JPH04133396A - スイッチ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は多数の電界効果トランジスタ等の固体スイッ
チ素子を用い、これらの固体スイッチ素子を同時にＯＮ
・ＯＦＦするようにしたスイッチ装置であって、特に、
放電励起レーザ装置等における高電圧スイッチとして用
いて好適なスイッチ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の放電励起レーザ装置としてのエキシマレ
ーザ（Ｅｘｃｉｍｅｒ：Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｄｉｍｅｒ）
装置に用いられる放電回路を示す回路図である。図にお
いて、１０は高圧電源、１１は高圧電源１０の一端に接
続された充電用のりアクドル、２はリアクトル１１に直
列に接続された充電用のコンデンサ、９はコンデンサ２
と高圧電源１ｏの他端との間に設けられた放電用の一対
の電極、１３は電極９間の放電により発生したレーザ光
、１２は電極９と並列に接続された充電用のりアクドル
、８は電極９と並列に接続されコンデンサ２から電荷が
転送されるコンデンサ、１はりアクドル１１とコンデン
サ２との接続点と高圧電源１０の他端との間に接続され
た電荷転送用の高電圧スイッチとしてのサイラトロンで
ある。なお、一対の電極９は希ガス、ハロゲンガス等の
放電ガス中に配されている。

第５図は上記第４図の放電回路を用いたエキシマレーザ
装置を示す斜視図であり、第４図と同一部分には同一符
号が付されている。尚、第４図の高圧電源１０及びリア
クトル１１．１２は図示を省略されている。

第５図において２高電圧スイツチとしてのサイラトロン
１は導電材から成る円筒形の容器６に収納され、この容
器６の一端には絶縁体から成る蓋７が設けられている。

上記充電用のコンデンサ２は複数個設けられ一列に配さ
れている。このコンデンサ２の一端とサイラトロン１の
一端とはＬ字状の導電板４を介して接続されている６ま
た。コンデンサ２の他端は細長い導電板３に接続されて
いる。また、細長い箱状の導電材から成る容器５が設け
られ、この容！＃５には上記放電ガスが満たされると共
に、一対の細長い放電用の電極９が設けられ、その一方
の電極９は上記導電板３に設けられ、他方の電極９はこ
の容器５の底部に設けられている。またこの容器５の一
端は上記容器６を介してサイラトロン１の他端に接続さ
れている。

また、容器５の両側の内壁と導電板３の両側面との間に
は電荷が転送される上記コンデンサ８が複数個接続され
ている。

以上の構成により、第４図と等価な放電回路が構成され
る。

次に動作について説明する。

第４図において、サイラトロン１がＯＦＦの状態で、高
圧電源１ｏが投入されると、先ず、高圧電源１０−リア
クトル１１−コンデンサ２−リアクトル１２−高圧電源
１０の充電ループが形成されてコンデンサ２が充電され
る。次いでサイラトロン１が点弧すると、コンデンサ２
−サイラトロン１−コンデンサ８の電荷転送ループが形
成されて、コンデンサ２が放電し、その電荷がコンデン
サ８に転送される。従って、このコンデンサ８の両端電
圧、即ち、一対の電極９間の電圧が上昇し。

放電電圧に達すると電極９間に放電が生じる。この放電
により容器５内のガスが励起され、その際にパルス状の
レーザ光１３が発生する。

上述した従来の放電回路においては、高電圧スイッチと
してサイラトロン１を用いている。しかしながらサイラ
トロン１はインダクタンスが大きく、このため電極９間
の電圧の立上りが遅くなって、安定な放電が得られず、
また、予熱時間を要したり、さらには温度に対して敏感
であるため、温度制御のための装置を設ける必要がある
等の種々の欠点がある。

この対策として１本出願人は、サイラトロンに代えて多
数の固体スイッチ素子を用いたスイッチ装置を提案して
いる。第６図は固体スイッチ素子として電界効果トラン
ジスタ（以下＋　ＦＥＴと言う）１４を用い、多数のＦ
ＥＴ１４を直並列に接続することにより、スイッチ装置
１５を構成した例を示す、このスイッチ装置１５を第４
図のサイラトロン１に代えて接続し、その全てのＦＥＴ
１４を同時にＯＮと成すことにより、上記コンデンサ２
の放電電流を流すことができる。

