JPH08330657A - イオンレーザ装置 - Google Patents
イオンレーザ装置Info
- Publication number
- JPH08330657A JPH08330657A JP7133689A JP13368995A JPH08330657A JP H08330657 A JPH08330657 A JP H08330657A JP 7133689 A JP7133689 A JP 7133689A JP 13368995 A JP13368995 A JP 13368995A JP H08330657 A JPH08330657 A JP H08330657A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】放電開始時にレーザ管に印加されるトリガー電
圧が電源側に戻るのを防止するために、チョークトラン
スを使用し、一次巻線にチョークトランスを逆極性に磁
気飽和しない範囲で励磁する様な電流を流すことによっ
て、効率的に抑制し、小型化することにより、装置全体
を小型化する。 【構成】放電電流回路において、スパークギャップ６よ
りも電源側にチョークトランス２０の二次巻線が配置さ
れ、その一次巻線には、放電開始前のトリガーが印加さ
れる前に、ツエナーダイオード２１、抵抗２２、２３、
トランジスタ２４からなる駆動回路により、チョークト
ランス２０を磁気飽和しない範囲で励磁する電流を流
す。
圧が電源側に戻るのを防止するために、チョークトラン
スを使用し、一次巻線にチョークトランスを逆極性に磁
気飽和しない範囲で励磁する様な電流を流すことによっ
て、効率的に抑制し、小型化することにより、装置全体
を小型化する。 【構成】放電電流回路において、スパークギャップ６よ
りも電源側にチョークトランス２０の二次巻線が配置さ
れ、その一次巻線には、放電開始前のトリガーが印加さ
れる前に、ツエナーダイオード２１、抵抗２２、２３、
トランジスタ２４からなる駆動回路により、チョークト
ランス２０を磁気飽和しない範囲で励磁する電流を流
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンレーザ装置に関
し、特に、レーザ管の放電開始時に印加されるトリガー
パルスの高電圧が電源側へ回り込むのを抑制し、電源回
路の破損を防止することに関する。
し、特に、レーザ管の放電開始時に印加されるトリガー
パルスの高電圧が電源側へ回り込むのを抑制し、電源回
路の破損を防止することに関する。
【０００２】
【従来の技術】イオンレーザ管は、通常陽極および陰極
をもつ放電管であり、内部封入ガスを媒体としたアーク
放電を発生させ、そのエネルギーにより、内部封入ガス
を励起し、レーザ発振を発生させる。溶接等のアーク放
電であれば通常電極間の間隔を小さくした上で、印加電
圧を多少上げてやることにより放電を開始させることが
出来るが、レーザ管では、電極の間が一定であり、イン
ピーダンスも非常に高いため、ただ単に陽極の電圧を上
げるだけでは放電を開始させられない。そこで、高電圧
を印加し、一旦グロー放電を発生させ、その放電電流を
漸次上昇させてやることによって、アーク放電に移行さ
せる。
をもつ放電管であり、内部封入ガスを媒体としたアーク
放電を発生させ、そのエネルギーにより、内部封入ガス
を励起し、レーザ発振を発生させる。溶接等のアーク放
電であれば通常電極間の間隔を小さくした上で、印加電
圧を多少上げてやることにより放電を開始させることが
出来るが、レーザ管では、電極の間が一定であり、イン
ピーダンスも非常に高いため、ただ単に陽極の電圧を上
げるだけでは放電を開始させられない。そこで、高電圧
を印加し、一旦グロー放電を発生させ、その放電電流を
漸次上昇させてやることによって、アーク放電に移行さ
せる。
【０００３】イオンレーザ管は、上記のようにその放電
開始のために、トリガーとなる高電圧を印加することに
より放電を開始する。トリガー電圧としては、直流の高
電圧かまたは高周波の高電圧を印加するが、トリガーの
効果と高電圧生成のための回路のコストおよび容積等の
関係から、スパークギャップ等の高電圧放電管を使用し
た高周波タイプのトリガーを採用するのが一般的であ
る。
開始のために、トリガーとなる高電圧を印加することに
より放電を開始する。トリガー電圧としては、直流の高
電圧かまたは高周波の高電圧を印加するが、トリガーの
効果と高電圧生成のための回路のコストおよび容積等の
関係から、スパークギャップ等の高電圧放電管を使用し
た高周波タイプのトリガーを採用するのが一般的であ
る。
【０００４】しかしながら、高周波タイプのトリガーの
場合、レーザ管のアノード電位にトリガーを印加するた
め、レーザ管のアノードにトリガーが印加されると同時
に、電源側にも流出することになる。この流出する高電
圧に耐えるように電源を構成することは、部品の耐電圧
を上げることであり、主要な部品だけでも非常に大きな
ものとなり、また、全て高耐圧の部品があるわけではな
いため、部分的に絶縁した回路とする必要があり、電源
の設計上も複雑になり、全く実用性がなくなってしま
う。従って、電源側の保護のために電源側への戻りを抑
制する必要があり、通常はチョークコイルを使用する。
このチョークコイルはその効果のために、インダクタン
スが大きいものが必要であり、放電電流が大きいため、
電流容量としても大きなものが必要であり、容積が大き
くなるという欠点がある。
場合、レーザ管のアノード電位にトリガーを印加するた
め、レーザ管のアノードにトリガーが印加されると同時
に、電源側にも流出することになる。この流出する高電
圧に耐えるように電源を構成することは、部品の耐電圧
を上げることであり、主要な部品だけでも非常に大きな
ものとなり、また、全て高耐圧の部品があるわけではな
いため、部分的に絶縁した回路とする必要があり、電源
の設計上も複雑になり、全く実用性がなくなってしま
う。従って、電源側の保護のために電源側への戻りを抑
制する必要があり、通常はチョークコイルを使用する。
このチョークコイルはその効果のために、インダクタン
スが大きいものが必要であり、放電電流が大きいため、
電流容量としても大きなものが必要であり、容積が大き
くなるという欠点がある。
【０００５】例えば、従来のイオンレーザ装置は、図２
に示すように、交流入力を整流する整流回路２と、整流
回路２の出力を平滑する大容量の電解コンデンサ３と、
レーザ管７へ印加するトリガーの電源側への戻りを抑制
するチョークコイル４と、レーザ管にトリガーを印加す
るスパークギャップ６と、スパークギャップ６を駆動す
るスパークギャップ駆動回路５と、レーザ管カソードを
加熱するフィラメントトランス８と、放電電流を制御す
るパワートランジスタ１０と、パワートランジスタ１０
を駆動するパワートランジスタ駆動回路９で構成され、
レーザ管へ印加されるトリガーの電源側への戻りは、チ
ョークコイル４で抑制するため、このチョークコイル４
が、インダクタンスが大きくまた電流容量の大きいもの
を使用しなければならないという問題があった。
に示すように、交流入力を整流する整流回路２と、整流
回路２の出力を平滑する大容量の電解コンデンサ３と、
レーザ管７へ印加するトリガーの電源側への戻りを抑制
するチョークコイル４と、レーザ管にトリガーを印加す
るスパークギャップ６と、スパークギャップ６を駆動す
るスパークギャップ駆動回路５と、レーザ管カソードを
加熱するフィラメントトランス８と、放電電流を制御す
るパワートランジスタ１０と、パワートランジスタ１０
を駆動するパワートランジスタ駆動回路９で構成され、
レーザ管へ印加されるトリガーの電源側への戻りは、チ
ョークコイル４で抑制するため、このチョークコイル４
が、インダクタンスが大きくまた電流容量の大きいもの
を使用しなければならないという問題があった。
【０００６】また、トリガーの戻りの抑制のために高圧
ダイオードを使用することも考えられるが、高圧ダイオ
ードとして、イオンレーザ用としては大電流タイプが必
要であり、高価であり容積が大きくなるという問題があ
り、また、絶縁のための処置が必要であり、ダイオード
の冷却も必要でありさらに容積的に不利になることか
ら、実用性を考えると問題がある。
ダイオードを使用することも考えられるが、高圧ダイオ
ードとして、イオンレーザ用としては大電流タイプが必
要であり、高価であり容積が大きくなるという問題があ
り、また、絶縁のための処置が必要であり、ダイオード
の冷却も必要でありさらに容積的に不利になることか
ら、実用性を考えると問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来のイオンレー
ザ装置では、レーザ管の放電を開始させるためのトリガ
ーの電源側への戻りを抑制するために、チョークコイル
を使用しているため、チョークコイルとして大きな容積
のものを使用する必要があり、最近の小型化等の要求に
対し、ある程度限界があり、本発明は、トリガー回路の
中で最も容積の大きいチョークコイルを小型化すること
で、この小型化の要求に応えようとするものである。
ザ装置では、レーザ管の放電を開始させるためのトリガ
ーの電源側への戻りを抑制するために、チョークコイル
を使用しているため、チョークコイルとして大きな容積
のものを使用する必要があり、最近の小型化等の要求に
対し、ある程度限界があり、本発明は、トリガー回路の
中で最も容積の大きいチョークコイルを小型化すること
で、この小型化の要求に応えようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンレーザ装
置は、交流電力を整流する整流回路と、その出力を平滑
する大容量のコンデンサと、平滑された直流出力をレー
ザ管のアノード、カソードを通って流れる放電電流を制
御するパワートランジスタと、前記パワートランジスタ
を駆動する駆動回路と、前記レーザ管のカソードを加熱
するためのフィラメントトランスと、レーザ管の放電を
開始させるためのトリガーパルスを印加するスパークギ
ャップと、スパークギャップを駆動するスパークギャッ
プ駆動回路を有するイオンレーザ装置において、放電開
始のためのトリガーが電源側への戻りを防止するための
チョークトランスと、チョークトランスの一次巻線にト
リガー電圧の極性に対し、トリガーが印加される直前か
ら放電を開始するまでの間、トランスが逆極性側に磁気
飽和しない範囲内で励磁するように一次巻線に流す電流
を制御するトランジスタと、そのトランジスタを駆動す
るためのツエナーダイオードと、抵抗とを有している。
置は、交流電力を整流する整流回路と、その出力を平滑
する大容量のコンデンサと、平滑された直流出力をレー
ザ管のアノード、カソードを通って流れる放電電流を制
御するパワートランジスタと、前記パワートランジスタ
を駆動する駆動回路と、前記レーザ管のカソードを加熱
するためのフィラメントトランスと、レーザ管の放電を
開始させるためのトリガーパルスを印加するスパークギ
ャップと、スパークギャップを駆動するスパークギャッ
プ駆動回路を有するイオンレーザ装置において、放電開
始のためのトリガーが電源側への戻りを防止するための
チョークトランスと、チョークトランスの一次巻線にト
リガー電圧の極性に対し、トリガーが印加される直前か
ら放電を開始するまでの間、トランスが逆極性側に磁気
飽和しない範囲内で励磁するように一次巻線に流す電流
を制御するトランジスタと、そのトランジスタを駆動す
るためのツエナーダイオードと、抵抗とを有している。
【０００９】
【作用】チョークトランスにする効果としては、図３に
示すＢ−Ｈ特性（Ｂ：磁束密度、Ｈ：磁化力）におい
て、チョークコイルが第１象限および第４象限の範囲で
動作するのに対し、チョークトランスとしては、第１象
限、第２象限、第３象限、第４象限の全体で動作し、ま
た、一次巻線の電流をトランスが飽和しない範囲で大き
くすることにより、トリガーに対する抑制効果をさらに
大きくすることが出来、チョークトランスの鉄心の容積
を小さくすることが出来る。
示すＢ−Ｈ特性（Ｂ：磁束密度、Ｈ：磁化力）におい
て、チョークコイルが第１象限および第４象限の範囲で
動作するのに対し、チョークトランスとしては、第１象
限、第２象限、第３象限、第４象限の全体で動作し、ま
た、一次巻線の電流をトランスが飽和しない範囲で大き
くすることにより、トリガーに対する抑制効果をさらに
大きくすることが出来、チョークトランスの鉄心の容積
を小さくすることが出来る。
【００１０】
【実施例】次に、本発明を図面を用いて説明する。図１
は、本発明の一実施例の回路図である。１は交流電源、
２は整流回路、３は大容量コンデンサ、５はスパークギ
ャップ駆動回路、６はスパークギャップ、７はレーザ
管、８はフィラメントトランス、９はパワートランジス
タ駆動回路、１０はパワートランジスタ、２０はチョー
クトランス、２１はツエナーダイオード、２２、２３は
抵抗、２４はトランジスタである。
は、本発明の一実施例の回路図である。１は交流電源、
２は整流回路、３は大容量コンデンサ、５はスパークギ
ャップ駆動回路、６はスパークギャップ、７はレーザ
管、８はフィラメントトランス、９はパワートランジス
タ駆動回路、１０はパワートランジスタ、２０はチョー
クトランス、２１はツエナーダイオード、２２、２３は
抵抗、２４はトランジスタである。
【００１１】交流電源１を整流回路２で整流し、大容量
コンデンサ３で平滑し、直流出力を作り出す。この部分
は、直流電圧源でもかまわない。その直流出力は、チョ
ークトランス２０の二次巻線を通りレーザ管７のアノー
ドに供給され、放電開始後は、フィラメントトランス８
で加熱されたレーザ管７のカソードを通り、フィラメン
トトランスの二次巻線にはいり、その中点タップからパ
ワートランジスタ１０を通り直流出力源のマイナス側に
戻る。また、パワートランジスタ１０は、駆動回路９に
より駆動され、フィードバック信号等により放電電流を
制御する。放電開始のためには、スパークギャップ駆動
回路５で生成された高電圧をスパークギャップ６を通し
て、高周波の高電圧のトリガーとして、レーザ管７のア
ノードに供給される。
コンデンサ３で平滑し、直流出力を作り出す。この部分
は、直流電圧源でもかまわない。その直流出力は、チョ
ークトランス２０の二次巻線を通りレーザ管７のアノー
ドに供給され、放電開始後は、フィラメントトランス８
で加熱されたレーザ管７のカソードを通り、フィラメン
トトランスの二次巻線にはいり、その中点タップからパ
ワートランジスタ１０を通り直流出力源のマイナス側に
戻る。また、パワートランジスタ１０は、駆動回路９に
より駆動され、フィードバック信号等により放電電流を
制御する。放電開始のためには、スパークギャップ駆動
回路５で生成された高電圧をスパークギャップ６を通し
て、高周波の高電圧のトリガーとして、レーザ管７のア
ノードに供給される。
【００１２】ここで、レーザ管の放電開始時において
は、交流電源が供給され、整流回路２および大容量コン
デンサ３で作り出される直流出力電圧が上昇してきて、
通常のレーザ管放電電圧を越え、レーザ管の放電開始可
能電圧になると、ツエナーダイオード２１が電圧降伏
し、抵抗２２にも流れるため、トランジスタ２４のベー
ス電圧が上昇しトランジスタ２４が導通状態になる。こ
れにより、チョークトランス２０の一次巻線に抵抗２３
で制限される電流がながれる。この電流は、チョークト
ランス２０を磁気飽和させない範囲でチョークトランス
２０を励磁する電流となるように、抵抗２３が設定され
ており、また、チョークトランス２０の一次巻線に流す
電流の向きは、スパークギャップ６で印加されるトリガ
ー電圧の極性に対し逆極性に励磁するように、極性を設
定される。
は、交流電源が供給され、整流回路２および大容量コン
デンサ３で作り出される直流出力電圧が上昇してきて、
通常のレーザ管放電電圧を越え、レーザ管の放電開始可
能電圧になると、ツエナーダイオード２１が電圧降伏
し、抵抗２２にも流れるため、トランジスタ２４のベー
ス電圧が上昇しトランジスタ２４が導通状態になる。こ
れにより、チョークトランス２０の一次巻線に抵抗２３
で制限される電流がながれる。この電流は、チョークト
ランス２０を磁気飽和させない範囲でチョークトランス
２０を励磁する電流となるように、抵抗２３が設定され
ており、また、チョークトランス２０の一次巻線に流す
電流の向きは、スパークギャップ６で印加されるトリガ
ー電圧の極性に対し逆極性に励磁するように、極性を設
定される。
【００１３】従って、トリガーが印加されるタイミング
では、チョークトランス２０は、トリガー電圧に対し逆
極性に励磁されており、トリガーが印加されても、チョ
ークトランス２０により、電源側への戻りが抑制され
る。また、トリガーが印加され、レーザ管が放電を開始
すると、レーザ管７に大電流が流れて大容量コンデンサ
３の電圧が低下し、ツエナーダイオードの降伏電圧より
も低くなるので、トランジスタ２４は非導通となり、チ
ョークトランス２０の一次巻線への励磁電流は停止し、
チョークトランス２０は、通常の放電電流が二次巻線に
流れるのみとなる。
では、チョークトランス２０は、トリガー電圧に対し逆
極性に励磁されており、トリガーが印加されても、チョ
ークトランス２０により、電源側への戻りが抑制され
る。また、トリガーが印加され、レーザ管が放電を開始
すると、レーザ管７に大電流が流れて大容量コンデンサ
３の電圧が低下し、ツエナーダイオードの降伏電圧より
も低くなるので、トランジスタ２４は非導通となり、チ
ョークトランス２０の一次巻線への励磁電流は停止し、
チョークトランス２０は、通常の放電電流が二次巻線に
流れるのみとなる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、放電開始時においてレー
ザ管へ印加されるトリガー電圧の電源側へ戻りを抑制す
るために、チョークトランスを使用し、その一次巻線に
二次巻線で抑制するトリガー電圧に対し、チョークトラ
ンスが飽和しない範囲で逆極性に励磁するように電流を
流すことにより、トリガー電圧を確実に抑制し、チョー
クトランスを小型化できることから、装置の小型化を実
現できる。
ザ管へ印加されるトリガー電圧の電源側へ戻りを抑制す
るために、チョークトランスを使用し、その一次巻線に
二次巻線で抑制するトリガー電圧に対し、チョークトラ
ンスが飽和しない範囲で逆極性に励磁するように電流を
流すことにより、トリガー電圧を確実に抑制し、チョー
クトランスを小型化できることから、装置の小型化を実
現できる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】従来例を示す回路図である。
【図３】鉄心のＢ（磁束密度）−Ｈ（磁化力）特性を示
す図である。
す図である。
１ 交流電源 ２ 整流回路 ３ 大容量コンデンサ ４ チョークコイル ５ スパークギャップ駆動回路 ６ スパークギャップ ７ レーザ管 ８ フィラメントトランス ９ パワートランジスタ駆動回路 １０ パワートランジスタ ２０ チョークトランス ２１ ツエナーダイオード ２２，２３ 抵抗 ２４ トランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電力を整流する整流回路と、その出
力を平滑する大容量のコンデンサと、平滑された直流出
力をレーザ管のアノード、カソードを通って流れる放電
電流を制御するパワートランジスタと、前記パワートラ
ンジスタを駆動する駆動回路と、前記レーザ管のカソー
ドを加熱するためのフィラメントトランスと、レーザ管
の放電を開始させるためのトリガーパルスを印加するス
パークギャップと、スパークギャップを駆動するスパー
クギャップ駆動回路を有するイオンレーザ装置におい
て、放電開始のためのトリガーが電源側への戻りを防止
するためのチョークトランスと、チョークトランスの一
次巻線にトリガー電圧の極性に対し、トリガーが印加さ
れる直前から放電を開始するまでの間、トランスが逆極
性側に磁気飽和しない範囲内で励磁するように一次巻線
に流す電流を制御するトランジスタと、そのトランジス
タを駆動するためのツエナーダイオードと抵抗を具備す
ることを特徴とするイオンレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133689A JP2720826B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | イオンレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7133689A JP2720826B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | イオンレーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330657A true JPH08330657A (ja) | 1996-12-13 |
| JP2720826B2 JP2720826B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=15110583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133689A Expired - Lifetime JP2720826B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | イオンレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720826B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP7133689A patent/JP2720826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2720826B2 (ja) | 1998-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971021 |