JP3285929B2 - Pulse generation circuit for laser - Google Patents
Pulse generation circuit for laserInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、銅蒸気レーザ等に代
表される金属蒸気レーザ装置等に用いられるレーザ用パ
ルス発生回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser pulse generating circuit used for a metal vapor laser device represented by a copper vapor laser or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は例えば「カッパー ベイパー レ
ーザズ カム オブ エイジ(CopperVapor Lasers Com
e of Age )」(雑誌レーザフォーカス(Laser Focus
)1982年7月発行)の第45〜49頁に記載され
た銅蒸気レーザ装置に用いられる従来のレーザ用パルス
発生回路を示す回路図であり、図において、1は高圧電
源、2は高圧電源1に直列に接続された充電リアクト
ル、3は充電リアクトル2に直列に接続された充電用ダ
イオード、4は充電用ダイオード3に直列に接続された
第1のコンデンサ、5は第1のコンデンサ4に並列に接
続された充電用抵抗、6は充電用抵抗5に並列に接続さ
れたピーキングコンデンサ、7はピーキングコンデンサ
6及び充電用抵抗5に並列に接続されたレーザ放電管、
8は充電用ダイオード3と第1のコンデンサ4との接続
点に並列に接続された第1のスイッチ、9は回路のイン
ダクタンス、10はレーザ放電管7のインダクタンス、
11はレーザ放電管7の抵抗である。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows, for example, "Copper Vapor Lasers Come of Age".
e of Age) "(Laser Focus Magazine
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional laser pulse generation circuit used in a copper vapor laser apparatus described on pages 45 to 49 of July 1982), wherein 1 is a high-voltage power supply, and 2 is a high-voltage power supply. 1, a charging reactor connected in series to the charging reactor 2, a charging diode connected in series to the charging reactor 4, a first capacitor connected in series to the charging diode 3, and a first capacitor 4 connected to the charging capacitor 3. A charging resistor connected in parallel, 6 a peaking capacitor connected in parallel with the charging resistor 5, 7 a laser discharge tube connected in parallel with the peaking capacitor 6 and the charging resistor 5,
8 is a first switch connected in parallel to the connection point between the charging diode 3 and the first capacitor 4, 9 is the inductance of the circuit, 10 is the inductance of the laser discharge tube 7,
11 is a resistance of the laser discharge tube 7.
【0003】次に動作について説明する。高圧電源1か
ら充電リアクトル2、充電用ダイオード3を通して第1
のコンデンサ4に高圧電圧を充電する。第1のスイッチ
8が導通すると、第1のコンデンサ4のエネルギーはピ
ーキングコンデンサ6を通じてレーザ放電管7に伝達さ
れ、レーザ放電管7内にパルス放電が形成されてレーザ
発振する。銅蒸気レーザのレーザ上位準位の寿命は下位
準位の寿命に比べて極めて短いため、レーザ発振を効率
よく行うには、レーザ放電管7に供給される放電電流に
急峻性が要求される。そのため、回路のインダクタンス
9による波形のなまりを改善するようにピーキングコン
デンサ6が挿入されている。つまり、第1のコンデンサ
4のエネルギーを回路のインダクタンス9を経由して一
旦ピーキングコンデンサ6に蓄え、ピーキングコンデン
サ6からレーザ放電管7に急峻な電流を供給する形態を
とっている。その結果、第1のコンデンサ4から供給さ
れる電流i1 は図10に示すような2つの山の電流波形
となる。Next, the operation will be described. The first through the charging reactor 2 and the charging diode 3 from the high voltage power supply 1
Is charged with a high voltage. When the first switch 8 is turned on, the energy of the first capacitor 4 is transmitted to the laser discharge tube 7 through the peaking capacitor 6, and a pulse discharge is formed in the laser discharge tube 7 to cause laser oscillation. Since the life of the upper laser level of the copper vapor laser is extremely shorter than the life of the lower level, the steepness of the discharge current supplied to the laser discharge tube 7 is required for efficient laser oscillation. Therefore, the peaking capacitor 6 is inserted so as to improve the rounding of the waveform due to the inductance 9 of the circuit. That is, the energy of the first capacitor 4 is temporarily stored in the peaking capacitor 6 via the inductance 9 of the circuit, and a steep current is supplied from the peaking capacitor 6 to the laser discharge tube 7. As a result, the current i 1 supplied from the first capacitor 4 becomes two peaks of the current waveform as shown in FIG. 10.
