JPH044747A - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

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JPH044747A
JPH044747A JP10369990A JP10369990A JPH044747A JP H044747 A JPH044747 A JP H044747A JP 10369990 A JP10369990 A JP 10369990A JP 10369990 A JP10369990 A JP 10369990A JP H044747 A JPH044747 A JP H044747A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、コンバータトランスを用いて入力側と出力側
とを電気的に絶縁分離する方式のスイッチング電源に関
する。
(従来の技術・発明が解決しようとする課題)第1従来
例 〔構成・動作〕 第1従来例のスイッチング電源には、第7図に示すもの
かある。
このスイッチング電源は、入力端2.2間に印加される
交流入力を整流平滑回路4て整流平滑して直流電圧に変
換するとともに、その直流電圧を主コンバータトランス
6の一次側巻線6aに供給し、主コンバータトランス6
の一次側巻線6aと二次側巻線6bとの巻数比に対応し
て二次側巻線6bに誘起した電圧を整流平滑回路8て整
流平滑して直流電圧に変換したうえで、出力端10,1
0間に並列に接続されている負荷12にその直流電圧を
出力電圧として供給するものである。
そして、このスイッチング電源においては、その出力端
10.10間における出力電圧を定電圧にするために、
出力電圧検出回路14を設け、この出力電圧検出回路1
4からの出力電圧検出信号を制御回路16に入力する一
方、制御回路16においては、その出力電圧検出信号の
入力に応答して、出力電圧を定電圧化するための制御信
号を、駆動トランス18を介して、スイッチング素子2
0に出力する。そして、スイッチング素子20は制御信
号の入力によりスイッチング動作を制御され、これによ
って、コンバータトランス6の一次側巻線6aの電流経
路22のオンオフのデユーティ比を制御することにより
、二次側巻線6bおよび整流平滑回路8を介して出力端
10.10間にあられれる出力電圧を定電圧にする。
ここで、制御回路16は補助電源回路24から電源を供
給されるようになっている。補助電源回路24は、スイ
ッチング素子24a1副コンバータトランス24b、お
よび整流平滑回路24cで構成されている。
このようなスイッチング電源においては、負荷12が例
えばモータとこれによって駆動される機構部分というよ
うな駆動系とした場合、そのモータに対する電圧が立ち
上がるまでに該モータに電圧を供給してモータを駆動す
ると、駆動系の誤動作となり得るから、その電圧が立ち
上がるまではその誤動作を防止するために、制御系でも
ってそのモータへの電圧供給を一時的に停止制御してお
いて、電圧が立ち上がったときにその停止制御を解除し
てモータに電圧を供給してこれを駆動させる必要かある
そこで、第7図のスイッチング電源においては、その制
御系としてリモートコントロール回路26を有しており
、入力端子28.28を介して負荷12への電圧供給と
該供給の停止制御とを行うためのリモートコントロール
信号をリモートコントロール回路26に入力することに
より、該リモートコントロール回路26から制御回路1
6に対して電源供給とその供給の停止制御信号を出力で
きるようにしている。
〔課題〕
ところで、このスイッチング電源では、各トランス6.
