JP2013175562A - レーザ電源装置及びその制御方法 - Google Patents
レーザ電源装置及びその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013175562A JP2013175562A JP2012038659A JP2012038659A JP2013175562A JP 2013175562 A JP2013175562 A JP 2013175562A JP 2012038659 A JP2012038659 A JP 2012038659A JP 2012038659 A JP2012038659 A JP 2012038659A JP 2013175562 A JP2013175562 A JP 2013175562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- simmer
- circuit
- power supply
- lamp
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
【解決手段】電源から電力を受けて、レーザ出力するための電力をランプ6に供給する主回路2と、ランプ6をシマー放電させるためのシマー電流を生成し、ランプ6へ供給するシマー回路3と、を備えるレーザ電源装置1であって、主回路2は、前記電源と遮断可能に接続され、シマー回路3は、シマー電流を維持するために制御回路32によって制御されるスイッチング素子31と、スイッチング素子31の電源側に接続された抵抗器71と、抵抗器71に流れる電流が所定の電流値を超えたことを検出し、異常信号を出力する異常検出部7とを有し、前記異常信号が入力されると、主回路2と電源とを遮断する遮断指示部12を備える。
【選択図】図1
Description
(1)1〜2A程度の微小電流の制御である。
(2)高圧直流700〜750Vクラスから100Vクラスへの降圧チョッパ制御である。
(3)図2に示すようにランプ6の負荷特性は、シマー電流の範囲においては、電流増加に伴い負荷電圧が低下する負性抵抗の特性を示すため、出力電力制御で広く用いられている三角波比較のPWMは使えない。
前記抵抗器の温度が所定の温度を超えたことを検出し、異常信号を出力するようにしても良い。さらに、前記シマー回路は、前記スイッチング素子と前記抵抗器の接続点と、前記ランプ負側の電源ラインとの間にフィルタコンデンサを挿入し、前記抵抗器に流れる電流のリップルを抑えるように構成しても良い。
[第一の実施形態]
(1.全体構成)
図1に示すように、第一の実施形態に係るレーザ電源装置1は、レーザ光を発光させるランプ6に主回路電流を流す主回路2、ランプ6をシマー放電させるためのシマー電流を流すシマー回路3、前記シマー電流を高圧化するための高圧発生回路4、シマー放電を開始させるためのトリガー回路5を含んで構成されている。
主回路2は、コンタクタ8a、8b、8cを介して三相交流電源に接続されている。コンタクタ8a、8b、8cそれぞれの主回路2側には、リアクトル10a、10b、10cが接続されると共に、その先にコンバータブリッジ11に接続されている。すなわち、リアクトル10とコンバータブリッジ11は、非絶縁型の昇圧コンバータ回路を構成している。このコンバータブリッジ11により昇圧及び直流変換された電圧がコンデンサ21に充電される。
(3.シマー回路)
シマー電流を通電するには、1500V〜2000Vの高電圧をランプ6に最初に印加しておく必要がある。このための回路が高圧発生回路4であり、高圧発生回路4は交流電源をトランス44により昇圧し、ダイオード43により直流に変換してコンデンサ41に蓄えておく。抵抗42はダイオード43の電流を制御する目的で挿入している。
シマー電流i36は図3に示すように、スイッチング素子31のスイッチングに伴い三角波状のリップルが発生する。コンデンサ33は、このリップルによる電流i71の変動を抑制するように設計する。例えば、コンデンサ33としては1μF前後の比較的大きな容量のものを使用することで、電流i71のリップルを極めて少なくすることができる。
図2に示すように、シマー電流を流した時のランプ電圧V1は100V前後である。シマー電流i36を2Aとすると、抵抗71に流れる電流i71は次のように表される。
(数式1)i71×750V=i36×100V
i36=2Aとすると、i71は以下の式で求めることができる。
(数式2)i71=(2A×100V)/750V=0.27A
よって、抵抗71を120Ωとすると、シマー放電時の抵抗71の損失は以下の通りである。
(数式3)120×0.27×0.27=8.7W
次に、第二の実施形態について、図1乃至図4を参照しつつ詳細に説明する。第二の実施形態は、シマー回路3の制御回路32に固定周波数のスイッチング方式を採用したことが特徴である。制御回路32以外の構成は、第一の実施形態と同様である。
図4に示すように、第二の実施形態の制御回路32は次のように構成される。すなわち、一定周波数のパルスを出力するパルス出力部14と、電流検出器36で検出したシマー電流i36の値が設定値を超えることで信号を出力するピーク電流検出部15と、パルス出力部14及びピーク電流検出部15からの信号を受けて駆動回路17を制御するフリップフロップ16から構成される。駆動回路17の先には、抵抗18を介してスイッチング素子31が接続されている。
はじめに、レーザ電源装置の降圧チョッパ制御に用いられる制御方式について説明する。図2に示すように、ランプ6の負荷特性はシマー放電の範囲では負性抵抗特性を示す。負性抵抗特性とは、電流の増加に対して負荷電圧が減少する特性である。このような負性抵抗特性の場合、出力電圧制御で一般的に用いられている三角波比較方式は使えない。そのため、シマー電流i36の制御方法としては、電流変化中はPWM出力レベルを一定とする、いわゆるデルタモジュレーションが一般的に使用される。
[第三の実施形態]
次に、第三の実施形態について、図1及び図5を参照しつつ詳細に説明する。第三の実施形態は、シマー回路3の異常検出部7において、温度センサーを採用したことが特徴である。異常検出部7以外の構成は、第一の実施形態と同様である。
図5に示すように、第三の実施形態の異常検出部7では、抵抗71に温度検出部19を取付けて構成している。温度検出部19は、その出力が遮断指示部12に接続されている。この温度検出部19は、抵抗71に流れる電流i71が異常電流値に達したことを、抵抗71の温度上昇から検出し、遮断指示部12に通知する。
このような第三の実施形態の構成を採用することで、スイッチング素子等が短絡故障してシマー回路3の電流が異常な状態になった場合でも、ヒューズの溶断のように時間がかかることはない。すなわち、異常電流の発生は即時に温度検出部19が検出して、遮断指示部12へ通知されることで、プリント基板が異常電流によって焼損することを防ぐことができ、レーザ電源装置の信頼性を向上する。
本明細書において、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、各実施の形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
