JPH0116318Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はパルスレーザ装置に使用されるフラ
ツシユランプ放電回路に係るもので、その特徴と
するところはフラツシユランプ放電回路を構成す
るシンマー回路から出力される電流を、フラツシ
ユランプの主放電電流が流れる近傍で大きくし、
他の期間ではフラツシユランプの放電が維持でき
る程度の小さな値とし、シンマー回路の電力を小
さくした点である。

まず従来のこの種の放電回路を第１図より説明
する。

第１図において、１はコンデンサC₁にエネル
ギを供給する直流電源、２はフラツシユランプ４
に放電を継続させるために直流電流を供給するシ
ンマー回路、３はシンマー回路２の電源でシンマ
ー電源、５は上記フラツシユランプ４にトリガパ
ルスを与えるための第１のパルス発生器Ａ、６は
サイリスタQ₁のゲートに信号を供給する第２の
パルス発生器Ｂ、７は上記第１のパルス発生器Ａ
５及び第２のパルス発生器Ｂ６に所定の同期パル
スを与えるタイミング発生器、C₁は上記フラツ
シユランプ４の主放電エネルギを蓄積するコンデ
ンサ、L₁は上記フラツシユランプ４の主放電電
流波形整形用インダクタンス、Q₁は所定のタイ
ミングで導通し上記コンデンサC₁のエネルギを
フラツシユランプ４に供給するためのサイリス
タ、R₁は電流制限抵抗、T₁は上記フラツシユラ
ンプ４に外部放電トリガを与えるためのトリガト
ランスである。

ところで上記フラツシユランプ４がコンデンサ
C₁のエネルギの間欠的な放電の他に継続的な電
流を流し、放電を継続させる目的は次の理由があ
る。すなわち上記コンデンサC₁のエネルギの間
欠的な放電の都度、上記フラツシユランプ４に上
記トリガトランスT₁から20kVを越えるトリガパ
ルスを印加しなくとも良いこと、トリガパルスに
よる他の信号処理回路への雑音の干渉が少ないこ
と、上記フラツシユランプ４内部に一定の放電路
が形成されるため、フラツシユランプ４の発光波
形とそのタイミング及び発光パターンが均一とな
ることである。

次に動作を説明すると、いま仮に最初上記フラ
ツシユランプ４に放電電流が流れていないとする
と上記タイミング発生器７の出力で上記第１のパ
ルス発生器Ａ５が動作し、上記トリガトランス
T₁から上記フラツシユランプ３に20kV程度の放
電トリガパルスが与えられ、上記シンマー電源３
から上記フラツシユランプ４に一定の放電電流が
流れる。上記タイミング発生器７は上記フラツシ
ユランプ４に放電電流が流れたことを上記シンマ
ー電源３の出力によつて検出するとともに上記第
１のパルス発生器Ａ５の駆動を停止し、つぎに所
定の繰返し周期で上記第２のパルス発生器Ｂ６を
駆動する。この第２のパルス発生器Ｂ６の出力パ
ルスがサイリスタQ₁のゲート端子に加わること
によつてサイリストQ₁が動作し、それにより上
記コンデンサC₁の蓄積エネルギが上記フラツシ
ユランプ４で放電する。

ところで上記フラツシユランプ４に定常的に流
す放電電流は、上記フラツシユランプ４の放電が
継続する最小値が内径４mm、放電長が75mm、ガス
圧が450Torrのキセノンフラツシユランプの場
合、実験的に約5mAである。また、第１図に示
すフラツシユランプ放電回路でフラツシユランプ
４を放電させた場合、上記フラツシユランプ４の
発光波形、発光のタイミングが安定で、発光パタ
ーンが一様かつ変動しない定常的な放電電流は実
験的50mA以上になり、そのときのシンマー電源
３の出力電圧は1500V以上にもなる。

このときのシンマー電源３の出力電力は75wに
もなる。

しかし、コンデンサC₁から供給され、上記フ
ラツシユランプ４で消費される電力は、例えば、
コンデンサC₁の蓄積エネルギが10J、放電くり返
し数10ppsとすると100Wである。

上記に示したように、上記フラツシユランプ４
の主放電に消費する電力にほぼ近い電力をシンマ
ー電源３で供給しなければならない。このことは
フラツシユランプ放電回路の電源効率を大幅に低
下させること、また装置の大型化が避けられな
い。

この考案はこのような従来の欠点を除去するた
めにシンマー電源３から供給される電流をフラツ
シユランプ４の主放電電流が流れる近傍で大きく
し、その他の期間ではフラツシユランプ４の放電
が維持できる程度に小さくし、シンマー電源３の
出力電力を大幅に減少させるようにしたフラツシ
ユランプ放電回路を提供するものである。

以下この考案の一実施例について図により詳述
する。

第２図はこの考案の一実施例を示すブロツクで
ある。

第２図において、１〜７は第１図に示したもの
と同一あるいは相当するもので、８はパルス幅制
御器、９は電圧可変型シンマー電源、C₂はコン
デンサ、D₁〜D₂は整流ダイオード、Q₂はゲート
ターンオフサイリスタ、Q₃はトランジスタ、T₂
は昇圧トランスである。