18,24bでもって、一次側と二次Illとを電気的
に絶縁分離している。ここで、一次側回路として、整流
平滑回路4、およびスイッチング素子20.24aがあ
り、二次側回路として、整流平滑回路8.24c、出力
電圧検出回路14、制御回路16、およびリモートコン
トロール回路26があり、一次側と二次側の各回路を絶
縁分離するために高価でかつ広い設置スペースが必要で
しかも重量の重いトランスが必要な構造となっている。
このようなトランスが必要なスイッチング電源では、安
価でかつ小型化の必要な電子機器に組み込むことが困難
であり、採用しがたいものである。
第2従来例 〔構成・動作〕 第2従来例のスイッチング電源は、第8図に示すような
構成を採ることによって、第1従来例のような高価な駆
動トランス】8と副コンバータトランス24bとを使用
する必要をなくしたものである。
第8図において、第7図のそれと対応する部分には同一
の符号を付している。そして、このスイッチング電源の
動作説明も基本的には第7図のそれと同様であるから、
ここでのその説明は省略する。
第8図のスイッチング電源においては第7図の二次側に
あった制御回路16、リモートコントロール回路26を
一次側回路としており、これによって、第7図における
駆動トランス18、および副コンバータトランス24b
を不要化している。なお、30は制御回路16の起動用
抵抗であり、32は出力電圧検出回路14からの出力電
圧検出信号を制御回路16に出力する1こめのフォトカ
プラである。
〔課題〕
しかしながら、リモートコントロール回路26において
は、第7図の従来例では二次側にあったから、リモート
コントロール信号入力端子28に与える信号としては、
例えばリレー接点とか、マニュアル式スイッチによる該
入力端子28.28間の電気的なオープン・ショートで
も対応することかできるのに対して、第8図では、リモ
ートコントロール回路26が一次側にあり、リモートコ
ントロール信号入力側が二次側から与えられるから、リ
モートコントロール回路26とリモートコントロール信
号入力側とを電気的に絶縁分離する必要がある。そして
、そのために、リモートコントロール信号入力端子28
.28とリモートコントロール信号入力側との間に、両
者を電気的に絶縁分離するためのフォトカプラ34を接
続している。
このような構造では、高価なフォトカプラ34が必要と
なるうえ、フォトカプラ34の発光ダイオード34aに
対する発光電流供給用の電流源が必要となって構成が複
雑化するのみならず、その発光ダイオード34aに適正
な発光電流を与えて受光トランジスタ34bを駆動する
必要があることから汎用性に欠けてくるという課題が残
される。
(発明の目的) したかって、本発明においては、主コンバータトランス
以外に、第7図のような駆動トランスとか副コンバータ
トランスが不要であるうえ、リモートコントロール回路
を主コンバータトランスの二次側に設けて、第8図のよ
うな該リモートコントロール回路側に絶縁分離用のフォ
トカプラを不要化することで、構成が安価でかつ簡単に
済むうえ、汎用性のあるスイッチング電源を提供するこ
とを目的としている。
(課題を解決するための手段) このような目的を達成するために、本発明の請求項(1
)に記載のスイッチング電源においては、コンバータト
ランス、一次側回路、二次側回路、およびフォトカプラ
を有し、コンバータトランスよ、一次側巻線および二次
側巻線を有しており、該一次側巻線は入力端側に接続さ
れ、二次側巻線は出力端側に接続されており、一次側回
路は、スイッチング素子、および制御回路を有しており
、該スイッチング素子は、一次側巻線の電流経路に挿入
接続されているものであって、制御信号の入力に応答し
てスイッチング動作して該電流経路をオンオフするもの
であり、制御回路は、出力電圧検出信号の入力に応答し
て出力電圧を定電圧にするための第1の制御信号をスイ
ッチング素子に出力し、かっ、電源オンオフ信号の入力
に応答して負荷に対する電源供給を実質的に停止状態と
するための第2の制御信号をスイッチング素子に出力す
るものであり、二次側回路は、整流平滑回路、出力電圧
検出回路、およびリモートコントロール回路を有してお
り、整流平滑回路は、コンバータトランスの二次側巻線
に誘起された電圧を整流平滑して負荷とリモートコント
ロール回路とに出力するものであり、出力電圧検出回路
は、出力端における出力電圧を大きさを検出し、その検
出の結果を出力電圧検出信号として制御回路に出力する
ものであり、リモートコントロール回路は、リモートコ
ントロール信号の入力に応答して電源オンオフ信号を出
力するものであり、フォトカプラは、出力電圧検出信号
