JPH10223954A - 高周波放電ガスレーザの電源装置 - Google Patents
高周波放電ガスレーザの電源装置Info
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- JPH10223954A JPH10223954A JP2477797A JP2477797A JPH10223954A JP H10223954 A JPH10223954 A JP H10223954A JP 2477797 A JP2477797 A JP 2477797A JP 2477797 A JP2477797 A JP 2477797A JP H10223954 A JPH10223954 A JP H10223954A
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- JP
- Japan
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- circuit
- frequency
- inverter
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の高周波放電ガスレーザの電源装置で
は、一般に高周波インバータの前段にＤＣ／ＤＣコンバ
ータを設け、電力の調整を行っている。しかし、ＤＣ／
ＤＣコンバータは重量、スペース、コスト、効率等に問
題があり、スイッチング素子の発熱対策等を講ずる必要
があった。 【解決手段】 この発明の高周波放電ガスレーザの電源
装置は、交流３相電源の整流回路１と、四個のスイッチ
ング素子を単相ブリッジ回路に組んだ高周波インバータ
２と、昇圧マッチング回路３、ゲート制御回路４等から
なり、ゲート制御回路４によりインバータの基本周波数
に同期してインバータ２の電流をＯＮ．ＯＦＦさせ、こ
のＯＮ．ＯＦＦ時間の比を変えることにより、電力を制
御するものである。
は、一般に高周波インバータの前段にＤＣ／ＤＣコンバ
ータを設け、電力の調整を行っている。しかし、ＤＣ／
ＤＣコンバータは重量、スペース、コスト、効率等に問
題があり、スイッチング素子の発熱対策等を講ずる必要
があった。 【解決手段】 この発明の高周波放電ガスレーザの電源
装置は、交流３相電源の整流回路１と、四個のスイッチ
ング素子を単相ブリッジ回路に組んだ高周波インバータ
２と、昇圧マッチング回路３、ゲート制御回路４等から
なり、ゲート制御回路４によりインバータの基本周波数
に同期してインバータ２の電流をＯＮ．ＯＦＦさせ、こ
のＯＮ．ＯＦＦ時間の比を変えることにより、電力を制
御するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は高周波放電ガスレ
ーザの電源装置の改良に関するものである。
ーザの電源装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波放電ガスレーザの電源装置は、一
般に図３に示すような構成になっている。即ち交流３相
入力を全波整流する整流回路と、平滑コンデンサーＣ1
と、スイッチング素子Ｓ0 、これをチョピングし直流電
圧を調整する制御回路、還流ダイオードＤ、直流リアク
ターＬ1 、平滑コンデンサーＣ2 等からなるＤＣ／ＤＣ
コンバータと、スイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ
4 を単相ブリッジに組んだ高周波インバータと、高周波
出力を放電部とマッチングさせる交流リアクタＬ2 、コ
ンデンサＣ3 等からなるマッチング回路等から構成され
ている。
般に図３に示すような構成になっている。即ち交流３相
入力を全波整流する整流回路と、平滑コンデンサーＣ1
と、スイッチング素子Ｓ0 、これをチョピングし直流電
圧を調整する制御回路、還流ダイオードＤ、直流リアク
ターＬ1 、平滑コンデンサーＣ2 等からなるＤＣ／ＤＣ
コンバータと、スイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ
4 を単相ブリッジに組んだ高周波インバータと、高周波
出力を放電部とマッチングさせる交流リアクタＬ2 、コ
ンデンサＣ3 等からなるマッチング回路等から構成され
ている。
【０００３】このように放電部に供給される電力の調整
はＤＣ／ＤＣコンバータによって行なわれている。ＤＣ
／ＤＣコンバータを廃止し、電力の調整を高周波インバ
ータ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御するものもあ
るが、高周波インバーの基本周波数は一般に１００ＫＨ
z 〜数ＭＨz であり、スイッチング素子のＯＮ時間を更
に高い周波数でコントロールすることは技術的に困難
で、一般には前記のようにＤＣ／ＤＣコンバータを設
け、これによって電力の調整を行っている。
はＤＣ／ＤＣコンバータによって行なわれている。ＤＣ
／ＤＣコンバータを廃止し、電力の調整を高周波インバ
ータ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御するものもあ
るが、高周波インバーの基本周波数は一般に１００ＫＨ
z 〜数ＭＨz であり、スイッチング素子のＯＮ時間を更
に高い周波数でコントロールすることは技術的に困難
で、一般には前記のようにＤＣ／ＤＣコンバータを設
け、これによって電力の調整を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
高周波放電ガスレーザの電源装置では、一般に高周波イ
ンバータの前段にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、電力の
調整を行っている。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータは重
量、スペース、コスト、効率等に問題があり、スイッチ
ング素子の発熱対策等を講ずる必要があった。この発明
はこのような課題を解決するために、従来のＤＣ／ＤＣ
コンバータの使用を廃止すると共に、基本高周波で動作
する高周波インバータを設け、この基本高周波に同期し
て高周波インバータの電流をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのＯ
Ｎ／ＯＦＦの時間の比を変えることにより、電力の調整
をしようとするものである。
高周波放電ガスレーザの電源装置では、一般に高周波イ
