JPH01302882A - パルス放電レーザ用電源装置 - Google Patents
パルス放電レーザ用電源装置Info
- Publication number
- JPH01302882A JPH01302882A JP13317988A JP13317988A JPH01302882A JP H01302882 A JPH01302882 A JP H01302882A JP 13317988 A JP13317988 A JP 13317988A JP 13317988 A JP13317988 A JP 13317988A JP H01302882 A JPH01302882 A JP H01302882A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- frequency power
- voltage
- inverter
- control circuit
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/09705—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge
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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。
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〕
この発明に、銅蒸気レーザ、エキシマレーザ。
炭酸がスレーザ等のｔ源であるパルスｔ！ｌ、電し−ザ
用電源に関するものである。
用電源に関するものである。
＠２図は例えば電気学会研究会資料１ｍ［研究会１９８
７年５月１２日ＥＤ−８７−１４９Ｋ ２３頁に掲載さ
れた論文”銅蒸気レーザと放電特性”に示された従来の
銅蒸気レーザ電源の回路構成とその動作状態を示す。図
において、（１）に低電圧側の高周波電力を発生するイ
ンバータ、（２）は発生し九高周波電力ｆｔ高電圧に昇
圧する変圧器、（３）は後述のコンデ、ンサ（６）？同
一極性に充電するための整流用のダイオード、（４）は
後述のコンデンサ（５）に蓄えられた電力を非常に高周
波の電力に変換してコンデンサ（６）やレーザ放電管（
７）へ移行するための放電用スイッチとしてのサイラト
ロン、１５１Ｕ高圧に充電するためのコンデンサ、＋６
１ｆｌコンデンサ、＋７１Ｈレーザ放電管、（８）は充
電用のりアクドル、（９）は電源、＋１０１はレーザ発
振器を示す。
７年５月１２日ＥＤ−８７−１４９Ｋ ２３頁に掲載さ
れた論文”銅蒸気レーザと放電特性”に示された従来の
銅蒸気レーザ電源の回路構成とその動作状態を示す。図
において、（１）に低電圧側の高周波電力を発生するイ
ンバータ、（２）は発生し九高周波電力ｆｔ高電圧に昇
圧する変圧器、（３）は後述のコンデ、ンサ（６）？同
一極性に充電するための整流用のダイオード、（４）は
後述のコンデンサ（５）に蓄えられた電力を非常に高周
波の電力に変換してコンデンサ（６）やレーザ放電管（
７）へ移行するための放電用スイッチとしてのサイラト
ロン、１５１Ｕ高圧に充電するためのコンデンサ、＋６
１ｆｌコンデンサ、＋７１Ｈレーザ放電管、（８）は充
電用のりアクドル、（９）は電源、＋１０１はレーザ発
振器を示す。
＠３図は前記論文Ｐ２４に示された放電時の放電電圧電
流波形と回路図である。
流波形と回路図である。
次に動作について説明する。まず、ｆｆ１２図をもとに
説明する。
説明する。
Ｈ−ｔ３期間サイラトロン（４）は非導通状態である。
ｔｌ −ｔ２期間インバータｉｌ＋が高周波電力を発生
する。この高周波電力が変圧器＋２１に入力されて昇圧
される。このとき、変圧器（２）の出力電圧極性は図の
矢印の方向に発生するようにインバータ（１１０回路を
構成しである。そのため変圧器（２１の出力巻線−整流
ダイオード（３）−コンデンサ（６）−充電用リアクト
ル（８）−変圧器の出力巻線を通して電流が流れてコン
デンサ（５）を高圧に充電することになる。
する。この高周波電力が変圧器＋２１に入力されて昇圧
される。このとき、変圧器（２）の出力電圧極性は図の
矢印の方向に発生するようにインバータ（１１０回路を
構成しである。そのため変圧器（２１の出力巻線−整流
ダイオード（３）−コンデンサ（６）−充電用リアクト
ル（８）−変圧器の出力巻線を通して電流が流れてコン
デンサ（５）を高圧に充電することになる。
ｔｌ −ｔ２期間の充電用リアクトル（８）のリアクタ
ンス値は、コンデンサ（６）やコンデンサ（６）のリア
クタンス１直より非常に小さく選定しである。故にｔｌ
−ｔ２期間変圧器（２）の出力電圧は、そのままコンデ
ンサ（５）の充電電圧となる。
ンス値は、コンデンサ（６）やコンデンサ（６）のリア
クタンス１直より非常に小さく選定しである。故にｔｌ
−ｔ２期間変圧器（２）の出力電圧は、そのままコンデ
ンサ（５）の充電電圧となる。
ｔ２− ｔ３期間は、充電終了後サイラトロン（６）に
トリが信号が入力されるまでの待機時間である。
トリが信号が入力されるまでの待機時間である。
ｔ３時点でサイラトロン（４）が図示していない外部の
駆動回路よりトリガ信号を与えられ導通を始める。この
ことよりコンデンサ（５）に蓄えられた高電圧の電力が
サイラトロン（４）ｔ−通してコンデンサ（６１および
レーザ放電管（７）に入力される。以下同様の動作ｆ
ｔ４ｓ ｔ５． ｔ６の各時点で周期的に行なっている
。放電時の各部電圧電流波形の観測例を第３図に詳細に
示す。以上のようにしてレーザ出力を得るように構成さ
れていた。１３図かられかるようにレーザ放′醒管の電
圧（Ｖ）に表わされるような数１００ｎＳ Ｏ電圧変化
をもった高電圧の高周波ノイズがレーザ発振器（１４）
から発生していた。この高電圧の高目波ノイズは、コン
デンサｆＦＩ＋や整流用ダイオード（３）等の浮遊の静
電容ｉｔ？通して変圧器＋２１ ’？で達し念後、電磁
移行や静電移行により低圧側のインバータ（２）まで高
電圧のまま侵入する恐れがあった。特に、インバータは
トランジスタなどの半導体から構成されており、高電圧
のノイズに弱く所定以上の高電圧のノイズが印加された
とき破壊される場合がある。
駆動回路よりトリガ信号を与えられ導通を始める。この
ことよりコンデンサ（５）に蓄えられた高電圧の電力が
サイラトロン（４）ｔ−通してコンデンサ（６１および
レーザ放電管（７）に入力される。以下同様の動作ｆ
ｔ４ｓ ｔ５． ｔ６の各時点で周期的に行なっている
。放電時の各部電圧電流波形の観測例を第３図に詳細に
示す。以上のようにしてレーザ出力を得るように構成さ
れていた。１３図かられかるようにレーザ放′醒管の電
圧（Ｖ）に表わされるような数１００ｎＳ Ｏ電圧変化
をもった高電圧の高周波ノイズがレーザ発振器（１４）
から発生していた。この高電圧の高目波ノイズは、コン
デンサｆＦＩ＋や整流用ダイオード（３）等の浮遊の静
電容ｉｔ？通して変圧器＋２１ ’？で達し念後、電磁
移行や静電移行により低圧側のインバータ（２）まで高
電圧のまま侵入する恐れがあった。特に、インバータは
トランジスタなどの半導体から構成されており、高電圧
のノイズに弱く所定以上の高電圧のノイズが印加された
とき破壊される場合がある。
従来のパルス放電レーザ用を源装置は以上のように構成
されているので、レーザ発振器から侵入してくる高電圧
の高脚波ノイズに対して無防備状態となっており、ノイ
ズストレスにより電源装置特にインバータ等の高周波電
力発生器が破壊される恐れがあった。
されているので、レーザ発振器から侵入してくる高電圧
の高脚波ノイズに対して無防備状態となっており、ノイ
ズストレスにより電源装置特にインバータ等の高周波電
力発生器が破壊される恐れがあった。
この発明は上記のような間船点を解消するためになされ
たもので、ノイズによシ破壊されることを防止し信頼性
の高いパルス放電レーザ用電源装置を得ることを目的と
する。
たもので、ノイズによシ破壊されることを防止し信頼性
の高いパルス放電レーザ用電源装置を得ることを目的と
する。
この発明゛に係るパルス放電レーザ用電源装置はインバ
ータ出力と並列にスイッチング要素とインピーダンス要
素を直列にし九ものを接続し、そのスイッチング要素を
適当に４通制御する制御回路を設けたものである。
ータ出力と並列にスイッチング要素とインピーダンス要
素を直列にし九ものを接続し、そのスイッチング要素を
適当に４通制御する制御回路を設けたものである。
この発明におけるパルス放電レー・ザ用電源装置は、イ
ンバータ出力と並列スイッチング要素とインピーダンス
要素を直列にしたものを接続し、そのスイッチング要素
を導通制御する制御回路を設はたことにより、放電時の
高電圧の高周波ノイズに対してインバータを保護する。
ンバータ出力と並列スイッチング要素とインピーダンス
要素を直列にしたものを接続し、そのスイッチング要素
を導通制御する制御回路を設はたことにより、放電時の
高電圧の高周波ノイズに対してインバータを保護する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）〜［８） ｊ （１０１Ｉ’！従来
のものと同様である。（１１１は自己消弧形素子のトラ
ンジスタを逆並列接続して構成し、双方間通電するよう
にしたスイッチ、Ｑ２１ｔ！抵抗からなるインピーダン
ス要素、０３Ｈ：Ｃスイッチ（Ｉｌｌ ｆ導通制御する
制御回路、（１４）はパルス放電レーザ用電源を示す。
図において、（１）〜［８） ｊ （１０１Ｉ’！従来
のものと同様である。（１１１は自己消弧形素子のトラ
ンジスタを逆並列接続して構成し、双方間通電するよう
にしたスイッチ、Ｑ２１ｔ！抵抗からなるインピーダン
ス要素、０３Ｈ：Ｃスイッチ（Ｉｌｌ ｆ導通制御する
制御回路、（１４）はパルス放電レーザ用電源を示す。
次にこの発明の動作について説明する。ｇＪＪ１図及び
１１！、２図において、ｔｌ−ｔ３期間についてコンデ
ンサ（６）への充電の動作は従来例のときと同じである
。このとき、スイッチ（１１１はｔ３時点の少し前のｔ
２′時点まで制御回路Ｑ３ｉのＯＦＦ指令により非導通
状態である。スイッチ（Ｉｌｌ ｉ １２’ −ｔ １
時点まで制御回路０３１のＯＮ指令により導通状態とな
