JPH04304167A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH04304167A JPH04304167A JP7008691A JP7008691A JPH04304167A JP H04304167 A JPH04304167 A JP H04304167A JP 7008691 A JP7008691 A JP 7008691A JP 7008691 A JP7008691 A JP 7008691A JP H04304167 A JPH04304167 A JP H04304167A
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- input current
- voltage
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- chopper circuit
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Power Conversion In General (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源装置に係り、特にチ
ョッパ回路により交流電源からの入力電流の高調波成分
を抑制する手段に関する。
ョッパ回路により交流電源からの入力電流の高調波成分
を抑制する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電源装置のブロック図を図５に示
す。この電源装置は、基本的には交流電源１の交流電圧
ＶＡＣをチョッパ回路２により直流電圧に変換し、コン
デンサ３の電圧を直流電圧ＶＤＣに一定制御し、負荷に
対して直流定電圧電源装置として機能するものである。
す。この電源装置は、基本的には交流電源１の交流電圧
ＶＡＣをチョッパ回路２により直流電圧に変換し、コン
デンサ３の電圧を直流電圧ＶＤＣに一定制御し、負荷に
対して直流定電圧電源装置として機能するものである。
【０００３】同図において前記チョッパ回路２は、チョ
−クコイル２１、スイッチング素子２２，２３、ダイオ
−ド２４〜２７で構成され、入力電流を低歪の正弦波状
にすると同時に昇圧チョッパとして機能し、直流電圧を
ＶＤＣに一定制御する。
−クコイル２１、スイッチング素子２２，２３、ダイオ
−ド２４〜２７で構成され、入力電流を低歪の正弦波状
にすると同時に昇圧チョッパとして機能し、直流電圧を
ＶＤＣに一定制御する。
【０００４】また前記スイッチング素子２３には交流電
圧ＶＡＣが正の期間に、スイッチング素子２２には交流
電圧ＶＡＣが負の期間に電流が流れるようにスイッチン
グ素子駆動部１５は両スイッチング素子２２，２３をオ
ンオフ制御する。
圧ＶＡＣが正の期間に、スイッチング素子２２には交流
電圧ＶＡＣが負の期間に電流が流れるようにスイッチン
グ素子駆動部１５は両スイッチング素子２２，２３をオ
ンオフ制御する。
【０００５】そして直流電圧設定部５で設定された直流
電圧指令信号ｖｒと直流電圧検出部６で検出された直流
電圧ＶＤＣに比例した直流電圧信号ｖｄとは、直流電圧
誤差増幅部７で比較・増幅され、直流電圧誤差信号ｖｅ
となる。このｖｅは入力電流指令発生部１０で、ＡＣ電
圧検出トランス８およびフィルタ９により作られる交流
電圧ＶＡＣと同期した歪のない正弦波である入力電流基
準波形信号ｓと掛算されて、入力電流指令信号ｉｒとな
る。 従って、ｉｒはＶＡＣと同相でｖｅに比例した振幅をも
つ正弦波である。
電圧指令信号ｖｒと直流電圧検出部６で検出された直流
電圧ＶＤＣに比例した直流電圧信号ｖｄとは、直流電圧
誤差増幅部７で比較・増幅され、直流電圧誤差信号ｖｅ
となる。このｖｅは入力電流指令発生部１０で、ＡＣ電
圧検出トランス８およびフィルタ９により作られる交流
電圧ＶＡＣと同期した歪のない正弦波である入力電流基
準波形信号ｓと掛算されて、入力電流指令信号ｉｒとな
る。 従って、ｉｒはＶＡＣと同相でｖｅに比例した振幅をも
つ正弦波である。
【０００６】このｉｒと電流検出器１１で検出された入
力電流ＩＡＣに比例した入力電流信号ｉａは入力電流誤
差増幅部１２で比較・増幅され入力電流誤差信号ｉｅと
なる。このｉｅと三角波発生部１３で生成される三角波
とが駆動パタ−ン発生部において比較され駆動パタ−ン
信号ｓｄとなる。このｓｄに基づいてスイッチング素子
駆動部１５は前述のようにスイッチング素子２２，２３
を駆動し、チョッパ回路２の入力電流ＩＡＣを正弦波状
に、また、出力直流電圧ＶＤＣを一定に制御する。
