JPH08153921A - ガスレーザー発振器の高周波電源装置 - Google Patents
ガスレーザー発振器の高周波電源装置Info
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- JPH08153921A JPH08153921A JP29462294A JP29462294A JPH08153921A JP H08153921 A JPH08153921 A JP H08153921A JP 29462294 A JP29462294 A JP 29462294A JP 29462294 A JP29462294 A JP 29462294A JP H08153921 A JPH08153921 A JP H08153921A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高出力で高速応答性が良くかつ出力安定性の
良い高精度なレーザー発振器の高周波電源装置を提供す
る。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバーター部５と該コンバータ
ー部で得られた直流を高周波交流に変換する高周波イン
バーター部７Ａとからなる出力制御可能な第１の電源１
と、直流を高周波交流に変換する高周波インバーター部
と該インバーター部への直流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可
能な少なくとも１個以上第２の電源２と、前記第１の電
源と第２の電源とを制御するコントローラー１７と、前
記第１の電源と第２の電源との出力をトランス結合によ
り合成する出力合成部１３とを設けたガスレーザー発振
器の高周波電源装置。前記第１の電源と第２の電源との
出力合成をガスレーザー発振器内の放電部１５において
行うガスレーザー発振器の高周波電源装置。
良い高精度なレーザー発振器の高周波電源装置を提供す
る。 【構成】 ＤＣ−ＤＣコンバーター部５と該コンバータ
ー部で得られた直流を高周波交流に変換する高周波イン
バーター部７Ａとからなる出力制御可能な第１の電源１
と、直流を高周波交流に変換する高周波インバーター部
と該インバーター部への直流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可
能な少なくとも１個以上第２の電源２と、前記第１の電
源と第２の電源とを制御するコントローラー１７と、前
記第１の電源と第２の電源との出力をトランス結合によ
り合成する出力合成部１３とを設けたガスレーザー発振
器の高周波電源装置。前記第１の電源と第２の電源との
出力合成をガスレーザー発振器内の放電部１５において
行うガスレーザー発振器の高周波電源装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスレーザー発振器に使
用される高周波電源装置に関する。
用される高周波電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の高周波励起のガスレーザ
ー発振器の電源装置は図３に示すような高周波電源装置
が使用されている。このレーザー発振器の高周波電源装
置の構成は、ＤＣ−ＤＣコンバーター部１００と、ＤＣ
−ＤＣコンバーター部１００で得られた直流を交流に変
換する高周波インバーター部１１０と、この高周波イン
バーター部の出力を取り出すマッチング回路部１２０
と、ガスレーザー発振器における放電部１３０とから構
成されている。
ー発振器の電源装置は図３に示すような高周波電源装置
が使用されている。このレーザー発振器の高周波電源装
置の構成は、ＤＣ−ＤＣコンバーター部１００と、ＤＣ
−ＤＣコンバーター部１００で得られた直流を交流に変
換する高周波インバーター部１１０と、この高周波イン
バーター部の出力を取り出すマッチング回路部１２０
と、ガスレーザー発振器における放電部１３０とから構
成されている。
【０００３】前記ＤＣ−ＤＣコンバーター部１００は、
整流回路１０１で２００Ｖの商用の３相交流（３φ）を
整流し、それを平滑用コンデンサーＣ1 で平滑して約２
８０Ｖの直流を得るものである。得られた直流はスイッ
チング素子ＴＲを１０〜１００ｋＨＺでスイッチングす
るＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation)回路１０２
と、Ｌ1 とＣ2 とからなる平滑回路で適宜に変圧（０〜
２８０Ｖボルト）整形された直流となり、この直流を４
個のＦＥＴのブリッジ回路からなる周知の高周波インバ
ーター部１１０で高周波交流に変換し、この高周波交流
を該インバーター部のトランスＴＦと、Ｌ2 、Ｃ3 から
なるマッチング回路部１２０とで昇圧して前記放電部１
３０の電極に高圧の交流電圧を印加するものである。
整流回路１０１で２００Ｖの商用の３相交流（３φ）を
整流し、それを平滑用コンデンサーＣ1 で平滑して約２
８０Ｖの直流を得るものである。得られた直流はスイッ
チング素子ＴＲを１０〜１００ｋＨＺでスイッチングす
るＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation)回路１０２
と、Ｌ1 とＣ2 とからなる平滑回路で適宜に変圧（０〜
２８０Ｖボルト）整形された直流となり、この直流を４
個のＦＥＴのブリッジ回路からなる周知の高周波インバ
ーター部１１０で高周波交流に変換し、この高周波交流
を該インバーター部のトランスＴＦと、Ｌ2 、Ｃ3 から
なるマッチング回路部１２０とで昇圧して前記放電部１
