JPH11196581A - 自励式プッシュプル電源回路 - Google Patents
自励式プッシュプル電源回路Info
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- JPH11196581A JPH11196581A JP9368257A JP36825797A JPH11196581A JP H11196581 A JPH11196581 A JP H11196581A JP 9368257 A JP9368257 A JP 9368257A JP 36825797 A JP36825797 A JP 36825797A JP H11196581 A JPH11196581 A JP H11196581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路に接続される負荷が重くなっても共振に
よる電圧波形の歪みを小さくする。 【解決手段】 トランスTの1次巻線N1に共振用のコ
ンデンサC1が並列に接続されたプッシュプル回路部P
Cの入力側に、外部の電圧供給源と直列の状態となるよ
うにインダクタンスL1を接続し、また、プッシュプル
回路部PCの入力側にコンデンサC2よりなる容量性イ
ンピーダンス回路ZC1を接続する。
よる電圧波形の歪みを小さくする。 【解決手段】 トランスTの1次巻線N1に共振用のコ
ンデンサC1が並列に接続されたプッシュプル回路部P
Cの入力側に、外部の電圧供給源と直列の状態となるよ
うにインダクタンスL1を接続し、また、プッシュプル
回路部PCの入力側にコンデンサC2よりなる容量性イ
ンピーダンス回路ZC1を接続する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励式プッシュプ
ル電源回路の重負荷時における出力電圧の波形歪みを軽
減するための技術に関する。
ル電源回路の重負荷時における出力電圧の波形歪みを軽
減するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】自励式プッシュプル電源の回路として
は、ロイヤーの発振回路を応用したものが一般に良く知
られている。この回路は構成が簡素であり、特にトラン
スの1次巻線に共振用のコンデンサを接続することによ
って、トランスの2次巻線にほぼ正弦波状の電圧波形が
容易に得られる特徴がある。このため現在では、自励式
プッシュプル電源回路は、多種多様な負荷に交流電圧を
供給するインバータ装置、あるいは電磁波障害が少ない
DC−DCコンバータ装置等に利用されている。図4に
は、この自励式プッシュプル電源回路の代表的な回路を
示した。 図4に示す回路において、プッシュプル回路
部PCは、トランスTのセンタータップに入力端子1
a、インダクタンスL1を介して外部より直流電圧(入
力電圧)を供給し、1次巻線N1の両巻線端に接続され
たトランジスタQ1、Q2の動作に応じて、センタータ
ップにより分割された1次巻線N1の各領域に電流が流
れるよう構成されている。
は、ロイヤーの発振回路を応用したものが一般に良く知
られている。この回路は構成が簡素であり、特にトラン
スの1次巻線に共振用のコンデンサを接続することによ
って、トランスの2次巻線にほぼ正弦波状の電圧波形が
容易に得られる特徴がある。このため現在では、自励式
プッシュプル電源回路は、多種多様な負荷に交流電圧を
供給するインバータ装置、あるいは電磁波障害が少ない
DC−DCコンバータ装置等に利用されている。図4に
は、この自励式プッシュプル電源回路の代表的な回路を
示した。 図4に示す回路において、プッシュプル回路
部PCは、トランスTのセンタータップに入力端子1
a、インダクタンスL1を介して外部より直流電圧(入
力電圧)を供給し、1次巻線N1の両巻線端に接続され
たトランジスタQ1、Q2の動作に応じて、センタータ
ップにより分割された1次巻線N1の各領域に電流が流
れるよう構成されている。
【0003】その概略の動作としては、先ず、入力端子
1a、1b間に外部より入力電圧が供給されると、トラ
ンジスタQ1あるいはトランジスタQ2の一方が、抵抗
R1あるいは抵抗R2を介して順方向バイアスが提供さ
れることにより導通状態となる。トランジスタQ1ある
