JPS60142718A - 電子式交流電圧可変装置 - Google Patents
電子式交流電圧可変装置Info
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- JPS60142718A JPS60142718A JP58251208A JP25120883A JPS60142718A JP S60142718 A JPS60142718 A JP S60142718A JP 58251208 A JP58251208 A JP 58251208A JP 25120883 A JP25120883 A JP 25120883A JP S60142718 A JPS60142718 A JP S60142718A
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- JP
- Japan
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- voltage
- load
- power
- induction motor
- power supply
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
- G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
- G05F1/445—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being transistors in series with the load
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (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
本発明は交流電源に接続される比較的軽負荷の2 ゛
− 電圧制御を行うもので、主として、空気調和機の誘導電
動機の速度制御に適する。
− 電圧制御を行うもので、主として、空気調和機の誘導電
動機の速度制御に適する。
従来例の構成とその問題点
従来例について第1図〜第3図を用いて説明する。
第1図は一般に広く知られる出力電圧可変型単巻変圧器
(以下、スライダックと呼ぶ)を示す。
(以下、スライダックと呼ぶ)を示す。
1は交流電源、2はスライダック、3はスライダック2
の出力タップ、4は負荷である。い捷スライダック2の
入力に印加された交流電源1の電源WEE v工は、出
力タップ3の位置により比例的に減少して、負荷4に負
荷電圧vLとして印加される。
の出力タップ、4は負荷である。い捷スライダック2の
入力に印加された交流電源1の電源WEE v工は、出
力タップ3の位置により比例的に減少して、負荷4に負
荷電圧vLとして印加される。
電源電圧■Iと、電荷電圧■Lの様子を、第3図にそれ
ぞれ実線及び、破線を粗いて示す。
ぞれ実線及び、破線を粗いて示す。
スライダック2により交流出力電圧ケ可変する方式は構
造が簡単で、割合安価なため広く使用されているが、欠
点としては、重量が重く、構造が機械的であるため、シ
ステムとして制御するには不適であるということが上げ
られる。また、出力電圧を決定する要因は、機械的な接
触による為、3 ′ :゛ 長期信頼性、環境信頼性が低いという問題点もある。
造が簡単で、割合安価なため広く使用されているが、欠
点としては、重量が重く、構造が機械的であるため、シ
ステムとして制御するには不適であるということが上げ
られる。また、出力電圧を決定する要因は、機械的な接
触による為、3 ′ :゛ 長期信頼性、環境信頼性が低いという問題点もある。
次に電子式の交流電圧可変方式の一例を第2図に示す。
5.6はダイオード、7はN P Nトランジスタ、8
はPNP l−ランジスタ、9は固定抵抗器、10は可
変抵抗器である。1及び4は第1図と共通である。
はPNP l−ランジスタ、9は固定抵抗器、10は可
変抵抗器である。1及び4は第1図と共通である。
固定抵抗器9及び可変抵抗器10によりNPNトランジ
スタ7とPNP)ランジスタ8のそれぞれベース電圧が
決定され、エミッタの電位が決定し、従って負荷4に印
加される電圧が決まる。交流電源1の正相及び逆相にそ
れぞれのトランジスタ7.8が対応し、交流電源1と、
負荷4に印加される電圧との差、即ち電圧降下分はトラ
ンジスタ7及び8のvcE として消費される。ダイオ
ード5及び6はそれぞれのトランジスタ7.8が逆バイ
アスされた際のベース→コレクタ電流を阻止する為に必
要である。
