DD291426A5 - ELECTRONICALLY CONTROLLABLE POWER SOURCE FOR IMPULSE LASER - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektronisch steuerbare Stromquelle fuer Impulslaser mittlerer und groszer Leistung, die fuer elektrotechnische Bearbeitungszwecke angewendet werden. Sie basiert auf einem Reihenschwingkreis und weist einen Netzgleichrichter, einen Puffer, einen Wechselrichter und einen Sekundaergleichrichter auf und ist erfindungsgemaesz dadurch gekennzeichnet, dasz ein taktgesteuerter elektronischer Schalter zur Anregung des Reihenschwingkreises vorhanden ist und dasz weiterhin parallel zum Kondensator des Reihenschwingkreises die Reihenschaltung einer Gleichstromdrossel mit einer Wicklung der Windungszahl N1 und eines Ventils angeordnet ist, wobei die Gleichstromdrossel zusaetzlich eine Entmagnetisierungswicklung der Windungszahl N2 aufweist, die ueber ein weiteres Ventil mit dem bereits genannten Puffer verbunden ist.{Stromquelle, elektronisch steuerbar; Impulslaser; Bearbeitung, elektrotechnologisch; Reihenschwingkreis; Gleichstromdrossel; Entmagnetisierungswicklung}The invention relates to an electronically controllable power source for pulsed laser medium and large power, which are used for electrical engineering purposes. It is based on a series resonant circuit and comprises a mains rectifier, a buffer, an inverter and a secondary rectifier, and is characterized in that a clock-controlled electronic switch is provided for exciting the series resonant circuit and further in parallel with the capacitor of the series resonant circuit, the series connection of a DC reactor Winding of the number of turns N1 and a valve is arranged, wherein the DC reactor additionally has a demagnetization winding of the number of turns N2, which is connected via a further valve with the aforementioned buffer. {Power source, electronically controllable; Pulse laser; Machining, electrotechnical; Series resonant circuit; DC reactor; demagnetizing}
Description
Anwendungsgebiet dor ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine elektronisch stouorbaro Stromquelle für Impulslaser mittlerer und großer Leistung, die für elektrotechnologische Bearbeitungszwecke angewendet werden.The invention relates to an electronically stouorbaro current source for pulsed laser medium and high power, which are used for electrical engineering purposes.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Impulslaser werden zunehmend zur Lösung unterschiedlicher Materialbearbeitungsaufgabcn eingesetzt, z. B. zur Beschriftung, Markierung, Fotolithographie u.a.Pulse lasers are increasingly being used to solve different material handling tasks, e.g. For lettering, marking, photolithography and the like.
Um mit hoher Effektivität stabile Ergebnisse erziolon zu können, sind bei hohem Wirkungsgrad der Anregung und hoher Folgefrequenz konstante Impulsenergien zu sichern. Die Stromquellen zur Aufladung der Energiespeicher müssen daher synchronisierbar und kurzschlußfest sein.In order to be able to produce stable results with high efficiency, constant pulse energies must be ensured with high efficiency of the excitation and high repetition frequency. The power sources for charging the energy storage must therefore be synchronized and short-circuit proof.
In der EP-PS 0067464 wird eine solche nach dem Wechselrichterprinzip arbeitende Stromquelle beschrieben, die eine relativ hohe steuerungstechnischo Stabilität aufweist. Schaltungsbedingt sind der Ansteuerungsaufwand für den Betrieb in Impulslasern hoch und die Robustheit des Gesamtsystems gering.In EP-PS 0067464 such a working according to the inverter principle current source is described, which has a relatively high control technology stability. Due to the circuit, the drive costs for operation in pulsed lasers are high and the robustness of the overall system is low.
Eine höhere Wochselrichterfrequenz und damit geringe Transformatormaße bei jedoch immer noch beträchtlichem Schaltungsaufwand an Steuerelektronik und Überwachungseinrichtungen zeichnen solche Lösungen wie aus der DE-PS 261250 aus. Durch die eingesetzten leistungselektronischen Schalter und die Schaltungsprinzipien der oben angeführten Lösungen sind Frequenz und Robustheit der Geräte bei gleichzeitig unbefriedigend hoher Masse und großem Raumbedarf begrenzt. Die Robustheit gegenüber Lastsprüngen und elektromagnetischen Störimpulsen ist jodoch ein wesentlicher Gebrauchswert der Laserstromquelle, da die zu versorgenden Impulslaser eine Quelle erheblicher Störungen darstellen. Dadurch ist der Anwendungsbereich der herkömmlichen Lösungen bezüglich der Stromversorgung von Impulslasern deutlich eingeschränkt.A higher Wochselrichterfrequenz and thus low transformer dimensions but still considerable circuit complexity of control electronics and monitoring devices characterize such solutions as from DE-PS 261250. Due to the power electronic switches used and the circuit principles of the above solutions, the frequency and robustness of the devices are limited at the same time unsatisfactory high mass and large space requirements. The robustness against load jumps and electromagnetic interference pulses is, however, an essential use value of the laser current source, since the pulse lasers to be supplied represent a source of considerable disturbances. As a result, the scope of the conventional solutions for the power supply of pulsed lasers is significantly limited.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, eine elektronisch steuerbare Stromquelle für Impulslaser zu schaffen, die bei reduziertem Schaltungsaufwand einen erweiterten Anwendungsbereich besitzt.The aim of the invention is to provide an electronically controllable current source for pulsed laser, which has a wider range of applications with reduced circuit complexity.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Es besteht die Aufgabe, eine elektronisch steuerbare Stromquelle für Impulslaser zu entwickeln, die mit einer verringerten Anzahl von Bauelementen und erhöhter Wechselrichterfrequenz eine größere Robustheit besitzt und gleichzeitig verringerte Masse sowie kleineren Raumbedarf aufweist.The object is to develop an electronically controllable current source for pulsed laser, which has a greater robustness with a reduced number of components and increased inverter frequency and at the same time has reduced mass and smaller space requirements.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dio auf einom Reihenschwingkreis basierende und einen Netzgleichrichter, einen Puffer, einen Wechselrichter und einen Sokundärgleichrichter aufweisende elektronisch stouorbaro Stromquelle für Impulslaser folgende weitere Merkmale besitzt:According to the invention the object is achieved in that the dio on aomain of a series resonant circuit and a mains rectifier, a buffer, an inverter and a Sokundärgleichrichter having electronic stouorbaro current source for pulse laser has the following additional features:
- Es ist ein taktgesteuerter elektronischer Schalter zur Anregung des Reihenschwingkreises, der aus einem Kondensator und einem Transformator zur Lastanpassung gebildet wird, vorhanden.- There is a clock-controlled electronic switch for excitation of the series resonant circuit, which is formed of a capacitor and a transformer for load matching, available.
