JPH02250294A - シマー回路 - Google Patents
シマー回路Info
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- JPH02250294A JPH02250294A JP7220689A JP7220689A JPH02250294A JP H02250294 A JPH02250294 A JP H02250294A JP 7220689 A JP7220689 A JP 7220689A JP 7220689 A JP7220689 A JP 7220689A JP H02250294 A JPH02250294 A JP H02250294A
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- Japan
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- simmer
- lamp
- current
- transformer
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (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
この発明は、とくに固体レーザ励起用のフランシュラン
プの放電の立ち上がり時間と消弧時間とを短くするため
、その点灯休止時にも最小電流を流すことによってフラ
ッシュランプの放電状態を維持させるシマー回路に関す
る。
プの放電の立ち上がり時間と消弧時間とを短くするため
、その点灯休止時にも最小電流を流すことによってフラ
ッシュランプの放電状態を維持させるシマー回路に関す
る。
現在の加工用固体レーザは、発振の安定性が良いことと
比較的出力が大きいことの理由でＮｄ：ＹＡＧをレザー
媒質とするものにほとんど限定される。 レザー媒質のＮｄ：ＹＡＧは、イツトリウム・アルミニ
ウム・ガーネット（ＹＪＩｓＯ＋ｚ）と呼ぶ光学結晶に
二約１％の微量の重量比でＮｄを含有させたもので、棒
状に形成される０両端を鏡面研摩し、その上に無反射コ
ーティングを施す。側面は、すりガラス状にしておいて
、励起光がＹＡＧ棒全体に吸収されやすいようにしであ
る。なお、ＹＡＧ棒は、５００〜８００ｎ−の光を吸収
して、いわゆる励起状態となり、１．０６μ翔付近のレ
ーザ光を発振する。そして、その出力形態は、通常、連
続繰返しのノーマルパルスである。これは、短い時間の
間にパルス的に集中されたレーザ光であり、いわゆる切
れ味を良くするため高エネルギー密度をもたせたもので
ある。 この連続繰返しのノーマルパルスは、励起ランプをパル
ス的に点灯し、つまりフラッシュランプとし、ランプ点
灯時間幅とランプ電流値を電気的に制御することにより
レーザ出力波形を制御して得られる。フラッシュランプ
としては、寿命の長さ、信幀性、使いやすさなどの観点
からキセノン（Ｘｅ）ガスまたはクリプトン（Ｋｒ）ガ
スを用いた直管形の放電管が広く採用されている。 従来例を含む放電用電源装置について、そのブロック図
である第５図を参照しながら説明する。 第５図において、１は直流電源、２はチョッパ回路、３
はコンデンサ、４はトリガ回路、５はフラッシュランプ
（以下、単にランプという）、６は主スイツチ回路、３
０はシマー回路である。シマー回路３０は主として、直
流電源３１．ダイオード３２゜抵抗３３からなる。 さて、ランプ５をフラッシュ発光させるためには、まず
トリガ回路４によってランプ５に１０〜２０ＫＶの高電
圧トリガパルスを印加して放電を開始させる。その直後
にシマー回路３０が１００〜１５０Ｖ。 数への電流源として動作することによって、ランプ５を
放電状態に維持させる。次に、主スイツチ回路６をオン
させることによって、直流電源１とチョッパ回路２とに
より、３００〜９００■に充電されたコンデンサ３の電
気的エネルギーが、数１０ＯＡの電流としてランプ５に
供給され、これを点灯させる。この点灯による高エネル
ギーの光が図示してないレーザ媒質を照射し、これを励
起してレーザ発振させる。 前記の動作において、ランプ５がトリガ回路４によって
確実にシマー・モードに移行するためには、シマー回路
３０の出力特性が重要になり、たとえばトリガ電圧印加
時にはシマー・モードの電圧の４〜１５倍の電圧が必要
とされる。 第４図の実線Ｓ１はシマー回路３０の特性を、破線Ｌ１
と二重破線Ｌ２は異なった二つのランプの特性を横軸に
電流１、縦軸に電圧Ｅをとってそれぞれ示す、第５図の
ランプ５が破線Ｌ１の特性をもつとき、ランプ５がトリ