３０の電極に高圧の交流電圧を印加するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ガスレーザー発振器の
出力の大出力化に伴い、ガスレーザー発振器の高周波電
源装置においてには、大電力での使用に耐えられ、高速
応答性が良く、かつ出力安定性の良い（電圧、電流変動
の少ない）高精度な高周波電源装置が求められている。
しかし上記の従来の高周波電源装置の場合、高速応答性
を良くするためには出力制御を受持つＤＣ−ＤＣコンバ
ーターにおいて高速でのスイッチングが必要であるが、
高速でスイッチングを行っても、Ｌ、Ｃによる平滑回路
のため出力電圧の立上がりが悪く高速でスイッチングす
るのが困難である。そこで前記平滑回路のＬ＊Ｃの値を
小さくすれば出力電圧の立上がりは改良されるが、今度
は出力電圧の平滑作用が低下して出力電圧のリップルが
大となる問題がある。
出力の大出力化に伴い、ガスレーザー発振器の高周波電
源装置においてには、大電力での使用に耐えられ、高速
応答性が良く、かつ出力安定性の良い（電圧、電流変動
の少ない）高精度な高周波電源装置が求められている。
しかし上記の従来の高周波電源装置の場合、高速応答性
を良くするためには出力制御を受持つＤＣ−ＤＣコンバ
ーターにおいて高速でのスイッチングが必要であるが、
高速でスイッチングを行っても、Ｌ、Ｃによる平滑回路
のため出力電圧の立上がりが悪く高速でスイッチングす
るのが困難である。そこで前記平滑回路のＬ＊Ｃの値を
小さくすれば出力電圧の立上がりは改良されるが、今度
は出力電圧の平滑作用が低下して出力電圧のリップルが
大となる問題がある。
【０００５】ＰＷＭのスイッチング周波数を高くすれ
ば、上記出力電圧のリップルを小さくすることができる
が、するとスイッチングによる電力損失が増加するとい
う問題があるので、スイッチング周波数は或る程度以上
には高くできないという問題がある。
ば、上記出力電圧のリップルを小さくすることができる
が、するとスイッチングによる電力損失が増加するとい
う問題があるので、スイッチング周波数は或る程度以上
には高くできないという問題がある。
【０００６】本発明は上述の如き問題に鑑みてなされた
ものであり、本発明の目的は大電力での使用に耐えら
れ、高速応答性が良く、かつ出力安定性の良い（電圧、
電流変動の少ない）高精度なレーザー発振器の高周波電
源装置を提供することである。
ものであり、本発明の目的は大電力での使用に耐えら
れ、高速応答性が良く、かつ出力安定性の良い（電圧、
電流変動の少ない）高精度なレーザー発振器の高周波電
源装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザー発振器の高周波電源装置は、ＤＣ−
ＤＣコンバーター部と該コンバーター部で得られた直流
を高周波交流に変換する高周波インバーター部とからな
る出力制御可能な第１の電源と、直流を高周波交流に変
換する高周波インバーター部と該インバーター部への直
流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可能な少なくとも１個以上の
第２の電源と、前記第１の電源と第２の電源とを制御す
るコントローラーと、前記第１の電源と第２の電源との
出力をトランス結合により合成する出力合成部とを設け
てなるものである。
に本発明のレーザー発振器の高周波電源装置は、ＤＣ−
ＤＣコンバーター部と該コンバーター部で得られた直流
を高周波交流に変換する高周波インバーター部とからな
る出力制御可能な第１の電源と、直流を高周波交流に変
換する高周波インバーター部と該インバーター部への直
流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可能な少なくとも１個以上の
第２の電源と、前記第１の電源と第２の電源とを制御す
るコントローラーと、前記第１の電源と第２の電源との
出力をトランス結合により合成する出力合成部とを設け
てなるものである。
【０００８】また、本発明のレーザー発振器の高周波電
源装置は、前記第１の電源と第２の電源との出力合成を
ガスレーザー発振器内の放電部において行うものであ
る。
源装置は、前記第１の電源と第２の電源との出力合成を
ガスレーザー発振器内の放電部において行うものであ
る。
【０００９】さらに、本発明のレーザー発振器の高周波
電源装置は、ＰＷＭ制御を用いたＤＣ−ＤＣコンバータ
ー部と該ＤＣ−ＤＣコンバーター部で得られた直流を高
周波交流に変換する高周波インバーター部とからなる第
１の電源と、該第１の電源への直流入力を入力とし該直
流入力をスイッチングするスイッチング素子と該スイッ
チング素子からの直流成分出力を高周波交流に変換する
高周波インバーター部とからなる少なくとも１個以上の
第２の電源と、前記第１の電源のＰＷＭ制御の開始と終
了時間および前記第２の電源のスイッチングとの同期を
制御するコントローラーと、前記第１の電源の高周波イ
ンバーター部の出力と第２の電源の高周波インバーター
部の出力とをトランス結合により合成する出力合成部と
を設けてなるものである。
電源装置は、ＰＷＭ制御を用いたＤＣ−ＤＣコンバータ
ー部と該ＤＣ−ＤＣコンバーター部で得られた直流を高
周波交流に変換する高周波インバーター部とからなる第
１の電源と、該第１の電源への直流入力を入力とし該直
流入力をスイッチングするスイッチング素子と該スイッ
チング素子からの直流成分出力を高周波交流に変換する
高周波インバーター部とからなる少なくとも１個以上の
第２の電源と、前記第１の電源のＰＷＭ制御の開始と終
了時間および前記第２の電源のスイッチングとの同期を
