JPH0439979A

JPH0439979A - レーザ発振器

Info

Publication number: JPH0439979A
Application number: JP14833890A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Karasaki; 秀彦唐崎; Shuzo Yoshizumi; 吉住　修三; Akio Tanaka; 田中　昭男; Shigeki Yamane; 茂樹山根; Tsutomu Sugiyama; 勤杉山; Hitoshi Motomiya; 均本宮; Masashi Onishi; 正史大西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1992-02-10

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】産業上の利用分野本発明は、切断、溶接、熱処理などのためにレーザ光を
発生させるレーザ発振器に関するものである。

従来の技術一般的なレーザ発振器の構成について第１図を参照して
説明する。１個または複数個の放電管からなる放電ｖａ
１には、各放電管ごとに陽極２と陰極３からなる１組の
放電電極が具備されている。

第１図において２絹の放電管は対称的に配設されて放電
部が形成され、それぞれに高電圧電源４から電流が供給
される。また、放電管群ｌの両端には出力ミラー５、終
端ミラー６が配設されて光共撮器を形成している。さら
に、放電管群１０両端部分の陰極電極３．３近傍と中央
部の陽極電極２間は略Ｅ字型循環管体７により接続され
てガス循環路が形成されている。この循環管体７にはガ
スを循環させる送風機８や、ガスを冷却する熱交換器９
が配設されている。また、前記放電管群ｌには放電管ご
とに前記陽極２と陰極３の間にある放電管の外周に陽極
２または陰極３と電気的に接続された放電開始補助リン
グ１０または放電開始補助管ｌＯが設けられている。

第５図は、従来のスイッチング高圧電源４の構成を示す
ブロック図である。３相２００■を整流スタック１１で
受は整流した後、１次側平滑コンデンサ１２で電圧リプ
ルを低減し、スイッチング素子１３でスイッチングして
パルス信号に変換し、高周波トランス１５に電力を電送
する。高周波トランス１５では電力を２次側に電送する
とともに２次側に高電圧を発生させ、高速高圧整流器１
６で整流したあと、高圧コンデンサ１７で平滑し、放電
管ｌの陽極２と陰極３間に電圧が印加される。

一方、基準スイッチングオン時間を設定するスイッチン
グオン時間設定回路１８の信号と、出力命令設定回路２
０からの指令に基づいてスイッチング周波数を決定する
出力設定回路１９（ＦＭ回路）の信号とを受けて、ドラ
イブ回路１４てはスイッチングオン時間とスイッチング
周波数を決定しドライブ信号を発生して、スイッチング
素子１３のゲートに送る。

このように構成されているレーザ発振器は、ガス流方向
と放電方向とレーザ光の発振軸が同軸であるため光軸方
向から見たときに、その放電及びその放電によって形成
されるゲイン分布が同心で対称性がよい。従って、出力
されるレーザ光を用いて加工を行う場合加工性能が良い
とされている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、電源電圧が変動すると２次側の出力電力
がそれに応じて変動し、レーザ出力も変動するという課
題があった。

本発明は、このような従来のレーザ発振器の課題を考慮
し、電源電圧が変動しても、２次側の出力電力がそれに
応じて変動せず、レーザ出力も変動しないレーザ発振器
を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個ま
たは複数個の放電管の放電群と、スイッチング素子を有
し、この放電管に電力を供給するスイッチング高圧電源
と、前記放電群の両端に配備されたレーザ共振用のミラ
ーと、前記放電電極の近傍で前記放電群に接続され、こ
の放電群と共にガス循環路を構成する循環管体と、前記
ガス循環路にレーザ媒質としてのガスを供給するガス供
給装置とを備えたレーザ発振器において、スイッチング
周波数を変化させて出力電力を調節することの出来る前
記スイッチング高圧電源の交流電源の電圧を検出する電
圧検出手段を有し、その電圧検出手段により検出された
電圧に対応して、前記スイッチング素子のスイッチング
オン時間を変化させて、その出力電力制御を行うことを
特徴とするレーザ発振器である。

作用本発明は、スイッチング周波数を変化させて出力電力を
調節することの出来る、レーザ発振器の放電群に電力を
供給するスイッチング高圧電源の交流電源の電圧を検出
する電圧検出手段により検出された電圧に対応して、ス
イッチング高圧電源のスイッチング素子のスイッチング
オン時間を変化させて、その出力電力制御が行う。

実施例以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例のスイッチング高圧電源の
回路である。同図において、電圧変換器２１は、ＡＣ交
流電源の交流電圧を変換する手段、整流器２２はその電
圧変換器２１の出力を整流する手段、平滑コンデンサ２
３は、その整流された電圧を平滑する手段である。また
、基準電圧信号発生回路２５は、予め決められた基準と
なる電圧を出力する回路であり、誤差増幅器２４はその
基準電圧信号と、前記平滑コンデンサ２３からの出力信
号とを人力し、その差を増幅する手段である。

スイッチングオン時間設定回路（ＰＷＭ）１Ｂは、その
増幅された差信号を人力し、それに対応したスイッチン
グオン時間信号を発生する手段である。

なお、電圧変換器２１、整流器２２、平滑コンデンサ２
３は、電圧検出手段の一例である。放電管ｌ、陽極２、
陰極３、整流スタック１１１次側平滑コンデンサ１２、
スイッチング素子１３、ドライブ回路１４、高周波トラ
ンス１５、高速高圧整流器１６、高圧コンデンサ１７、
出力設定回路１９、出力命令設定回路２０は、第１図、
第５図のものと同じであるので説明を省略する。

次に、本発明の主要な動作に付いて説明する。

第３図に、スイッチング高圧電源４の電源電圧が基準電
圧に対して＋側に撮れた場合（Ａ）、基準電圧時（Ｂ）
および−例に振れた場合（Ｃ）に、ドライブ回路１４で
発生する制御信号の例を示した。第３図からも明らかな
ように、電源の交流電圧が低下すると、電圧変換器２１
、整流器２２、平滑コンデンサ２３がそれを検出する。

そして、誤差増幅器２４に人力される。他方、基準電圧
信号発生回路２５の基準電圧が誤差増幅器２４に入力さ
れるので、その降下差がスイッチングオン時間設定回路
１８へ人力される。そこで、スイッチノブオン時間設定
回路１８は、電力が一定になるように基準電圧に対する
電圧降下分だけスイッチングオン時間を広げて出力する
。ドライブ回路１４は、そのそのスイッチング時間と、
出力設定回路１９からの固定されたスイッチング周波数
で、スイッチング素子１３をスイッチングする。また交
流電源の電圧が上昇すると、同様にして基準電圧に対す
る電圧上昇分だけスイッチングオン時間を狭め出力電力
が一定になるように制御する。

つぎに、第４図に本発明を用いた場合と従来の方法の場
合について電源の交流電圧の変動割合と出力電力の変動
割合の関係の比較をした。この第４図からも明白なよう
に、電源の電圧を検出し基準信号に対する変動幅に応じ
てスイッチングオン時間を制御することで、スイッチン
グ電源からの出力電力は安定になり、レーザ出力は電源
の交流電圧に依存しないようになる。

このように、電源の交流電圧を検出し基準信号に対する
変動幅に応じてスイッチングオン時間を制御することで
、電源からの出力電力は電源の電圧に依存せず、レーザ
出力も安定化する。

発明の詳細な説明したところから明らかなように、本発明を用いる
ことで、電源交流電圧が変動してもレーザ出力は変動せ
ず、レーザ加工の信頼性が著しく向上させることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザ発振器の一実施例の構成を
示す概略断面図、第２図は同実施例の回路構成を示すブ
ロック図、第３図は電源の交流電圧が基準電圧に対して
＋側に振れた場合（Ａ）、基準電圧時（Ｂ）、および−
側に振れた場合（Ｃ）に、同実施例のドライブ回路で発
生する制御信号を示すグラフ、第４図は、本発明の場合
と従来の場合について電源の電圧の変動割合と出力電力
の変動割合の関係を示すグラフ、第５図は従来のレーザ
発振器の回路構成を示すブロック図である。ｌ・・・放電管群、２・・・陽極、３・・・陰極、４・
・・高圧電源、５・・・出力ミラー　６・・・終端ミラ
ー７・・・循環管体、８・・・送風器、９・・・熱交換
器、ｌＯｏ・・放電開始補助リング、１１・・・整流ス
タック、１２・・・１次側平滑コンデンサ、１３・・・
スイッチング素子、１４・・・ドライブ回路、１５・・
・高周波トランス、１６・・・高速高圧整流器、１７・
・・高圧コンデンサ、１８・・・スイッチングオン時間
設定回路、１９・・・出力設定回路（ＦＭ回路）、２０
・・・出力命令設定回路、２１．２２．２３・・・電圧
検出手段、２４・・・誤差増幅器。代理人　弁理士　松　１）正　道第図第図第図完厚覧瓦（！む０告（’／、’）第図

Claims

【特許請求の範囲】

陽極と陰極を有する放電電極を備えた１個または複数個
の放電管の放電群と、スイッチング素子を有し、この放
電管に電力を供給するスイッチング高圧電源と、前記放
電群の両端に配備されたレーザ共振用のミラーと、前記
放電電極の近傍で前記放電群に接続され、この放電群と
共にガス循環路を構成する循環管体と、前記ガス循環路
にレーザ媒質としてのガスを供給するガス供給装置とを
備えたレーザ発振器において、スイッチング周波数を変
化させて出力電力を調節することの出来る前記スイッチ
ング高圧電源の交流電源の電圧を検出する電圧検出手段
を有し、その電圧検出手段により検出された電圧に対応
して、前記スイッチング素子のスイッチングオン時間を
変化させて、その出力電力制御を行うことを特徴とする
レーザ発振器。