JPH0444380A - gas laser device - Google Patents
gas laser deviceInfo
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- JPH0444380A JPH0444380A JP2153239A JP15323990A JPH0444380A JP H0444380 A JPH0444380 A JP H0444380A JP 2153239 A JP2153239 A JP 2153239A JP 15323990 A JP15323990 A JP 15323990A JP H0444380 A JPH0444380 A JP H0444380A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置において
、特に高電圧電源の小型化を図るとともに出力電力の安
定化および大出力化を図ったレーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a gas laser device such as a carbon dioxide laser, and more particularly to a laser device which aims to downsize a high voltage power supply, stabilize output power, and increase output power. .
従来の技術
従来の気体レーザ装置においては、気体レーザ媒質が、
出力鏡と全反射鏡とを取り付けたレーザ共振器内に送風
機により供給ダクトを通して供給され、放電電極による
放電により励起されてレーサ゛光を出力している。BACKGROUND OF THE INVENTION In conventional gas laser devices, the gas laser medium is
The laser beam is supplied through a supply duct by an air blower into a laser resonator equipped with an output mirror and a total reflection mirror, and is excited by discharge from a discharge electrode to output laser light.
レーザ光を発生させるための高電圧は、例えば200V
商用電源を整流平滑して低電圧直流電源とし、その出力
を半導体スイッチ素子により断続して高周波の交流電圧
とし、これを昇圧トランスにより昇圧した上で整流回路
で整流し、平滑コンデンサで平滑してレーザ共振器の放
電電極に印加している。このような電源構成は、装置を
小型化できる利点がある。The high voltage for generating laser light is, for example, 200V.
A commercial power supply is rectified and smoothed to produce a low-voltage DC power supply, the output of which is intermittent by a semiconductor switch element to create a high-frequency AC voltage, which is boosted by a step-up transformer, rectified by a rectifier circuit, and smoothed by a smoothing capacitor. It is applied to the discharge electrode of the laser resonator. Such a power supply configuration has the advantage that the device can be miniaturized.
発明が解決しようとする課題
気体レーザ装置においては、気体レーザ媒質の放電を維
持するために、30〜50kVの電圧を発生する必要が
あり、大出力化するためにはこの電圧をさらに高くする
必要がある。また、昇圧された高周波電圧を整流するた
めの整流回路は、平滑後の電流リプルを小さくするため
に整流ダイオードをフルブリッジ接続しているが、大出
力化するために昇圧トランスの出力端子間の電圧を上げ
て行くと、その出力電圧は高周波化されているため出力
端子間で絶縁破壊を起こしやすく、高電圧電源の出力が
不安定となり、信頼性が乏しくなる問題点があった。Problems to be Solved by the Invention In gas laser devices, it is necessary to generate a voltage of 30 to 50 kV in order to maintain the discharge of the gas laser medium, and this voltage needs to be further increased in order to achieve high output. There is. In addition, in the rectifier circuit for rectifying the boosted high-frequency voltage, the rectifier diodes are connected in a full bridge in order to reduce the current ripple after smoothing, but in order to increase the output, As the voltage is increased, the output voltage is at a higher frequency, which tends to cause dielectric breakdown between the output terminals, making the output of the high-voltage power supply unstable and resulting in poor reliability.
本発明は、気体レーザ装置の高電圧電源を直流電圧を高
周波化することで小型化するとともに、高電圧化により
出力を高めてレーサ光出力の大出力化を図ることのでき
る気体レーザ装置を提供することを目的とする。The present invention provides a gas laser device that can miniaturize the high-voltage power supply of the gas laser device by increasing the frequency of the DC voltage, and increase the output by increasing the voltage to increase the laser light output. The purpose is to
課題を解決するための手段
本発明は、前記目的を達成するために、高電圧電源を、
実効電圧を変化可能な低電圧交流電源と昇圧トランスと
整流回路とを含むように構成し、整流回路を2組の整流
ダイオードをフルブリッジ接続して各組の中間接続点を
昇圧トランスの2次コイルの出力端子に接続するととも
に、2組の整流ダイオードをそれぞれ別個の部材に実装
してトランス容器内の昇圧トランスの2次コイルの両側
に配置するようにしたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a high voltage power supply that
It is configured to include a low-voltage AC power supply that can change the effective voltage, a step-up transformer, and a rectifier circuit, and the rectifier circuit is connected in a full-bridge manner with two sets of rectifier diodes, and the intermediate connection point of each set is connected to the secondary of the step-up transformer. In addition to being connected to the output terminal of the coil, two sets of rectifier diodes are mounted on separate members and placed on both sides of the secondary coil of the step-up transformer inside the transformer container.
