JPH0456375A - Method and apparatus for controlling carbon dioxide gas laser - Google Patents

Method and apparatus for controlling carbon dioxide gas laser

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JPH0456375A
JPH0456375A JP16708290A JP16708290A JPH0456375A JP H0456375 A JPH0456375 A JP H0456375A JP 16708290 A JP16708290 A JP 16708290A JP 16708290 A JP16708290 A JP 16708290A JP H0456375 A JPH0456375 A JP H0456375A
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JP
Japan
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voltage
error amplifier
discharge
amplifier circuit
constant
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Application number
JP16708290A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomiaki Hosokawa
富秋 細川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable laser output even in a pulse mode without ripple and hunting by rectifying and smoothing a primary power source voltage, then controlling to feed back it so as to become a DC constant voltage, inputting the constant voltage to an inverter, and controlling discharge current or high frequency power of each discharge tube. CONSTITUTION:A DC voltage made constant is supplied to an inverter 24 to drive a high voltage transformer 25. A smoothed DC high voltage is applied to a discharge tube 28, and a discharge current is detected by a discharge current detector 29. On the other hand, an output of a laser power setter 30 and an output of a laser power detector 31 for detecting the amplitude of a laser power are input to a second error amplifier 32, and its output is input together with the output from the detector 29 to a third error amplifier 33. The output of the amplifier 33 is input to a frequency controller 34 to so drive a power MOS-FET of the inverter 24 that the laser power becomes constant and a discharge current becomes constant through a driver 35.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、炭酸ガスレーザの制卸方法およびその装置に
関し、特に直流励起式および高周波励起式の炭酸ガスレ
ーザにおけるフィードバック制御の方法およびその装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for controlling a carbon dioxide laser, and more particularly to a feedback control method and apparatus for direct current excitation type and high frequency excitation type carbon dioxide lasers.

従来の技術 第3図は従来の一般的な高速軸流型直流励起式炭酸ガス
レーザ発振器の構成を示している。第2図において、ガ
ラスなどの誘電体からなる放電等1.2には、放電電極
3.4が設けられている。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 3 shows the structure of a conventional high-speed axial-flow DC-excited carbon dioxide laser oscillator. In FIG. 2, a discharge electrode 3.4 is provided in a discharge region 1.2 made of a dielectric material such as glass.

放電電極3,4には、直流高圧電源5.6の出力、例え
ばD C16k V 、 80 n+ A程度の電圧が
供給されている。放電等1.2内の放電空間では、矢印
A、B方向に放電が行なわれる。
The discharge electrodes 3 and 4 are supplied with the output of a DC high voltage power supply 5.6, for example, a voltage of about DC16kV, 80n+A. In the discharge space within discharge etc. 1.2, discharge occurs in the directions of arrows A and B.

放電管1.2内の放電空間には、リアミラー(全反射鏡
)7と出力ミラー(部分反射鏡)8とが固定配置され、
これらによって光共振器が構成されている。レーサ出力
9は、出力ミラー8から取り出される。
A rear mirror (total reflection mirror) 7 and an output mirror (partial reflection mirror) 8 are fixedly arranged in the discharge space within the discharge tube 1.2.
These constitute an optical resonator. Laser output 9 is taken out from output mirror 8 .

放電管1.2内のレーザガスは、送気管10を介して循
環しており、放電およびレーザガスを循環させるブロア
(送風機)11を通って温度上昇したガスは、熱交換器
12.13により冷却される。
The laser gas in the discharge tube 1.2 is circulated through the air pipe 10, and the gas whose temperature has risen through the blower 11 that circulates the discharge and laser gas is cooled by a heat exchanger 12.13. Ru.

第4図は第3図に示した炭酸ガスレーザ発振器における
制御装置の制御ブロックを示している。
FIG. 4 shows a control block of the control device in the carbon dioxide laser oscillator shown in FIG.

第4図において、商用電源21からの3相200Vの交
流電圧は、整流器22で整流された後、平滑回路23で
平滑され、平滑された直流電圧は、インバータ回路24
に供給される。インバータ回路24は、高圧トランス2
5を駆動し、高圧トランス25の2次電圧は、整流器2
6で整流された後、高圧コンデンサ27で平滑される。
In FIG. 4, a three-phase 200V AC voltage from a commercial power source 21 is rectified by a rectifier 22 and then smoothed by a smoothing circuit 23, and the smoothed DC voltage is transferred to an inverter circuit 24.
supplied to The inverter circuit 24 includes a high voltage transformer 2
5, and the secondary voltage of the high voltage transformer 25 is connected to the rectifier 2.
6 and then smoothed by a high voltage capacitor 27.

