JP3383510B2 - パルスレーザ電源 - Google Patents
パルスレーザ電源Info
- Publication number
- JP3383510B2 JP3383510B2 JP5318096A JP5318096A JP3383510B2 JP 3383510 B2 JP3383510 B2 JP 3383510B2 JP 5318096 A JP5318096 A JP 5318096A JP 5318096 A JP5318096 A JP 5318096A JP 3383510 B2 JP3383510 B2 JP 3383510B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- circuit
- regenerative
- power supply
- discharge
- 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
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザや
金属蒸気レーザ等を励起するためのパルスレーザ電源に
関する。
金属蒸気レーザ等を励起するためのパルスレーザ電源に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エキシマレーザによる物体の超精
密加工や銅蒸気レーザによる同位体元素の分離など、パ
ルスレーザに対する産業上の需要が高まりつつある。パ
ルスレーザの励起を行うには、１００ナノ秒オーダのパ
ルス電圧をレーザ放電電極間に印加して安定な放電を得
る必要があるが、このような超高速のパルス電圧をスイ
ッチによって発生するのは非常に困難である。このた
め、半導体スイッチなどによって一次パルスを発生し、
さらに可飽和インダクタンスの飽和動作を利用してパル
ス幅の圧縮を行いレーザ負荷にエネルギを供給する磁気
パルス圧縮回路がよく用いられる。
密加工や銅蒸気レーザによる同位体元素の分離など、パ
ルスレーザに対する産業上の需要が高まりつつある。パ
ルスレーザの励起を行うには、１００ナノ秒オーダのパ
ルス電圧をレーザ放電電極間に印加して安定な放電を得
る必要があるが、このような超高速のパルス電圧をスイ
ッチによって発生するのは非常に困難である。このた
め、半導体スイッチなどによって一次パルスを発生し、
さらに可飽和インダクタンスの飽和動作を利用してパル
ス幅の圧縮を行いレーザ負荷にエネルギを供給する磁気
パルス圧縮回路がよく用いられる。
【０００３】図１１に従来のパルスレーザ電源の構成を
示す。図１１において、充電電源１０によって、充電電
源１０→第１のコンデンサＣ１→放電リアクトルＬＤ→
可飽和リアクトルＳＲ→ヘッドインダクタンスＬＨ→充
電リアクトルＬＧ→充電電源１０の経路で図示極性で第
１のコンデンサＣ１に充電される。
示す。図１１において、充電電源１０によって、充電電
源１０→第１のコンデンサＣ１→放電リアクトルＬＤ→
可飽和リアクトルＳＲ→ヘッドインダクタンスＬＨ→充
電リアクトルＬＧ→充電電源１０の経路で図示極性で第
１のコンデンサＣ１に充電される。
【０００４】この充電エネルギは、主スイッチ（半導体
スイッチ）ＳＷの 投入により、第１のコンデンサＣ１
→主スイッチＳＷ→第２のコンデンサＣ２→放電リアク
トルＬＤ→第１のコンデンサＣ１の経路で、第２のコン
デンサＣ２に図示の極性で移行し、第２のコンデンサＣ
２はパルス充電される。
スイッチ）ＳＷの 投入により、第１のコンデンサＣ１
→主スイッチＳＷ→第２のコンデンサＣ２→放電リアク
トルＬＤ→第１のコンデンサＣ１の経路で、第２のコン
デンサＣ２に図示の極性で移行し、第２のコンデンサＣ
２はパルス充電される。
【０００５】第２のコンデンサＣ２に移行したエネルギ
によって、可飽和リアクトルＳＲは、第２のコンデンサ
Ｃ２→ピーキングコンデンサＣＰ→可飽和リアクトルＳ
Ｒ→第２のコンデンサＣ２の経路で流れるパルス状の電
流で励磁される。
によって、可飽和リアクトルＳＲは、第２のコンデンサ
Ｃ２→ピーキングコンデンサＣＰ→可飽和リアクトルＳ
Ｒ→第２のコンデンサＣ２の経路で流れるパルス状の電
流で励磁される。
【０００６】この励磁作用により可飽和リアクトルＳＲ
が飽和すると、インダクタンス値が激減し第２のコンデ
ンサＣ２のエネルギが、第２のコンデンサＣ２→ピーキ
ングコンデンサＣＰ→可飽和リアクトルＳＲ→第２のコ
ンデンサＣ２の経路でピーキングコンデンサＣＰに図示
の極性で移行する。
が飽和すると、インダクタンス値が激減し第２のコンデ
ンサＣ２のエネルギが、第２のコンデンサＣ２→ピーキ
ングコンデンサＣＰ→可飽和リアクトルＳＲ→第２のコ
ンデンサＣ２の経路でピーキングコンデンサＣＰに図示
の極性で移行する。
【０００７】この時可飽和リアクトルＳＲの飽和時イン
ダクタンスは極めて小さいので、ピーキングコンデンサ
ＣＰへの充電は高速化され、いわゆるパルス圧縮が行わ
れる。さらに、ピーキングコンデンサＣＰの充電により
レーザ放電電極２０の極間電圧が上昇し、電極間の絶縁
が破壊され、ピーキングコンデンサＣＰに蓄積されたエ
ネルギがヘッドインダクタンスＬＨを介してレーザ媒質
中に注入され、レーザが励起される。
ダクタンスは極めて小さいので、ピーキングコンデンサ
ＣＰへの充電は高速化され、いわゆるパルス圧縮が行わ
れる。さらに、ピーキングコンデンサＣＰの充電により
レーザ放電電極２０の極間電圧が上昇し、電極間の絶縁
が破壊され、ピーキングコンデンサＣＰに蓄積されたエ
ネルギがヘッドインダクタンスＬＨを介してレーザ媒質
中に注入され、レーザが励起される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図１２に第２のコンデ
ンサＣ２の電圧、レーザ放電電極２０の極間電圧波形を
示す。エキシマレーザ等では、通常、レーザ放電電極間
の絶縁破壊は、第２のコンデンサＣ２からピーキングコ
ンデンサＣＰへのエネルギ移行過程、すなわち、第２の
コンデンサＣ２のエネルギがピーキングコンデンサＣＰ
に完全に移行する以前に発生する。この時点では第２の
コンデンサＣ２のエネルギは完全に放電していないた
め、図１２に示すように、第２のコンデンサＣ２には電
圧が残留する。レーザ放電電極２０間が放電している期
間、これら第２のコンデンサＣ２に残された余剰エネル
ギの一部は、第２のコンデンサＣ２→レーザ放電電極２
０→ヘッドインダクタンスＬＨ→可飽和リアクトルＳＲ
→第２のコンデンサＣ２の経路で放電されるため、第２
のコンデンサＣ２の余剰エネルギは減少する。
ンサＣ２の電圧、レーザ放電電極２０の極間電圧波形を
示す。エキシマレーザ等では、通常、レーザ放電電極間
の絶縁破壊は、第２のコンデンサＣ２からピーキングコ
ンデンサＣＰへのエネルギ移行過程、すなわち、第２の
コンデンサＣ２のエネルギがピーキングコンデンサＣＰ
に完全に移行する以前に発生する。この時点では第２の
コンデンサＣ２のエネルギは完全に放電していないた
め、図１２に示すように、第２のコンデンサＣ２には電
圧が残留する。レーザ放電電極２０間が放電している期
間、これら第２のコンデンサＣ２に残された余剰エネル
ギの一部は、第２のコンデンサＣ２→レーザ放電電極２
０→ヘッドインダクタンスＬＨ→可飽和リアクトルＳＲ
→第２のコンデンサＣ２の経路で放電されるため、第２
のコンデンサＣ２の余剰エネルギは減少する。
【０００９】しかし、放電が終了すると、再び第２のコ
ンデンサＣ２→ピーキングコンデンサＣＰ→ヘッドイン