スタ7とPNP)ランジスタ8のそれぞれベース電圧が
決定され、エミッタの電位が決定し、従って負荷4に印
加される電圧が決まる。交流電源1の正相及び逆相にそ
れぞれのトランジスタ7.8が対応し、交流電源1と、
負荷4に印加される電圧との差、即ち電圧降下分はトラ
ンジスタ7及び8のvcE として消費される。ダイオ
ード5及び6はそれぞれのトランジスタ7.8が逆バイ
アスされた際のベース→コレクタ電流を阻止する為に必
要である。
第2図の回路によっても電源電圧VI及び負荷電圧vL
の電圧波形は第3図の様になる。
の電圧波形は第3図の様になる。
第2図のトランジスタによる交流電圧可変方式によれば
、可変抵抗器10ケ可変することにより負荷電圧■Lを
可変することができるが、主に電力消費を行うトランジ
スタ7.8が2素子となること、相互のコレクタに絶縁
が必要なこと等により、小型化、低価格化に限界がある
。またトランジスタ7.8のベースに入っている可変抵
抗器1oの両端には負荷電圧vLが常に印加されており
、結局、可変抵抗器1oには交流電源1の電圧■工相当
の耐圧が必要になり、更に出力を安全に可変操作するた
めに絶縁も必要になる。従って、この回路をマイクロコ
ンピュータ等に用いてシステム化するためには、絶縁、
高耐圧の制御菓子が必要となり、コンパクトなシステム
には適会しなくなってし捷う。
、可変抵抗器10ケ可変することにより負荷電圧■Lを
可変することができるが、主に電力消費を行うトランジ
スタ7.8が2素子となること、相互のコレクタに絶縁
が必要なこと等により、小型化、低価格化に限界がある
。またトランジスタ7.8のベースに入っている可変抵
抗器1oの両端には負荷電圧vLが常に印加されており
、結局、可変抵抗器1oには交流電源1の電圧■工相当
の耐圧が必要になり、更に出力を安全に可変操作するた
めに絶縁も必要になる。従って、この回路をマイクロコ
ンピュータ等に用いてシステム化するためには、絶縁、
高耐圧の制御菓子が必要となり、コンパクトなシステム
には適会しなくなってし捷う。
発明の目的
本発明は上記従来例の問題点を克服し、単純な回路構成
で、システム化も可能な、比較的軽負荷を対象とした電
力コントロール全目的とするもの54 、・ である。
で、システム化も可能な、比較的軽負荷を対象とした電
力コントロール全目的とするもの54 、・ である。
発明の構成
そして上記目的を達成するために本発明は次の構成をと
ったものである。
ったものである。
すなわち牟相交流電飾より、一端を負荷を介し、他端を
直接に、それぞれダイオードブリッジの交流入力に接続
し、前記ダイオードブリッジの直流出力に、前記パワー
MO8FETのドレイン及び、ソースを接続し、前記ド
レイン及びソースに並列に、固定抵抗器及び可変抵抗器
の直列回路を接続し、更に、前記固定抵抗器及び可変抵
抗器の接続点に前記パワーAV108 FETのゲート
に接続し、前記可変抵抗器の抵抗値を可変することによ
り、前記負荷に印加される電圧を可変する構成とすると
ともに、前記負荷ケ誘導電動機とし、この誘導電動機の
筐体に前記パワーMO8FETi取付けたものである。
直接に、それぞれダイオードブリッジの交流入力に接続
し、前記ダイオードブリッジの直流出力に、前記パワー
MO8FETのドレイン及び、ソースを接続し、前記ド
レイン及びソースに並列に、固定抵抗器及び可変抵抗器
の直列回路を接続し、更に、前記固定抵抗器及び可変抵
抗器の接続点に前記パワーAV108 FETのゲート
に接続し、前記可変抵抗器の抵抗値を可変することによ
り、前記負荷に印加される電圧を可変する構成とすると
ともに、前記負荷ケ誘導電動機とし、この誘導電動機の
筐体に前記パワーMO8FETi取付けたものである。
実施例の説明
第4図においてFET12 のドレインソース間には電
源電圧v工から負荷電圧vL會引Iた電圧が印6 、
。
源電圧v工から負荷電圧vL會引Iた電圧が印6 、
。
加されており(以下ドレイン電圧■Dsと略す)、ドレ
イン電圧を固定抵抗器9と可変抵抗器10で分圧された
電圧がゲートーソース間に印加されている(以下ゲート
電圧vGsと略す)。第6図及び第7図はFET12の
特性図である。第6図はID5−■G8特性を示す。通
常、FETにはスレッシュホールド電圧vTHがあり、
ゲート電圧vGsがスレッシュホールド電圧■THk越
すとON領域に入って電流lDsが流れる。
イン電圧を固定抵抗器9と可変抵抗器10で分圧された
電圧がゲートーソース間に印加されている(以下ゲート
電圧vGsと略す)。第6図及び第7図はFET12の
特性図である。第6図はID5−■G8特性を示す。通
常、FETにはスレッシュホールド電圧vTHがあり、