平滑された直流高電圧は、放電管28に印加され、放電
管28に流れる放電電流は、放電電流検出回路2って検
出される。
The smoothed DC high voltage is applied to the discharge tube 28, and the discharge current flowing through the discharge tube 28 is detected by the discharge current detection circuit 2.

一方、レーザパワー設定回路30の出力と、レーザパワ
ーの大きさを検出するレーザパワー検出回路31との出
力は、レーザパワー誤差アンプ回路32に入力される。
On the other hand, the output of the laser power setting circuit 30 and the output of the laser power detection circuit 31 that detects the magnitude of the laser power are input to the laser power error amplifier circuit 32.

レーザパワー誤差アンプ回路32の出力は、放電電流検
出回路29からの出力とともに放電電流誤差アンプ回路
33に入力される。放電電流誤差アンプ回路33の出力
は、周波数制御回路(PWM(fM))34に入力され
、周波数制御回路34の出力は、トライバ回路35に入
力されて、インバータ回路24のパワーMO3−FET
を駆動する。符号36は放電管28を制御するための制
御ブロックであり、符号37は図示されない他の放電管
のための制御ブロックである。
The output of the laser power error amplifier circuit 32 is input to the discharge current error amplifier circuit 33 together with the output from the discharge current detection circuit 29. The output of the discharge current error amplifier circuit 33 is input to the frequency control circuit (PWM (fM)) 34, and the output of the frequency control circuit 34 is input to the driver circuit 35, and the power MO3-FET of the inverter circuit 24 is input.
to drive. Reference numeral 36 is a control block for controlling the discharge tube 28, and reference numeral 37 is a control block for other discharge tubes (not shown).

このように、従来の直流励起式炭酸ガスレーザ制御装置
のフィードバック制御は、レーサ出力およびレーザパワ
ーの大きさを設定するレーザパワー設定回路30の出力
と、レーザパワーの大きさを検出するレーザパワー検出
回路31の出力とをレーザパワー誤差アンプ回路32に
入力し、このレーザパワー誤差アンプ回路32の出力と
放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路29の出
力とを放電電流誤差アンプ回路33に入力して行なって
いた。
In this way, the feedback control of the conventional DC pumped carbon dioxide laser control device uses the output of the laser power setting circuit 30 that sets the laser output and the magnitude of the laser power, and the laser power detection circuit that detects the magnitude of the laser power. 31 is input to a laser power error amplifier circuit 32, and the output of this laser power error amplifier circuit 32 and the output of a discharge current detection circuit 29 that detects the magnitude of the discharge current are input to a discharge current error amplifier circuit 33. I was doing it.

また、高周波励起式炭酸ガスレーザ制卸装置のフィード
バック制御は、前記放電電流検出回路の代わりに高周波
電力検出回路を設け、放電電流誤差アンプ回路の代わり
に高周波電力誤差アンプ回路を設けて行なっていた。
Further, feedback control of the high frequency excitation type carbon dioxide laser control device is performed by providing a high frequency power detection circuit in place of the discharge current detection circuit and by providing a high frequency power error amplifier circuit in place of the discharge current error amplifier circuit.

発明が解決しようとする課題 放電電流リップルまたは高周波電力リップルとレーザ出
力リップルとは比例関係にある。前記従来例における放
電電流誤差アンプ回路33または高周波電力誤差アンプ
回路を用いてリップルを小さくする制御方法は、応答性
を速くするために、また制御精度を上げるために、ゲイ
ンを高くすると急激な放電負荷の変動が生じて、大きな
リップルが発生し、ハンチングが生じる問題点があった
。またパルスモードで周波数が高くなり、パルス輻が2
00 usec 〜300 uSec程度となると、フ
ィードバック制御ができなくなる問題点があった。さら
にまた、急激な1次電源電圧の変動で大きなリップルが
発生し、ハンチングを発生させていた。特にこの場合は
、フィードバック制御を行なわない場合よりもリップル
が大きくなることがあ っ ノこ 。
Problems to be Solved by the Invention Discharge current ripple or high frequency power ripple and laser output ripple are in a proportional relationship. In the conventional control method for reducing ripple using the discharge current error amplifier circuit 33 or the high frequency power error amplifier circuit, in order to speed up the response and improve control accuracy, when the gain is increased, rapid discharge occurs. There were problems in that load fluctuations occurred, large ripples occurred, and hunting occurred. In addition, the frequency becomes higher in pulse mode, and the pulse intensity becomes 2
There is a problem in that feedback control cannot be performed when the time is about 00 to 300 uSec. Furthermore, large ripples occur due to rapid fluctuations in the primary power supply voltage, causing hunting. Especially in this case, the ripple may be larger than when no feedback control is performed.

