスタのドレイン、ソース間
の電圧波形のピーク値を減少することができる。
以上説明したように本発明では、同相モードの電流に対
してのみ高インピーダンスを示すように、伝送トランス
を交流電圧を伝達する線路に直列に挿入したので、交流
電圧に高調波が重畳されず、ＭＯＳ）ランジスタのドレ
イン、ソース間の印加電圧のピーク値が減少する。これ
により、従来よりも入力の直流電圧のレベルを上げるこ
とができ、インバータ装置の出力並びに効率が向上する
。
してのみ高インピーダンスを示すように、伝送トランス
を交流電圧を伝達する線路に直列に挿入したので、交流
電圧に高調波が重畳されず、ＭＯＳ）ランジスタのドレ
イン、ソース間の印加電圧のピーク値が減少する。これ
により、従来よりも入力の直流電圧のレベルを上げるこ
とができ、インバータ装置の出力並びに効率が向上する
。
第１図は本発明の一実施例のインバータ装置の回路図、
第２図は本発明の一実施例のインバータ装置の等価回路
図、 第３図はＭＯ３Ｉ−ランジスクのドレイン、ソース間に
印加される電圧波形を示した図である。 １−−−−−−−−−一・−インバータ装置ａ１、ａ
２−−−−−−−−−−一入力端子ＲＦ Ｃ−−−−−
−−−−−−−−チョークコイルＦＥＴＩ 〜ＦＥＴ４ ＣＨ ＭＯＳ）ランジスタ 絶縁トランス 伝送トランス ｂ １、 ｂ２− Ｌ。 Ｃ８１〜Ｃ３４ Ｃｏ １〜Ｃ０４ Ｌ １〜Ｌ４ Ｅｈ−・− ２０、２１ 出力端子 ・−・負荷 浮遊容量 浮遊容量 出力容量 一−−−−配線のインダクタンス 交流電圧 高調波電圧 ドレイン、ソース間の電 圧波形 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
図、 第３図はＭＯ３Ｉ−ランジスクのドレイン、ソース間に
印加される電圧波形を示した図である。 １−−−−−−−−−一・−インバータ装置ａ１、ａ
２−−−−−−−−−−一入力端子ＲＦ Ｃ−−−−−
−−−−−−−−チョークコイルＦＥＴＩ 〜ＦＥＴ４ ＣＨ ＭＯＳ）ランジスタ 絶縁トランス 伝送トランス ｂ １、 ｂ２− Ｌ。 Ｃ８１〜Ｃ３４ Ｃｏ １〜Ｃ０４ Ｌ １〜Ｌ４ Ｅｈ−・− ２０、２１ 出力端子 ・−・負荷 浮遊容量 浮遊容量 出力容量 一−−−−配線のインダクタンス 交流電圧 高調波電圧 ドレイン、ソース間の電 圧波形 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖
Claims (3)
- （１）直流電源に接続される一組の入力端子と、負荷に
接続される一組の出力端子と、前記入力端子の少なくと
も一方の入力端子に直列に接続されたインダクタンス素
子と、前記インダクタンス素子と前記入力端子の他方の
端子に直列に接続され、所定の駆動信号に応答して単一
周波数のスイッチインク動作を行い、交流電圧を出力す
る少なくとも一個のＭＯＳ（金属酸化物半導体）トラン
ジスタと、前記交流電圧を直流的に絶縁して前記出力端
子に出力する絶縁トランスと、を具備したインバータ装
置において、 インダクタンスが等しく、互いに磁気的に密に結合され
た二つのコイルを有する伝送トランスを設け、 前記伝送トランスの二つのコイルを前記交流電圧を伝達
する一組の線路にそれぞれ一個ずつ、極性を一致させて
挿入したことを特徴とするインバータ装置。 - （２）前記伝送トランスの二つのコイルを前記絶縁トラ
ンスの二次側と前記出力端子との間に挿入したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のインバータ装置。 - （３）前記伝送トランスの二つのコイルを前記ＭＯＳト
ランジスタと前記絶縁トランスの一次側との間に挿入し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインバ
ータ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014626A JP2728915B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | インバータ装置 |
| EP19900901679 EP0411138A4 (en) | 1989-01-24 | 1990-01-10 | Inverter |
| PCT/JP1990/000027 WO1990009056A1 (fr) | 1989-01-24 | 1990-01-10 | Inverseur |
| US07/776,858 US5422765A (en) | 1989-01-24 | 1991-10-16 | Inverter device attenuating in-phase harmonic components of an oscillating output signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1014626A JP2728915B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197268A true JPH02197268A (ja) | 1990-08-03 |
| JP2728915B2 JP2728915B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=11866410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1014626A Expired - Fee Related JP2728915B2 (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | インバータ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0411138A4 (ja) |
| JP (1) | JP2728915B2 (ja) |
| WO (1) | WO1990009056A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5796214A (en) * | 1996-09-06 | 1998-08-18 | General Elecric Company | Ballast circuit for gas discharge lamp |
| CN115664248B (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-21 | 惠州市乐亿通科技有限公司 | 双向逆变电路和双向逆变器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63191890U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-09 | ||
| JPS63305723A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5556488U (ja) * | 1978-10-11 | 1980-04-16 | ||
| JPS5889075A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-27 | Hitachi Ltd | 共振形スイツチング電源装置 |
| JPS6059978A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-06 | Toshiba Corp | 空気調和機 |
| JPS6079292U (ja) * | 1983-11-05 | 1985-06-01 | 日本電子株式会社 | 電源回路 |
| EP0186524B1 (en) * | 1984-12-28 | 1991-03-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Line filter |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1014626A patent/JP2728915B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-01-10 WO PCT/JP1990/000027 patent/WO1990009056A1/ja not_active Ceased
- 1990-01-10 EP EP19900901679 patent/EP0411138A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63191890U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-09 | ||
| JPS63305723A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0411138A1 (en) | 1991-02-06 |
| JP2728915B2 (ja) | 1998-03-18 |
| WO1990009056A1 (fr) | 1990-08-09 |
| EP0411138A4 (en) | 1993-03-31 |
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