JP7197422B2 - power supply - Google Patents
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Description
本発明は、レーザダイオードに指令された電流を供給するためのレーザダイオード用の電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply for a laser diode for supplying a commanded current to the laser diode.
特許文献1に記載されるように、レーザダイオード用の電源装置には、スイッチング素子を有する複数の降圧型コンバータ回路(以下、降圧回路)を並列接続して、各降圧回路から出力される電流を合流させてレーザダイオードに供給する構成のものがある。このような構成においては、各降圧回路より生成された(1/降圧回路の数)の値の電流を、(スイッチング周期/降圧回路の数)ずつスイッチング素子がオンするタイミングをずらして出力する。これにより、リップル電流の低減を図って、レーザダイオードに一定の電流を流すことが可能になる。
As described in
しかしながら、上記従来技術では、十分にリプル電流を低減できなかった。 However, the above-described prior art could not sufficiently reduce the ripple current.
そこで、本発明は、レーザダイオードに流れる電流のリップル電流を低減することができる電源装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power supply device capable of reducing the ripple current of the current flowing through a laser diode.
本発明の態様は、レーザダイオードに電流を供給するためのレーザダイオード用の電源装置であって、並列接続され且つスイッチング素子を備えたN個の電流生成回路を有し、入力直流電圧を出力直流電流に変換し、前記レーザダイオードに前記出力直流電流を供給する変換回路と、前記レーザダイオードの電流と電圧との関係を示す電流-電圧特性を用いて、指令電流値から指令出力電圧を決定する指令出力電圧決定部と、前記レーザダイオードに流れるリップル電流を所定値以下に抑えることができる、前記スイッチング素子の前記Nに依存したオンデューティを記憶したオンデューティ記憶部と、前記オンデューティと、前記指令出力電圧とに基づいて、指令入力電圧を決定する指令入力電圧決定部と、交流電源から供給された交流電圧を前記指令入力電圧の直流電圧に変換して前記入力直流電圧を生成する入力電圧調整回路と、を備える。 An aspect of the present invention is a power supply device for a laser diode for supplying current to the laser diode, comprising N current generation circuits connected in parallel and provided with switching elements, for converting an input DC voltage into an output DC voltage. A command output voltage is determined from a command current value using a conversion circuit that converts the current into a current and supplies the output DC current to the laser diode, and a current-voltage characteristic that indicates the relationship between the current and voltage of the laser diode. a command output voltage determination unit; an on-duty storage unit storing an on-duty dependent on the N of the switching element capable of suppressing the ripple current flowing through the laser diode to a predetermined value or less; the on-duty; a command input voltage determination unit that determines a command input voltage based on the command output voltage; and an input voltage that generates the input DC voltage by converting an AC voltage supplied from an AC power supply into a DC voltage of the command input voltage. and an adjustment circuit.
本発明によれば、レーザダイオードに流れる電流のリップル電流を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the ripple current of the current flowing through the laser diode.