力電流ＩＡＣに比例した入力電流信号ｉａは入力電流誤
差増幅部１２で比較・増幅され入力電流誤差信号ｉｅと
なる。このｉｅと三角波発生部１３で生成される三角波
とが駆動パタ−ン発生部において比較され駆動パタ−ン
信号ｓｄとなる。このｓｄに基づいてスイッチング素子
駆動部１５は前述のようにスイッチング素子２２，２３
を駆動し、チョッパ回路２の入力電流ＩＡＣを正弦波状
に、また、出力直流電圧ＶＤＣを一定に制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図６は上記従来の電源
装置における入力電圧ＶＡＣ及び入力電流ＩＡＣの波形
図を示す。この図によれば入力電圧ＶＡＣの絶対値が零
から立ち上がる時点において入力電流ＩＡＣが正弦波と
はならず、高調波成分が多く含まれた歪電流となるとい
う問題があることが明らかである。
装置における入力電圧ＶＡＣ及び入力電流ＩＡＣの波形
図を示す。この図によれば入力電圧ＶＡＣの絶対値が零
から立ち上がる時点において入力電流ＩＡＣが正弦波と
はならず、高調波成分が多く含まれた歪電流となるとい
う問題があることが明らかである。
【０００８】本発明は斯かる従来技術の問題点に鑑み成
されたものであり、入力電圧ＶＡＣの絶対値が零から立
ち上がる時点においても入力電流ＩＡＣは正弦波電流が
流れるようにして入力電流ＩＡＣの高調波成分が極めて
少ない電源装置を得ることを目的とするものである。
されたものであり、入力電圧ＶＡＣの絶対値が零から立
ち上がる時点においても入力電流ＩＡＣは正弦波電流が
流れるようにして入力電流ＩＡＣの高調波成分が極めて
少ない電源装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】従来技術の問題点は交流電源１から見た電
源装置を図７に示す如く純抵抗Ｒと考えて入力電流を制
御することが原因である。即ち交流電源１の周波数にお
いて実際には前記チョッパ回路２のチョ−クコイル２１
に交流電流ＩＡＣを流すために該チョ−クコイル２１の
前後の電圧ＶＡＣとＶＡＣ’との間に位相差θが生じ（
図６参照）、その分入力電圧ＶＡＣの絶対値が零から立
ち上がる時点においてスイッチング素子２２および２３
にはＶＡＣと逆方向の電圧が印加されることになり電流
を制御することができなくなって歪を生じるのである。
源装置を図７に示す如く純抵抗Ｒと考えて入力電流を制
御することが原因である。即ち交流電源１の周波数にお
いて実際には前記チョッパ回路２のチョ−クコイル２１
に交流電流ＩＡＣを流すために該チョ−クコイル２１の
前後の電圧ＶＡＣとＶＡＣ’との間に位相差θが生じ（
図６参照）、その分入力電圧ＶＡＣの絶対値が零から立
ち上がる時点においてスイッチング素子２２および２３
にはＶＡＣと逆方向の電圧が印加されることになり電流
を制御することができなくなって歪を生じるのである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源と、
該交流電源に接続され入力される交流電圧を直流電圧に
変換するチョッパ回路と、該チョッパ回路に接続され前
記直流電圧を定電圧に制御する定電圧手段と、該定電圧
手段に接続される負荷とよりなり、前記チョッパ回路の
入力電流あるいは負荷の重さを検出して該チョッパ回路
の入力電圧に対する入力電流の位相を制御する制御手段
を設けたものである。
該交流電源に接続され入力される交流電圧を直流電圧に
変換するチョッパ回路と、該チョッパ回路に接続され前
記直流電圧を定電圧に制御する定電圧手段と、該定電圧
手段に接続される負荷とよりなり、前記チョッパ回路の
入力電流あるいは負荷の重さを検出して該チョッパ回路
の入力電圧に対する入力電流の位相を制御する制御手段
を設けたものである。
【００１１】
【作用】上記構成では交流電源１から見た電源装置を図
４に示す如くインダクタンスＬと抵抗Ｒとの直列回路と
考えて入力電流を制御することを基本とする。この図４
の回路において交流電源電圧ＶＡＣをＥｍｓｉｎωｔ（
ωは交流電源の角周波数）とすると電流ＩＡＣは
４に示す如くインダクタンスＬと抵抗Ｒとの直列回路と
考えて入力電流を制御することを基本とする。この図４
の回路において交流電源電圧ＶＡＣをＥｍｓｉｎωｔ（
ωは交流電源の角周波数）とすると電流ＩＡＣは
【００
１２】
１２】
【数１】
【００１３】となる（このθはＶＡＣとＶＡＣ’との位
相差である）。
相差である）。
【００１４】また、電源電圧ＶＡＣ，角周波数ω，イン
ダクタンスＬが一定であるときの入力電流ＩＡＣに対応
する抵抗Ｒは
ダクタンスＬが一定であるときの入力電流ＩＡＣに対応
する抵抗Ｒは
【００１５】
【数２】
