JPH08107245A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
- Publication number
- JPH08107245A JPH08107245A JP24092894A JP24092894A JPH08107245A JP H08107245 A JPH08107245 A JP H08107245A JP 24092894 A JP24092894 A JP 24092894A JP 24092894 A JP24092894 A JP 24092894A JP H08107245 A JPH08107245 A JP H08107245A
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- JP
- Japan
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- capacitor
- inductor
- current
- diode
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 238000009296 electrodeionization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＣ共振回路によりコンデンサをピーク充電
するのにエネルギー転送効率を高める。 【構成】 高圧電源２によりコンデンサ３Ａ，３Ｂを充
電し、コンデンサ３Ｂにはインダクタ５とのＬＣ共振電
流でピーク充電し、半導体スイッチ１１のオンでコンデ
ンサ３Ａ，３Ｂを同じ極性に充電してパルストランス１
３を通してレーザヘッド１５側に急速放電するパルス電
源において、インダクタ５に直列にダイオード５Ａを設
け、ダイオード５Ａはコンデンサ３Ａの充電時には共振
電流で導通し、コンデンサ３Ａ，３Ｂからレーザヘッド
側への放電には非導通になってインダクタ５を通した漏
れ電流を阻止する。
するのにエネルギー転送効率を高める。 【構成】 高圧電源２によりコンデンサ３Ａ，３Ｂを充
電し、コンデンサ３Ｂにはインダクタ５とのＬＣ共振電
流でピーク充電し、半導体スイッチ１１のオンでコンデ
ンサ３Ａ，３Ｂを同じ極性に充電してパルストランス１
３を通してレーザヘッド１５側に急速放電するパルス電
源において、インダクタ５に直列にダイオード５Ａを設
け、ダイオード５Ａはコンデンサ３Ａの充電時には共振
電流で導通し、コンデンサ３Ａ，３Ｂからレーザヘッド
側への放電には非導通になってインダクタ５を通した漏
れ電流を阻止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧・大電流のパル
スを発生するためのパルス電源に係り、特にコンデンサ
放電電源の充電回路に関する。
スを発生するためのパルス電源に係り、特にコンデンサ
放電電源の充電回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のパルス電源を図３及び図４に示
す。図３は、サイラトロン１をスイッチ手段とし、高圧
直流電源２によりコンデンサ３を初期充電し、サイラト
ロン１のスイッチ動作によりコンデンサ３から可飽和リ
アクトル４→サイラトロン１→インダクタ５→コンデン
サ３のＬＣ共振ループによりコンデンサ３を逆極性にピ
ーク充電し、このコンデンサ３からレーザ発振電極６と
電極内電離用ギャップ７からなるレーザヘッドにパルス
電流を供給する。
す。図３は、サイラトロン１をスイッチ手段とし、高圧
直流電源２によりコンデンサ３を初期充電し、サイラト
ロン１のスイッチ動作によりコンデンサ３から可飽和リ
アクトル４→サイラトロン１→インダクタ５→コンデン
サ３のＬＣ共振ループによりコンデンサ３を逆極性にピ
ーク充電し、このコンデンサ３からレーザ発振電極６と
電極内電離用ギャップ７からなるレーザヘッドにパルス
電流を供給する。
【０００３】図４では、コンデンサ３の電荷をインダク
タ８とコンデンサ９、１０及び可飽和リアクトル４を通
して磁気圧縮を行い、レーザ発振電極６にパルス電流を
供給する。
タ８とコンデンサ９、１０及び可飽和リアクトル４を通
して磁気圧縮を行い、レーザ発振電極６にパルス電流を
供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルス電源にお
いて、コンデンサ３は、レーザ発振周期で充電と放電が
繰り返される。このコンデンサ３の充放電には、充電時
には周波数が低い、つまりＬＣ共振電流で緩やかに充電
し、放電時には急速放電する。
いて、コンデンサ３は、レーザ発振周期で充電と放電が
繰り返される。このコンデンサ３の充放電には、充電時
には周波数が低い、つまりＬＣ共振電流で緩やかに充電
し、放電時には急速放電する。
【０００５】この充放電の電流変化（周波数）の差にし
たがって、充電ループには空芯のインダクタ５を用いて
低いインピーダンスによる充電を得、放電時にはインダ