本発明は、このような従来の問題点を解決するしのであ
り、リップルやハンチングがなく、パルスモートでも安
定したレーザ出力が得られ、しかち1次電源電圧の変動
にも影響されることのない直流励起式または高周波励起
式の炭酸ガスレーザ制御方法およびその装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves these conventional problems. It is free from ripples and hunting, provides stable laser output even in pulse mode, and is not affected by fluctuations in the primary power supply voltage. It is an object of the present invention to provide a direct current excitation type or high frequency excitation type carbon dioxide gas laser control method and apparatus.

課題を解決するための手段 本発明は、前記目的を達成するために、1次電源電圧を
整流平滑し、次いで直流定電圧になるようにフィードバ
ック制御し、この直流定電圧をインバータ回路に入力し
て各放電管の放電電流または高周波電力を制御するよう
にしたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention rectifies and smoothes the primary power supply voltage, then performs feedback control so that it becomes a constant DC voltage, and inputs this constant DC voltage to an inverter circuit. The discharge current or high frequency power of each discharge tube is controlled by

本発明はまた、1次電源電圧を整流平滑した直流電圧が
定電圧となるようにフィードバック制御する第1の誤差
アンプ回路と、レーザパワーが一定となるようにフィー
ドバック制御する第2の誤差アンプ回路と、各放電管の
放電電流または高周波電力が一定となるようにフィード
バック制御する第3の誤差アンプ回路とを備え、各フィ
ードバック制御における応答時間を適切に定めたもので
ある。
The present invention also provides a first error amplifier circuit that performs feedback control so that the DC voltage obtained by rectifying and smoothing the primary power supply voltage becomes a constant voltage, and a second error amplifier circuit that performs feedback control so that the laser power is constant. and a third error amplifier circuit that performs feedback control so that the discharge current or high frequency power of each discharge tube is constant, and the response time in each feedback control is appropriately determined.

作用 本発明は、前記構成により、1次電源電圧を整流平滑し
た後、この整流平滑電圧を定電圧化するので、放電電流
誤差アンプ回路または高周波電力誤差アンプ回路の応答
性を緩やかにまたは遅くすることができ、またゲインを
低く設定できるので、急激な放電負荷の変動によるフィ
ードバック制御におけるリップルやハンチングの発生を
防止することができる。また、パルスモードでも、高応
答かつ高ゲインでのフィードバック制御における悪影響
すなわちパルスの立ち上がりでのオーバーシュートやア
ンダーシュートを防止することができる。さらにまた、
急激な1次電源電圧の変動があっても、平滑後の整流平
滑電圧を定電圧化しているので、リップルの発生を防止
することができる。
Effect of the Invention According to the above configuration, the rectified and smoothed voltage is made constant after rectifying and smoothing the primary power supply voltage, so that the response of the discharge current error amplifier circuit or the high frequency power error amplifier circuit is made gentle or slow. In addition, since the gain can be set low, it is possible to prevent ripples and hunting from occurring in feedback control due to rapid fluctuations in discharge load. Further, even in the pulse mode, it is possible to prevent adverse effects in feedback control with high response and high gain, that is, overshoot and undershoot at the rise of the pulse. Furthermore,
Even if there is a sudden change in the primary power supply voltage, since the rectified and smoothed voltage after smoothing is made constant, it is possible to prevent ripples from occurring.

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明するが、第
4図に示した従来例とは、1次電源側の平滑回路とイン
バータ回路との間に、定電圧フィードバック回路を挿入
したことが異なるだけなので、従来例と同様な要素には
同し符号を付して説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, unlike the conventional example shown in FIG. 4, a constant voltage feedback circuit is provided between the smoothing circuit on the primary power supply side and the inverter circuit. Since the only difference is that they are inserted, the same elements as in the conventional example will be described with the same reference numerals.

第1図は本発明の一実施例における直流励起式炭酸ガス
レーザ制御装置の制御ブロックを示している。第1図に
おいて、21は3相200Vの商用電源であり、22は
整流器、23は平滑回路、38はパワーMO3−FET
を用いた高速のチョッパ回路、39はフライホイルダイ
オードを内蔵した乎泪回路、40は定電圧設定回路、4
1は第1の誤差アンプ回路、42は周波数制御回路(P
WM(fM))、43はドライバ回路、24はパワーM
 OS −F E Tをフルブリッジ接続したインバー
タ回路、25は高圧トランス、26は整流器、27は高
圧コンデンサ、28は炭酸ガスレーザ発振器の放電管、
29はCT(カレントトランスンまたはシャント抵抗等
の放電電流検出回路である。
FIG. 1 shows a control block of a DC excitation type carbon dioxide laser control device in one embodiment of the present invention. In Fig. 1, 21 is a three-phase 200V commercial power supply, 22 is a rectifier, 23 is a smoothing circuit, and 38 is a power MO3-FET.
39 is a high-speed chopper circuit using a flywheel diode, 40 is a constant voltage setting circuit, 4
1 is the first error amplifier circuit, 42 is the frequency control circuit (P
WM (fM)), 43 is the driver circuit, 24 is the power M
25 is a high-voltage transformer, 26 is a rectifier, 27 is a high-voltage capacitor, 28 is a discharge tube of a carbon dioxide laser oscillator,
29 is a discharge current detection circuit such as a CT (current transformer or shunt resistor).

