JPH10107348A - レーザ電源装置 - Google Patents

レーザ電源装置

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JPH10107348A
JPH10107348A JP25659696A JP25659696A JPH10107348A JP H10107348 A JPH10107348 A JP H10107348A JP 25659696 A JP25659696 A JP 25659696A JP 25659696 A JP25659696 A JP 25659696A JP H10107348 A JPH10107348 A JP H10107348A
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Koichi Morio
浩一 森尾
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Amada Engineering Center Co Ltd
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用電源をトランスを用いることなく昇圧す
ることにより電源の小型化、コストダウン、高効率化を
図ることにできるレーザ電源装置を提供する。 【解決手段】 整流回路５により整流されて第一コンデ
ンサＣ1 に電荷が貯えられ、この貯えられた電荷は電荷
移動回路により第二コンデンサＣ2 に次々に貯えられて
行くので、直列に接続された第一のコンデンサＣ1 と第
二コンデンサＣ2により加算された合計の電圧は昇圧さ
れる。この第二コンデンサＣ2 及び第一コンデンサＣ1
に貯えられている電荷はフラッシュランプＦＬに印加さ
れて、フラッシュランプＦＬの光によりレーザ媒体が励
起されレーザ光を出力する。電荷移動回路はインダクタ
Ｌ1 、スイッチ素子Ｑ1 、ダイオードＤ2 、前記第二コ
ンデンサＣ2 の電圧に基づいて前記スイッチ素子Ｑ1 を
オン・オフ制御する制御回路７を有する。また、第二コ
ンデンサＣ2 に貯えられている電荷を不必要にフラッシ
ュランプＦＬに印加させないようにするスイッチＳ1 を
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ電源装置に
係り、さらに詳しくは、例えばＹＡＧレーザ加工機に用
いられるレーザ電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３には、例えばＹＡＧレーザ加工機用
のレーザ電源装置１０１が示されている。このレーザ電
源装置１０１では、商用の三相交流２００Ｖの電源１０
３をトランス１０５により３００〜５００Ｖに昇圧し、
整流ダイオードｄ1 のような整流回路１０７により整流
している。
【０００３】前記整流された直流電流は、平滑コンデン
サｃ1 、スイッチ素子ｔｒ、還流ダイオードｄ2 、イン
ダクタＬ、キャパシタｃ2 を有するＤＣ／ＤＣコンバー
タ部１０９によりパワーコントロールされてフラッシュ
ランプＦＬに印加されてレーザ光を発する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、フラッシュランプＦＬに印
加される電流の最適な電圧は商用電源が２００Ｖなのに
比べて一般に３００〜５００Ｖと高いためトランス１０
５により昇圧した後に平滑する必要があり、重量、大き
さ価格の面で問題がある。
【０００５】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、商用電源をトランス
を用いることなく昇圧し且つスイッチ素子の負担を軽減
化することにより電源の小型化、コストダウン、高効率
化を図ることにできるレーザ電源装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のレーザ電源装置は、商用電
源を整流する整流回路と、この整流回路により整流され
た直流により電荷を貯える第一コンデンサと、この第一
コンデンサに直列に設けられた第二コンデンサと、前記
第一コンデンサに貯えられた電荷を前記第二コンデンサ
に移動させるための電荷移動回路と、前記第一及び第二
コンデンサにより昇圧された電圧をフラッシュランプに
印加する回路と、を備えてなることを特徴とするもので
ある。
【０００７】従って、整流回路により整流されて第一コ
ンデンサに電荷が貯えられ、この貯えられた電荷は電荷
移動回路により第二コンデンサに次々に移動して貯えら
れて行くので、直列に接続された第一のコンデンサと第
二コンデンサにより加算された合計の電圧は昇圧され
る。この第二コンデンサ及び第一コンデンサに貯えられ
ている電荷はスイッチ素子により電力制御した後、フラ
ッシュランプに印加されて、フラッシュランプの光によ