このスイッチ装置１５を実現する場合は、複数のＦＥＴ
１４を互いに接続して一体化することにより、１個のモ
ジュールを作り、このモジュールを複数個接続してスイ
ッチ装置１５を構成することになる。

第７図はモジュールとその制御装置の従来の実施例を示
し、１６はモジュールで、複数のＦＥＴが内蔵されてい
る。、１７はモジュール１６を駆動制御する制御装置で
、基板１７ａ上に設けられている。１８は制御装置１７
からの制御信号をモジュール１６に伝えるためのリード
線である。

第８図はサイラトロン１に代えて上記モジュール１６で
構成したスイッチ装置！１５を用いたエキシマレーザ装
置の実施例を示すもので、第５図と同一部分には同一符
号が付されている。

第８図において、多数のモジュール１６がその複数個づ
つを１組として各組が複数の導電板１９上にそれぞれ設
けられている。各導電板１９は導電板２０の側面に設け
られている。導電板２０の下端部は複数のコンデンサ２
の一端に接続されている。なお２１は容器５等を収納す
るケースであり、レーザ光１３の出口２’ｌａが設けら
れている。

次に動作について説明する。

先ず、導電板２０の上部から上記高圧電源１０の電圧を
加えることにより、この導電板２０を通じてコンデンサ
２が充電される。次に、全てのモジュール１６内の全て
のＦＥＴ１４を同時に制御してＯＮと成すと、コンデン
サ２−スイッチ装置１５−コンデンサ８の電荷転送ルー
プが形成されて、コンデンサ２の電荷がコンデンサ８に
転送される。これによって、電極９間の電圧が上昇して
放電が生じる。

以上によれば、全てのＦＥＴは高速でオンするので、電
極９間の電圧の立上がりが速くなり、安定な放電を得る
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の固体スイッチ素子をモジュール化したスイッチ装
［１５は第７図のように構成されており。

制御装置Ｉ（１７とモジュール１６との接続をリード線
１８で行なっていた。このような接続方法をとると、制
御装置１７がリード線１８によってモジュール１６にぶ
ら下がる形になり、また接続点も多数になるため故障率
が高い。さらに各リード線１８の長さが異なると、駆動
時間にばらつきが生じてスイッチング性能が低下し、さ
らにばらつきが大きくなると、少数の素子に過電圧がか
かり素子が破損する等の課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、固体スイッチ素子のモジュールと制御装置とを
電気的及び機械的に強固に且つ安定に接続することので
きるスイッチ装置を得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るスイッチ装置は、モジュールにピン端子
を設け、このピン端子と制御装置とをコネクタ手段を用
いて電気的・機械的に接続するようにしたものである。

〔作用〕

この発明におけるコネクタ手段はモジュールと制御装置
とを機械的に強固に安定に接続すると共に、電気的にも
各信号通路の長さが等しくなるのでスイッチング時間の
ばらつきが転減され良好なスイッチング特性が得られる
。

〔実施例〕

以下、この発明の第１の実施例を図について説明する。

第１図においては第７＠と対応する部分には同一符号を
付して説明を省略する。

第１図において、２２はモジュール１６の一側面に設け
られた複数本のピン端子で、制御装置１７からの制御信
号が加えられる。２３はモジュール１６の上記−側面に
設けられた取付板、２４は取付板２３に設けられた複数
の取付孔である。

２５は制御装Ｗ１１７の基板１７ａ上に配された複数の
ソケットであり、上記ピン端子２２を着脱自在に機械的
及び電気的に接続する。２６は基板１７ａの前縁部上に
上記取付孔２４と対応して設けられた取付孔、２７は取
付孔２４．２６にネジ込まれる取付ネジである。なお、
この第１の実施例では、ソケット２５．取付孔２４，２
６等によりコネクタ手段が構成される。

次に動作について説明する。

第１図において、モジュール１６の取付板２３の上に制
御装置１７を矢印ａ方向から移動させて、基＠１７ａの
前縁部分を重ねると、ピン端子２２が各ソケット２５に
挿し込まれると共に、取付孔２４．２６が合致する。次
に、取付孔２４．２６に取付ネジ２７を矢印す方向から
ネジ込んで締め付けることにより、モジュール１６と制
御装置１７とが機械的に強固に接続されると共に、電気
的に安定に接続される。