ダクタンスＬＨ→可飽和リアクトルＳＲ→第２のコンデ
ンサＣ２の経路で、余剰エネルギが第２のコンデンサＣ
２からピーキングコンデンサＣＰに移行される。これに
より、余剰エネルギがピーキングコンデンサＣＰを当初
と同じ向きに再充電するためレーザ放電電極２０に再び
電圧が印加する。この電圧はレーザ放電電極２０間に不
要なアーク放電を発生する。
ンデンサＣ２→ピーキングコンデンサＣＰ→ヘッドイン
ダクタンスＬＨ→可飽和リアクトルＳＲ→第２のコンデ
ンサＣ２の経路で、余剰エネルギが第２のコンデンサＣ
２からピーキングコンデンサＣＰに移行される。これに
より、余剰エネルギがピーキングコンデンサＣＰを当初
と同じ向きに再充電するためレーザ放電電極２０に再び
電圧が印加する。この電圧はレーザ放電電極２０間に不
要なアーク放電を発生する。
【００１０】このアーク放電は、放電電極２０の消耗、
レーザ媒質の劣化などの原因となり、装置の信頼性、寿
命を著しく低下する。この問題は、レーザ装置を大出力
化するほど顕著に現れる。レーザ装置を大出力化するに
は、第１、第２のコンデンサＣ１，Ｃ２及びピーキング
コンデンサＣＰの静電容量を増加する手法が一般に用い
られる。このように各コンデンサの静電容量を増加する
と、回路の共振周波数（ｆ＝１／（２π√Ｌ・Ｃで決ま
る）が低くなる、すなわち第２のコンデンサＣ２からピ
ーキングコンデンサＣＰへのエネルギ移行速度が遅くな
る。このエネルギ移行速度の低速化によりレーザ放電電
極２０の放電開始電圧はさらに低下するため、第２のコ
ンデンサＣ２に残される余剰エネルギが増大し、レーザ
放電電極２０に印加される不要電圧が高まる結果とな
る。
レーザ媒質の劣化などの原因となり、装置の信頼性、寿
命を著しく低下する。この問題は、レーザ装置を大出力
化するほど顕著に現れる。レーザ装置を大出力化するに
は、第１、第２のコンデンサＣ１，Ｃ２及びピーキング
コンデンサＣＰの静電容量を増加する手法が一般に用い
られる。このように各コンデンサの静電容量を増加する
と、回路の共振周波数（ｆ＝１／（２π√Ｌ・Ｃで決ま
る）が低くなる、すなわち第２のコンデンサＣ２からピ
ーキングコンデンサＣＰへのエネルギ移行速度が遅くな
る。このエネルギ移行速度の低速化によりレーザ放電電
極２０の放電開始電圧はさらに低下するため、第２のコ
ンデンサＣ２に残される余剰エネルギが増大し、レーザ
放電電極２０に印加される不要電圧が高まる結果とな
る。
【００１１】よって本発明は、第２のコンデンサＣ２に
残された余剰エネルギを回生することで高信頼性、高効
率のパルスレーザ電源を提供し、さらにレーザ放電部の
高信頼性、長寿命化も図れるパルスレーザ電源を提供す
ることを目的とする。
残された余剰エネルギを回生することで高信頼性、高効
率のパルスレーザ電源を提供し、さらにレーザ放電部の
高信頼性、長寿命化も図れるパルスレーザ電源を提供す
ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、充電電源とレーザ放電
電極の間に、第１のコンデンサ及び可飽和リアクトルが
直列に接続されると共に、主スイッチと第２のコンデン
サとピーキングコンデンサがそれぞれ並列に接続され、
前記主スイッチを閉路することで前記第１のコンデンサ
のエネルギを前記第２のコンデンサに移行し、前記可飽
和リアクトルの飽和動作により前記第２のコンデンサの
エネルギを前記ピーキングコンデンサ及び前記レーザ放
電電極に供給するパルスレーザ電源において、前記第２
のコンデンサの接地側に、その一端側が接続され、オン
信号が与えられて前記第２のコンデンサの放電電流を転
流させる第１のスイッチング手段と、該第１のスイッチ
ング手段に対して直列であって該第１のスイッチング手
段に対して逆方向電流を流さない向きに接続された第１
のダイオードとからなる転流回路と、前記転流回路の他
端側と、前記第２のコンデンサと前記主スイッチとの接
続点であって前記第１のコンデンサから見て前記主スイ
ッチと反対側にある接続点と、前記充電電源と前記第１
のコンデンサとの接続点とに接続され、前記転流回路に
より逸らされたエネルギを前記第１のコンデンサ又は前
記充電電源に戻すことにより回生してエネルギを蓄積す
る回生用コンデンサを含む回生回路と、を備え、前記第
２のコンデンサの放電電流の転流は、前記転流回路によ
り前記レーザ放電電極の放電完了時点から、前記第２の
コンデンサの余剰エネルギが前記ピーキングコンデンサ
を当初と同じ向きに再充電し始めるまでの間に開始され
ることを特徴とするパルスレーザ電源である。
め、請求項１に対応する発明は、充電電源とレーザ放電
電極の間に、第１のコンデンサ及び可飽和リアクトルが
直列に接続されると共に、主スイッチと第２のコンデン
サとピーキングコンデンサがそれぞれ並列に接続され、
前記主スイッチを閉路することで前記第１のコンデンサ
のエネルギを前記第２のコンデンサに移行し、前記可飽
和リアクトルの飽和動作により前記第２のコンデンサの
エネルギを前記ピーキングコンデンサ及び前記レーザ放
電電極に供給するパルスレーザ電源において、前記第２
のコンデンサの接地側に、その一端側が接続され、オン
信号が与えられて前記第２のコンデンサの放電電流を転
流させる第１のスイッチング手段と、該第１のスイッチ
ング手段に対して直列であって該第１のスイッチング手
段に対して逆方向電流を流さない向きに接続された第１
のダイオードとからなる転流回路と、前記転流回路の他
端側と、前記第２のコンデンサと前記主スイッチとの接
続点であって前記第１のコンデンサから見て前記主スイ
ッチと反対側にある接続点と、前記充電電源と前記第１
のコンデンサとの接続点とに接続され、前記転流回路に
より逸らされたエネルギを前記第１のコンデンサ又は前
記充電電源に戻すことにより回生してエネルギを蓄積す
る回生用コンデンサを含む回生回路と、を備え、前記第
２のコンデンサの放電電流の転流は、前記転流回路によ
り前記レーザ放電電極の放電完了時点から、前記第２の
コンデンサの余剰エネルギが前記ピーキングコンデンサ
を当初と同じ向きに再充電し始めるまでの間に開始され
ることを特徴とするパルスレーザ電源である。
【００１３】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記転流回路は、前記レーザ放電電極の放電完了を検出し
前記第１のスイッチング手段にオン信号を与える放電完
了検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のパ
ルスレーザ電源である。
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記転流回路は、前記レーザ放電電極の放電完了を検出し
前記第１のスイッチング手段にオン信号を与える放電完
了検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のパ
ルスレーザ電源である。
【００１４】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記転流回路は、前記第２のコンデンサと並列に接続され
たトランスを備えたことを特徴とする請求項１又は２記
載のパルスレーザ電源。
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記転流回路は、前記第２のコンデンサと並列に接続され
たトランスを備えたことを特徴とする請求項１又は２記
載のパルスレーザ電源。