いはQ2が導通することによりトランスT1の1次巻線
N1に電流が流れ、1次巻線N1には電圧が現れる。こ
こで1次巻線N1の両端には共振用のコンデンサC1が
接続されている。このため、1次巻線N1が有するイン
ダクタンスとコンデンサC1の容量とで共振現象を生
じ、1次巻線N1に現れる電圧は正弦波状に変化する。
この正弦波状に変化する電圧は、トランスTの巻線間の
磁気結合により他の巻線にも誘導される。2次巻線N2
に誘導された正弦波状の電圧は電源回路から外部負荷へ
の電圧供給に利用され、一方、帰還巻線N3に誘導され
た正弦波状の電圧はトランジスタQ1、Q2のベースに
帰還信号として入力される。この1次巻線N1、帰還巻
線N3、トランジスタQ1あるいはQ2の経路における
信号還流により、図4の回路は自励発振動作を行い、継
続的に2次巻線N2より交流電圧が得られることにな
る。
1a、1b間に外部より入力電圧が供給されると、トラ
ンジスタQ1あるいはトランジスタQ2の一方が、抵抗
R1あるいは抵抗R2を介して順方向バイアスが提供さ
れることにより導通状態となる。トランジスタQ1ある
いはQ2が導通することによりトランスT1の1次巻線
N1に電流が流れ、1次巻線N1には電圧が現れる。こ
こで1次巻線N1の両端には共振用のコンデンサC1が
接続されている。このため、1次巻線N1が有するイン
ダクタンスとコンデンサC1の容量とで共振現象を生
じ、1次巻線N1に現れる電圧は正弦波状に変化する。
この正弦波状に変化する電圧は、トランスTの巻線間の
磁気結合により他の巻線にも誘導される。2次巻線N2
に誘導された正弦波状の電圧は電源回路から外部負荷へ
の電圧供給に利用され、一方、帰還巻線N3に誘導され
た正弦波状の電圧はトランジスタQ1、Q2のベースに
帰還信号として入力される。この1次巻線N1、帰還巻
線N3、トランジスタQ1あるいはQ2の経路における
信号還流により、図4の回路は自励発振動作を行い、継
続的に2次巻線N2より交流電圧が得られることにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで図4に示す回
路では、プッシュプル回路部PCの入力側にインダクタ
ンスL1を接続している。このインダクタンスL1は、
回路に大電流が流入して各回路素子が破損するのを防止
すると同時に、プッシュプル回路部PCの自励発振動作
を安定して行わせる役割を担っている。しかし、このよ
うにプッシュプル回路部PCの入力側にインダクタンス
L1を接続すると、プッシュプル回路部PCの自励発振
動作が安定して行われる反面、負荷が重くなるにつれて
1次巻線N1とコンデンサC1の共振による電圧波形が
歪んでゆく、という現象を生じていた。この電圧波形の
歪みについては、その一例として、図5のトランジスタ
Q1、Q2のコレクタ、エミッタ間電圧VCE1 、VCE2
に示されるような状態で観察される。なお図5の部分拡
大図では、線(イ)は理論上の正弦波の電圧変化を、線
(ロ)は電源回路に重負荷が接続された時の実際の電圧
変化をそれぞれ示している。
路では、プッシュプル回路部PCの入力側にインダクタ
ンスL1を接続している。このインダクタンスL1は、
回路に大電流が流入して各回路素子が破損するのを防止
すると同時に、プッシュプル回路部PCの自励発振動作
を安定して行わせる役割を担っている。しかし、このよ
うにプッシュプル回路部PCの入力側にインダクタンス
L1を接続すると、プッシュプル回路部PCの自励発振
動作が安定して行われる反面、負荷が重くなるにつれて
1次巻線N1とコンデンサC1の共振による電圧波形が
歪んでゆく、という現象を生じていた。この電圧波形の
歪みについては、その一例として、図5のトランジスタ
Q1、Q2のコレクタ、エミッタ間電圧VCE1 、VCE2
に示されるような状態で観察される。なお図5の部分拡
大図では、線(イ)は理論上の正弦波の電圧変化を、線
(ロ)は電源回路に重負荷が接続された時の実際の電圧
変化をそれぞれ示している。
【0005】このように1次巻線N1とコンデンサC1
の共振による電圧波形が歪むと、2次巻線N2に現れる
電圧の波形も歪み、その結果、出力電圧の波形が歪んだ
り電磁波障害の元になるノイズの放出量が増加するなど