本発明に係る電源装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A power supply device according to the present invention will be described in detail below with preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態における電源装置10の概略構成図である。電源装置10は、交流電源12から供給された電力に基づいて、外部コントローラ(図示せず)から与えられた指令電流値に従って、レーザダイオード14に電流を供給するためのレーザダイオード用の電源装置である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
電源装置10は、コンデンサ16と、変換回路18と、指令出力電圧決定部20と、指令入力電圧決定部22と、入力電圧調整回路24と、オンデューティ記憶部26と、電流-電圧特性記憶部28と、電流検出部30と、制御部34と、を備える。
The
入力電圧調整回路24は、交流電源12から供給された交流電圧を、指令入力電圧決定部22が後述するように決定した指令入力電圧(Vin’)の直流電圧に変換して入力直流電圧(Vin)を生成する。入力電圧調整回路24が出力する入力直流電圧(Vin)は、コンデンサ16によって平滑化されて変換回路18に入力される。
The input
変換回路18は、並列接続され且つスイッチング素子を備えたN個の電流生成回路40を有している。Nは2以上の整数である。変換回路18は、入力直流電圧(Vin)を出力直流電流に変換し、レーザダイオード14に出力直流電流を供給する。レーザダイオード14に出力直流電流が供給されることにより、レーザダイオード14の両端に出力直流電圧(Vout)が生じる。
The
制御部34は、外部コントローラから与えられた指令電流値と電流検出部30が検出した電流検出値との差が小さくなるようにN個の電流生成回路40を制御する制御回路である。具体的には、制御部34は、指令電流値と電流検出部30が検出した電流検出値との差が小さくなるように、(指令電流値/N)を補正した値を目標電流値としてN個の電流生成回路40に出力する。また、制御部34は、N個の電流生成回路40のスイッチング素子のオンになるタイミング(位相)が全てスイッチング周期TをN等分した値(T/N)ずれるように、N個の電流生成回路40を制御する。
The
図2は、電流生成回路40の回路構成を示す図である。電流生成回路40は、入力電圧調整回路24の正極に接続される入力端子X1と、入力電圧調整回路24の負極に接続される入力端子X2と、レーザダイオード14の両端に接続される出力端子Y1、Y2と、スイッチング素子SW1、SW2と、コイルLと、個別電流検出部42と、コントローラ46と、を備える。入力端子X2と出力端子Y2とは短絡されている。
FIG. 2 is a diagram showing the circuit configuration of the
入力端子X1と端子Xとの間にスイッチング素子SW1が接続され、端子Xと入力端子X2(出力端子Y2)との間にスイッチング素子SW2が接続されている。さらに、端子Xと出力端子Y1との間にはコイルLおよび個別電流検出部42が直列接続されている。スイッチング素子SW1、SW2はコントローラ46により一定の周期Tでオンまたはオフに制御される。スイッチング素子SW1とスイッチング素子SW2とはオンとオフとが互いに逆になるようにスイッチングされる。そして、スイッチング素子SW1がオン(スイッチング素子SW2がオフ)の場合は電流経路48aに沿って電流が流れ、スイッチング素子SW1がオフ(スイッチング素子SW2がオン)の場合は電流経路48bに沿って電流が流れる。
A switching element SW1 is connected between the input terminal X1 and the terminal X, and a switching element SW2 is connected between the terminal X and the input terminal X2 (output terminal Y2). Furthermore, a coil L and an individual
図3は、電流生成回路40の各部位の信号パターンを示す図である。横軸は全て時間である。上述したように、「SW1の状態」および「SW2の状態」に示されるようにスイッチング素子SW1、SW2は互いにオン/オフ動作が反転している。周期Tの中でスイッチング素子SW1がオンの時間をtonとすると、スイッチング素子SW1の個別オンデューティDon1は、ton/Tで定義される。したがって、スイッチング素子SW2の個別オンデューティDon2は、1-Don1になる。そして、入力端子X1、X2間の電圧である入力直流電圧(Vin)と出力端子Y1、Y2間の電圧である出力直流電圧(Vout)との関係は、Vout=Don1×Vin、になっている。
FIG. 3 is a diagram showing signal patterns of each part of the
電流生成回路40が有するコントローラ46は、電流生成回路40がレーザダイオード14に供給する出力電流が、制御部34から指令された目標電流値になるように、個別オンデューティDon1およびDon2の値を制御する。
The
図3に示されるように、「端子Xの電圧」は端子Xの電圧の時間変化を示し、「SW1の電流」はスイッチング素子SW1に流れる電流の時間変化を示し、「SW2の電流」はスイッチング素子SW2に流れる電流の時間変化を示す。その結果、コイルLを流れる電流は「Lの電流」が示すように時間変化する。ここで、I0は、コイルLを流れる電流の平均値である。コイルLを流れる電流が、1つの電流生成回路40がレーザダイオード14に供給する出力電流である。