【００１５】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記放電完了検出手段は、前記放電完了検出手段は、前記
主スイッチのトリガ出力から一定の時間を経過して後信
号を出力する遅延回路と、前記遅延回路の信号を受けて
前記第１のスイッチング手段にオン信号を出力するゲー
トドライブ回路を備えたことを特徴とする請求項２に記
載のパルスレーザ電源である。
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記放電完了検出手段は、前記放電完了検出手段は、前記
主スイッチのトリガ出力から一定の時間を経過して後信
号を出力する遅延回路と、前記遅延回路の信号を受けて
前記第１のスイッチング手段にオン信号を出力するゲー
トドライブ回路を備えたことを特徴とする請求項２に記
載のパルスレーザ電源である。
【００１６】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記放電完了検出手段は、レーザ放電電極の放電電流を検
出する電流検出手段と、該電流検出手段からの検出信号
の電流零点を検出する電流零点検出手段と、この電流
零点検出手段の出力を受けて前記第１のスイッチング手
段にオン信号を出力するゲートドライブ回路を備えたこ
とを特徴とする請求項２に記載のパルスレーザ電源であ
る。
する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前
記放電完了検出手段は、レーザ放電電極の放電電流を検
出する電流検出手段と、該電流検出手段からの検出信号
の電流零点を検出する電流零点検出手段と、この電流
零点検出手段の出力を受けて前記第１のスイッチング手
段にオン信号を出力するゲートドライブ回路を備えたこ
とを特徴とする請求項２に記載のパルスレーザ電源であ
る。
【００１７】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、前記電流検出手段は高周波変流器またはシ
ャント抵抗器であることを特徴とする請求項５記載のパ
ルスレーザ電源である。
する発明は、前記電流検出手段は高周波変流器またはシ
ャント抵抗器であることを特徴とする請求項５記載のパ
ルスレーザ電源である。
【００１８】前記目的を達成するため、請求項７に対応
する発明は、前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の放
電光を検出する光検出手段と、光検出手段の検出信号零
点を検出する出力零点検出手段と、この出力零点検出手
段の出力を受けて前記第１のスイッチング手段にオン信
号を出力するゲートドライブ回路を備えたことを特徴と
する請求項２または請求項３記載のパルスレーザ電源で
ある。
する発明は、前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の放
電光を検出する光検出手段と、光検出手段の検出信号零
点を検出する出力零点検出手段と、この出力零点検出手
段の出力を受けて前記第１のスイッチング手段にオン信
号を出力するゲートドライブ回路を備えたことを特徴と
する請求項２または請求項３記載のパルスレーザ電源で
ある。
【００１９】前記目的を達成するため、請求項８に対応
する発明は、前記光検出手段は、ホトダイオードである
ことを特徴とする請求項７記載のパルスレーザ電源であ
る。前記目的を達成するため、請求項９に対応する発明
は、前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエ
ネルギを蓄積する回生用コンデンサと第２のスイッチン
グ手段を備え、前記回生用コンデンサの高圧側が前記第
２のスイッチング手段を介して前記第１のコンデンサの
充電電源側に接続され、低圧側が前記第２のコンデンサ
の高圧側に接続されていることを特徴とする請求項１記
載のパルスレーザ電源である。
する発明は、前記光検出手段は、ホトダイオードである
ことを特徴とする請求項７記載のパルスレーザ電源であ
る。前記目的を達成するため、請求項９に対応する発明
は、前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエ
ネルギを蓄積する回生用コンデンサと第２のスイッチン
グ手段を備え、前記回生用コンデンサの高圧側が前記第
２のスイッチング手段を介して前記第１のコンデンサの
充電電源側に接続され、低圧側が前記第２のコンデンサ
の高圧側に接続されていることを特徴とする請求項１記
載のパルスレーザ電源である。
【００２０】前記目的を達成するため、請求項１０に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエネル
ギを蓄積する回生用コンデンサと第２のスイッチング手
段と、前記第１のコンデンサから前記第２のスイッチン
グ手段を介して前記回生用コンデンサへエネルギが逆流
するのを阻止する向きに接続された第２のダイオードを
備え、前記回生用コンデンサの高圧側が前記第２のスイ
ッチング手段と前記第２のダイオードの直列回路を介し
て前記第１のコンデンサの充電電源側に接続され、低圧
側が前記第２のコンデンサの高圧側に接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載のパルスレーザ電源であ
る。
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエネル
ギを蓄積する回生用コンデンサと第２のスイッチング手
段と、前記第１のコンデンサから前記第２のスイッチン
グ手段を介して前記回生用コンデンサへエネルギが逆流
するのを阻止する向きに接続された第２のダイオードを
備え、前記回生用コンデンサの高圧側が前記第２のスイ
ッチング手段と前記第２のダイオードの直列回路を介し
て前記第１のコンデンサの充電電源側に接続され、低圧
側が前記第２のコンデンサの高圧側に接続されているこ
とを特徴とする請求項１記載のパルスレーザ電源であ
る。
【００２１】前記目的を達成するため、請求項１１に対
応する発明は、前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前記
回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデンサ
に蓄積されたエネルギを交流電力に変換し、充電電源の
交流入力に戻すインバータを備えたことを特徴とする請
求項１記載のパルスレーザ電源である。
応する発明は、前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前記
回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデンサ
に蓄積されたエネルギを交流電力に変換し、充電電源の
交流入力に戻すインバータを備えたことを特徴とする請
求項１記載のパルスレーザ電源である。
【００２２】前記目的を達成するため、請求項１２に対
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエネル
ギを蓄積する回生用コンデンサと、前記回生用コンデン
サに並列接続され前記回生用コンデンサに蓄積されたエ
ネルギを交流電力に変換するインバータと、前記インバ
ータからの交流電力が直流電力に変換され、前記充電電
