JPH023294A - パルス放電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はエキシマレーザ、炭酸がスレーブ等の励起に必
要な・ｆルス放電装置に関する。

（従来の技術） 従来の技術を第３図を用いて説明する。

コンデンサＣ，は直流電源１によ）充電用リアクトルＬ
Ｈを介して共撮充電される。Ｌ２はコンデンサＣ１の片
端を充電期間中接地電位に保つためのりアクドルである
。充電が完了すると、コンデンサＣ１の両端の電圧は直
流電源の電圧の２倍になる。しかる後に高速スイッチ１
０を動作させてコン−ｒａｙすＣＩに蓄積された電荷を
レーザ回路２に向けて放電させてレーザの励起を行う。

このときりアクドルＬ２は高速放電パルスに対しては高
インピーダンスとなるので、パルス電流のバイパス路と
はならず、・やルス電流は効率よくレーザ回路に流れる
。高速スイッチとしてはサイラトロンがよく用いられる
。

（発明が解決しようとする課題〉 このような従来のパルス放電装置では、レーザ装置が必
要とするパルス幅１００　ｎｍ程度のパＡス電流を比較
的簡単な回路構成で得られるという利点を有するものの
次のような欠点があった。

即ち、サイラトロンのような高速スイッチ素子には強制
的なオフ機能が無いため、通電完了後再び陽極−陰極間
の絶Ｒ特性が回復するためにはある程度の休止期間が必
要である。その期間は典型的な値で２０μｓ程度である
。

それにもかかわらず、第３図の従来の装置ではコンデン
サＣ１の放電後すぐに次の充電が始まってしまうため、
場合によりてはスイッチがオフできずに短絡状態が継続
して大きな過電流が流れ、スイッチ素子と直流電源を破
壊に至らしめる可能性がある。

このような回復失敗による事故を防ぐため、例えば第４
図に示すようなコマンド充電方式による”成像も提案さ
れている（特許公開昭６２−２１１９７６号公報）。

第４図に示した方法では直流電源１と高速スイッチ素子
ＩＯの間にキャリア制御インバータ４と昇圧トランス５
と、全波長流器６を備え、インバータ４で直流を一旦２
０　ｋＨｚの交流に変換した後、昇圧トランス５で昇圧
し、さらに全波整流器６で直流に変換している。この方
式ではインバータ４のキャリアを制御することにより充
電の休止時間を確実に確保することができるので、従来
の回路のような不安定さを取除くことができる。

しかし、この方式ではキャリアの周波数がレーザ回路の
動作周波数に比べて充分高いことが必要であり、レーザ
の動作周波数が１　ｋＨｚ程度までは比較的容易に実現
できるが、最近の要求のように５　ｋＨｚ　、あるいは
それ以上の周波数で動作するレーザのためにはキャリア
周波数も数１０　ｋＨｚにする必要が生じ、回路が複雑
、高価なものとならざるを得ない。またそのような高周
波で動作するインバータで使用可能な半導体デバイスは
電力定格が小さいため、電源としての容量もおのずから
制限が生じる。

本発明は上述のような従来の欠点を解決するためになさ
れたもので、その目的は簡単な回路で安価で安定なパル
ス放電装置を得ることにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明においてはコンデンサ
に蓄積された電荷を高速スイッチによって周期的に放電
し、高速立ち上りのくシ返レパルス電流を得るパルス放
電装置において、直流電源と、補助スイッチと出力変成
器と高速スイッチとコンデンサとを備え、高速スイッチ
のオフ時に補助スイッチを通電させて直Ｉｌａ電源から
コンデンサに出力変成器の漏れインダクタンスを介して
共振光′Ｆ！Ｌヲ行い、補助スイッチのオフ時に高速ス
イッチを通電させてｉ４ルス放電を行うようにしたもの
である。

（作用） このような構成の・臂ルス放電装置にあっては補助スイ
ッチを通電させるタイミングを高速スイッチの通電から
充分遅らせることによシ、高速スイッチの陽極−陰極間
の絶縁が回復するまで充電の休止時間を取ることができ
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。なお、従来
と同一部分は同一符号で記し、その説明は省略する。直
流電源１の出力には出力変成器３の２つの一次巻線３１
．３２と補助スイッチＳＷＩ　。

ＳＷ２が逆並列となるように接続される。なお、第１図
において、出力変成器中の黒丸記号は巻線の巻方向を示
している。出力変成器３０２つの二次巻線３３．３４は
内部で直列接続され、その接続点及び他端２点の計３点
が外部へ引き出され、ダイオードＤＩ　、Ｄ２によって
全波整流回路を構成し、コンデンサＣ１を充電する。

第２図は実施例の作用を説明するための主要部の波形図
である。

外部からの制御信号によって補助スイッチＳＷＩとＳＷ
Ｘを交互に動作させると、−次巻線には正負の電圧が交
互に印加される。正の電圧が印加された時はダイオード
ＤＩが導通し、−次巻線３１と二次巻線３３０間の漏れ
インピーダンスヲ介シてコンデンサＣ１が共振充電され
る。その後、外部からの制御信号によって高速スイッチ
１０が導通ずると、ＣＩの電荷は放電されてレーザ回路
２に流れる。

負の電圧が一次巻線に印加された時は、ダイオードＤ２
が導通して一次巻線３２と二次巻線３４の間の漏れイン
ピーダンスを介してコンデンサＣ】が共振充電される。

放電の過程は前述の通りである。

以上のようにすると、高速スイッチの放電後休止時間τ
、の後、次の充電が開始されるように補助スイッチの制
＃偏号を与えると、高速スイッチの絶縁回復が不安定に
なることは完全に防止できる。

また、補助スイッチの動作周波数は高々レーザ回路の動
作周波数の２分の１で良く、レーザ回路の動作周波数が
高くなっても、容易に対応できる。

補助スイッチに使う素子としては、例えば大電流の通電
、し中断が容易なダートターンオアサイリスタ（ＧＴＯ
）が好適である。

を小型化することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、簡単な回路で安価で
安定なパルス放電装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の一実施例の作用を示す波形図、第３図、第４図は従
来の・臂ルス放電装置を示す図である。 １・・・直流電源、２・・・レーザ回路、３・・・出力
変成器、ＳＷＪ　、ＳＷ２・・・補助スイッチ、ＤＩ、
Ｄ２・・・ダイオード、ｌＯ・・・高速スイッチ、Ｃ１
・・・コンデンサ、Ｌｌ　　ｐ　Ｌｌ　・・・リアクト
ル。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第３図 第４図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ補助スイッチを介して直流電源に接続される一
   対の出力変成器の一次巻線と、前記出力変成器の二次巻
   線を直列接続してこの直列接続点を負極性端子とし、直
   列接続回路の両端をダイオードを介して共通接続して正
   極性端子とする整流回路を構成し、前記正極性端子をコ
   ンデンサを介してレーザ回路の一端に接続し、前記負極
   性端子をレーザ回路の他端に接続し、かつ前記正極性端
   子と負極性端子間に高速スイッチを接続したことを特徴
   とするパルス放電装置。