JPH03207110A - Pulse generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
この発明は、パルス発生回路に関するものであり、特に
、パルス・レーザ等に好適に使用されるパルス発生回路
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field 1] The present invention relates to a pulse generation circuit, and particularly to a pulse generation circuit suitably used in pulsed lasers and the like.
［従来の技術］
第４図は、例えばｍ誌ｒｃＯＰＰＥＲ Ｖ八ＰＯＲ Ｌ
ＡＳＥＲＳＣＯＭＥ ＯＦ Ａ（：Ｅ，＋（ＬＡＳＥＲ
Ｆｏｃｕｓ， ＪＵＬＹ． １９８２）に記載されて
いるような、従来の銅蒸気レーザ用のパルス発生回路で
ある。以下、この発明に間する説明は、この銅蒸気レー
ザ用のパルス発生回路を例にとって行うことにする。[Prior art] Fig. 4 shows, for example, m magazine rcOPPER V8 POR L.
ASERSCOME OF A(:E,+(LASER
Focus, JULY. 1982) for a conventional copper vapor laser. Hereinafter, the present invention will be explained using this pulse generation circuit for a copper vapor laser as an example.
この第４図において、（１）は高圧電源、（２）は充電
用リアクトル、（３）は充電用ダイオード、（４）は充
放電を行う主コンデンサ、（５）は充電用抵抗、（６）
はサイラトロン・スイッチ、そして、（７）はレーザ・
チューブである。In this Figure 4, (1) is a high-voltage power supply, (2) is a charging reactor, (3) is a charging diode, (4) is a main capacitor for charging and discharging, (5) is a charging resistor, and (6) is a charging diode. )
is the thyratron switch, and (7) is the laser switch.
It's a tube.
次に、上記従来例の動作について説明する。高圧電源（
１）から発生される高圧の電圧（数ＫＶ〜数十ＫＶ）に
より、充電用リアクトル（２）．充電用ダイオード（３
）および充電用抵抗（５〉を備えた経路に含まれている
主コンデンサ（４）の充電が行われる．ここでサイラト
ロン・スイッチ（６）が導通すると、主コンデンサ（４
）に蓄積されている電荷に基づく電圧が、このサイラト
ロン・スイッチ（６）を介してレーザ・チューブ（７）
に加えられる．そして、このときのレーザ・チューブ（
７〉のインピーダンスは、充電用抵抗（５）の抵抗値よ
りも遥かに小さくなるために、サイラトロン・スイッチ
（６）を流れる電流の大部分はレーザ・チューブ（７）
を流れる６かくして、レーザ・チューブ（７）が励起さ
れて、レーザ発振を生じることになる。Next, the operation of the above conventional example will be explained. High voltage power supply (
The high voltage (several KV to several tens of KV) generated from charging reactor (2). Charging diode (3
) and a charging resistor (5〉).When the thyratron switch (6) conducts, the main capacitor (4) is charged.
) is applied to the laser tube (7) via this thyratron switch (6).
is added to. And the laser tube at this time (
Since the impedance of 7> is much smaller than the resistance value of the charging resistor (5), most of the current flowing through the thyratron switch (6) flows through the laser tube (7).
The laser tube (7) is thus excited and causes laser oscillation.
ところで、一般的に、このようなｉｉ４蒸気レーザの場
合には、より急峻なパルス電圧をレーザ・チューブ（７
）に加えると、より高いレーザ出力を得ることができる
ことから、スイッチとして使用されるサイラトロン・ス
イッチ（６）には数＋ｎｓｅｅものスイッチングが要求
されることになる。By the way, in general, in the case of such a II4 vapor laser, a steeper pulse voltage is applied to the laser tube (7
), since a higher laser output can be obtained, the thyratron switch (6) used as a switch will require several +nsee switching operations.
