JP2714167B2 - コンデンサ充電回路 - Google Patents
コンデンサ充電回路Info
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- JP2714167B2 JP2714167B2 JP21194289A JP21194289A JP2714167B2 JP 2714167 B2 JP2714167 B2 JP 2714167B2 JP 21194289 A JP21194289 A JP 21194289A JP 21194289 A JP21194289 A JP 21194289A JP 2714167 B2 JP2714167 B2 JP 2714167B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は炭酸ガスレーザ、エキシマガスレーザ等の気
体レーザ装置に用いられるコンデンサ充電回路に関する
ものである。
体レーザ装置に用いられるコンデンサ充電回路に関する
ものである。
（従来の技術） 炭酸ガスレーザ、エキシマガスレーザについて電子の
励起を行う場合、コンデンサに充電した電荷を、高速ス
イッチによって、1KHz以上の高い繰返し周波数で放電さ
せることが行なわれる。
励起を行う場合、コンデンサに充電した電荷を、高速ス
イッチによって、1KHz以上の高い繰返し周波数で放電さ
せることが行なわれる。
この場合、高速スイッチとしては、ターンオンすると
きの高速性、及びオン状態での低損失性を重視して、サ
イラトロンが多く用いられている。しかし、このサイラ
トロンは、高い繰返し周波数で使用した場合ターンオフ
機能が不安定になるという欠点を有している。そこで、
このターンオフを確実に行うため、コンデンサが放電さ
れた後に一定の休止期間を設けるようにした、所謂コマ
ンド方式の充電が従来から行なわれている。
きの高速性、及びオン状態での低損失性を重視して、サ
イラトロンが多く用いられている。しかし、このサイラ
トロンは、高い繰返し周波数で使用した場合ターンオフ
機能が不安定になるという欠点を有している。そこで、
このターンオフを確実に行うため、コンデンサが放電さ
れた後に一定の休止期間を設けるようにした、所謂コマ
ンド方式の充電が従来から行なわれている。
第３図は、特開昭62-211976号公報に示された、この
ようなコマンド方式のコンデンサ充電回路の概略構成図
である。
ようなコマンド方式のコンデンサ充電回路の概略構成図
である。
この図において、直流電源装置１からの直流出力はイ
ンバータ装置２により20KHzの交流出力に変換され、昇
圧トランス３の一次側に供給される。制御回路４は、所
定幅及び所定周波数のパルス信号即ちキャリヤ信号を入
力し、このキャリヤ信号を基本成分とする制御信号によ
りインバータ装置２をキャリヤ制御するようになってい
る。
ンバータ装置２により20KHzの交流出力に変換され、昇
圧トランス３の一次側に供給される。制御回路４は、所
定幅及び所定周波数のパルス信号即ちキャリヤ信号を入
力し、このキャリヤ信号を基本成分とする制御信号によ
りインバータ装置２をキャリヤ制御するようになってい
る。
そして、昇圧トランス３の二次側には整流回路５が接
続され、昇圧された交流出力が整流されるようになって
いる。コンデンサＣ1はこの整流回路５からの直流出力
により充電される。
続され、昇圧された交流出力が整流されるようになって
いる。コンデンサＣ1はこの整流回路５からの直流出力
により充電される。
このようにインバータ装置２が所定期間運転され、コ
ンデンサＣ1が設定電圧まで充電されると、インバータ
装置２の運転は一定期間停止され、出力が停止される。
この出力停止期間中に、高速スイッチ６がオンとなり、
コンデンサＣ1の電荷が移行することにより、コンデン
サＣ2が充電される。そして、コンデンサＣ2が所定の電
圧まで充電されることにより、レーザ回路７が放電を行
うことになる。
ンデンサＣ1が設定電圧まで充電されると、インバータ
装置２の運転は一定期間停止され、出力が停止される。
この出力停止期間中に、高速スイッチ６がオンとなり、
コンデンサＣ1の電荷が移行することにより、コンデン
サＣ2が充電される。そして、コンデンサＣ2が所定の電
圧まで充電されることにより、レーザ回路７が放電を行
うことになる。