の問題が生じてしまう。そこで本発明は、負荷が重くな
っても共振による電圧波形の歪みが少ない自励式プッシ
ュプル電源回路を提供することを目的とする。
の共振による電圧波形が歪むと、2次巻線N2に現れる
電圧の波形も歪み、その結果、出力電圧の波形が歪んだ
り電磁波障害の元になるノイズの放出量が増加するなど
の問題が生じてしまう。そこで本発明は、負荷が重くな
っても共振による電圧波形の歪みが少ない自励式プッシ
ュプル電源回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、トランスの1次巻線に共振コンデンサを並
列に接続し、1次巻線の巻線端にそれぞれ第1と第2の
トランジスタを接続し、この2つのトランジスタの主電
流路の共通接続点と1次巻線の所定の巻線位置との間に
外部から電圧供給が行われる自励式プッシュプル電源回
路において、外部の電圧供給源と直列状態になるように
接続されたインダクタンス素子と、2つのトランジスタ
の主電流路の共通接続点と1次巻線の所定の巻線位置と
の間に接続された容量性インピーダンス回路、とを具備
することを特徴としている。
の本発明は、トランスの1次巻線に共振コンデンサを並
列に接続し、1次巻線の巻線端にそれぞれ第1と第2の
トランジスタを接続し、この2つのトランジスタの主電
流路の共通接続点と1次巻線の所定の巻線位置との間に
外部から電圧供給が行われる自励式プッシュプル電源回
路において、外部の電圧供給源と直列状態になるように
接続されたインダクタンス素子と、2つのトランジスタ
の主電流路の共通接続点と1次巻線の所定の巻線位置と
の間に接続された容量性インピーダンス回路、とを具備
することを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】トランスの1次巻線には共振用の
コンデンサが並列接続され、1次巻線の両巻線端にはそ
れぞれ第1と第2のトランジスタが接続され、さらに1
次巻線に設けられたタップと第1と第2のトランジスタ
の共通接続点には外部より電圧が供給されるプッシュプ
ル回路部を構成する。このプッシュプル回路部の入力
側、すなわち1次巻線に設けられたタップと第1と第2
のトランジスタの共通接続点の間に容量性インピーダン
ス回路を接続する。そしてさらに、1次巻線に設けられ
たタップと第1と第2のトランジスタの共通接続点の間
には、外部の電圧供給源と直列の状態になるようにイン
ダクタンス素子を接続する。具体的に容量性インピーダ
ンス回路は、コンデンサ素子あるいは、コンデンサ素子
と抵抗素子の直列回路により構成する。ここで、前記イ
ンダクタンス素子と容量性インピーダンス回路のコンデ
ンサ素子の、それぞれのインダクタンス値Lおよび容量
値Cは、(ωL)<(1/ωC)となるようにする。
コンデンサが並列接続され、1次巻線の両巻線端にはそ
れぞれ第1と第2のトランジスタが接続され、さらに1
次巻線に設けられたタップと第1と第2のトランジスタ
の共通接続点には外部より電圧が供給されるプッシュプ
ル回路部を構成する。このプッシュプル回路部の入力
側、すなわち1次巻線に設けられたタップと第1と第2
のトランジスタの共通接続点の間に容量性インピーダン
ス回路を接続する。そしてさらに、1次巻線に設けられ
たタップと第1と第2のトランジスタの共通接続点の間
には、外部の電圧供給源と直列の状態になるようにイン
ダクタンス素子を接続する。具体的に容量性インピーダ
ンス回路は、コンデンサ素子あるいは、コンデンサ素子
と抵抗素子の直列回路により構成する。ここで、前記イ
ンダクタンス素子と容量性インピーダンス回路のコンデ
ンサ素子の、それぞれのインダクタンス値Lおよび容量
値Cは、(ωL)<(1/ωC)となるようにする。
【0008】
【実施例】図1には、重負荷時における電圧波形の歪み
を軽減することを可能とした、本発明による自励式プッ
シュプル電源回路の実施例の回路を示した。図1に示す
回路の構成は以下のようになっている。トランスTの1
次巻線N1に対して共振用のコンデンサC1を並列に接
続し、1次巻線N2の両巻線端は、それぞれ第1と第2
のトランジスタQ1、Q2のコレクタに接続する。トラ
ンジスタQ1、Q2のそれぞれのエミッタは共通接続
し、さらにアースに接続する。トランジスタQ1、Q2
のベースはトランスTの帰還巻線N3の巻線端にそれぞ
れ接続する。トランスTの1次巻線N1にセンタータッ
プを設け、トランジスタQ1とQ2のそれぞれのベース
とセンタータップの間には抵抗R1およびR2を接続す
る。なお、トランスTの2次巻線N2より負荷側の回路
については図示を省略してある。このトランスT、コン
デンサC1、トランジスタQ1、Q2および抵抗R1、
R2によりプッシュプル回路部PCが構成される。
を軽減することを可能とした、本発明による自励式プッ
シュプル電源回路の実施例の回路を示した。図1に示す
回路の構成は以下のようになっている。トランスTの1
次巻線N1に対して共振用のコンデンサC1を並列に接
続し、1次巻線N2の両巻線端は、それぞれ第1と第2
のトランジスタQ1、Q2のコレクタに接続する。トラ
ンジスタQ1、Q2のそれぞれのエミッタは共通接続
し、さらにアースに接続する。トランジスタQ1、Q2
のベースはトランスTの帰還巻線N3の巻線端にそれぞ
れ接続する。トランスTの1次巻線N1にセンタータッ
プを設け、トランジスタQ1とQ2のそれぞれのベース
とセンタータップの間には抵抗R1およびR2を接続す
る。なお、トランスTの2次巻線N2より負荷側の回路
については図示を省略してある。このトランスT、コン
デンサC1、トランジスタQ1、Q2および抵抗R1、
R2によりプッシュプル回路部PCが構成される。
【0009】そして1次巻線N1のセンタータップは、
インダクタンスL1を介して、外部の電圧供給源と接続
される高電位側の入力端子1aに接続する。また1次巻
線N1のセンタータップとアースとの間にはコンデンサ
C2を接続する。このコンデンサC2により容量性イン
ピーダンス回路ZC1を構成する。なお、低電位側の入
力端子1bについてはアースに接続する。以上の回路構
成で図4の回路と異なるのは、容量性インピーダンス回
路ZC1を接続したことにある。この容量性インピーダ
ンス回路ZC1のコンデンサC2はプッシュプル回路部
PC側から見た入力側回路のインピーダンスを調整する
よう作用する。その結果、図1の回路につながる負荷が
重くなった場合でも、図2の電圧波形図に示すように、
1次巻線N1とコンデンサC1の共振による電圧波形の
歪みを、わずかに歪みを生じるが図4の回路に比べれば
相当に軽減させることが可能となる。
インダクタンスL1を介して、外部の電圧供給源と接続
される高電位側の入力端子1aに接続する。また1次巻
線N1のセンタータップとアースとの間にはコンデンサ
C2を接続する。このコンデンサC2により容量性イン
ピーダンス回路ZC1を構成する。なお、低電位側の入
力端子1bについてはアースに接続する。以上の回路構
成で図4の回路と異なるのは、容量性インピーダンス回
路ZC1を接続したことにある。この容量性インピーダ
ンス回路ZC1のコンデンサC2はプッシュプル回路部
PC側から見た入力側回路のインピーダンスを調整する
よう作用する。その結果、図1の回路につながる負荷が
重くなった場合でも、図2の電圧波形図に示すように、
1次巻線N1とコンデンサC1の共振による電圧波形の
歪みを、わずかに歪みを生じるが図4の回路に比べれば
相当に軽減させることが可能となる。
【0010】また、図3には容量性インピーダンス回路
の他の構成例を示した。図1に示す実施例の回路では、
1次巻線N1のセンタータップとアースとの間に、単純
にコンデンサC2を一つだけ接続しているが、このコン
デンサC2に対して抵抗R3を直列に接続したのが、図
3に示す容量性インピーダンス回路ZC2である。例え
ば、コンデンサC2として使用する素子に、電圧波形か
ら歪みをほぼ排除するのに適当な容量値を有する製品が
市場に無い、また、容量値は合っていないが、ある特定
のコンデンサ素子を使用しなければならない、等の状況
が発生することがある。このような場合、容量性インピ
ーダンス回路を図3のような構成とすれば、抵抗R3の
抵抗値により、1次巻線N1とコンデンサC1の共振に
よる電圧波形の歪みの程度を調節することが可能とな
る。
の他の構成例を示した。図1に示す実施例の回路では、
1次巻線N1のセンタータップとアースとの間に、単純
にコンデンサC2を一つだけ接続しているが、このコン
デンサC2に対して抵抗R3を直列に接続したのが、図