ここで、スイッチ部分について考察すると、当該スイッ
チの安定性を向上させるとともに、これを寿命レスのも
のく即ち、交換についての考慮を払うことが事実上不要
になるもの）にするためには、真空管であるサイラトロ
ンによるスイッチに代えて、半導体化されたスイッチを
用いることが必要とされる。しかるに、サイラトロンに
おいては実現が可能であった数十ＫＶ、数ＫＡ、数十ｎ
ｌｉｅｅなるスイッチング操作を、単一の半導体スイッ
チで実現させたものは存在しないのが現状である．例え
ば、ｔ流だけについてみれば、数ＫＡ〜数十ＫＡの電流
をサイリスタ等で実現することができるけれども、電圧
やスイッチング速度については不可能である６また、Ｆ
ＥＴやＳＩＴによればスイッチング速度は大きいけれど
も電流や電圧が全く不足してしまう、そこで、このよう
な半導体を用いて、サイラトロンを用いた場合に匹敵す
るスイッチを実現するためには、前記ＦＥＴやＳＩＴの
ような高速半導体を直並列に接続させることが必要とな
る。Now, considering the switch part, in order to improve the stability of the switch and make it short-lived (that is, it is virtually unnecessary to consider replacing it), it is necessary to Instead of the thyratron switch, it is necessary to use a semiconductor switch. However, with the thyratron, it was possible to realize tens of KV, several KA, and several tens of nanometers.
At present, there is no single semiconductor switch that achieves the switching operation called liee. For example, if we consider only the t current, it is possible to realize a current of several KA to several tens of KA using thyristors, etc., but it is impossible to realize the voltage and switching speed6.
Although ET and SIT have a high switching speed, they are completely lacking in current and voltage. Therefore, in order to use such semiconductors to realize a switch comparable to that using a thyratron, it is necessary to use the FET or It is necessary to connect high-speed semiconductors such as SIT in series and parallel.
なお、このように高速半導体を直並列に接続させたもの
は、例えば、特願平１−１３６３３４号「パルス発生回
路ｊ等で既に出願されているものであり、これについて
は第５図に例示されている。In addition, a device in which high-speed semiconductors are connected in series and parallel in this manner has already been filed, for example, in Japanese Patent Application No. 1-136334 "Pulse Generation Circuit J, etc.", and an example of this is shown in FIG. has been done.
この第５図において、主コンデンサ（４）に蓄積されて
いる電荷に基づく電圧が、導通しているスイッチ（８）
を介して、放ｔ管としてのレーザ・チューブ（７）に加
えられたときには、このレーザ・チューブく７）の負荷
状態によってはいわゆる放電ノ＜ルス回路に振動が生じ
る条件を満たすことになる．なお、前記第５図において
、第４図の従来例において付された符号と同一の符号が
付されたものは、同一または相当のものを指示しており
、ここでは、改めて説明することを省略する。In this Figure 5, the voltage based on the charge stored in the main capacitor (4) is applied to the conductive switch (8).
When it is applied to the laser tube (7) as a radiation tube, the condition that vibration occurs in the so-called discharge Norse circuit is satisfied depending on the load condition of the laser tube (7). In addition, in FIG. 5, the same reference numerals as those in the conventional example shown in FIG. do.
そして、このような場合には、スイッチ（８）を構成す
るＦＥＴ（９）の寄生ダイオードのために、レーザ・チ
ューブ（７）には、第６図に示されているような振動電
流（１つ）が流れる。ところで、レーザ光＜Ｌ＞は一般
的には同図に示されているような位相をもって出力され
ることから、レーザ光が出力された後での振動電流（前
記第６図において斜線が付与されて“いる部分〉は、レ
ーザ発振のためには全く寄与するところがない。むしろ
、過大な入力が放電管としてのレーザ・チューブ（７）
に加えられることにより、レーザ効率の低下を招く恐れ
がある．
［発明が解決しようとする課題］
上記されたような鋼蒸気レーザ等のために用いられた従
来のパルス発生回路においては、レーザ・チューブ（７
〉に供給するパルス電圧をより急峻にしてレーザ効率の
向上を図るために、パルス発生回路で用いられるスイッ
チとしては、大電力用であって数＋ｎｓｅｅでスイッチ
ングすることが可能なサイラトロン・スイッチ（６）が
選択されていた。In such a case, due to the parasitic diode of the FET (9) constituting the switch (8), an oscillating current (1 ) flows. By the way, since the laser beam <L> is generally output with a phase as shown in the figure, the oscillating current after the laser beam is output (the shaded area in Figure 6 above) The part that is "in" does not contribute to laser oscillation at all.In fact, excessive input causes the laser tube (7) to function as a discharge tube.
This may lead to a decrease in laser efficiency. [Problems to be Solved by the Invention] In the conventional pulse generation circuit used for the above-mentioned steel vapor laser, etc., the laser tube (7
In order to improve laser efficiency by making the pulse voltage supplied to ) was selected.