源の直流コンデンサに回生される整流回路を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のパルスレーザ電源である。
応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、
前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエネル
ギを蓄積する回生用コンデンサと、前記回生用コンデン
サに並列接続され前記回生用コンデンサに蓄積されたエ
ネルギを交流電力に変換するインバータと、前記インバ
ータからの交流電力が直流電力に変換され、前記充電電
源の直流コンデンサに回生される整流回路を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のパルスレーザ電源である。
【００２３】請求項１〜１２のいずれかに記載の発明に
よれば、第２のコンデンサに残された余剰エネルギを速
やかに放電し、第１のコンデンサ或いは充電電源に回生
する転流回路及び回生回路を設けたことにより、高効
率、高信頼性のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レー
ザ放電部の長寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパ
ルスレーザ電源を提供することができる。
よれば、第２のコンデンサに残された余剰エネルギを速
やかに放電し、第１のコンデンサ或いは充電電源に回生
する転流回路及び回生回路を設けたことにより、高効
率、高信頼性のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レー
ザ放電部の長寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパ
ルスレーザ電源を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。請求項１に対応する第１の実
施形態は、図１に示すように、充電電源１０により充電
される第１のコンデンサＣ１と、閉路することで第１の
コンデンサＣ１のエネルギを第２のコンデンサＣ２に移
行する主スイッチ（半導体スイッチ）ＳＷと、飽和動作
により第２のコンデンサＣ２のエネルギをピーキングコ
ンデンサＣＰ及びレーザ放電電極に供給する可飽和リア
クトルＳＲを有するパルスレーザ電電極２０の構成は、
図１１の従来例と同一である。
図面を参照して説明する。請求項１に対応する第１の実
施形態は、図１に示すように、充電電源１０により充電
される第１のコンデンサＣ１と、閉路することで第１の
コンデンサＣ１のエネルギを第２のコンデンサＣ２に移
行する主スイッチ（半導体スイッチ）ＳＷと、飽和動作
により第２のコンデンサＣ２のエネルギをピーキングコ
ンデンサＣＰ及びレーザ放電電極に供給する可飽和リア
クトルＳＲを有するパルスレーザ電電極２０の構成は、
図１１の従来例と同一である。
【００２５】これと異なる点は、新たに、第２のコンデ
ンサＣ２と並列に、転流回路３０と回生回路４０からな
る直列回路を接続したものである。このような構成のパ
ルスレーザ電源において、第２のコンデンサＣ２に余剰
エネルギが残される過程は前述の通りである。
ンサＣ２と並列に、転流回路３０と回生回路４０からな
る直列回路を接続したものである。このような構成のパ
ルスレーザ電源において、第２のコンデンサＣ２に余剰
エネルギが残される過程は前述の通りである。
【００２６】動作を図２を参照して説明する。転流回路
３０は、レーザ放電電極２０の放電が終了した直後、第
２のコンデンサＣ２の放電電流を回生回路４０に転流す
る。この転流作用により第２のコンデンサＣ２の余剰エ
ネルギは転流回路３０を介して回生回路４０に全て移行
する。回生回路４０は、移行されたエネルギを蓄積し、
この蓄積エネルギを直流あるいは交流に変換して、第１
のコンデンサＣ１あるいは充電電源１０側に回生する。
３０は、レーザ放電電極２０の放電が終了した直後、第
２のコンデンサＣ２の放電電流を回生回路４０に転流す
る。この転流作用により第２のコンデンサＣ２の余剰エ
ネルギは転流回路３０を介して回生回路４０に全て移行
する。回生回路４０は、移行されたエネルギを蓄積し、
この蓄積エネルギを直流あるいは交流に変換して、第１
のコンデンサＣ１あるいは充電電源１０側に回生する。
【００２７】これにより、高信頼性、高効率のパルスレ
ーザ電源を提供し、更にレーザ放電部の高信頼性、長寿
命化も図れるパルスレーザ電源を提供することができ
る。次に、転流回路３０の具体例を示した請求項２に対
応する実施形態について、図３の構成図を参照して説明
する。
ーザ電源を提供し、更にレーザ放電部の高信頼性、長寿
命化も図れるパルスレーザ電源を提供することができ
る。次に、転流回路３０の具体例を示した請求項２に対
応する実施形態について、図３の構成図を参照して説明
する。
【００２８】図３において、第２のコンデンサＣ２の接
地側と回生回路４０の間に転流用スイッチＳＷｒ１と第
１のダイオードＤｒ１の直列回路が接続され、転流用ス
イッチＳＷｒ１のゲート端子に放電完了検出手段３１が
接続される。
地側と回生回路４０の間に転流用スイッチＳＷｒ１と第
１のダイオードＤｒ１の直列回路が接続され、転流用ス
イッチＳＷｒ１のゲート端子に放電完了検出手段３１が
接続される。
【００２９】レーザ放電電極２０間の放電が終了する
と、放電完了検出手段３１は転流用スイッチＳＷｒ１の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチＳＷｒ１は投入される。転流用スイッチＳＷｒ１が
オンすると、第２のコンデンサＣ２→転流用スイッチＳ
Ｗｒ１→第１のダイオードＤｒ１→回生回路４０→第２
のコンデンサＣ２の経路が形成され、第２のコンデンサ
Ｃ２の余剰エネルギが速やかに回生回路４０に移行され
る。この移行されたエネルギは回生回路４０により第１
のコンデンサＣ１に回生される。
と、放電完了検出手段３１は転流用スイッチＳＷｒ１の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチＳＷｒ１は投入される。転流用スイッチＳＷｒ１が
オンすると、第２のコンデンサＣ２→転流用スイッチＳ
Ｗｒ１→第１のダイオードＤｒ１→回生回路４０→第２
のコンデンサＣ２の経路が形成され、第２のコンデンサ
Ｃ２の余剰エネルギが速やかに回生回路４０に移行され
る。この移行されたエネルギは回生回路４０により第１
のコンデンサＣ１に回生される。
【００３０】次に、請求項３に対応する実施形態につい
て、図４の構成図を参照して説明する。図４において、
第２のコンデンサＣ２と並列にトランスＴＲが接続さ
れ、前記トランスＴＲの２次側と回生回路４０の間に転
流用スイッチＳＷｒ１と第１のダイオードＤｒ１の直列
回路が接続され、転流用スイッチＳＷｒ１のゲート端子
に放電完了検出手段３１が接続される。
て、図４の構成図を参照して説明する。図４において、
第２のコンデンサＣ２と並列にトランスＴＲが接続さ
れ、前記トランスＴＲの２次側と回生回路４０の間に転
流用スイッチＳＷｒ１と第１のダイオードＤｒ１の直列
回路が接続され、転流用スイッチＳＷｒ１のゲート端子
に放電完了検出手段３１が接続される。
【００３１】レーザ放電電極２０間の放電が終了する
と、放電完了検出手段３１は転流用スイッチＳＷｒ１の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチＳＷｒ１は投入される。転流用スイッチＳＷｒ１が