ゲート電圧vGsがスレッシュホールド電圧■THk越
すとON領域に入って電流lDsが流れる。
第7図は、より5−vDs特性を示す。ゲート電圧vG
Skパラメータとして、ドレイン電流IDSとドレイン
電圧■Dsの関係がめられる。第7図中の一点鎖線が、
第4図に示す回路の動作点を示している。よりpH−1
:vL−■工のときのドレイン電流よりsのピーク電流
値を示す。vDPは■L−0即ち■Ds#■Iのときの
ドレイン電圧vDsのピーク電圧値を示す、ゲート電圧
■Gsの値を上昇させるとドレイン電流よりs電流増加
方向、ドレイン電圧■Dsは減少方向へ動作点が移動す
る。
Skパラメータとして、ドレイン電流IDSとドレイン
電圧■Dsの関係がめられる。第7図中の一点鎖線が、
第4図に示す回路の動作点を示している。よりpH−1
:vL−■工のときのドレイン電流よりsのピーク電流
値を示す。vDPは■L−0即ち■Ds#■Iのときの
ドレイン電圧vDsのピーク電圧値を示す、ゲート電圧
■Gsの値を上昇させるとドレイン電流よりs電流増加
方向、ドレイン電圧■Dsは減少方向へ動作点が移動す
る。
更に電源電圧■Iは交流電圧であるので、電圧7 、−
位相により、一点鎖線で示す動作点ラインが第7図の矢
印方向に移動する。
印方向に移動する。
従って第4図に示す可変抵抗器10の値をある値にセッ
トすると、IDP−■DP ’1m結ぶ動作点ライン上
の一点に動作点Aがめられる。電源電圧■Iの位相によ
り、動作点は上記動作点Aとよりsとvvsの原点ケ結
ぶほぼ直線上を移動することになる。
トすると、IDP−■DP ’1m結ぶ動作点ライン上
の一点に動作点Aがめられる。電源電圧■Iの位相によ
り、動作点は上記動作点Aとよりsとvvsの原点ケ結
ぶほぼ直線上を移動することになる。
第5図に、電源電圧■Iと負荷電圧■Lの関係を示す。
前述のゲートのスレッシュホールド電圧■THの影響に
より、電源電圧■Iの電圧値が低くなる位相では、ドレ
イン電流よりsが極端に減少する為負荷電圧vLは減少
している。
より、電源電圧■Iの電圧値が低くなる位相では、ドレ
イン電流よりsが極端に減少する為負荷電圧vLは減少
している。
但し、ゲートのスレッシュホールド電圧vTHはドレイ
ン電流に対して比較的ゆるやかに減少しているため、高
調波成分は少ない。
ン電流に対して比較的ゆるやかに減少しているため、高
調波成分は少ない。
1だFET12に、ゲートのスレッシュホールド電圧の
ほぼ○となるものを採用すれば、負荷電圧■Lはほとん
ど電源電圧■Iに相似させることもできる。
ほぼ○となるものを採用すれば、負荷電圧■Lはほとん
ど電源電圧■Iに相似させることもできる。
一般に誘導電動機の可変速の手段として、−火室圧制御
が多く用いられている。その手段として誘導電動機の主
コイル及び補コイルの比率を段階制御方式もあるが、空
気調和機用としては、ノイズ及び空気調和機の風洞と共
鳴する電気音の発生が問題となり、一部の分野以外には
使用されていない。
が多く用いられている。その手段として誘導電動機の主
コイル及び補コイルの比率を段階制御方式もあるが、空
気調和機用としては、ノイズ及び空気調和機の風洞と共
鳴する電気音の発生が問題となり、一部の分野以外には
使用されていない。
本発明による一次電圧制御は、誘導電動機に印加される
電圧を可変する方式であるので、電圧降下分の電力は、
パワーFET0熱損失となるので放熱器による放熱設計
が必要となる。
電圧を可変する方式であるので、電圧降下分の電力は、
パワーFET0熱損失となるので放熱器による放熱設計
が必要となる。
誘導電動機の一次電圧制御は、゛′タップ切換制御゛に
よる場合と本発明の様な電圧可変方式の場合とでは、電
源から見た効率はほぼ等しくなる。
よる場合と本発明の様な電圧可変方式の場合とでは、電
源から見た効率はほぼ等しくなる。
つ−!す、切換タップを有した誘導電動機の入力と、本
発明の電子式交流電圧可変装置及び切換タップを有しな
い誘導電動機の入力和は、各速度域に於てほぼ等しくな
る訳である。
発明の電子式交流電圧可変装置及び切換タップを有しな
い誘導電動機の入力和は、各速度域に於てほぼ等しくな
る訳である。
9 ζ ジ
換言丁扛ば、誘導電動機の中、低速音域では、タップ切
換方式に比べて、誘導電動機自身の損失が減少し、その
損失分をパワーFETが受け待つことになる。
換方式に比べて、誘導電動機自身の損失が減少し、その
損失分をパワーFETが受け待つことになる。
一方、タップ切換制御の場合は、誘導電動機の体積的な
制約により、タップ数は通常3〜4本に制約されている
が、本発明によnば、無限に段階数を設定することがで