クタ５が高いインピーダンスを呈して電流を流れにくく
し、レーザ発振電極６側への放電電流を得るようにして
いる。
たがって、充電ループには空芯のインダクタ５を用いて
低いインピーダンスによる充電を得、放電時にはインダ
クタ５が高いインピーダンスを呈して電流を流れにくく
し、レーザ発振電極６側への放電電流を得るようにして
いる。
【０００６】このため、インダクタ５は、充放電電流の
周波数差を利用して充電電流と放電電流に対する高低の
インピーダンス作用を得るものであり、負荷となるレー
ザヘッドに並列接続されていることから放電時に電流を
完全にブロックすることはできない（漏れ電流の発生が
ある）。
周波数差を利用して充電電流と放電電流に対する高低の
インピーダンス作用を得るものであり、負荷となるレー
ザヘッドに並列接続されていることから放電時に電流を
完全にブロックすることはできない（漏れ電流の発生が
ある）。
【０００７】特に、充放電の周波数差が小さくなる場
合、充放電時のインピーダンスの差も小さくなり、放電
時にインダクタ５を通した電流分流、すなわちレーザ発
振電極６側へのエネルギーの転送効率を低下させる問題
があった。
合、充放電時のインピーダンスの差も小さくなり、放電
時にインダクタ５を通した電流分流、すなわちレーザ発
振電極６側へのエネルギーの転送効率を低下させる問題
があった。
【０００８】本発明の目的は、ＬＣ共振回路によりコン
デンサをピーク充電するのにエネルギー転送効率を高め
るパルス電源を提供することにある。
デンサをピーク充電するのにエネルギー転送効率を高め
るパルス電源を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、コンデンサとインダクタのＬＣ共振電流
により該コンデンサをピーク充電し、該インダクタに並
列接続されるレーザヘッドに該コンデンサの充電電荷を
急速放電するパルス電源において、前記インダクタは前
記コンデンサとのＬＣ共振電流に対して導通する方向に
ダイオードを設けたことを特徴とする。
決を図るため、コンデンサとインダクタのＬＣ共振電流
により該コンデンサをピーク充電し、該インダクタに並
列接続されるレーザヘッドに該コンデンサの充電電荷を
急速放電するパルス電源において、前記インダクタは前
記コンデンサとのＬＣ共振電流に対して導通する方向に
ダイオードを設けたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】インダクタに直列にダイオードを設けることに
より、コンデンサの充電になるＬＣ共振電流にはダイオ
ードが導通し、コンデンサの放電時にはダイオードが非
導通になってインダクタからの漏れ電流を阻止する。
より、コンデンサの充電になるＬＣ共振電流にはダイオ
ードが導通し、コンデンサの放電時にはダイオードが非
導通になってインダクタからの漏れ電流を阻止する。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路図であ
り、ＬＣ反転２段磁気圧縮回路を持つパルス電源に適用
した場合である。
り、ＬＣ反転２段磁気圧縮回路を持つパルス電源に適用
した場合である。
【００１２】図１において、半導体スイッチ１１は、サ
イラトロン１に代えたスイッチになる。コンデンサ３
Ａ，３Ｂは、コンデンサ３に相当し、電源２からの高圧
印加でコンデンサ３Ａにはインダクタ５とこれに直列の
ダイオード５Ａを通したＬＣ共振電流（破線で示す電
流）でピーク充電するとともに、コンデンサ３Ｂを高圧
充電する。
イラトロン１に代えたスイッチになる。コンデンサ３
Ａ，３Ｂは、コンデンサ３に相当し、電源２からの高圧
印加でコンデンサ３Ａにはインダクタ５とこれに直列の
ダイオード５Ａを通したＬＣ共振電流（破線で示す電
流）でピーク充電するとともに、コンデンサ３Ｂを高圧
充電する。
【００１３】半導体スイッチ１１のオンにより矢印で示
す電流Ｉ０を流し、コンデンサ３Ｂを逆極性に充電す
る。
す電流Ｉ０を流し、コンデンサ３Ｂを逆極性に充電す
る。
【００１４】これら充電電流により、コンデンサ３Ａ，
３Ｂの充電電圧を加算した電圧を可飽和リアクトル１２
とパルストランス１３の直列回路に高圧を印加し、磁気
圧縮したパルス電流Ｉ１を得る。
３Ｂの充電電圧を加算した電圧を可飽和リアクトル１２
とパルストランス１３の直列回路に高圧を印加し、磁気
圧縮したパルス電流Ｉ１を得る。
【００１５】この電流Ｉ１によりパルストランス１３の
２次側には昇圧したパルス電流Ｉ１’を得、コンデンサ
１４を充電する。この充電電圧によりレーザヘッド１５
と可飽和リアクトル１６に磁気圧縮したパルス電流を供
給する。
２次側には昇圧したパルス電流Ｉ１’を得、コンデンサ
１４を充電する。この充電電圧によりレーザヘッド１５
と可飽和リアクトル１６に磁気圧縮したパルス電流を供
給する。
【００１６】ここで、注目すべきことは、ＬＣ共振のた
めのインダクタ５には直列にダイオード５Ａを設けたこ
とにある。このダイオード５Ａの接続方向は、ＬＣ共振
電流に対して導通する方向にされる。
