JPH11167979A - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
- Publication number
- JPH11167979A JPH11167979A JP9335300A JP33530097A JPH11167979A JP H11167979 A JPH11167979 A JP H11167979A JP 9335300 A JP9335300 A JP 9335300A JP 33530097 A JP33530097 A JP 33530097A JP H11167979 A JPH11167979 A JP H11167979A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor switch
- heating
- power supply
- switch element
- heating coils
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧サージによる高周波加熱用電源の構成素
子の破壊を防止する。 【解決手段】 直流電源の正,負端子間に半導体スイッ
チ素子311〜322のアームを複数並列に接続し、そ
れぞれの出力から複数の加熱コイル51,52のそれぞ
れの一方の端子に接続し、複数の加熱コイル51,52
のそれぞれの他端は、さらにもう1つの半導体スイッチ
素子33,34の直列アームを並列に追加接続し、この
追加接続された直列アームの出力へ共通に接続すること
により、電磁接触器を用いずに加熱コイル51,52の
切り換えを可能とし、電圧サージによる素子破壊を防止
する。
子の破壊を防止する。 【解決手段】 直流電源の正,負端子間に半導体スイッ
チ素子311〜322のアームを複数並列に接続し、そ
れぞれの出力から複数の加熱コイル51,52のそれぞ
れの一方の端子に接続し、複数の加熱コイル51,52
のそれぞれの他端は、さらにもう1つの半導体スイッチ
素子33,34の直列アームを並列に追加接続し、この
追加接続された直列アームの出力へ共通に接続すること
により、電磁接触器を用いずに加熱コイル51,52の
切り換えを可能とし、電圧サージによる素子破壊を防止
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被加熱物を高周
波加熱するための高周波加熱装置に関する。
波加熱するための高周波加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図10に1つの高周波電源から、2つの
加熱コイルに高周波電流を出力する高周波加熱装置の従
来例を示す。整流器1はリアクトル2を介して、サイリ
スタで構成される高周波電源3に直流電流を供給する。
ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信号を入力し、
ゲート信号を高周波電源3の各半導体スイッチ素子に与
える。高周波電源3の出力端子から並列に2つの電磁接
触器81,82、コンデンサ41,42、加熱コイル5
1,52に接続されている。それぞれの加熱コイルの被
加熱物への加熱エネルギーによる損失を、ここでは加熱
コイルに直列に接続された抵抗によって表わしている。
加熱コイルに高周波電流を出力する高周波加熱装置の従
来例を示す。整流器1はリアクトル2を介して、サイリ
スタで構成される高周波電源3に直流電流を供給する。
ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信号を入力し、
ゲート信号を高周波電源3の各半導体スイッチ素子に与
える。高周波電源3の出力端子から並列に2つの電磁接
触器81,82、コンデンサ41,42、加熱コイル5
1,52に接続されている。それぞれの加熱コイルの被
加熱物への加熱エネルギーによる損失を、ここでは加熱
コイルに直列に接続された抵抗によって表わしている。
【0003】複数の加熱コイルによる被加熱物への加熱
は、以下のように行なわれる。すなわち、電磁接触器8
1,82を閉じて制御装置7に運転指令を与えると、制
御信号がゲート駆動回路6に入力され、ゲート信号が各
半導体スイッチ素子31〜34に入力される。定常状態
では、高周波電源3の半導体スイッチ素子31,34点
弧→32,33点弧→…のように制御し、高周波電流を
出力する。また、整流器1は直流電圧を制御することに
より、直流電流の大きさを制御する。その結果、加熱コ
イル51,52に供給する被加熱物への加熱エネルギー
を制御することができる。運転停止は、運転指令を切る
ことにより制御信号,ゲート信号が遮断され、高周波電
源3の出力がオフし、加熱コイルによる被加熱物の加熱
が停止する。次に、加熱コイル51だけで被加熱物の加
熱を行なうときは、運転停止時に電磁接触器82を開い
て運転する。加熱コイル52も加えるときは、運転停止
した後電磁接触器82を閉じて運転する。
は、以下のように行なわれる。すなわち、電磁接触器8
1,82を閉じて制御装置7に運転指令を与えると、制
御信号がゲート駆動回路6に入力され、ゲート信号が各
半導体スイッチ素子31〜34に入力される。定常状態