この状態において、制御装置１１７より制御信号をソケ
ット２５及びピン端子２２を通じてモジュール１６に加
えると、このモジュール１６内の複数個のＦＥＴがＯＮ
となる。この場合、制御信号がモジュール１６に伝えら
れる各信号通路は略等しい長さとなるので、各ＦＥＴの
駆動時間のばらつきが軽減され、良好なスイッチング特
性が得られる。従って、ＦＥＴの破損が防止されると共
に、高速のスイッチング動作が行われる。

第２図はこの発明の第２の実施例を示すもので。

モジュール１６には、全てのピン端子２２を囲むコネク
タ２８が設けられている。制御装置１７の基板１７ａの
前端部には、上記コネクタ２８及びピン端子２２と接続
され、コネクタ２８と共にコネクタ手段を構成するソケ
ット２９が設けられている。

上記構成によれば、制御装置１７を矢印Ｃ方向に移動さ
せてコネクタ２８、ピン端子２２にソケット２９を接続
することにより、モジュール１６と制御袋［１７とを機
械的及び電気的に接続することができる。

第３図はこの発明の第３の実施例を示すもので。

モジュール１６と制御袋［ｆ１７どの間に１両者を接続
するためのコネクタ族［３０を別件に設けたものである
。このコネクタ装置３０には、制御装置１７と対向する
側面に凹部３１が設けられ、この凹部３１の下面には端
子部３２が設けられ、さらに取付ネジ３２ａが挿入され
るネジ孔（図示せず）が設けられている。また、制御装
置１７の基板１７ａの図示されない裏面の前端縁部には
、上記端子部３２と接続される端子部が設けられている
。また、モジュール１６には上記取付ネジ３２ａがネジ
込まれる取付孔３３が設けられている。

さらにコネクタ族［３０のモジュール１６のピン端子２
２と対向する図示されない側面にはピン端子２２が接続
されるコネクタ部が設けられている。

上記構成によれば、先ずコネクタ装置３０を矢印ｄ方向
に移動させて、そのコネクタとピン端子２２とを接続し
、次に、制御装置１７を矢印ｅ方向に移動させて、その
前端縁部をコネクタ装置３０の凹部３１に嵌合固定する
ことにより、端子部３２と基板１７ａの端子部とを接続
する。以上により、モジュール１６と制御袋［１１７と
をコネクタ装置１３０を介して機械的・電気的に接続す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、モジュールにピン端
子を設けると共に、制御装置と上記モジュールのピン端
子とを電気的及び機械的に接続・分離可能とするコネク
タ手段を設ける構成としたので、モジュールと制御装置
とを機械的に強固に安定に接続すると共に、電気的にも
各信号通路の長さが等しくなるのでスイッチング時間の
ばらつきが軽減され良好なスイッチング特性が得られる
等の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図はこの発明の第１〜第３の実
施例によるスイッチ装置を示す斜視図。 第４図は従来のレーザ装置における放電回路を示す回路
図、第５図は従来のサイラトロンを用いたレーザ装置を
示す斜視図、第６図はＦＥＴを用いたスイッチ装置を示
す回路図、第７図は従来のスイッチ装置のモジュール及
び制御装置を示す斜視図、第８図は従来のスイッチ装置
を用いたレーザ装置の斜視図である。 １４は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、１５はスイッ
チ装置、１６はモジュール、１７は制御装置、２２はピ
ン端子、２３は取付板、２４゜２６は取付孔、２５．２
９はソケット、２８はコネクタ、３０はコネクタ装置。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当蔀分を示す。 第１図 第２図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の固体スイッチ素子が同時に導通可能となるよう
   に接続された回路が内蔵されると共に上記複数の固体ス
   イッチ素子を制御する制御信号が加えられるピン端子が
   設けられて成るモジュールと、上記制御信号を上記モジ
   ュールに供給するように成された制御装置と、上記制御
   装置と上記モジュールのピン端子とを電気的及び機械的
   に接続・分離可能とするコネクタ手段とを備えて成るス
   イッチ装置。