と電源オンオフ信号とをそれぞれ制御回路に出力するも
のであることを特徴としている。
請求項(2)に記載のスイッチング電源は、前記請求項
(1)に記載のスイッチング電源であって、リモートコ
ントロール回路は、スイッチ駆動手段を有し、該スイッ
チ駆動手段は、リモートコントロー、ル信号の入力に応
答してリモートコントロール回路が動作するときに、ス
イッチ駆動信号を出力するものであり、出力端にはスイ
ッチが並列に接続されており、該スイッチは、スイッチ
駆動信号に応答して出力端を短絡するものであることを
特徴としている。
請求項(3)に記載のスイッチング電源は、請求項(1
)に記載のスイッチング電源であって、フォトカプラに
代えて、発光素子と受光素子とを有しており、出力電圧
検出回路は、前記発光素子を有しており、制御回路は前
記受光素子を有しており、発光素子は、出力電圧検出回
路による出力電圧の検出動作に応答して発光し、かつリ
モートコントロール回路からの電源オンオフ信号の入力
に応答して発光するものであり、受光素子は、前記発光
の受光に応答するものであることを特徴としている。
請求項(4)に記載のスイッチング電源は、請求項(3
)に記載のスイッチング電源であって、リモートコント
ロール回路は、スイッチ駆動手段を有し、該スイッチ駆
動手段は、リモートコントロール信号の入力に応答して
リモートコントロール回路が動作するときに、スイッチ
駆動信号を出力するものであり、出力端にはスイッチが
並列に接続されており、該スイッチは、スイッチ駆動信
号に応答して出力端を短絡するものであることを特徴と
している。
請求項(5)に記載のスイッチング電源は、請求項(3
)に記載のスイッチング電源であって、リモートコント
ロール回路は、フォトカプラを有し、該フォトカプラは
、発光素子と受光素子とを有し、リモートコントロール
回路は、リモートコントロール信号の入力に応答して発
光素子を駆動して発光させるとともに、該発光により受
光素子を動作させ、受光素子は該動作により出力電圧検
出回路内の発光素子に電源オンオフ信号を出力するもの
であることを特徴としている。
(作用) 請求項(1)のスイッチング電源においては、出力端に
接続された負荷に電源を供給しないときは、リモートコ
ントロール回路にリモートコントロール信号を出力する
。リモートコントロール回路は、このリモートコントロ
ール信号の入力に応答して電源オンオフ信号をフォトカ
プラを介して制御回路に出力する。制御回路はこの電源
オンオフ信号の入力に応答して、負荷に電源が実質的に
供給されないような出力電圧とするように、第2の制御
信号をスイッチング素子に出力する。これによって、負
荷には電源が実質的に供給されなくなる。
そして、例えば負荷への電源が立ち上がって安定した場
合は、リモートコントロール信号の入力を停止すると、
フォトカプラを介しての制御回路への電源オンオフ信号
の入力がなくなる一方、該フォトカプラを介して制御回
路には出力電圧検出回路から出力電圧検出信号が与えら
れるから、制御回路は、この出力電圧検出信号に応答し
て負荷への出力電圧を定電圧にするための第2の制御信
号をスイッチング素子に出力する。これによって、負荷
への出力電圧は定電圧に制御される。
請求項(2)に記載のスイッチング電源にあっては、リ
モートコントロール回路のスイッチ駆動手段は、リモー
トコントロール信号の入力に応答してリモートコントロ
ール回路が動作するときに、スイッチ駆動信号を出力す
る。このスイッチ駆動信号により、スイッチはオンして
出力端を特徴する 請求項(3)に記載のスイッチング電源にあっては、出
力電圧検出回路内の発光素子が、該出力電圧検出回路に
よる出力電圧の検出動作に応答して発光し、かつリモー
トコントロール回路からの電源オンオフ信号の入力に応
答して発光する。そして、制御回路内の受光素子が、前
記発光の受光に応答する。
請求項(4)に記載のスイッチング電源は、リモートコ
ントロール回路のスイッチ駆動手段が、リモートコント
ロール信号の入力に応答してリモートコントロール回路
が動作するときに、スイッチ駆動信号を出力する。これ
によって、出力端に並列に接続されたスイッチがオンし
て出力端を特徴する 請求項(5)に記載のスイッチング電源は、リモートコ
ントロール回路が、リモートコントロール信号の入力に
応答して該回路内の発光素子を駆動して発光させるとと
もに、該発光により該回路内の受光素子を動作させる。
そして、受光素子は該動作により出力電圧検出回路内の
発光素子に電源オンオフ信号を出力する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
第1実施例 第1図は第1実施例に係るスイッチング電源の回路図で
