JPH04129197A - 放電管のスイッチング電源 - 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］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＷ固体レーザ等に適用されるクリプトン等
の放電管のスイッチング電源に関する。

（従来の技術） 第２図はかかるスイッチング電源の構成図である。この
スイッチング電源はクリプトンランプ等の放電管１を点
灯制御するものである。整流回路２には三相交流が入力
しており、この整流回路２の出力端子にはスイッチング
素子３を介してチョークコイルＬ１、コンデンサＣ１か
ら成る平滑回路４が接続されている。この平滑回路４の
出力端子には逆流防止ダイオードＤ１及びトリガトラン
ス５のコイル５ａを介して放電管１が接続されている。

又、整流回路２の出力端子には転流ダイオードＤ２が接
続され、さらに各コンデンサＣ２、Ｃ３が接続されてい
る。一方、パルス幅変調回路６が設けられ、このパルス
幅変調回路６の出力端子がスイッチング素子３のスイッ
チング駆動回路７に接続されている。又、放電管１の両
端にはブースタ回路８が接続され、トリガトランス５の
コイル５ｂにはトリガ回路９が接続されている。

かかる構成であれば、放電管１の点灯前、ブースタ回路
８は放電管１に対して高電圧を印加する。

この状態にトリガ回路９はトリガパルスをトリガトラン
ス５を通して放電管１に印加し、これとともにパルス幅
変調回路６は最大デユーティサイクル（例えば９０％）
のパルス幅変調信号を出力する。これにより、スイッチ
ング素子３は最大デユーティサイクル比でオン・オフす
る。なお、この場合、スイッチング素”子３のオン期間
はスイッチング周波数を１０ｋＨｚとすれば、９０μｓ
程度である。トリガパルスが放電管１に印加されると、
放電管１内にアーク放電が発生し、次に放電管１に電流
が流れる。このように放電管１に電流が流れると、ブー
スタ回路８は高電圧の印加を停止し、パルス幅変調回路
６はパルス幅変調信号のデユーティサイクル比を所定比
に設定する。

ところで、スイッチング素子３のスイッチング周波数を
高くすると、チョークコイルＬ１等の各部品を小型化で
きる。つまり、コイルのインピーダンスは２πｆＬ、に
より表されるので、周波数ｆを高くするとＬ１値を小さ
くできる。

ところが、スイッチング周波数を高くすると、放電管１
の点灯時に最大デユーティサイクル比に設定してスイッ
チング素子３をスイッチングしてもスイッチング素子３
のオン期間が短くなり、放電管１において放電を持続す
る程度の電流を流、すことができない。このため、コン
デンサＣ２を大容量とし、このコンデンサＣ２から放電
管１に電流を供給する。しかし、放電管１に供給する電
流に対して電流変調を行うと、変調波形の立上り立ち下
がりが鈍ってしまう。又、大容量のコンデンサＣ２を接
続するので、小型化を実現するのに不利となる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のようにスイッチング周波数を高くすると、放電管
１の放電を持続する電流を流すことができず、これを解
決するために大容量のコンデンサを接続すると、電流変
調波形の立上り立ち下がりが鈍ってしまい、さらに小型
化を実現するのに不利となる。

そこで本発明は、スイッチング周波数を高くして放電を
持続できるうえ、小型化を実現できる放電管のスイッチ
ング電源を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、放電管に対してスイッチング素子を介して整
流回路を接続するとともに放電管に対してこの放電管の
点灯前に高電圧を印加しかつ放電管の点灯後に高電圧の
印加を停止するブースタ回路及び放電管にトリガパルス
を印加するトリガ回路を接続した放電管のスイッチング
電源において、放電管に流れる電流を検出する電流検出
回路と、スイッチング素子に対するスイッチング制御信
号を発生する制御信号発生回路と、電流検出回路の検出
結果により放電管に電流が流れていなければスイッチン
グ素子を導通状態とし、かつ放電管に定常電流が流れれ
ばスイッチング素子をスイッチング制御信号によりスイ
ッチング動作させるスイッチング手段とを備えて上記目
的を達成しようとする放電管のスイッチング電源である
。

（作　用） このような手段を備えたことにより、電流検出回路の検
出結果により放電管に電流が流れていなければスイッチ
ング素子を導通状態としてブースタ回路から放電管に高
電圧を印加し、この状態にトリガパルスを放電管に印加
する。そして、電流検出回路の検出結果により放電管に
定常電流が流れれば、ブースタ回路の高電圧印加は停止
し、スイッチング手段によってスイッチング素子を制御
信号発生回路から出力されるスイッチング制御信号によ
りスイッチング動作させ、放電管を点灯させる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図に示す放電管の
スイッチング電源の構成図を参照して説明する。なお、
第２図と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明
は省略する。

放電管１には電流検出回路２０が接続されている。この
電流検出回路２０は放電管１に定常電流が流れているか
否かを検出してスイッチ切替信号ｋをスイッチ回路２１
に送出する機能を有している。スイッチ回路２１はスイ
ッチ２１ａ、２１ｂを有し、それぞれ交互に開閉するも
のとなっている。これらスイッチ２１ａ、２１ｂのうち
一方のスイッチ２１ａには直流電源２２が接続され、他
方のスイッチ２１ｂにはパルス幅変調回路６が接続され
ている。そして、各スイッチ２１ａ１２１ｂの他端は共
通接続されてスイッチング駆動回路７に接続されている
。

次に上記の如く構成されたスイッチング電源の作用につ
いて説明する。

放電管１の点灯前、ブースタ回路８は放電管１に対して
１５００〜２０００Ｖの高電圧を印加する。又、このと
き電流検出回路２０は放電管１に電流が流れていないこ
とを検出し、スイッチ回路２１に対してスイッチ２１ａ
を閉じるとともにスイッチ２１ｂを開くスイッチ切替信
号ｋを出力する。これにより、直流電源２２の直流出力
がスイ、ソチ２１ａを通してスイッチング駆動回路７に
供給され、このスイッチング駆動回路７はスイッチング
素子３をオン状態とする。

この状態にトリガ回路９はトリガパルスをトリガトラン
ス５を通して放電管１に印加する。なお、このトリガパ
ルスはピーク値約２０ｋＶ、パルス幅約５μｓである。

このトリガパルスが放電管１に印加されると、放電管１
にはアーク放電が発生してこのアーク放電が持続するよ
うになる。そして、放電管１に流れる電流が定常値にな
ると、電流検出回路２０は定常電流が流れていることを
検出してスイッチ２１ａを開くとともにスイッチ２１ｂ
を閉じるスイッチ切替信号ｋを出力する。

これにより、パルス幅変調回路６から出力されるパルス
幅変調信号はスイッチ２１ｂを通ってスイッチング駆動
回路７に送られる。かくして、スイッチング素子３はパ
ルス幅変調信号のデユーティ比に従ってオン・オフし、
これとともに放電管１は点灯する。

このように上記一実施例においては、電流検出回路２０
の検出結果により放電管１に電流が流れていなければス
イッチング素子３をオン状態としてブースタ回路８から
放電管１に高電圧を印加してトリガパルスを印加し、又
放電管１に定常電流が流れればブースタ回路８の高電圧
印加は停止し、スイッチング素子３をパルス幅変調信号
によりスイッチング動作させるので、スイッチング周波
数が高い場合でも放電管点灯時にスイッチング素子３を
強制的にオン状態として放電管１に電流を供給できて放
電管１の点灯を持続できる。これにより、大容量のコン
デンサ等は不要となって各部品を小型化することができ
、そのうえ大容量コンデンサによる電流変調時の波形の
立ち上がり立ち下がりの鈍化をなくすことができる。例
えば、大容量コンデンサの大きさは、スイッチング周波
数５５ｋＨｚの場合に必要とする容量は２０００μＦ以
上であり、この容量のコンデンサの大きさは約５０φＸ
　１００ｍｍ高となる。本方式の場合、このコンデンサ
は不要となるためスイッチング電源の小型化に有利とな
る。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、ス
イッチング素子３をスイッチング動作させる信号はパル
ス幅変調信号に限らず、パルス幅を変化できるパルス信
号であれば適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、スイッチング周波
数を高くして放電管の点灯を可能にできるうえ、小型化
を実現できる放電管のスイッチング電源を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる放電管のスイッチング電源の一
実施例を示す構成図、第２図は従来技術の構成図である
。 １・・・放電管、２・・・整流回路、３・・・スイッチ
ング素子、４・・・平滑回路、５・・・トリガトランス
、６・・・パルス幅変調回路、７・・・スイッチング駆
動回路、 ・・・ブー ス タ回路、 ト リガ回路、 ・・・電流検出回路、 ス イ ッチ回路、 ２２・・・直流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電管に対してスイッチング素子を介して整流回路を接
   続するとともに前記放電管に対してこの放電管の点灯前
   に高電圧を印加しかつ前記放電管の点灯後に前記高電圧
   の印加を停止するブースタ回路及び前記放電管にトリガ
   パルスを印加するトリガ回路を接続した放電管のスイッ
   チング電源において、前記放電管に流れる電流を検出す
   る電流検出回路と、前記スイッチング素子に対するスイ
   ッチング制御信号を発生する制御信号発生回路と、前記
   電流検出回路の検出結果により前記放電管に電流が流れ
   ていなければ前記スイッチング素子を導通状態とし、か
   つ前記放電管に定常電流が流れれば前記スイッチング素
   子を前記スイッチング制御信号によりスイッチング動作
   させるスイッチング手段とを具備したことを特徴とする
   放電管のスイッチング電源。