コンデンサＣ1の放電が終了し、インバータ装置２の
出力停止期間が終了すると、インバータ装置２は再び運
転を開始し、上記と同様の過程の動作が繰返される。
出力停止期間が終了すると、インバータ装置２は再び運
転を開始し、上記と同様の過程の動作が繰返される。
第４図は上記の動作における、昇圧トランス３の出力
とコンデンサＣ1の充電電圧との関係を示す説明図であ
る。昇圧トランス３から出力されるパルスのパルス幅及
び周波数はキャリヤ信号と同じになっている。そして、
キャリヤ信号の１パルス当りについて、コンデンサＣ1
の充電電圧はΔＶCだけ上昇する。コンデンサＣ1の充電
電圧がこのようにΔＶC毎に段階的に上昇することによ
り、コンデンサＣ1は設定電圧Ｖ0まで充電される。この
電圧値Ｖ0は、この後高速スイッチ６がターンオンして
コンデンサＣ1が放電されるまでの間一定に維持され
る。
とコンデンサＣ1の充電電圧との関係を示す説明図であ
る。昇圧トランス３から出力されるパルスのパルス幅及
び周波数はキャリヤ信号と同じになっている。そして、
キャリヤ信号の１パルス当りについて、コンデンサＣ1
の充電電圧はΔＶCだけ上昇する。コンデンサＣ1の充電
電圧がこのようにΔＶC毎に段階的に上昇することによ
り、コンデンサＣ1は設定電圧Ｖ0まで充電される。この
電圧値Ｖ0は、この後高速スイッチ６がターンオンして
コンデンサＣ1が放電されるまでの間一定に維持され
る。
このような、コマンド方式によるコンデンサＣ1の充
電を行うと、インバータ装置２のキャリヤ制御により充
電の休止時間を確実に確保することができる。したがっ
て、高速スイッチ６のターンオフを確実に行うことがで
き、安定した高繰返し動作を行うことができる。
電を行うと、インバータ装置２のキャリヤ制御により充
電の休止時間を確実に確保することができる。したがっ
て、高速スイッチ６のターンオフを確実に行うことがで
き、安定した高繰返し動作を行うことができる。
なお、インバータ装置２の運転開始から出力停止まで
の期間、すなわち充電期間τONは、キャリヤ周波数をｆ
Cとすると、 で表わされる。
の期間、すなわち充電期間τONは、キャリヤ周波数をｆ
Cとすると、 で表わされる。
一方、インバータ装置２の出力停止期間、すなわち非
充電期間τOFFは、高速スイッチ６のターンオフに必要
な時間により制限される。
充電期間τOFFは、高速スイッチ６のターンオフに必要
な時間により制限される。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような従来のコンデンサ充電回
路は、次のような欠点を有するものであった。
路は、次のような欠点を有するものであった。
すなわち、第４図によれば、コンデンサＣ1の充電電
圧の分解能は、キャリヤ信号の１パルス当りの電圧増加
分ΔＶCに等しくなる。したがって、充電電圧の精度Ａ
は、この電圧増加分ΔＶCと設定電圧Ｖ0との比として、 Ａ＝ΔＶC/V0 ……（２） で与えられる。そのため、ΔＶCが一定であるとする
と、Ｖ0を変えたときには、Ａの値も変動することにな
る。
圧の分解能は、キャリヤ信号の１パルス当りの電圧増加
分ΔＶCに等しくなる。したがって、充電電圧の精度Ａ
は、この電圧増加分ΔＶCと設定電圧Ｖ0との比として、 Ａ＝ΔＶC/V0 ……（２） で与えられる。そのため、ΔＶCが一定であるとする
と、Ｖ0を変えたときには、Ａの値も変動することにな
る。
一方、炭酸ガスレーザ、エキシマガスレーザ等の気体
レーザ装置では、ガスの劣化等による出力変動を補償し
てレーザ出力を一定にするため、設定電圧を変化させる
必要が生じることがある。
レーザ装置では、ガスの劣化等による出力変動を補償し
てレーザ出力を一定にするため、設定電圧を変化させる
必要が生じることがある。
したがって、従来のコンデンサ充電回路は、ガスの劣
化等に起因するレーザ出力の変動を防止するため、設定
電圧を変化させると、安定した充電精度が得られないと
いう欠点を有していた。
化等に起因するレーザ出力の変動を防止するため、設定
電圧を変化させると、安定した充電精度が得られないと
いう欠点を有していた。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、コンデ
ンサを充電する際の設定電圧を変更したとしても、常に