ガされる前はシマー電流は流れないから、ランプ５に印
加される電圧は直流型Ｒ３１の電圧Ｅｏに等しい。いっ
たん点灯された後の点灯休止時には、ランプ５に、その
内部インピーダンスと抵抗３３とによって決まる、放電
状態を維持可能な最小電流Ｉｓが流れシマー・モードに
なる。なお、ダイオード３２は、主スイツチ回路６の動
作で直流電源１からシマー回路３０に電流が流れ込むの
を防止する。
比較的出力が大きいことの理由でＮｄ：ＹＡＧをレザー
媒質とするものにほとんど限定される。 レザー媒質のＮｄ：ＹＡＧは、イツトリウム・アルミニ
ウム・ガーネット（ＹＪＩｓＯ＋ｚ）と呼ぶ光学結晶に
二約１％の微量の重量比でＮｄを含有させたもので、棒
状に形成される０両端を鏡面研摩し、その上に無反射コ
ーティングを施す。側面は、すりガラス状にしておいて
、励起光がＹＡＧ棒全体に吸収されやすいようにしであ
る。なお、ＹＡＧ棒は、５００〜８００ｎ−の光を吸収
して、いわゆる励起状態となり、１．０６μ翔付近のレ
ーザ光を発振する。そして、その出力形態は、通常、連
続繰返しのノーマルパルスである。これは、短い時間の
間にパルス的に集中されたレーザ光であり、いわゆる切
れ味を良くするため高エネルギー密度をもたせたもので
ある。 この連続繰返しのノーマルパルスは、励起ランプをパル
ス的に点灯し、つまりフラッシュランプとし、ランプ点
灯時間幅とランプ電流値を電気的に制御することにより
レーザ出力波形を制御して得られる。フラッシュランプ
としては、寿命の長さ、信幀性、使いやすさなどの観点
からキセノン（Ｘｅ）ガスまたはクリプトン（Ｋｒ）ガ
スを用いた直管形の放電管が広く採用されている。 従来例を含む放電用電源装置について、そのブロック図
である第５図を参照しながら説明する。 第５図において、１は直流電源、２はチョッパ回路、３
はコンデンサ、４はトリガ回路、５はフラッシュランプ
（以下、単にランプという）、６は主スイツチ回路、３
０はシマー回路である。シマー回路３０は主として、直
流電源３１．ダイオード３２゜抵抗３３からなる。 さて、ランプ５をフラッシュ発光させるためには、まず
トリガ回路４によってランプ５に１０〜２０ＫＶの高電
圧トリガパルスを印加して放電を開始させる。その直後
にシマー回路３０が１００〜１５０Ｖ。 数への電流源として動作することによって、ランプ５を
放電状態に維持させる。次に、主スイツチ回路６をオン
させることによって、直流電源１とチョッパ回路２とに
より、３００〜９００■に充電されたコンデンサ３の電
気的エネルギーが、数１０ＯＡの電流としてランプ５に
供給され、これを点灯させる。この点灯による高エネル
ギーの光が図示してないレーザ媒質を照射し、これを励
起してレーザ発振させる。 前記の動作において、ランプ５がトリガ回路４によって
確実にシマー・モードに移行するためには、シマー回路
３０の出力特性が重要になり、たとえばトリガ電圧印加
時にはシマー・モードの電圧の４〜１５倍の電圧が必要
とされる。 第４図の実線Ｓ１はシマー回路３０の特性を、破線Ｌ１
と二重破線Ｌ２は異なった二つのランプの特性を横軸に
電流１、縦軸に電圧Ｅをとってそれぞれ示す、第５図の
ランプ５が破線Ｌ１の特性をもつとき、ランプ５がトリ
ガされる前はシマー電流は流れないから、ランプ５に印
加される電圧は直流型Ｒ３１の電圧Ｅｏに等しい。いっ
たん点灯された後の点灯休止時には、ランプ５に、その
内部インピーダンスと抵抗３３とによって決まる、放電
状態を維持可能な最小電流Ｉｓが流れシマー・モードに
なる。なお、ダイオード３２は、主スイツチ回路６の動
作で直流電源１からシマー回路３０に電流が流れ込むの
を防止する。
以上説明したような第５図の従来のシマー回路３０には
、次のような欠点がある。 （１） ランプ５が第４図の二重破線Ｌ２の特性をも
つときには、シマー回路３０の特性を示す実線Ｓ１との
関係によって、二つのシマー電流が存在しえて不都合を
生じる。 （２）抵抗を用いているため、電力損失が大きく、効率
が２５％程度にしかならない。なお、これは第４図で、
Ｅｏ−４Ｅｓとした場合であり、さらにＥｏが大きくな
ると効率は下がる。 （３）前項の理由で、抵抗での損失が数１００Ｗになる
ため、大きい寸法の抵抗が必要となり、したがって、場
合によってはファン冷却を要する。 （４）直流電源３１は他の電源と絶縁される必要があり
、一般に商用電源とトランスとを用いて昇圧し、その後
で整流、平滑するわけであるが、このトランスの外形１
重量が大きくなる。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、効率の向上と小形化、軽量化とを図るシマー回路