めのインダクタ５には直列にダイオード５Ａを設けたこ
とにある。このダイオード５Ａの接続方向は、ＬＣ共振
電流に対して導通する方向にされる。
【００１７】このダイオード５Ａにより、コンデンサ３
Ａの充電時には、ダイオード５Ａが導通し、コンデンサ
３Ａとインダクタ５によるＬＣ共振電流を得る。そし
て、コンデンサ３Ａ、３Ｂからの放電時にはダイオード
５Ａが非導通になり、インダクタ５を通した放電電流を
阻止する。
Ａの充電時には、ダイオード５Ａが導通し、コンデンサ
３Ａとインダクタ５によるＬＣ共振電流を得る。そし
て、コンデンサ３Ａ、３Ｂからの放電時にはダイオード
５Ａが非導通になり、インダクタ５を通した放電電流を
阻止する。
【００１８】これにより、コンデンサ３Ａ、３Ｂの放電
電流の一部がインダクタ５を通して流れるのを阻止し、
パルストランス１３側へのエネルギー転送効率を高め
る。
電流の一部がインダクタ５を通して流れるのを阻止し、
パルストランス１３側へのエネルギー転送効率を高め
る。
【００１９】このダイオード５Ａの作用・効果は、充電
と放電の周波数差が小さいときも同じになり、周波数差
に影響されることはない。
と放電の周波数差が小さいときも同じになり、周波数差
に影響されることはない。
【００２０】なお、実施例において、インダクタ５とダ
イオード５Ａの接続回路は、任意に変更できるものであ
り、例えば、図２に示すように、インダクタ５とダイオ
ード５Ａの接続順を変えた構成（ｂ）、ダイオード５Ａ
を２つ直列接続して耐圧を高めた構成（ｃ）、ダイオー
ド５Ａを２つ並列接続して電流容量を高めた構成（ｄ）
にされる。
イオード５Ａの接続回路は、任意に変更できるものであ
り、例えば、図２に示すように、インダクタ５とダイオ
ード５Ａの接続順を変えた構成（ｂ）、ダイオード５Ａ
を２つ直列接続して耐圧を高めた構成（ｃ）、ダイオー
ド５Ａを２つ並列接続して電流容量を高めた構成（ｄ）
にされる。
【００２１】また、インダクタ５は、空芯形に限らず、
鉄心形でも良い。さらに、インダクタ５の形状は、ソレ
ノイド状、トロイダル状、レーストラック形状でも良
い。
鉄心形でも良い。さらに、インダクタ５の形状は、ソレ
ノイド状、トロイダル状、レーストラック形状でも良
い。
【００２２】また、図３や図４に示すパルス電源回路へ
の適用では、インダクタ５に直列にダイオード５Ａを接
続した構成になる。
の適用では、インダクタ５に直列にダイオード５Ａを接
続した構成になる。
【００２３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、コンデ
ンサとインダクタのＬＣ共振電流により該コンデンサを
ピーク充電し、該インダクタに並列接続されるレーザヘ
ッドに該コンデンサの充電電荷を急速放電するパルス電
源において、インダクタに直列にダイオードを設けるこ
とにより、コンデンサの充電になるＬＣ共振電流にはダ
イオードが導通し、コンデンサの放電時にはダイオード
が非導通になってインダクタからの漏れ電流を阻止する
ようにしたため、コンデンサの放電におけるインダクタ
からの漏れ電流を無くし、エネルギー転送効率を高める
ことができる。
ンサとインダクタのＬＣ共振電流により該コンデンサを
ピーク充電し、該インダクタに並列接続されるレーザヘ
ッドに該コンデンサの充電電荷を急速放電するパルス電
源において、インダクタに直列にダイオードを設けるこ
とにより、コンデンサの充電になるＬＣ共振電流にはダ
イオードが導通し、コンデンサの放電時にはダイオード
が非導通になってインダクタからの漏れ電流を阻止する
ようにしたため、コンデンサの放電におけるインダクタ
からの漏れ電流を無くし、エネルギー転送効率を高める
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示すＬＣ反転２段磁気圧縮
回路図。
回路図。
【図２】実施例におけるインダクタとダイオードの接続
例。
例。
【図３】従来のパルス電源例。
【図４】従来のパルス電源例。
１… ２…直流高圧電源 ３、３Ａ…ＬＣ共振用コンデンサ ４、１２、１６…可飽和リアクトル ５…ＬＣ共振用インダクタ ５Ａ…ダイオード １５…レーザヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳瀬 寿 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (1)
- 【請求項１】 コンデンサとインダクタのＬＣ共振電流
により該コンデンサをピーク充電し、該インダクタに並
列接続されるレーザヘッドに該コンデンサの充電電荷を
急速放電するパルス電源において、 前記インダクタは前記コンデンサとのＬＣ共振電流に対
して導通する方向にダイオードを設けたことを特徴とす