【００１６】となるから、θは入力電流ＩＡＣあるいは
負荷の重さＲの関数として表すことができる。
負荷の重さＲの関数として表すことができる。
【００１７】そこで本発明はチョッパ回路の入力電流の
大きさあるいは負荷の重さにより該チョッパ回路の入力
電圧に対する入力電流の位相を制御手段によって制御す
ることでこのチョッパ回路の入力電流の高調波成分を抑
制する。
大きさあるいは負荷の重さにより該チョッパ回路の入力
電圧に対する入力電流の位相を制御手段によって制御す
ることでこのチョッパ回路の入力電流の高調波成分を抑
制する。
【００１８】このような制御を行うことによって、チョ
ッパ回路の入力電圧の絶対値が零から立ち上がる時点に
おいても該チョッパ回路を構成するスイッチング素子に
印加される電圧と等しい方向に電流を流すように電流が
制御されるから、このチョッパ回路の入力電圧の絶対値
が零から立ち上がる時点においても歪を生じず、入力電
流の高調波成分が極めて少なくなる。
ッパ回路の入力電圧の絶対値が零から立ち上がる時点に
おいても該チョッパ回路を構成するスイッチング素子に
印加される電圧と等しい方向に電流を流すように電流が
制御されるから、このチョッパ回路の入力電圧の絶対値
が零から立ち上がる時点においても歪を生じず、入力電
流の高調波成分が極めて少なくなる。
【００１９】
【実施例】本発明電源装置の一実施例のブロック図を図
１に示す。なお、従来と同一の機能を有する部分には同
一の符号をつけ説明を省略する。
１に示す。なお、従来と同一の機能を有する部分には同
一の符号をつけ説明を省略する。
【００２０】図１において、同期信号発生部１６は電源
電圧ＶＡＣが負から正に向かって零を通過する毎に同期
信号ＳＹＮＣを発生する。入力電流基準波形発生部１７
はこの同期信号ＳＹＮＣと該同期信号ＳＹＮＣから得ら
れる直流電圧誤差信号ｖｅとにより、入力電流ＩＡＣの
大きさにあるいは負荷の重さに応じた入力電圧ＶＡＣに
対しての位相差をもつ正弦波である入力電流基準波形信
号ｓを発生する部分であり、本発明の特徴となる部分で
ある。
電圧ＶＡＣが負から正に向かって零を通過する毎に同期
信号ＳＹＮＣを発生する。入力電流基準波形発生部１７
はこの同期信号ＳＹＮＣと該同期信号ＳＹＮＣから得ら
れる直流電圧誤差信号ｖｅとにより、入力電流ＩＡＣの
大きさにあるいは負荷の重さに応じた入力電圧ＶＡＣに
対しての位相差をもつ正弦波である入力電流基準波形信
号ｓを発生する部分であり、本発明の特徴となる部分で
ある。
【００２１】次に前記入力電流基準波形発生部１７の構
成例を図２に示す。図２において１７１は発振器，１７
２は制御ロジック，１７３はカウンタ，１７４はＡ／Ｄ
変換器，１７５はＲＯＭ，１７６はＤ／Ａ変換器である
。
成例を図２に示す。図２において１７１は発振器，１７
２は制御ロジック，１７３はカウンタ，１７４はＡ／Ｄ
変換器，１７５はＲＯＭ，１７６はＤ／Ａ変換器である
。
【００２２】以下前記入力電流基準波形発生部１７の中
身を説明するが、説明のために発振器１７１の周波数を
交流電源１の周波数の２１２倍，カウンタ１７３は１２
ビットバイナリカウンタ，Ａ／Ｄ変換器１７４の分解能
を４ビットとする。
身を説明するが、説明のために発振器１７１の周波数を
交流電源１の周波数の２１２倍，カウンタ１７３は１２
ビットバイナリカウンタ，Ａ／Ｄ変換器１７４の分解能
を４ビットとする。
【００２３】前記発振器１７１は入力電流基準波形発生
部１７の動作の基準となるクロック信号を発生するもの
である。制御ロジック１７２はクロック信号と同期信号
ＳＹＮＣによりカウンタ１７３，Ａ／Ｄ変換器１７４，
ＲＯＭ１７５，Ｄ／Ａ変換器１７６用の制御信号を生成
する。カウンタ１７３は交流電源１周期の間にカウント
値を０〜０ＦＦＦＨまで進め、これを下位アドレスとし
てＲＯＭ１７５に渡す。なおカウント値は制御信号によ
り同期信号ＳＹＮＣの発生と同期して０となる。Ａ／Ｄ
変換器１７４は入力電流ＩＡＣに比例する直流電圧誤差
信号ｖｅをディジタル値に変換し、これを上位アドレス
としてＲＯＭ１７５に渡す。ＲＯＭ１７５にはアドレス
の上位４ビットをｘＨ，下位１２ビットをＸＸＸＨとし
て、ｓｉｎ（２π・ｘＸＸＸＨ／４０９６−θｘ）のデ
−タが格納されている。ここでθｘは直流電圧誤差信号
ｖｅに比例す る入力電流ＩＡＣの大きさに対応する入
力電圧ＶＡＣと該入力電流ＩＡＣの位相差に相当する。 Ｄ／Ａ変換器１７６はＲＯＭ１７５から出力されたデ−
タをアナログ信号に変換し、入力電流基準波形信号ｓと
して出力する。
部１７の動作の基準となるクロック信号を発生するもの
である。制御ロジック１７２はクロック信号と同期信号
