JP2698691B2 - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
- Publication number
- JP2698691B2 JP2698691B2 JP14834190A JP14834190A JP2698691B2 JP 2698691 B2 JP2698691 B2 JP 2698691B2 JP 14834190 A JP14834190 A JP 14834190A JP 14834190 A JP14834190 A JP 14834190A JP 2698691 B2 JP2698691 B2 JP 2698691B2
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- smoothing capacitor
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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、切断、溶接、熱処理などのためにレーザ光
を発生させるレーザ発振器に関するものである。
を発生させるレーザ発振器に関するものである。
従来の技術 一般的なレーザ発振器の構成について第１図を参照し
て説明する。１個または複数個の放電管からなる放電管
群１には、各放電管ごとに陽極２と陰極３からなる１組
の放電電極が具備されている。第１図において２組の放
電管は対称的に配設されて放電部が形成され、それぞれ
に高電圧電源４から電流が供給される。また、放電管群
１の両端には出力ミラー５、終端ミラー６が配設されて
光共振器を形成している。さらに、放電管群１の両端部
分の陰極電極３、３近傍と中央部の陽極電極２間は略Ｅ
字型循環管体７により接続されてガス循環路が形成され
ている。この循環管体７にはガスを循環させる送風機８
や、ガスを冷却する熱交換器９が配設されている。ま
た、前記放電管群１には放電管ごとに前記陽極２と陰極
３の間にある放電管の外周に陽極２または陰極３と電気
的に接続された放電開始補助リング10または放電開始補
助管10が設けられている。
て説明する。１個または複数個の放電管からなる放電管
群１には、各放電管ごとに陽極２と陰極３からなる１組
の放電電極が具備されている。第１図において２組の放
電管は対称的に配設されて放電部が形成され、それぞれ
に高電圧電源４から電流が供給される。また、放電管群
１の両端には出力ミラー５、終端ミラー６が配設されて
光共振器を形成している。さらに、放電管群１の両端部
分の陰極電極３、３近傍と中央部の陽極電極２間は略Ｅ
字型循環管体７により接続されてガス循環路が形成され
ている。この循環管体７にはガスを循環させる送風機８
や、ガスを冷却する熱交換器９が配設されている。ま
た、前記放電管群１には放電管ごとに前記陽極２と陰極
３の間にある放電管の外周に陽極２または陰極３と電気
的に接続された放電開始補助リング10または放電開始補
助管10が設けられている。
第５図は、従来のスイッチング高圧電源４の構成を示
すブロック図である。３相200Vを整流スタック11で受け
整流した後、１次側平滑コンデンサ12で電圧リブルを低
減し、スイッチング素子13でスイッチングしてパルス信
号に変換し、高周波トランス15に電力を電送する。高周
波トランス15では電力を２次側に電送するとともに２次
側に高電圧を発生させ、高速高圧整流器16で整流したあ
と、高圧コンデンサ17で平滑し、放電管１の陽極２と陰
極３間に電圧が印加される。
すブロック図である。３相200Vを整流スタック11で受け
整流した後、１次側平滑コンデンサ12で電圧リブルを低
減し、スイッチング素子13でスイッチングしてパルス信
号に変換し、高周波トランス15に電力を電送する。高周
波トランス15では電力を２次側に電送するとともに２次
側に高電圧を発生させ、高速高圧整流器16で整流したあ
と、高圧コンデンサ17で平滑し、放電管１の陽極２と陰
極３間に電圧が印加される。
一方、スイッチングオン時間を固定するスイッチング
オン時間設定回路（PWM回路）18の信号と、出力命令設
定回路20からの指令に基づいてスイッチング周波数を決
定する出力設定回路19（FM回路）の信号とを受けて、ド
ライブ回路14ではスイッチングオン時間とスイッチング
周波数を決定しドライブ信号を発生して、スイッチング
素子13のゲートに送る。
オン時間設定回路（PWM回路）18の信号と、出力命令設
定回路20からの指令に基づいてスイッチング周波数を決
定する出力設定回路19（FM回路）の信号とを受けて、ド
ライブ回路14ではスイッチングオン時間とスイッチング
周波数を決定しドライブ信号を発生して、スイッチング
素子13のゲートに送る。
このように構成されているレーザ発振器は、ガス流方
向と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸
方向から見たときに、その放電及びその放電によって形
成されるゲイン分布が同心で対称性がよい。従って、出
力されるレーザ光を用いて加工を行う場合加工性能が良
いとされている。
向と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸
方向から見たときに、その放電及びその放電によって形