るパルス電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24092894A JPH08107245A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24092894A JPH08107245A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | パルス電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107245A true JPH08107245A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17066735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24092894A Pending JPH08107245A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08107245A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002118976A (ja) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Origin Electric Co Ltd | コンデンサの充電方法及び充電装置 |
| US6661205B1 (en) | 2001-03-27 | 2003-12-09 | Origin Electric Company, Limited | Capacitor charging method and capacitor charger |
| US6737847B2 (en) | 2001-10-30 | 2004-05-18 | Origin Electric Company, Limited | Capacitor charging method and charging apparatus |
| US7903386B2 (en) | 2007-03-30 | 2011-03-08 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for drive controlling micro machine device |
| US7961448B2 (en) | 2007-01-24 | 2011-06-14 | Fujitsu Limited | Drive control method and unit for micro machine device |
| CN113839579A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于ld激光器的脉冲驱动电源 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24092894A patent/JPH08107245A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002118976A (ja) * | 2000-10-12 | 2002-04-19 | Origin Electric Co Ltd | コンデンサの充電方法及び充電装置 |
| US6661205B1 (en) | 2001-03-27 | 2003-12-09 | Origin Electric Company, Limited | Capacitor charging method and capacitor charger |
| US6737847B2 (en) | 2001-10-30 | 2004-05-18 | Origin Electric Company, Limited | Capacitor charging method and charging apparatus |
| US7961448B2 (en) | 2007-01-24 | 2011-06-14 | Fujitsu Limited | Drive control method and unit for micro machine device |
| US7903386B2 (en) | 2007-03-30 | 2011-03-08 | Fujitsu Limited | Apparatus and method for drive controlling micro machine device |
| CN113839579A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-12-24 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于ld激光器的脉冲驱动电源 |
| CN113839579B (zh) * | 2021-09-08 | 2023-05-05 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于ld激光器的脉冲驱动电源 |
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