ＳＹＮＣによりカウンタ１７３，Ａ／Ｄ変換器１７４，
ＲＯＭ１７５，Ｄ／Ａ変換器１７６用の制御信号を生成
する。カウンタ１７３は交流電源１周期の間にカウント
値を０〜０ＦＦＦＨまで進め、これを下位アドレスとし
てＲＯＭ１７５に渡す。なおカウント値は制御信号によ
り同期信号ＳＹＮＣの発生と同期して０となる。Ａ／Ｄ
変換器１７４は入力電流ＩＡＣに比例する直流電圧誤差
信号ｖｅをディジタル値に変換し、これを上位アドレス
としてＲＯＭ１７５に渡す。ＲＯＭ１７５にはアドレス
の上位４ビットをｘＨ，下位１２ビットをＸＸＸＨとし
て、ｓｉｎ（２π・ｘＸＸＸＨ／４０９６−θｘ）のデ
−タが格納されている。ここでθｘは直流電圧誤差信号
ｖｅに比例す る入力電流ＩＡＣの大きさに対応する入
力電圧ＶＡＣと該入力電流ＩＡＣの位相差に相当する。 Ｄ／Ａ変換器１７６はＲＯＭ１７５から出力されたデ−
タをアナログ信号に変換し、入力電流基準波形信号ｓと
して出力する。
【００２４】以上の構成により入力電流基準波形発生部
１７は、同期信号ＳＹＮＣと直流電圧誤差信号ｖｅとに
より、入力電流ＩＡＣの大きさにあるいは負荷の重さに
応じた入力電圧ＶＡＣに対しての位相差θをもつ正弦波
である入力電流基準波形信号ｓを発生する。
１７は、同期信号ＳＹＮＣと直流電圧誤差信号ｖｅとに
より、入力電流ＩＡＣの大きさにあるいは負荷の重さに
応じた入力電圧ＶＡＣに対しての位相差θをもつ正弦波
である入力電流基準波形信号ｓを発生する。
【００２５】これにより入力電流ＩＡＣはその大きさに
及び負荷の重さにより入力電圧ＶＡＣに対しての位相差
θをもって制御されるようになり、図３の曲線ＩＡＣに
示すように歪を生じず、入力電流ＩＡＣの高調波成分が
極めて少ないものとなる。
及び負荷の重さにより入力電圧ＶＡＣに対しての位相差
θをもって制御されるようになり、図３の曲線ＩＡＣに
示すように歪を生じず、入力電流ＩＡＣの高調波成分が
極めて少ないものとなる。
【００２６】なお前記入力電圧ＶＡＣと入力電流ＩＡＣ
の位相差による力率の低下は位相差が５°としても０．
９９６以上であり、その影響は極めて小さい。
の位相差による力率の低下は位相差が５°としても０．
９９６以上であり、その影響は極めて小さい。
【００２７】
【発明の効果】本発明は交流電源と、該交流電源に接続
され入力される交流電圧を直流電圧に変換するチョッパ
回路と、該チョッパ回路に接続され前記直流電圧を定電
圧に制御する定電圧手段と、該定電圧手段に接続される
負荷とよりなり、前記チョッパ回路の入力電流あるいは
負荷の重さを検出して該チョッパ回路の入力電圧に対す
る入力電流の位相を制御する制御手段を設けたものであ
るから、チョッパ回路の入力電流に含まれる高調波成分
が極めて少なくなり、電源に対する高調波成分による影
響が小さくなる効果が生まれる。
され入力される交流電圧を直流電圧に変換するチョッパ
回路と、該チョッパ回路に接続され前記直流電圧を定電
圧に制御する定電圧手段と、該定電圧手段に接続される
負荷とよりなり、前記チョッパ回路の入力電流あるいは
負荷の重さを検出して該チョッパ回路の入力電圧に対す
る入力電流の位相を制御する制御手段を設けたものであ
るから、チョッパ回路の入力電流に含まれる高調波成分
が極めて少なくなり、電源に対する高調波成分による影
響が小さくなる効果が生まれる。
【図１】本発明電源装置の一実施例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】図１の入力電流基準波形発生部の構成例を示す
図である。
図である。
【図３】本発明電源装置の効果を示す波形図である。
【図４】本発明電源装置の考え方を説明する回路図であ
る。
る。
【図５】従来の電源装置を示すブロック図である。
【図６】従来の電源装置の問題点を説明する波形図であ
る。
る。
【図７】従来の電源装置の考え方を説明する回路図であ
る。
る。
１ 交流電源
２ チョッパ回路２１
チョークコイル２２，２３ スイッ
チング素子 ２４〜２７ ダイオード ３ コンデンサ４
負荷 ５ 直流電圧設定部６
直流電圧検出部７
直流電圧誤差増幅部８
ＡＣ電圧検出トランス９ フィ
ルタ １０ 入力電流指令発生部１１
電流検出器 １２ 入力電流誤差増幅部１３
三角波発生部１４
駆動パターン発生部１５ スイッ
チング素子駆動部１６ 同期信号発
生部１７ 入力電流基準波形発生部
１７１ 発振器 １７２ 制御ロジック １７３ カウンタ １７４ Ａ／Ｄ変換器 １７５ ＲＯＭ １７６ Ｄ／Ａ変換器
チョークコイル２２，２３ スイッ
チング素子 ２４〜２７ ダイオード ３ コンデンサ４
負荷 ５ 直流電圧設定部６
直流電圧検出部７