オンすると、第２のコンデンサＣ２→トランスＴＲ→転
流用スイッチＳＷｒ１→第１のダイオードＤｒ１→回生
回路４０→トランスＴＲ→第２のコンデンサＣ２の経路
が形成され、第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが速
やかに回生回路４０に移行される。この移行されたエネ
ルギは回生回路４０により第１のコンデンサＣ１に回生
される。
と、放電完了検出手段３１は転流用スイッチＳＷｒ１の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチＳＷｒ１は投入される。転流用スイッチＳＷｒ１が
オンすると、第２のコンデンサＣ２→トランスＴＲ→転
流用スイッチＳＷｒ１→第１のダイオードＤｒ１→回生
回路４０→トランスＴＲ→第２のコンデンサＣ２の経路
が形成され、第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが速
やかに回生回路４０に移行される。この移行されたエネ
ルギは回生回路４０により第１のコンデンサＣ１に回生
される。
【００３２】前述のような構成にすると、トランスＴＲ
で電圧を降圧することができるので、請求項２に比べ転
流用スイッチＳＷｒ１及び第１のダイオードＤｒ１の電
圧定格を低くすることができ、回路の小型化、低コスト
化を図ることができる。
で電圧を降圧することができるので、請求項２に比べ転
流用スイッチＳＷｒ１及び第１のダイオードＤｒ１の電
圧定格を低くすることができ、回路の小型化、低コスト
化を図ることができる。
【００３３】次に、請求項４に対応する実施形態につい
て、図５の構成図を参照して説明する。図５において、
主スイッチＳＷのトリガ信号を入力するための端子を持
つ遅延回路３１Ｄの出力に、遅延回路３１Ｄの出力を受
けてゲートパルスを出力するゲートドライブ回路３１Ｇ
が接続される。このゲートドライブ回路３１Ｇの出力
は、転流用スイッチＳＷｒ１のゲート端子に接続され
る。
て、図５の構成図を参照して説明する。図５において、
主スイッチＳＷのトリガ信号を入力するための端子を持
つ遅延回路３１Ｄの出力に、遅延回路３１Ｄの出力を受
けてゲートパルスを出力するゲートドライブ回路３１Ｇ
が接続される。このゲートドライブ回路３１Ｇの出力
は、転流用スイッチＳＷｒ１のゲート端子に接続され
る。
【００３４】レーザ放電電極２０間の放電は、多少のば
らつきはあるものの主スイッチＳＷが投入されてからほ
ぼ一定の時間を経た後終了する。本実施形態は、その特
性を利用したものである。主スイッチのトリガ信号を受
けた遅延回路３１Ｄは予め設定された時間（主スイッチ
がオンしてから放電が終了するまでの時間）を経過した
後、信号を出力する。この出力信号を受けて、ゲートド
ライブ回路は転流用スイッチＳＷｒ１のゲートにオン信
号を出力する。
らつきはあるものの主スイッチＳＷが投入されてからほ
ぼ一定の時間を経た後終了する。本実施形態は、その特
性を利用したものである。主スイッチのトリガ信号を受
けた遅延回路３１Ｄは予め設定された時間（主スイッチ
がオンしてから放電が終了するまでの時間）を経過した
後、信号を出力する。この出力信号を受けて、ゲートド
ライブ回路は転流用スイッチＳＷｒ１のゲートにオン信
号を出力する。
【００３５】次に、請求項５、請求項６、請求項７に対
応する実施形態について、図６の構成図を参照して説明
する。図６において、レーザ放電電極２０間に流れる電
流を検出する電流検出手段３１ＩＤの出力はコンパレー
タ３１ＣＰに接続され、２つに分岐されたコンパレータ
３１ＣＰの出力の一方はラッチ回路３１ＬＨを介して、
他方は直接排他的論理和ＸＯＲの入力に接続される。排
他的論理和ＸＯＲの出力はゲートドライブ回路３１Ｇに
接続され、ゲートドライブ回路３１Ｇの出力は転流用ス
イッチＳＷｒ１のゲート端子に接続される。
応する実施形態について、図６の構成図を参照して説明
する。図６において、レーザ放電電極２０間に流れる電
流を検出する電流検出手段３１ＩＤの出力はコンパレー
タ３１ＣＰに接続され、２つに分岐されたコンパレータ
３１ＣＰの出力の一方はラッチ回路３１ＬＨを介して、
他方は直接排他的論理和ＸＯＲの入力に接続される。排
他的論理和ＸＯＲの出力はゲートドライブ回路３１Ｇに
接続され、ゲートドライブ回路３１Ｇの出力は転流用ス
イッチＳＷｒ１のゲート端子に接続される。
【００３６】コンパレータ３１ＣＰに有する設定器３１
Ｅによりしきい値をごく零点近傍に設定する。レーザ放
電電極２０間に電流が流れていない場合、コンパレータ
３１ＣＰの出力信号は“０”、ラッチ回路３１ＬＨの出
力も“０”であるので排他的論理和ＸＯＲの出力も
“０”となりゲートドライブ回路３１Ｇは出力を出さな
い。レーザ放電電極２０間に電流が流れ、電流検出手段
３１ＩＤの出力信号がしきい値を越えると、コンパレー
タ３１ＣＰの出力及びラッチ回路３１ＬＨの出力はとも
に“１”となるが、排他的論理和ＸＯＲの出力は“０”
であるのでゲートドライブ回路３１Ｇは出力を出さない
ままである。レーザ放電電極２０間の電流が減少し、電
流検出手段３１ＩＤの出力信号がしきい値以下になると
コンパレータ３１ＣＰの出力は“０”となるが、ラッチ
回路３１ＬＨの出力は“１”のままであるので、排他的
論理和ＸＯＲの出力は“１”に変わりゲートドライブ回
路３１Ｇは出力を出す。以上の動作により、放電完了時
点で転流用スイッチＳＷｒ１を投入することができる。
Ｅによりしきい値をごく零点近傍に設定する。レーザ放
電電極２０間に電流が流れていない場合、コンパレータ
３１ＣＰの出力信号は“０”、ラッチ回路３１ＬＨの出
力も“０”であるので排他的論理和ＸＯＲの出力も
“０”となりゲートドライブ回路３１Ｇは出力を出さな
い。レーザ放電電極２０間に電流が流れ、電流検出手段
３１ＩＤの出力信号がしきい値を越えると、コンパレー
タ３１ＣＰの出力及びラッチ回路３１ＬＨの出力はとも
に“１”となるが、排他的論理和ＸＯＲの出力は“０”
であるのでゲートドライブ回路３１Ｇは出力を出さない
ままである。レーザ放電電極２０間の電流が減少し、電
流検出手段３１ＩＤの出力信号がしきい値以下になると
コンパレータ３１ＣＰの出力は“０”となるが、ラッチ
回路３１ＬＨの出力は“１”のままであるので、排他的
論理和ＸＯＲの出力は“１”に変わりゲートドライブ回
路３１Ｇは出力を出す。以上の動作により、放電完了時
点で転流用スイッチＳＷｒ１を投入することができる。
【００３７】次に、請求項９、１０に対応する実施形態
について、図７を参照して説明する。
について、図７を参照して説明する。
【００３８】図７において、転流回路３０からの入力端
に回生用コンデンサＣｒが並列接続され、回生用コンデ
ンサＣｒの高圧側が回生用スイッチＳＷｒ２を介して第
１のコンデンサＣ１の充電電源側に接続され、低圧側が
第２のコンデンサＣ２の高圧側に接続される。
に回生用コンデンサＣｒが並列接続され、回生用コンデ
ンサＣｒの高圧側が回生用スイッチＳＷｒ２を介して第
１のコンデンサＣ１の充電電源側に接続され、低圧側が
第２のコンデンサＣ２の高圧側に接続される。
【００３９】レーザ放電電極２０の放電が終了すると、
転流回路３０により第２のコンデンサＣ２の余剰エネル
ギは回生用コンデンサＣｒに移行され、回生用コンデン
サＣｒは図示極性で充電される。回生用コンデンサＣｒ
に蓄積されたエネルギは、主スイッチＳＷが十分オフ状
態になった後回生用スイッチＳＷｒ２を投入することに