成されるゲイン分布が同心で対称性がよい。従って、出
力されるレーザ光を用いて加工を行う場合加工性能が良
いとされている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、１次側の平滑コンデンサの端子間電圧
が変動すると２次側の出力電圧がそれに応じて変動し、
レーザ出力も変動するという課題があった。
が変動すると２次側の出力電圧がそれに応じて変動し、
レーザ出力も変動するという課題があった。
本発明は、このような従来のレーザ発振器の課題を考
慮し、１次側の平滑コンデンサの端子間電圧が変動して
も、２次側の出力電力がそれに応じて変動せず、レーザ
出力も変動しないレーザ発振器を提供することを目的と
する。
慮し、１次側の平滑コンデンサの端子間電圧が変動して
も、２次側の出力電力がそれに応じて変動せず、レーザ
出力も変動しないレーザ発振器を提供することを目的と
する。
課題を解決するための手段 本発明は、陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個
または複数個の放電管の放電群と、スイッチング素子及
びそれより上流の一次側平滑コンデンサを有し、前記放
電管に電力を供給するスイッチング高圧電源と、前記放
電群の両端に配備されたレーザ共振用のミラーと、前記
放電電極の近傍で前記放電群に接続され、この放電群と
共にガス循環路を構成する循環管体と、前記ガス循環路
にレーザ媒質としてのガスを供給するガス供給装置とを
備えたレーザ発振器において、スイッチング周波数を変
化させて出力電力を調節することの出来る前記スイッチ
ング高圧電源の前記スイッチング素子より上流側に具備
された前記一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、前記スイッチング素子のスイッ
チングオン時間を変化させて、その出力電力制御を行う
ことを特徴とするレーザ発振器である。
または複数個の放電管の放電群と、スイッチング素子及
びそれより上流の一次側平滑コンデンサを有し、前記放
電管に電力を供給するスイッチング高圧電源と、前記放
電群の両端に配備されたレーザ共振用のミラーと、前記
放電電極の近傍で前記放電群に接続され、この放電群と
共にガス循環路を構成する循環管体と、前記ガス循環路
にレーザ媒質としてのガスを供給するガス供給装置とを
備えたレーザ発振器において、スイッチング周波数を変
化させて出力電力を調節することの出来る前記スイッチ
ング高圧電源の前記スイッチング素子より上流側に具備
された前記一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、前記スイッチング素子のスイッ
チングオン時間を変化させて、その出力電力制御を行う
ことを特徴とするレーザ発振器である。
作用 本発明は、スイッチング周波数を変化させて出力電力
を調節することの出来る、レーザ発振器の放電群に電力
を供給するスイッチング高圧電源のスイッチング素子よ
り上流の一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出す
る電圧検出手段により検出された電圧に対応して、スイ
ッチング高圧電源のスイッチング素子のスイッチングオ
ン時間を変化させて、その出力電力制御が行う。
を調節することの出来る、レーザ発振器の放電群に電力
を供給するスイッチング高圧電源のスイッチング素子よ
り上流の一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出す
る電圧検出手段により検出された電圧に対応して、スイ
ッチング高圧電源のスイッチング素子のスイッチングオ
ン時間を変化させて、その出力電力制御が行う。
実施例 以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第２図は、本発明の一実施例のスイッチング高圧電源
の回路である。同図において、電圧検出手段の一例とし
ての電圧検出回路21は、スイッチング素子13より上流に
存在する一次側の平滑コンデンサ12の電圧を検出する手
段である。また、基準電圧信号発生回路23は、予め決め
られた基準となる電圧を出力する回路であり、誤差増幅
器22はその基準電圧信号と、前記電圧検出回路21からの
出力信号とを入力し、その差を増幅する手段である。ス
イッチングオン時間設定回路（PWM回路）18は、その増
幅された差信号を入力し、それに対応したスイッチング
オン時間信号を発生する手段である。なお、放電管１、
陽極２、陰極３、整流スタック11、１次側平滑コンデン
サ12、スイッチング素子13、ドライブ回路14、高周波ト
ランス15、高速高圧整流器16、高圧コンデンサ17、出力
設定回路19、出力命令設定回路20は、第１図、第５図の
ものと同じであるので説明を省略する。
の回路である。同図において、電圧検出手段の一例とし
ての電圧検出回路21は、スイッチング素子13より上流に
存在する一次側の平滑コンデンサ12の電圧を検出する手
段である。また、基準電圧信号発生回路23は、予め決め
られた基準となる電圧を出力する回路であり、誤差増幅
器22はその基準電圧信号と、前記電圧検出回路21からの
出力信号とを入力し、その差を増幅する手段である。ス
イッチングオン時間設定回路（PWM回路）18は、その増
幅された差信号を入力し、それに対応したスイッチング
オン時間信号を発生する手段である。なお、放電管１、
陽極２、陰極３、整流スタック11、１次側平滑コンデン
サ12、スイッチング素子13、ドライブ回路14、高周波ト
ランス15、高速高圧整流器16、高圧コンデンサ17、出力
設定回路19、出力命令設定回路20は、第１図、第５図の
ものと同じであるので説明を省略する。
次に、本発明の主要な動作に付いて説明する。
第３図に、スイッチング高圧電源４の一次側平滑コン
デンサ12の端子間電圧が基準電圧に対して＋側に振れた
場合（Ａ）、基準電圧時（Ｂ）、および−側に振れた場
合（Ｃ）に、ドライブ回路14で発生する制御信号の例を
示した。第３図からも明らかなように、一次側平滑コン
デンサ12の端子電圧が低下すると、電圧検出器21がそれ
を検出する。そして、誤差増幅器22に入力される。
デンサ12の端子間電圧が基準電圧に対して＋側に振れた
場合（Ａ）、基準電圧時（Ｂ）、および−側に振れた場
合（Ｃ）に、ドライブ回路14で発生する制御信号の例を
示した。第３図からも明らかなように、一次側平滑コン
デンサ12の端子電圧が低下すると、電圧検出器21がそれ
を検出する。そして、誤差増幅器22に入力される。
他方、基準電圧信号発生回路23の基準電圧が誤差増幅
器22に入力されるので、その降下差がスイッチングオン
時間設定回路18へ入力される。そこで、スイッチングオ
ン時間設定回路18は、電力が一定になるように基準電圧
に対する電圧降下分だけスイッチングオン時間を延ばし
て出力する。ドライブ回路14は、そのそのスイッチング
オン時間と、出力設定回路19からのスイッチング周波数
で、スイッチング素子13をスイッチングする。また一次
側平滑コンデンサ12の端子電圧が上昇すると、同様にし
て基準電圧に対する電圧上昇分だけスイッチングオン時
間を短縮して、出力電力が一定になるように制御する。
器22に入力されるので、その降下差がスイッチングオン
時間設定回路18へ入力される。そこで、スイッチングオ
ン時間設定回路18は、電力が一定になるように基準電圧
に対する電圧降下分だけスイッチングオン時間を延ばし
て出力する。ドライブ回路14は、そのそのスイッチング
オン時間と、出力設定回路19からのスイッチング周波数
で、スイッチング素子13をスイッチングする。また一次
側平滑コンデンサ12の端子電圧が上昇すると、同様にし
て基準電圧に対する電圧上昇分だけスイッチングオン時
間を短縮して、出力電力が一定になるように制御する。
つぎに、第４図に本発明を用いた場合と従来の方法の
場合について一次側平滑コンデンサ12の端子電圧の変動
割合と出力電力の変動割合の関係の比較をした。この第
４図からも明白なように、一次側平滑コンデンサ12の端
子電圧を検出し基準信号に対する変動幅に応じてスイッ
チングオン時間を制御することで、スイッチング高圧電
源からの出力電力は安定になり、レーザ出力は一次側平
滑コンデンサ12の端子電圧に依存しないようになる。
場合について一次側平滑コンデンサ12の端子電圧の変動
割合と出力電力の変動割合の関係の比較をした。この第
４図からも明白なように、一次側平滑コンデンサ12の端
子電圧を検出し基準信号に対する変動幅に応じてスイッ
チングオン時間を制御することで、スイッチング高圧電
源からの出力電力は安定になり、レーザ出力は一次側平
滑コンデンサ12の端子電圧に依存しないようになる。
このように、一次側平滑コンデンサ12の端子電圧を検
出し基準信号に対する変動幅に応じてスイッチングオン
時間を制御することで、出力電力は一次側平滑コンデン
サ12の端子電圧に依存せず、レーザ出力も安定化する。
出し基準信号に対する変動幅に応じてスイッチングオン
時間を制御することで、出力電力は一次側平滑コンデン
サ12の端子電圧に依存せず、レーザ出力も安定化する。
発明の効果 以上説明したところから明らかなように、本発明は、
スイッチング高圧電源のスイッチング素子より上流側に
具備された一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、スイッチング素子のスイッチン
グオン時間を変化させるので、一次側の平滑コンデンサ
の端子間電圧が変動してもレーザ出力は変動せず、レー
ザ加工の信頼性が著しく向上させることが出来る。
スイッチング高圧電源のスイッチング素子より上流側に
具備された一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、スイッチング素子のスイッチン
グオン時間を変化させるので、一次側の平滑コンデンサ
の端子間電圧が変動してもレーザ出力は変動せず、レー
ザ加工の信頼性が著しく向上させることが出来る。
第１図は本発明に係るレーザ発振器の一実施例の構成を
示す概略断面図、第２図は同実施例の回路構成を示すブ
ロック図、第３図は一次側平滑コンデンサの端子間電圧
が基準電圧に対して＋側に振れた場合（Ａ）、基準電圧
時（Ｂ）および−側に振れた場合（Ｃ）に、同実施例の
ドライブ回路で発生する制御信号を示すグラフ、第４図
は、本発明の場合と従来の場合について一次側平滑コン
デンサの電圧の変動割合と出力電力の変動割合の関係を
示すグラフ、第５図は従来のレーザ発振器の回路構成を
示すブロック図である。 １……放電管群、２……陽極、３……陰極、４……高圧
電源、５……出力ミラー、６……終端ミラー、７……循
環管体、８……送風器、９……熱交換器、10……放電開
始補助リング、11……整流スタック、12……１次側平滑
コンデンサ、13……スイッチング素子、14……ドライブ
回路、15……高周波トランス、16……高速高圧整流器、
17……高圧コンデンサ、18……スイッチングオン時間設
定回路、19……出力設定回路（FM回路）、20……出力命
令設定回路、21……電圧検出手段、22……誤差増幅器。
示す概略断面図、第２図は同実施例の回路構成を示すブ
ロック図、第３図は一次側平滑コンデンサの端子間電圧
が基準電圧に対して＋側に振れた場合（Ａ）、基準電圧
時（Ｂ）および−側に振れた場合（Ｃ）に、同実施例の
ドライブ回路で発生する制御信号を示すグラフ、第４図
は、本発明の場合と従来の場合について一次側平滑コン
デンサの電圧の変動割合と出力電力の変動割合の関係を
示すグラフ、第５図は従来のレーザ発振器の回路構成を
示すブロック図である。 １……放電管群、２……陽極、３……陰極、４……高圧
電源、５……出力ミラー、６……終端ミラー、７……循
環管体、８……送風器、９……熱交換器、10……放電開
始補助リング、11……整流スタック、12……１次側平滑
コンデンサ、13……スイッチング素子、14……ドライブ
回路、15……高周波トランス、16……高速高圧整流器、
17……高圧コンデンサ、18……スイッチングオン時間設
定回路、19……出力設定回路（FM回路）、20……出力命
令設定回路、21……電圧検出手段、22……誤差増幅器。
フロントページの続き (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 杉山 勤 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 本宮 均 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 大西 正史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−211976（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−143374（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−23589（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220880（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個
または複数個の放電管の放電群と、スイッチング素子及
びそれより上流の一次側平滑コンデンサを有し、前記放
電管に電力を供給するスイッチング高圧電源と、前記放
電群の両端に配備されたレーザ共振用のミラーと、前記
放電電極の近傍で前記放電群に接続され、この放電群と
共にガス循環路を構成する循環管体と、前記ガス循環路
にレーザ媒質としてのガスを供給するガス供給装置とを
備えたレーザ発振器において、スイッチング周波数を変
化させて出力電力を調節することの出来る前記スイッチ
ング高圧電源の前記スイッチング素子より上流側に具備
された前記一次側の平滑コンデンサの端子間電圧を検出
する電圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出
された電圧に対応して、前記スイッチング素子のスイッ
チングオン時間を変化させて、その出力電力制御を行う
ことを特徴とするレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14834190A JP2698691B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14834190A JP2698691B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439982A JPH0439982A (ja) | 1992-02-10 |
| JP2698691B2 true JP2698691B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=15450606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14834190A Expired - Lifetime JP2698691B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698691B2 (ja) |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP14834190A patent/JP2698691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439982A (ja) | 1992-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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