【0004】この図10は銅蒸気レーザの一般的な電流
・電圧及びレーザ波形を示している。レーザ光Lはレー
ザ放電管7に流れる電流i2 の前半部分で出力され、放
電電流はレーザ発振に完全に有効には利用されない。こ
れは、前述したようにレーザ上位準位と下位準位との関
係からなるものである。放電電流は主にピーキングコン
デンサ6、レーザ放電管7のインダクタンス10および
レーザ放電管7の抵抗11による振動幅で決定される。FIG. 10 shows a general current / voltage and laser waveform of a copper vapor laser. The laser beam L is output in the first half of the current i 2 flowing through the laser discharge tube 7, the discharge current is not completely effective in the use in laser oscillation. This is based on the relationship between the laser upper level and the lower level as described above. The discharge current is determined mainly by the oscillation width of the peaking capacitor 6, the inductance 10 of the laser discharge tube 7, and the resistance 11 of the laser discharge tube 7.
【0005】上述した従来のレーザ用パルス発生回路で
は、特にレーザ放電管7が大型になると、レーザ放電管
7のインダクタンス10が大きくなり、このため放電電
流の幅が広くなり、レーザ発振後に供給される割合が増
加する。このようなレーザ発振後に供給される電流(以
下、後続電流と記す。図10の斜線部分)は、レーザ発
振に寄与しないばかりかレーザ下位準位の数を増加させ
て発振効率を低下させたり、またレーザ放電管7の抵抗
11を必要以上に低下させるため、次のサイクルの発振
動作においてレーザ放電管7の抵抗11に印加される電
圧が低下し、レーザ励起が不十分になるという害を与え
る。以上のように、従来のレーザ用パルス発生回路はレ
ーザ発振後の後続電流が、レーザ発振の効率を低下させ
るという問題点があった。In the conventional laser pulse generating circuit described above, especially when the laser discharge tube 7 becomes large, the inductance 10 of the laser discharge tube 7 becomes large, so that the width of the discharge current is widened and supplied after laser oscillation. Ratio increases. The current supplied after such laser oscillation (hereinafter, referred to as a subsequent current; a hatched portion in FIG. 10) not only does not contribute to laser oscillation, but also increases the number of laser lower levels to lower oscillation efficiency, In addition, since the resistance 11 of the laser discharge tube 7 is reduced more than necessary, the voltage applied to the resistance 11 of the laser discharge tube 7 in the oscillation operation in the next cycle decreases, causing a harm that laser excitation becomes insufficient. . As described above, the conventional laser pulse generation circuit has a problem that the subsequent current after laser oscillation lowers the efficiency of laser oscillation.
【0006】上記の問題点を改善し、レーザの効率を上
げるために、特願平4−14773号により、図11に
示すようなレーザ用パルス発生回路が提案されている。
図11において、12は第2のスイッチ、25は第2の
スイッチ12に直列に接続された抵抗で、この直列回路
は第1のコンデンサ4に並列に接続されている。In order to improve the above problems and increase the efficiency of the laser, Japanese Patent Application No. 4-14773 proposes a pulse generating circuit for a laser as shown in FIG.
In FIG. 11, reference numeral 12 denotes a second switch, 25 denotes a resistor connected in series to the second switch 12, and this series circuit is connected in parallel to the first capacitor 4.
【0007】次に動作について説明する。第2のスイッ
チ12は第1のスイッチ8の導通後に図10の時刻tx
付近で導通される。その結果、第1のコンデンサ4の電
圧エネルギーは第2のスイッチ12と抵抗25とのルー
プで急激に消費され減衰する。その結果、tx 以降はも
はや第1のコンデンサ4からピーキングコンデンサ6に
エネルギーの移行がなされない。つまり、レーザ放電管
7にもレーザ発振終了後には後続電流はほとんど流れな
くなる。上記の構成によりレーザの効率が大幅に向上す
る。Next, the operation will be described. The second switch 12 is turned on at time t x in FIG. 10 after the first switch 8 is turned on.