あり、第7図および第8図と対応する部分には同一の符
号を付している。
本実施例のスイッチング電源において、2.2は交流電
源の入力端、4は交流電源の整流平滑回路、6はコンバ
ータトランス、8は整流平滑回路、1010は負荷が接
続される出力端、12は負荷、14は出力電圧検出回路
、16は制御回路、20はスイッチング素子、22は一
次側巻線6aの電流経路、26はリモートコントロール
回路、28.28はリモートコントロール信号入力端子
、30は起動抵抗である。
上記構成においては、コンバータトランス6の一次側回
路Aとして、整流平滑回路4、制御回路16、およびス
イッチング素子20を有し、それの二次側回路Bとして
、整流平滑回路8、出力電圧検出回路14を有している
ことは第8図のそれと同様であるから、ここでの詳しい
説明は省略する。
本実施例のスイッチング電源においては、コンバータト
ランス6の二次側にリモートコントロール回路26を設
けるとともに、フォトカプラ32には出力電圧検出回路
I4からの出力電圧検出信号のみならず、該リモートコ
ントロール回路26からの電源オンオフ信号を出力する
ようにしたことに特徴を有している。
制御回路16は、フォトカプラ32を介して、出力電圧
検出回路14から与えられる出力電圧検出信号と、リモ
ートコントロール回路26から与えられる電源オンオフ
信号とのそれぞれの入力に応答して、スイッチング素子
20に第1および第2の制御信号を出力し、該スイッチ
ング素子20の動作を制御する。
この場合、制御回路16は、出力電圧検出信号の入力に
対しては、スイッチング素子20に第1の制御信号を出
力して負荷12に定電圧が供給されるようにスイッチン
グ素子20の動作を制御し、電源オンオフ信号の入力に
対しては、つぎのように第2の制御信号でもってスイッ
チング素子20の動作を制御する。
すなわち、制御回路16は電源オンオフ信号が入力され
ると、負荷12への電源供給を実質的に停止させる一方
で、リモートコントロール回路26にはそれの駆動電源
が供給されるように整流平滑回路8を介してそれに電源
を供給しておくように第2の制御信号でもってスイッチ
ング素子20を駆動制御する。
これによって、負荷12には実質的に電源供給が停止状
態とされるか、リモートコントロール回路26にはそれ
の駆動電源が整流平滑回路8を介して供給されることに
なる。
この場合、リモートコントロール回路26は、リモート
コントロール信号入力端子28.28から与えられるリ
モートコントロール信号の入力に応答して、トランジス
タTRをオンさせることで、フォトカプラ32に電源オ
ンオフ信号を出力する。
なお、スイッチング電源の基本的動作は上述の各従来例
と同様であるから、その詳細な説明は省略する。
第2実施例 第2図は第2実施例のスイッチング電源の回路図であっ
て、第1図のそれと対応する部分には同一の符号を付し
ている。第2実施例におけるスイッチング電源の特徴は
、トランジスタTRのコレクタにスイッチ駆動手段とし
てのリレーコイルRLを接続し、このリレーコイルRL
への通電によってオンオフするスイッチとしてのリレー
接点RCを出力端10,10に並列に接続し、リモート
コントロール信号の入力によってトランジスタTRがオ
ンしたときに、リレーコイルRLを通電し、リレー接点
RCをオンにさせることでもって、出力端10.10を
短絡して、負荷12に確実に電源が供給されないように
している。
第3実施例 第3図は第3実施例のスイッチング電源の回路図であっ
て、前記各図と対応する部分には同一の符号を付してい
る。第3実施例におけるスイッチング電源において、第
1実施例のそれと異なる特徴構成は、第1実施例のフォ
トカプラ32か省略されているとともに、その代わりに
、そのフォトカプラ32の発光ダイオードと受光トラン
ジスタとが、第3実施例においては、それぞれ、出力電
圧検出回路14と制御回路16それぞれの内部に設けら
れていることである。
出力電圧検出回路14は、発光ダイオードDI、ツェナ
ーダイオードD2、および抵抗R3〜R5を有しており
、これらの各素子でもって出力電圧の検出動作を行う。
制御回路16は、受光トランジスタTRI、トランジス
タTR2、および抵抗R6R7を有している。
そして、出力電圧検出回路14内の発光ダイオードDI
は出力電圧検出回路14の出力電圧検出信号と、リモー
トコントロール回路26出力である電源オンオフ信号と
に応答して発光し、制御回路16内の受光トランジスタ
TRIは前記各信号の入力に応答して前述の各動作を行
う。
第4実施例 第4図は第4実施例のスイッチング電源の回路図であっ
て、前記各図と対応する部分には同一の符号を付してい
