JP2643572B2 - レーザ用電源装置の出力電圧制御方法 - Google Patents
レーザ用電源装置の出力電圧制御方法Info
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- JP2643572B2 JP2643572B2 JP24790690A JP24790690A JP2643572B2 JP 2643572 B2 JP2643572 B2 JP 2643572B2 JP 24790690 A JP24790690 A JP 24790690A JP 24790690 A JP24790690 A JP 24790690A JP 2643572 B2 JP2643572 B2 JP 2643572B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、その出力側にバンク・コンデンサを有して
レーザ用放電管に直流電力を供給するレーザ用電源装置
の出力電圧制御方法に関する。
レーザ用放電管に直流電力を供給するレーザ用電源装置
の出力電圧制御方法に関する。
従来のこの種のレーザ用電源装置の出力電圧制御方法
としては、該電源装置の有する自動電圧調整器（AVR）
に対する出力電圧設定値を、全電圧制御域にわたり所要
出力電圧を指定する正規設定値のみとなし出力電圧の変
動模様に応じてその値を変更することのないものが知ら
れている。
としては、該電源装置の有する自動電圧調整器（AVR）
に対する出力電圧設定値を、全電圧制御域にわたり所要
出力電圧を指定する正規設定値のみとなし出力電圧の変
動模様に応じてその値を変更することのないものが知ら
れている。
前記の如きレーザ用電源装置の出力側に接続されたバ
ンク・コンデンサには通常放電抵抗が接続されているが
その抵抗値は電力損失を小となすため大きな値となされ
ており、従って該放電抵抗を経由する前記コンデンサの
放電の時定数は大であり、該コンデンサの端子電圧を受
けるレーザ放電管の無放電時における該端子電圧の降圧
には長時間を要することになる。従って、低充電状態に
ある前記コンデンサの端子電圧を早期に立上げてその所
要値となすためには、該所要値附近での充電速度を下げ
て前記端子電圧をその所要値へ徐々に近付け、該所要値
に対する行き過ぎすなわちオーバーシュートを避ける必
要がある。
ンク・コンデンサには通常放電抵抗が接続されているが
その抵抗値は電力損失を小となすため大きな値となされ
ており、従って該放電抵抗を経由する前記コンデンサの
放電の時定数は大であり、該コンデンサの端子電圧を受
けるレーザ放電管の無放電時における該端子電圧の降圧
には長時間を要することになる。従って、低充電状態に
ある前記コンデンサの端子電圧を早期に立上げてその所
要値となすためには、該所要値附近での充電速度を下げ
て前記端子電圧をその所要値へ徐々に近付け、該所要値
に対する行き過ぎすなわちオーバーシュートを避ける必
要がある。
しかしながら前記の如き従来の出力電圧制御方法にお
いては、出力電圧すなわち前記コンデンサの端子電圧を
制御する前記AVRの出力電圧設定値が前記の如き正規設
定値のみであるため、所定の即応度を与える該AVRによ
る電圧制御時にはその目標値附近における制御の行き過
ぎは避けられず、また斯様な行き過ぎの量は制御開始時
のコンデンサ残留電圧の大きさによって異なると共に前
記の理由によりその早急な低減補正は困難である。従っ
て斯様な制御の行き過ぎ量すなわち電圧オーバーシュー
トの量は所要電圧に対する誤差電圧となって長期間存在
し、前記レーザ放電管への安定した直流電圧の供給を阻
害するものとなっていた。以上に鑑み本発明は、前記の
如き電圧オーバーシュート量を最小限に抑制し繰返し放
電を行う前記レーザ放電管に対する安定した直流電圧給
電を可能とするレーザ用電源装置の出力電圧制御方法の
提供を目的とするものである。
いては、出力電圧すなわち前記コンデンサの端子電圧を
制御する前記AVRの出力電圧設定値が前記の如き正規設
定値のみであるため、所定の即応度を与える該AVRによ