きる。またタップ切換制御の切換手段は、通常リレーの
接点による切換全使用するが、接点の寿命及び切換音の
発生により切換タイミング及び切換回数に制約があるが
、本発明によ扛ば、無接点、無音であることから、何ら
の制約なしに、変速が可能となる。
制約により、タップ数は通常3〜4本に制約されている
が、本発明によnば、無限に段階数を設定することがで
きる。またタップ切換制御の切換手段は、通常リレーの
接点による切換全使用するが、接点の寿命及び切換音の
発生により切換タイミング及び切換回数に制約があるが
、本発明によ扛ば、無接点、無音であることから、何ら
の制約なしに、変速が可能となる。
次に構造を第8図を用いて説明する。
13は負荷4として用いた金稠筐体ケ有する誘導電動機
であり、その筐体にFET12を取付け、放熱を行って
いる。前述の様ににJl!:TI2の損失をさめた、誘
導電動機13の総合効率はタップ切換方式の誘導電動機
の効率とほぼ等しいので、FET12の放熱のために誘
導電動機13に改造10ベフ を加える必要はない。
であり、その筐体にFET12を取付け、放熱を行って
いる。前述の様ににJl!:TI2の損失をさめた、誘
導電動機13の総合効率はタップ切換方式の誘導電動機
の効率とほぼ等しいので、FET12の放熱のために誘
導電動機13に改造10ベフ を加える必要はない。
発明の効果
本発明によれば、比較的軽負荷の電力制御をコンパクト
に、安価に提供でき、システム化も容易にできるという
すぐれた特徴を持っている。
に、安価に提供でき、システム化も容易にできるという
すぐれた特徴を持っている。
第1の特徴は、電力制御用の素子が1素子で実現できる
ことである。
ことである。
第2に出力をコントロールする部分、即ち第4図に於け
る可変抵抗器10に印加される電圧が低いことである。
る可変抵抗器10に印加される電圧が低いことである。
この電圧はゲート電圧vGsであるので通常の場合10
V程度ケ上限として制御できる。従って、交流電源10
0vまたは2ooV系の制御を行うには極めて低い制御
電圧であり、フォトカプラ等ケ使用して、容易にマイク
ロコンピュータ等と組会せて、システム化することがで
きる。
V程度ケ上限として制御できる。従って、交流電源10
0vまたは2ooV系の制御を行うには極めて低い制御
電圧であり、フォトカプラ等ケ使用して、容易にマイク
ロコンピュータ等と組会せて、システム化することがで
きる。
更に、回路構成が極めて単純であり、安価に構成できる
こと、各部品のショート、オープン等の異常時に対して
も、回路の電源側に負荷が入っていることから、安全性
が高いという利点ケ有して11ペブ いる。
こと、各部品のショート、オープン等の異常時に対して
も、回路の電源側に負荷が入っていることから、安全性
が高いという利点ケ有して11ペブ いる。
また、例えば空気調和機の送風機用の誘導電動機を制御
する際に、送風量ケはぼ無段に制御でき、無腎、無接点
のため、切換操作の制約がなく、誘導電動様の効率を落
すこともなく、且つ、負荷の誘導電動機の筐体を利用す
るので放熱器を省略でき、フィーリングの向上、省エネ
ルギー、コストダウン等を総合的に行えるという、多く
の利点を有している。
する際に、送風量ケはぼ無段に制御でき、無腎、無接点
のため、切換操作の制約がなく、誘導電動様の効率を落
すこともなく、且つ、負荷の誘導電動機の筐体を利用す
るので放熱器を省略でき、フィーリングの向上、省エネ
ルギー、コストダウン等を総合的に行えるという、多く
の利点を有している。
以上、種々の優扛た効果を有しており、比較的軽負荷の
電圧制御をシステム的に行う手段として最適のものとな
るのである。
電圧制御をシステム的に行う手段として最適のものとな
るのである。
第1図はスライダックを用いた従来例を示す回路図、第
2図はトランジスタを用いた従来例を示す回路図、第3
図は第1図、第2図の電圧制御波形図、第4図は本発明
の一実施例による電子式交流電圧可変装置の回路図、第
6図はその電圧制御波形図、第6図はFETのより5−
vGS特性図、第7図はFETのよりs−■Ds特性図
、第8図はその要部斜視図である。 1・・・・・・交流電源、4・・・・・・負荷、9・・
・・・・固定抵抗器、1o・・・・・・可変抵抗器、1
1・・・・・・ダイオードブリッジ、12・・・・・・
パワーMO8FET’、13・・・・・・誘導電動体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ダ
峰 − 第 4 図 第5図 第6面 第7図
2図はトランジスタを用いた従来例を示す回路図、第3
図は第1図、第2図の電圧制御波形図、第4図は本発明