りレーザ媒体を励起してレーザ光を出力する。
【０００８】請求項２による発明のレーザ電源装置は、
請求項１記載の電荷移動回路が、インダクタと、スイッ
チ素子と、ダイオードと、前記第二コンデンサの電圧に
基づいて前記スイッチ素子をオン・オフ制御する制御回
路と、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】従って、第一コンデンサに貯えられた電荷
は電荷移動回路により第二コンデンサに次々に移動して
貯えられるが、制御回路が第二コンデンサの電圧に基づ
いてスイッチ素子をオン・オフ制御することにより、第
二コンデンサを所望の電圧まで制御する。
【００１０】請求項３による発明のレーザ電源装置は、
請求項１記載の第二コンデンサに貯えられている電荷を
フラッシュランプに印加させないようにするスイッチ、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】従って、第二コンデンサに貯えられている
電圧がシマー電圧以上の場合においてレーザ光を出力す
る必要がない時には、スイッチをオフとすることにより
レーザ媒体の励起を回避する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。
【００１３】図１には、この発明に係るレーザ電源装置
１が示されている。このレーザ電源装置１では、商用電
源３を直流に整流する整流ダイオードＤ1 等を有する整
流回路５が設けられており、この整流回路５には第一コ
ンデンサＣ1 が接続されている。
【００１４】第一コンデンサＣ1 には第二コンデンサＣ
2 が直列に接続されている。第一コンデンサＣ1 にはス
イッチ素子Ｑ1 及びインダクタＬ1 が並列に接続されて
おり、さらにスイッチ素子Ｑ2 とダイオードＤ3 がダイ
オードＤ2 と並列に接続されている。
【００１５】前記スイッチ素子Ｑ1 は制御回路７により
制御されている。この制御回路７は、第二コンデンサＣ
2 に蓄積されている電圧を検出し、この電圧に基づいて
前記スイッチ素子Ｑ1 のオン・オフを制御している。
【００１６】第二コンデンサＣ2 はダイオードＤ2 を介
して前記スイッチ素子Ｑ1 とインダクタＬ1 の間に接続
されている。また、第一コンデンサＣ1 及び第二コンデ
ンサＣ2 はスイッチ素子Ｑ2 ，ダイオードＤ3 に接続さ
れており、さらにトリガ・シマー回路９の前に設けてあ
るスイッチ素子Ｓ1 を通してフラッシュランプＦＬに接
続されている。従って、前記スイッチ素子Ｑ2 をオフに
すると、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 のみがフラッシ
ュランプＦＬに印加されることになる。
【００１７】トリガ・シマー回路９では、シマーモード
を用いてフラッシュランプＦＬ内部を予め放電路を形成
（このときの電圧を以後「シマー電圧」という。）する
ことにより毎回トリガパルスを用いることなく連続して
レーザ光を出力する。
【００１８】なお、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 が、
フラッシュランプＦＬの光より励起されるレーザ媒体が
レーザ光を発する電圧以上である場合には、スイッチ素
子Ｑ2 をオフにしても第二コンデンサＣ2 のみからの電
圧によりフラッシュランプＦＬの光により励起されるレ
ーザ媒体がレーザ光を出力してしまい、レーザ光のコン
トロールが一部低いパワーのところでできなくなるた
め、別個にスイッチＳ1を設けてある。
【００１９】このスイッチＳ1 は、第二コンデンサＣ2
の電圧がフラッシュランプＦＬに印加されるのを防止す
るためのものであるから、図１に示した位置に限られ
ず、図１中の点Ｐ1 、Ｐ2 の付近に設けても同様の効果
が得られる。
【００２０】また、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 がシ
マー電圧以上の場合には、不必要なレーザ出力を防ぎか
つフラッシュランプＦＬの寿命を短くするのを防ぐた
め、レーザ光を出力しない時はスイッチ素子Ｓ1 をオフ
にしてフラッシュランプＦＬ内部の放電を防止する。一
方、電圧Ｖ1 がシマー電圧以下である場合にはスイッチ
Ｓ1 をオフとしなくてもフラッシュランプＦＬ内部はシ
マー放電の状態を維持したままとなる。この場合スイッ
チＳ1 は不必要となる。
【００２１】次に、図２を参照して、制御回路７による
スイッチ素子Ｑ1 の制御に対する図１における電流値Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 と電圧Ｖ1 の関係を説明する。
【００２２】図２において、スイッチ素子Ｑ1 のオン・
オフを繰り返すごとにインダクタＬに貯えたエネルギー
（１／２）・ＬＩ2 2 を第二コンデンサＣ2 に（１／
２）・ＣＶ1 2 として貯えられて行くため、第二コンデ
ンサＣ2 の電圧Ｖ1 が上昇する。このとき、周波数が高
いほどインダクタＬは小さいもので足りる。
【００２３】第二コンデンサＣ2 に貯えられている電圧
Ｖ1 は制御回路７により検出されており、これに基づい
て電圧Ｖ1 が所望の電圧となるまでスイッチ素子Ｑ1 の
オン・オフ制御して電荷の移動を行う。
【００２４】以上の結果から、商用電源からトランスを
用いることなくフラッシュランプＦＬを発光させるに充
分な高電圧得ることができるので、レーザ電源装置１の
軽量化、小型化が可能になる。
【００２５】また、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 は、
スイッチ素子Ｑ1 のオン・オフ時間を制御回路７でコン
トロールすることにより、自由に設定することができる
し、スイッチ素子の負担を軽減化することができる。
【００２６】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、図１中の
ダイオードＤ3 は必ずしも必要ではなく、あるいは図１
中に示される他点Ｐ３、Ｐ４の位置に設けても同様の機
能をする。また図１中のすべてのものの＋−の極性を逆
にしたものであっても同様の機能をする。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるレーザ電源装置では、整流回路により整流されて第
一コンデンサに電荷が貯えられ、この貯えられた電荷は
電荷移動回路により第二コンデンサに次々に貯えられて
行くので、第二コンデンサの電圧は昇圧される。このた
め、トランスを用いる必要がなく、装置の軽減化、コス
トダウン、省スペース化を図ることができる。
【００２８】請求項２の発明によるレーザ電源装置で
は、第一コンデンサに貯えられた電荷は、制御回路が第
二コンデンサの電圧に基づいてスイッチ素子をオン・オ
フ制御することにより、所望の電圧に制御することがで
きる。
【００２９】請求項３の発明によるレーザ電源装置で
は、第二コンデンサに貯えられている電圧がシマー電圧
以上の場合においてレーザ光を出力しない時には、スイ
ッチをオフとすることにより不必要なレーザ媒体の励起
を避けることができるので、フラッシュランプの寿命を
伸ばすことができると共にスイッチ素子の負担を軽減化
する。また、前記第二コンデンサのみに貯えられている
電圧がレーザ光を発する電圧以上の場合でも制御するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るレーザ電源装置の一実施の形態
を示す回路図である。
【図２】スイッチ素子のオン・オフによる電流及び第二
コンデンサに貯えられる電圧の関係を示すグラフであ
る。
【図３】従来のレーザ電源装置の回路図の一例である。
【符号の説明】
１ レーザ電源装置 ５ 整流回路 ７ 制御回路（電荷移動回路） ９ トリガ・シマー回路 Ｃ１ 第一コンデンサ Ｃ２ 第二コンデンサ Ｄ２ ダイオード（電荷移動回路） ＦＬ フラッシュランプ Ｌ１ インダクタ（電荷移動回路） Ｑ１ スイッチ素子（電荷移動回路） Ｓ１ スイッチ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 商用電源を整流する整流回路と、この整
    流回路により整流された直流により電荷を貯える第一コ
    ンデンサと、この第一コンデンサに直列に設けられた第
    二コンデンサと、前記第一コンデンサに貯えられた電荷
    を前記第二コンデンサに移動させるための電荷移動回路
    と、前記第一及び第二コンデンサにより昇圧された電圧
    をフラッシュランプに印加する回路と、を備えてなるこ
    とを特徴とするレーザ電源装置。
  2. 【請求項２】 前記電荷移動回路が、インダクタと、ス
    イッチ素子と、ダイオードと、前記第二コンデンサの電
    圧に基づいて前記スイッチ素子をオン・オフ制御する制
    御回路と、を備えてなることを特徴とする請求項１記載
    のレーザ電源装置。
  3. 【請求項３】 前記第二コンデンサに貯えられている電
    荷をフラッシュランプに印加させないようにするスイッ
    チ素子、を備えてなることを特徴とする請求項１記載の
    レーザ電源装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283163A (ja) * 2009-06-04 2010-12-16 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理方法および熱処理装置

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