2 主回路
21 コンデンサ
22 抵抗
23 制御回路
24 スイッチング素子
25 リアクトル
26、36、9a、9b 電流検出器
27、28 ダイオード
3 シマー回路
31 スイッチング素子
32 制御回路
33 コンデンサ
34、37 ダイオード
35 リアクトル
38 ヒューズ
4 高圧発生回路
41 コンデンサ
42 抵抗
43 ダイオード
44 トランス
5 トリガー回路
6 ランプ
7 異常検出部
71、73 抵抗
72 ツェナーダイオード
74 フォトカプラ
8a、8b、8c コンタクタ
8d スイッチ
10a、10b、10c リアクトル
11 コンバータブリッジ
12 遮断指示部
13 コンタクタコイル
14 パルス出力部
15 ピーク電流検出部
16 フリップフロップ
17 駆動回路
18 抵抗
19 温度検出部
Claims (8)
- 電源から電力を受けて、レーザ出力するための電力をランプに供給する主回路と、
前記ランプをシマー放電させるためのシマー電流を生成し、当該ランプへ供給するシマー回路と、
を備えるレーザ電源装置であって、
前記主回路は、前記電源と遮断可能に接続され、
前記シマー回路は、
前記シマー電流を維持するために制御回路によって制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記電源側に、前記シマー電流が異常となったことを検出して異常信号を出力する異常検出部を有し、
前記異常信号が入力されると、前記主回路と前記電源とを遮断する遮断指示部を備えること、
を特徴とするレーザ電源装置。 - 前記異常検出部は、
前記スイッチング素子の前記電源側に接続された抵抗器を備え、
前記抵抗器に流れる電流が所定の電流値を超えたことを検出し、前記異常信号を出力すること、
を特徴とする請求項1に記載のレーザ電源装置。 - 前記制御回路は、
一定周期のパルスを出力するパルス出力部と、
前記シマー電流の値が設定値に達すると検出信号を出力するピーク電流検出部とを備え、
前記パルスと前記検出信号が入力され、当該パルスの立ち上がり若しくは立ち下がりによって出力をON状態とし、前記検出信号が入力されたときに出力をOFF状態とするように構成した周波数固定部を有すること、
を特徴とする請求項1または2に記載のレーザ電源装置。 - 前記遮断指示部は、
絶縁素子によって前記異常検出部と通信可能に接続され、前記絶縁素子を介して前記異常信号が入力されること、
を特徴とする請求項1乃至3に記載のレーザ電源装置。 - 前記異常検出部は、
前記抵抗器の温度が所定の温度を超えたことを検出し、異常信号を出力すること、
を特徴とする請求項1乃至4に記載のレーザ電源装置。 - 前記シマー回路は、
前記スイッチング素子と前記抵抗器の接続点と、前記ランプ負側の電源ラインとの間にフィルタコンデンサを挿入し、
前記抵抗器に流れる電流のリップルを抑えるように構成されている
を特徴とする請求項1乃至5いずれか1項に記載のレーザ電源装置。 - 電源から電力を受けて、レーザ出力するための電力をランプに供給する主回路と、
前記ランプをシマー放電させるためのシマー電流を生成し、当該ランプへ供給するシマー回路と、を備えるレーザ電源装置の制御方法であって、
前記シマー回路における前記シマー電流が異常となったことを検出して異常信号を出力する処理と、
前記異常信号が入力されると、前記主回路と前記電源とを遮断する処理とを有すること、
を特徴とするレーザ電源装置の制御方法。 - 前記シマー回路は、前記シマー電流を制御するためのスイッチング素子を備え、
前記スイッチング素子を制御する処理は、
一定周期のパルスを出力するパルス出力処理と、
前記シマー電流の値が設定値に達すると検出信号を出力するピーク電流検出処理と、
前記パルスと検出信号が入力され、当該パルスの立ち上がり若しくは立ち下がりによって出力をON状態とし、前記ピーク検出信号が入力されたときに出力をOFF状態とする周波数固定処理とを有すること、
を特徴とする請求項7に記載のレーザ電源装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012038659A JP5972603B2 (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | レーザ電源装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012038659A JP5972603B2 (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | レーザ電源装置及びその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013175562A true JP2013175562A (ja) | 2013-09-05 |
JP5972603B2 JP5972603B2 (ja) | 2016-08-17 |
Family
ID=49268230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012038659A Expired - Fee Related JP5972603B2 (ja) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | レーザ電源装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5972603B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105436714A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-30 | 江苏大德重工有限公司 | 三维机器人光纤激光切割机用同轴调整功率切换控制系统 |
DE102016122783A1 (de) | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Fanuc Corporation | Laser-Stromversorgungsvorrichtung, die mehrere Leuchtelemente steuert |
CN111200354A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 住友重机械工业株式会社 | 激光装置用的电源装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63250883A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Miyachi Electric Co | レ−ザ電源装置 |
JPH10108465A (ja) * | 1996-10-01 | 1998-04-24 | Tokyo Electron Ltd | 電力使用系の保護回路 |
JP2000150989A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-30 | Nec Corp | レーザ発振器用電源装置 |