の一実施例による電子式交流電圧可変装置の回路図、第
6図はその電圧制御波形図、第6図はFETのより5−
vGS特性図、第7図はFETのよりs−■Ds特性図
、第8図はその要部斜視図である。 1・・・・・・交流電源、4・・・・・・負荷、9・・
・・・・固定抵抗器、1o・・・・・・可変抵抗器、1
1・・・・・・ダイオードブリッジ、12・・・・・・
パワーMO8FET’、13・・・・・・誘導電動体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ダ
峰 − 第 4 図 第5図 第6面 第7図
Claims (1)
- ダイオードブリッジの交流入力の一端は負荷ケ介して、
壕だ他端は直接羊相交流電源に、それぞれ接続し、前記
ダイオードブリッジの直流出力にハ、パワーMO8FE
Tのドレイン及び、ソースを接続し、前記ドレイン及び
ソースに並列に、固定抵抗器及び可変抵抗器の直列回路
を接続し、更に、前記固定抵抗器及び可変抵抗器の接続
点に、前記パワーMO3−FETのゲーIf接続し、前
記可変抵抗器の抵抗値を可変することにより、前記負荷
に印加される電圧を可変する構成とするとともに、前記
負荷を誘導電動機とし、この誘導電動機の筐体に前記パ
ワーMO8FETを取付けた電子式交流電圧可変装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251208A JPS60142718A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 電子式交流電圧可変装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251208A JPS60142718A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 電子式交流電圧可変装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142718A true JPS60142718A (ja) | 1985-07-27 |
Family
ID=17219301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58251208A Pending JPS60142718A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 電子式交流電圧可変装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60142718A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131626A (ja) * | 1983-09-05 | 1984-07-28 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | シリル末端重合体の製造法 |
| US9527354B2 (en) | 2012-04-04 | 2016-12-27 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Tire repair fluid container packaging box and method of injecting tire repair fluid |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5535695B1 (ja) * | 1971-04-14 | 1980-09-16 | ||
| JPS5626473U (ja) * | 1979-08-06 | 1981-03-11 | ||
| JPS57658A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-05 | Fujitsu Ltd | Measuring device for quantity of charge of toner |
| JPS5717265B2 (ja) * | 1978-06-21 | 1982-04-09 |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP58251208A patent/JPS60142718A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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