る。第4実施例においては、第2実施例のリレーコイル
RLとリレー接点RCと、第3実施例とを組み合わせた
ものであり、その構成および動作は第2実施例と第3実
施例とから明らかであるからその説明は省略する。
第5実施例 第5図は第5実施例のスイッチング電源の回路図であっ
て、前記各図と対応する部分に同一の符号を付している
。第5実施例においては、第3実施例に対して、リモー
トコントロール回路26に発光ダイオードD3および受
光トランジスタTR3からなるフォトカプラを設け、入
力端子28゜28にリモー)・コントロール信号か与え
られてトランジスタTRがオンすると、発光ダイオード
D3を発光させて受光トランジスタTR3を動作させる
ことによって、出力電圧検出回路140発光ダイオード
DIを発光させるようになっている。
この発光ダイオードD3の発光に伴う電源オンオフ信号
の出力および、それに伴う動作は上述したからその説明
は省略する。
第6実施例 第6図は第6実施例のスイッチング電源の回路図であっ
て、前記各図と対応する部分には同一の符号を付してい
る。第6実施例において特徴とする構成は、リモートコ
ントロール回路26が第5実施例のそれと同様であり、
制御回路16をPWM(パルス幅制御)用I CI 6
aと受光トランジスタTRIとで構成したことである。
第1ないし第5実施例のスイッチング電源は、RoCC
(リンギング・チョーク・コンバータ)方式であるが、
第6実施例のそれはP、P、C,(フィード・フォワー
ド・コンバータ)方式であり、IC16aは、パルス幅
変調器と、発振器と、帰還増幅器とを有し、帰還増幅器
において受光トランジスタTRIの出力を基準値と比較
増幅し、発振器の発振周波数に同期させて、出力電圧が
低い場合はパルス幅を広げ、出力電圧が高い場合はパル
ス幅を狭くするなどの動作をパルス幅変調器で行うよう
にして出力電圧の定電圧化制御とか、負荷への電源供給
の停止制御とかを行うようになっている。
(発明の効果) 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
コンバータトランスの一次側に、スイッチング素子、お
よび制御回路を設け、それの二次側に、整流平滑回路、
出力電圧検出回路、およびリモートコントロール回路を
設けたから、前述の第1従来例のようにコンバータトラ
ンスの二次側に制御回路を設けたために要していた駆動
トランスとか、副コンバータトランスが不要となるとい
う効果があり、さらに、リモートコントロール回路をコ
ンバータトランスの二次側に設けたから、第2従来例の
ようなリモートコントロール回路駆動用のフォトカプラ
が不要となる。したがって、このフォトカプラが不要で
あることから、構成か安価でかつ簡単化するうえ、リモ
ートコントロール回路に対してのリモートコントロール
信号の入力をリレー接点とかマニュアル式スイッチのオ
ンオフで行うことができる結果、従来例のようなフォト
カプラに対する電流制御か不要となって汎用性のあるス
イッチング電源を提供することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明の実施例に係るスイッチン
グ電源の回路図であり、第1図は第1実施例、第2図は
第2実施例、第3図は第3実施例、第4図は第4実施例
、第5図は第5実施例、第6図は第6実施例それぞれの
スイッチング電源の各回路図である。 第7図は第1従来例のスイッチング電源の回路図、第8
図は第2従来例のスイッチング電源の回路図である。 6・・・コンバータトランス、6a・・一次側巻線、6
b・・・二次側巻線、8・・整流平滑回路、10 10
・・・出力端、14・・出力電圧検出回路、16・・・
制御回路、20 ・スイッチンク素子、26・ リモー
トコントロール回路、28・・・リモートコントロール
信号入力端子、32・−フォトカプラ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コンバータトランス(6)、一次側回路(A)、
    二次側回路(B)、およびフォトカプラ(32)を有し
    、 コンバータトランス(6)は、一次側巻線(6a)およ
    び二次側巻線(6b)を有しており、該一次側巻線(6
    a)は入力端(2)側に接続され、二次側巻線(6b)
    は出力端(10)側に接続されており、 一次側回路(A)は、スイッチング素子(20)、およ
    び制御回路(16)を有しており、 該スイッチング素子(20)は、一次側巻線(6a)の
    電流経路(22)に挿入接続されているものであって、
    制御信号の入力に応答してスイッチング動作して該電流