より回生用コンデンサＣｒ→回生用スイッチＳＷｒ２→
第１のコンデンサＣ１→放電リアクトルＬＤ→回生用コ
ンデンサＣｒの経路で第１のコンデンサＣ１に回生され
る。
転流回路３０により第２のコンデンサＣ２の余剰エネル
ギは回生用コンデンサＣｒに移行され、回生用コンデン
サＣｒは図示極性で充電される。回生用コンデンサＣｒ
に蓄積されたエネルギは、主スイッチＳＷが十分オフ状
態になった後回生用スイッチＳＷｒ２を投入することに
より回生用コンデンサＣｒ→回生用スイッチＳＷｒ２→
第１のコンデンサＣ１→放電リアクトルＬＤ→回生用コ
ンデンサＣｒの経路で第１のコンデンサＣ１に回生され
る。
【００４０】次に、請求項１１に対応する実施形態につ
いて、図８を参照して説明する。図８において、転流回
路３０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続
され、回生用コンデンサＣｒの高圧側が回生用スイッチ
ＳＷｒ２と図示極性のダイオードＤｒ２の直列回路を介
して第１のコンデンサＣ１の充電電源側に接続され、低
圧側が前記第２のコンデンサＣ２の高圧側に接続され
る。
いて、図８を参照して説明する。図８において、転流回
路３０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続
され、回生用コンデンサＣｒの高圧側が回生用スイッチ
ＳＷｒ２と図示極性のダイオードＤｒ２の直列回路を介
して第１のコンデンサＣ１の充電電源側に接続され、低
圧側が前記第２のコンデンサＣ２の高圧側に接続され
る。
【００４１】前述のように構成されたパルスレーザにお
いて、第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが回生用コ
ンデンサＣｒに移行され、回生用スイッチＳＷｒ２の投
入によって第１のコンデンサＣ１に回生されるまでは前
記請求項１０に対応する実施形態と同様である。
いて、第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが回生用コ
ンデンサＣｒに移行され、回生用スイッチＳＷｒ２の投
入によって第１のコンデンサＣ１に回生されるまでは前
記請求項１０に対応する実施形態と同様である。
【００４２】回生用スイッチＳＷｒ２のスイッチ素子と
して例えばＩＧＢＴを用いた場合、ＩＧＢＴはパッケー
ジ内に逆方向電流を通電するためのダイオードＤｐを内
蔵しているため、ダイオードＤｒ２がないと第１のコン
デンサＣ１→ダイオードＤｐ→回生用コンデンサＣｒ→
放電リアクトルＬＤ→第１のコンデンサＣ１の経路の共
振動作によりダイオードＤｐを通して第１のコンデンサ
Ｃ１から回生用コンデンサＣｒにエネルギが逆流してし
まう。ダイオードＤｒ２はこのエネルギ逆流を阻止する
目的で挿入される。これにより、エネルギが回生回路４
０に逆流するのを阻止できるので、安定した回生動作を
実現することが可能になる。
して例えばＩＧＢＴを用いた場合、ＩＧＢＴはパッケー
ジ内に逆方向電流を通電するためのダイオードＤｐを内
蔵しているため、ダイオードＤｒ２がないと第１のコン
デンサＣ１→ダイオードＤｐ→回生用コンデンサＣｒ→
放電リアクトルＬＤ→第１のコンデンサＣ１の経路の共
振動作によりダイオードＤｐを通して第１のコンデンサ
Ｃ１から回生用コンデンサＣｒにエネルギが逆流してし
まう。ダイオードＤｒ２はこのエネルギ逆流を阻止する
目的で挿入される。これにより、エネルギが回生回路４
０に逆流するのを阻止できるので、安定した回生動作を
実現することが可能になる。
【００４３】次に、請求項１１に対応する実施形態につ
いて図９を参照して説明する。図９において、転流回路
３０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続さ
れ、回生用コンデンサＣｒに並列にインバータ４１が接
続されこのインバータ４１の出力は充電電源の交流入力
に接続される。
いて図９を参照して説明する。図９において、転流回路
３０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続さ
れ、回生用コンデンサＣｒに並列にインバータ４１が接
続されこのインバータ４１の出力は充電電源の交流入力
に接続される。
【００４４】前述のように構成された図９において、第
２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが転流回路３０を介
して回生用コンデンサＣｒに移行されるまでは、前記請
求項１０に対応する実施形態と同様である。回生用コン
デンサＣｒに蓄積されたエネルギは、インバータ４１に
よって交流電力に変換され、充電電源１０の交流入力に
回生される。
２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが転流回路３０を介
して回生用コンデンサＣｒに移行されるまでは、前記請
求項１０に対応する実施形態と同様である。回生用コン
デンサＣｒに蓄積されたエネルギは、インバータ４１に
よって交流電力に変換され、充電電源１０の交流入力に
回生される。
【００４５】次に、請求項１２に対応する実施形態を図
１０を参照して説明する。図１０において、転流回路３
０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続さ
れ、回生用コンデンサＣｒに並列にインバータ４１が接
続されインバータ４１の出力は整流器４２に接続され、
この整流器４２の出力は充電電源１０の直流コンデンサ
に接続される。
１０を参照して説明する。図１０において、転流回路３
０からの入力端に回生用コンデンサＣｒが並列接続さ
れ、回生用コンデンサＣｒに並列にインバータ４１が接
続されインバータ４１の出力は整流器４２に接続され、
この整流器４２の出力は充電電源１０の直流コンデンサ
に接続される。
【００４６】前述のように構成された図１０において、
第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが転流回路３０を
介して回生用コンデンサＣｒに移行され、回生用コンデ
ンサＣｒに蓄積されたエネルギがインバータ４１により
交流電力に変換されるまでは、前記請求項１２に対応す
る実施形態と同様である。インバータ４１からの交流電
力は整流器４２によって直流電力に変換され、充電電源
１０の直流コンデンサに回生される。
第２のコンデンサＣ２の余剰エネルギが転流回路３０を
介して回生用コンデンサＣｒに移行され、回生用コンデ
ンサＣｒに蓄積されたエネルギがインバータ４１により
交流電力に変換されるまでは、前記請求項１２に対応す
る実施形態と同様である。インバータ４１からの交流電
力は整流器４２によって直流電力に変換され、充電電源
１０の直流コンデンサに回生される。
【００４７】前述のように、請求項１から請求項１２に
対応する実施形態では、第２のコンデンサＣ２に残され
た余剰エネルギを、第１のコンデンサＣ１或いは充電電
源１０に回生するための転流回路３０及び回生回路４０
を付加したため、余剰エネルギを有効に利用し、電源の
効率を向上させることができる。また、余剰エネルギに
よってレーザ放電電極２０の極間に不要な電圧が印加す
ることを防止できるため、アーク放電を抑制することが
できレーザ放電部の高信頼化、長寿命化を図ることがで
きる。
対応する実施形態では、第２のコンデンサＣ２に残され
た余剰エネルギを、第１のコンデンサＣ１或いは充電電