ンバータの前段にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、電力の
調整を行っている。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータは重
量、スペース、コスト、効率等に問題があり、スイッチ
ング素子の発熱対策等を講ずる必要があった。この発明
はこのような課題を解決するために、従来のＤＣ／ＤＣ
コンバータの使用を廃止すると共に、基本高周波で動作
する高周波インバータを設け、この基本高周波に同期し
て高周波インバータの電流をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのＯ
Ｎ／ＯＦＦの時間の比を変えることにより、電力の調整
をしようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この発明の高周波放電ガスレーザの電源装置は、
交流３相電源の整流回路と、四個のスイッチング素子を
単相ブリッジ回路に組んだ高周波インバータと、昇圧マ
ッチング回路、高周波インバータのゲート制御回路等か
らなり、前記高周波インバータのゲート制御回路を、基
本高周波発生回路と、その波形反転回路と、基本高周波
発生回路の周波数に同期し電力指令信号に対応して動作
するゲート駆動信号ＯＮ／ＯＦＦ回路と、前記基本高周
波発生回路の信号とその波形反転回路の信号とゲート信
号ＯＮ／ＯＦＦ回路により動作する二つのアンド回路等
によって構成したもので、高周波インバータの基本周波
数に同期して高周波インバータの動作をＯＮ／ＯＦＦさ
せ、そのＯＮ／ＯＦＦの時間の比を変えることにより、
電力を制御するものである。
めに、この発明の高周波放電ガスレーザの電源装置は、
交流３相電源の整流回路と、四個のスイッチング素子を
単相ブリッジ回路に組んだ高周波インバータと、昇圧マ
ッチング回路、高周波インバータのゲート制御回路等か
らなり、前記高周波インバータのゲート制御回路を、基
本高周波発生回路と、その波形反転回路と、基本高周波
発生回路の周波数に同期し電力指令信号に対応して動作
するゲート駆動信号ＯＮ／ＯＦＦ回路と、前記基本高周
波発生回路の信号とその波形反転回路の信号とゲート信
号ＯＮ／ＯＦＦ回路により動作する二つのアンド回路等
によって構成したもので、高周波インバータの基本周波
数に同期して高周波インバータの動作をＯＮ／ＯＦＦさ
せ、そのＯＮ／ＯＦＦの時間の比を変えることにより、
電力を制御するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の１つの実施態様
を示してある。図示のようにこの発明は、交流３相入力
を全波整流する整流回路１、平滑コンデンサーＣ1 、四
個のスイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 を単相ブ
リッジ回路に組んだ高周波インバータ２、昇圧マッチン
グ回路３、ゲート制御回路４等から構成されている。ゲ
ート制御回路４は、基本高周波発生回路５、波形反転回
路６、基本高周波発生回路の周波数に同期し電力指令信
号に対応して動作するゲート信号ＯＮ／ＯＦＦ回路７、
ゲート信号をスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲートへ送
るアンド回路８、９等から構成されている。
を示してある。図示のようにこの発明は、交流３相入力
を全波整流する整流回路１、平滑コンデンサーＣ1 、四
個のスイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 を単相ブ
リッジ回路に組んだ高周波インバータ２、昇圧マッチン
グ回路３、ゲート制御回路４等から構成されている。ゲ
ート制御回路４は、基本高周波発生回路５、波形反転回
路６、基本高周波発生回路の周波数に同期し電力指令信
号に対応して動作するゲート信号ＯＮ／ＯＦＦ回路７、
ゲート信号をスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲートへ送
るアンド回路８、９等から構成されている。
【０００７】スイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 は常に基本周
波数で交互に動作しており、放電部へ最大電力を供給す
るときはスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート信号を基
本周波数で交互にＯＮさせる。放電部へ電力を供給しな
いときはスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート信号をＯ
ＦＦにする。この発明は、このＯＮ／ＯＦＦの時間の比
を電力指令信号に対応して変化し、放電部の電力を調整
するものである。
波数で交互に動作しており、放電部へ最大電力を供給す
るときはスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート信号を基
本周波数で交互にＯＮさせる。放電部へ電力を供給しな
いときはスイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート信号をＯ
ＦＦにする。この発明は、このＯＮ／ＯＦＦの時間の比
を電力指令信号に対応して変化し、放電部の電力を調整
するものである。
【０００８】図２ａに出力指令の小さい場合のゲート
、、、への信号、インバータ出力電圧、放電部
出力等を示してある。ゲート、へは夫々常に基本波
信号および反転波信号が供給され、ゲート、へは電
力指令信号に対応したＯＮ／ＯＦＦ時間比の小さい信号
が供給されている。また図２ｂに出力指令の大きい場合
のゲート、へのＯＮ／ＯＦＦ信号（ＯＮ／ＯＦＦ時
間比の比較的大きい信号）、インバータ出力電圧、放電
部出力等を示してある。ゲート、への信号は図２ａ
と同一のため省略してある。
、、、への信号、インバータ出力電圧、放電部
出力等を示してある。ゲート、へは夫々常に基本波
信号および反転波信号が供給され、ゲート、へは電
力指令信号に対応したＯＮ／ＯＦＦ時間比の小さい信号
が供給されている。また図２ｂに出力指令の大きい場合
のゲート、へのＯＮ／ＯＦＦ信号（ＯＮ／ＯＦＦ時
間比の比較的大きい信号）、インバータ出力電圧、放電
部出力等を示してある。ゲート、への信号は図２ａ
と同一のため省略してある。
【０００９】一般にレーザ光の応答周波数は、ほぼ１Ｋ
Ｈz であるので、スイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート
信号のＯＮ／ＯＦＦの周波数は１ＫＨz 以上で行えばよ
いことになる。また、スイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲ
ートのＯＮ時間は常に同一になるように制御されるの
で、昇圧マッチング回路のトランスの偏磁等が防止さ
れ、また、放電部への出力も安定する。
Ｈz であるので、スイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲート
信号のＯＮ／ＯＦＦの周波数は１ＫＨz 以上で行えばよ
いことになる。また、スイッチング素子Ｓ3 、Ｓ4 のゲ
ートのＯＮ時間は常に同一になるように制御されるの
で、昇圧マッチング回路のトランスの偏磁等が防止さ
れ、また、放電部への出力も安定する。
【００１０】
【発明の効果】この発明の電力の調整は、高周波インバ
ータの基本周波数に同期し、電力指令信号に対応して、
インバータの電流をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのＯＮ／ＯＦ
Ｆ時間の比を変えることにより行うため、インバータの
制御が容易になり、また従来のようなＤＣ／ＤＣコンバ
ータを使用しないため、その使用に伴う問題も無くな
る。
ータの基本周波数に同期し、電力指令信号に対応して、
インバータの電流をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのＯＮ／ＯＦ
Ｆ時間の比を変えることにより行うため、インバータの
制御が容易になり、また従来のようなＤＣ／ＤＣコンバ
ータを使用しないため、その使用に伴う問題も無くな
る。
【図１】この発明の一つの実施態様を示してある。
【図２】図２ａにこの発明の低出力時のゲートへの信
号、インバータ出力電圧、放電部出力等を示してある。
図２ｂに高出力時のゲートへの信号、インバータ出力電
圧、放電部出力等を示してある。
号、インバータ出力電圧、放電部出力等を示してある。
図２ｂに高出力時のゲートへの信号、インバータ出力電
圧、放電部出力等を示してある。
【図３】従来の高周波放電ガスレーザの電源装置を示し
てある。
てある。
１ 整流回路 ２ 高周波インバータ ３昇圧マッチング回路 ４ ゲート制御回路 ５ 基本高周波発生回路 ６ 波形反転回路 ７ ゲート駆動信号ＯＮ／ＯＦＦ回路 ８ アンド回路 ９ アンド回路 、、、夫々スイッチング素子Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3
、Ｓ4 のゲート
、Ｓ4 のゲート
Claims (1)
- 【請求項１】 交流３相電源の整流回路と、四個のスイ
ッチング素子を単相ブリッジ回路に組んだ高周波インバ
ータと、昇圧マッチング回路と、高周波インバータのゲ
ート制御回路等からなり、前記高周波インバータのゲー
ト制御回路が基本高周波発生回路と、その波形反転回路
と、基本高周波発生回路の周波数に同期し電力指令信号
に対応して動作する駆動信号ＯＮ／ＯＦＦ回路と、前記
基本高周波発生回路の信号とその波形反転回路の信号と
駆動信号ＯＮ／ＯＦＦ回路により動作する二つのアンド
回路等によって構成されていることを特徴とする高周波
放電ガスレーザの電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02477797A JP3831041B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 高周波放電ガスレーザの電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02477797A JP3831041B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 高周波放電ガスレーザの電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223954A true JPH10223954A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3831041B2 JP3831041B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=12147617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02477797A Expired - Lifetime JP3831041B2 (ja) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | 高周波放電ガスレーザの電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3831041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208747A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザ発振器用電源装置 |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP02477797A patent/JP3831041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208747A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザ発振器用電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3831041B2 (ja) | 2006-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040126 |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060316 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
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