では、高周波電源3の半導体スイッチ素子31,34点
弧→32,33点弧→…のように制御し、高周波電流を
出力する。また、整流器1は直流電圧を制御することに
より、直流電流の大きさを制御する。その結果、加熱コ
イル51,52に供給する被加熱物への加熱エネルギー
を制御することができる。運転停止は、運転指令を切る
ことにより制御信号,ゲート信号が遮断され、高周波電
源3の出力がオフし、加熱コイルによる被加熱物の加熱
が停止する。次に、加熱コイル51だけで被加熱物の加
熱を行なうときは、運転停止時に電磁接触器82を開い
て運転する。加熱コイル52も加えるときは、運転停止
した後電磁接触器82を閉じて運転する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記複数の加熱コイル
により被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、例
えば加熱コイル51による加熱が加熱コイル52による
加熱よりも先に終了したとき、または、加熱コイル51
による加熱エネルギーを加熱コイル52による加熱エネ
ルギーと異ならせるため、時分割で高周波電流の出力を
切り換えたいときなどに、高周波電源3が高周波電流を
出力中に電磁接触器81を開くことはできない。それ
は、電磁接触器81を開いたとき発生するサージ電圧に
より、高周波電源3の半導体スイッチ素子が損傷を受け
るからである。したがって、この発明の課題は、サージ
電圧により高周波電源3の半導体スイッチ素子が損傷を
受けないようにすることにある。
により被加熱物を加熱する高周波加熱装置において、例
えば加熱コイル51による加熱が加熱コイル52による
加熱よりも先に終了したとき、または、加熱コイル51
による加熱エネルギーを加熱コイル52による加熱エネ
ルギーと異ならせるため、時分割で高周波電流の出力を
切り換えたいときなどに、高周波電源3が高周波電流を
出力中に電磁接触器81を開くことはできない。それ
は、電磁接触器81を開いたとき発生するサージ電圧に
より、高周波電源3の半導体スイッチ素子が損傷を受け
るからである。したがって、この発明の課題は、サージ
電圧により高周波電源3の半導体スイッチ素子が損傷を
受けないようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、請求項1の発明では、直流電源の正,負端子間に
半導体スイッチ素子のアノード側を正側,カソード側を
負側として2個直列に接続した直列アームを複数並列に
接続し、それぞれの中点から複数の加熱コイルのそれぞ
れの一方の端子に接続し、さらに1つの直列アームを並
列に追加接続し、この追加接続された直列アームの中点
を複数の加熱コイルのそれぞれの他方の端子に接続する
ようにしている。また、請求項2の発明では、直流電源
の正,負端子間に半導体スイッチ素子のアノード側を正
側,カソード側を負側として2個直列に接続した直列ア
ームを複数並列に接続し、それぞれの中点から複数の加
熱コイルのそれぞれの一方の端子に接続し、さらに複数
の直列アームを並列に追加接続し、この追加接続された
直列アームの中点を複数の加熱コイルのそれぞれの他方
の端子に接続するようにしている。
めに、請求項1の発明では、直流電源の正,負端子間に
半導体スイッチ素子のアノード側を正側,カソード側を
負側として2個直列に接続した直列アームを複数並列に
接続し、それぞれの中点から複数の加熱コイルのそれぞ
れの一方の端子に接続し、さらに1つの直列アームを並
列に追加接続し、この追加接続された直列アームの中点
を複数の加熱コイルのそれぞれの他方の端子に接続する
ようにしている。また、請求項2の発明では、直流電源
の正,負端子間に半導体スイッチ素子のアノード側を正
側,カソード側を負側として2個直列に接続した直列ア
ームを複数並列に接続し、それぞれの中点から複数の加
熱コイルのそれぞれの一方の端子に接続し、さらに複数
の直列アームを並列に追加接続し、この追加接続された
直列アームの中点を複数の加熱コイルのそれぞれの他方
の端子に接続するようにしている。
【0006】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。整流器1はリアクトル2を介し
て、例えばサイリスタからなる高周波電源3に直流電流
を供給する。ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信
号を入力され、ゲート信号を高周波電源3の各半導体ス
イッチ素子に与える。高周波電源3の半導体スイッチ素
子311,312で構成されるアームの出力端子にはコ
ンデンサ41,加熱コイル51の一方が接続され、半導
体スイッチ素子321,322で構成されるアームの出
力端子にはコンデンサ42,加熱コイル52の一方が接
続されている。また、半導体スイッチ素子33,34で
構成されるアームの出力端子にはコンデンサ41,4
2、加熱コイル51,52の他方が共通に接続されてい
る。
態を示す回路図である。整流器1はリアクトル2を介し
て、例えばサイリスタからなる高周波電源3に直流電流
を供給する。ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信
号を入力され、ゲート信号を高周波電源3の各半導体ス
イッチ素子に与える。高周波電源3の半導体スイッチ素
子311,312で構成されるアームの出力端子にはコ
ンデンサ41,加熱コイル51の一方が接続され、半導
体スイッチ素子321,322で構成されるアームの出
力端子にはコンデンサ42,加熱コイル52の一方が接
続されている。また、半導体スイッチ素子33,34で
構成されるアームの出力端子にはコンデンサ41,4
2、加熱コイル51,52の他方が共通に接続されてい
る。
【0007】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
回路図である。整流器1はリアクトル2を介して、例え
ばサイリスタからなる高周波電源3に直流電流を供給す
る。ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信号を入力
され、ゲート信号を高周波電源3の各半導体スイッチ素
子に与える。高周波電源3の半導体スイッチ素子31
1,312で構成されるアームの出力端子と、半導体ス
イッチ素子313,314で構成されるアームの出力端
子との間に、コンデンサ41と加熱コイル51が並列に
接続され、また、半導体スイッチ素子321,322で
構成されるアームの出力端子と、半導体スイッチ素子3
23,324で構成されるアームの出力端子との間には
コンデンサ42と加熱コイル52が並列に接続されてい
る。
回路図である。整流器1はリアクトル2を介して、例え
ばサイリスタからなる高周波電源3に直流電流を供給す
る。ゲート駆動回路6は制御装置7から制御信号を入力
され、ゲート信号を高周波電源3の各半導体スイッチ素
子に与える。高周波電源3の半導体スイッチ素子31
1,312で構成されるアームの出力端子と、半導体ス
イッチ素子313,314で構成されるアームの出力端
子との間に、コンデンサ41と加熱コイル51が並列に
接続され、また、半導体スイッチ素子321,322で
構成されるアームの出力端子と、半導体スイッチ素子3
23,324で構成されるアームの出力端子との間には
コンデンサ42と加熱コイル52が並列に接続されてい
る。
【0008】ここで、図1の回路動作について、図3〜
図5,図9を参照して説明する。図3に示すように高周
波電源3の半導体スイッチ素子311,34が点弧(○
印参照)しているとすると、高周波電源3からの電流は
コンデンサ41,加熱コイル51を矢印で示すように流
れる。図9に定常状態の各部電圧,電流波形を示す。同
図(a)は出力電流、同図(b)は出力電圧、同図
(c)はコンデンサに流れる電流、同図(d)は加熱コ
イルに流れる電流をそれぞれ示している。
図5,図9を参照して説明する。図3に示すように高周
波電源3の半導体スイッチ素子311,34が点弧(○
印参照)しているとすると、高周波電源3からの電流は
コンデンサ41,加熱コイル51を矢印で示すように流
れる。図9に定常状態の各部電圧,電流波形を示す。同
図(a)は出力電流、同図(b)は出力電圧、同図
(c)はコンデンサに流れる電流、同図(d)は加熱コ
イルに流れる電流をそれぞれ示している。
【0009】高周波電源3の出力電圧Voが正で、加熱
コイルに流れる電流≒0のとき、半導体スイッチ素子3
21にゲート信号を与えると、その半導体スイッチ素子
321のアノード−カソード間とコンデンサ42を直列
に接続した回路にVoが印加されているので、出力電圧
Voからコンデンサ42の電圧を差し引いた値が半導体
スイッチ素子321に印加され、その値が正のときは点
弧する。そのときの状態を図4に示す。半導体スイッチ
素子321に○印が付され、点弧したことを示す。
コイルに流れる電流≒0のとき、半導体スイッチ素子3
21にゲート信号を与えると、その半導体スイッチ素子
321のアノード−カソード間とコンデンサ42を直列
に接続した回路にVoが印加されているので、出力電圧
Voからコンデンサ42の電圧を差し引いた値が半導体
スイッチ素子321に印加され、その値が正のときは点
弧する。そのときの状態を図4に示す。半導体スイッチ
素子321に○印が付され、点弧したことを示す。
【0010】このとき、コンデンサ41の電荷がコンデ
ンサ42に移動することにより、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41に流れている電流は減少し、
半導体スイッチ素子321を通りコンデンサ42に流れ
ている電流は増加する。その後、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41に流れている電流は、図示さ
れない配線インダクタンスによって極性が反転し、半導
体スイッチ素子311は消弧する。これにより、図5の
ように半導体スイッチ素子321,34が点弧し、高周
波電源3からコンデンサ42および加熱コイル52に、
高周波電流が流れることになる。以上の加熱コイル51
から52への高周波電流の切り換えと同様にして、加熱
コイル52から加熱コイル51への高周波電流の出力の
切り換えも可能であり、また、半導体スイッチ素子31
1から半導体スイッチ素子321への切り換えと同様に
して、半導体スイッチ素子321から半導体スイッチ素
子311への切り換えも可能である。
ンサ42に移動することにより、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41に流れている電流は減少し、
半導体スイッチ素子321を通りコンデンサ42に流れ
ている電流は増加する。その後、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41に流れている電流は、図示さ
れない配線インダクタンスによって極性が反転し、半導
体スイッチ素子311は消弧する。これにより、図5の
ように半導体スイッチ素子321,34が点弧し、高周
波電源3からコンデンサ42および加熱コイル52に、
高周波電流が流れることになる。以上の加熱コイル51
から52への高周波電流の切り換えと同様にして、加熱
コイル52から加熱コイル51への高周波電流の出力の
切り換えも可能であり、また、半導体スイッチ素子31
1から半導体スイッチ素子321への切り換えと同様に
して、半導体スイッチ素子321から半導体スイッチ素
子311への切り換えも可能である。
【0011】次に、図2の動作について、図6〜図8,
図9を参照して説明する。いま、図6に示すように、高
周波電源3の半導体スイッチ素子311と半導体スイッ
チ素子314が点弧(○印参照)しているとすると、高
周波電源3からの電流はコンデンサ41,加熱コイル5
1を矢印で示すように流れる。定常状態の各部電圧,電
流波形は図9と同じで、同図(a)は出力電流、同図
(b)は出力電圧、同図(c)はコンデンサに流れる電
流、同図(d)は加熱コイルに流れる電流をそれぞれ示
す。
図9を参照して説明する。いま、図6に示すように、高
周波電源3の半導体スイッチ素子311と半導体スイッ
チ素子314が点弧(○印参照)しているとすると、高
周波電源3からの電流はコンデンサ41,加熱コイル5
1を矢印で示すように流れる。定常状態の各部電圧,電
流波形は図9と同じで、同図(a)は出力電流、同図
(b)は出力電圧、同図(c)はコンデンサに流れる電
流、同図(d)は加熱コイルに流れる電流をそれぞれ示
す。
【0012】高周波電源3の出力電圧Voが正で、加熱
コイルに流れる電流≒0のとき、半導体スイッチ素子3
21,324にゲート信号を与えると、その半導体スイ
ッチ素子321のアノード−カソード間とコンデンサ4
2と半導体スイッチ素子324に直列に接続した回路に
Voが印加されているので、出力電圧Voからコンデン
サ42の電圧を差し引いた値が半導体スイッチ素子32
1,324に印加され、その値が正のときは点弧する。
そのときの状態を図7に示す。半導体スイッチ素子32
1,324に○印が付され、点弧したことを示す。
コイルに流れる電流≒0のとき、半導体スイッチ素子3
21,324にゲート信号を与えると、その半導体スイ
ッチ素子321のアノード−カソード間とコンデンサ4
2と半導体スイッチ素子324に直列に接続した回路に
Voが印加されているので、出力電圧Voからコンデン
サ42の電圧を差し引いた値が半導体スイッチ素子32
1,324に印加され、その値が正のときは点弧する。
そのときの状態を図7に示す。半導体スイッチ素子32
1,324に○印が付され、点弧したことを示す。
【0013】このとき、コンデンサ41の電荷がコンデ
ンサ42に移動することにより、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41,半導体スイッチ素子314
に流れている電流は減少し、半導体スイッチ素子321
を通りコンデンサ42,半導体スイッチ素子324に流
れている電流は増加する。その後、半導体スイッチ素子
311を通りコンデンサ41,半導体スイッチ素子31
4に流れている電流は、図示されない配線インダクタン
スによって極性が反転し、半導体スイッチ素子311,
314は消弧する。これにより、図8のように半導体ス
イッチ素子321,324が点弧し、高周波電源3から
コンデンサ42および加熱コイル52に、高周波電流が
流れることになる。
ンサ42に移動することにより、半導体スイッチ素子3
11を通りコンデンサ41,半導体スイッチ素子314
に流れている電流は減少し、半導体スイッチ素子321
を通りコンデンサ42,半導体スイッチ素子324に流
れている電流は増加する。その後、半導体スイッチ素子
311を通りコンデンサ41,半導体スイッチ素子31
4に流れている電流は、図示されない配線インダクタン
スによって極性が反転し、半導体スイッチ素子311,
314は消弧する。これにより、図8のように半導体ス
イッチ素子321,324が点弧し、高周波電源3から
コンデンサ42および加熱コイル52に、高周波電流が
流れることになる。
【0014】以上の加熱コイル51から52への高周波
電流の切り換えと同様にして、加熱コイル52から加熱
コイル51への高周波電流の出力の切り換えも可能であ
り、また、半導体スイッチ素子311,314から半導
体スイッチ素子321,324への切り換えと同様にし
て、半導体スイッチ素子312,313から半導体スイ
ッチ素子322,323への切り換え、さらに半導体ス
イッチ素子311,314から半導体スイッチ素子32
2,323への切り換えも可能である。また、2つの加
熱コイルへの高周波電流出力時に、1つの加熱コイルへ