を提供することにある。
、次のような欠点がある。 （１） ランプ５が第４図の二重破線Ｌ２の特性をも
つときには、シマー回路３０の特性を示す実線Ｓ１との
関係によって、二つのシマー電流が存在しえて不都合を
生じる。 （２）抵抗を用いているため、電力損失が大きく、効率
が２５％程度にしかならない。なお、これは第４図で、
Ｅｏ−４Ｅｓとした場合であり、さらにＥｏが大きくな
ると効率は下がる。 （３）前項の理由で、抵抗での損失が数１００Ｗになる
ため、大きい寸法の抵抗が必要となり、したがって、場
合によってはファン冷却を要する。 （４）直流電源３１は他の電源と絶縁される必要があり
、一般に商用電源とトランスとを用いて昇圧し、その後
で整流、平滑するわけであるが、このトランスの外形１
重量が大きくなる。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、効率の向上と小形化、軽量化とを図るシマー回路
を提供することにある。
この課題を解決するために、本発明に係るシマー回路は
、 フラッシュランプにその点灯休止時に所定電流を流すこ
とによって放電状態を維持させる回路において、 前記フラッシュランプ用の直流電源から交流電力を得る
インバータと； このインバータの出力段に設けられる直列接続されたリ
アクトルおよびトランスと； このトランスの２次側に設けられる整流・平滑回路と； この整流・平滑回路の出力電圧と、前記リアクトルおよ
びトランスを流れる電流とに基づいて前記インバータの
周波数を決める制御回路と；を備える。
、 フラッシュランプにその点灯休止時に所定電流を流すこ
とによって放電状態を維持させる回路において、 前記フラッシュランプ用の直流電源から交流電力を得る
インバータと； このインバータの出力段に設けられる直列接続されたリ
アクトルおよびトランスと； このトランスの２次側に設けられる整流・平滑回路と； この整流・平滑回路の出力電圧と、前記リアクトルおよ
びトランスを流れる電流とに基づいて前記インバータの
周波数を決める制御回路と；を備える。
インバータによってリアクトルに生じた交流電流は、ト
ランスの巻線比に応じた値に変化してその２次側に伝え
られ、整流・平滑回路によって平滑化された直流に変換
される。このとき、インバータのオン・オフ周波数を一
定にすればリアクトルのインピーダンスが一定になり、
抵抗とほぼ同じ働きをする。 シマー・モード移行前には、トランスはほぼ無負荷で、
その１次側に励磁電流が流れるだけであるから、リアク
トルでの電圧降下はほとんどなく、直流電源の電圧の半
分がトランスの巻線比に応じた値となって、整流・平滑
回路の出力端から出力される。シマー・モード移行後に
は、トランスの負荷はフラッシュランプであり、トラン
スの１次側ではその巻線比に応じたフラッシュランプの
インピーダンスがリアクトルに直列接続されることなる
から、整流・平滑回路の出力端から所定の電圧、電流が
出力される。
ランスの巻線比に応じた値に変化してその２次側に伝え
られ、整流・平滑回路によって平滑化された直流に変換
される。このとき、インバータのオン・オフ周波数を一
定にすればリアクトルのインピーダンスが一定になり、
抵抗とほぼ同じ働きをする。 シマー・モード移行前には、トランスはほぼ無負荷で、
その１次側に励磁電流が流れるだけであるから、リアク
トルでの電圧降下はほとんどなく、直流電源の電圧の半
分がトランスの巻線比に応じた値となって、整流・平滑
回路の出力端から出力される。シマー・モード移行後に
は、トランスの負荷はフラッシュランプであり、トラン
スの１次側ではその巻線比に応じたフラッシュランプの
インピーダンスがリアクトルに直列接続されることなる
から、整流・平滑回路の出力端から所定の電圧、電流が
出力される。
本発明に係るシマー回路を含む放電用電源装置の実施例
について、その構成を示すブロック図の第１図を参照し
ながら説明する。第１図において、−点鎖線で囲んだシ
マー回路１０を除いては第５図の従来例におけるのと同
じである。このシマー回路１０の構成は次のとおりであ
る。 直列接続されたＭＯＳ −Ｆ ＥＴＩＩ、１２のインバ
ータアームと、直列接続されたコンデンサ１５．１６の
一対とが、それぞれ直流電源１に並列に接続され、イン
バータアームと対コンデンサとの各中点が、リアクトル
１３と変流器１７とトランス１４との直列接続されたも
ので結ばれる。トランス１４の２次側に、コンデンサ２
２と、整流回路１日と、平滑回路１９とが接続される。 平滑回路１９の出力端に電圧検出器２０が設けられる。 制御回路２１は、リアクトル１３に係る電流検出器とし