源１０に回生するための転流回路３０及び回生回路４０
を付加したため、余剰エネルギを有効に利用し、電源の
効率を向上させることができる。また、余剰エネルギに
よってレーザ放電電極２０の極間に不要な電圧が印加す
ることを防止できるため、アーク放電を抑制することが
できレーザ放電部の高信頼化、長寿命化を図ることがで
きる。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、第２
のコンデンサに残された余剰エネルギを速やかに放電
し、第１のコンデンサ或いは充電電源に回生する転流回
路及び回生回路を設けたことにより、高効率、高信頼性
のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レーザ放電部の長
寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパルスレーザ電
源を提供することができる。
のコンデンサに残された余剰エネルギを速やかに放電
し、第１のコンデンサ或いは充電電源に回生する転流回
路及び回生回路を設けたことにより、高効率、高信頼性
のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レーザ放電部の長
寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパルスレーザ電
源を提供することができる。
【図１】請求項１に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
ーザ電源の構成図。
【図２】図１の実施形態の動作を説明するための電圧波
形および電流波形を示す図。
形および電流波形を示す図。
【図３】請求項２に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
ーザ電源の構成図。
【図４】請求項３に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
ーザ電源の構成図。
【図５】請求項４に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
ーザ電源の構成図。
【図６】請求項５に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
ーザ電源の構成図。
【図７】請求項１０に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
レーザ電源の構成図。
【図８】請求項１１に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
レーザ電源の構成図。
【図９】請求項１２に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
レーザ電源の構成図。
【図１０】請求項１３に対応する実施形態におけるパル
スレーザ電源の構成図。
スレーザ電源の構成図。
【図１１】従来のパルスレーザ電源の構成図。
【図１２】図１１のパルスレーザ電源の動作を説明する
ための電圧波形図。
ための電圧波形図。
Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、
ＣＰ…ピーキングコンデンサ、
ＳＷ…主スイッチ、
ＳＲ…可飽和リアクトル、
ＬＤ，ＬＨ，ＬＧ…リアクトル、
１０…充電電源、
２０…レーザ放電電極、
３０…転流回路、
４０…回生回路。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−349677（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−367291（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−327089（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−327090（ＪＰ，Ａ)
岡村勝也 他，平成４年電気学会全国
大会講演論文集，1992年発行，第５−
149頁
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (12)
- 【請求項１】 充電電源とレーザ放電電極の間に、第１
のコンデンサ及び可飽和リアクトルが直列に接続される
と共に、主スイッチと第２のコンデンサとピーキングコ
ンデンサがそれぞれ並列に接続され、前記主スイッチを
閉路することで前記第１のコンデンサのエネルギを前記
第２のコンデンサに移行し、前記可飽和リアクトルの飽
和動作により前記第２のコンデンサのエネルギを前記ピ
ーキングコンデンサ及び前記レーザ放電電極に供給する
パルスレーザ電源において、 前記第２のコンデンサの接地側に、その一端側が接続さ
れ、オン信号が与えられて前記第２のコンデンサの放電
電流を転流させる第１のスイッチング手段と、該第１の
スイッチング手段に対して直列であって該第１のスイッ
チング手段に対して逆方向電流を流さない向きに接続さ
れた第１のダイオードとからなる転流回路と、 前記転流回路の他端側と、前記第２のコンデンサと前記
主スイッチとの接続点であって前記第１のコンデンサか
ら見て前記主スイッチと反対側にある接続点と、前記充
電電源と前記第１のコンデンサとの接続点とに接続さ
れ、前記転流回路により逸らされたエネルギを前記第１
のコンデンサ又は前記充電電源に戻すことにより回生し
てエネルギを蓄積する回生用コンデンサを含む回生回路
と、 を備え、前記第２のコンデンサの放電電流の転流は、前
記転流回路により前記レーザ放電電極の放電完了時点か
ら、前記第２のコンデンサの余剰エネルギが前記ピーキ
ングコンデンサを当初と同じ向きに再充電し始めるまで
の間に開始されることを特徴とするパルスレーザ電源。 - 【請求項２】 前記転流回路は、前記レーザ放電電極の
放電完了を検出し前記第１のスイッチング手段にオン信
号を与える放電完了検出手段を備えたことを特徴とする
請求項１記載のパルスレーザ電源。 - 【請求項３】 前記転流回路は、前記第２のコンデンサ
と並列に接続されたトランスを備えたことを特徴とする
請求項１又は２記載のパルスレーザ電源。 - 【請求項４】 前記放電完了検出手段は、前記主スイッ
チのトリガ出力から一定の時間を経過して後信号を出力
する遅延回路と、前記遅延回路の信号を受けて前記第１
のスイッチング手段にオン信号を出力するゲートドライ
ブ回路を備えたことを特徴とする請求項２に記載のパル
スレーザ電源。 - 【請求項５】 前記放電完了検出手段は、レーザ放電電
極の放電電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手
段からの検出信号 の電流零点を検出する電流零点検出
手段と、この電流零点検出手段の出力を受けて前記第１
のスイッチング手段にオン信号を出力するゲートドライ
ブ回路を備えたことを特徴とする請求項２に記載のパル
スレーザ電源。 - 【請求項６】 前記電流検出手段は高周波変流器または
シャント抵抗器であることを特徴とする請求項５記載の
パルスレーザ電源。 - 【請求項７】 前記放電完了検出手段は、レーザ放電電
極の放電光を検出する光検出手段と、光検出手段の検出
信号零点を検出する出力零点検出手段と、この出力零点
検出手段の出力を受けて前記第１のスイッチング手段に
オン信号を出力するゲートドライブ回路を備えたことを