3に示す容量性インピーダンス回路ZC2である。例え
ば、コンデンサC2として使用する素子に、電圧波形か
ら歪みをほぼ排除するのに適当な容量値を有する製品が
市場に無い、また、容量値は合っていないが、ある特定
のコンデンサ素子を使用しなければならない、等の状況
が発生することがある。このような場合、容量性インピ
ーダンス回路を図3のような構成とすれば、抵抗R3の
抵抗値により、1次巻線N1とコンデンサC1の共振に
よる電圧波形の歪みの程度を調節することが可能とな
る。
【0011】なお、図1、図3に示すような容量性イン
ピーダンス回路ZC1、ZC2を実際の装置に組み込む
場合には、プッシュプル回路部PCの動作に悪影響が及
ばないようにするため、コンデンサC2の容量値とイン
ダクタンスL1のインダクタンス値との関係を(ωL)
<(1/ωC)としておくのが望ましい。図1および図
3の回路ではインダクタンスL1は入力端子1aに接続
した形になっているが、入力端子1b側に接続した回路
構成としても構わない。また、本発明が適用される自励
プッシュプル電源回路のプッシュプル回路部PCは、図
1に示す回路構成だけに限定されるものでは無い。さら
にプッシュプル回路部PCは2次巻線N2に整流平滑回
路を付加してコンバータとして使用しても構わない。こ
のように、本発明の要旨を変更しない範囲での自励プッ
シュプル電源回路の構成の変形は可能である。
ピーダンス回路ZC1、ZC2を実際の装置に組み込む
場合には、プッシュプル回路部PCの動作に悪影響が及
ばないようにするため、コンデンサC2の容量値とイン
ダクタンスL1のインダクタンス値との関係を(ωL)
<(1/ωC)としておくのが望ましい。図1および図
3の回路ではインダクタンスL1は入力端子1aに接続
した形になっているが、入力端子1b側に接続した回路
構成としても構わない。また、本発明が適用される自励
プッシュプル電源回路のプッシュプル回路部PCは、図
1に示す回路構成だけに限定されるものでは無い。さら
にプッシュプル回路部PCは2次巻線N2に整流平滑回
路を付加してコンバータとして使用しても構わない。こ
のように、本発明の要旨を変更しない範囲での自励プッ
シュプル電源回路の構成の変形は可能である。
【0012】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、自励プッ
シュプル電源回路を構成するプッシュプル回路部の入力
側に、外部の電圧供給源と直列した状態となるようイン
ダクタンス素子を接続し、また容量性インピーダンス回
路を接続した構成を特徴としている。このような構成に
よれば、自励プッシュプル電源回路につながる負荷が重
くなっても、回路中に構成されたトランスの1次巻線と
コンデンサの並列回路に発生する共振電圧波形の歪みを
軽減することが可能となる。従って、本発明によれば、
負荷が重くなっても共振による電圧波形の歪みが小さ
く、交流出力電圧の波形が歪んだりノイズの放出量が増
加することの少ない自励式プッシュプル電源回路を提供
することが可能となる。
シュプル電源回路を構成するプッシュプル回路部の入力
側に、外部の電圧供給源と直列した状態となるようイン
ダクタンス素子を接続し、また容量性インピーダンス回
路を接続した構成を特徴としている。このような構成に
よれば、自励プッシュプル電源回路につながる負荷が重
くなっても、回路中に構成されたトランスの1次巻線と
コンデンサの並列回路に発生する共振電圧波形の歪みを
軽減することが可能となる。従って、本発明によれば、
負荷が重くなっても共振による電圧波形の歪みが小さ
く、交流出力電圧の波形が歪んだりノイズの放出量が増
加することの少ない自励式プッシュプル電源回路を提供
することが可能となる。
【図1】 本発明による自励式プッシュプル電源回路の
実施例の回路図。
実施例の回路図。
【図2】 図1に示す回路の所定の位置に現れる電圧波
形図。
形図。
【図3】 容量性インピーダンス回路の他の構成例の回
路図。
路図。
【図4】 従来の自励式プッシュプル電源回路の一例の
回路図。
回路図。
【図5】 図4に示す回路の所定の位置に現れる電圧波
形図。
形図。