る。ｔａｊ時点は、レーザ放電管（７）やサイラトロン
（４）から発生する高電圧の高周波ノイズがインピーダ
ンス要素Ｏｉで減衰して完全に納まっている時点である
。
１１！、２図において、ｔｌ−ｔ３期間についてコンデ
ンサ（６）への充電の動作は従来例のときと同じである
。このとき、スイッチ（１１１はｔ３時点の少し前のｔ
２′時点まで制御回路Ｑ３ｉのＯＦＦ指令により非導通
状態である。スイッチ（Ｉｌｌ ｉ １２’ −ｔ １
時点まで制御回路０３１のＯＮ指令により導通状態とな
る。ｔａｊ時点は、レーザ放電管（７）やサイラトロン
（４）から発生する高電圧の高周波ノイズがインピーダ
ンス要素Ｏｉで減衰して完全に納まっている時点である
。
ｔ３時点で従来例と同じくサイラトロン（４）にトリが
信号を与えサイラトロン（４）を導通させる。このとき
第２図に示した電圧・電流変化を生じ、高電圧の高周波
ノイズが発生しそのノイズにコンデンサ（６）や整流ダ
イオード（３）等の浮遊の静電容ｉｆ通して変圧器（２
）まで達したのち、電磁移行や静電移行によりインバー
タ＋１１まで侵入しようとする。
信号を与えサイラトロン（４）を導通させる。このとき
第２図に示した電圧・電流変化を生じ、高電圧の高周波
ノイズが発生しそのノイズにコンデンサ（６）や整流ダ
イオード（３）等の浮遊の静電容ｉｆ通して変圧器（２
）まで達したのち、電磁移行や静電移行によりインバー
タ＋１１まで侵入しようとする。
しかし、スイッチ（ｏｌが４通しておりインバータ（１
１出力がインピーダンス要素（１２）で短絡された状態
になっているため、結果とし−Ｃ高電圧のノイズは、イ
ンピーダンス要素Ｏｚｌ変王器（２）、整流ダイオード
（３）等のノイズ周波数でのインピーダンス匝に比例し
て分担されることになる。このインピーダンス要素α力
の抵抗値は、高電圧の高周波ノイズをインバータ（１）
にとって十分安全な値の電圧に低下させるものに選定し
である。ｔ３′時点でスイッチ（Ｉｌｌを制御回路ＩＩ
（至）のＯＦＦ指令により非導通とし、次の１４時点か
らの充ｗ！Ｌ！ｔＩＩ作に備える構成としている。
１出力がインピーダンス要素（１２）で短絡された状態
になっているため、結果とし−Ｃ高電圧のノイズは、イ
ンピーダンス要素Ｏｚｌ変王器（２）、整流ダイオード
（３）等のノイズ周波数でのインピーダンス匝に比例し
て分担されることになる。このインピーダンス要素α力
の抵抗値は、高電圧の高周波ノイズをインバータ（１）
にとって十分安全な値の電圧に低下させるものに選定し
である。ｔ３′時点でスイッチ（Ｉｌｌを制御回路ＩＩ
（至）のＯＦＦ指令により非導通とし、次の１４時点か
らの充ｗ！Ｌ！ｔＩＩ作に備える構成としている。
このことｆｄｔ４時点までにスイッチ（ＩＩ） ｆ非導
通状態にしておかないと、１４時点でインバータＨの出
力が発生したとき、出力がインピーダンス要素０２１で
短絡される状態となって損失が増える。さらに、インバ
ータ（１）にとってインピーダンス要素α力に電流を流
す分が重負荷となる等のインバータ（１１に悪影響を及
ぼす之めである。以下同１Ｆｉの動作を’４＊ ｔ５・
ｔ６の各時点で周期的に行なっている。
通状態にしておかないと、１４時点でインバータＨの出
力が発生したとき、出力がインピーダンス要素０２１で
短絡される状態となって損失が増える。さらに、インバ
ータ（１）にとってインピーダンス要素α力に電流を流
す分が重負荷となる等のインバータ（１１に悪影響を及
ぼす之めである。以下同１Ｆｉの動作を’４＊ ｔ５・
ｔ６の各時点で周期的に行なっている。
以上によりこの発明の電源装置の回路構成を用いると、
レーザ放電時にレーザ発振器で発生する高電圧の高周波
ノイズに対してインバータ（！１を保護できる。
レーザ放電時にレーザ発振器で発生する高電圧の高周波
ノイズに対してインバータ（！１を保護できる。
なお、上記来施例でに、変圧器量カ市圧の極性が一方向
のみの場合について述べ之が、出力電圧極性が変化する
７リブリツジインバ一タ方式の場合にも適用できる。
のみの場合について述べ之が、出力電圧極性が変化する
７リブリツジインバ一タ方式の場合にも適用できる。
ま念、抵抗値が非常に小さくなり、短絡線に変えられる
ときは、短絡線にしてもよい。
ときは、短絡線にしてもよい。
一方、インピーダンス要素は抵抗でなくても高周波で低
インピーダンスとなるコンデンサで代用してもよいし、
非線形抵抗であるツェナーやバリスタや避雷器などの過
電圧抑制素子で代甲してもよいことは明白である。なお
、これらのインピーダンス素子は、インバータ動作に影
響を与えないので任意に選べることはいうまでもない。
インピーダンスとなるコンデンサで代用してもよいし、
非線形抵抗であるツェナーやバリスタや避雷器などの過
電圧抑制素子で代甲してもよいことは明白である。なお
、これらのインピーダンス素子は、インバータ動作に影
響を与えないので任意に選べることはいうまでもない。
以上のようにこの発明によれば、インバータと変圧器等
からなる昇圧機器の間に並列にスイッチングい素とイン
ピーダンス要素ｆ直列にしたもの？接続し、そのスイッ
チング要素を導通制御する制御回路を設けて構成したの
で、高信頼度の装置となつ之。