ての変流器１７と、平滑回路の出力端に係る電圧検出器
２０とからの信号に基づいて、ＭＯ３−ＦＥＴ１１．１
２のオン・オフ周波数を制御する。この制御回路２１の
周波数制御により、シマー回路１０に第２図の実線Ｓ２
のような定電流特性をもたせることができ、その結果、
二重破線Ｌ２のような特性のランプ（第４図参照）に対
しても、一つだけのシマー電流が得られて従来例におけ
るような不都合は解消される。なお第２図で、電圧Ｅは
破線のような軌跡をとってシマー・モードに向かって移
行し最終的に定電流特性Ｓ２に至る。 コンデンサ２２の機能は、ランプ５がトリガされる前、
つまりシマー電流が流れる前のランプ印加電圧を若干高
め、ランプ点灯をしやす（することである。すなわち、
ランプの無負荷電圧は多少ともバラツキをもつから、設
計条件によってはランプを交換したとき点灯しない場合
も起こり得、このおそれを解消する必要がある。第３図
において、実線Ｓ１はコンデンサ２２がないときの、と
くには周波数制御をしてないシマー回路の特性を、実線
Ｓ２はコンデンサ２２を挿入したときの、とくには周波
数制御をしてないシマー回路の特性をそれぞれ示し、コ
ンデンサ２２を挿入することによって、直流電源１の電
圧ＥＯより若干高い無負荷電圧Ｅｃを得ることができる
。 【発明の効果］ したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１）従来例における抵抗による大きい損失に比べてイ
ンバータの損失は小さいから、効率は従来の２５％程度
から９０％程度にまで改善できる。 （２）従来例で必要とした商用トランスや抵抗を使用し
ないので、外形寸法９重量のそれぞれ約３０％削減が可
能となる。
について、その構成を示すブロック図の第１図を参照し
ながら説明する。第１図において、−点鎖線で囲んだシ
マー回路１０を除いては第５図の従来例におけるのと同
じである。このシマー回路１０の構成は次のとおりであ
る。 直列接続されたＭＯＳ −Ｆ ＥＴＩＩ、１２のインバ
ータアームと、直列接続されたコンデンサ１５．１６の
一対とが、それぞれ直流電源１に並列に接続され、イン
バータアームと対コンデンサとの各中点が、リアクトル
１３と変流器１７とトランス１４との直列接続されたも
ので結ばれる。トランス１４の２次側に、コンデンサ２
２と、整流回路１日と、平滑回路１９とが接続される。 平滑回路１９の出力端に電圧検出器２０が設けられる。 制御回路２１は、リアクトル１３に係る電流検出器とし
ての変流器１７と、平滑回路の出力端に係る電圧検出器
２０とからの信号に基づいて、ＭＯ３−ＦＥＴ１１．１
２のオン・オフ周波数を制御する。この制御回路２１の
周波数制御により、シマー回路１０に第２図の実線Ｓ２
のような定電流特性をもたせることができ、その結果、
二重破線Ｌ２のような特性のランプ（第４図参照）に対
しても、一つだけのシマー電流が得られて従来例におけ
るような不都合は解消される。なお第２図で、電圧Ｅは
破線のような軌跡をとってシマー・モードに向かって移
行し最終的に定電流特性Ｓ２に至る。 コンデンサ２２の機能は、ランプ５がトリガされる前、
つまりシマー電流が流れる前のランプ印加電圧を若干高
め、ランプ点灯をしやす（することである。すなわち、
ランプの無負荷電圧は多少ともバラツキをもつから、設
計条件によってはランプを交換したとき点灯しない場合
も起こり得、このおそれを解消する必要がある。第３図
において、実線Ｓ１はコンデンサ２２がないときの、と
くには周波数制御をしてないシマー回路の特性を、実線
Ｓ２はコンデンサ２２を挿入したときの、とくには周波
数制御をしてないシマー回路の特性をそれぞれ示し、コ
ンデンサ２２を挿入することによって、直流電源１の電
圧ＥＯより若干高い無負荷電圧Ｅｃを得ることができる
。 【発明の効果］ したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１）従来例における抵抗による大きい損失に比べてイ
ンバータの損失は小さいから、効率は従来の２５％程度
から９０％程度にまで改善できる。 （２）従来例で必要とした商用トランスや抵抗を使用し
ないので、外形寸法９重量のそれぞれ約３０％削減が可
能となる。
第１図は本発明に係る実施例を含む放電用電源装置の構
成を示すブロック図、 第２図はこの実施例の特性図、 第３図は別の実施例の特性図、 第４図は従来例の特性図、 第５図は従来例を含む放電用電源装置の構成を示すブロ
ック図である。 符号説明 １；直流電源、２：チョッパ回路、 ３：コンデンサ、４：トリガ回路、５：ランプ、６：主
スイツチ回路、１０ニジマー回路、１１．１２ ：
ＭＯＳ−ＦＥＴ、、＋３：リアクトル、１４ニドランス
、１５．１６，２２ ：コンデンサ、１７：変流器、１
８：整流回路、１９：平滑回路、２０：電圧検出器、２
１：制御回路。 亮３図 兇４図
成を示すブロック図、 第２図はこの実施例の特性図、 第３図は別の実施例の特性図、 第４図は従来例の特性図、 第５図は従来例を含む放電用電源装置の構成を示すブロ
ック図である。 符号説明 １；直流電源、２：チョッパ回路、 ３：コンデンサ、４：トリガ回路、５：ランプ、６：主
スイツチ回路、１０ニジマー回路、１１．１２ ：
ＭＯＳ−ＦＥＴ、、＋３：リアクトル、１４ニドランス
、１５．１６，２２ ：コンデンサ、１７：変流器、１
８：整流回路、１９：平滑回路、２０：電圧検出器、２
１：制御回路。 亮３図 兇４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）フラッシュランプにその点灯休止時に所定電流を流
すことによって放電状態を維持させる回路において、前
記フラッシュランプ用の直流電源から交流電力を得るイ
ンバータと；このインバータの出力段に設けられる直列
接続されたリアクトルおよびトランスと；このトランス
の２次側に設けられる整流・平滑回路と；この整流・平
滑回路の出力電圧と、前記リアクトルおよびトランスを
流れる電流とに基づいて前記インバータの周波数を決め
る制御回路と；を備えることを特徴とするシマー回路。 ２）特許請求の範囲第１項記載の回路において、トラン
スの２次側には並列に挿入されるコンデンサが含まれる
ことを特徴とするシマー回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072206A JP2844646B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | シマー回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072206A JP2844646B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | シマー回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02250294A true JPH02250294A (ja) | 1990-10-08 |
| JP2844646B2 JP2844646B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=13482533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072206A Expired - Lifetime JP2844646B2 (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | シマー回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844646B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6020728A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-02-02 | ウシオ電機株式会社 | 閃光放電灯用電源装置 |
| JPS6343295A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | 富士電機株式会社 | 放電管用電源の出力制限回路 |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP1072206A patent/JP2844646B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6020728A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-02-02 | ウシオ電機株式会社 | 閃光放電灯用電源装置 |
| JPS6343295A (ja) * | 1986-08-09 | 1988-02-24 | 富士電機株式会社 | 放電管用電源の出力制限回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2844646B2 (ja) | 1999-01-06 |
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