る電圧制御時にはその目標値附近における制御の行き過
ぎは避けられず、また斯様な行き過ぎの量は制御開始時
のコンデンサ残留電圧の大きさによって異なると共に前
記の理由によりその早急な低減補正は困難である。従っ
て斯様な制御の行き過ぎ量すなわち電圧オーバーシュー
トの量は所要電圧に対する誤差電圧となって長期間存在
し、前記レーザ放電管への安定した直流電圧の供給を阻
害するものとなっていた。以上に鑑み本発明は、前記の
如き電圧オーバーシュート量を最小限に抑制し繰返し放
電を行う前記レーザ放電管に対する安定した直流電圧給
電を可能とするレーザ用電源装置の出力電圧制御方法の
提供を目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明のレーザ用電源装
置の出力電圧制御方法は、レーザ用放電管の放電に合わ
せて充電と放電とを繰返すバンク・コンデンサをその出
力側に有し該コンデンサの端子電圧をその出力電圧とな
して前記放電管に直流電力を供給するレーザ用電源装置
の出力電圧制御方法であって、前記電源装置の有する自
動電圧調整器に対する出力電圧設定値を、所要出力電圧
を指定する正規設定値と、前記コンデンサの充電完了時
における出力電圧の前記所要出力電圧からのオーバーシ
ュート量に従って次回充電制御時における該オーバーシ
ュート量を零となし得る如く前記正規設定値よりも適当
に小なる値に演算され記憶された待機設定値との２段階
に変化させると共に、前記出力電圧制御を前記待機設定
値により開始し、前記コンデンサの充電完了後は前記正
規設定値に従った出力電圧制御となすものとする。
置の出力電圧制御方法は、レーザ用放電管の放電に合わ
せて充電と放電とを繰返すバンク・コンデンサをその出
力側に有し該コンデンサの端子電圧をその出力電圧とな
して前記放電管に直流電力を供給するレーザ用電源装置
の出力電圧制御方法であって、前記電源装置の有する自
動電圧調整器に対する出力電圧設定値を、所要出力電圧
を指定する正規設定値と、前記コンデンサの充電完了時
における出力電圧の前記所要出力電圧からのオーバーシ
ュート量に従って次回充電制御時における該オーバーシ
ュート量を零となし得る如く前記正規設定値よりも適当
に小なる値に演算され記憶された待機設定値との２段階
に変化させると共に、前記出力電圧制御を前記待機設定
値により開始し、前記コンデンサの充電完了後は前記正
規設定値に従った出力電圧制御となすものとする。
制御系に対し所定の即応度を与える調整装置による該
制御系の過渡応答においては、制御対象量のその目標値
からのオーバーシュートは一般的に避けられない。しか
し前記調整装置に対する目標設定値を、最終目標値を指
定する第１設定値と、該第１設定値より適当に小となさ
れた第２設定値との２段階のものとし、先ず該第２設定
値によって制御を開始し次に前記制御対象量が前記第２
設定値に至ると共に前記第１設定値による制御に切換え
ることにより、前記第１設定値に対するオーバーシュー
ト量を該第１設定値のみで制御した場合のものよりも小
となすことが可能となる。
制御系の過渡応答においては、制御対象量のその目標値
からのオーバーシュートは一般的に避けられない。しか
し前記調整装置に対する目標設定値を、最終目標値を指
定する第１設定値と、該第１設定値より適当に小となさ
れた第２設定値との２段階のものとし、先ず該第２設定
値によって制御を開始し次に前記制御対象量が前記第２
設定値に至ると共に前記第１設定値による制御に切換え
ることにより、前記第１設定値に対するオーバーシュー
ト量を該第１設定値のみで制御した場合のものよりも小
となすことが可能となる。
本発明は、レーザ用放電管の直流電源となり該放電管
の放電の度毎にその残留電圧が零または零近くに繰返し
低下するバンク・コンデンサの端子電圧に対する自動電
圧調整器（AVR）による定電圧制御において、前記第１
と第２の設定値に対し前述の如く正規設定値と待機設定
値とを対応させ、且つ該両設定値間の差は、検出・演算
され且つ記憶されている前回制御時の電圧オーバーシュ
ート量に対し、電圧制御開始時の前記コンデンサの残留
電圧により決まる前記AVRの最大入力に対応する電圧立
上り特性の予測差に従った演算補正量の加減等の補正を
行ったものとなし、繰返される前記電圧制御の度毎の電
圧オーバーシュート量を零または零に近い最小限の値に
抑制するものである。
の放電の度毎にその残留電圧が零または零近くに繰返し
低下するバンク・コンデンサの端子電圧に対する自動電
圧調整器（AVR）による定電圧制御において、前記第１
と第２の設定値に対し前述の如く正規設定値と待機設定
値とを対応させ、且つ該両設定値間の差は、検出・演算
され且つ記憶されている前回制御時の電圧オーバーシュ
ート量に対し、電圧制御開始時の前記コンデンサの残留
電圧により決まる前記AVRの最大入力に対応する電圧立
上り特性の予測差に従った演算補正量の加減等の補正を
行ったものとなし、繰返される前記電圧制御の度毎の電
圧オーバーシュート量を零または零に近い最小限の値に
抑制するものである。
以下本発明の実施例を図面により説明する。
第１図はレーザ電源の主回路図、第２図は本発明に従
う制御ブロック図、第３図は第２図に従う出力電圧とそ
の設定値とのタイムチャートである。また第４図は従来
技術に従い第３図に対応するタイムチャートである。
う制御ブロック図、第３図は第２図に従う出力電圧とそ
の設定値とのタイムチャートである。また第４図は従来
技術に従い第３図に対応するタイムチャートである。
第１図において、１は交流入力を受け所要の直流電圧
Vcを出力するレーザ電源の直流電源装置、２はバンク・
コンデンサ、３は放電用リアクトル、４はレーザ用放電
管であり、またStは該放電管に対する放電トリガ用高圧
パルスである。
Vcを出力するレーザ電源の直流電源装置、２はバンク・
コンデンサ、３は放電用リアクトル、４はレーザ用放電
管であり、またStは該放電管に対する放電トリガ用高圧
パルスである。
次に第２図は本発明の制御方法に関連する諸制御要素
とそれぞれの相互関係とを示すものであり、11は電圧設
定器、12は演算部12aと記憶部12bと切換部12cとを有す
るCPU、13はAVR（自動電圧調整器）、14は直流電源出力
電圧制御部である。またVcdは前記出力電圧Vcの検出
値、Vcsoは該電圧Vcの所要設定値、Vcsは前記電圧Vcを
その所要値Vcsoとなすために前記AVRに与えられた補正
された出力電圧設定値である。上記回路構成において、
演算部12aは前記検出値Vcdの前記設定値Vcsoに対するオ
ーバーシュート量ΔV1の検出演算と新設定値Vcso−ΔV1
の演算とを行うものであり、また記憶部12bは一旦放電
されたバンク・コンデンサ２の再充電電圧制御時におけ
る新たな出力電圧設定値として用いるために前記設定値
Vcso−ΔV1を記憶するものであり、更に12cは前記再充
電電圧制御時に出力電圧Vcがその所要値Vcsoに達し前記
コンデンサ２の充電が完了した時点から所定時間Δｔ
（Δｔ≧０）後にAVR13に対する前記電圧設定値Vcsを前
記のVcso−ΔV1からVcsoに切換えるものである。なお前
記AVR13により制御された出力電圧Vcの立上り速度とそ
の設定目標値に対するオーバーシュート量とは前記AVR
への初期入力の差（例えばVcd＝０における両入力Vcso
とVcso−ΔV1）に従って、一般に、それぞれ異った値を
とるものであり、従って前記再充電電圧制御開始時点に
おける前記コンデンサ２の残留電圧が零でない場合等に
は、前記設定値補正量ΔV1をΔV2,但しΔV2＝ΔV1±α
（α≧０）となす如き補正を要することがあり、該補正
は演算部12aで行われる。
とそれぞれの相互関係とを示すものであり、11は電圧設
定器、12は演算部12aと記憶部12bと切換部12cとを有す
るCPU、13はAVR（自動電圧調整器）、14は直流電源出力
電圧制御部である。またVcdは前記出力電圧Vcの検出
値、Vcsoは該電圧Vcの所要設定値、Vcsは前記電圧Vcを
その所要値Vcsoとなすために前記AVRに与えられた補正
された出力電圧設定値である。上記回路構成において、
演算部12aは前記検出値Vcdの前記設定値Vcsoに対するオ
ーバーシュート量ΔV1の検出演算と新設定値Vcso−ΔV1
の演算とを行うものであり、また記憶部12bは一旦放電
されたバンク・コンデンサ２の再充電電圧制御時におけ
る新たな出力電圧設定値として用いるために前記設定値
Vcso−ΔV1を記憶するものであり、更に12cは前記再充
電電圧制御時に出力電圧Vcがその所要値Vcsoに達し前記
コンデンサ２の充電が完了した時点から所定時間Δｔ
（Δｔ≧０）後にAVR13に対する前記電圧設定値Vcsを前
記のVcso−ΔV1からVcsoに切換えるものである。なお前
記AVR13により制御された出力電圧Vcの立上り速度とそ
の設定目標値に対するオーバーシュート量とは前記AVR
への初期入力の差（例えばVcd＝０における両入力Vcso
とVcso−ΔV1）に従って、一般に、それぞれ異った値を
とるものであり、従って前記再充電電圧制御開始時点に
おける前記コンデンサ２の残留電圧が零でない場合等に
は、前記設定値補正量ΔV1をΔV2,但しΔV2＝ΔV1±α
（α≧０）となす如き補正を要することがあり、該補正
は演算部12aで行われる。
第３図は上記の如き制御を受けた場合の前記出力電圧
Vcの変動模様を示すものであり、時刻toにてVc＝0,Vcs
＝Vcsoとする第１回目の充電開始、時刻t1にてオーバー
シュート量ΔV1を有したまま充電完了、時刻t2での放電
開始と共にVcs＝Vcso−ΔV2に変更し次回充電に備え、
時刻t3にてVc＝０となして放電が完了すると共に第２回
目の充電開始、該２回目の制御におけるオーバーシュー
ト量を前記ΔV2と予想してその設置値を該ΔV2だけ下げ
ておくことにより、時刻t4にてVc＝Vcsoとなして充電完
了、時刻t4＋ΔｔにてVcs＝Vcsoに再変更する一連の動
作模様を示すものである。以上の如き制御を各充・放電
サイクル毎に繰返すことにより充電完了時のVcは常にVc
≒Vcsoの状態に保たれる。
Vcの変動模様を示すものであり、時刻toにてVc＝0,Vcs
＝Vcsoとする第１回目の充電開始、時刻t1にてオーバー
シュート量ΔV1を有したまま充電完了、時刻t2での放電
開始と共にVcs＝Vcso−ΔV2に変更し次回充電に備え、
時刻t3にてVc＝０となして放電が完了すると共に第２回
目の充電開始、該２回目の制御におけるオーバーシュー
ト量を前記ΔV2と予想してその設置値を該ΔV2だけ下げ
ておくことにより、時刻t4にてVc＝Vcsoとなして充電完
了、時刻t4＋ΔｔにてVcs＝Vcsoに再変更する一連の動
作模様を示すものである。以上の如き制御を各充・放電
サイクル毎に繰返すことにより充電完了時のVcは常にVc
≒Vcsoの状態に保たれる。
なお前記第３図に対応し従来方法に従う第４図の場合
には、常にVcs＝Vcsoとなす電圧制御が行われるため、
出力電圧Vcのオーバーシュート量ΔV1が常に残ることに
なる。
には、常にVcs＝Vcsoとなす電圧制御が行われるため、
出力電圧Vcのオーバーシュート量ΔV1が常に残ることに
なる。
本発明によれば、レーザ用放電管の放電に合わせて充
放電を繰返し且つ放電時定数の長いバンク・コンデンサ
回路をその出力側に有して前記放電管に直流電力を供給
するレーザ用電源装置の出力電圧制御方法において、前
記電源装置における自動電圧調整装置に対する出力電圧
設定値を、所要出力電圧の設定値と、前回充電制御時の
オーバーシュート量に従ってその値を前記所要出力電圧
より下げた設定値との２段階に変化させることにより、
前記電源装置の出力電圧の所要値からのオーバーシュー
ト量を最小限に抑制し、前記レーザ用放電管に対する安
定且つ正確な電圧を有する直流電力の供給が可能とな
る。
放電を繰返し且つ放電時定数の長いバンク・コンデンサ
回路をその出力側に有して前記放電管に直流電力を供給
するレーザ用電源装置の出力電圧制御方法において、前
記電源装置における自動電圧調整装置に対する出力電圧
設定値を、所要出力電圧の設定値と、前回充電制御時の
オーバーシュート量に従ってその値を前記所要出力電圧
より下げた設定値との２段階に変化させることにより、
前記電源装置の出力電圧の所要値からのオーバーシュー
ト量を最小限に抑制し、前記レーザ用放電管に対する安
定且つ正確な電圧を有する直流電力の供給が可能とな
る。
第１図はレーザ電源の主回路図、第２図は本発明に従う
制御ブロック図、第３図は第２図に従うタイムチャー
ト、第４図は第３図に対応し従来技術に従う場合のタイ
ムチャートである。 １……直流電源装置、２……バンク・コンデンサ、３…
…放電用リアクトル、４……レーザ用放電管、11……電
圧設定器、12……CPU、12a……演算部、12b……記憶
部、12c……切換部、13……AVR（自動電圧調整器）、14
……直流電源出力電圧制御部。
制御ブロック図、第３図は第２図に従うタイムチャー
ト、第４図は第３図に対応し従来技術に従う場合のタイ
ムチャートである。 １……直流電源装置、２……バンク・コンデンサ、３…
…放電用リアクトル、４……レーザ用放電管、11……電
圧設定器、12……CPU、12a……演算部、12b……記憶
部、12c……切換部、13……AVR（自動電圧調整器）、14
……直流電源出力電圧制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ用放電管の放電に合わせて充電と放
電とを繰返すバンク・コンデンサをその出力側に有し該
コンデンサの端子電圧をその出力電圧となして前記放電
管に直流電力を供給するレーザ用電源装置の出力電圧制
御方法であって、前記電源装置の有する自動電圧調整器
に対する出力電圧設定値を、所要出力電圧を指定する正
規設定値と、前記コンデンサの充電完了時における出力
電圧の前記所要出力電圧からのオーバーシュート量に従
って次回充電制御時における該オーバーシュート量を零
となし得る如く前記正規設定値よりも適当に小なる値に
演算され記憶された待機設定値との２段階に変化させる
と共に、前記出力電圧制御を前記待機設定値により開始
し、前記コンデンサの充電完了後は前記正規設定値に従
った出力電圧制御となすことを特徴とするレーザ用電源
装置の出力電圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24790690A JP2643572B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | レーザ用電源装置の出力電圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24790690A JP2643572B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | レーザ用電源装置の出力電圧制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125985A JPH04125985A (ja) | 1992-04-27 |
| JP2643572B2 true JP2643572B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=17170319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24790690A Expired - Lifetime JP2643572B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | レーザ用電源装置の出力電圧制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643572B2 (ja) |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP24790690A patent/JP2643572B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04125985A (ja) | 1992-04-27 |
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