の高周波電流出力に切り換えることができるのは言うま
でもない。
電流の切り換えと同様にして、加熱コイル52から加熱
コイル51への高周波電流の出力の切り換えも可能であ
り、また、半導体スイッチ素子311,314から半導
体スイッチ素子321,324への切り換えと同様にし
て、半導体スイッチ素子312,313から半導体スイ
ッチ素子322,323への切り換え、さらに半導体ス
イッチ素子311,314から半導体スイッチ素子32
2,323への切り換えも可能である。また、2つの加
熱コイルへの高周波電流出力時に、1つの加熱コイルへ
の高周波電流出力に切り換えることができるのは言うま
でもない。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、電磁接触器等を用い
ず、半導体スイッチ素子の直列アームを1つ以上付加す
るだけで、1つの加熱コイルに高周波電流を出力中に、
高周波電流の出力を他の加熱コイルへ切り換えることが
可能になるという利点が得られる。その結果、時分割で
各被加熱物を加熱し、また、各加熱コイルへの高周波電
流の出力時間を任意に調整することにより、異なる加熱
エネルギーを必要とする各被加熱物の加熱を行ない、加
熱が終了したら被加熱物の加熱コイルへの高周波電流の
出力をやめることができる。
ず、半導体スイッチ素子の直列アームを1つ以上付加す
るだけで、1つの加熱コイルに高周波電流を出力中に、
高周波電流の出力を他の加熱コイルへ切り換えることが
可能になるという利点が得られる。その結果、時分割で
各被加熱物を加熱し、また、各加熱コイルへの高周波電
流の出力時間を任意に調整することにより、異なる加熱
エネルギーを必要とする各被加熱物の加熱を行ない、加
熱が終了したら被加熱物の加熱コイルへの高周波電流の
出力をやめることができる。
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図2】この発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図3】図1の第1の動作説明図である。
【図4】図1の第2の動作説明図である。
【図5】図1の第3の動作説明図である。
【図6】図2の第1の動作説明図である。
【図7】図2の第2の動作説明図である。
【図8】図2の第3の動作説明図である。
【図9】図1,図2の定常時の各部電流,電圧波形図で
ある。
ある。
【図10】高周波加熱装置の従来例を示す回路図であ
る。
る。
1…整流器.2…リアクトル、3…高周波電源、41,
42…コンデンサ、51,52…加熱コイル、6…ゲー
ト駆動回路、7…制御装置。
42…コンデンサ、51,52…加熱コイル、6…ゲー
ト駆動回路、7…制御装置。
Claims (2)
- 【請求項1】 直流電源の正,負端子間に半導体スイッ
チ素子のアノード側を正側,カソード側を負側として2
個直列に接続した直列アームを複数並列に接続し、それ
ぞれの中点から複数の加熱コイルのそれぞれの一方の端
子に接続し、さらに1つの直列アームを並列に追加接続
し、この追加接続された直列アームの中点を複数の加熱
コイルのそれぞれの他方の端子に接続したことを特徴と
する高周波加熱装置。 - 【請求項2】 直流電源の正,負端子間に半導体スイッ
チ素子のアノード側を正側,カソード側を負側として2
個直列に接続した直列アームを複数並列に接続し、それ
ぞれの中点から複数の加熱コイルのそれぞれの一方の端
子に接続し、さらに複数の直列アームを並列に追加接続
し、この追加接続された直列アームの中点を複数の加熱
コイルのそれぞれの他方の端子に接続したことを特徴と
する高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9335300A JPH11167979A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9335300A JPH11167979A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 高周波加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11167979A true JPH11167979A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18286986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9335300A Pending JPH11167979A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11167979A (ja) |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9335300A patent/JPH11167979A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051215 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060406 |