直流電圧誤差増幅部８
ＡＣ電圧検出トランス９ フィ
ルタ １０ 入力電流指令発生部１１
電流検出器 １２ 入力電流誤差増幅部１３
三角波発生部１４
駆動パターン発生部１５ スイッ
チング素子駆動部１６ 同期信号発
生部１７ 入力電流基準波形発生部
１７１ 発振器 １７２ 制御ロジック １７３ カウンタ １７４ Ａ／Ｄ変換器 １７５ ＲＯＭ １７６ Ｄ／Ａ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源と、該交流電源に接続され入
力される交流電圧を直流電圧に変換するチョッパ回路と
、該チョッパ回路に接続され前記直流電圧を定電圧に制
御する定電圧手段と、該定電圧手段に接続される負荷と
よりなり、前記チョッパ回路の入力電流あるいは負荷の
重さを検出して該チョッパ回路の入力電圧に対する入力
電流の位相を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008691A JPH04304167A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7008691A JPH04304167A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304167A true JPH04304167A (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=13421379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7008691A Pending JPH04304167A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304167A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008066998A2 (en) | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Sunpower, Inc. | Electronic controller matching engine power to alternator power and maintaining engine frequency for a free-piston stirling engine driving a linear alternator |
| JP2011142726A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Logah Technology Corp | インタリーブ・ブリッジレス・パワー・ファクター修正器およびその制御方法 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP7008691A patent/JPH04304167A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008066998A2 (en) | 2006-11-29 | 2008-06-05 | Sunpower, Inc. | Electronic controller matching engine power to alternator power and maintaining engine frequency for a free-piston stirling engine driving a linear alternator |
| EP2087204A4 (en) * | 2006-11-29 | 2009-11-11 | Sunpower Inc | ELECTRONIC CONTROL UNIT CONCORDING THE POWER OF AN ENGINE WITH THE POWER OF AN ALTERNATOR AND NOW AN ENGINE FREQUENCY FOR A STIRLING ENGINE WITH FREE PISTONS WHICH LEADS TO A LINEAR ALTERNATOR |
| JP2011142726A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Logah Technology Corp | インタリーブ・ブリッジレス・パワー・ファクター修正器およびその制御方法 |
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