また、30はレーザパワー設定回路、31はレーザパワ
ー検出回路、32は第2の誤差アンプ回路、33は第3
の誤差アンプ回路、34は周波数制御回路(PWM(f
M))、35はドライバ回路である。36は放電管28
のための制御フロック、37は他の放電管のための制御
ブロックである。平滑回路39の出力は、制御ブロック
36のインバータ回路24に入力されるとともに、他の
制御ブロック37の図示されないインバータ回路にも入
力される。
Further, 30 is a laser power setting circuit, 31 is a laser power detection circuit, 32 is a second error amplifier circuit, and 33 is a third error amplifier circuit.
34 is a frequency control circuit (PWM (f
M)), 35 is a driver circuit. 36 is the discharge tube 28
37 is a control block for other discharge tubes. The output of the smoothing circuit 39 is input to the inverter circuit 24 of the control block 36 and also to an inverter circuit (not shown) of another control block 37.

次に前記実施例の動作について説明する。第1図におい
て、商用電源21からの3相200Vの交流電圧は、整
流器22で整流された後、平滑回路23で平滑され、平
滑された直流電圧は、チョッパ回路38に供給されて高
周波電圧に変換される。チョッパ回路38の出力は、平
滑回路3つに入力されて平滑され、平滑回路39の出力
は、定電圧設定回路40の出力とともに第1の誤差アン
プ回路41に入力される。第1の誤差アンプ回路41で
は、入力された平滑回路39からの出力電圧と定電圧設
定回路40からの出力電圧との差を周波数制卸回路42
に入力し、周波数制御回路42は、その差がセロになる
ように、ドライバ回路43を通してチョッパ回路38の
パワー〜40SF E Tを駆動する。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. In FIG. 1, a three-phase 200V AC voltage from a commercial power supply 21 is rectified by a rectifier 22 and then smoothed by a smoothing circuit 23, and the smoothed DC voltage is supplied to a chopper circuit 38 and converted into a high-frequency voltage. converted. The output of the chopper circuit 38 is input to three smoothing circuits and smoothed, and the output of the smoothing circuit 39 is input to the first error amplifier circuit 41 together with the output of the constant voltage setting circuit 40. In the first error amplifier circuit 41, the difference between the input output voltage from the smoothing circuit 39 and the output voltage from the constant voltage setting circuit 40 is converted into a frequency control circuit 42.
is input, and the frequency control circuit 42 drives the power of the chopper circuit 38 ~40SFET through the driver circuit 43 so that the difference becomes zero.

このようにして定電圧化された直流電圧は、インバータ
回路24に供給され、インバータ回路24の出力は、高
圧トランス25を駆動する。高圧トランス25の2次電
圧は、整流器26で整流された後、高圧コンデンサ27
て平滑される。二の平滑された直流高電圧は、放電管2
8に印加され、放電管28に流れる放電電流は、放電電
流検出回路29で検出される。
The DC voltage regulated in this manner is supplied to the inverter circuit 24, and the output of the inverter circuit 24 drives the high voltage transformer 25. After the secondary voltage of the high voltage transformer 25 is rectified by the rectifier 26, the high voltage capacitor 27
smoothed. The smoothed DC high voltage of the second discharge tube 2
The discharge current applied to the discharge tube 8 and flowing through the discharge tube 28 is detected by a discharge current detection circuit 29.

一方、レーザパワー設定回路30の出力と、レーザパワ
ーの大きさを検出するレーザパワー検出回路31との出
力は、第2の誤差アンプ回路32に入力される。第2の
誤差アンプ回路32の出力は、前述の放電電流検出回路
29からの出力とともに第3の誤差アンプ回路33に入
力される。
On the other hand, the output of the laser power setting circuit 30 and the output of the laser power detection circuit 31 that detects the magnitude of the laser power are input to the second error amplifier circuit 32. The output of the second error amplifier circuit 32 is input to the third error amplifier circuit 33 together with the output from the discharge current detection circuit 29 described above.

第3の誤差アンプ回路33の出力は、周波数制御回路3
4に入力され、周波数制御回路34は、ドライバ回路3
5を通じて、レーサバワーが一定となるように、また放
電電流が一定となるように、インバータ回路24のパワ
ーM OS −F E Tを駆動する。
The output of the third error amplifier circuit 33 is the frequency control circuit 3
4, and the frequency control circuit 34 is input to the driver circuit 3.
5, the power MOS-FET of the inverter circuit 24 is driven so that the laser power is constant and the discharge current is constant.

第1図は放電管が2本の場合を示しているが、4本の場
合は、放電管28を含む制御ブロック36の他に、他の
放電管のための制御ブロック37が3個必要になり、合
計4ブロツクの構成となる。同様にして放電管を6本構
成にしてもよい。
Although FIG. 1 shows the case where there are two discharge tubes, in the case of four discharge tubes, in addition to the control block 36 containing the discharge tube 28, three control blocks 37 for other discharge tubes are required. This results in a total of 4 blocks. Similarly, six discharge tubes may be used.

チョッパ回路38のスイッグーング周波数は例えば30
kHz 〜50kHzが選定され、インバータ回路24
のスイッチング周波数は、例えば10kHz〜4QkH
zが選定される。
The switching frequency of the chopper circuit 38 is, for example, 30
kHz to 50kHz is selected, and the inverter circuit 24
The switching frequency is, for example, 10kHz to 4QkHz.
z is selected.

レーザパワー検出回路31の応答性は、100Hz程度
である。
The response of the laser power detection circuit 31 is about 100 Hz.

放電電流検出回路29の応答性は、1QkHz〜20k
Hz程度である。
The response of the discharge current detection circuit 29 is 1QkHz to 20kHz.
It is about Hz.

放電管28に流れる放電電流の応答性は、放電状態によ
っても異なるが、5kHz〜20kHz程度である。
The responsiveness of the discharge current flowing through the discharge tube 28 varies depending on the discharge state, but is approximately 5 kHz to 20 kHz.

従来のヂョッパ回ts38のない構成の場合、平滑回路
23の平滑電圧に360H2のリップルが生し、このリ
ップルは、第3の誤差アンプ回路33によるフィードバ
ック制御を行なわなくても放電電流に現われてくる。こ
の結果、放電電流リップルとレーザ出力リップルとは比
例関係にあるので、レーザ加工に悪影背を及ぼすことに
なる。そこで従来は、第3の誤差アンプ回路33の応答
性を上げ、制御精度を上げるためにゲインを上げて解決
しようとしていたが、前述のごとく負荷が放電負荷であ
るため、フィードバック制御を行なうと放電電流に大き
なリップルおよびハンチングが生じてしまう。また高圧
トランス25の巻線仕様にもよるが、高圧を得るため2
次巻線ターン数を大きくすると、インダクタンスが大き
くなり、これもフィードバック制御の安定性を困難にし
ていた。
In the case of the conventional configuration without the chopper circuit TS38, a ripple of 360H2 occurs in the smoothed voltage of the smoothing circuit 23, and this ripple appears in the discharge current even without feedback control by the third error amplifier circuit 33. . As a result, the discharge current ripple and the laser output ripple are in a proportional relationship, which adversely affects laser processing. Conventionally, attempts have been made to solve this problem by increasing the gain in order to improve the response of the third error amplifier circuit 33 and increase the control accuracy.However, as mentioned above, since the load is a discharge load, performing feedback control Large ripples and hunting will occur in the current. Also, depending on the winding specifications of the high voltage transformer 25, in order to obtain high voltage, 2
Increasing the number of turns in the next winding increases inductance, which also makes it difficult to maintain stability in feedback control.

これに対し、本実施例によれば、チョッパ回路38によ
る定電圧フィードバック回路が、放電電流フィードバッ
ク回路とは全く別の場所に設けられているので、安定し
たフィードバック制御を行なう二とができる。また、イ
ンバータ回路24にリップルのない電圧を供給し、放電
負荷の不安定さから(るフィードバック制御の不安定さ
を解消する二とができるため、第3の誤差アンプ回路3
3の応答性を遅くし、ゲインを実用上問題ないところま
で低く設定することができる。
In contrast, according to this embodiment, the constant voltage feedback circuit including the chopper circuit 38 is provided in a completely different location from the discharge current feedback circuit, so that stable feedback control can be performed. In addition, since it is possible to supply a ripple-free voltage to the inverter circuit 24 and eliminate the instability of feedback control caused by the instability of the discharge load, the third error amplifier circuit 3
It is possible to slow down the response of 3 and set the gain to a level low enough to cause no practical problems.