制御するコントローラーと、前記第１の電源の高周波イ
ンバーター部の出力と第２の電源の高周波インバーター
部の出力とをトランス結合により合成する出力合成部と
を設けてなるものである。
【００１０】また、本発明のレーザー発振器の高周波電
源装置は、前記第１の電源の高周波インバーター部の出
力と第２の電源の高周波インバーター部の出力との合成
をガスレーザー発振器内の放電部において行うものであ
る。
源装置は、前記第１の電源の高周波インバーター部の出
力と第２の電源の高周波インバーター部の出力との合成
をガスレーザー発振器内の放電部において行うものであ
る。
【００１１】
【作用】本発明に係わるレーザー発振器の高周波電源装
置は、ＤＣ−ＤＣコンバーター部と該コンバーター部で
得られた直流を高周波交流に変換する高周波インバータ
ー部とからなる出力制御可能な第１の電源と、直流を高
周波交流に変換する高周波インバーター部と該インバー
ター部への直流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可能な少なくと
も１個以上の第２の電源と、前記第１の電源と第２の電
源とを制御するコントローラーと、前記第１の電源と第
２の電源との出力をトランス結合により合成する出力合
成部とを設けたものであるから、第１の電源と組合わせ
られる第２の電源の数をＮとすれば、第１の電源の高周
波電源装置全体の出力に対する出力負担の比率は１／
（Ｎ＋１）となる。また第１の電源において出力を制御
することにより、高周波電源装置全体の出力を任意に制
御すること可能であり、さらに第２の電源の数を必要に
より増加結合させることにより高周波電源装置全体の出
力を精度を低下させることなく増大させることができ
る。
置は、ＤＣ−ＤＣコンバーター部と該コンバーター部で
得られた直流を高周波交流に変換する高周波インバータ
ー部とからなる出力制御可能な第１の電源と、直流を高
周波交流に変換する高周波インバーター部と該インバー
ター部への直流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可能な少なくと
も１個以上の第２の電源と、前記第１の電源と第２の電
源とを制御するコントローラーと、前記第１の電源と第
２の電源との出力をトランス結合により合成する出力合
成部とを設けたものであるから、第１の電源と組合わせ
られる第２の電源の数をＮとすれば、第１の電源の高周
波電源装置全体の出力に対する出力負担の比率は１／
（Ｎ＋１）となる。また第１の電源において出力を制御
することにより、高周波電源装置全体の出力を任意に制
御すること可能であり、さらに第２の電源の数を必要に
より増加結合させることにより高周波電源装置全体の出
力を精度を低下させることなく増大させることができ
る。
【００１２】また、本発明に係わるレーザー発振器の高
周波電源装置において、前記第１の電源と第２の電源と
の出力合成をガスレーザー発振器内の放電部において行
うものにおいては、該第１の電源と第２の電源との出力
を合成するためのトランス結合による出力合成部を削除
することができる。
周波電源装置において、前記第１の電源と第２の電源と
の出力合成をガスレーザー発振器内の放電部において行
うものにおいては、該第１の電源と第２の電源との出力
を合成するためのトランス結合による出力合成部を削除
することができる。
【００１３】さらに、本発明に係わるレーザー発振器の
高周波電源装置は、ＰＷＭ制御を用いたＤＣ−ＤＣコン
バーター部と該ＤＣ−ＤＣコンバーター部で得られた直
流を高周波交流に変換する高周波インバーター部とから
なる第１の電源と、該第１の電源への直流入力を入力と
し該直流入力をスイッチングするスイッチング素子と該
スイッチング素子からの直流成分出力を高周波交流に変
換する高周波インバーター部とからなる少なくとも１個
以上の第２の電源と、前記第１の電源のＰＷＭ制御の開
始と終了時間および前記第２の電源のスイッチングとの
同期を制御するコントローラーと、前記第１の電源の高
周波インバーター部の出力と第２の電源の高周波インバ
ーター部の出力とをトランス結合により合成する出力合
成部を設けたものであるから、第１の電源と組合わせら
れる第２の電源の数をＮとすれば、第１の電源の高周波
電源装置全体の出力に対する出力は、１／（Ｎ＋１）と
なる。また第１の電源において出力を制御することによ
り、高周波電源装置全体の出力を任意に制御することが
可能であり、さらに第２の電源の数を必要により増加結
合させることにより高周波電源装置全体の出力を精度を
低下させることなく増大させることができる。
高周波電源装置は、ＰＷＭ制御を用いたＤＣ−ＤＣコン
バーター部と該ＤＣ−ＤＣコンバーター部で得られた直
流を高周波交流に変換する高周波インバーター部とから
なる第１の電源と、該第１の電源への直流入力を入力と
し該直流入力をスイッチングするスイッチング素子と該
スイッチング素子からの直流成分出力を高周波交流に変
換する高周波インバーター部とからなる少なくとも１個
以上の第２の電源と、前記第１の電源のＰＷＭ制御の開
始と終了時間および前記第２の電源のスイッチングとの
同期を制御するコントローラーと、前記第１の電源の高
周波インバーター部の出力と第２の電源の高周波インバ
ーター部の出力とをトランス結合により合成する出力合
成部を設けたものであるから、第１の電源と組合わせら
れる第２の電源の数をＮとすれば、第１の電源の高周波
電源装置全体の出力に対する出力は、１／（Ｎ＋１）と
なる。また第１の電源において出力を制御することによ
り、高周波電源装置全体の出力を任意に制御することが