Conducted in the vicinity. As a result, the voltage energy of the first capacitor 4 is rapidly consumed and attenuated in the loop of the second switch 12 and the resistor 25. As a result, there is no longer any transfer of energy from the first capacitor 4 to the peaking capacitor 6 after t x . That is, the subsequent current hardly flows through the laser discharge tube 7 after the laser oscillation is completed. With the above configuration, the efficiency of the laser is greatly improved.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ用パルス
発生回路は以上のように構成されているので、図11の
回路では、図10のtx 時に第1のコンデンサ4に蓄え
られている電圧エネルギーを抵抗25で消費させるだけ
であり、余剰エネルギーの有効利用がなされていない。
このため、トータルとしてはレーザ効率の大幅な向上は
期待できないという問題点があった。Since the conventional laser pulse generating circuit is constructed as described above, in the circuit of FIG. 11, the voltage stored in the first capacitor 4 at t x in FIG. The energy is only consumed by the resistor 25, and the surplus energy is not effectively used.
For this reason, there has been a problem that a drastic improvement in laser efficiency cannot be expected as a whole.
【0009】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、従来消費していたエネルギーを再
利用できるようにしたレーザ用パルス発生回路を得るこ
とを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a laser pulse generation circuit that can reuse energy conventionally consumed.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るレ
ーザ用パルス発生回路は、第1のコンデンサの電圧エネ
ルギーを第2のスイッチを介して第2のコンデンサに蓄
積し、この第2のコンデンサの電圧エネルギーを電力変
換器を介して第1のコンデンサに回生するようにしたも
のである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser pulse generating circuit for storing the voltage energy of a first capacitor in a second capacitor through a second switch. The voltage energy of the capacitor is regenerated to the first capacitor via the power converter.
【0011】請求項2の発明に係るレーザ用パルス発生
回路は、第1のコンデンサの電圧エネルギーを第2のス
イッチを介して第2のコンデンサに蓄積し、この第2の
コンデンサの電圧エネルギーを電力変換器を介して高圧
電源に回生するようにしたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser pulse generating circuit which stores the voltage energy of a first capacitor in a second capacitor via a second switch, and stores the voltage energy of the second capacitor in power. The power is regenerated to a high-voltage power supply via a converter.
【0012】[0012]
【作用】請求項1の発明におけるレーザ用パルス発生回
路は、上記tx 時に第2のスイッチを閉じることによ
り、第1のコンデンサに蓄えられた電圧エネルギーが上
記第2のコンデンサを経由して再び第1のコンデンサに
回生されるため、エネルギーが無駄にならず、レーザ装
置トータルとして大幅な効率向上が期待できる。SUMMARY OF laser pulse generator in the first aspect of the present invention, by closing the second switch at the t x, the voltage energy stored in the first capacitor again via the second capacitor Since the energy is regenerated by the first capacitor, energy is not wasted, and a large improvement in the efficiency of the laser device as a whole can be expected.
【0013】請求項2の発明におけるレーザ用パルス発
生回路は、上記tx 時に第2のスイッチを閉じることに
より、第1のコンデンサ4に貯えられた電圧エネルギー
を、上記第2のコンデンサを経由して上記高圧電源1に
回生されるため、エネルギー無駄にならず、レーザ装置
トータルとして大幅な効率向上が期待できる。[0013] The laser pulse generator in the invention of claim 2, by closing the second switch at the t x, the voltage energy stored in the first capacitor 4, via the second capacitor Since the power is regenerated by the high-voltage power supply 1, energy is not wasted, and a large improvement in the efficiency of the laser device as a whole can be expected.
【0014】[0014]
【実施例】実施例1. 以下、請求項1の発明の一実施例を図について説明す
る。図1においては、1は高圧電源、2は高圧電源1に
直列に接続された充電リアクトル、3は充電リアクトル
2に直列に接続された充電用ダイオード、4は充電用ダ
イオード3に直列に接続された第1のコンデンサ、5は
第1のコンデンサ4に並列に接続された充電用抵抗、6
は充電用抵抗5に並列に接続されたピーキングコンデン
サ、7はピーキングコンデンサ6及び充電用抵抗5に並
列に接続されたレーザ放電管、8は充電用ダイオード3
と第1のコンデンサ4との接続点において高圧電源1と
並列に接続された第1のスイッチ、9は回路のインダク
タンス、13は第2のコンデンサ、14は第2のコンデ
ンサ13と直列に接続された第2のダイオード、12は
第2のダイオード14と直列に接続された第2のスイッ
チであり、これらの第2のコンデンサ13,第2のダイ
オード14及び第2のスイッチ12から成る直列回路は
第1のコンデンサ4の両端に並列接続されている。15
は第1のコンデンサ4に並列に接続された第3のダイオ
ード、16は第2のコンデンサ13の両端に接続された
電力変換器、17は電力変換器16の出力を第1のコン
デンサ4に供給する第4のダイオードである。[Embodiment 1] An embodiment of the first aspect of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a high voltage power supply and 2 is a high voltage power supply 1.
Charging reactor connected in series, 3 is charging reactor
2, a charging diode connected in series to 4;
The first capacitor 5 connected in series with the diode 3
A charging resistor connected in parallel to the first capacitor 4;
Is a peaking capacitor connected in parallel with the charging resistor 5.
7 are parallel to the peaking capacitor 6 and the charging resistor 5.
A laser discharge tube connected to the column, 8 is a charging diode 3
High-voltage power supply 1 at the connection point between
The first switch 9 connected in parallel, 9
Wardrobe, 13 second capacitor, 14 denotes a second diode, the second switch connected in series with the second diode 14 12 connected in series with the second capacitor 13, of the A series circuit including two capacitors 13, a second diode 14, and a second switch 12 is connected in parallel to both ends of the first capacitor 4. Fifteen
Is a third diode connected in parallel to the first capacitor 4, 16 is a power converter connected across the second capacitor 13, 17 is an output of the power converter 16 supplied to the first capacitor 4 A fourth diode.
【0015】図2は電力変換器16の構成を示すもの
で、18は入力側に接続された第3のスイッチ、19は
入力側に接続された共振用リアクトル、20は巻数比
1:nの昇圧トランス、a,bは昇圧トランス20の出
力端子である。FIG. 2 shows a configuration of the power converter 16, wherein 18 is a third switch connected to the input side, 19 is a resonance reactor connected to the input side, and 20 is a turn ratio of 1: n. The step-up transformers a and b are output terminals of the step-up transformer 20.
【0016】図3は高圧電源1の構成を示すもので21
は第4のスイッチ、22は直流電源である。FIG. 3 shows the configuration of the high-voltage power supply 1 and 21.
Is a fourth switch, and 22 is a DC power supply.
【0017】次に動作について説明する。図1及び図4
のタイミングチャートにおいて、まず、t0 以前の状態
では、第1のコンデンサ4に高圧電源1から高電圧V0
が蓄えられている。この状態において、t0 で第1のス
イッチ8を導通させると、第1のコンデンサ4の高電圧
は回路のインダクタンス9を通り、ピーキングコンデン
サ6を経由してレーザ放電管7に供給される。t1 を過
ぎるとレーザ発振が終了するので、t1 以降にレーザ放
電管7に供給されるエネルギーが無駄となるのを防ぐた
め、t1 で第2のスイッチ12を導通させる。第2のス
イッチ12が導通すると、t1 で第1のコンデンサ4に
蓄えられていた電圧Vx は第1のコンデンサ4、第2の
コンデンサ13、第2のダイオード14、第2のスイッ
チ12のループで放電される。Next, the operation will be described. 1 and 4
In the timing chart of FIG. 1, first, in the state before t 0 , the high voltage power supply 1 supplies the high voltage V 0 to the first capacitor 4.
Is stored. In this state, when the first switch 8 is turned on at t 0 , the high voltage of the first capacitor 4 passes through the inductance 9 of the circuit and is supplied to the laser discharge tube 7 via the peaking capacitor 6. Since laser oscillation Beyond t 1 is terminated, to prevent the energy supplied to the laser discharge tube 7 to t 1 later wasted, thereby turning the second switch 12 at t 1. When the second switch 12 is conductive, the voltage V x is the first capacitor 4 accumulated in the first capacitor 4 in t 1, the second capacitor 13, a second diode 14, the second switch 12 Discharged in a loop.
【0018】今、第2のコンデンサ13の容量値を第1
のコンデンサ4の容量値より十分大きく選んでおくと、
回路のインダクタンス9と第1のコンデンサ4とでルー
プの振動が概略決定される。この時図4に示されるi3
の電流は上記の振動周期に従って増加し、同時に第2の
コンデンサ13には除々に電荷が蓄積され、Vc2の電圧
は増加する。i3 の電流が最大値のとき、第1のコンデ
ンサ4のエネルギーはほぼ回路の電磁エネルギーに移管
され、その後i3 は第3のダイオード15をi4 として
還流し、回路のインダクタンス9の電磁エネルギーを第
2のコンデンサ13に移行させる。もし、第3のダイオ
ード15が無い場合には、ループ内で振動が継続するた
め第1のコンデンサ4のエネルギーを第2のコンデンサ
13へスムーズに移管することはできない。次にt2 で
電磁エネルギーを第2のコンデンサ13へ移行する動作
は終了する。そして、第2のコンデンサに蓄えられたエ
ネルギーは第2のダイオード14により、そのまま維持
される。 Now, the capacitance value of the second capacitor 13 is set to the first value.
If you select a value that is sufficiently larger than the capacitance value of the capacitor 4,
The oscillation of the loop is roughly determined by the inductance 9 of the circuit and the first capacitor 4. At this time, i3 shown in FIG.
Increases in accordance with the above-described oscillation period, and at the same time, charges are gradually accumulated in the second capacitor 13, and the voltage of Vc2 increases. When the current in i3 is at its maximum value, the energy in the first capacitor 4 is transferred substantially to the electromagnetic energy of the circuit, after which i3 returns with the third diode 15 as i4 and the electromagnetic energy in the inductance 9 of the circuit to the second. To the capacitor 13 of FIG. If the third diode 15 is not provided, the oscillation in the loop continues, so that the energy of the first capacitor 4 cannot be smoothly transferred to the second capacitor 13. Next, the operation of transferring the electromagnetic energy to the second capacitor 13 at t2 ends . Then, the energy stored in the second capacitor
Energy is maintained as it is by the second diode 14
Is done.
【0019】今、第2のコンデンサ13の容量値を例え
ば第1のコンデンサ4の容量値のn2 倍(nは昇圧トラ
ンス20の巻数比)とすれば、Vc2にはt2 によりVx
/n2 の電圧が蓄えられる。t2 以降は第2のダイオー
ド14により、第2のコンデンサ13の電圧が逆流する
ことが防止される。このようにt1 時点での第1のコン
デンサ4の余剰エネルギーを抵抗で消費する従来方式と
は違って、一旦第2のコンデンサ13に保管するように
している。次に一定時間経過後t3 に到達すると、図2
の第3のスイッチ18が導通する。電力変換器16のa
端子は第4のダイオード17を通して第1のコンデンサ
4の一端に、またb端子は第1のコンデンサ4の他の一
端に接続されている。この結果、昇圧トランス20を介
して、第2のコンデンサ13、共振用リアクトル19、
第1のコンデンサ4の共振回路が形成される。ここで、
昇圧トランス20の巻数比が1:nであるから、第2の
コンデンサ13から、第1のコンデンサ4を昇圧トラン
ス20を通して見るとn2倍に見える。If the capacitance of the second capacitor 13 is, for example, n 2 times the capacitance of the first capacitor 4 (n is the turns ratio of the step-up transformer 20), V c2 becomes V x by t 2.
/ Voltage n 2 is stored. After t 2 , the second diode 14 prevents the voltage of the second capacitor 13 from flowing backward. In this way, unlike the conventional method in which the surplus energy of the first capacitor 4 at time t 1 is consumed by the resistor, the excess energy is temporarily stored in the second capacitor 13. Next, when t 3 is reached after a certain period of time, FIG.
Is turned on. A of the power converter 16
The terminal is connected to one end of the first capacitor 4 through the fourth diode 17, and the terminal b is connected to the other end of the first capacitor 4. As a result, the second capacitor 13, the resonance reactor 19,
A resonance circuit of the first capacitor 4 is formed. here,
Since the turns ratio of the step-up transformer 20 is 1: n, when the first capacitor 4 is viewed from the second capacitor 13 through the step-up transformer 20, it looks n 2 times.
【0020】また、前述したように、第2のコンデンサ
13を第1のコンデンサ4のn2 倍に選択すれば、第2
のコンデンサ13、共振用リアクトル19、第1のコン
デンサ4から形成される共振回路は、移行効率100%
の容量移行回路を形成する。つまり、回路の共振周期の
半分が通過したt4 で、第2のコンデンサ13の電圧V
x /nのエネルギーは第1のコンデンサ4に完全に移行
されることになる。このとき、第1のコンデンサ4には
再びVx の電圧が充電されることになり、余剰エネルギ
ーが一定時間を介して再び戻ってくることになる。もち
ろんこのとき、第1のスイッチ8は既にオフ状態にある
ため、第1のコンデンサ4の電圧はそのまま維持され
る。次にt5 になると、高圧電源1内の第4のスイッチ
21が導通し、直流電源22から第1のコンデンサ4に
電圧を供給するため、第1のコンデンサ4の電圧はV0
まで再度充電される。その結果再び、図4の時刻t0 の
状態に達し、上記と同じ動作がまた繰り返されることに
なる。以上のように、この実施例1においては、t1 時
刻での第1のコンデンサ4の余剰エネルギーを、一旦第
2のコンデンサ13に蓄え、第1のスイッチ8がオフし
た後、再び第1のコンデンサ4に戻すように構成したの
で、従来のようにエネルギーを単に消費させることな
く、再利用することができる。As described above, if the second capacitor 13 is selected to be n 2 times the first capacitor 4,
The resonance circuit formed by the capacitor 13, the resonance reactor 19, and the first capacitor 4 has a transfer efficiency of 100%.
Is formed. That is, at t 4 when half of the resonance period of the circuit has passed, the voltage V
The energy of x / n will be completely transferred to the first capacitor 4. At this time, the first capacitor 4 would be charged with a voltage again V x, will come back again excess energy via a fixed time. Of course, at this time, since the first switch 8 is already in the off state, the voltage of the first capacitor 4 is maintained as it is. Now becomes t 5, since the fourth switch 21 of the high-voltage power supply 1 is turned on, to supply a voltage from the DC power supply 22 to the first capacitor 4, the voltage of the first capacitor 4 is V 0
Will be charged again. As a result, the state at time t 0 in FIG. 4 is reached again, and the same operation as described above is repeated. As described above, in the first embodiment, the surplus energy of the first capacitor 4 at time t 1 is temporarily stored in the second capacitor 13, the first switch 8 is turned off, and then the first Since it is configured to return to the capacitor 4, it can be reused without simply consuming energy as in the related art.
【0021】実施例2.図5は請求項2の発明の一実施
例を示し、図1と対応する部分には同一符号が付されて
いる。図5において、23は第2のコンデンサ13の両
端に接続された電力変換器であり、その出力が第4のダ
イオード17を通して第1のコンデンサに戻される。Embodiment 2 FIG. FIG. 5 shows an embodiment of the second aspect of the present invention, and portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 5, reference numeral 23 denotes a power converter connected to both ends of the second capacitor 13, the output of which is returned to the first capacitor through the fourth diode 17.
【0022】図6は高圧電源1を示すもので、上記第4
のダイオード17は第4のスイッチ21と直流電源22
との間に接続されている。図7は上記電力変換器23を
示し、24は巻数比1:nのフライバックトランスで入
力側に第3のスイッチ18が接続されている。FIG. 6 shows the high-voltage power supply 1,
Is connected to the fourth switch 21 and the DC power supply 22.
Is connected between. FIG. 7 shows the power converter 23, and 24 is a flyback transformer having a turns ratio of 1: n, and the third switch 18 is connected to the input side.
【0023】次に動作について説明する。図5及び図8
のタイミングチャートにおいて、まず、第2のコンデン
サ13に第1のコンデンサ4の余剰エネルギーが蓄えら
れた後、t1 で第3のスイッチ18が導通する。このと
きフライバックトランス24の2次側に電圧が発生する
が、第4のダイオード17により電流が流れるのが阻止
される。第2のコンデンサ13のエネルギーは、図8に
示すように電流i5 が流れてフライバックトランス24
の1次側の励磁インダクタンスにより電磁エネルギーと
して除々に変換される。そして、第2のコンデンサ13
と上記励磁インダクタンスとの共振周期の半分で、第2
のコンデンサ13のエネルギーは全てI0 として上記励
磁インダクタンスに蓄えられる。このとき、t2 で第3
のスイッチ18をオフすると、励磁インダクタンスに蓄
えられた電磁エネルギーは、フライバックトランス24
の2次側に電圧を発生させ、第4のダイオード17を通
して直流電源22に供給される。その結果、上記電磁エ
ネルギーは直流電源22に電流i6 を供給してエネルギ
ーを回生することになる。以上のように、この実施例2
によれば、第2のコンデンサ13に蓄えられたエネルギ
ーを電力変換器23によって高圧電源1内の直流電源2
2に供給するため、従来、抵抗で消費していたエネルギ
ーを再び利用でき、第1のコンデンサ4の余剰エネルギ
ーが無駄にならない。Next, the operation will be described. 5 and 8
In the timing chart, first, the excess energy of the first capacitor 4 is stored in the second capacitor 13, third switch 18 becomes conductive at t 1. At this time, a voltage is generated on the secondary side of the flyback transformer 24, but the fourth diode 17 prevents the current from flowing. Energy of the second capacitor 13, the flyback transformer 24 is flowing current i 5 as shown in FIG. 8
Is gradually converted as electromagnetic energy by the excitation inductance on the primary side of the. And the second capacitor 13
Half of the resonance cycle of
All the energy of the capacitor 13 is stored as I0 in the exciting inductance. At this time, at t 2 , the third
When the switch 18 is turned off, the electromagnetic energy stored in the exciting inductance is
, And a voltage is supplied to the DC power supply 22 through the fourth diode 17. As a result, the electromagnetic energy supplies a current i 6 to the DC power supply 22 to regenerate the energy. As described above, the second embodiment
According to the above, the energy stored in the second capacitor 13 is converted by the power converter 23 into the DC power supply 2 in the high-voltage power supply 1.
2, the energy previously consumed by the resistor can be reused, and the surplus energy of the first capacitor 4 is not wasted.
【0024】なお、上記実施例1,2では、電力変換器
16は容量移行形のコンバータ、また電力変換器23は
フライバック形を説明したが、両者共にどちらの実施例
にも適用でき、また他のエネルギーを伝送する変換方式
であっても同様の効果をもたらす。In the first and second embodiments, the power converter 16 has been described as a converter of the capacity transfer type, and the power converter 23 has been described as the flyback type. However, both can be applied to either embodiment. The same effect can be obtained by a conversion method for transmitting other energy.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、第1のコンデンサの電圧をエネルギーを第2のスイ
ッチを介して第2のコンデンサに蓄え、これを電力変換
器を介して第1のコンデンサに戻すように構成したの
で、レーザ発振後に放電管に流れる後続電流を抑制でき
ると共に、第1のコンデンサのエネルギーのうち、レー
ザ発振に寄与しないものを、無駄にせず、次のサイクル
での第1のコンデンサに蓄える電圧の一部に利用でき、
トータルとしてのレーザ効率を大幅に向上できる効果が
ある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the voltage of the first capacitor is stored in the second capacitor through the second switch, and the energy is stored in the second capacitor through the second switch. Since it is configured to return to the first capacitor, the subsequent current flowing through the discharge tube after the laser oscillation can be suppressed, and the energy of the first capacitor that does not contribute to the laser oscillation is not wasted and the next cycle is not wasted. Can be used for part of the voltage stored in the first capacitor at
There is an effect that the laser efficiency as a whole can be greatly improved.
【0026】また、請求項2の発明によれば、第1のコ
ンデンサの電圧エネルギーを第2のスイッチを介して第
2のコンデンサに蓄え、これを電力変換器を介して高圧
電源に戻すように構成したので、レーザ発振後に放電管
に流れる後続電流を抑制できると共に、第1のコンデン
サのエネルギーのうち、レーザ発振に寄与しないもの
を、無駄にせず、次のサイクルでの第1のコンデンサに
蓄える電圧の一部に利用でき、トータルとしてのレーザ
効率を大幅に向上できる効果がある。[0026] According to the second aspect of the present invention, the conductive 圧E energy of the first capacitor via a second switch stored in the second capacitor, returned to a high voltage power supply via a power converter which With such a configuration, it is possible to suppress the subsequent current flowing through the discharge tube after the laser oscillation, and to save the energy of the first capacitor that does not contribute to the laser oscillation to the first capacitor in the next cycle without wasting it. Can be used for a part of the voltage stored in the memory, and there is an effect that the laser efficiency as a whole can be greatly improved.
【図1】請求項1の発明による実施例1を示す回路図で
ある。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment according to the present invention;
【図2】実施例1における電力変換器を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a power converter according to the first embodiment.
【図3】実施例1における高圧電源を示す回路図であ
る。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a high-voltage power supply according to the first embodiment.
【図4】実施例1の動作を示すタイミングチャートであ
る。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the first embodiment.
【図5】請求項2の発明による実施例2を示す回路図で
ある。FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment according to the second aspect of the present invention.
【図6】実施例2の高圧電源を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a high-voltage power supply according to a second embodiment.
【図7】実施例2の電力変換器を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a power converter according to a second embodiment.
【図8】実施例2の動作を示すタイミングチャートであ
る。FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the second embodiment.
【図9】従来のレーザ用パルス発生回路を示す回路図で
ある。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional laser pulse generation circuit.
【図10】従来回路の動作を示す波形図である。FIG. 10 is a waveform chart showing the operation of the conventional circuit.