しかしながら、このサイラトロン・スイッチ（６）は真
空管であることから寿命が短く、頻繁に交換することが
必要であるという問題点があった。また、このサイラト
ロン・スイッチ〈６）は手作り品であることから、レー
ザ効率に影響する電流の立ち上がりやスイッチング時間
にバラツキがあり、その品質の安定性に不安があるとい
う問題点もあった．
この発明は、上記された各種の問題点を解決するために
なされたものであって、寿命が長く、安定性に富むとと
もに、信頼性の高いパルス発生回路を得ることを目的と
する．
［課題を解決するための手段］
この発明に係るパルス発生回路は：
充放電用の主コンデンサ；
上記主コンデンサの電圧をスイッチングするための，磁
性体または半導体からなるスイッチ；および、
上記主コンデンサからの電圧印加に基づく放電電流を生
戒するための放電管；
を備えてなるものにおいて：
上記主コンデンサと直列に振動抑制用ダイオードを挿入
するようにしたものである。However, since the thyratron switch (6) is a vacuum tube, it has a short lifespan and needs to be replaced frequently. Additionally, since this thyratron switch (6) is a handmade product, there are variations in the current rise and switching time, which affect laser efficiency, and there are concerns about the stability of its quality. This invention was made to solve the various problems mentioned above, and aims to provide a pulse generation circuit that has a long life, is highly stable, and is highly reliable. [Means for Solving the Problems] The pulse generating circuit according to the present invention includes: A main capacitor for charging and discharging; A switch made of a magnetic material or a semiconductor for switching the voltage of the main capacitor; and A pulse generating circuit from the main capacitor. A discharge tube for controlling a discharge current based on an applied voltage; A vibration suppressing diode is inserted in series with the main capacitor.
［作用１
この発明においては、その槽或要素としてのスイッチが
磁性体または半導体のものであることから、寿命が長く
、安定性に富むとともに、信頼性の高いという利点があ
る。また、主コンデンサと直列に振動抑制用ダイオード
が接続されていることから、放ｉｔ流が正・負に振動し
ようとするときに、前記のダイオードにより負に向かう
電流が抑制され、その結果としてレーザ発振終了以降の
振動電流が消滅して、レーザ発振には無効な放電エネル
ギが加わることがなくなり、レーザ装置の効率が向上す
ることになる。[Function 1] In this invention, since the switch as the tank or element is made of a magnetic material or a semiconductor, it has the advantage of long life, high stability, and high reliability. In addition, since a vibration suppressing diode is connected in series with the main capacitor, when the emitted current tries to oscillate positively or negatively, the diode suppresses the current going negative, and as a result, the laser The oscillating current after the end of oscillation disappears, and no invalid discharge energy is added to laser oscillation, improving the efficiency of the laser device.
「実施例］
以下、この発明の一実施例であるパルス発生回路につい
て、関連の図面を参照しながら説明する．まず、第１図
は、上記実施例を示す概略構成図である．この第１図に
おいて、（８）はスイッチ、（９）は前記スイッチ（８
）を構成するＰＥＴ、（ｌＯ）は振動抑制用のダイオー
ド、そして、（１１）は前記振動抑制用ダイオード〈１
０〉と並列にされたバイパス抵抗である。なお、この第
１図において、前記第４図および第５図の従来例におい
て付された符号と同一の符号が付されたものは、同一ま
たは相当のものを指示しており、ここでは、改めて説明
することを省略する．
この第１図を参照すれば明らかであるように、振動抑制
用ダイオード（１０）は主コンデンサ（４）と直列にな
るように設けられている．また、この振動抑制用ダイオ
ード（１０）と並列になるようにバイパス抵抗（１１〉
が設けられていることがら、高圧電源（１〉を用いて主
コンデンサ（４）の充電を行うときには、充電電流がバ
イパス抵抗（１１）によってバイパスされることにより
、主コンデンサ（４）に対する充電が正常に行われるこ
とになる。Embodiment A pulse generating circuit which is an embodiment of the present invention will be described below with reference to related drawings. First, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the above embodiment. In the figure, (8) is a switch, and (9) is the switch (8).