からなる昇圧機器の間に並列にスイッチングい素とイン
ピーダンス要素ｆ直列にしたもの？接続し、そのスイッ
チング要素を導通制御する制御回路を設けて構成したの
で、高信頼度の装置となつ之。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はｆ
；１図の動作状態を示す説明図、第３図は従来のパルス
放電用電源装置の構成図、第４図は第３図の動作状態を
示す説明図１、第５図に９Ｊ３図の要部を示す構成図、
第６図は”Ｊ５図の動作状態（放電時）を示す説明図で
ある。 図において、（１１にインバータ、（Ｉｌｌはスイッチ
、Ｏｚはインピーダンス要素、（１３＋は制御回路であ
る。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 斐へ 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第５Ｖ 第６図
；１図の動作状態を示す説明図、第３図は従来のパルス
放電用電源装置の構成図、第４図は第３図の動作状態を
示す説明図１、第５図に９Ｊ３図の要部を示す構成図、
第６図は”Ｊ５図の動作状態（放電時）を示す説明図で
ある。 図において、（１１にインバータ、（Ｉｌｌはスイッチ
、Ｏｚはインピーダンス要素、（１３＋は制御回路であ
る。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 斐へ 大岩増雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第５Ｖ 第６図
Claims (1)
- （１） 低電圧側の高周波電力発生器により高周波電力
を発生させ、その高周波電力を昇圧機器を通して所定の
高電圧の電力に変換してレーザ発振器に電力供給するも
のにおいて、スイツチング要素とインピーダンス要素と
の直列回路を上記高周波電力発生器の出力端子間に接続
し、上記スイツチング要素を導通制御する制御回路を設
けたことを特徴とするパルス放電レーザ用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13317988A JPH01302882A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | パルス放電レーザ用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13317988A JPH01302882A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | パルス放電レーザ用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302882A true JPH01302882A (ja) | 1989-12-06 |
Family
ID=15098531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13317988A Pending JPH01302882A (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | パルス放電レーザ用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01302882A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852515A1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-07 | General Electric Company | LSP on the fly energy change |
| CN111200354A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 住友重机械工业株式会社 | 激光装置用的电源装置 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP13317988A patent/JPH01302882A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852515A1 (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-07 | General Electric Company | LSP on the fly energy change |
| CN111200354A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 住友重机械工业株式会社 | 激光装置用的电源装置 |
| JP2020088031A (ja) * | 2018-11-19 | 2020-06-04 | 住友重機械工業株式会社 | レーザ装置用の電源装置 |
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