安定した充電精度が得られるコンデンサ充電回路を提供
することを目的としている。
ンサを充電する際の設定電圧を変更したとしても、常に
安定した充電精度が得られるコンデンサ充電回路を提供
することを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するための手段として、直流
電源装置からの直流出力をインバータ装置に供給すると
共に、該インバータ装置を所定幅及び所定周波数のパル
ス信号を基本成分とする制御信号に基いて制御すること
により、所定間隔毎の出力停止期間を含む交流出力を得
るようにし、この交流出力を整流してコンデンサを設定
電圧まで周期的に充電するようにしたコンデンサ充電回
路において、前記コンデンサの設定電圧に対応する設定
電圧信号を発生する設定電圧信号発生手段と、前記設定
電圧信号発生回路からの設定電圧信号に基いて、前記直
流電源装置の直流出力を制御する直流出力制御手段と、
を備え、前記コンデンサの設定電圧を変化させる場合
は、その変化に対応して前記直流出力を制御することに
より、前記パルス信号の１パルス当りについての前記イ
ンバータ装置の交流出力を調整するように構成したもの
である。
電源装置からの直流出力をインバータ装置に供給すると
共に、該インバータ装置を所定幅及び所定周波数のパル
ス信号を基本成分とする制御信号に基いて制御すること
により、所定間隔毎の出力停止期間を含む交流出力を得
るようにし、この交流出力を整流してコンデンサを設定
電圧まで周期的に充電するようにしたコンデンサ充電回
路において、前記コンデンサの設定電圧に対応する設定
電圧信号を発生する設定電圧信号発生手段と、前記設定
電圧信号発生回路からの設定電圧信号に基いて、前記直
流電源装置の直流出力を制御する直流出力制御手段と、
を備え、前記コンデンサの設定電圧を変化させる場合
は、その変化に対応して前記直流出力を制御することに
より、前記パルス信号の１パルス当りについての前記イ
ンバータ装置の交流出力を調整するように構成したもの
である。
（作用） 上記構成において、インバータ装置が運転を開始しコ
ンデンサが充電され始め、コンデンサの充電電圧が設定
電圧に達するとインバータ装置の出力は一定期間停止す
る。この出力停止期間中にコンデンサの放電が行なわれ
ると、インバータ装置は再び運転を開始し、以後同様の
動作を繰り返す。
ンデンサが充電され始め、コンデンサの充電電圧が設定
電圧に達するとインバータ装置の出力は一定期間停止す
る。この出力停止期間中にコンデンサの放電が行なわれ
ると、インバータ装置は再び運転を開始し、以後同様の
動作を繰り返す。
そして、設定電圧が変更される場合は、設定電圧信号
発生手段が設定電圧信号を出力する。直流出力制御手段
は、この設定電圧信号を出力する。直流出力制御手段
は、この設定電圧信号発生手段からの設定電圧信号に基
いて、直流電源装置の直流出力を制御し、パルス信号の
１パルス当りのインバータ装置の交流出力を、設定電圧
に応じて調整する。すなわち、設定電圧が変更されて
も、これに応じて充電電圧の増加分又は減少分が変化す
るので、コンデンサの充電精度は常に一定レベルに維持
される。
発生手段が設定電圧信号を出力する。直流出力制御手段
は、この設定電圧信号を出力する。直流出力制御手段
は、この設定電圧信号発生手段からの設定電圧信号に基
いて、直流電源装置の直流出力を制御し、パルス信号の
１パルス当りのインバータ装置の交流出力を、設定電圧
に応じて調整する。すなわち、設定電圧が変更されて
も、これに応じて充電電圧の増加分又は減少分が変化す
るので、コンデンサの充電精度は常に一定レベルに維持
される。
（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図に基き説明
する。但し、第３図及び第４図と同様の構成要素に同一
符号を付して、その重複した説明を省略する。
する。但し、第３図及び第４図と同様の構成要素に同一
符号を付して、その重複した説明を省略する。
第１図において、制御回路4Aは、図示を省略したキャ
リア信号発生回路よりキャリヤ信号が入力されると、こ
のキャリヤ信号を基本成分とする制御信号に基いて、イ
ンバータ装置２をキャリヤ制御するようになっている。
また、制御回路4Aは、直流出力制御手段９を有してお
り、設定電圧信号発生回路10より設定電圧信号が入力さ
れると、この設定電圧信号に応じて直流電源装置１の直
流出力を増減するようになっている。そして、高速スイ
ッチ６と並列に接続された電圧検出手段８は、コンデン
サＣ1の充電電圧についての検出信号を制御回路4Aに送
出するようになっている。
リア信号発生回路よりキャリヤ信号が入力されると、こ
のキャリヤ信号を基本成分とする制御信号に基いて、イ
ンバータ装置２をキャリヤ制御するようになっている。
また、制御回路4Aは、直流出力制御手段９を有してお
り、設定電圧信号発生回路10より設定電圧信号が入力さ
れると、この設定電圧信号に応じて直流電源装置１の直
流出力を増減するようになっている。そして、高速スイ
ッチ６と並列に接続された電圧検出手段８は、コンデン
サＣ1の充電電圧についての検出信号を制御回路4Aに送
出するようになっている。
次に、この実施例の動作を第２図に基いて説明する。
まず、最初に、コンデンサＣ1の設定電圧をＶ1にすべき
旨の設定電圧信号が設定電圧信号発生回路10から制御回
路4Aに入力されると、直流出力制御手段９はこの設定電
圧信号に対応する制御信号を直流電源装置１に送出す
る。直流電源装置１は、この制御信号に基いて直流出力
をインバータ装置２に供給する。インバータ装置２は、
キャリヤ信号を基本成分とする制御回路4Aからの制御信
号に基いて、この直流出力を交流出力に変換する。
まず、最初に、コンデンサＣ1の設定電圧をＶ1にすべき
旨の設定電圧信号が設定電圧信号発生回路10から制御回
路4Aに入力されると、直流出力制御手段９はこの設定電
圧信号に対応する制御信号を直流電源装置１に送出す
る。直流電源装置１は、この制御信号に基いて直流出力
をインバータ装置２に供給する。インバータ装置２は、
キャリヤ信号を基本成分とする制御回路4Aからの制御信
号に基いて、この直流出力を交流出力に変換する。
そして、この交流出力は昇圧トランス３により昇圧さ
れた後、整流回路５により再び直流に変換される。これ
により、コンデンサＣ1は第２図の曲線Ｔ1で示すよう
に、設定電圧Ｖ1になるまで充電される。このときのキ
ャリヤ信号１パルス当りの増加分はΔＶ1である。
れた後、整流回路５により再び直流に変換される。これ
により、コンデンサＣ1は第２図の曲線Ｔ1で示すよう
に、設定電圧Ｖ1になるまで充電される。このときのキ
ャリヤ信号１パルス当りの増加分はΔＶ1である。
次いで、コンデンサＣ1の設定電圧をＶ1からＶ2（Ｖ2
＜Ｖ1）へ変更すべく、設定電圧信号発生回路10から新
たな設定電圧信号が直流出力制御手段９に入力される。
以後、上記と同様の過程を経て、コンデンサＣ1は第２
図の曲線Ｔ2で示すように、設定電圧Ｖ2になるまで充電
される。このときのキャリヤ信号１パルス当りの増加分
はΔＶ2（ΔＶ2＜ΔＶ1）である。
＜Ｖ1）へ変更すべく、設定電圧信号発生回路10から新
たな設定電圧信号が直流出力制御手段９に入力される。
以後、上記と同様の過程を経て、コンデンサＣ1は第２
図の曲線Ｔ2で示すように、設定電圧Ｖ2になるまで充電
される。このときのキャリヤ信号１パルス当りの増加分
はΔＶ2（ΔＶ2＜ΔＶ1）である。
このように、設定電圧がＶ1からＶ2へ変化しても、こ
の変化分に対応して、キャリヤ信号１パルス当りの増加
分も変化するので、コンデンサＣ1の充電精度は常に一
定に維持される。
の変化分に対応して、キャリヤ信号１パルス当りの増加
分も変化するので、コンデンサＣ1の充電精度は常に一
定に維持される。
上記実施例では設定電圧がＶ1,V2の二つの場合を説明
したが、三つ以上であってもよいことはもちろんであ
る。また、設定電圧のＶ1からＶ2への変化、及び増加分
のΔＶ1からΔＶ2への変化を連続的即ちアナログ的なも
のにすることも可能である。
したが、三つ以上であってもよいことはもちろんであ
る。また、設定電圧のＶ1からＶ2への変化、及び増加分
のΔＶ1からΔＶ2への変化を連続的即ちアナログ的なも
のにすることも可能である。
なお、電圧検出手段８は、コンデンサＣ1が設定電圧
まで充電されたことを確実に検知するため省略せずに設
けておくのが普通であるが、理論上はこの電圧検出手段
８を省略することもできる。
まで充電されたことを確実に検知するため省略せずに設
けておくのが普通であるが、理論上はこの電圧検出手段
８を省略することもできる。
以上のように本発明によれば、コンデンサの設定電圧
を変化させる場合は、その変化に対応して直流電源装置
の直流出力を制御し、パルス信号の１パルス当りについ
てのインバータ装置の交流出力を調整する構成としたの
で、常に一定の充電精度を得ることが可能である。
を変化させる場合は、その変化に対応して直流電源装置
の直流出力を制御し、パルス信号の１パルス当りについ
てのインバータ装置の交流出力を調整する構成としたの
で、常に一定の充電精度を得ることが可能である。
第１図は本発明の実施例の概略構成図、第２図はその動
作を説明するための特性図、第３図は従来装置の概略構
成図、第４図はその動作説明図である。 １……直流電源装置、２……インバータ装置、３……昇
圧トランス、4A……制御回路、５……整流回路、６……
高速スイッチ、９……直流出力制御手段、10……設定電
圧信号発生回路、Ｃ1……コンデンサ。
作を説明するための特性図、第３図は従来装置の概略構
成図、第４図はその動作説明図である。 １……直流電源装置、２……インバータ装置、３……昇
圧トランス、4A……制御回路、５……整流回路、６……
高速スイッチ、９……直流出力制御手段、10……設定電
圧信号発生回路、Ｃ1……コンデンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】直流電源装置からの直流出力をインバータ
装置に供給すると共に、該インバータ装置を所定幅及び
所定周波数のパルス信号を基本成分とする制御信号に基
いて制御することにより、所定間隔毎の出力停止期間を
含む交流出力を得るようにし、この交流出力を整流して
コンデンサを設定電圧まで周期的に充電するようにした
コンデンサ充電回路において、 前記コンデンサの設定電圧に対応する設定電圧信号を発
生する設定電圧信号発生手段と、 前記設定電圧信号発生回路からの設定電圧信号に基い
て、前記直流電源装置の直流出力を制御する直流出力制
御手段と、 を備え、 前記コンデンサの設定電圧を変化させる場合は、その変
化に対応して前記直流出力を制御することにより、前記
パルス信号の１パルス当りについての前記インバータ装
置の交流出力を調整するようにしたことを特徴とするコ
ンデンサ充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21194289A JP2714167B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | コンデンサ充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21194289A JP2714167B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | コンデンサ充電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376177A JPH0376177A (ja) | 1991-04-02 |
| JP2714167B2 true JP2714167B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16614245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21194289A Expired - Fee Related JP2714167B2 (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | コンデンサ充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714167B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP21194289A patent/JP2714167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376177A (ja) | 1991-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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