可能であり、さらに第２の電源の数を必要により増加結
合させることにより高周波電源装置全体の出力を精度を
低下させることなく増大させることができる。
【００１４】また第１の電源の高周波電源装置全体の出
力に対する出力は、１／（Ｎ＋１）となるので、第１の
電源の高周波電源装置全体の出力に対する精度または安
定度の影響も１／（Ｎ＋１）に低下するので、これに比
例して平滑回路のＬ＊Ｃの値とＰＷＭの周波数とを小さ
く設定することができる。
力に対する出力は、１／（Ｎ＋１）となるので、第１の
電源の高周波電源装置全体の出力に対する精度または安
定度の影響も１／（Ｎ＋１）に低下するので、これに比
例して平滑回路のＬ＊Ｃの値とＰＷＭの周波数とを小さ
く設定することができる。
【００１５】
【実施例】次に本発明のレーザー発振器の高周波電源装
置について図面を用いて説明する。図１は本発明のレー
ザー発振器の高周波電源装置の実施例である。高周波電
源装置ＰＳは本実施例では３個の電源（電力供給装
置）、第１の電源１、第２の電源２および第３の電源３
から構成されている。第１の電源１はＤＣ−ＤＣコンバ
ーター部５と高周波インバーター部７Ａとから構成され
ている。
置について図面を用いて説明する。図１は本発明のレー
ザー発振器の高周波電源装置の実施例である。高周波電
源装置ＰＳは本実施例では３個の電源（電力供給装
置）、第１の電源１、第２の電源２および第３の電源３
から構成されている。第１の電源１はＤＣ−ＤＣコンバ
ーター部５と高周波インバーター部７Ａとから構成され
ている。
【００１６】このＤＣ−ＤＣコンバーター部５には、商
用３相交流（３φ）を直流に整流し、平滑用コンデンサ
ーＣ1 により約２８０Ｖボルトの平滑な直流を得るため
の整流回路９が設けられている。こうして得られた約２
８０Ｖボルトの直流は、スイッチング素子ＴＲ1 をスイ
ッチングするＰＷＭ制御回路１１と、ＬとＣ2 とからな
る平滑回路で適宜に変圧（０〜２８０Ｖボルト）された
パルス状直流となり、このパルス状直流は４個のＦＥＴ
のブリッジ回路からなる周知の高周波インバーター部７
Ａで約１００ｋＨＺ〜２７ＭＨＺ高周波交流に変換さ
れ、その出力は電力合成部１３のトランスＴＦ1 と、Ｌ
2 とＣ3 とからなるマッチング回路とで約５，０００Ｖ
程度に昇圧されてガスレーザー発振器の放電部１５の電
極ＥＲに高圧の交流電圧が印加される。
用３相交流（３φ）を直流に整流し、平滑用コンデンサ
ーＣ1 により約２８０Ｖボルトの平滑な直流を得るため
の整流回路９が設けられている。こうして得られた約２
８０Ｖボルトの直流は、スイッチング素子ＴＲ1 をスイ
ッチングするＰＷＭ制御回路１１と、ＬとＣ2 とからな
る平滑回路で適宜に変圧（０〜２８０Ｖボルト）された
パルス状直流となり、このパルス状直流は４個のＦＥＴ
のブリッジ回路からなる周知の高周波インバーター部７
Ａで約１００ｋＨＺ〜２７ＭＨＺ高周波交流に変換さ
れ、その出力は電力合成部１３のトランスＴＦ1 と、Ｌ
2 とＣ3 とからなるマッチング回路とで約５，０００Ｖ
程度に昇圧されてガスレーザー発振器の放電部１５の電
極ＥＲに高圧の交流電圧が印加される。
【００１７】なお前記第２の電源２および第３の電源３
は同一の構成からなる電力供給回路であるので、電源２
においてその構成を説明する。電源２は前記電源１の整
流回路９と平滑用コンデンサーＣ1 で整流された直流を
スイッチングするスイッチング素子ＴＲ2 と前記電源１
と同一の高周波インバーター部７Ｂとで構成されてい
る。
は同一の構成からなる電力供給回路であるので、電源２
においてその構成を説明する。電源２は前記電源１の整
流回路９と平滑用コンデンサーＣ1 で整流された直流を
スイッチングするスイッチング素子ＴＲ2 と前記電源１
と同一の高周波インバーター部７Ｂとで構成されてい
る。
【００１８】コントローラー１７は電源２と電源３のス
イッチング素子ＴＲ2 およびＴＲ3のＯＮ、ＯＦＦ時間
を制御すると同時に、前記電源１のＰＷＭ制御の開始と
終了時間を制御するものである。なお電源２と電源３の
スイッチング素子ＴＲ2 およびＴＲ3 のＯＮ、ＯＦＦ時
間のタイミングとＰＷＭ制御の開始と終了時間は完全に
同期が取られている。
イッチング素子ＴＲ2 およびＴＲ3のＯＮ、ＯＦＦ時間
を制御すると同時に、前記電源１のＰＷＭ制御の開始と
終了時間を制御するものである。なお電源２と電源３の
スイッチング素子ＴＲ2 およびＴＲ3 のＯＮ、ＯＦＦ時
間のタイミングとＰＷＭ制御の開始と終了時間は完全に
同期が取られている。
【００１９】上記の構成において、電源１においてはＰ
ＷＭ制御回路１１においてＰＷＭ制御が行われるので、
直流電圧は適宜に変圧（０〜Ｖボルト）して出力するこ
とができる。すなわち電源１においては、入力された電
力の出力を０％〜１００％の範囲において任意に制御す
ることができるものである。
ＷＭ制御回路１１においてＰＷＭ制御が行われるので、
直流電圧は適宜に変圧（０〜Ｖボルト）して出力するこ
とができる。すなわち電源１においては、入力された電
力の出力を０％〜１００％の範囲において任意に制御す
ることができるものである。
【００２０】これに対して電源２および電源３において
出力される電力は、前記電源１の整流回路９と平滑用コ
ンデンサーＣ1 で整流された直流の電力を前記ＰＷＭ制
御の開始と終了時間に同期させて出力をＯＮ、ＯＦＦ制
御することができるものである。この電源２および電源
３のスイッチング素子により得られた直流パルス出力は
高周波インバーター部（７Ｂ，７Ｃ）において前記高周
波インバーター部７Ａで得られるものと同一周波数の高