JP2000208841A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Miyachi Technos Corp | レ―ザ装置 |
JP2000307174A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Miyachi Technos Corp | レーザ装置 |
JP2003078191A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Amada Eng Center Co Ltd | Yagレーザ電源装置 |
-
2012
- 2012-02-24 JP JP2012038659A patent/JP5972603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63250883A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Miyachi Electric Co | レ−ザ電源装置 |
JPH10108465A (ja) * | 1996-10-01 | 1998-04-24 | Tokyo Electron Ltd | 電力使用系の保護回路 |
JP2000150989A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-30 | Nec Corp | レーザ発振器用電源装置 |
JP2000208841A (ja) * | 1999-01-12 | 2000-07-28 | Miyachi Technos Corp | レ―ザ装置 |
JP2000307174A (ja) * | 1999-04-23 | 2000-11-02 | Miyachi Technos Corp | レーザ装置 |
JP2003078191A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Amada Eng Center Co Ltd | Yagレーザ電源装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016122783A1 (de) | 2015-12-04 | 2017-06-08 | Fanuc Corporation | Laser-Stromversorgungsvorrichtung, die mehrere Leuchtelemente steuert |
US9893490B2 (en) | 2015-12-04 | 2018-02-13 | Fanuc Corporation | Laser power-supply device that controls a plurality of light-emitting elements |
DE102016122783B4 (de) | 2015-12-04 | 2021-08-26 | Fanuc Corporation | Laser-Stromversorgungsvorrichtung, die mehrere Leuchtelemente steuert |
CN105436714A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-30 | 江苏大德重工有限公司 | 三维机器人光纤激光切割机用同轴调整功率切换控制系统 |
CN111200354A (zh) * | 2018-11-19 | 2020-05-26 | 住友重机械工业株式会社 | 激光装置用的电源装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5972603B2 (ja) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9160225B2 (en) | High voltage inverter device | |
CN108604607B (zh) | 光伏(pv)模块的保护电路、用于操作该保护电路的方法和含这种保护电路的光伏(pv)系统 | |
US20030132211A1 (en) | Method for regulating and/or controlling a welding current source with a resonance circuit | |
JP2013138608A (ja) | 保護機能付きスイッチング電源回路およびそれを用いた電子機器 | |
JP2004180433A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP6245433B2 (ja) | Led電源装置及びled照明装置 | |
JP2004312901A (ja) | スイッチング電源の過電流保護回路 | |
JP5972603B2 (ja) | レーザ電源装置及びその制御方法 | |
JP5633789B2 (ja) | 直流電源装置およびled照明装置 | |
JP7396240B2 (ja) | 過電流保護回路 | |
JP2019062640A (ja) | 電源装置 | |
TWI614975B (zh) | 過電壓保護電路 | |
WO2011030524A1 (ja) | 高周波加熱装置 | |
KR101558957B1 (ko) | 방전 램프 점등 장치 | |
EP3235089B1 (en) | A circuit for a voltage power optimiser | |
JP2015122937A (ja) | 同期整流器の駆動装置 | |
AU2013274601A1 (en) | Systems and methods for protecting a switch mode power supply | |
JP2016010236A (ja) | 制御装置 | |
JP2004336873A (ja) | 過電圧保護回路、該過電圧保護回路を備えた電子機器 | |
US11769657B2 (en) | Dual tapped inductor boost topology for digital control of an excimer lamp | |
KR101213172B1 (ko) | 레이저 생성용 전원 공급 장치 | |
JP2006094609A (ja) | 電源装置 | |
US20230318443A1 (en) | Power supply apparatus | |
JP2011244659A (ja) | 絶縁型スイッチングdc−dcコンバータ | |
JP2011004462A (ja) | 電源装置及び照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160705 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5972603 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |