JP2649428B2 - Gas laser device - Google Patents

Gas laser device

Info

Publication number
JP2649428B2
JP2649428B2 JP2153235A JP15323590A JP2649428B2 JP 2649428 B2 JP2649428 B2 JP 2649428B2 JP 2153235 A JP2153235 A JP 2153235A JP 15323590 A JP15323590 A JP 15323590A JP 2649428 B2 JP2649428 B2 JP 2649428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
voltage
secondary coil
power supply
gas laser
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2153235A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0444377A (en
Inventor
勤 杉山
均 本宮
正史 大西
修三 吉住
昭男 田中
茂樹 山根
秀彦 唐崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2153235A priority Critical patent/JP2649428B2/en
Publication of JPH0444377A publication Critical patent/JPH0444377A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2649428B2 publication Critical patent/JP2649428B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、炭酸ガスレーザ等の気体レーザ装置におい
て、特に高電圧電源の効率を高めるとともに出力電流の
安定化を図ったレーザ装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas laser device such as a carbon dioxide laser, and more particularly to a laser device that increases the efficiency of a high-voltage power supply and stabilizes an output current.

従来の技術 従来の気体レーザ装置の構成例を第3図に示す。気体
レーザ媒質は、出力鏡1と全反射鏡2を取り付けたレー
ザ共振器3内に送風機4により供給ダクト5を通じて供
給され、放電電極6,7による放電により励起されてレー
ザ光を出力する。レーザ共振器3内の温度上昇した気体
レーザ媒質は、排気ダクト8を通じレーザ共振器3内か
ら回収され、冷却器9により冷却されて再び給気ダクト
5を通じてレーザ共振器3内に供給される。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a configuration example of a conventional gas laser device. The gas laser medium is supplied through a supply duct 5 by a blower 4 into a laser resonator 3 in which an output mirror 1 and a total reflection mirror 2 are mounted, and is excited by discharge by discharge electrodes 6 and 7 to output laser light. The gas laser medium whose temperature has risen in the laser resonator 3 is recovered from the laser resonator 3 through the exhaust duct 8, cooled by the cooler 9, and supplied again into the laser resonator 3 through the air supply duct 5.

放電電極6,7に印加される高電圧は、例えば直流電源1
0の出力電圧をインバータ回路11内の半導体スイッチ素
子を交互に断続することにより高周波交流電圧に変換
し、これを高周波昇圧トランス12で昇圧し、高圧整流ダ
イオード13および平滑コンデンサ14で整流平滑して高電
圧の直流を発生していた。
The high voltage applied to the discharge electrodes 6 and 7 is, for example, a DC power supply 1
The output voltage of 0 is converted into a high-frequency AC voltage by alternately intermittently switching the semiconductor switching elements in the inverter circuit 11, which is boosted by the high-frequency boost transformer 12 and rectified and smoothed by the high-voltage rectifier diode 13 and the smoothing capacitor 14. High voltage DC was generated.

発明が解決しようとする課題 一般に気体レーザ装置における放電電圧電流特性は、
30〜50kVの放電開始電圧からわずかの電流でその約半分
の放電維持電圧まで垂下し、さらに電流が増えるに連れ
て電圧が低下する特性を示している。この状態からさら
に電流を増加させると、急激に放電維持電圧が低下して
放電電流が一層増加するアーク放電に至り、放電電流が
不安定になってレーザ光の出力が変動する。このため、
従来の高電圧電源では、昇圧トランス12の1次コイル12
aと2次コイル12bの磁気結合を低下させた上で、2次コ
イル12bとの結合度が1次コイル12aよりも大きい3次コ
イル12cを設けて2次コイル12bに発生する電圧変化を検
出していた。このため、1次コイル12aから2次コイル1
2bへの電力伝達効率が低く、1次電流を多く流す必要が
あるため、インバータ回路11内の半導体スイッチ素子と
して大容量の素子を使用する必要があった。また、1次
コイル12aと3次コイル12cとの間の結合率がゼロではな
いため、1次電流変動による昇圧トランス12内の磁束変
化を3次コイル12cが誤検出することがあった。この結
果、アーク放電に移行するときの2次電圧変動を検出し
きれず、レーザ共振器内の放電がアーク放電に移行して
放電電流が不安定となる問題点があった。
Problems to be Solved by the Invention Generally, discharge voltage-current characteristics in a gas laser device are as follows.
It shows a characteristic that the voltage drops from a discharge starting voltage of 30 to 50 kV to a discharge sustaining voltage of about half of the voltage with a small current, and the voltage decreases as the current further increases. If the current is further increased from this state, the discharge sustaining voltage drops sharply, leading to arc discharge in which the discharge current further increases, and the discharge current becomes unstable and the output of the laser beam fluctuates. For this reason,
In the conventional high-voltage power supply, the primary coil 12 of the step-up transformer 12 is used.
After lowering the magnetic coupling between a and the secondary coil 12b, a tertiary coil 12c having a degree of coupling with the secondary coil 12b larger than the primary coil 12a is provided to detect a voltage change generated in the secondary coil 12b. Was. For this reason, the secondary coil 1
Since the efficiency of power transmission to 2b is low and a large amount of primary current needs to flow, a large-capacity element must be used as a semiconductor switch element in the inverter circuit 11. Further, since the coupling ratio between the primary coil 12a and the tertiary coil 12c is not zero, the tertiary coil 12c may erroneously detect a change in the magnetic flux in the step-up transformer 12 due to the primary current fluctuation. As a result, the secondary voltage fluctuation at the time of transition to arc discharge cannot be detected, and the discharge in the laser resonator shifts to arc discharge, causing a problem that the discharge current becomes unstable.

本発明は、このような従来の問題点を解決するもので
あり、気体レーザ装置の高電圧電源の効率を高めるとと
もに、出力電流を安定化し、制御を容易に行なうことの
できる気体レーザ装置を提供することを目的とする。
The present invention solves such a conventional problem, and provides a gas laser device capable of increasing the efficiency of a high-voltage power supply of a gas laser device, stabilizing an output current, and easily performing control. The purpose is to do.

課題を解決するための手段 本発明は、前記目的を達成するために、高電圧電源
を、実効電圧を変化可能な低電圧交流電源と昇圧トラン
スと整流回路とを含むように構成し、昇圧トランスは、
1次コイルを内側、2次コイルを外側に巻いて同軸巻と
し、少なくとも2次コイルの外径およびその軸方向の長
さと同じ寸法の矩形を含む寸法の第1電極を2次コイル
の軸と平行に、かつ2次コイルの外径以上の距離を置い
て誘電体絶縁物を介在させて配置するようにしたもので
ある。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a high-voltage power supply configured to include a low-voltage AC power supply capable of changing an effective voltage, a step-up transformer, and a rectifier circuit. Is
The primary coil is wound inside and the secondary coil is wound outside to form a coaxial winding, and a first electrode having a dimension including at least a rectangle having the same diameter as the outer diameter of the secondary coil and its axial length is formed on the axis of the secondary coil. They are arranged in parallel and at a distance greater than the outer diameter of the secondary coil with a dielectric insulator interposed therebetween.

本発明はまた、第1電極と少なくとも同じ外形寸法の
接地された第2電極を第1電極に対し2次コイルとは反
対側に配置し、第1および第2電極間の距離を2次コイ
ルと第1電極の間の距離の多くとも10分の1とし、両者
の間に2コイルと第1電極との間に介在された誘電体絶
縁物の少なくとも2倍以上の誘電率の誘導体を介在させ
るとともに、第1および第2電極の間を少なくとも100k
Ω以上の抵抗で接続するようにしたものである。
According to the present invention, a grounded second electrode having at least the same outer dimensions as the first electrode is disposed on the opposite side of the first electrode from the secondary coil, and the distance between the first and second electrodes is increased by the secondary coil. The distance between the first electrode and the first electrode is at most one tenth, and a dielectric having a dielectric constant at least twice that of the dielectric insulator interposed between the two coils and the first electrode is interposed between the two. At least 100 k between the first and second electrodes.
The connection is made with a resistance of Ω or more.

本発明はまた、抵抗の両端に発生する電圧と基準信号
電圧とを入力比較する比較増幅器の出力信号により低電
圧交流電源の実効電圧を変化させるようにしたものであ
る。
According to the present invention, the effective voltage of the low-voltage AC power supply is changed by an output signal of a comparison amplifier for input-comparing a voltage generated at both ends of the resistor and a reference signal voltage.

作用 本発明は、前記構成により、昇圧トランスの2次コイ
ル全体が、2次コイル出力電圧と同じ電圧波形を出力す
る電源に接続された1個の仮想電極となり、2次コイル
と誘電体絶縁物と第1電極とによりコンデンサが形成さ
れ、このコンデンサに接続された抵抗の端子間電圧を検
出することにより2次コイルの出力電圧の変動を検出す
ることができる。
According to the present invention, with the above configuration, the entire secondary coil of the step-up transformer becomes one virtual electrode connected to a power supply that outputs the same voltage waveform as the secondary coil output voltage, and the secondary coil and the dielectric insulator A capacitor is formed by the first electrode and the first electrode. By detecting a voltage between terminals of a resistor connected to the capacitor, a change in the output voltage of the secondary coil can be detected.

本発明はまた、2次コイルと誘電体絶縁物と第1電極
と誘電体と第2電極とで2個の直列のコンデンサが形成
され、この2個のコンデンサには交流電圧が印加される
ため、それぞれにはコンデンサの静電容量分に逆比例し
た分圧電圧が発生するので、正確な2次コイル出力電圧
の変動を検出することができる。このときの分圧比は、
第1および第2電極の間隔に反比例し、電極間に介在す
る誘電体の誘電率に比例する。2個のコンデンサは、昇
圧トランスの1次コイルの発生する磁束の影響を受ける
ことがなく、2次コイルの出力電圧にのみ依存している
ので、放電負荷の電圧変動を正確に検出することができ
る。
According to the present invention, the secondary coil, the dielectric insulator, the first electrode, the dielectric, and the second electrode form two series capacitors, and an AC voltage is applied to the two capacitors. In each case, a divided voltage inversely proportional to the capacitance of the capacitor is generated, so that a change in the output voltage of the secondary coil can be accurately detected. The partial pressure ratio at this time is
It is inversely proportional to the distance between the first and second electrodes, and proportional to the dielectric constant of the dielectric material interposed between the electrodes. Since the two capacitors are not affected by the magnetic flux generated by the primary coil of the step-up transformer and depend only on the output voltage of the secondary coil, it is possible to accurately detect the voltage fluctuation of the discharge load. it can.

本発明はまた、放電負荷はアーク放電状態になるとグ
ロー放電状態のときと比べて放電維持電圧が半分以下に
低下するので、グロー放電時の検出電圧を基準電圧とし
て設定し、これと第1および第2電極に接続する抵抗の
端子間電圧とを比較演算することにより放電状態の異常
を検出する。異常が検出されたときには、昇圧トランス
に入力する交流電圧の実効電圧を下げて高電圧電源の出
力電流を絞り、放電を元のグロー放電に復帰させ、グロ
ー放電に復帰した後再び元の出力電流まで上げる。この
結果、放電電流の変動を小さく抑えてレーザ光出力の安
定化を実現することができる。
The present invention also sets the detection voltage at the time of the glow discharge as a reference voltage because the discharge load is reduced to half or less when the discharge load is in the arc discharge state as compared with the glow discharge state. An abnormality in the discharge state is detected by comparing and calculating the voltage between the terminals of the resistor connected to the second electrode. When an abnormality is detected, the effective current of the AC voltage input to the step-up transformer is reduced, the output current of the high-voltage power supply is reduced, the discharge is returned to the original glow discharge, and after returning to the glow discharge, the original output current is returned again. Up to As a result, it is possible to stabilize the laser light output while keeping the fluctuation of the discharge current small.

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例における昇圧トランスの概略
構成を示し、第2図に本発明の一実施例における回路構
成を示している。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a boosting transformer in one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a circuit configuration in one embodiment of the present invention.

第2図において、21は例えば200Vの商用交流電圧を整
流平滑した低電圧直流電源である。22は低電圧直流電源
21の出力を低電圧の交流に変換するインバータ回路(低
電圧交流電源)、23はインバータ回路22の出力を昇圧す
る昇圧トランス、24は高周波交流電圧を整流する高圧整
流ダイオード、25は整流された直流を平滑する平滑コン
デンサ、26はレーザ光を出力するレーザ共振器である。
27,28は昇圧トランス23の2次コイル近傍に形成された
コンデンサ、29はコンデンサ27,28の接続点に接続され
た抵抗、30は低圧整流ダイオード、31は比較演算器、32
は基準電圧源、33はアンドゲート、34は半導体スイッチ
素子駆動信号源である。
In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a low-voltage DC power supply obtained by rectifying and smoothing a commercial AC voltage of, for example, 200 V. 22 is a low voltage DC power supply
Inverter circuit (low-voltage AC power supply) for converting the output of 21 to low-voltage AC, low-voltage transformer for boosting the output of inverter circuit 22, high-voltage rectifier diode for rectifying high-frequency AC voltage, and 25 rectified A smoothing capacitor for smoothing a direct current, and a laser resonator 26 for outputting a laser beam.
27 and 28 are capacitors formed near the secondary coil of the step-up transformer 23, 29 is a resistor connected to the connection point of the capacitors 27 and 28, 30 is a low voltage rectifier diode, 31 is a comparator, 32
Is a reference voltage source, 33 is an AND gate, and 34 is a semiconductor switch element drive signal source.

第1図において、昇圧トランス23は、フェライトコア
35の一方の脚部35aに、内側に1次コイル36を巻き、こ
の1次コイル36と絶縁距離をおいて外側に100mmの外径
を持つ2次コイル37を巻いたものである。フェライトコ
ア35は、脚部35aが鉛直方向となるように、誘電体絶縁
物である絶縁油38で満たされたトランス容器39内に、コ
ア保持具40a,40bに固定されて配置されている。トラン
ス容器39内にはまた、2次コイル37の投影形状の縦横寸
法より少し大きい矩形寸法に加工された約1mm厚さの誘
電体であるガラスエポキシ板41が配置されており、これ
は2次コイル37の軸に平行に対面しているトランス容器
39の内壁面39aに、セラミックス碍子42,43を介して固定
されている。ガラスエポキシ板41は、その両面に銅鍍金
が施されて第1電極44および第2電極45が形成され、第
1電極44と2次コイル37との距離が均等に約100mmない
し150mmになるように固定されている。ガラスエポキシ
板41の厚さは、第1電極44と2次コイル37との間の距離
の多くとも10分の1止まりとし、その誘電率は絶縁油38
の誘電率の少なくとも2倍以上とする。
In FIG. 1, a step-up transformer 23 is a ferrite core.
A primary coil 36 is wound inside one leg 35a of the base 35, and a secondary coil 37 having an outer diameter of 100 mm is wound outside the primary coil 36 at an insulating distance from the primary coil 36. The ferrite core 35 is fixed to the core holders 40a and 40b in a transformer container 39 filled with an insulating oil 38 as a dielectric insulator so that the legs 35a are oriented vertically. A glass epoxy plate 41, which is a dielectric having a thickness of about 1 mm and processed into a rectangular shape slightly larger than the vertical and horizontal dimensions of the projected shape of the secondary coil 37, is disposed in the transformer container 39. Transformer container facing parallel to the axis of coil 37
It is fixed to the inner wall surface 39a of 39 via ceramic insulators 42 and 43. The glass epoxy plate 41 is coated with copper on both sides to form a first electrode 44 and a second electrode 45, so that the distance between the first electrode 44 and the secondary coil 37 is uniformly about 100 mm to 150 mm. It is fixed to. The thickness of the glass epoxy plate 41 is limited to at most one tenth of the distance between the first electrode 44 and the secondary coil 37, and the dielectric constant of the
At least twice the dielectric constant of

この結果、2次コイル37と第1電極44との間に介在さ
れた絶縁油38により第2図のコンデンサ27が形成され、
第1電極44と第2電極45との間に介在されたガラスエポ
キシ板41によりコンデンサ28が形成される。そして第2
図に示すように、第1および第2電極44,45間には100k
Ωの抵抗29が接続され、第2電極45および抵抗29の他端
は共に接地されている。抵抗29が約100kΩ以下の抵抗値
の場合、各コンデンサ27,28に電荷が蓄積されるよりも
抵抗29による放電時定数が短いため、電圧波形は2次コ
イル出力電圧に比例しなくなるので、抵抗29の値は少な
くとも100kΩ以上とする。
As a result, the capacitor 27 shown in FIG. 2 is formed by the insulating oil 38 interposed between the secondary coil 37 and the first electrode 44,
The capacitor 28 is formed by the glass epoxy plate 41 interposed between the first electrode 44 and the second electrode 45. And the second
As shown in the figure, 100 k is applied between the first and second electrodes 44 and 45.
The resistor 29 of Ω is connected, and the second electrode 45 and the other end of the resistor 29 are both grounded. If the resistor 29 has a resistance value of about 100 kΩ or less, the discharge time constant by the resistor 29 is shorter than the charge stored in each of the capacitors 27 and 28, and the voltage waveform is not proportional to the output voltage of the secondary coil. The value of 29 should be at least 100 kΩ or more.

第1電極44は、低圧整流ダイオード30を介して比較演
算器31の一方の入力に接続され、比較演算器31の他方の
入力には基準電圧源32が接続されている。インバータ回
路22内の半導体スイッチ素子は、半導体スイッチ素子駆
動信号源34からの信号により駆動されるが、比較演算器
31の出力を制御信号とするアンドゲート33を中継してい
る。
The first electrode 44 is connected to one input of the comparator 31 via the low voltage rectifier diode 30, and the other input of the comparator 31 is connected to the reference voltage source 32. The semiconductor switch element in the inverter circuit 22 is driven by a signal from the semiconductor switch element drive signal source 34,
An AND gate 33 that uses the output of 31 as a control signal is relayed.

次に、前記実施例の動作について説明する。第2図に
おいて、低圧直流電源21は商用電源を整流平滑して低電
圧の直流をインバータ回路22へ出力する。インバータ回
路22は、インバータ回路22内の半導体スイッチ素子を半
導体スイッチ素子駆動信号源34からの信号により断続す
ることにより交流電圧を発生させ、かつ断続の周期を変
えることによって交流周波数を変え、その接続時間を変
えることにより実効電圧を変化させている。インバータ
回路22から出力された高周波電圧は、昇圧トランス23で
昇圧され、その2次コイル37の出力が高圧整流ダイオー
ド24で整流され、平滑コンデンサ25で平滑されてレーザ
共振器26の放電電極26a,26bに印加される。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In FIG. 2, a low-voltage DC power supply 21 rectifies and smoothes a commercial power supply and outputs a low-voltage DC to an inverter circuit 22. The inverter circuit 22 generates an AC voltage by intermittently switching the semiconductor switch element in the inverter circuit 22 with a signal from the semiconductor switch element drive signal source 34, and changes the AC frequency by changing the cycle of the intermittent cycle, thereby connecting the same. The effective voltage is changed by changing the time. The high-frequency voltage output from the inverter circuit 22 is boosted by the step-up transformer 23, the output of the secondary coil 37 is rectified by the high-voltage rectifier diode 24, smoothed by the smoothing capacitor 25, and discharged by the discharge electrodes 26a, Applied to 26b.

直列に接続されたコンデンサ27,28に加わる電圧は、
昇圧トランス23の2次コイル37の出力電圧であり、交流
電圧であるが、レーザ共振器26に流れる負荷電流により
垂下して実効電圧は放電電圧に一致する。直列コンデン
サ27,28の分担電圧は、第1および第2電極44,45間の距
離、誘電体絶縁物である絶縁油38およびガラスエポキシ
板41の誘電率により、本実施例では約100対1から200対
1の割合でコンデンサ28に放電電圧に比例した低い電圧
が発生する。基準電圧源32の発生電圧は、レーザ共振器
26の放電状態が正常のグロー放電の時のコンデンサ28の
分担電圧の約90%に調整して設定してある。コンデンサ
28の分担電圧は、交流電圧となるので低圧整流ダイオー
ド30により直流に整流した後、比較演算器31に入力され
る。抵抗29は信号源であるコンデンサ28から比較演算器
31への入力抵抗を決めるものであり、第1および第2電
極44,45に異常電圧が発生したときに比較演算器31を保
護する。比較演算器31は、低圧整流ダイオード30で整流
された直流信号の電圧が、基準電圧源32の電圧より上回
る時には正電圧を発生するが、下回る時はゼロ電圧とな
る。アンドゲート33は、比較演算器31からのゲート信号
が正電圧の時にゲートを開いて半導体スイッチ素子駆動
信号源34からのパルス信号を通過させるが、ゲート信号
がゼロ電圧の時にはゲートを閉じる。したがって、レー
ザ共振器26における放電がアーク放電になって電圧が下
がると、比較演算器31が基準電圧源32よりも低い電圧を
検出してゼロ電圧を出力するので、アンドゲート33がゲ
ートを閉じて半導体スイッチ素子駆動信号源34からの出
力をインバータ回路22へ伝達するのを防ぎ、レーザ共振
器26のアーク放電となった放電電流を遮断する。なお、
コンデンサ27,28に加わる電圧は1次コイル36に流れる
電流ではなく、2次コイル37に発生する電圧に依存して
いるので、1次コイル36に流れる電流の波形により誤作
動することはない。また、1次コイル36と2次コイル37
との間の結合度を下げて漏れ磁束を発生させる必要がな
いため、昇圧トランス23の電力伝達効率が高い。
The voltage applied to the capacitors 27 and 28 connected in series is
The output voltage of the secondary coil 37 of the step-up transformer 23, which is an AC voltage, is drooped by the load current flowing through the laser resonator 26, and the effective voltage matches the discharge voltage. In this embodiment, the shared voltage of the series capacitors 27 and 28 is about 100 to 1 depending on the distance between the first and second electrodes 44 and 45, the insulating oil 38 which is a dielectric insulator, and the dielectric constant of the glass epoxy plate 41. A low voltage proportional to the discharge voltage is generated in the capacitor 28 at a ratio of 200: 1. The voltage generated by the reference voltage source 32 is
26 is set so as to be adjusted to about 90% of the voltage shared by the capacitor 28 when the discharge state of the glow discharge is normal. Capacitor
Since the shared voltage of 28 becomes an AC voltage, it is rectified to DC by the low voltage rectifier diode 30 and then input to the comparison calculator 31. The resistor 29 is connected to the comparator 28 from the capacitor 28 that is the signal source.
It determines the input resistance to the comparator 31 and protects the comparator 31 when an abnormal voltage is generated in the first and second electrodes 44 and 45. The comparison calculator 31 generates a positive voltage when the voltage of the DC signal rectified by the low-voltage rectifier diode 30 is higher than the voltage of the reference voltage source 32, but has a zero voltage when the voltage is lower. The AND gate 33 opens the gate when the gate signal from the comparator 31 has a positive voltage and passes the pulse signal from the semiconductor switch element drive signal source 34, but closes the gate when the gate signal has a zero voltage. Therefore, when the discharge in the laser resonator 26 becomes an arc discharge and the voltage drops, the comparator 31 detects a voltage lower than the reference voltage source 32 and outputs a zero voltage, and the AND gate 33 closes the gate. Thus, the output from the semiconductor switch element drive signal source 34 is prevented from being transmitted to the inverter circuit 22, and the discharge current of the laser resonator 26, which has become arc discharge, is cut off. In addition,
Since the voltage applied to the capacitors 27 and 28 depends not on the current flowing through the primary coil 36 but on the voltage generated in the secondary coil 37, no malfunction occurs due to the waveform of the current flowing through the primary coil 36. Also, a primary coil 36 and a secondary coil 37
It is not necessary to reduce the degree of coupling between the step-up and the step-up to generate a leakage magnetic flux, so that the power transfer efficiency of the step-up transformer 23 is high.

このように前記実施例によれば、昇圧トランス23の2
次コイル37と絶縁油38と第1電極44とによりコンデンサ
27を形成し、第1電極44とガラスエポキシ板41と第2電
極45とによりコンデンサ28を形成し、第1電極44と第2
電極45との間に抵抗29を接続して第2電極45を接地する
とともに、抵抗29の端子間電圧を比較演算器31の一方の
入力とし、比較演算器31の他方の入力に基準電圧源32を
接続して、比較演算器31の出力により半導体スイッチ素
子駆動信号源34からインバータ回路22の半導体スイッチ
素子への信号をアンドゲート33を通じて制御するように
したので、レーザ共振器26がアーク放電に移行するとき
の2次コイル37の出力電圧の変動を正確に検出してイン
バータ回路22を適切に制御することができ、気体レーザ
装置の高電圧電源の効率を高めるとともに出力電流の安
定化および制御の容易化を図ることができる。
As described above, according to the embodiment, the boosting transformer 23
A capacitor is formed by the secondary coil 37, the insulating oil 38, and the first electrode 44.
27, the first electrode 44, the glass epoxy plate 41, and the second electrode 45 form the capacitor 28, and the first electrode 44 and the second electrode
The resistor 29 is connected to the electrode 45, the second electrode 45 is grounded, and the voltage between the terminals of the resistor 29 is used as one input of the comparator 31. The other input of the comparator 31 is connected to a reference voltage source. 32, the signal from the semiconductor switch element drive signal source 34 to the semiconductor switch element of the inverter circuit 22 is controlled through the AND gate 33 by the output of the comparator 31. , The fluctuation of the output voltage of the secondary coil 37 can be accurately detected, and the inverter circuit 22 can be appropriately controlled, thereby increasing the efficiency of the high-voltage power supply of the gas laser device and stabilizing the output current. Control can be facilitated.

発明の効果 以上のように、本発明の気体レーザ装置によれば、高
電圧電源を、実効電圧を変化可能な低電圧交流電源と昇
圧トランスと整流回路とを含むように構成し、昇圧トラ
ンスは、1次コイルを内側、2次コイルを外側に巻いて
同軸巻とし、少なくとも2次コイルの外径およびその軸
方向の長さと同じ寸法の矩形を含む寸法の第1電極を2
次コイルの軸と平行に、かつ2次コイルの外径以上の距
離を置いて誘電体絶縁物を介在させて配置するようにし
たので、昇圧トランスに2次コイルの電圧変動を検出す
るための3次コイルを巻く必要がなく、1次電流の変動
による誤検出を防止することができる。また、1次コイ
ルと2次コイルとの間の結合度を下げて漏れ磁束を発生
させる必要がないので、昇圧トランスの電力伝達効率を
高めることができる。
As described above, according to the gas laser device of the present invention, the high-voltage power supply is configured to include the low-voltage AC power supply capable of changing the effective voltage, the step-up transformer, and the rectifier circuit. The primary coil is wound inside and the secondary coil is wound outside to form a coaxial winding, and a first electrode having a size including at least a rectangle having the same size as the outer diameter of the secondary coil and its axial length is provided.
Since a dielectric insulator is interposed in parallel with the axis of the secondary coil and at a distance equal to or greater than the outer diameter of the secondary coil, the step-up transformer detects the voltage fluctuation of the secondary coil. There is no need to wind a tertiary coil, and erroneous detection due to fluctuations in the primary current can be prevented. Further, since it is not necessary to reduce the degree of coupling between the primary coil and the secondary coil to generate the leakage magnetic flux, it is possible to increase the power transmission efficiency of the step-up transformer.

本発明はまた、第1電極と少なくとも同じ外形寸法の
接地された第2電極を第1電極に対し2次コイルとは反
対側に配置し、第1および第2電極間の距離は2次コイ
ルと第1電極の間の距離の多くとも10分の1とし、両者
の間に2次コイルと第1電極との間に介在された誘電体
絶縁物の少なくとも2倍以上の誘電率の誘電体を介在さ
せるとともに、第1および第2電極の間を少なくとも10
0kΩ以上の抵抗で接続するようにしたので、2次コイル
と誘電体絶縁物と第1電極と誘電体と第2電極とで2個
の直列コンデンサが形成され、その分圧電圧により2次
コイルの出力電圧の変動を正確に検出することができ
る。
The present invention also provides a grounded second electrode having at least the same external dimensions as the first electrode, which is disposed on the opposite side of the first electrode from the secondary coil, and wherein the distance between the first and second electrodes is a secondary coil. The distance between the first coil and the first electrode is at most one-tenth, and the dielectric material has a dielectric constant at least twice that of the dielectric insulator interposed between the secondary coil and the first electrode. And a distance of at least 10 between the first and second electrodes.
Since the connection is made with a resistance of 0 kΩ or more, two series capacitors are formed by the secondary coil, the dielectric insulator, the first electrode, the dielectric, and the second electrode. Can be accurately detected.

本発明はまた、抵抗の両端に発生する電圧と基準信号
電圧とを入力比較する比較増幅器の出力信号により低電
圧交流電源の実効電圧を変化させるようにしたので、2
次コイルの出力電圧の変動を正確に検出してその制御を
適切に行なうことができ、気体レーザ装置の高電圧電源
の効率を高めることができるとともに、出力電流を安定
化して安定したレーザ出力を得ることができる。
According to the present invention, the effective voltage of the low-voltage AC power supply is changed by the output signal of the comparison amplifier that compares the voltage generated at both ends of the resistor with the reference signal voltage.
It is possible to accurately detect fluctuations in the output voltage of the secondary coil and perform appropriate control, improve the efficiency of the high-voltage power supply of the gas laser device, and stabilize the output current to achieve a stable laser output. Obtainable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例における気体レーザ装置の昇
圧トランスの概略構成図、第2図は本発明の一実施例に
おける気体レーザ装置の高電圧電源の回路構成図、第3
図は従来の気体レーザ装置の一例を示す概略構成図であ
る。 21……低電圧直流電源、22……インバータ回路(低電圧
交流電源)、23……昇圧トランス、24……高圧整流ダイ
オード、25……平滑コンデンサ、26……レーザ共振器、
27,28……コンデンサ、29……抵抗、30……低圧整流ダ
イオード、31……比較演算器、32……基準電圧源、33…
…アンドゲート、34……半導体スイッチ素子駆動信号
源、35……フェライトコア、36……1次コイル、37……
2次コイル、38……絶縁油、39……トランス容器、40a,
40b……コア保持具、41……ガラスエポキシ板、42,43…
…セラミックス碍子、44……第1電極、45……第2電
極。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a step-up transformer of a gas laser device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a high-voltage power supply of the gas laser device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional gas laser device. 21 …… Low voltage DC power supply, 22 …… Inverter circuit (Low voltage AC power supply), 23 …… Step-up transformer, 24 …… High voltage rectifier diode, 25 …… Smoothing capacitor, 26 …… Laser resonator,
27,28 …… Capacitor, 29 …… Resistance, 30 …… Low voltage rectifier diode, 31 …… Comparator, 32 …… Reference voltage source, 33…
... AND gate, 34 ... Semiconductor switch element drive signal source, 35 ... Ferrite core, 36 ... Primary coil, 37 ...
Secondary coil, 38 ... Insulating oil, 39 ... Transformer container, 40a,
40b …… Core holder, 41… Glass epoxy board, 42,43…
... ceramic insulator, 44 ... first electrode, 45 ... second electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉住 修三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 田中 昭男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 山根 茂樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 唐崎 秀彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shuzo Yoshizumi 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Shigeki Yamane 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ共振器内の気体レーザ媒質を高電圧
電源に接続された放電電極の放電により励起してレーザ
光を発生させる気体レーザ装置において、前記高電圧電
源が、実効電圧を変化可能な低電圧交流電源と昇圧トラ
ンスと整流回路とを含み、前記昇圧トランスを1次コイ
ルを内側に巻き、2次コイルを外側に巻く同軸巻とし、
少なくとも前記2次コイルの外径およびその軸方向の長
さと同じ寸法の矩形を含む寸法の第1電極を前記2次コ
イルの軸と平行に、かつ2次コイルの外径以上の距離を
置いて誘電体絶縁物を介在させて配置するとともに、前
記第1電極を少なくとも100kΩ以上の抵抗で接地電位と
接続したことを特徴とする気体レーザ装置。
1. A gas laser apparatus for generating a laser beam by exciting a gas laser medium in a laser resonator by discharge of a discharge electrode connected to a high voltage power supply, wherein the high voltage power supply is capable of changing an effective voltage. A low-voltage AC power supply, a step-up transformer, and a rectifier circuit, wherein the step-up transformer has a coaxial winding in which a primary coil is wound inside and a secondary coil is wound outside,
At least a first electrode having a dimension including a rectangle having the same size as the outer diameter of the secondary coil and its axial length is placed in parallel with the axis of the secondary coil and at a distance equal to or greater than the outer diameter of the secondary coil. A gas laser device, wherein a dielectric insulator is interposed, and the first electrode is connected to a ground potential with a resistance of at least 100 kΩ or more.
【請求項2】第1電極と少なくとも同じ外形寸法の接地
された第2電極を前記第1電極に対し昇圧トランスの2
次コイルとは反対側に配置し、前記第1電極と第2電極
との距離を前記2次コイルと前記第1電極との間の距離
の多くとも10分の1とし、前記第1電極と第2電極との
間に前記2次コイルと前記第1電極との間に介在された
誘電体絶縁物の誘電率の少なくとも2倍以上の誘電率の
誘電体を介在させ、前記第1電極と第2電極との間に少
なくとも100kΩ以上の抵抗を接続したことを特徴とする
請求項(1)記載の気体レーザ装置。
2. A step-up transformer having a grounding second electrode having at least the same outer dimensions as the first electrode.
The distance between the first electrode and the second electrode is set to be at most 1/10 of the distance between the secondary coil and the first electrode, and the distance between the first electrode and the second electrode is A dielectric having a dielectric constant of at least twice the dielectric constant of a dielectric insulator interposed between the secondary coil and the first electrode is interposed between the second electrode and the first electrode. 2. The gas laser device according to claim 1, wherein a resistance of at least 100 kΩ is connected between the second electrode and the second electrode.
【請求項3】抵抗の両端に発生する電圧を一端の入力と
し基準信号電圧を他端の入力とする比較増幅器の出力信
号により低電圧交流電源の実効電圧を変化させることを
特徴とする請求項(2)記載の気体レーザ装置。
3. An effective voltage of a low-voltage AC power supply is changed by an output signal of a comparison amplifier having a voltage generated at both ends of a resistor as an input at one end and a reference signal voltage as an input at the other end. The gas laser device according to (2).
JP2153235A 1990-06-12 1990-06-12 Gas laser device Expired - Fee Related JP2649428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153235A JP2649428B2 (en) 1990-06-12 1990-06-12 Gas laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2153235A JP2649428B2 (en) 1990-06-12 1990-06-12 Gas laser device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0444377A JPH0444377A (en) 1992-02-14
JP2649428B2 true JP2649428B2 (en) 1997-09-03

Family

ID=15558009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2153235A Expired - Fee Related JP2649428B2 (en) 1990-06-12 1990-06-12 Gas laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2649428B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0444377A (en) 1992-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080316773A1 (en) High Voltage Power Supply for Static Neutralizers
GB2104318A (en) Starting and operating loads with changing impedance characteristics
US4891561A (en) Neon tube lighting device
JP2649428B2 (en) Gas laser device
EP0680120B1 (en) Gas laser apparatus
JP2707357B2 (en) Gas laser device
JP2660875B2 (en) Gas laser device
JP2649429B2 (en) Gas laser device
US5170112A (en) Power supply device for supplying power to a filament of a radar transmitter
KR100303637B1 (en) Flyback transformer
JP2757226B2 (en) Gas laser device
JP2707356B2 (en) Gas laser device
JP2707360B2 (en) Gas laser device
JP2830404B2 (en) Gas laser device
JP3507465B2 (en) External electrode discharge tube lighting device
JP2631165B2 (en) X-ray power supply
JP2738113B2 (en) X-ray equipment filament power supply
JP2724824B2 (en) DC high voltage generator
KR930011848B1 (en) Electronic ballast circuit with gain controled
JP2996706B2 (en) Pulse laser oscillation device
JPH01140705A (en) Transformer for microwave oven
JPS58165674A (en) Power source
JPH04284398A (en) X-ray diagnosis generator
JPH0444380A (en) Gas laser
JPH0128537B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees