JPH04177912A - スイッチ装置 - 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】 【産業上の利用分野】

この発明は多数の電界効果トランジスタ等の固体スイッ
チ素子を用い、これらの固体スイッチ素子を同時にＯＮ
・ＯＦＦするようにしたスイッチ装置であって、特に、
放電励起レーザ装置等における高電圧スイッチとして用
いて好適なスイッチ装置に関するものである。

【従来の技術】

第３図は従来の放電励起レーザ装置としてのエキシマレ
ーザ（Ｅｘｃｉｍｅｒ　：　Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｄｉｍｌ
装置に用いられる放電回路を示す回路図である。図にお
いて、１０は高圧電源、１１は高圧電源１０の一端に接
続された充電用のりアクドル、２はリアクトル１１に直
列に接続された充電用のコンデンサ、９はコンデンサ２
と高圧電源１０の他端との間に設けられた放電用の一対
の電極、１３は電極９間の放電により発生したレーザ光
、１２は電極９と並列に接続された充電用のりアクドル
、８は電極９と並列に接続されコンデンサ２から電荷が
転送されるコンデンサ、１はりアクドル１１とコンデン
サ２との接続点と高圧電源１０の他端との間に接続され
た電荷転送用の高電圧スイッチとしてのサイラトロンで
ある。なお、一対の電極９は希ガス、ハロゲンガス等の
放電ガス中に配されている。 第４図は上記第３図の放電回路を用いたエキシマレーザ
装置を示す斜視図であり、第３図と同一部分には同一符
号が付されている。 尚、第３図の高圧電源１０及びリアクトル１１゜１２は
図示を省略されている。 第４図において、高電圧スイッチとしてのサイラトロン
１は導電材から成る円筒形の容器６に収納され、この容
器６の一端には絶縁体から成る蓋７が設けられている。 上記充電用のコンデンサ２は複数個設けられ一列に配さ
れている。このコンデンサ２の一端とサイラトロン１の
一端とは略し字状を成す導電板４を介して接続されてい
る。また、コンデンサ２の他端は細長い導電板３に接続
されている。 また、細長い箱状の導電材から成る容器５が設けられ、
この容器５には上記放電ガスが満たされると共に、一対
の細長い放電用の電極９が設けられ、その一方の電極９
は上記導電板３に設けられ、他方の電極９はこの容器５
の底部に設けられている。またこの容器５の一端は上記
容器６を介してサイラトロン１の他端に接続されている
。 また、容器５の両側の内壁と導電板３の両側面との間に
は電荷が転送される上記コンデンサ８が複数個接続され
ている。 以上の構成により、第３図と等価な放電回路が構成され
る。 次に動作について説明する。 第３図において、サイラトロン１がＯＦＦの状態で、高
圧電源１０が投入されると、先ず、高圧電源１０−リア
クトル１１−コンデンサ２−リアクトル１２−高圧電源
１０の充電ループが形成されてコンデンサ２が充電され
る。この充電電圧によりサイラトロン１が点弧すると、
コンデンサ２−サイラトロン１−コンデンサ８の電荷転
送ループが形成されて、コンデンサ２が放電し、その電
荷がコンデンサ８に転送される。従って、このコンデン
サ８の両端電圧、即ち、一対の電極９間の電圧が上昇し
、放電電圧に達すると電極９間に放電が生じる。この放
電により容器５内のガスが励起され、その際にパルス状
のレーザ光Ｉ３が発生する。 上述した従来の放電回路においては、高電圧スイッチと
してサイラトロン１を用いている。しかしながらサイラ
トロン１はインダクタンスが大きく、このため放電電圧
の立上りが遅くなって、安定な放電が得られず、また、
予熱時間を要したり、さらには温度に対して敏感である
ため、温度制御のための装置を設ける必要がある等の種
々の欠点がある。 この対策として、本出願人は、サイラドコンに代えて多
数の固体スイッチ素子を用いたスイッチ装置を提案して
いる。第５図は固体スイッチ素子として電界効果トラン
ジスタ（以下、ＦＥＴと言う）１４を用い、多数のＦＥ
Ｔ１４を直並列に接続することにより、スイッチ装置Ｆ
１５を構成した例を示す。このスイッチ装置１５を構成
する全てのＦＥＴ１４を同時にＯＮと成すことにより、
上記コンデンサ２の放電電流を流すことができる。 このスイッチ装置１５を実現する場合は、複数のＦＥＴ
１４を互いに接続して一体化することにより、１個のモ
ジュールを作り、このモジュールを複数個接続してスイ
ッチ装置１５を構成することになる。 第６図はモジュールとその制御装置の従来の実施例を示
し、１６はモジュールで、複数のＦＥＴが内蔵されてい
る。１７はモジュール１６を駆動制御する制御装置で、
基板１７ａ上に設けられている。１８は制御装置１７か
らの制御信号をモジュール１６に伝えるためのリード線
である。 第７図はサイラトロン１に代えて上記モジュール１Ｇで
構成したスイ・ンチ装置１５を用いたエキシマレーザ装
置の実施例を示すもので、第４図と同一部分には同一符
号が付されている。 第７図において多数のモジュール１６がその複数個つづ
を１組として各組が複数の導電板１９上にそれぞれ設け
られている。各導電板１９は導電板２０の側面に設けら
れている。導電板２０の下端部は複数のコンデンサ２の
一端に接続されている。なお、２工は容器５等を収納す
るケースであり、レーザ光１３の出口２１ａが設けられ
ている。 次に動作について説明する。 先ず、導電板２０の上部から上記高圧電源１゜の電圧を
加えることにより、この導電板２ｏを通じてコンデンサ
２が充電される。次に、全てのモジュール１６円の全て
のＦＥＴ１４を同時に制御してＯＮと成すと、コンデン
サ２−スイッチ装置１５−コンデンサ８の電荷転送ルー
プが形成されて、コンデンサ２の電荷がコンデンサ８に
転送される。これによって、電極９間の電圧が上昇して
放電が生しる。 以上によれば、全てのＦＥＴは高速でオンするので、電
極９間の電圧の立上がりが速くなり、安定な放電を得る
ことができる。

【発明が解決しようとする課題】

従来の固体スイッチ素子をモジュール化したスイッチ装
置１５は以上のように構成されており、制御語Ｗ１７と
モジュール１６との接続をリード線１日で行なっていた
。このような接続方法をとると、制御装置１７がリード
線１８によってモジュール１６にぶら下がる形になり、
また接続点も多数になるため故障率が高い。さらに各リ
ード線１８の長さが異なると、駆動時間にばらつきが生
してスイッチング性能が低下し、さらにばらつきが大き
くなると、少数の素子に過電圧がかかり素子が破損する
等の課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、固体スイッチ素子と制御回路とを電気的及び機
械的に安定、確実に接続したスイッチ装置を得ることを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明に係るスイッチ装置は、複数の固体スイッチ素
子から成るスイッチ部とこのスイッチ部を制御する制御
部とを一つの筐体に収納して一体化したものである。

【作用】

この発明におけるスイッチ装置は、スイッチ部と制御部
とが一体化されているので、両者の電気的３機械的接続
が確実となり、各固体スイッチ素子に対する駆動時間の
ばらつきもなく、安定した動作が得られる。

【実施例】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図及び第２図において、２２は筐体、２３は筺体２
２に収納されたスイッチ部であり、複数のＦＥＴが同時
に導通可能に直列又は直並列に接続されているものとす
る。このスイッチ部２３は第６図及び第７図のモジュー
ル１６と対応するものである。２４はスイッチ部２３を
制御する制御部であり、第６図の制御装置１７と対応す
るもので、筺体２２に収納されている。２５は制御部２
４に設けられたトリガ信号導入部である。 上記スイッチ部２３と制御部２４とを一体的に収納した
筺体２２は、第２図に示すように、その複数個が複数の
導電板１９を介して積層されている。この導電板１９は
第７図の導電板１９と等しいものである。第２図におい
て、２６はスイッチ部２３における複数のＦＥＴに対し
て制御信号を与えるための第１の電極としてのゲート電
極、２７は各ＦＥＴに対して共通に設けられた第２の電
極としてのドレイン電極で、制御部２３の上部に設けら
れて筺体２２の上側の導電板１９と接続されている。２
８は各ＦＥＴの第３の電極としてのソース電極で、筺体
２２の下側の導電板１９と接続されている。 次に動作について説明する。 第２図において、各筺体２２のトリガ信号導入部２５に
駆動装置（図示せず）よりトリガ信号を加えると、制御
部２４が駆動されて制御信号がゲート電極２６を介して
スイッチ部２３に加えられる。これによって、スイッチ
部２３内の全てのＦＥＴが同時にＯＮとなり、電流が上
側の導電板１９からスイッチ部２３、ソース電極２３及
び下側の導電板１９へと流れる。 この場合、スイッチ部２３と制御部２４とは同一筺体２
２内に収納されてゲート電極２６を介して接続されてい
るので、第６図の従来例のようにリード線１８の長さの
違い等による各ＦＥＴの駆動時間のばらつきが軽減され
、各ＦＥＴは同時にＯＮすることができ、スイッチング
特性が向上する。 なお、上記実施例では固体スイッチ素子とじてＦＥＴを
用いたが、その他にＩＧＥＴ、サイリスタ等の素子を用
いることができる。

【発明の効果】

以上のようにこの発明によれば、複数の固体スイッチ素
子から成るスイッチ部とこのスイッチ部を制御する制御
部とを一つの筐体に収納して一体化した構成としたので
、スイッチ部と制御部との電気的１機械的接続が確実と
なり、各固体スイッチ素子に対する駆動時間のばらつき
もなく、安定した動作が得られる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスイッチ装置を示す
斜視図、第２図は同装置の断面側面図、第３図は従来の
レーザ装置における放電回路を示す回路図、第４図は従
来のサイラトロンを用いたレーザ装置を示す斜視図、第
５図は従来のＦＥＴを用いたスイッチ装置を示す回路図
、第６図は同装置の斜視図、第７図は従来のスイッチ装
置を用いたレーザ装置の斜視図である。 １４は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、１５はスイッ
チ装置、２２は筐体、２３はスイッチ部、２４は制御部
、２６はゲート電極、２７はドレイン電極、２８はソー
ス電極。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　三菱電機株式会社　−一二二代理人　弁理
士　　１）　澤　　博　　昭（外２名） 第２図 第３図 １゜ 第６図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の固体スイッチ素子が同時に導通可能になるよう
   に接続された回路と、上記複数の固体スイッチ素子に制
   御信号を加えるための第１の電極とを筺体内に収納する
   と共に第２の電極と第３の電極とを外部に導出して成る
   スイッチ部と、上記第１の電極に上記複数の固体スイッ
   チ素子を導通させるための制御信号を加えるように成さ
   れ上記筺体内に上記スイッチ部と一体的に収納された制
   御部とを備えたスイッチ装置。