), (lO) is a vibration suppression diode, and (11) is the vibration suppression diode <1
0〉 is a bypass resistor in parallel. In addition, in this Figure 1, the same reference numerals as those in the conventional example shown in Figures 4 and 5 above indicate the same or equivalent items, and here they will be explained again. I will omit the explanation. As is clear from FIG. 1, the vibration suppressing diode (10) is provided in series with the main capacitor (4). In addition, a bypass resistor (11) is connected in parallel with this vibration suppressing diode (10).
is provided, so when charging the main capacitor (4) using the high voltage power supply (1), the charging current is bypassed by the bypass resistor (11), so that the main capacitor (4) is not charged. It will be done normally.
そして、主コンデンサ（４）に蓄積されている電荷に基
づく電圧を、ＦＥＴ（９）からなるスイッチ（８）を介
して、放電管としてのレーザ チューブ（７）に加える
ときには、まず、主コンデンサ（４）からスイッチ（８
）へ、次いで、レーザ・チューブ（７）を経由してから
、振動抑制用ダイオード（１０）のアノードからカソー
ドへという経路に沿って電流が流れるようになる。When applying a voltage based on the electric charge stored in the main capacitor (4) to the laser tube (7) as a discharge tube via the switch (8) consisting of an FET (9), first the main capacitor ( 4) to switch (8
), then via the laser tube (7) and then along the path from the anode to the cathode of the vibration suppression diode (10).
また、放電管としてのレーザ・チューブ（７）の負荷状
態等に依存して、上記実施例の回路が振動条件を満たす
よう゛になったときには、振動抑制用ダイオード（１０
）によって逆電流が阻止されるとともに、バイパス抵抗
（■１〉の十分に大きい抵抗値のために、レーザ・チュ
ーブ（７）にはレーザ発振後の振動電流が流れることは
ない．第２図には、このときの波形図が示されている．
この結果として、過大な入力の印加が確実に防止される
とともに、レーザ効率の向上を図ることができる。Also, depending on the load condition of the laser tube (7) as a discharge tube, when the circuit of the above embodiment satisfies the vibration condition, the vibration suppression diode (10
) prevents the reverse current, and the sufficiently large resistance value of the bypass resistor (■1) prevents any oscillating current from flowing through the laser tube (7) after laser oscillation. shows the waveform diagram at this time.
As a result, application of excessive input can be reliably prevented, and laser efficiency can be improved.
なお、上記実施例においては、スイッチ（８）がＦＥＴ
（９）により構成されている場合についての説明がなさ
れたけれども、これに限られるものではなく、磁性体に
よるスイッチを用いても同様な効果を奏することができ
る。第３図は、磁性体によるスイッチを用いて構成され
た、この発明の他の実施例であるパルス発生回路を示す
図である。Note that in the above embodiment, the switch (8) is an FET.
Although the case in which the structure is configured according to (9) has been described, the present invention is not limited to this, and the same effect can be achieved by using a switch made of a magnetic material. FIG. 3 is a diagram showing a pulse generating circuit according to another embodiment of the present invention, which is constructed using a switch made of magnetic material.
この第３図において、（１２）はサイリスタ、（１３）
は＃１コンデンサ、（工４）は昇圧トランス、（１５）
は＃２コンデンサ、〈ｌ６）は＃１磁気スイッチ、（１
７）は＃２磁気スイッチである６なお、充放電を行うた
めの主コンデンサ（４）および放電管としてのレーザ・
チューブ（７）は、既に説明されたものと同様のもので
ある。In this Figure 3, (12) is a thyristor, (13)
is the #1 capacitor, (4) is the step-up transformer, (15)
is #2 capacitor, <l6) is #1 magnetic switch, (1
7) is the #2 magnetic switch. 6. The main capacitor (4) for charging and discharging and the laser as a discharge tube are also included.
The tube (7) is similar to that already described.
この第３図において、サイリスタ（１２）．．＃１コン
デンサ（１３）．昇圧トランス（１４）および＃２コン
デンサ（１５）により時間幅の長いパルスが゛発生され
るが、この時間幅の長いパルスは＃ｌ磁気スイッチ（１
６）によって時間的に圧縮されてから、主コンデンサ（
４）を充電するために使用される。ここで、＃２磁気ス
イッチ（１７）が導通していると、主コンデンサ（４）
における蓄Ｎ電荷に基づく電圧が放電管としてのレーザ
チューブ（７）に加えられることになるが、この場合
には、たとえ回路が振動条件を満たす状態にあるとして
も、振動抑制用ダイオード〈１０〉の働きにより逆電流
が流れることは防止される。そして、この結果として、
過大な入力の印加が確実に防止されるとともに、レーザ
効率の向上を図ることができる。In this FIG. 3, thyristor (12). ．． #1 capacitor (13). A long pulse is generated by the step-up transformer (14) and the #2 capacitor (15), and this long pulse is generated by the #1 magnetic switch (15).