作用
本発明は、前記構成により、昇圧トランスの2次コイル
出力端子間が2次コイル両側に隔てられており、二の隔
てられた出力端子にフルブリッジ接続された2組の整流
ダイオードを接続したので、各整流ダイオード間での絶
縁破壊が起こりにくくなり、その結果、整流ダイオード
の絶縁破壊を防止して高電圧電源の大出力化を図ること
ができる。Effect of the present invention With the above configuration, the secondary coil output terminals of the step-up transformer are separated from each other on both sides of the secondary coil, and two sets of rectifier diodes connected in a full bridge are connected to the two separated output terminals. Therefore, dielectric breakdown between the rectifier diodes is less likely to occur, and as a result, dielectric breakdown of the rectifier diodes can be prevented and the output of the high voltage power supply can be increased.
実施例
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明す
る。第3図は本発明の一実施例における気体レーザ装置
の概略構成を示している。第3図において、lはレーザ
共振器、2は出力鏡、3は全反射鏡である。4a、4b
は放電電極、5はレーザ共振器l内の気体レーザ媒質の
放電部、6は送風機、7は冷却器、8は給気ダクト、9
は排気ダクトである。また、10は低電圧直流電源、1
1は低電圧交流電源となるインバータ回路であり、フル
ブリッジ接続された4個の半導体スイッチ素子からなる
。12は1次コイルと2次コイルを同軸巻にして絶縁構
成とした昇圧トランスであり、その1次側にインバータ
回路11が接続されている。13は昇圧トランス12の
2次側に接続された整流回路であり、フルブリッジ接続
された4個の整流ダイオード132〜13dからなる。EXAMPLES Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows a schematic configuration of a gas laser device in an embodiment of the present invention. In FIG. 3, 1 is a laser resonator, 2 is an output mirror, and 3 is a total reflection mirror. 4a, 4b
5 is a discharge electrode, 5 is a discharge part of the gas laser medium in the laser resonator l, 6 is a blower, 7 is a cooler, 8 is a supply air duct, 9
is the exhaust duct. In addition, 10 is a low voltage DC power supply, 1
Reference numeral 1 denotes an inverter circuit that serves as a low-voltage AC power source, and is composed of four full-bridge connected semiconductor switching elements. Reference numeral 12 denotes a step-up transformer having an insulated structure in which a primary coil and a secondary coil are coaxially wound, and an inverter circuit 11 is connected to the primary side of the step-up transformer. A rectifier circuit 13 is connected to the secondary side of the step-up transformer 12, and is composed of four full-bridge connected rectifier diodes 132 to 13d.
14は整流回路13に並列に接続された平滑コンデンサ
であり、平滑コンデンサ14の両端部14a、14bは
放電電極4a、4bにそれぞれ接続されている。14 is a smoothing capacitor connected in parallel to the rectifier circuit 13, and both ends 14a and 14b of the smoothing capacitor 14 are connected to discharge electrodes 4a and 4b, respectively.
昇圧+ランス12は、第1図および第2図に示すように
、フェライトコア15に1次/2次コイルを一方の脚部
15aに同軸巻したトランスコイル16を備えており、
絶縁油17を満たしたトランス容器18内に、脚部15
aを水平方向にして両側部を絶縁物でできた一対のコア
保持具19゜20に挟持されてトランス取付台21に固
定されている。フェライトコア15の上部には、コンデ
ンサ保持具22がコア保持具19.20の間に渡されて
取り付けられており、その上に平滑コンデンサ14が固
定されている。また、コア保持具19.20のそれぞれ
の外側の面には、整流ダイオード132〜13dが2組
に分けて実装されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the step-up lance 12 includes a transformer coil 16 in which a ferrite core 15 and a primary/secondary coil are coaxially wound around one leg 15a.
The legs 15 are placed in a transformer container 18 filled with insulating oil 17.
It is fixed to a transformer mounting base 21 with its both sides sandwiched between a pair of core holders 19° and 20 made of an insulating material, with the axis a in the horizontal direction. A capacitor holder 22 is attached to the upper part of the ferrite core 15, passing between the core holders 19 and 20, and the smoothing capacitor 14 is fixed thereon. Furthermore, two sets of rectifier diodes 132 to 13d are mounted on the outer surface of each of the core holders 19 and 20.
一方のコア保持具19には、1組の整流ダイオード13
a、13bが取り付けられて、その中間接続点23で互
いに接続されている。この中間接続点23は、トランス
コイル16の2次出力端子の一端12aが接続され、整
流ダイオード13a、13bの他端部24,25はそれ
ぞれ平滑コンデンサ14の正負の端子14a、14bに
接続されている。他方のコア保持具20上に取り付けら
れた整流ダイオード13c、13dにおいても同様に、
両者の中間接続点26がトランスコイル16の2次コイ
ル出力端子の他端12bに接続され、整流ダイオード1
3c、13dの他端部27.28が平滑コンデンサ14
の正負の端子14a、14bに接続されている。平滑コ
ンデンサ14の正負の端子14a、14bは、それぞれ
トランス容器18の天板29上に設けられたセラミック
ス製の高圧碍子30.31に接続され、トランスコイル
16の1次側は入力端子32に接続されている。One core holder 19 has a set of rectifier diodes 13.
a, 13b are attached and connected to each other at their intermediate connection point 23. This intermediate connection point 23 is connected to one end 12a of the secondary output terminal of the transformer coil 16, and the other ends 24 and 25 of the rectifier diodes 13a and 13b are connected to the positive and negative terminals 14a and 14b of the smoothing capacitor 14, respectively. There is. Similarly, in the rectifier diodes 13c and 13d installed on the other core holder 20,
The intermediate connection point 26 between the two is connected to the other end 12b of the secondary coil output terminal of the transformer coil 16, and the rectifier diode 1
The other ends 27 and 28 of 3c and 13d are smoothing capacitors 14
It is connected to the positive and negative terminals 14a and 14b of. The positive and negative terminals 14a and 14b of the smoothing capacitor 14 are connected to ceramic high-voltage insulators 30 and 31 provided on the top plate 29 of the transformer container 18, respectively, and the primary side of the transformer coil 16 is connected to the input terminal 32. has been done.
次に前記実施例の動作について説明する。第3図におい
て、レーザ共振器1内へは、気体レーザ媒質が送風機6
により給気ダクト8を通して供給され、放電電極4a、
4b間でグロー放電を起こすことにより励起されてレー
ザ光を発生する。発生されたレーザ光は、出力鏡2およ
び全反射鏡3の間を往復して増幅され、最後は出力鏡2
から外へ取り出される。レーザ共振器1内の温度上昇し
た気体レーザ媒質は、排気ダクト9を通じて回収され、
冷却器7により冷却されて再び送風機6により給気ダク
ト8を通じてレーザ共振器1内へ送られる。Next, the operation of the above embodiment will be explained. In FIG. 3, a gas laser medium is introduced into the laser resonator 1 by a blower 6.
is supplied through the air supply duct 8 to the discharge electrodes 4a,
The laser beam is excited by causing a glow discharge between the electrodes 4b and generates a laser beam. The generated laser light goes back and forth between the output mirror 2 and the total reflection mirror 3, is amplified, and finally reaches the output mirror 2.
taken out from the The gas laser medium whose temperature has increased in the laser resonator 1 is recovered through the exhaust duct 9,
The air is cooled by the cooler 7 and sent into the laser resonator 1 again by the blower 6 through the air supply duct 8.
低電圧直流電源10の出力は、インバータ回路11の半
導体スイッチ素子を交互に断続することにより交流電圧
を発生させ、その断続の周期により交流周波数を変え、
その接続時間により実効電圧を変化させている。昇圧ト
ランス12で高電圧に昇圧された交流は、整流回路13
の整流ダイオ−1” 132〜13dにより整流され、
平滑コンデンサ14により平滑されて高電圧の直流とな
ってレーザ共振器1内の放電電極4a、4bに印加され
る。The output of the low-voltage DC power supply 10 generates an AC voltage by alternately turning on and off the semiconductor switching elements of the inverter circuit 11, and changing the AC frequency depending on the period of the connection and connection.
The effective voltage is changed depending on the connection time. The alternating current boosted to high voltage by the step-up transformer 12 is passed through the rectifier circuit 13.
It is rectified by the rectifier diode 1" 132~13d,
It is smoothed by the smoothing capacitor 14 to become a high voltage direct current, which is applied to the discharge electrodes 4a and 4b in the laser resonator 1.
第1図および第2図において、トランス容器18内の交
流電圧の中では、トランスコイル16の2次コイル出力
端子122,12bが最も高くなる。この2次コイル出
力端子12a、12bに接続された整流ダイオード13
2〜13’dは、トランスコイル16の左右両端にそれ
ぞれ1組ずつ振り分けられているので、2次コイル出力
端子12a、’12bからの高周波出力電圧を絶縁する
ことができる。この結果、トランスコイル16の出力を
上げた際に、2次コイル端子12a、12b間で発生す
る絶縁破壊による整流ダイオード132〜13dの損傷
を防止することができるので、低電圧交流電源であるイ
ンバータ回路11の出力周波数を高めて昇圧トランス1
2を小型化することができ、大出力の信頼性の高い高電
圧電源が得られる。In FIGS. 1 and 2, among the AC voltages inside the transformer container 18, the secondary coil output terminals 122, 12b of the transformer coil 16 have the highest voltage. A rectifier diode 13 connected to the secondary coil output terminals 12a and 12b.
Since the coils 2 to 13'd are distributed one set each to both the left and right ends of the transformer coil 16, the high frequency output voltage from the secondary coil output terminals 12a and 12b can be isolated. As a result, when the output of the transformer coil 16 is increased, it is possible to prevent damage to the rectifier diodes 132 to 13d due to dielectric breakdown that occurs between the secondary coil terminals 12a and 12b. Step-up transformer 1 by increasing the output frequency of circuit 11
2 can be miniaturized, and a highly reliable high voltage power supply with large output can be obtained.
発明の効果
以上のように、本発明の気体レーザ装置によれば、高周
波電圧を整流するための整流回路を2組の整流ダイオー
ドをフルブリッジ接続して各組の中間接続点を昇圧トラ
ンスの2次コイルの出力端子に接続するとともに、2組
の整流グイオートをそれぞれ別個の部材に実装してトラ
ンス容器内の昇圧トランスの2次コイルの両側に配置し
たので、高電圧電源を小型化できるとともに、高電圧化
により出力を高めてレーザ光出力の大出力化を図ること
ができる。Effects of the Invention As described above, according to the gas laser device of the present invention, the rectifier circuit for rectifying high frequency voltage is connected by full bridge connection of two sets of rectifier diodes, and the intermediate connection point of each set is connected to two sets of rectifier diodes. In addition to connecting to the output terminal of the secondary coil, two sets of rectifiers are mounted on separate members and placed on both sides of the secondary coil of the step-up transformer inside the transformer container, making it possible to miniaturize the high voltage power supply and By increasing the voltage, the output can be increased and the laser light output can be increased.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における昇圧トランスを示す
概略構成図、第2図は同昇圧トランスにおける整流ダイ
オード取付部を示す部分側面図、第3図は本発明の一実
施例を示す気体レーザ装置の概略構成図である。
トレーザ共振器、2・・・出力鏡、3・・・全反射鏡、
4a、4b・・・放電電極、5・・・気体レーザ媒質の
放電部、6・・・送風機、7・・・冷却器、8・・・給
気ダクト、9・・・排気ダクト、10・・・低電圧直流
電源、11・・・インバータ回路(低電圧交流電源)、
12・・昇圧トランス、12a、12b・・・昇圧トラ
ンス出力端子、13・・・整流回路、13a〜13d・
・・整流グイオート、14・・・平滑コンデンサ、14
a。
14b・・・コンデンサ端子、15・・・フェライトコ
ア、16・・・トランスコイル、17・・・絶縁油、1
8・・・トランス容器、19.20・・・コア保持具、
21・・・トランス取付台、22・・・コンデンサ保持
具、23.26・・・中間接続点、24,25,27.