1a、1b 入力端子 L1 インダクタンス素子 ZC1、ZC2 容量性インピーダンス回路 C2 コンデンサ素子 R3 抵抗素子 PC プッシュプル回路部 T トランス C1 共振用のコンデンサ Q1、Q2 トランジスタ N1 1次巻線 N2 2次巻線 N3 帰還巻線
Claims (4)
- 【請求項1】 トランスの1次巻線に共振コンデンサを
並列に接続し、該1次巻線の巻線端にそれぞれ第1と第
2のトランジスタを接続し、該2つのトランジスタの主
電流路の共通接続点と該1次巻線の所定の巻線位置との
間に外部から電圧供給が行われる自励式プッシュプル電
源回路において、 該外部の電圧供給源と直列状態になるように接続された
インダクタンス素子と、 該2つのトランジスタの主電流路の共通接続点と該1次
巻線の所定の巻線位置との間に接続された容量性インピ
ーダンス回路、 とを具備することを特徴とする自励式プッシュプル電源
回路。 - 【請求項2】 前記容量性インピーダンス回路がコンデ
ンサ素子より成ることを特徴とする、請求項1に記載し
た自励式プッシュプル電源回路。 - 【請求項3】 前記容量性インピーダンス回路がコンデ
ンサ素子と抵抗素子の直列回路より成ることを特徴とす
る、請求項1に記載した自励式プッシュプル電源回路。 - 【請求項4】 前記コンデンサ素子は、その容量値Cが
前記インダクタンス素子のインダクタンス値Lに対して
(ωL)<(1/ωC)の関係にあることを特徴とす
る、請求項2あるいは請求項3に記載した自励式プッシ
ュプル電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368257A JPH11196581A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 自励式プッシュプル電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368257A JPH11196581A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 自励式プッシュプル電源回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11196581A true JPH11196581A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=18491360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9368257A Pending JPH11196581A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 自励式プッシュプル電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11196581A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104993678A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-10-21 | 安徽中杰信息科技有限公司 | 光离子化气体报警仪的一体化电源的设计工艺 |
| CN105577022A (zh) * | 2014-10-10 | 2016-05-11 | 深圳市陶驰科技有限公司 | 一种气体电离管的电源电路 |
| CN110601545A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-20 | 胡江 | 一种基于Royer的双向或多向DC-DC转换电路 |
| WO2020007057A1 (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 一种高压静电除尘系统及电子装置 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9368257A patent/JPH11196581A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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