As shown in FIG. 3, "voltage of terminal X" indicates time change of voltage of terminal X, "current of SW1" indicates time change of current flowing through switching element SW1, and "current of SW2" indicates switching element SW1. FIG. 4 shows temporal changes in the current flowing through the element SW2. As a result, the current flowing through the coil L varies with time as indicated by "L current". Here, I0 is the average value of the current flowing through the coil L. The current flowing through the coil L is the output current that one
さらに、電流生成回路40のコントローラ46は、制御部34に制御されて、スイッチング素子SW1がオンになる(スイッチング素子SW2がオフになる)タイミングを制御する。制御部34は、N個の電流生成回路40のスイッチング素子SW1がオンになる(スイッチング素子SW2がオフになる)タイミングがT/Nずつ離れた異なるタイミングになるように電流生成回路40のコントローラ46を制御する。したがって、図3の「Lの電流」の波形の位相がT/NずつタイミングがずれてN個重畳された電流がレーザダイオード14に流れる出力直流電流となる。
Further, the
電流-電圧特性記憶部28は、レーザダイオード14の電流と電圧との関係を示す予め取得された電流-電圧特性を記憶している。電流-電圧特性記憶部28に記憶されている電流-電圧特性は、レーザダイオード14について予め測定した特性であるが、複数のレーザダイオードから取得された特性の平均的な特性であってもよい。
The current-voltage
指令出力電圧決定部20は、電流-電圧特性記憶部28に記憶されている電流-電圧特性において、外部コントローラから与えられた指令電流値になる電圧値を求め、当該電圧値を指令出力電圧(Vout’)として決定する。
The command output
オンデューティ記憶部26は、電流生成回路40のスイッチング素子SW1の個別オンデューティDon1の基準値となるオンデューティDon0を記憶する。オンデューティDon0は、電流生成回路40の個数Nに依存した値である。オンデューティDon0は、レーザダイオード14に流れるリップル電流を所定値以下に抑えることができる値であり、オンデューティDon0=M/N(MはN未満の自然数)と表現できる。すなわち、与えられたNに対して、1/N、2/N、…(N-1)/Nの複数の値の中から、電源装置10の耐圧などを考慮して予め選択された1つの値のオンデューティDon0がオンデューティ記憶部26に記憶されている。
The on-
図4は、N毎のオンデューティとリップル電流との関係を示すグラフである。横軸はオンデューティで、縦軸はリップル電流である。例えば、N=3の場合、オンデューティとして、33.3・・%および66.6・・%の複数の値のいずれかを選択することでリップル電流を所定値以下のほぼ0に近い値に抑制することができる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the on-duty for each N and the ripple current. The horizontal axis is on-duty and the vertical axis is ripple current. For example, when N=3, by selecting one of a plurality of values of 33.3 . can be suppressed.
図5は、N毎のオンデューティと出力直流電圧(Vout)に対応する入力直流電圧(Vin)を示した表である。例えば、N=3でVout=100Vの場合において、Vin=300Vとしたい場合はオンデューティDon0=33.3・・%が選択されてオンデューティ記憶部26に記憶され、Vin=150Vとしたい場合はオンデューティDon0=66.6・・%が選択されてオンデューティ記憶部26に記憶される。そして、N=3でVout=200Vの場合において、Vin=600Vとしたい場合はオンデューティDon0=33.3・・%が選択されてオンデューティ記憶部26に記憶され、Vin=300Vとしたい場合はオンデューティDon0=66.6・・%が選択されてオンデューティ記憶部26に記憶される。
FIG. 5 is a table showing the input DC voltage (Vin) corresponding to the on-duty for each N and the output DC voltage (Vout). For example, when N=3 and Vout=100V, when Vin=300V, ON-duty Don0=33.3..% is selected and stored in the ON-
指令入力電圧決定部22は、オンデューティ記憶部26に記憶されているオンデューティDon0と、指令出力電圧決定部20が決定した指令出力電圧(Vout’)とに基づいて、指令入力電圧(Vin’)を決定する。具体的には、指令入力電圧決定部22は、Vin’=Vout’/Don0の関係式により指令入力電圧(Vin’)を決定する。
The command input
電流検出部30は、出力端子Y2とレーザダイオード14の負極との間に設けられていて、レーザダイオード14に流れる電流を検出する。電流検出部30は、出力端子Y1とレーザダイオード14の正極との間に設けられていてもよい。
The
図6は、第1の実施の形態における電源装置10の制御を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart illustrating control of the
まず、指令出力電圧決定部20が、電流-電圧特性記憶部28に記憶されている電流-電圧特性において指令電流値になる電圧値を求め、当該電圧値を指令出力電圧(Vout’)として決定する(ステップS1)。
First, the command output
次に、指令入力電圧決定部22が、オンデューティ記憶部26に記憶されているオンデューティDon0と、ステップS1で決定された指令出力電圧(Vout’)とに基づいて、指令入力電圧(Vin’)を決定する(ステップS2)。
Next, the command input
次に、入力電圧調整回路24は、交流電源12から供給された交流電圧を、ステップS2で決定された指令入力電圧(Vin’)の直流電圧に変換して入力直流電圧(Vin)を生成する(ステップS3)。ステップS3の次は、ステップS1にもどる。
Next, the input
以上説明したように、実施の形態1の電源装置10によれば、与えられた電流生成回路40の個数Nに依存したオンデューティによって、リップル電流を所定値以下に抑えることができる。
As described above, according to the
なお、オンデューティ記憶部26はDon0=M/N(MはN未満の自然数)を満たす複数のオンデューティの値を記憶していてもよく、複数のオンデューティの値の中からユーザが選択できるようになっていてもよい。また、指令入力電圧決定部22が複数のオンデューティの値の中から自動的に選択するようになっていてもよい。
The on-
[第2の実施の形態]
図7は、第2の実施の形態における電源装置10Aの概略構成図である。電源装置10Aは、第1の実施の形態の電源装置10の構成にリップル電流測定回路52、電圧検出部54および補正量記憶部20aが追加された構成であり、リップル電流を低減するように指令出力電圧(Vout’)を補正する。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Second embodiment]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a
リップル電流測定回路52は、電流検出部30が検出した電流検出値からリップル電流を測定する。電圧検出部54は、レーザダイオード14の両端の電圧である出力直流電圧(Vout)を検出する。補正量記憶部20aは、指令出力電圧決定部20に設けられていて、指令出力電圧(Vout’)に対する補正量を記憶する。
The ripple
第2の実施の形態の指令出力電圧決定部20は、電流-電圧特性記憶部28に記憶されている電流-電圧特性において、外部コントローラから与えられた指令電流値になる電圧値を求める。そして、指令出力電圧決定部20は、当該電圧値を補正量記憶部20aが記憶している補正量で補正した電圧値を指令出力電圧(Vout’)として決定する。
The command output
さらに、指令出力電圧決定部20は、リップル電流の値が予め定められた閾値を超えた場合に、電圧検出部54が検出した出力直流電圧(Vout)と指令出力電圧(Vout’)との差(Vout-Vout’)を新たな補正量として算出して、補正量記憶部20aに記憶させる。しかし、リップル電流の値が閾値以下の場合は、指令出力電圧決定部20は、補正量記憶部20aに記憶されている補正量を変更しない。
Furthermore, when the value of the ripple current exceeds a predetermined threshold, the command output
図8は、第2の実施の形態における電源装置10Aの制御を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートの開始時は、補正量記憶部20aが記憶している指令出力電圧(Vout’)に対する補正量は0Vになっている。
FIG. 8 is a flow chart for explaining control of the
まず、指令出力電圧決定部20は、電流-電圧特性記憶部28に記憶されている電流-電圧特性において指令電流値になる電圧値を求める。そして、求められた電圧値に補正量記憶部20aが記憶している補正量を加算して補正した値を、指令出力電圧決定部20は指令出力電圧(Vout’)として決定する(ステップS11)。
First, the command output
次のステップS12およびS13は、第1の実施の形態のステップS2およびS3と同じであるので説明を省略する。 The following steps S12 and S13 are the same as steps S2 and S3 in the first embodiment, so description thereof will be omitted.
ステップS13の後、指令出力電圧決定部20はリップル電流が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS14)。
After step S13, the command output
リップル電流が閾値を超えた場合(ステップS14:YES)、指令出力電圧決定部20は、出力直流電圧(Vout)と指令出力電圧(Vout’)との差を補正量として求めて(ステップS15)、求めた補正量を補正量記憶部20aに記憶させる。ステップS15の後は、ステップS11に戻る。
If the ripple current exceeds the threshold (step S14: YES), the command output
リップル電流が閾値を超えない場合(ステップS14:NO)、ステップS11に戻る。 If the ripple current does not exceed the threshold (step S14: NO), the process returns to step S11.
以上説明したように、実施の形態2の電源装置10Aによれば、リップル電流に基づいて、指令出力電圧(Vout’)を補正することによって、実施の形態1で得られた効果に加えて、リップル電流をさらに低減することが可能になる。
As described above, according to the
[第3の実施の形態]
図9は、第3の実施の形態における電源装置10Bの概略構成図である。電源装置10Bは、第1の実施の形態の電源装置10の構成に、N個の電流生成回路40のそれぞれから個別オンデューティDon1の値が指令入力電圧決定部22に送られる構成と、補正量記憶部22bとが追加されている。補正量記憶部22bは、指令入力電圧決定部22に設けられていて、指令入力電圧(Vin’)に対する補正量を記憶する。そして、電源装置10Bは、リップル電流を低減するように指令入力電圧(Vin’)を補正する。以下、第1の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a
第3の実施の形態の指令入力電圧決定部22は、N個の電流生成回路40のそれぞれのコントローラ46から与えられたN個の個別オンデューティDon1に基づいて、指令入力電圧(Vin’)に対する補正量を決定して補正量記憶部22bに記憶させる。そして、指令入力電圧決定部22は、オンデューティDon0および指令出力電圧(Vout’)に基づいて求められた指令入力電圧(Vin’)を上記補正量で補正して、補正後の指令入力電圧(Vin’)を決定する。
The command input
具体的には、まず、指令入力電圧決定部22は、N個の個別オンデューティDon1の平均値Don_aveと、オンデューティ記憶部26に記憶されているオンデューティDon0との差であるオンデューティ差Don_err(=Don_ave-Don0)を求める。
Specifically, the command input
次に、指令入力電圧決定部22は、補正量記憶部22bが記憶している補正量への加算値を決定する。具体的には、オンデューティ差Don_errが正の値の場合は、指令入力電圧決定部22は、予め定めた正の固定値、または、Don_errの絶対値が増大すると絶対値が増大する正の変動値を、補正量への加算値として決定する。また、オンデューティ差Don_errが負の値の場合は、指令入力電圧決定部22は、予め定めた負の固定値、または、Don_errの絶対値が増大すると絶対値が増大する負の変動値を、補正量への加算値として決定する。なお、変動値を加算値にする場合、加算値が正負いずれの場合も加算値をDon_errに比例する値にしてもよい。
Next, the command input
そして、指令入力電圧決定部22は、上記のようにして決定した加算値を補正量記憶部22bが記憶する補正量に加算した値を新たな補正量として求め、新たな補正量を補正量記憶部22bに記憶させる。
Then, the command input
指令入力電圧決定部22は、このようにして補正量記憶部22bに記憶されている補正量を、オンデューティDon0および指令出力電圧(Vout’)に基づいて求められた指令入力電圧(Vin’)に加算して補正後の指令入力電圧(Vin’)を決定する。
The command input
上記の補正は、オンデューティ差Don_errが正の値の場合は指令入力電圧(Vin’)の電圧値を増やし、オンデューティ差Don_errが負の値の場合は指令入力電圧(Vin’)の電圧値を減らす補正になっている。 The above correction increases the voltage value of the command input voltage (Vin') when the on-duty difference Don_err is a positive value, and increases the voltage value of the command input voltage (Vin') when the on-duty difference Don_err is a negative value. is corrected to reduce
図10は、第3の実施の形態における電源装置10Bの制御を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートの開始時は、補正量記憶部22bが記憶している指令入力電圧(Vin’)に対する補正量は0Vになっている。
FIG. 10 is a flowchart for explaining control of the
まず、ステップS21は、第1の実施の形態のステップS1と同じであるので説明を省略する。 First, since step S21 is the same as step S1 in the first embodiment, the explanation is omitted.
ステップS21の後、指令入力電圧決定部22が、オンデューティ記憶部26に記憶されているオンデューティDon0と、ステップS1で決定された指令出力電圧(Vout’)とに基づいて、指令入力電圧(Vin’)を求める。そして、これに補正量記憶部22bが記憶している補正量を加算して、補正後の指令入力電圧(Vin’)を決定する(ステップS22)。
After step S21, the command input
次のステップS23は、第1の実施のステップS3と同じであるので説明を省略する。 The next step S23 is the same as step S3 in the first embodiment, so the description is omitted.
ステップS23の後、指令入力電圧決定部22は、オンデューティ差Don_errを求める(ステップS24)。
After step S23, the command input
次に、指令入力電圧決定部22は、ステップS24で求められたオンデューティ差Don_errの値に基づいて上述したように補正量への加算値を決定する。指令入力電圧決定部22は、決定した加算値を補正量記憶部22bが記憶する補正量に加算した値を指令入力電圧(Vin’)に対する新たな補正量として求めて(ステップS25)、新たな補正量を補正量記憶部22bに記憶させる。ステップS25の後は、ステップS21に戻る。
Next, the command input
なお、ステップS22において、上記で説明したように指令入力電圧(Vin’)に補正量を加算して補正するのではなく、指令入力電圧決定部22は、オンデューティ差Don_errに基づいてオンデューティDon0を補正することにより、指令入力電圧(Vin’)を補正するようにしてもよい。
In step S22, instead of correcting the command input voltage (Vin') by adding the correction amount as described above, the command input
以上説明したように、実施の形態3の電源装置10Bによれば、N個の個別オンデューティDon1の平均値Don_aveと、オンデューティDon0との差に基づいて、指令入力電圧(Vin’)を補正することによって、実施の形態1で得られた効果に加えて、リップル電流をさらに低減することが可能になる。
As described above, according to the
[実施の形態から得られる発明]
上記実施の形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
[Invention obtained from the embodiment]
Inventions that can be understood from the above embodiments will be described below.
電源装置(10、10A、10B)は、レーザダイオード(14)に電流を供給するためのレーザダイオード用の電源装置である。電源装置(10、10A、10B)は、並列接続され且つスイッチング素子(SW1、SW2)を備えたN個の電流生成回路(40)を有し、入力直流電圧を出力直流電流に変換し、レーザダイオード(14)に出力直流電流を供給する変換回路(18)と、レーザダイオード(14)の電流と電圧との関係を示す電流-電圧特性を用いて、指令電流値から指令出力電圧を決定する指令出力電圧決定部(20)と、レーザダイオード(14)に流れるリップル電流を所定値以下に抑えることができる、スイッチング素子(SW1、SW2)のNに依存したオンデューティを記憶したオンデューティ記憶部(26)と、オンデューティと、指令出力電圧とに基づいて、指令入力電圧を決定する指令入力電圧決定部(22)と、交流電源(12)から供給された交流電圧を指令入力電圧の直流電圧に変換して入力直流電圧を生成する入力電圧調整回路(24)と、を備える。 The power supply (10, 10A, 10B) is a laser diode power supply for supplying current to the laser diode (14). The power supply device (10, 10A, 10B) has N current generation circuits (40) connected in parallel and equipped with switching elements (SW1, SW2), converts an input DC voltage into an output DC current, A command output voltage is determined from a command current value using a conversion circuit (18) that supplies an output direct current to a diode (14) and a current-voltage characteristic that indicates the relationship between the current and voltage of the laser diode (14). A command output voltage determination unit (20) and an on-duty storage unit that stores an on-duty dependent on the N of the switching elements (SW1, SW2) capable of suppressing the ripple current flowing through the laser diode (14) to a predetermined value or less. (26), a command input voltage determination unit (22) that determines the command input voltage based on the on-duty and the command output voltage, an input voltage adjustment circuit (24) that converts to voltage and generates an input DC voltage.
これにより、レーザダイオード(14)に流れる電流のリップル電流を低減することができる。 As a result, the ripple current flowing through the laser diode (14) can be reduced.
電源装置(10、10A、10B)は、レーザダイオード(14)に流れる電流を検出する電流検出部(30)と、指令電流値と電流検出部(30)が検出した電流検出値との差が小さくなるように、指令電流値の1/Nの値を補正した目標電流値を電流生成回路(40)に出力する制御部(34)を備えてもよい。N個の電流生成回路(40)のそれぞれは、レーザダイオード(14)に供給する出力電流が目標電流値になるように自己に設けられているスイッチング素子(SW1、SW2)の個別オンデューティを制御するコントローラ(46)を有してもよい。これにより、個別オンデューティDon1およびDon2の値を制御できる。 A power supply (10, 10A, 10B) includes a current detection section (30) that detects current flowing through a laser diode (14), and a difference between a command current value and a current detection value detected by the current detection section (30). A control section (34) may be provided that outputs a target current value obtained by correcting a value of 1/N of the command current value to be smaller, to the current generating circuit (40). Each of the N current generation circuits (40) controls the individual on-duty of its own switching elements (SW1, SW2) so that the output current supplied to the laser diode (14) becomes a target current value. may have a controller (46) that Thereby, the values of the individual on-duties Don1 and Don2 can be controlled.
電源装置(10A)は、電流検出値からリップル電流を測定するリップル電流測定回路(52)を備えてもよい。指令出力電圧決定部(20)は、リップル電流に基づいて補正して、指令出力電圧を決定してもよい。これにより、リップル電流をさらに低減することが可能になる。 The power supply (10A) may include a ripple current measurement circuit (52) that measures ripple current from the current detection value. The command output voltage determining section (20) may determine the command output voltage by correcting it based on the ripple current. This makes it possible to further reduce the ripple current.
指令出力電圧決定部(20)は、リップル電流が予め定められた閾値を超えた場合に、出力直流電流が供給されることによりレーザダイオード(14)の両端に生じる出力直流電圧と、指令出力電圧との差を補正量として加算して補正後の指令出力電圧を決定してもよい。これにより、リップル電流をさらに低減することが可能になる。 A command output voltage determination unit (20) determines an output DC voltage generated across a laser diode (14) by being supplied with an output DC current when the ripple current exceeds a predetermined threshold, and a command output voltage. may be added as a correction amount to determine the command output voltage after correction. This makes it possible to further reduce the ripple current.
指令入力電圧決定部(22)は、N個の個別オンデューティに基づいて補正して、指令入力電圧を決定してもよい。これにより、リップル電流をさらに低減することが可能になる。 The command input voltage determining section (22) may determine the command input voltage by performing correction based on the N individual on-duties. This makes it possible to further reduce the ripple current.
指令入力電圧決定部(22)は、N個の個別オンデューティの平均値とオンデューティとの差が正の値の場合は指令入力電圧を電圧値が増えるように補正し、負の値の場合は指令入力電圧を電圧値が減るように補正してもよい。これにより、リップル電流をさらに低減することが可能になる。 A command input voltage determination unit (22) corrects the command input voltage to increase the voltage value when the difference between the average value of the N individual on-duties and the on-duty is a positive value, and corrects the command input voltage to increase the voltage value when the difference is a negative value. may correct the command input voltage so that the voltage value decreases. This makes it possible to further reduce the ripple current.
オンデューティの値は、M/N(MはN未満の自然数)でもよい。これにより、リップル電流を所定値以下に抑えることができる。 The on-duty value may be M/N (M is a natural number less than N). Thereby, the ripple current can be suppressed to a predetermined value or less.
10、10A、10B…電源装置 12…交流電源
14…レーザダイオード 16…コンデンサ
18…変換回路 20…指令出力電圧決定部
20a、22b…補正量記憶部 22…指令入力電圧決定部
24…入力電圧調整回路 26…オンデューティ記憶部
28…電圧特性記憶部 30…電流検出部
34…制御部 40…電流生成回路
42…個別電流検出部 46…コントローラ
48a、48b…電流経路 52…リップル電流測定回路
54…電圧検出部 SW1、SW2…スイッチング素子
X…端子 X1、X2…入力端子
Y1、Y2…出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (7)
並列接続され且つスイッチング素子を備えたN個の電流生成回路を有し、入力直流電圧を出力直流電流に変換し、前記レーザダイオードに前記出力直流電流を供給する変換回路と、
前記レーザダイオードの電流と電圧との関係を示す電流-電圧特性を用いて、指令電流値から指令出力電圧を決定する指令出力電圧決定部と、
前記レーザダイオードに流れるリップル電流を所定値以下に抑えることができる、前記スイッチング素子の前記Nに依存したオンデューティを記憶したオンデューティ記憶部と、
前記オンデューティと、前記指令出力電圧とに基づいて、指令入力電圧を決定する指令入力電圧決定部と、
交流電源から供給された交流電圧を前記指令入力電圧の直流電圧に変換して前記入力直流電圧を生成する入力電圧調整回路と、
を備える、電源装置。 A power supply for a laser diode for supplying current to the laser diode, comprising:
a conversion circuit having N current generation circuits connected in parallel and provided with switching elements, converting an input DC voltage into an output DC current, and supplying the output DC current to the laser diode;
a command output voltage determination unit that determines a command output voltage from a command current value using a current-voltage characteristic that indicates the relationship between the current and voltage of the laser diode;
an on-duty storage unit storing an on-duty dependent on the N of the switching element capable of suppressing a ripple current flowing through the laser diode to a predetermined value or less;
a command input voltage determination unit that determines a command input voltage based on the on-duty and the command output voltage;
an input voltage adjustment circuit that converts an AC voltage supplied from an AC power supply into a DC voltage of the command input voltage to generate the input DC voltage;
A power supply.
前記レーザダイオードに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記指令電流値と前記電流検出部が検出した電流検出値との差が小さくなるように、前記指令電流値の1/Nの値を補正した目標電流値を前記電流生成回路に出力する制御部を備え、
N個の前記電流生成回路のそれぞれは、前記レーザダイオードに供給する出力電流が前記目標電流値になるように自己に設けられている前記スイッチング素子の個別オンデューティを制御するコントローラを有する、電源装置。 The power supply device according to claim 1,
a current detection unit that detects a current flowing through the laser diode;
A control unit that outputs to the current generation circuit a target current value obtained by correcting 1/N of the command current value so that the difference between the command current value and the current detection value detected by the current detection unit is small. with
Each of the N current generation circuits has a controller for controlling the individual on-duty of the switching element provided therein so that the output current supplied to the laser diode becomes the target current value. .
前記電流検出値から前記リップル電流を測定するリップル電流測定回路を備え、
前記指令出力電圧決定部は、前記リップル電流に基づいて補正して、前記指令出力電圧を決定する、電源装置。 The power supply device according to claim 2,
A ripple current measurement circuit that measures the ripple current from the current detection value,
The power supply device, wherein the command output voltage determination unit determines the command output voltage by correcting based on the ripple current.
前記指令出力電圧決定部は、前記リップル電流が予め定められた閾値を超えた場合に、前記出力直流電流が供給されることにより前記レーザダイオードの両端に生じる出力直流電圧と、前記指令出力電圧との差を補正量として加算して補正後の前記指令出力電圧を決定する、電源装置。 The power supply device according to claim 3,
When the ripple current exceeds a predetermined threshold, the command output voltage determination unit determines the output DC voltage generated across the laser diode by the supply of the output DC current and the command output voltage. and determining the command output voltage after correction by adding the difference between the above as a correction amount.
前記指令入力電圧決定部は、前記N個の前記個別オンデューティに基づいて補正して、前記指令入力電圧を決定する、電源装置。 The power supply device according to claim 2,
The power supply device, wherein the command input voltage determination unit determines the command input voltage by performing correction based on the N individual on-duties.
前記指令入力電圧決定部は、前記N個の前記個別オンデューティの平均値と前記オンデューティとの差が正の値の場合は前記指令入力電圧を電圧値が増えるように補正し、負の値の場合は前記指令入力電圧を電圧値が減るように補正する、電源装置。 The power supply device according to claim 5,
The command input voltage determination unit corrects the command input voltage to increase the voltage value when the difference between the average value of the N individual on-duties and the on-duty is a positive value, and corrects the command input voltage to a negative value. In the case of , the power supply device corrects the command input voltage so that the voltage value decreases.
前記オンデューティの値は、M/N(Mは前記N未満の自然数)である、電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 6,
The power supply device, wherein the on-duty value is M/N (M is a natural number less than N).
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