この考案によるフラツシユランプ放電回路にお
いて、パルス幅制御器８はサイリスタQ₁の導通
のための放電同期パルスDPに同期して、ターン
ゲートサイリスタQ₂を導通させるとともに、ト
ランジスタQ₃の駆動パルス幅を変える。

すなわち、フラツシユランプ４の主放電が行わ
れていない期間は、パルス幅制御器８からの比較
的狭い一定のパルス幅でトランジスタQ₃がオン
オフし、低電電圧源Vcから電力が供給されて、
トランスT₂の２次側に電圧が誘起する。この誘
起電圧はダイオードD₁、コンデンサC₂、ダイオ
ードD₂及びダイオードD₁、電流制限抵抗R₁、フ
ラツシユランプ４、ダイオードD₂の各々の経路
に電流を供給する。このときのコンデンサC₂の
両端の電圧は低く、フラツシユランプ４に流れる
電流は小さい。

フラツシユランプ４の主放電時には、主放電に
同期して、ダイミング発生器７より同期信号SP
をパルス幅制御器８に出力する。パルス幅制御器
８は同期信号SPを入力してゲートターンオフサ
イリスタQ₂のオン信号を出力するとともに、ト
ランジスタQ₃のオン駆動パルス幅を広くする。
ターンゲートオフサイリスタQ₂がオンするとト
ランスT₂の２次側ではダイオードD₁、コンデン
サC₂、ターンゲートオフサイリスタQ₂などの経
路で電流が流れるようになりコンデンサC₂の端
子電圧が大きくなる。また、トランジスタQ₃の
オンパルス幅も大きくなるので、コンデンサC₂
の端子電圧の増加させる効果を有する。コンデン
サC₂の端子電圧が増加すると電流制限抵抗R₁を
通してフラツシユランプ４に供給される電流が大
きくなる。すなわち、フラツシユランプ４の主放
電が行われる近傍の期間のみシンマー回路２から
供給される電流が大きくなる。

上記のように構成すれば、フラツシユランプ４
の発光の波形、タイミングそしてパターンは第１
図に示す従来のものと比較して何ら劣ることなく
シンマー回路２の電力を大きく減少させることが
できる。

第３図は放電同期パルスDP及びシンマー回路
２の動作のタイムシーケンスを示す。

たとえばフラツシユランプ４の主放電に同期さ
せて、シンマー回路２から大きな電流を流すシン
マー同期パルスSPの期間ｔを0.5msecとし、シン
マー回路２の電流を50mA、電圧を1500v定常的
にシンマー回路２から流れる電流を5mA、電圧
を1000V、主放電のくり返し数を10ppsとすると
平均電力は約5.5Wとなり、定常的に50mA流した
場合に比較すると1/10以下になる。

第３図においてイは放電同期パルスDP、ロは
シンマー同期パルスSP、ハはシンマー回路の出
力電流、ニはシンマー回路の出力電流ハの零レベ
ルを示す。

なお、上記実施例ではシンマー回路２のシンマ
ー電力源として電圧可変型シンマー電源９のVc
点より独立した別電源が供給されると説明した
が、電力源として直流電源１を共用しても同様の
効果を得ることができる。

この考案は以上述べたとおり、シンマー回路２
から常に大きな一定電流を流さないで、フラツシ
ユランプ４の主放電が行なわれるわずかの期間だ
け上記定常的に流した場合に相当する大きな電流
を流し、他の期間ではフラツシユランプ４の放電
が継続できる程度のわるかの電流を流すことによ
り、定常的に一定電流を流した場合のフラツシユ
ランプ４の発光波形、タイミング、発光パターン
を変化させることなく、シンマー回路２の電力を
大幅に減少させることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフラツシユランプ放電回路のブ
ロツク図、第２図はこの考案の一実施例を示すフ
ラツシユランプ放電回路のブロツク図、第３図は
この考案の一実施例を示すフラツシユランプ放電
回路の一部の動作のタイミングチヤート図であ
る。図中、１は直流電源、２はシンマー回路、３
はシンマー電源、４はフラツシユランプ５はパル
ス発生器Ａ、６はパルス発生器Ｂ、７はタイミン
グ発生器、８はパルス幅制御器、９は電圧可変型
シンマー電源、C₁，C₂はコンデンサ、L₁はイン
ダクタンス、R₁は電流制限抵抗、T₁，T₂はトラ
ンス、D₁，D₂は整流ダイオード、Q₁，Q₂はサイ
リスタ、Q₃はトランジスタである。 図中、同一あるいは相当部分には同一符号を付
して示してある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. フラツシユランプと、このフラツシユランプの
   主放電エネルギを蓄積するコンデンサと、上記フ
   ラツシユランプの主放電電流波形を整形するイン
   ダクタンスと、上記コンデンサに蓄積されたエネ
   ルギを所定のタイミングで瞬時にフラツシユラン
   プに供給するためのスイツチ素子と、上記フラツ
   シユランプに定常的に電流を供給するシンマー回
   路とからなるフラツシユランプ放電回路におい
   て、上記シンマー回路から上記フラツシユランプ
   に供給される電流を、上記フラツシユランプの主
   放電が行われていない期間は小さくし、また上記
   フラツシユランプの主放電が行われる近傍で大き
   くするための電圧可変型シンマー電源を上記シン
   マー回路に設けたことを特徴とするフラツシユラ
   ンプ放電回路。