- Weiterhin ist parallel zum bereits genannten Kondensator die Reihenschaltung einer Gleichstromdrossel mit einer Wicklung der Windungszahl N1 und eines Ventils angefordert, wobei die Gleichstromdrossel zusätzlich eine Entmagnetisierungswicklung der Windungszahl N 2 aufweist, dio über ein weiteres Ventil mit dem bereits genannten Puffer verbunden ist.- Furthermore, in parallel with the aforementioned capacitor, the series connection of a DC reactor with a winding of the number of turns N1 and a valve is required, wherein the DC reactor additionally has a demagnetization winding of the number of turns N 2, is connected via a further valve with the aforementioned buffer.
Zur Wirkungsweise der Erfindung gehören folgende Zusammenhänge:The mode of operation of the invention includes the following relationships:
Der Reihenschwingkreis wird durch den elektronischen Schalter, der seinerseits von einem Taktgenerator gesteuert wird, periodisch angeregt. In der Sperrphase des Schalters kompensiert die Gleichstromdrossel den Energieverlust des Schwingkreises. Beim Überschreiten einer durch das Verhältnis N1/N 2 der Windungszahlen der Gleichstromdrosselwicklungen festgelegten Kondensatorspannung wird die Energie der Drossel über die Entmagnetisierungswicklung an den Puffer abgegeben.The series resonant circuit is periodically excited by the electronic switch, which in turn is controlled by a clock generator. In the blocking phase of the switch, the DC reactor compensates for the energy loss of the resonant circuit. When a capacitor voltage determined by the ratio N1 / N 2 of the number of turns of the DC reactor windings is exceeded, the energy of the reactor is output to the buffer via the demagnetization winding.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung liegt darin, daß nur noch ein Schaltor mit einer festen Frequenz angesteuert werden muß. Diesor Schalter kann sowohl als Transistor als auch als Thyristor ausgeführt worden. Durch die erfindungsgomäßo Belastung des Schalters ist bei glolchon Parametern dos Schalters gogonübor herkömmlichen Lösungen dio doppolto Wechselrichterfrequenz erreichbar.An advantage of the circuit according to the invention is that only one Schaltor must be controlled with a fixed frequency. This switch can be designed both as a transistor and as a thyristor. By förungsgomäßo load the switch is at glolchon parameters dos switch gogonübor conventional solutions dio doppolto inverter frequency reachable.
Diese Erhöhung der Frequenz führt im Verein mit der vorringorten Bauelomentezahl zu einor erhoblichon Masse· und Volumenroduzierung. Die oinfacho Schaltungsstruktur sowie die Garantie clsor Schaltorgrenzwerte durch den Lastkrois führen zu einer deutlichen Steigerung der Robustheit dor orfindungsgomäßon elektronisch steuerbaren Stromquelle für Impulslascr.This increase in frequency, in conjunction with the precursor locations, leads to increased mass and volume production. The oinfacho circuit structure and the warranty clsor Schaltorgrenzwerte by the load croc lead to a significant increase in the robustness dor orungsungsgomäßon electronically controllable power source for Impulslascr.
periodisch ausgeglichen. Zur Begrenzung der Spannungsbolastung des Schalters 5 bzw. des Kondensators 3 im Start-Stop-periodically balanced. To limit the voltage stress of the switch 5 or of the capacitor 3 in the start-stop
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33666489A DD291426A5 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | ELECTRONICALLY CONTROLLABLE POWER SOURCE FOR IMPULSE LASER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33666489A DD291426A5 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | ELECTRONICALLY CONTROLLABLE POWER SOURCE FOR IMPULSE LASER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD291426A5 true DD291426A5 (en) | 1991-06-27 |
Family
ID=5615587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD33666489A DD291426A5 (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | ELECTRONICALLY CONTROLLABLE POWER SOURCE FOR IMPULSE LASER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD291426A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212189A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Lambda Physik Forschung | Pulsed charging of capacitor for laser operation - has inverter driving transformer with output stage including resonator circuit capacitor for low loss operation. |
-
1989
- 1989-12-29 DD DD33666489A patent/DD291426A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4212189A1 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-14 | Lambda Physik Forschung | Pulsed charging of capacitor for laser operation - has inverter driving transformer with output stage including resonator circuit capacitor for low loss operation. |
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