28・・整流ダイオードの他端部、29・・・天板、3
0゜31・・・高圧碍子、32・・・入力端子。
代理人の氏名 弁理士 蔵 合 正 博第3図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing a step-up transformer according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partial side view showing a rectifier diode mounting part in the step-up transformer, and Fig. 3 is a schematic diagram showing the step-up transformer according to an embodiment of the present invention. 1 is a schematic configuration diagram of a gas laser device showing an example. Laser resonator, 2... output mirror, 3... total reflection mirror,
4a, 4b...Discharge electrode, 5...Discharge part of gas laser medium, 6...Blower, 7...Cooler, 8...Air supply duct, 9...Exhaust duct, 10. ...Low voltage DC power supply, 11...Inverter circuit (low voltage AC power supply),
12... Step-up transformer, 12a, 12b... Step-up transformer output terminal, 13... Rectifier circuit, 13a-13d...
... Rectifier guioto, 14 ... Smoothing capacitor, 14
a. 14b... Capacitor terminal, 15... Ferrite core, 16... Transformer coil, 17... Insulating oil, 1
8... Transformer container, 19.20... Core holder,
21...Transformer mounting base, 22...Capacitor holder, 23.26...Intermediate connection point, 24, 25, 27.
28...Other end of rectifier diode, 29...Top plate, 3
0゜31...High voltage insulator, 32...Input terminal. Name of agent Patent attorney Masahiro Kura Go Figure 3
Claims (1)
れた放電電極の放電により励起してレーザ光を発生させ
る気体レーザ装置において、前記高電圧電源が、実効電
圧を変化可能な低電圧交流電源と昇圧トランスと整流回
路とを含み、前記整流回路を2組の整流ダイオードをフ
ルブリッジ接続して各組の中間接続点を前記昇圧トラン
スの2次コイルの出力端子に接続するとともに、前記2
組の整流ダイオードをそれぞれ別個の部材に実装してト
ランス容器内の昇圧トランスの2次コイルの両側に配置
したことを特徴とする気体レーザ装置。In a gas laser device that generates laser light by exciting a gas laser medium in a laser resonator by discharging a discharge electrode connected to a high voltage power supply, the high voltage power supply is a low voltage AC power supply that can change the effective voltage. , a step-up transformer, and a rectifier circuit, the rectifier circuit has two sets of rectifier diodes connected in a full bridge manner, and an intermediate connection point of each set is connected to an output terminal of a secondary coil of the step-up transformer;
A gas laser device characterized in that a set of rectifying diodes is mounted on separate members and arranged on both sides of a secondary coil of a step-up transformer in a transformer container.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153239A JPH0444380A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | gas laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2153239A JPH0444380A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | gas laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444380A true JPH0444380A (en) | 1992-02-14 |
Family
ID=15558101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2153239A Pending JPH0444380A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | gas laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0444380A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7298055B2 (en) * | 2005-07-15 | 2007-11-20 | Abb Technology Ag | Auxiliary power supply for a wind turbine |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP2153239A patent/JPH0444380A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7298055B2 (en) * | 2005-07-15 | 2007-11-20 | Abb Technology Ag | Auxiliary power supply for a wind turbine |
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