また、第3の誤差アンプ回路33の遅い応答性と低いゲ
インのために、パルスモードでもパルスの立ち上がりで
のオーバーシュートやアンダーシュートを防止すること
ができる。
Furthermore, because of the slow response and low gain of the third error amplifier circuit 33, overshoot and undershoot at the rise of the pulse can be prevented even in the pulse mode.

さらにまた、放電管の電極の消耗に対しても、第3の誤
差アンプ回路33の遅い応答性および低いゲインのため
、何ら問題は生じない。
Furthermore, due to the slow response and low gain of the third error amplifier circuit 33, no problem arises with respect to wear and tear on the electrodes of the discharge tube.

一方、第1の誤差アンプ回路41のフィードバック制御
応答時間をt1、第2の誤差アンプ回路32のそれをt
1、第3の誤差アンプ回路33のそれをt3としたとき
、定電圧フィードバック制御を優先してtl< tl<
 ja、またはj+<ja<tlの関係に設定すること
により、安定した放電電流のフィードバック制御を実現
することができる。すなわち、電源電圧の変動の影響を
受けず、放電負荷の変動があってもその変動以上の放電
電流の変動なく、しかも放電負荷の変動は、前述のごと
(5kHz〜20k Hzと速いので、レーザ加工には
実用上影響を及ぼすことがない。レーザ加工に影響する
のは2.5kHz程度以下のリップルだからである。
On the other hand, the feedback control response time of the first error amplifier circuit 41 is t1, and that of the second error amplifier circuit 32 is t1.
1. When that of the third error amplifier circuit 33 is set to t3, priority is given to constant voltage feedback control so that tl<tl<
By setting the relationship of ja or j+<ja<tl, stable feedback control of the discharge current can be realized. In other words, it is not affected by fluctuations in the power supply voltage, and even if there is a fluctuation in the discharge load, the discharge current does not fluctuate more than that fluctuation.Furthermore, the fluctuation in the discharge load is as fast as 5kHz to 20kHz, so the laser There is no practical effect on processing, because ripples of about 2.5 kHz or less affect laser processing.

このように前記実施例によれば、高速定電圧フィードバ
ック制御と、全体を低速電流フィードバック制御するこ
とにより、確実に安定した放電電流およびレーザ出力を
得ることができる。この結果、第2図に示すように、従
来の放電電流波形(イ)に対し、本実施例の放電電源波
形は(ロ)のようになる。
As described above, according to the embodiment, by performing high-speed constant voltage feedback control and controlling the entire device with low-speed current feedback, it is possible to reliably obtain stable discharge current and laser output. As a result, as shown in FIG. 2, the discharge power supply waveform of this embodiment becomes as shown in (b) in contrast to the conventional discharge current waveform (a).

前記実施例は、本発明を直流励起式の炭酸ガスレーザ制
御装置に適用した例であるが、本発明は、高周波出力を
放電管に注入し、高周波放電によって励起されたガス媒
質からレーザ光を発生さぜる複数の放電管を備えた高周
波励起式の炭酸ガスレーザ制御方法およびその装置に対
しても同様に適用することができ、同様な作用効果を得
ることができる。この場合、前記実施例における放電管
の「放電電流」は「高周波電力」と読み替え、「放電電
流検出回路」は「高周波電力検出回路」と読み替えるも
のとする。
The above embodiment is an example in which the present invention is applied to a direct current excitation type carbon dioxide laser control device. However, the present invention also involves injecting high frequency output into a discharge tube and generating laser light from a gas medium excited by the high frequency discharge. The present invention can be similarly applied to a high-frequency excitation type carbon dioxide laser control method and apparatus having a plurality of discharge tubes, and similar effects can be obtained. In this case, the "discharge current" of the discharge tube in the above embodiment shall be read as "high frequency power", and the "discharge current detection circuit" shall be read as "high frequency power detection circuit".

発明の効果 以上のように、本発明によれば、1吹型B 電圧を整流
平滑し、次いで直流定電圧になるようにフィードバック
制御し、この直流定電圧をインバータ回路に入力して各
放電管の放電電流または高周波電力を制御するようにし
たので、放電電流誤差アンプ回路または高周波電力誤差
アンプ回路の応答性を緩やかにまたは遅くすることが゛
でき、ゲインを低く設定することができるので、急激な
放電負荷の変動によるフィードバック制御におけるリッ
プルやハンチングの発生を防止することができる。また
、パルスモードでも、高応答かつ高ゲインでのフィード
バック制御による悪影響すなわちパルスの立ち上がりて
のオーバーシュートやアンダーシュートを防止すること
ができる。さらにまた、急激な1次電源電圧の変動があ
っても、平滑後の整流平滑電圧を定電圧化しているので
、リップルの発生を防止することができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the single-blow type B voltage is rectified and smoothed, and then feedback control is performed so that it becomes a constant DC voltage, and this constant DC voltage is input to the inverter circuit to power each discharge tube. Since the discharge current or high frequency power of the discharge current error amplifier circuit or the high frequency power error amplifier circuit can be controlled, the response of the discharge current error amplifier circuit or the high frequency power error amplifier circuit can be made gradual or slow, and the gain can be set low. This makes it possible to prevent ripples and hunting from occurring in feedback control due to fluctuations in discharge load. Further, even in the pulse mode, it is possible to prevent adverse effects caused by feedback control with high response and high gain, that is, overshoot and undershoot at the rise of the pulse. Furthermore, even if there is a sudden change in the primary power supply voltage, since the rectified and smoothed voltage after smoothing is made constant, it is possible to prevent ripples from occurring.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における直流励起式炭酸ガス
レーザ制御装置の制御ブロック図、第2図は第1図に示
す装置の効果を従来例と比較して示す放電電流波形図、
第3図は従来の直流励起式炭酸ガスレーザ発振器の構成
を示す概略斜視図、第4図は第3図に示す炭酸がスレー
サ発振器の制御装置の制御ブロック図である。 21・・・商用電源、22・・・整流器、23・・・平
滑コンデンサ、24・・・インバータ回路、25・・・
高圧トランス、26・・・整流器、27・・・高圧コン
デンサ、28・・・放電管、29・・・放電電流検出回
路、3o・・・レーザパワー設定回路、31・・・レー
ザパワー設定回路、32・・・第2の誤差アンプ回路、
33・・・第3の誤差アンプ回路、34・・・周波数制
御回路、35・・ドライバ回路、36.37・・・放電
管のための制御ブロック、38・・・チョッパ回路、3
9・・・平滑回路、40・・・定電圧設定回路、41・
・・第1の誤差アンプ回路、42・・・周波数制御回路
、43・・・ドライバ回路。 代理人の氏名  弁理士 蔵 合 正 博第2図 f=旨=360Hz
FIG. 1 is a control block diagram of a DC excitation type carbon dioxide laser control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a discharge current waveform diagram showing the effects of the device shown in FIG. 1 in comparison with a conventional example.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of a conventional DC pumped carbon dioxide laser oscillator, and FIG. 4 is a control block diagram of a control device for the carbon dioxide laser oscillator shown in FIG. 21... Commercial power supply, 22... Rectifier, 23... Smoothing capacitor, 24... Inverter circuit, 25...
High voltage transformer, 26... Rectifier, 27... High voltage capacitor, 28... Discharge tube, 29... Discharge current detection circuit, 3o... Laser power setting circuit, 31... Laser power setting circuit, 32... second error amplifier circuit,
33...Third error amplifier circuit, 34...Frequency control circuit, 35...Driver circuit, 36.37...Control block for discharge tube, 38...Chopper circuit, 3
9... Smoothing circuit, 40... Constant voltage setting circuit, 41.
. . . first error amplifier circuit, 42 . . . frequency control circuit, 43 . . . driver circuit. Name of agent Patent attorney Masahiro Kura Figure 2 f = effect = 360Hz

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流高電圧を放電管に印加し、直流グロー放電に
よって励起されたガス媒質からレーザ光を発生させる複
数の放電管を備えた直流励起式炭酸ガスレーザ制御方法
において、1次電源電圧を整流平滑し、次いで直流定電
圧となるようにフィードバック制御し、この直流定電圧
をインバータ回路に入力して各放電管の放電電流を制御
することを特徴とする炭酸ガスレーザ制御方法。
(1) In a DC-excited carbon dioxide laser control method equipped with a plurality of discharge tubes that applies a high DC voltage to the discharge tube and generates laser light from a gas medium excited by DC glow discharge, the primary power supply voltage is rectified. 1. A carbon dioxide laser control method, which comprises smoothing, then feedback control to obtain a constant DC voltage, and inputting this constant DC voltage to an inverter circuit to control the discharge current of each discharge tube.
(2)高周波出力を放電管に注入し、高周波放電によっ
て励起されたガス媒質からレーザ光を発生させる複数の
放電管を備えた高周波励起式炭酸ガスレーザ制御方法に
おいて、1次電源電圧を整流平滑し、次いで直流定電圧
となるようにフィードバック制御し、この直流定電圧を
インバータ回路に入力して各放電管に注入する高周波電
力を制御することを特徴とする炭酸ガスレーザ制御方法
(2) In a method for controlling a high-frequency excited carbon dioxide gas laser equipped with a plurality of discharge tubes that injects high-frequency output into the discharge tube and generates laser light from a gas medium excited by the high-frequency discharge, the primary power supply voltage is rectified and smoothed. , then feedback control is performed to obtain a constant DC voltage, and this constant DC voltage is input to an inverter circuit to control high frequency power injected into each discharge tube.
(3)直流高電圧を放電管に印加し、直流グロー放電に
よって励起されたガス媒質からレーザ光を発生させる複
数の放電管を備えた直流励起式炭酸ガスレーザ制御装置
において、1次電源電圧を整流平滑し、前記整流平滑さ
れた電圧を定電圧となるようにフィードバック制御する
第1の誤差アンプ回路と、レーザパワーを一定となるよ
うにフィードバック制御する第2の誤差アンプ回路と、
各放電管に流れる放電電流を一定となるようにフィード
バック制御する第3の誤差アンプ回路とを備え、前記第
1の誤差アンプ回路のフィードバック制御応答時間をt
_1、前記第2の誤差アンプ回路のフィードバック制御
応答時間をt_2、前記第3の誤差アンプ回路のフィー
ドバック制御応答時間をt_3としたとき、これらの時
間t_1、t_2、t_3が、t_1<t_2<t_3
またはt_1<t_3<t_2になるように設定したこ
とを特徴とする炭酸ガスレーザ制御装置。
(3) In a DC-excited carbon dioxide laser control device equipped with multiple discharge tubes that applies a high DC voltage to the discharge tube and generates laser light from a gas medium excited by DC glow discharge, the primary power supply voltage is rectified. a first error amplifier circuit that performs feedback control to smooth the rectified and smoothed voltage so that it becomes a constant voltage; and a second error amplifier circuit that performs feedback control so that the laser power is constant;
and a third error amplifier circuit that performs feedback control to keep the discharge current flowing through each discharge tube constant, and the feedback control response time of the first error amplifier circuit is t.
_1, when the feedback control response time of the second error amplifier circuit is t_2 and the feedback control response time of the third error amplifier circuit is t_3, these times t_1, t_2, and t_3 are t_1<t_2<t_3
Or, a carbon dioxide laser control device characterized in that it is set so that t_1<t_3<t_2.
(4)高周波出力を放電管に注入し、高周波放電によっ
て励起されたガス媒質からレーザ光を発生させる複数の
放電管を備えた高周波励起式炭酸ガスレーザ制御装置に
おいて、1次電源電圧を整流平滑し、前記整流平滑され
た電圧を定電圧となるようにフィードバック制御する第
1の誤差アンプ回路と、レーザパワーを一定となるよう
にフィードバック制御する第2の誤差アンプ回路と、各
放電管に注入する高周波電力を一定となるようにフィー
ドバック制御する第3の誤差アンプ回路とを備え、前記
第1の誤差アンプ回路のフィードバック制御応答時間を
t_1、前記第2の誤差アンプ回路のフィードバック制
御応答時間をt_2、前記第3の誤差アンプ回路のフィ
ードバック制御応答時間をt_3としたとき、これらの
時間t_1、t_2、t_3が、t_1<t_2<t_
3またはt_1<t_3<t_2になるように設定した
ことを特徴とする炭酸ガスレーザ制御装置。
(4) In a high-frequency excitation type carbon dioxide laser control device equipped with a plurality of discharge tubes that inject high-frequency output into the discharge tube and generate laser light from a gas medium excited by the high-frequency discharge, the primary power supply voltage is rectified and smoothed. , a first error amplifier circuit that feedback-controls the rectified and smoothed voltage so that it becomes a constant voltage, a second error amplifier circuit that feedback-controls the laser power so that it becomes constant, and injects it into each discharge tube. and a third error amplifier circuit that performs feedback control to keep the high frequency power constant, the feedback control response time of the first error amplifier circuit is t_1, and the feedback control response time of the second error amplifier circuit is t_2. , when the feedback control response time of the third error amplifier circuit is t_3, these times t_1, t_2, and t_3 satisfy t_1<t_2<t_
3 or t_1<t_3<t_2.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0631161U (en) * 1992-09-24 1994-04-22 ミヤチテクノス株式会社 Laser power supply
JPH07297474A (en) * 1994-04-28 1995-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas laser equipment
CN102522686A (en) * 2011-11-24 2012-06-27 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 Double-path laser power supply high-voltage isolation device and realization method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0631161U (en) * 1992-09-24 1994-04-22 ミヤチテクノス株式会社 Laser power supply
JPH07297474A (en) * 1994-04-28 1995-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gas laser equipment
CN102522686A (en) * 2011-11-24 2012-06-27 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 Double-path laser power supply high-voltage isolation device and realization method thereof

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