    経路(22)をオンオフするものであり、 制御回路(16)は、出力電圧検出信号の入力に応答し
    て出力電圧を定電圧にするための第1の制御信号をスイ
    ッチング素子(29)に出力し、かつ、電源オンオフ信
    号の入力に応答して負荷(12)に対する電源供給を実
    質的に停止状態とするための第2の制御信号をスイッチ
    ング素子(20)に出力するものであり、 二次側回路(B)は、整流平滑回路(8)、出力電圧検
    出回路(14)、およびリモートコントロール回路(2
    6)を有しており、 整流平滑回路(8)は、コンバータトランス(6)の二
    次側巻線(6b)に誘起された電圧を整流平滑して負荷
    (12)とリモートコントロール回路(26)とに出力
    するものであり、 出力電圧検出回路(14)は、出力端(10、10)に
    おける出力電圧の大きさを検出し、その検出の結果を出
    力電圧検出信号として制御回路(16)に出力するもの
    であり、 リモートコントロール回路(26)は、リモートコント
    ロール信号の入力に応答して電源オンオフ信号を出力す
    るものであり、 フォトカプラ(32)は、出力電圧検出信号と電源オン
    オフ信号とをそれぞれ制御回路(16)に出力するもの
    である ことを特徴とするスイッチング電源。
  2. (2)前記請求項(1)に記載のスイッチング電源であ
    って、 リモートコントロール回路(26)は、スイッチ駆動手
    段(RL)を有し、該スイッチ駆動手段(RL)は、リ
    モートコントロール信号の入力に応答してリモートコン
    トロール回路(26)が動作するときに、スイッチ駆動
    信号を出力するものであり、 出力端(10、10)にはスイッチ(RC)が並列に接
    続されており、該スイッチ(RC)は、スイッチ駆動信
    号に応答して出力端(10、10)を短絡するものであ
    る ことを特徴とするスイッチング電源。
  3. (3)請求項(1)に記載のスイッチング電源であって
    、フォトカプラ(32)に代えて、発光素子(D1)と
    受光素子(TR1)とを有しており、出力電圧検出回路
    (14)は、前記発光素子(D1)を有しており、制御
    回路(16)は前記受光素子(TR1)を有しており、 発光素子(D1)は、出力電圧検出回路(14)による
    出力電圧の検出動作に応答して発光し、かつリモートコ
    ントロール回路(26)からの電源オンオフ信号の入力
    に応答して発光するものであり、 受光素子(TR1)は、前記発光の受光に応答するもの
    である ことを特徴とするスイッチング電源。
  4. (4)請求項(3)に記載のスイッチング電源であって
    、 リモートコントロール回路(26)は、スイッチ駆動手
    段(RL)を有し、該スイッチ駆動手段(RL)は、リ
    モートコントロール信号の入力に応答してリモートコン
    トロール回路(26)が動作するときに、スイッチ駆動
    信号を出力するものであり、 出力端(10、10)にはスイッチ(RC)が並列に接
    続されており、該スイッチ(RC)は、スイッチ駆動信
    号に応答して出力端(10、10)を短絡するものであ
    る ことを特徴とするスイッチング電源。
  5. (5)請求項(3)に記載のスイッチング電源であって
    、 リモートコントロール回路(26)は、フォトカプラを
    有し、該フォトカプラは、発光素子(D3)と受光素子
    (TR3)とを有し、 リモートコントロール回路(26)は、リモートコント
    ロール信号の入力に応答して発光素子(D3)を駆動し
    て発光させるとともに、該発光により受光素子(TR3
    )を動作させ、受光素子(TR3)は該動作により出力
    電圧検出回路(14)内の発光素子(D1)に電源オン
    オフ信号を出力するものである ことを特徴とするスイッチング電源。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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USRE41908E1 (en) 1997-06-04 2010-11-02 Semiconductor Components Industries, Llc Power conversion integrated circuit and method for programming

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