特徴とする請求項２または請求項３記載のパルスレーザ
電源。 - 【請求項８】 前記光検出手段は、ホトダイオードであ
ることを特徴とする請求項７記載のパルスレーザ電源。 - 【請求項９】 前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと第２の
スイッチング手段を備え、前記回生用コンデンサの高圧
側が前記第２のスイッチング手段を介して前記第１のコ
ンデンサの充電電源側に接続され、低圧側が前記第２の
コンデンサの高圧側に接続されていることを特徴とする
請求項１記載のパルスレーザ電源。 - 【請求項１０】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと第２
のスイッチング手段と、前記第１のコンデンサから前記
第２のスイッチング手段を介して前記回生用コンデンサ
へエネルギが逆流するのを阻止する向きに接続された第
２のダイオードを備え、前記回生用コンデンサの高圧側
が前記第２のスイッチング手段と前記第２のダイオード
の直列回路を介して前記第１のコンデンサの充電電源側
に接続され、低圧側が前記第２のコンデンサの高圧側に
接続されていることを特徴とする請求項１記載のパルス
レーザ電源。 - 【請求項１１】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前
記回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデン
サに蓄積されたエネルギを交流電力に変換し、充電電源
の交流入力に戻すインバータを備えたことを特徴とする
請求項１記載のパルスレーザ電源。 - 【請求項１２】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前
記回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデン
サに蓄積されたエネルギを交流電力に変換するインバー
タと、前記インバータからの交流電力が直流電力に変換
され、前記充電電源の直流コンデンサに回生される整流
回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のパルスレ
ーザ電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318096A JP3383510B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | パルスレーザ電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318096A JP3383510B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | パルスレーザ電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246634A JPH09246634A (ja) | 1997-09-19 |
| JP3383510B2 true JP3383510B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=12935679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318096A Expired - Fee Related JP3383510B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | パルスレーザ電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383510B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5075775B2 (ja) * | 2008-09-19 | 2012-11-21 | ギガフォトン株式会社 | パルスレーザ用電源装置 |
| US8724669B2 (en) | 2011-02-03 | 2014-05-13 | Ipg Photonics Corporation | System for driving pulsed laser diode pump |
| KR20220161364A (ko) | 2020-03-31 | 2022-12-06 | 아이피지 포토닉스 코포레이션 | 고파워 레이저 전자기기 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP5318096A patent/JP3383510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 岡村勝也 他，平成４年電気学会全国大会講演論文集，１９９２年発行，第５−１４９頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09246634A (ja) | 1997-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0865884A (ja) | エネルギ再生スナバ回路を利用したブースタ変換機 | |
| JP3490051B2 (ja) | コンデンサ充電装置及び充電方法 | |
| JP3383510B2 (ja) | パルスレーザ電源 | |
| JP2004087645A (ja) | パルス電源装置 | |
| JPH04349677A (ja) | パルスレーザ電源 | |
| JP3001723B2 (ja) | パルス充電回路 | |
| JP5369742B2 (ja) | パルス電源 | |
| JPS62249493A (ja) | 自動予備電離エキシマレ−ザ装置 | |
| JP2002289950A (ja) | パルスレーザ電源 | |
| JPH04193074A (ja) | 倍電圧方式充電回路 | |
| JP4570752B2 (ja) | 電源装置 | |
| JPH09148657A (ja) | パルスレーザ電源 | |
| JP4612234B2 (ja) | パルス電源 | |
| KR960016810B1 (ko) | 펄스 발생 장치 및 이를 사용한 집진 장치 | |
| JP2000184710A (ja) | トランス絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| JPH10112637A (ja) | パルス電源 | |
| JP3001724B2 (ja) | パルス充電回路 | |
| SU1499472A1 (ru) | Ключ посто нного тока | |
| JPH0134715B2 (ja) | ||
| JPS63299288A (ja) | パルスガスレ−ザ装置 | |
| JP2002118976A (ja) | コンデンサの充電方法及び充電装置 | |
| SU1073025A1 (ru) | Устройство дл дуговой сварки | |
| JP2799029B2 (ja) | 倍電圧方式充電回路 | |
| JPH04193073A (ja) | パルスレーザ電源 | |
| JPH0327769A (ja) | 電源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |