JPH0116317Y2

JPH0116317Y2 -

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Publication number: JPH0116317Y2
Application number: JP1980127461U
Authority: JP
Priority date: 1980-09-08
Filing date: 1980-09-08
Publication date: 1989-05-15
Also published as: JPS5750199U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、フラツシユランプをパルス発光させ
る回路に係わり、特にパルス幅の広い発光出力を
フラツシユランプの定格入力を超過することなく
かつ高速に繰返して得られるようにしたフラツシ
ユランプ点灯回路に関する。

例えば、フラツシユランプにてレーザロツドを
光励起する場合、フラツシユランプを広パルス幅
で放電させると、入力容量を超過してフラツシユ
ランプの破損を招く危険がある。このため、広パ
ルス幅でフラツシユランプを放電させる場合に
は、フラツシユランプへの主放電印加電圧を低減
してランプの放電電流を制限する必要がある。と
ころが、フラツシユランプの放電電圧を低下させ
ると、フラツシユランプの放電開始電圧に満たな
くなつて放電を行なえなくなる。

そこで、従来先ずフラツシユランプを連続的に
微小放電させて管電圧をシマー電圧まで低下さ
せ、しかるのちこのシマー電圧に相当する電圧を
印加してさらに管電圧を低下させ、この状態で低
レベルの主放電電圧を印加して低レベルでパルス
幅の広い放電波形を得ることが行なわれている。
しかしながら、フラツシユランプによつては、主
放電終了後管電圧が一旦シマー電圧以上に上昇
し、しばらくしてからシマー電圧に復帰する特性
を示すことがある。このため、上記従来の手法に
あつては、フラツシユランプの管電圧がシマー電
圧に復帰するまではシマー電圧に相当する電圧を
印加してもフラツシユランプを放電させることが
できないので、次の主放電を行なうまでに時間が
かかり、これ故高速に繰返してパルス発光を行な
うことができなかつた。

本考案は上記事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、パルス幅の広い発光パ
ルスを、フラツシユランプの定格入力容量を超過
することなくしかも高速に繰返して得ることがで
き、特にレーザ加工装置に適用した場合に高能率
な加工を行ない得るとともに信頼性の高いフラツ
シユランプ点灯回路を提供することにある。

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図は同実施例におけるフラツシユラン
プ点灯回路の概略構成図で、図中１はフラツシユ
ランプ、２は主直流電源、３は補助直流電源、４
はトリガ電源をそれぞれ示している。

トリガ電源４は、フラツシユランプ１の集光鏡
５とフラツシユランプ１のカソードとの間にトリ
ガ電圧を印加してフラツシユランプ１を起動させ
るものである。また、補助直流電源３は、上記フ
ラツシユランプ１の起動後このフラツシユランプ
１を放電安定化抵抗６を介して微小放電させるも
ので、これにより第１の予備放電回路を構成して
いる。

一方、主直流電源２は、フラツシユランプ１を
広パルス幅で放電させた場合にも、フラツシユラ
ンプ１の定格入力容量を超過しない程度の比較的
低い直流電圧を発生するものである。そして、主
直流電源２には第１の充放電コンデンサ７が接続
され、さらにこの第１の充放電コンデンサ７に対
して第１のスイツチング素子としてのサイリスタ
８及びコイル９を介して第２の充放電コンデンサ
１０が並列接続されて充電回路が構成されてい
る。なお、この充電回路は、第１の充放電コンデ
ンサ７の充電電圧の略２倍の電圧を第２の充放電
コンデンサ１０に充電するもので、この原理を説
明すると電源にコイル、コンデンサ及びスイツチ
の直列回路を接続した場合、スイツチをオンした
ときコイルとコンデンサとの共振作用によりコン
デンサには過渡的に２倍近くの電圧が充電される
ことによる。第１の充放電コンデンサ７の充電電
荷は、ゲートターンオフサイリスタ（GTO）１
１のターンオン時に波形整形コイル１２を介して
フラツシユランプ１で放電されるようになつてお
り、これにより主放電回路が構成されている。ま
た、第２の充放電コンデンサ１０の充電電荷は、
第２のスイツチング素子としてのサイリスタ１３
のターンオンによりコイル１４および前記波形整
形コイル１２を介してフラツシユランプ１で放電
されるようになつており、これにより第２の予備
放電回路が構成されている。ここで、この第２の
予備放電回路の回路定数は、フラツシユランプ１
の放電インピーダンスをR_L、第２の充放電コン
デンサ１０の容量をＣ、波形整形コイル１２およ
びコイル１４のインダクタンスをそれぞれL₁，
L₂としたとき、となるように定めてある。ところで、第２の予備
放電回路は上記の如く回路定数を定めることによ
り第２の充放電コンデンサ１０を放電させたとき
にこの第２の充放電コンデンサ１０を逆方向に充
電するものとなる。つまり、第２の予備放電回路
の等価回路は放電インピーダンスR_L、容量Ｃ、
インダクタンスL₁，L₂のコイル及びサイリスタ
１３の直列回路となる。しかるに、この回路に直
流電圧を印加したときの電流は上記回路定数の場
合、減衰振動となる。従つて、サイリスタ１３は
減衰振動におけるサイリスタ１３の逆方向の電流
を阻止するので、第２の充放電コンデンサ１０は
充電回路による充電方向とは逆方向に充電され
る。

また、図中１５，１６に示すターンオン回路
は、基本パルス発生回路１７で発生される基本パ
ルスが入力されたときターンオンパルスを発生し
て、それぞれ前記サイリスタ８およびサイリスタ
１３をターンオンするものである。さらに、ター
ンオン回路１８およびターンオフ回路１９は、前
記基本パルスが入力されたときそれぞれターンオ
ンパルスおよびターンオフパルスを発生し、前記
GTO１１をターンオンおよびターンオフしてい
る。なお、遅延回路２０，２１，２２は前記基本
パルスの供給を所定時間遅延してサイリスタ１３
およびGTO１１の各ターンオンおよびターンオ
フタイミングを制御するものである。

次に、第２図を参照しながら、かかる構成の作
用を説明する。なお、第２図ａは第２の充放電コ
ンデンサ１０の端子間電圧、ｂはフラツシユラン
プ１の管電圧、ｃはフラツシユランプ１の放電電
流をそれぞれ示している。

フラツシユランプ１は、トリガ電源４により起
動されたのち、補助直流電源３によつて微小放電
駆動され、管電圧が第２図ｂのようにシマー電圧
Vssまで低減される。一方、第１の充放電コンデ
ンサ７には主直流電源２から低電圧Vc₁が充電さ
れている。

この状態で、時刻t₁にて基本パルス発生回路１
７から基本パルスが発生されると、サイリスタ８
がターンオンして第２の充放電コンデンサ１０に
主直流電源２の出力電圧VC₁の２倍の電圧2VC₁
が共振充電される。そして、遅延回路２０で遅延
された基本パルスがターンオン回路１６に供給さ
れると、サイリスタ１３がターンオンして上記第
２の充放電コンデンサ１０の充電電荷が第２図ｃ
のようにフラツシユランプ１に放電される。この
放電により、フラツシユランプ１の管電圧は第２
図ｂに示す如くシマー電圧Vssから略零まで低下
する。そして、この状態でGTO１１をターンオ
ンさせるように遅延回路２１の遅延量を定めてお
き、時刻t₃にてGTO１１をターンオンすると、
第１の充放電コンデンサ７の充電電圧が低電圧
（Vc₁）であつてもフラツシユランプ１は第２図
ｃに示す如く放電を開始し、後に時刻t₄でGTO
１１がターンオフされるまで広パルス幅の主放電
を行なう。このとき、この主放電の放電電流レベ
ルは上記第１の充放電コンデンサ７の低充電電圧
Vc₁に応じて低い値であるので、この広パルス幅
の主放電によりフラツシユランプ１の定格入力容
量が超過することはない。

ところで、前記第２の充放電コンデンサ１０の
充電回路は、前述したようになる回路定数を有しているため、第２の充放電コ
ンデンサ１０の放電電流がフラツシユランプ１を
流れたのち第２図ａに示す如く第２の充放電コン
デンサ１０に逆方向に充電される。したがつて、
この状態で新たな基本パルスが発生され、サイリ
スタ８がターンオンされると、第２の充放電コン
デンサ１０には予め充電してあつた逆方向電圧−
V₀の絶対値と主直流電源２の出力電圧（Vc₁に相
当）との和の電圧の略２倍の電圧２（Vc₁＋V₀）
が共振充電される。そして、この第２の充放電コ
ンデンサ１０の充電電圧（２（Vc₁＋V₀））は、サ
イリスタ１３のターンオンによりフラツシユラン
プ１に印加される。

このとき、フラツシユランプ１によつては、前
記主放電終了後、管電圧が第２図ｂ中破線○イで示
す如く一旦シマ−電圧Vss以上に上昇することが
ある。しかしながら、上記第２の充放電コンデン
サ１０の充電電圧は、シマ−電圧Vssよりも所定
電圧だけ、つまり上記破線○イに示す電圧上昇分以
上に高められているため、フラツシユランプ１は
確実に放電する。そうして、フラツシユランプ１
の管電圧が低下され、その後時刻t₃にてGTO１
１がターンオンすると、第１の充放電コンデンサ
７の充電電荷がフラツシユランプ１に放電され
る。そして、GTO１１がターンオフするまでの
間、広パルス幅の主放電が行なわれる。

このように本実施例においては、第２の充放電
コンデンサ１０に充電回路により充電されたシマ
−電圧より高い電圧を第２の予備放電回路でフラ
ツシユランプ１に供給するとともに第２の充放電
コンデンサを逆方向で充電させ、このとき主放電
回路で第１の充放電コンデンサ７の充電電圧をフ
ラツシユランプ１に供給するようにしたので、第
２の充放電コンデンサ１０の充電電圧を高めるた
めに電源等の新たな回路を付加することなく、簡
単な構成で第２の充放電コンデンサ１０に高電圧
を充電することができる。この結果、フラツシユ
ランプ１の管電圧が主放電後にシマ−電圧Vssよ
りも上昇することがあつても、確実に予備放電を
行なわせることができる。したがつて、従来のよ
うにフラツシユランプ１の管電圧がシマ−電圧
Vssに復帰するまで予備放電を行なえないといつ
た不具合を解消することができ、パルス放電の高
速繰返しが可能となる。また、このパルス放電は
広パルス幅であつても低レベルなので、フラツシ
ユランプ１の定格入力容量を超過することはな
く、この結果フラツシユランプ１の破損や性能劣
化を招かない。

次に、第３図を参照しながら本考案の他の実施
例を説明する。なお、前記第１図と同一部分には
同一符号を付して詳しい説明は省略する。本実施
例の前記実施例と異なるところは、GTO１１の
代わりにサイリスタ３１とこのサイリスタ３１を
ターンオフするための転流サイリスタ３２および
転流コンデンサ３３を設けた点である。

すなわち、転流コンデンサ３３には第４図ｂ示
す如く主直流電源２の出力電圧よりも大きい補助
直流電源３の出力電圧を充電しておき、サイリス
タ３１をターンオンしてフラツシユランプ１に主
放電させたのち転流サイリスタ３２をターンオン
して上記転流コンデンサ３３の充電電荷を放電さ
せ、これにより上記サイリスタ３１をターンオフ
して主放電を停止せしめている。なお、本実施例
であつても、第２の充放電コンデンサ１０の放電
回路（第２の予備放電回路）の回路定数は、転流
コンデンサ３３の容量をC₃、波形整形コイル１
２のイングクタンスをＬとしたとき、に定めることは当然である。

このような構成によれば、前記実施例と全く同
様の効果を得ることができるばかりでなく、第４
図ｄに示す如く主放電波形の立下がり部にピーク
値の極めて高い波形を形成することができる。こ
のような波形を用いてレーザロードを光励起し、
例えばレーザ穴明け加工等を行なうと、主放電波
形により十分加熱溶融した金属を最後のピーク波
形により飛散させることができ、非常に高品質お
よび高能率な加工を行ない得る利点がある。

なお、本考案は上記各実施例に限定されるもの
ではない。例えば、第５図に示す如く第２の充放
電コンデンサ１０の両端に直流電源３４を接続し
て第２の充放電コンデンサ１０に予め前記−V₀
に相当する逆方向電圧を充電するようにしてもよ
い。このようにすれば、たとえ１発目の予備放電
パルスであつても２発目以降の各パルスと同様に
２（Vc₁＋V₀）なる高電圧を放電したものとする
ことができ、予備放電パルスとはいえすべての波
形を同一にすることができる。この結果、この波
形によりレーザロツドを光励起してレーザ加工を
行なう場合に、第１発目のパルスからすべて同一
波形のパルスレーザを被加工物に照射することが
できるので、均一な加工結果が得られ、レーザ加
工にあつて非常に有用である。その他、第２の充
放電コンデンサ１０の数や波形整形コイル１２の
数、回路定数の設定範囲等についても本考案の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

以上詳述したように本考案によれば、パルス幅
の広い発光パルスを、フラツシユランプの定格入
力容量を超過することなくしかも高速に繰返して
得ることができ、特にレーザ加工装置に適用した
場合に高能率な加工を行ない得るとともに信頼性
の高いフラツシユランプ点灯回路を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例におけるフラツシユ
ランプ点灯回路の概略構成図、第２図ａ〜ｃは同
回路の作用説明に用いるための波形図、第３図は
本考案の他の実施例におけるフラツシユランプ点
灯回路の概略構成図、第４図ａ〜ｄは同回路の作
用説明に用いるための波形図、第５図は本考案の
別の実施例を示す要部構成図である。１……フラツシユランプ、２……主直流電源、
３……補助直流電源、４……トリガ電源、７……
第１の充放電コンデンサ、８，１３，３１，３２
……サイリスタ、９，１２，１４……コイル、１
０……第２の充放電コンデンサ、１１……ゲート
ターンオフサイリスタ（GTO）、１５，１６，１
８，２３……ターンオン回路、１７……基本パル
ス発生回路、１９……ターンオフ回路、２０，２
１，２２……遅延回路、３３……転流コンデン
サ、３４……直流電源。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

フラツシユランプと、このフラツシユランプを
トリガ起動により微小放電させてこのフラツシユ
ランプの管電圧をシマー電圧まで低下させる第１
の予備放電回路と、低電圧の直流電源に接続され
た第１の充放電コンデンサと、この第１の充放電
コンデンサに対して第１のスイツチング素子及び
コイルを介して第２の充放電コンデンサを並列接
続し前記第１の充放電コンデンサの充電電圧の略
２倍で前記シマー電圧以上の電圧を前記第２の充
放電コンデンサに共振充電する充電回路と、前記
第２の充放電コンデンサに対して第２のスイツチ
ング素子及びコイルを介して前記フラツシユラン
プに接続し前記第２の充放電コンデンサの充電電
圧を前記フラツシユランプに供給するとともに前
記第２の充放電コンデンサを逆方向に共振充電し
かつ前記第２のスイツチング素子は前記第１のス
イツチング素子のオン状態時にオフ状態となる第
２の充放電回路と、この第２の充放電回路による
放電の後の前記フラツシユランプの管電圧が前記
シマー電圧以下に低下しているときに前記第１の
充放電コンデンサからの低電圧を前記フラツシユ
ランプにパルス幅の広い放電波形で放電させる主
放電回路とを具備したことを特徴とするフラツシ
ユランプ点灯回路。