6), and then the main capacitor (
4) Used to charge. Here, if the #2 magnetic switch (17) is conducting, the main capacitor (4)
A voltage based on the N charge stored in is applied to the laser tube (7) as a discharge tube, but in this case, even if the circuit satisfies the vibration conditions, the vibration suppression diode <10> This action prevents reverse current from flowing. And as a result of this,
Application of excessive input can be reliably prevented, and laser efficiency can be improved.
［発明の効果１
以上説明されたように、この発明のパルス発生回路によ
れば、振動抑制用ダイオードを主コンデンサと直列に設
けるように構成されていることから、回路内に無用の振
動電流が流れることはなく、その結果として、レーザ効
率が大幅に向上するという効果が奏せられる．[Effect of the invention 1 As explained above, according to the pulse generating circuit of the present invention, since the vibration suppressing diode is provided in series with the main capacitor, unnecessary oscillating current is not generated in the circuit. There is no flow, and as a result, the laser efficiency is significantly improved.
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例であるパルス発生回路の
概略楕戊図、第２図は、上記実施例の動作を説明するた
めの波形例示図、第３図は、この発明の他の実施例を示
す概略構成図、第４図は、この発明における従来例であ
るパルス発生回路の概略構成図、第５図は、上記従来例
に関連するパルス発生回路の概略楕或図、第６図は、上
記従来例の動作を説明するための波形例示図である。
（１ は高圧電源、
（２ は充電用リアクトル、
（３ は充電用ダイオード、
（４ は充放電用主コンデンサ、
（５ は充電用抵抗、
（７はレーザ・チューブ、
（８）はスイッチ、
（９）はＦＥＴ、
（１０）は振動抑制用ダイオード、
（１１〉はバイパス抵抗、
なお、図中で、同一の符号は同一または相当の部分を示
すものである．[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a schematic elliptical diagram of a pulse generation circuit which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform illustrative diagram for explaining the operation of the above embodiment, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a pulse generation circuit as a conventional example of the present invention, and FIG. 5 is a pulse generation circuit related to the above conventional example. FIG. 6 is a diagram illustrating waveforms for explaining the operation of the conventional example. (1 is a high-voltage power supply, (2 is a charging reactor, (3 is a charging diode, (4 is a main capacitor for charging and discharging, (5 is a charging resistor, (7 is a laser tube, (8) is a switch, ( 9) is a FET, (10) is a vibration suppression diode, and (11> is a bypass resistor. In the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
性体または半導体からなるスイッチ；および、 上記主コンデンサからの電圧印加に基づく放電電流を生
成するための放電管； を備えてなるパルス発生回路において： 上記主コンデンサと直列に振動抑制用ダイオードを挿入
するようにしたことを特徴とするパルス発生回路。(1) A main capacitor for charging and discharging; a switch made of a magnetic material or a semiconductor for switching the voltage of the main capacitor; and a discharge tube for generating a discharge current based on voltage application from the main capacitor; A pulse generating circuit comprising: A vibration suppressing diode is inserted in series with the main capacitor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP146890A JPH03207110A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Pulse generating circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP146890A JPH03207110A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Pulse generating circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03207110A true JPH03207110A (en) | 1991-09-10 |
Family
ID=11502296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP146890A Pending JPH03207110A (en) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | Pulse generating circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03207110A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007563A1 (en) * | 1993-09-04 | 1995-03-16 | The Secretary Of State For Defence | Pulsed gas lasers |
| GB2296126A (en) * | 1993-09-04 | 1996-06-19 | Secr Defence | Pulsed gas lasers |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP146890A patent/JPH03207110A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995007563A1 (en) * | 1993-09-04 | 1995-03-16 | The Secretary Of State For Defence | Pulsed gas lasers |
| GB2296126A (en) * | 1993-09-04 | 1996-06-19 | Secr Defence | Pulsed gas lasers |
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