周波交流に変換される。
出力される電力は、前記電源１の整流回路９と平滑用コ
ンデンサーＣ1 で整流された直流の電力を前記ＰＷＭ制
御の開始と終了時間に同期させて出力をＯＮ、ＯＦＦ制
御することができるものである。この電源２および電源
３のスイッチング素子により得られた直流パルス出力は
高周波インバーター部（７Ｂ，７Ｃ）において前記高周
波インバーター部７Ａで得られるものと同一周波数の高
周波交流に変換される。
【００２１】さて上記のように構成された高周波電源装
置ＰＳにおける電源１、電源２および電源３からの出力
は、前記電力合成部１３のトランスＴＦ1 、ＴＦ2 、Ｔ
Ｆ3で合成され、Ｌ2 とＣ3 からなるマッチング回路で
昇圧されてガスレーザー発振器の放電部１５の電極ＥＲ
に高圧の交流電圧が印加される。
置ＰＳにおける電源１、電源２および電源３からの出力
は、前記電力合成部１３のトランスＴＦ1 、ＴＦ2 、Ｔ
Ｆ3で合成され、Ｌ2 とＣ3 からなるマッチング回路で
昇圧されてガスレーザー発振器の放電部１５の電極ＥＲ
に高圧の交流電圧が印加される。
【００２２】ところで、上記電源１、電源２および電源
３は任意に結合させて使用することができることは容易
に理解されることである。例えば、電源１と電源２とを
使用し電源３は使用しないとか全ての電源を使用すると
かが任意に行えるものである。なお実施例では、ＤＣ−
ＤＣコンバーター部を備えていない電源（電源２または
電源３）を２個にしてあるが、このＤＣ−ＤＣコンバー
ター部を備えていない電源の数は高周波電源装置ＰＳに
要求される最大電力に合わせて増加させることができ
る。
３は任意に結合させて使用することができることは容易
に理解されることである。例えば、電源１と電源２とを
使用し電源３は使用しないとか全ての電源を使用すると
かが任意に行えるものである。なお実施例では、ＤＣ−
ＤＣコンバーター部を備えていない電源（電源２または
電源３）を２個にしてあるが、このＤＣ−ＤＣコンバー
ター部を備えていない電源の数は高周波電源装置ＰＳに
要求される最大電力に合わせて増加させることができ
る。
【００２３】また、上記のように構成された高周波電源
装置ＰＳにおいて、出力制御可能な第１の電源において
出力を制御することにより、高周波電源装置全体の出力
を任意に制御すること可能であり、また出力制御可能な
第１の電源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれ
ば、出力制御が可能な第１の電源の高周波電源装置全体
の出力に対する出力負担の比率を、１／（Ｎ＋１）とす
ることができる。その結果、第１の電源の高周波電源装
置全体の出力に対する精度または安定度への影響も１／
（Ｎ＋１）に低下する。
装置ＰＳにおいて、出力制御可能な第１の電源において
出力を制御することにより、高周波電源装置全体の出力
を任意に制御すること可能であり、また出力制御可能な
第１の電源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれ
ば、出力制御が可能な第１の電源の高周波電源装置全体
の出力に対する出力負担の比率を、１／（Ｎ＋１）とす
ることができる。その結果、第１の電源の高周波電源装
置全体の出力に対する精度または安定度への影響も１／
（Ｎ＋１）に低下する。
【００２４】従って、第２の電源の数を必要により増加
結合させることにより、高周波電源装置全体の出力を出
力精度をほとんど低下させることなく増大させることが
できる。また上記の如く、第１の電源の高周波電源装置
全体の出力に対する出力負担の比率を、１／（Ｎ＋１）
とすることができるので、これに比例してＰＷＭ制御に
おける周波数を小さくすることが可能となり、ＰＷＭ制
御におけるスイッチング損失を減少させることができ
る。
結合させることにより、高周波電源装置全体の出力を出
力精度をほとんど低下させることなく増大させることが
できる。また上記の如く、第１の電源の高周波電源装置
全体の出力に対する出力負担の比率を、１／（Ｎ＋１）
とすることができるので、これに比例してＰＷＭ制御に
おける周波数を小さくすることが可能となり、ＰＷＭ制
御におけるスイッチング損失を減少させることができ
る。
【００２５】上記の電源の組み合わせによる、電力出力
あるいは放電電力との関係を図２に示してある。なお図
２では説明を判りやすくするために、ＤＣ−ＤＣコンバ
ーター部を備えていない電源の数を３個にして説明して
ある。
あるいは放電電力との関係を図２に示してある。なお図
２では説明を判りやすくするために、ＤＣ−ＤＣコンバ
ーター部を備えていない電源の数を３個にして説明して
ある。
【００２６】図２の例で、電源１がフルパワーで電源２
から電源３までが全て結合された時の放電出力を１００
％とした場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源１の
負担は全出力の２５％でよいことになる。もし出力を７
０％にする必要がある場合には、電源１のＰＷＭ制御に
おいてパルス幅のデューティ比を８０％とし、これに電
源２と電源３との電力を前記電力合成部１３で合成して
使用すればよいのである。以上の説明で理解されるよう
に、上記構成の高周波電源装置ＰＳを使用すれば、高周
波電源装置ＰＳの出力を０％から１００％までの間で任
意に制御できるものである。
から電源３までが全て結合された時の放電出力を１００
％とした場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源１の
負担は全出力の２５％でよいことになる。もし出力を７
０％にする必要がある場合には、電源１のＰＷＭ制御に
おいてパルス幅のデューティ比を８０％とし、これに電
源２と電源３との電力を前記電力合成部１３で合成して
使用すればよいのである。以上の説明で理解されるよう
に、上記構成の高周波電源装置ＰＳを使用すれば、高周
波電源装置ＰＳの出力を０％から１００％までの間で任
意に制御できるものである。
【００２７】上述の電力合成はガスレーザー発振器の共
振器内においても行うことが可能である。図４は、ガス
レーザー発振器の共振器内における電力合成手段の実施
例である。なお図４はガスレーザー発振器の共振器にお
けるレーザーガス媒体の励起の主要部の構成を簡略に示
したものである。さて図４において、ガスレーザー発振
器２０の出力ミラー２１とリアミラー２３との間にはレ
ーザー発振用のガス媒体が満たされており、このレーザ
ー発振用のガス媒体を放電励起するための電極がレーザ
ーガス媒体を挟持するように設けられている。
振器内においても行うことが可能である。図４は、ガス
レーザー発振器の共振器内における電力合成手段の実施
例である。なお図４はガスレーザー発振器の共振器にお
けるレーザーガス媒体の励起の主要部の構成を簡略に示
したものである。さて図４において、ガスレーザー発振
器２０の出力ミラー２１とリアミラー２３との間にはレ
ーザー発振用のガス媒体が満たされており、このレーザ
ー発振用のガス媒体を放電励起するための電極がレーザ
ーガス媒体を挟持するように設けられている。
【００２８】上記電極は前記電源１、電源２および電源
３にそれぞれ別個に接続されており、陽極２５Ａは電源
１に、陽極２５Ｂは電源２に、陽極２５Ｃは電源３にそ
れぞれ接続され、陰極２７はレーザーガス媒体を挟むよ
うにして上記３個の陽極（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）に
対向して設けられている。なおこの電源１、電源２およ
び電源３の構成は、陽極（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）と
陰極２７以外の部分は前述の図１の構成と同一である。
３にそれぞれ別個に接続されており、陽極２５Ａは電源
１に、陽極２５Ｂは電源２に、陽極２５Ｃは電源３にそ
れぞれ接続され、陰極２７はレーザーガス媒体を挟むよ
うにして上記３個の陽極（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）に
対向して設けられている。なおこの電源１、電源２およ
び電源３の構成は、陽極（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）と
陰極２７以外の部分は前述の図１の構成と同一である。
【００２９】上記の構成において、電源１、電源２およ
び電源３から前記陽極と陰極とに約５，０００Ｖの高電
圧を印加することにより、陽極と陰極との間に放電を生
じさせてレーザー発振用のガス媒体を励起してレーザー
光を誘導放出させ、出力ミラー２１とリアミラー２３と
で構成される光共振器により誘導放出されたレーザー光
が増幅され、その１部のレーザー光ＬＢが出力ミラー２
１から取り出されて種々様々な用途に利用される。
び電源３から前記陽極と陰極とに約５，０００Ｖの高電
圧を印加することにより、陽極と陰極との間に放電を生
じさせてレーザー発振用のガス媒体を励起してレーザー
光を誘導放出させ、出力ミラー２１とリアミラー２３と
で構成される光共振器により誘導放出されたレーザー光
が増幅され、その１部のレーザー光ＬＢが出力ミラー２
１から取り出されて種々様々な用途に利用される。
【００３０】上記の如く前記第１の電源と第２の電源と
の出力合成をガスレーザー発振器内の放電部において行
う場合には、該第１の電源と第２の電源との出力を合成
するためのトランス結合による出力合成部を削除するこ
とができる。
の出力合成をガスレーザー発振器内の放電部において行
う場合には、該第１の電源と第２の電源との出力を合成
するためのトランス結合による出力合成部を削除するこ
とができる。
【００３１】なお上記の様に３個の電源にそれぞれ電極
を設けてレーザー発振用のガス媒体を放電励起しても、
前記の高周波電源装置ＰＳのなかで電力を合成してから
レーザー発振器内に適宜に設けた複数の電極に電力を供
給してレーザー発振用のガス媒体を放電励起しても得ら
れる光出力はほぼ同一となる。
を設けてレーザー発振用のガス媒体を放電励起しても、
前記の高周波電源装置ＰＳのなかで電力を合成してから
レーザー発振器内に適宜に設けた複数の電極に電力を供
給してレーザー発振用のガス媒体を放電励起しても得ら
れる光出力はほぼ同一となる。
【００３２】
【発明の効果】以上の如き実施例の説明から理解される
ように、請求項１に記載された発明によれば、第１の電
源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれば、第１
の電源の高周波電源装置全体の出力に対する出力負担の
比率を１／（Ｎ＋１）とすることができる。また第１の
電源において出力を制御することにより、高周波電源装
置全体の出力を任意に制御すること可能であり、さらに
第２の電源の数を必要により増加結合させることにより
高周波電源装置全体の出力を精度を低下させることなく
増大させることができる。
ように、請求項１に記載された発明によれば、第１の電
源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれば、第１
の電源の高周波電源装置全体の出力に対する出力負担の
比率を１／（Ｎ＋１）とすることができる。また第１の
電源において出力を制御することにより、高周波電源装
置全体の出力を任意に制御すること可能であり、さらに
第２の電源の数を必要により増加結合させることにより
高周波電源装置全体の出力を精度を低下させることなく
増大させることができる。
【００３３】また、請求項２及び請求項４に記載された
発明によれば、該第１の電源と第２の電源との出力を合
成するためのトランス結合による出力合成部を削除する
ことができる。
発明によれば、該第１の電源と第２の電源との出力を合
成するためのトランス結合による出力合成部を削除する
ことができる。
【００３４】また請求項３に記載された発明によれば、
第１の電源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれ
ば、第１の電源の高周波電源装置全体の出力に対する出
力は、１／（Ｎ＋１）に設定することができる。また第
１の電源において出力を制御することにより、高周波電
源装置全体の出力を任意に制御すること可能であり、さ
らに第２の電源の数を必要により増加結合させることに
より高周波電源装置全体の出力を精度を低下させること
なく増大させることができる。
第１の電源と組合わせられる第２の電源の数をＮとすれ
ば、第１の電源の高周波電源装置全体の出力に対する出
力は、１／（Ｎ＋１）に設定することができる。また第
１の電源において出力を制御することにより、高周波電
源装置全体の出力を任意に制御すること可能であり、さ
らに第２の電源の数を必要により増加結合させることに
より高周波電源装置全体の出力を精度を低下させること
なく増大させることができる。
【００３５】また高周波電源装置全体の出力に対する第
１の電源の出力の割合は、１／（Ｎ＋１）となり、第１
の電源の高周波電源装置全体の出力に対する精度または
安定度への影響も１／（Ｎ＋１）に低下する。よってこ
れに比例して平滑回路のＬ＊Ｃの値とＰＷＭの周波数と
を小さく設定することが可能となり、高出力で応答性の
良い高周波電源装置を構成することができる。
１の電源の出力の割合は、１／（Ｎ＋１）となり、第１
の電源の高周波電源装置全体の出力に対する精度または
安定度への影響も１／（Ｎ＋１）に低下する。よってこ
れに比例して平滑回路のＬ＊Ｃの値とＰＷＭの周波数と
を小さく設定することが可能となり、高出力で応答性の
良い高周波電源装置を構成することができる。
【図１】本発明に係わるガスレーザー発振器の高周波電
源装置の実施例。
源装置の実施例。
【図２】本発明に係わるガスレーザー発振器の高周波電
源装置の実施例における出力指令と放電電力との関係の
説明図。
源装置の実施例における出力指令と放電電力との関係の
説明図。
【図３】従来のガスレーザー発振器の高周波電源装置。
【図４】本発明に係わるガスレーザー発振器の高周波電
源装置の第２実施例。
源装置の第２実施例。
１ 第１の電源 ２ 第２の電源 ３ 第３の電源 ５ ＤＣ−ＤＣコンバーター部 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 高周波インバーター部 １１ ＰＷＭ制御回路 １３ 電力合成部 １５ 放電部 １７ コントローラー ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ 陽極 ２７ 陰極 ＰＳ 高周波電源装置 ＴＦ1 ，ＴＦ2 ，ＴＦ3 トランス ＴＲ1 ，ＴＲ2 ，ＴＲ3 スイッチング素子
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】このＤＣ−ＤＣコンバーター部５には、商
用３相交流（３φ）を直流に整流し、平滑用コンデンサ
ーＣ1 により約２８０Ｖボルトの平滑な直流を得るため
の整流回路９が設けられている。こうして得られた約２
８０Ｖボルトの直流は、スイッチング素子ＴＲ1 をスイ
ッチングするＰＷＭ制御回路１１と、ＬとＣ2 とからな
る平滑回路で適宜に変圧（０〜２８０Ｖボルト）された
パルス状直流となり、このパルス状直流は４個のＦＥＴ
のブリッジ回路からなる周知の高周波インバーター部７
Ａで約１００ｋＨＺ〜２７ＭＨＺ程度の高周波交流に変
換され、その出力は電力合成部１３のトランスＴＦ
1 と、Ｌ2 とＣ3 とからなるマッチング回路とで約５，
０００Ｖ程度に昇圧されてガスレーザー発振器の放電部
１５の電極ＥＲに高圧の交流電圧が印加される。
用３相交流（３φ）を直流に整流し、平滑用コンデンサ
ーＣ1 により約２８０Ｖボルトの平滑な直流を得るため
の整流回路９が設けられている。こうして得られた約２
８０Ｖボルトの直流は、スイッチング素子ＴＲ1 をスイ
ッチングするＰＷＭ制御回路１１と、ＬとＣ2 とからな
る平滑回路で適宜に変圧（０〜２８０Ｖボルト）された
パルス状直流となり、このパルス状直流は４個のＦＥＴ
のブリッジ回路からなる周知の高周波インバーター部７
Ａで約１００ｋＨＺ〜２７ＭＨＺ程度の高周波交流に変
換され、その出力は電力合成部１３のトランスＴＦ
1 と、Ｌ2 とＣ3 とからなるマッチング回路とで約５，
０００Ｖ程度に昇圧されてガスレーザー発振器の放電部
１５の電極ＥＲに高圧の交流電圧が印加される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】図２の例で、電源１がフルパワーで電源２
から電源３までが全て結合された時の放電出力を１００
％とした場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源１の
負担は全出力の２５％でよいことになる。もし全体の出
力を７０％にする必要がある場合には、電源１のＰＷＭ
制御においてパルス幅のデューティ比を８０％とし、こ
れに電源２と電源３との電力を前記電力合成部１３で合
成して使用すればよいのである。以上の説明で理解され
るように、上記構成の高周波電源装置ＰＳを使用すれ
ば、高周波電源装置ＰＳの出力を０％から１００％まで
の間で任意に制御できるものである。
から電源３までが全て結合された時の放電出力を１００
％とした場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを備えた電源１の
負担は全出力の２５％でよいことになる。もし全体の出
力を７０％にする必要がある場合には、電源１のＰＷＭ
制御においてパルス幅のデューティ比を８０％とし、こ
れに電源２と電源３との電力を前記電力合成部１３で合
成して使用すればよいのである。以上の説明で理解され
るように、上記構成の高周波電源装置ＰＳを使用すれ
ば、高周波電源装置ＰＳの出力を０％から１００％まで
の間で任意に制御できるものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】また、請求項２または請求項４に記載され
た発明によれば、該第１の電源と第２の電源との出力を
合成するためのトランス結合による出力合成部を削除す
ることができる。
た発明によれば、該第１の電源と第２の電源との出力を
合成するためのトランス結合による出力合成部を削除す
ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＤＣ−ＤＣコンバーター部と該コンバー
ター部で得られた直流を高周波交流に変換する高周波イ
ンバーター部とからなる出力制御可能な第１の電源と、
直流を高周波交流に変換する高周波インバーター部と該
インバーター部への直流入力をＯＮ／ＯＦＦ制御可能な
少なくとも１個以上第２の電源と、前記第１の電源と第
２の電源とを制御するコントローラーと、前記第１の電
源と第２の電源との出力をトランス結合により合成する
出力合成部とを設けたことを特徴とするガスレーザー発
振器の高周波電源装置。 - 【請求項２】 前記第１の電源と第２の電源との出力合
成をガスレーザー発振器内の放電部において行うことを
特徴とする請求項１に記載のガスレーザー発振器の高周
波電源装置。 - 【請求項３】 ＰＷＭ制御を用いたＤＣ−ＤＣコンバー
ター部と該ＤＣ−ＤＣコンバーター部で得られた直流を
高周波交流に変換する高周波インバーター部とからなる
第１の電源と、該第１の電源への直流入力を入力とし該
直流入力をスイッチングするスイッチング素子と該スイ
ッチング素子からの直流出力を高周波交流に変換する高
周波インバーター部とからなる少なくとも１個以上の第
２の電源と、前記第１の電源のＰＷＭ制御の開始と終了
時間および前記第２の電源のスイッチングとの同期を制
御するコントローラーと、前記第１の電源の高周波イン
バーター部の出力と第２の電源の高周波インバーター部
の出力とをトランス結合により合成する出力合成部とを
設けたことを特徴とするガスレーザー発振器の高周波電
源装置。 - 【請求項４】 前記第１の電源の高周波インバーター部
の出力と第２の電源の高周波インバーター部の出力との
合成をガスレーザー発振器内の放電部において行うこと
を特徴とする請求項３に記載のガスレーザー発振器の高
周波電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29462294A JP3706161B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ガスレーザー発振器の高周波電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29462294A JP3706161B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ガスレーザー発振器の高周波電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08153921A true JPH08153921A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3706161B2 JP3706161B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=17810143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29462294A Expired - Fee Related JP3706161B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ガスレーザー発振器の高周波電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3706161B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29462294A patent/JP3706161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3706161B2 (ja) | 2005-10-12 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050621 |
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