【図11】従来のレーザ用パルス発生回路の他の例を示
す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing another example of a conventional laser pulse generation circuit.
1 高圧電源 4 第1のコンデンサ 6 ピーキングコンデンサ 7 レーザ放電管 8 第1のスイッチ 12 第2のスイッチ 13 第2のコンデンサ 16,23 電力変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-voltage power supply 4 First capacitor 6 Peaking capacitor 7 Laser discharge tube 8 First switch 12 Second switch 13 Second capacitor 16,23 Power converter
フロントページの続き (72)発明者 殖栗 成夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 中央研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 3/53 H01L 3/097 Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Sakuguri 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi Mitsubishi Electric Corporation Central Research Laboratory (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03K 3/53 H01L 3/097
Claims (2)
した第1のコンデンサと、上記レーザ放電管と並列接続
したピーキングコンデンサと、上記第1のコンデンサの
電源側において上記高圧電源と並列接続した第1のスイ
ッチと、互いに直列に接続して上記第1のコンデンサの
端子間に並列に接続した第2のコンデンサおよび上記第
1のスイッチが閉じた後に閉ざされて上記第1のコンデ
ンサの放電電流を上記第2のコンデンサに供給する第2
のスイッチと、1次側を第3のスイッチを介して上記第
2のコンデンサの端子間に接続し、2次側の一端を上記
第1のコンデンサの電源側端子に接続し該2次側の他端
を該第1のコンデンサの他端に接続した昇圧トランスを
有し上記第2のコンデンサに蓄えられた電圧エネルギー
を上記第1のコンデンサに戻す電力変換器とを備えたレ
ーザ用パルス発生回路。1. A series connection between a high-voltage power supply and a laser discharge tube
Connected to the first condenser and the laser discharge tube in parallel
Between the peaking capacitor and the first capacitor.
A first switch connected in parallel with the high-voltage power supply on the power supply side.
And the first capacitor connected in series with each other.
A second capacitor connected in parallel between the terminals and
After the first switch is closed, the first switch is closed.
A second capacitor for supplying the discharge current of the sensor to the second capacitor.
Switch and the primary side through the third switch
2 between the terminals of the capacitor
The other end of the secondary side connected to the power supply side terminal of the first capacitor
Is connected to the other end of the first capacitor.
And a power converter for returning voltage energy stored in the second capacitor to the first capacitor.
した第1のコンデンサと、上記レーザ放電管と並列接続
したピーキングコンデンサと、上記第1のコンデンサの
電源側において上記高圧電源と並列接続した第1のスイ
ッチと、互いに直列に接続して上記第1のコンデンサの
端子間に並列に接続した第2のコンデンサおよび上記第
1のスイッチが閉じた後に閉ざされて上記第1のコンデ
ンサの放電電流を上記第2のコンデンサに供給する第2
のスイッチと、1次側を第3のスイッチを介して上記第
2のコンデンサの端子間に接続し、2次側の一端を上記
高圧電源の供給側端子に接続し該2次側の他端を接地し
た昇圧トランスを有し上記第2のコンデンサに蓄えられ
た電圧エネルギーを上記高圧電源に戻す電力変換器とを
備えたレーザ用パルス発生回路。2. A series connection between a high voltage power supply and a laser discharge tube.
Connected to the first condenser and the laser discharge tube in parallel
Between the peaking capacitor and the first capacitor.
A first switch connected in parallel with the high-voltage power supply on the power supply side.
And the first capacitor connected in series with each other.
A second capacitor connected in parallel between the terminals and
After the first switch is closed, the first switch is closed.
A second capacitor for supplying the discharge current of the sensor to the second capacitor.
Switch and the primary side through the third switch
2 between the terminals of the capacitor
Connect to the supply side terminal of the high voltage power supply and ground the other end of the secondary side
A pulse converter having a step-up transformer and a power converter for returning voltage energy stored in the second capacitor to the high-voltage power supply.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14796892A JP3285929B2 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pulse generation circuit for laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14796892A JP3285929B2 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pulse generation circuit for laser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05327426A JPH05327426A (en) | 1993-12-10 |
JP3285929B2 true JP3285929B2 (en) | 2002-05-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14796892A Expired - Fee Related JP3285929B2 (en) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Pulse generation circuit for laser |
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JP (1) | JP3285929B2 (en) |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP14796892A patent/JP3285929B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH05327426A (en) | 1993-12-10 |
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