JPH0439981A

JPH0439981A - レーザ発振器

Info

Publication number: JPH0439981A
Application number: JP2148340A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Karasaki; 秀彦唐崎; Shuzo Yoshizumi; 吉住　修三; Akio Tanaka; 田中　昭男; Shigeki Yamane; 茂樹山根; Tsutomu Sugiyama; 勤杉山; Hitoshi Motomiya; 均本宮; Masashi Onishi; 正史大西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-02-10

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】産業上の利用分野本発明は、切断、溶接、熱処理などのためにレーザ光を
発生させるレーザ発振器に間するものである。

従来の技術一般的なレーザ発振器の構成について第１図を参照して
説明する。１個または複数個の放電管からなる放電管群
ｌには、各放電管ごとに陽極２と陰極３からなる１組の
放電電極が具備されている。

第１図において２組の放電管は対称的に配設されて放電
部が形成され、それぞれに高電圧型！４から電流が供給
される。また、放電管群ｌの両端には出力ミラー５、終
端ミラー６が配設されて光共振器を形成している。さら
に、放電管群ｌの両端部分の陰極電極３．３近傍と中央
部の陽極電極２間は略Ｅ字型循環管体７により接続され
てガス循環路が形成されている。この循環管体７にはガ
スを循環させる送風機８や、ガスを冷却する熱交換Ｗ９
が配設されている。また、前記放電管群１には放電管ご
とに前記陽極２と陰極３の間にある放電管の外周に陽極
２または陰極３と電気的に接続された放電開始補助リン
グ１０または放電開始補助管１０が設けられている。

第５図は、従来のスイッチング高圧電源４の構成を示す
ブロック図である。３相２００ｖを整流スタック１１で
受は整流した後、１次側平滑コンデンサ１２で電圧リプ
ルを低減し、スイッチング素子１３でスイッチングして
パルス信号に変換し、高周波トランス１５に電力を電送
する。高周波トランス１５では電力を２次例に電送する
とともに２次側に高電圧を発生させ、高速高圧整流器Ｉ
６で整流したあと、高圧コンデンサ１７で平滑し、放電
管１の陽極２と陰極３間に電圧が印加される。

一方、基準スイッチング周波数を設定するスイッチング
周波数設定回路（ＦＭ回路）１Ｂの信号と、出力命令設
定回路２０からの指令に基づいてスイッチングオン時間
を決定する出力設定回路１９　（ＰＷＭ回路）の信号と
を受けて、ドライブ回路１４ではスイッチングオン時間
とスイッチング周波数を決定しドライブ信号を発生して
、スイッチング素子１３のゲートに送る。

このように構成されているレーザ発振器は、ガス流方向
と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸方
向から見たときに、その放電及びその放電によって形成
されるゲイン分布が同心で対称性がよい。従って、出力
されるレーザ光を用いて加工を行う場合加工性能が鼻い
とされている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、１次側の平滑コンデンサの端子間電圧が
変動すると２次側の出力電力がそれに応じて変動し、レ
ーザ出力も変動するという課題があった。

本発明は、このような従来のレーザ発振器の課題を考慮
し、１次側の平滑コンデンサの端子間電圧が変動しても
、２次側の出力電力がそれに応じて変動せず、レーザ出
力も変動しないレーザ発振器を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段本発明は、陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個ま
たは複数個の放電管の放電群と、スイッチング素子及び
それよりＬ流の一次側平滑コンデンサを有し、前記放電
管に電力を供給するスイッチング高圧電源と、前記放電
群の両端に配備されたレーザ共振用のミラーと、前記放
電電極の近傍で前記放電群に接続され、こ℃放電群と共
にガス循環路を構成する循環管体と、前記ガス循環路に
レーザ媒質としてのガスを供給するガス供給装置とを備
えたレーザ発振器において、スイッチングオン時間を変
化させて出力電力を調節することの出来る前記スイッチ
ング高圧電源の前記スイッチング素子より上流側に具備
された前記一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、前記スイッチング素子のスイッ
チング周波数を変化させて、その出力電力制御を行うこ
とを特徴とするレーザ発振器である。

作用本発明は、スイッチングオン時間を変化させて出力電力
を調節することの出来る、レーぜ発振器の放電群に電力
を供給するスイッチング高圧電源のスイッチング素子よ
り上流の一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出す
る電圧検出手段により検出された電圧に対応して、スイ
ッチング高圧電源のスイッチング素子のスイッチング周
波数を変化させて、その出力電力制御が行う。

実施例以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例のスイッチング高圧電源の
回路である。同図において、電圧検出手段の一例として
の電圧検出回路２１は、一次側の平滑コンデンサ１２の
電圧を検出する手段である。

また、基準電圧信号発生回路２３は、予め決められた基
準となる電圧を出力する回路であり、誤差増幅器２２は
その基準電圧信号と、前記電圧検出回路２１からの出力
信号とを人力し、その差を増幅する手段である。スイッ
チング周波数設定回路（ＦＭ）１Ｂは、その増幅された
差信号を入力し、それに対応したスイッチング周波数信
号を発生する手段である。

なお、放電管１、陽極２、陰極３、整流スタック１１．
１次側平滑コンデンサ１２、スイッチング素子１３、ド
ライブ回路１４、高周波トランス１５、高速高圧整流器
１６、高圧コンデンサ１７、出力設定回路１９、出力命
令設定回路２０は、第１図、第５図のものと同じである
ので説明を省略する。

次に、本発明の主要な動作に付いて説明する。

第３図に、スイッチング高圧電源４の一次側平滑コンデ
ンサ１２の端子閏電圧が基準電圧に対して＋側に振れた
場合（Ａ）、基準電圧時（Ｂ）、および−例に振れた場
合（Ｃ）に、ドライブ回路１４で発生する制御信号の例
を示した。第３図からも明らかなように、一次側平滑コ
ンデンサ１２の端子電圧が低下すると、電圧検出回路２
１がそれを検出する。そして、誤差増幅器２２に人力さ
れる。

他方、基準電圧信号発生回路２３の基準電圧が誤差増幅
器２２に入力されるので、その降下差がスイッチング周
波数設定回路１８へ入力される。

そこで、スイッチング周波数設定回路１８は、電力が一
定になるように基準電圧に対する電圧降下分だけスイッ
チング周波数を上げて出力する。ドライブ回路１４は、
そのスイッチング周波数と、出力設定回路１９からの固
定されたスイッチングオン時閉で、スイッチング素子１
３をスイッチングする。また一次側平滑コンデンサ１２
の端子電圧が上昇すると、同様にして基準電圧に対する
電圧上昇分だけスイッチング周波数を下げ、出力電力が
一定になるように制御する。

つぎに、第４図に本発明を用いた場合と従来の方法の場
合について一次側平滑コンデンサ１２の端子電圧の変動
割合と出力電力の変動割合の間係の比較をした。この第
４図からも明白なように、一次側平滑コンデンサ１２の
端子電圧を検出し基準信号に対する変動幅に応じてスイ
ッチング周波数を制御することで、スイッチング高圧電
源からの出力電力は安定になり、レーザ出力は一次側平
滑コンデンサ１２の端子電圧に依存しないようになる。

このように、一次側平滑コンデンサ１２の端子電圧を検
出し基準信号に対する変動幅に応してスイッチング周波
数を制御することで、出力電力は一次側平滑コンデンサ
１２の端子電圧に依存せず、レーザ出力も安定化する。

発明の詳細な説明したところから明らかなように、本発明は、スイ
ッチング高圧電源のスイッチング素子より上流側に具備
された一次側の平滑コンデノサの端子間電圧を検出する
電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出され
た電圧に対応して、スイッチング素子のスイッチング周
波数を変化させるので、一次側の平滑コンデンサの端子
閏電圧が変動してもレーザ出力は変動せず、レーザ加工
の信頼性が著しく向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ発振器の一実施例の構成を
示す概略断面図、第２図は同実施例の回路構成を示すブ
ロック図、第３図は一次側平滑コンデンサの端子間電圧
が基準電圧に対して＋側に振れた場合（Ａ）、基準電圧
時（Ｂ）および−例に振れた場合（Ｃ）に、同実施例の
ドライブ回路で発生ずる制御信号を示すグラフ、第４図
は、本発明の場合と従来の場合について一次側平滑コン
デンサの電圧の変動割合と出力電力の変動割合の関係を
示すグラフ、第５図は従来のレーザ発振器の回路構成を
示すブロック図である。ｌ・・・放電管群、２・・・陽極、３・・・陰極、４・
・・高圧電源、５・・・出力ミラー　６・・・終端ミラ
ー７・・・循環管体、８・・・送風器、９・・・熱交換
器、ｌＯ・・・放電開始補助リング、１１・・・整流ス
タック、１２・・・１次側平滑コンデンサ、１３・・・
スイッチング素子、１４・・・ドライブ回路、１５・・
・高周波トランス、１６・・・高速高圧整流器、１７・
・・高圧コンデンサ、１８・・・スイッチング周波数設
定回路、１９・・・出力設定回路（ＰＷＭ回路）、２０
・・・出力命令設定回路、２１・・・電圧検出手段、２
２・・・誤差増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】

陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個または複数個
の放電管の放電群と、スイッチング素子及びそれより上
流の一次側平滑コンデンサを有し、前記放電管に電力を
供給するスイッチング高圧電源と、前記放電群の両端に
配備されたレーザ共振用のミラーと、前記放電電極の近
傍で前記放電群に接続され、この放電群と共にガス循環
路を構成する循環管体と、前記ガス循環路にレーザ媒質
としてのガスを供給するガス供給装置とを備えたレーザ
発振器において、スイッチングオン時間を変化させて出
力電力を調節することの出来る前記スイッチング高圧電
源の前記スイッチング素子より上流側に具備された前記
一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検
出手段を有し、その電圧検出手段により検出された電圧
に対応して、前記スイッチング素子のスイッチング周波
数を変化させて、その出力電力制御を行うことを特徴と
するレーザ発振器。