JPH09246634A - Pulse laser power supply - Google Patents

Pulse laser power supply

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JPH09246634A
JPH09246634A JP5318096A JP5318096A JPH09246634A JP H09246634 A JPH09246634 A JP H09246634A JP 5318096 A JP5318096 A JP 5318096A JP 5318096 A JP5318096 A JP 5318096A JP H09246634 A JPH09246634 A JP H09246634A
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discharge
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high reliability and high efficiency by providing a commutation circuit for diverting discharge currents of a second capacitor in different directions and a regenerative circuit for regenerating diverted energy to thereby regenerate excess energy. SOLUTION: A series circuit consisting of a commutation circuit 30 and a regenerative circuit 40 is connected to a second capacitor C2 in parallel. The commutation circuit 30 commutes discharge currents of the second capacitor C2 to the regenerative circuit 40 after the discharge of a laser discharge electrode 20 is completed. By this commutation function, all of the excess energy of the second capacitor C2 is transferred to the regenerative circuit 40 through the commutation circuit 30. The regenerative circuit 40 accumulates the transferred energy, converts the accumulated energy into dc or ac currents and regenerates the currents to a first capacitor C1 or a charging power supply 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザや
金属蒸気レーザ等を励起するためのパルスレーザ電源に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse laser power supply for exciting an excimer laser, a metal vapor laser or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エキシマレーザによる物体の超精
密加工や銅蒸気レーザによる同位体元素の分離など、パ
ルスレーザに対する産業上の需要が高まりつつある。パ
ルスレーザの励起を行うには、100ナノ秒オーダのパ
ルス電圧をレーザ放電電極間に印加して安定な放電を得
る必要があるが、このような超高速のパルス電圧をスイ
ッチによって発生するのは非常に困難である。このた
め、半導体スイッチなどによって一次パルスを発生し、
さらに可飽和インダクタンスの飽和動作を利用してパル
ス幅の圧縮を行いレーザ負荷にエネルギを供給する磁気
パルス圧縮回路がよく用いられる。
2. Description of the Related Art In recent years, industrial demand for pulse lasers has been increasing, such as ultra-precision machining of objects by excimer lasers and isotope separation by copper vapor lasers. In order to excite the pulsed laser, it is necessary to apply a pulse voltage of the order of 100 nanoseconds between the laser discharge electrodes to obtain a stable discharge, but it is necessary to generate such an ultrafast pulse voltage with a switch. Very difficult. Therefore, a primary pulse is generated by a semiconductor switch,
Further, a magnetic pulse compression circuit that compresses the pulse width by utilizing the saturation operation of the saturable inductance and supplies energy to the laser load is often used.

【0003】図11に従来のパルスレーザ電源の構成を
示す。図11において、充電電源10によって、充電電
源10→第1のコンデンサC1→放電リアクトルLD→
可飽和リアクトルSR→ヘッドインダクタンスLH→充
電リアクトルLG→充電電源10の経路で図示極性で第
1のコンデンサC1に充電される。
FIG. 11 shows the configuration of a conventional pulse laser power supply. In FIG. 11, the charging power supply 10 is used to charge the charging power supply 10 → first capacitor C1 → discharge reactor LD →
The first capacitor C1 is charged with the polarity shown by the route of saturable reactor SR → head inductance LH → charging reactor LG → charging power source 10.

【0004】この充電エネルギは、半導体スイッチSW
の投入により、第1のコンデンサC1→半導体スイッチ
SW→第2のコンデンサC2→放電リアクトルLD→第
1のコンデンサC1の経路で、第2のコンデンサC2に
図示の極性で移行し、第2のコンデンサC2はパルス充
電される。
This charging energy is applied to the semiconductor switch SW.
Is turned on, the first capacitor C1 → the semiconductor switch SW → the second capacitor C2 → the discharge reactor LD → the first capacitor C1 is passed through to the second capacitor C2 with the polarity shown in the drawing, and the second capacitor C2 C2 is pulse charged.

【0005】第2のコンデンサC2に移行したエネルギ
によって、可飽和リアクトルSRは、第2のコンデンサ
C2→ピーキングコンデンサCP→可飽和リアクトルS
R→第2のコンデンサC2の経路で流れるパルス状の電
流で励磁される。
Due to the energy transferred to the second capacitor C2, the saturable reactor SR changes from the second capacitor C2 to the peaking capacitor CP to the saturable reactor S.
It is excited by a pulsed current flowing in the path of R → second capacitor C2.

【0006】この励磁作用により可飽和リアクトルSR
が飽和すると、インダクタンス値が激減し第2のコンデ
ンサC2のエネルギが、第2のコンデンサC2→ピーキ
ングコンデンサCP→可飽和リアクトルSR→第2のコ
ンデンサC2の経路でピーキングコンデンサCPに図示
の極性で移行する。
Due to this exciting action, the saturable reactor SR
Is saturated, the inductance value is drastically reduced and the energy of the second capacitor C2 is transferred to the peaking capacitor CP through the route of the second capacitor C2 → peaking capacitor CP → saturable reactor SR → second capacitor C2 with the polarity shown in the figure. To do.

【0007】この時可飽和リアクトルSRの飽和時イン
ダクタンスは極めて小さいので、ピーキングコンデンサ
CPへの充電は高速化され、いわゆるパルス圧縮が行わ
れる。さらに、ピーキングコンデンサCPの充電により
レーザ放電電極20の極間電圧が上昇し、電極間の絶縁
が破壊され、ピーキングコンデンサCPに蓄積されたエ
ネルギがヘッドインダクタンスLHを介してレーザ媒質
中に注入され、レーザが励起される。
At this time, since the saturable inductance of the saturable reactor SR is extremely small, the charging of the peaking capacitor CP is accelerated, and so-called pulse compression is performed. Further, the inter-electrode voltage of the laser discharge electrode 20 is increased by charging the peaking capacitor CP, the insulation between the electrodes is broken, and the energy accumulated in the peaking capacitor CP is injected into the laser medium via the head inductance LH, The laser is excited.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図12に第2のコンデ
ンサC2の電圧、レーザ放電電極20の極間電圧波形を
示す。エキシマレーザ等では、通常、レーザ放電電極間
の絶縁破壊は、第2のコンデンサC2からピーキングコ
ンデンサCPへのエネルギ移行過程、すなわち、第2の
コンデンサC2のエネルギがピーキングコンデンサCP
に完全に移行する以前に発生する。この時点では第2の
コンデンサC2のエネルギは完全に放電していないた
め、図12に示すように、第2のコンデンサC2には電
圧が残留する。レーザ放電電極20間が放電している期
間、これら第2のコンデンサC2に残された余剰エネル
ギの一部は、第2のコンデンサC2→レーザ放電電極2
0→ヘッドインダクタンスLH→可飽和リアクトルSR
→第2のコンデンサC2の経路で放電されるため、第2
のコンデンサC2の余剰エネルギは減少する。
FIG. 12 shows the waveform of the voltage of the second capacitor C2 and the voltage between the electrodes of the laser discharge electrode 20. In an excimer laser or the like, the dielectric breakdown between the laser discharge electrodes is usually caused by the energy transfer process from the second capacitor C2 to the peaking capacitor CP, that is, the energy of the second capacitor C2 changes to the peaking capacitor CP.
Occurs before the full transition to. At this point, the energy of the second capacitor C2 is not completely discharged, so that the voltage remains in the second capacitor C2 as shown in FIG. During the discharge between the laser discharge electrodes 20, a part of the surplus energy left in the second capacitor C2 is generated by the second capacitor C2 → the laser discharge electrode 2
0 → Head inductance LH → Saturable reactor SR
→ Because the second capacitor C2 is discharged through the path,
The surplus energy of the capacitor C2 of is reduced.

【0009】しかし、放電が終了すると、再び第2のコ
ンデンサC2→ピーキングコンデンサCP→ヘッドイン
ダクタンスLH→可飽和リアクトルSR→第2のコンデ
ンサC2の経路で、余剰エネルギが第2のコンデンサC
2からピーキングコンデンサCPに移行される。これに
より、余剰エネルギがピーキングコンデンサCPを当初
と同じ向きに再充電するためレーザ放電電極20に再び
電圧が印加する。この電圧はレーザ放電電極20間に不
要なアーク放電を発生する。
However, when the discharge is completed, the surplus energy is returned to the second capacitor C through the path of the second capacitor C2 → peaking capacitor CP → head inductance LH → saturable reactor SR → second capacitor C2 again.
2 is transferred to the peaking capacitor CP. As a result, the excess energy recharges the peaking capacitor CP in the same direction as in the beginning, so that the voltage is applied to the laser discharge electrode 20 again. This voltage produces an unwanted arc discharge between the laser discharge electrodes 20.

【0010】このアーク放電は、放電電極20の消耗、
レーザ媒質の劣化などの原因となり、装置の信頼性、寿
命を著しく低下する。この問題は、レーザ装置を大出力
化するほど顕著に現れる。レーザ装置を大出力化するに
は、第1、第2のコンデンサC1,C2及びピーキング
コンデンサCPの静電容量を増加する手法が一般に用い
られる。このように各コンデンサの静電容量を増加する
と、回路の共振周波数(f=1/(2πL・Cで決ま
る)が低くなる、すなわち第2のコンデンサC2からピ
ーキングコンデンサCPへのエネルギ移行速度が遅くな
る。このエネルギ移行速度の低速化によりレーザ放電電
極20の放電開始電圧はさらに低下するため、第2のコ
ンデンサC2に残される余剰エネルギが増大し、レーザ
放電電極20に印加される不要電圧が高まる結果とな
る。
This arc discharge causes the consumption of the discharge electrode 20,
This may cause deterioration of the laser medium, etc., and significantly reduce the reliability and life of the device. This problem becomes more remarkable as the output of the laser device is increased. To increase the output of the laser device, a method of increasing the electrostatic capacitances of the first and second capacitors C1 and C2 and the peaking capacitor CP is generally used. When the capacitance of each capacitor is increased in this way, the resonance frequency of the circuit (f = 1 / (determined by 2πL · C) becomes low, that is, the energy transfer speed from the second capacitor C2 to the peaking capacitor CP becomes slow. Since the discharge start voltage of the laser discharge electrode 20 further decreases due to the decrease in the energy transfer speed, the surplus energy left in the second capacitor C2 increases and the unnecessary voltage applied to the laser discharge electrode 20 increases. Will result.

【0011】よって本発明は、第2のコンデンサC2に
残された余剰エネルギを回生することで高信頼性、高効
率のパルスレーザ電源を提供し、さらにレーザ放電部の
高信頼性、長寿命化も図れるパルスレーザ電源を提供す
ることを目的とする。
Therefore, the present invention provides a highly reliable and highly efficient pulsed laser power source by regenerating the surplus energy left in the second capacitor C2, and further, the highly reliable and long life of the laser discharge part. It is an object of the present invention to provide a pulsed laser power supply capable of achieving the above.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に対応する発明は、充電電源とレーザ負荷
の間に、第1のコンデンサおよび可飽和リアクトルが直
列に接続されると共に、主スイッチと第2のコンデンサ
とピーキングコンデンサがそれぞれ並列に接続され、前
記主スイッチを閉路することで前記第1のコンデンサの
エネルギを前記第2のコンデンサに移行し、前記可飽和
リアクトルの飽和動作により前記第2のコンデンサのエ
ネルギを前記ピーキングコンデンサ及び前記レーザ負荷
に供給するパルスレーザ電源において、前記第2のコン
デンサと並列に接続され前記第2のコンデンサの放電電
流を別の方向に逸らす転流回路と、前記転流回路により
逸らされたエネルギを回生する回生回路を備えたことを
特徴とするパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, the invention corresponding to claim 1 is such that a first capacitor and a saturable reactor are connected in series between a charging power source and a laser load, and A main switch, a second capacitor, and a peaking capacitor are respectively connected in parallel, and by closing the main switch, the energy of the first capacitor is transferred to the second capacitor, and by the saturation operation of the saturable reactor, In a pulsed laser power supply for supplying the energy of the second capacitor to the peaking capacitor and the laser load, a commutation circuit connected in parallel with the second capacitor and diverting the discharge current of the second capacitor in another direction. And a regenerative circuit for regenerating the energy diverted by the commutation circuit. It is THE power.

【0013】前記目的を達成するため、請求項2に対応
する発明は、前記転流回路は、前記第2のコンデンサの
放電電流を転流させるための第1のスイッチング手段
と、該第1のスイッチング手段の逆方向電流を流さない
向きに接続された第1のダイオードと、前記レーザ負荷
の放電完了を検出し前記第1のスイッチング手段にオン
信号を与える放電完了検出手段を備え、前記第2のコン
デンサの接地側に、前記第1のスイッチング手段と前記
第1のダイオードの直列回路が接続されていることを特
徴とする請求項1記載のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is characterized in that the commutation circuit comprises first switching means for commutating a discharge current of the second capacitor, and the first switching means. A second diode connected to the switching means in a direction in which a reverse current does not flow; and a discharge completion detecting means for detecting discharge completion of the laser load and giving an ON signal to the first switching means. 2. The pulsed laser power supply according to claim 1, wherein the series circuit of the first switching means and the first diode is connected to the ground side of the capacitor.

【0014】前記目的を達成するため、請求項3に対応
する発明は、前記転流回路は、前記第2のコンデンサと
並列に接続されたトランスと、前記トランスの2次側に
接続された第1のスイッチング手段と第1のダイオード
の直列回路と、前記レーザ負荷の放電完了を検出し前記
第1のスイッチング手段にオン信号を与える放電完了検
出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のパルス
レーザ電源である。
To achieve the above object, in the invention according to claim 3, the commutation circuit is a transformer connected in parallel with the second capacitor, and a transformer connected to the secondary side of the transformer. 2. A series circuit of one switching means and a first diode, and discharge completion detecting means for detecting completion of discharge of the laser load and giving an ON signal to the first switching means. Pulsed laser power supply.

【0015】前記目的を達成するため、請求項4に対応
する発明は、前記放電完了検出手段は、前記主スイッチ
のトリガ出力から一定の時間を経過して後信号を出力す
る遅延回路と、前記遅延回路の信号を受けて前記第1の
スイッチング手段にオン信号を出力するゲートドライブ
回路を備えたことを特徴とする請求項2または請求項3
に記載のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is characterized in that the discharge completion detecting means outputs a post signal after a predetermined time has elapsed from the trigger output of the main switch; 4. A gate drive circuit for receiving a signal from a delay circuit and outputting an ON signal to the first switching means.
The pulsed laser power supply described in 1.

【0016】前記目的を達成するため、請求項5に対応
する発明は、前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の放
電電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段からの
検出信号から電流零点を検出する電流零点検出手段と、
この電流零点検出手段の出力を受けて前記第1のスイッ
チング手段にオン信号を出力するゲートドライブ回路を
備えたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載
のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 5, the discharge completion detecting means detects the discharge current of the laser load, and a current zero point from the detection signal from the current detecting means. Current zero point detecting means for detecting,
4. The pulse laser power supply according to claim 2, further comprising a gate drive circuit which receives an output of the current zero point detecting means and outputs an ON signal to the first switching means.

【0017】前記目的を達成するため、請求項6に対応
する発明は、前記電流検出手段は高周波変流器またはシ
ャント抵抗器であることを特徴とする請求項5記載のパ
ルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, the invention corresponding to claim 6 is the pulse laser power source according to claim 5, wherein the current detecting means is a high frequency current transformer or a shunt resistor.

【0018】前記目的を達成するため、請求項7に対応
する発明は、前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の放
電光を検出する光検出手段と、光検出手段の検出信号零
点を検出する出力零点検出手段と、この出力零点検出手
段の出力を受けて前記第1のスイッチング手段にオン信
号を出力するゲートドライブ回路を備えたことを特徴と
する請求項2または請求項3記載のパルスレーザ電源で
ある。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 7, the discharge completion detecting means includes a light detecting means for detecting discharge light of a laser load, and an output for detecting a detection signal zero point of the light detecting means. 4. The pulse laser power supply according to claim 2, further comprising: a zero point detecting means and a gate drive circuit for receiving an output of the output zero point detecting means and outputting an ON signal to the first switching means. Is.

【0019】前記目的を達成するため、請求項8に対応
する発明は、前記光検出手段は、ホトダイオードである
ことを特徴とする請求項7記載のパルスレーザ電源であ
る。前記目的を達成するため、請求項9に対応する発明
は、前記回生回路は、前記転流回路により逸らされたエ
ネルギを蓄積する回生用コンデンサと第2のスイッチン
グ手段を備え、前記回生用コンデンサの高圧側が前記第
2のスイッチング手段を介して前記第1のコンデンサの
充電電源側に接続され、低圧側が前記第2のコンデンサ
の高圧側に接続されていることを特徴とする請求項1記
載のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, the invention corresponding to claim 8 is the pulse laser power source according to claim 7, wherein the photodetection means is a photodiode. In order to achieve the above object, in the invention corresponding to claim 9, the regenerative circuit includes a regenerative capacitor that stores energy diverted by the commutation circuit and a second switching means, and 2. The pulse according to claim 1, wherein the high voltage side is connected to the charging power source side of the first capacitor via the second switching means, and the low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor. It is a laser power supply.

【0020】前記目的を達成するため、請求項10に対
応する発明は、前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと第2の
スイッチング手段と、該第2のスイッチング手段の閉路
時前記回生用コンデンサの放電に影響を与えない向きに
接続された第2のダイオードを備え、前記回生用コンデ
ンサの高圧側が前記第2のスイッチング手段と前記第2
のダイオードの直列回路を介して前記第1のコンデンサ
の充電電源側に接続され、低圧側が前記第2のコンデン
サの高圧側に接続されていることを特徴とする請求項1
記載のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 10 is characterized in that the regenerative circuit comprises a regenerative capacitor for accumulating the energy diverted by the commutation circuit, a second switching means, and the second switching means. A second diode connected in a direction that does not affect the discharge of the regeneration capacitor when the switching means is closed, and the high-voltage side of the regeneration capacitor is connected to the second switching means and the second diode.
2. The charging power source side of the first capacitor is connected through a series circuit of the diode of 1), and the low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor.
It is the pulsed laser power supply described.

【0021】前記目的を達成するため、請求項11に対
応する発明は、前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前記
回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデンサ
に蓄積されたエネルギを交流電力に変換し、充電電源の
交流入力に戻すインバータを備えたことを特徴とする請
求項1記載のパルスレーザ電源である。
In order to achieve the above object, in the invention corresponding to claim 11, the regenerative circuit is connected in parallel with the regenerative capacitor for accumulating the energy diverted by the commutation circuit, and is connected in parallel to the regenerative capacitor. 2. The pulse laser power supply according to claim 1, further comprising an inverter that converts the energy stored in the regeneration capacitor into AC power and returns the AC power to the AC input of the charging power supply.

【0022】前記目的を達成するため、請求項12に対
応する発明は、前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前記
回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデンサ
に蓄積されたエネルギを交流電力に変換し充電電源の交
流入力に戻すインバータと、インバータの出力を整流し
て充電電源の直流コンデンサに戻す整流回路を備えたこ
とを特徴とする請求項1記載のパルスレーザ電源であ
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 12 is characterized in that the regenerative circuit is connected in parallel with the regenerative capacitor for accumulating the energy diverted by the commutation circuit, and the regenerative capacitor is connected in parallel. 7. An inverter, which converts the energy stored in the regeneration capacitor into AC power and returns it to the AC input of the charging power source, and a rectifier circuit that rectifies the output of the inverter and returns it to the DC capacitor of the charging power source. 1 is a pulsed laser power supply.

【0023】請求項1〜12のいずれかに記載の発明に
よれば、第2のコンデンサに残された余剰エネルギを速
やかに放電し、第1のコンデンサ或いは充電電源に回生
する転流回路及び回生回路を設けたことにより、高効
率、高信頼性のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レー
ザ放電部の長寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパ
ルスレーザ電源を提供することができる。
According to the invention described in any one of claims 1 to 12, a commutation circuit and a regenerative circuit for promptly discharging the surplus energy left in the second capacitor to regenerate the first capacitor or the charging power source. By providing the circuit, it is possible to provide a highly efficient and highly reliable pulsed laser power supply, and to provide a pulsed laser power supply capable of achieving a long life and high reliability of the laser discharge part. .

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。請求項1に対応する第1の実
施形態は、図1に示すように、充電電源10により充電
される第1のコンデンサC1と、閉路することで第1の
コンデンサC1のエネルギを第2のコンデンサC2に移
行する主スイッチSWと、飽和動作により第2のコンデ
ンサC2のエネルギをピーキングコンデンサCP及びレ
ーザ負荷に供給する可飽和リアクトルSRを有するパル
スレーザ電源の構成は、図11の従来例と同一である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st Embodiment corresponding to Claim 1 WHEREIN: As shown in FIG. 1, the energy of the 1st capacitor | condenser C1 charged by the charging power supply 10 and the 1st capacitor | condenser C1 by making it into a 2nd capacitor is closed. The configuration of the main switch SW that shifts to C2 and the pulse laser power supply that has the saturable reactor SR that supplies the energy of the second capacitor C2 to the peaking capacitor CP and the laser load by the saturation operation is the same as that of the conventional example of FIG. is there.

【0025】これと異なる点は、新たに、第2のコンデ
ンサC2と並列に、転流回路30と回生回路40からな
る直列回路を接続したものである。このような構成のパ
ルスレーザ電源において、第2のコンデンサC2に余剰
エネルギが残される過程は前述の通りである。
The difference from this is that a series circuit composed of a commutation circuit 30 and a regenerative circuit 40 is newly connected in parallel with the second capacitor C2. In the pulsed laser power supply having such a configuration, the process in which the surplus energy is left in the second capacitor C2 is as described above.

【0026】動作を図2を参照して説明する。転流回路
30は、レーザ放電電極20の放電が終了した直後、第
2のコンデンサC2の放電電流を回生回路40に転流す
る。この転流作用により第2のコンデンサC2の余剰エ
ネルギは転流回路30を介して回生回路40に全て移行
する。回生回路40は、移行されたエネルギを蓄積し、
この蓄積エネルギを直流あるいは交流に変換して、第1
のコンデンサC1あるいは充電電源10側に回生する。
The operation will be described with reference to FIG. The commutation circuit 30 commutates the discharge current of the second capacitor C2 to the regenerative circuit 40 immediately after the discharge of the laser discharge electrode 20 is completed. Due to this commutation action, all the surplus energy of the second capacitor C2 is transferred to the regeneration circuit 40 via the commutation circuit 30. The regenerative circuit 40 stores the transferred energy,
This stored energy is converted into direct current or alternating current, and the first
Is regenerated to the capacitor C1 or the charging power source 10 side.

【0027】これにより、高信頼性、高効率のパルスレ
ーザ電源を提供し、更にレーザ放電部の高信頼性、長寿
命化も図れるパルスレーザ電源を提供することができ
る。次に、転流回路30の具体例を示した請求項2に対
応する実施形態について、図3の構成図を参照して説明
する。
As a result, it is possible to provide a highly reliable and highly efficient pulse laser power supply, and further provide a highly reliable and long life pulse laser power supply. Next, an embodiment corresponding to claim 2 showing a specific example of the commutation circuit 30 will be described with reference to the configuration diagram of FIG.

【0028】図3において、第2のコンデンサC2の接
地側と回生回路40の間に転流用スイッチSWr1と第
1のダイオードDr1の直列回路が接続され、転流用ス
イッチSWr1のゲート端子に放電完了検出手段31が
接続される。
In FIG. 3, a series circuit of a commutation switch SWr1 and a first diode Dr1 is connected between the ground side of the second capacitor C2 and the regenerative circuit 40, and discharge completion detection is performed at the gate terminal of the commutation switch SWr1. Means 31 are connected.

【0029】レーザ放電電極20間の放電が終了する
と、放電完了検出手段31は転流用スイッチSWr1の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチSWr1は投入される。転流用スイッチSWr1が
オンすると、第2のコンデンサC2→転流用スイッチS
Wr1→第1のダイオードDr1→回生回路40→第2
のコンデンサC2の経路が形成され、第2のコンデンサ
C2の余剰エネルギが速やかに回生回路40に移行され
る。この移行されたエネルギは回生回路40により第1
のコンデンサC1に回生される。
When the discharge between the laser discharge electrodes 20 is completed, the discharge completion detecting means 31 outputs an ON signal to the gate terminal of the commutation switch SWr1, whereby the commutation switch SWr1 is turned on. When the commutation switch SWr1 is turned on, the second capacitor C2 → commutation switch S
Wr1 → first diode Dr1 → regeneration circuit 40 → second
The path of the capacitor C2 is formed, and the surplus energy of the second capacitor C2 is quickly transferred to the regenerative circuit 40. This transferred energy is firstly transferred by the regenerative circuit 40.
Is regenerated by the capacitor C1 of.

【0030】次に、請求項3に対応する実施形態につい
て、図4の構成図を参照して説明する。図4において、
第2のコンデンサC2と並列にトランスTRが接続さ
れ、前記トランスTRの2次側と回生回路40の間に転
流用スイッチSWr1と第1のダイオードDr1の直列
回路が接続され、転流用スイッチSWr1のゲート端子
に放電完了検出手段31が接続される。
Next, an embodiment corresponding to claim 3 will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG.
A transformer TR is connected in parallel with the second capacitor C2, a series circuit of a commutation switch SWr1 and a first diode Dr1 is connected between the secondary side of the transformer TR and the regenerative circuit 40, and a commutation switch SWr1 is connected. The discharge completion detecting means 31 is connected to the gate terminal.

【0031】レーザ放電電極20間の放電が終了する
と、放電完了検出手段31は転流用スイッチSWr1の
ゲート端子にオン信号を出力し、これにより転流用スイ
ッチSWr1は投入される。転流用スイッチSWr1が
オンすると、第2のコンデンサC2→トランスTR→転
流用スイッチSWr1→第1のダイオードDr1→回生
回路40→トランスTR→第2のコンデンサC2の経路
が形成され、第2のコンデンサC2の余剰エネルギが速
やかに回生回路40に移行される。この移行されたエネ
ルギは回生回路40により第1のコンデンサC1に回生
される。
When the discharge between the laser discharge electrodes 20 is completed, the discharge completion detecting means 31 outputs an ON signal to the gate terminal of the commutation switch SWr1, whereby the commutation switch SWr1 is turned on. When the commutation switch SWr1 is turned on, a path of the second capacitor C2 → transformer TR → commutation switch SWr1 → first diode Dr1 → regeneration circuit 40 → transformer TR → second capacitor C2 is formed, and the second capacitor C2 is formed. The surplus energy of C2 is quickly transferred to the regenerative circuit 40. The transferred energy is regenerated by the regeneration circuit 40 to the first capacitor C1.

【0032】前述のような構成にすると、トランスTR
で電圧を降圧することができるので、請求項2に比べ転
流用スイッチSWr1及び第1のダイオードDr1の電
圧定格を低くすることができ、回路の小型化、低コスト
化を図ることができる。
With the above configuration, the transformer TR
Since the voltage can be stepped down by means of the above, the voltage rating of the commutation switch SWr1 and the first diode Dr1 can be made lower than that of the second aspect, and the circuit can be downsized and the cost can be reduced.

【0033】次に、請求項4に対応する実施形態につい
て、図5の構成図を参照して説明する。図5において、
主スイッチSWのトリガ信号を入力するための端子を持
つ遅延回路31Dの出力に、遅延回路31Dの出力を受
けてゲートパルスを出力するゲートドライブ回路31G
が接続される。このゲートドライブ回路31Gの出力
は、転流用スイッチSWr1のゲート端子に接続され
る。
Next, an embodiment corresponding to claim 4 will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG.
A gate drive circuit 31G that receives the output of the delay circuit 31D and outputs a gate pulse to the output of the delay circuit 31D having a terminal for inputting the trigger signal of the main switch SW.
Is connected. The output of the gate drive circuit 31G is connected to the gate terminal of the commutation switch SWr1.

【0034】レーザ放電電極20間の放電は、多少のば
らつきはあるものの主スイッチSWが投入されてからほ
ぼ一定の時間を経た後終了する。本実施形態は、その特
性を利用したものである。主スイッチのトリガ信号を受
けた遅延回路31Dは予め設定された時間(主スイッチ
がオンしてから放電が終了するまでの時間)を経過した
後、信号を出力する。この出力信号を受けて、ゲートド
ライブ回路は転流用スイッチSWr1のゲートにオン信
号を出力する。
The discharge between the laser discharge electrodes 20 ends after a certain period of time has passed since the main switch SW was turned on, although there are some variations. The present embodiment utilizes this characteristic. The delay circuit 31D receiving the trigger signal of the main switch outputs a signal after a preset time (time from turning on of the main switch to the end of discharge) has elapsed. Upon receiving this output signal, the gate drive circuit outputs an ON signal to the gate of the commutation switch SWr1.

【0035】次に、請求項5、請求項6、請求項7に対
応する実施形態について、図6の構成図を参照して説明
する。図6において、レーザ放電電極20間に流れる電
流を検出する電流検出手段31IDの出力はコンパレー
タ31CPに接続され、2つに分岐されたコンパレータ
31CPの出力の一方はラッチ回路31LHを介して、
他方は直接排他的論理和XORの入力に接続される。排
他的論理和XORの出力はゲートドライブ回路31Gに
接続され、ゲートドライブ回路31Gの出力は転流用ス
イッチSWr1のゲート端子に接続される。
Next, an embodiment corresponding to claims 5, 6, and 7 will be described with reference to the configuration diagram of FIG. In FIG. 6, the output of the current detecting means 31ID for detecting the current flowing between the laser discharge electrodes 20 is connected to the comparator 31CP, and one of the two branched outputs of the comparator 31CP is passed through the latch circuit 31LH.
The other is directly connected to the input of the exclusive OR XOR. The output of the exclusive OR XOR is connected to the gate drive circuit 31G, and the output of the gate drive circuit 31G is connected to the gate terminal of the commutation switch SWr1.

【0036】コンパレータ31CPに有する設定器31
Eによりしきい値をごく零点近傍に設定する。レーザ放
電電極20間に電流が流れていない場合、コンパレータ
31CPの出力信号は“0”、ラッチ回路31LHの出
力も“0”であるので排他的論理和XORの出力も
“0”となりゲートドライブ回路31Gは出力を出さな
い。レーザ放電電極20間に電流が流れ、電流検出手段
31IDの出力信号がしきい値を越えると、コンパレー
タ31CPの出力及びラッチ回路31LHの出力はとも
に“1”となるが、排他的論理和XORの出力は“0”
であるのでゲートドライブ回路31Gは出力を出さない
ままである。レーザ放電電極20間の電流が減少し、電
流検出手段31IDの出力信号がしきい値以下になると
コンパレータ31CPの出力は“0”となるが、ラッチ
回路31LHの出力は“1”のままであるので、排他的
論理和XORの出力は“1”に変わりゲートドライブ回
路31Gは出力を出す。以上の動作により、放電完了時
点で転流用スイッチSWr1を投入することができる。
Setting device 31 included in the comparator 31CP
The threshold value is set to a value near zero by E. When no current flows between the laser discharge electrodes 20, the output signal of the comparator 31CP is "0" and the output of the latch circuit 31LH is also "0", so the output of the exclusive OR XOR is also "0". 31G does not output. When a current flows between the laser discharge electrodes 20 and the output signal of the current detection means 31ID exceeds the threshold value, both the output of the comparator 31CP and the output of the latch circuit 31LH become "1", but the exclusive OR XOR Output is "0"
Therefore, the gate drive circuit 31G keeps outputting no output. When the current between the laser discharge electrodes 20 decreases and the output signal of the current detecting means 31ID becomes equal to or less than the threshold value, the output of the comparator 31CP becomes "0", but the output of the latch circuit 31LH remains "1". Therefore, the output of the exclusive OR XOR changes to "1" and the gate drive circuit 31G outputs it. With the above operation, the commutation switch SWr1 can be turned on when the discharge is completed.

【0037】請求項8、請求項9に対応する実施形態
は、前述の請求項5、請求項6、請求項7に対応する実
施形態と同様に作用する。次に、請求項10に対応する
実施形態について、図7を参照して説明する。
The embodiments corresponding to claims 8 and 9 operate in the same manner as the embodiments corresponding to claims 5, 6, and 7 described above. Next, an embodiment corresponding to claim 10 will be described with reference to FIG. 7.

【0038】図7において、転流回路30からの入力端
に回生用コンデンサCrが並列接続され、回生用コンデ
ンサCrの高圧側が回生用スイッチSWr2を介して第
1のコンデンサC1の充電電源側に接続され、低圧側が
第2のコンデンサC2の高圧側に接続される。
In FIG. 7, the regenerative capacitor Cr is connected in parallel to the input end from the commutation circuit 30, and the high voltage side of the regenerative capacitor Cr is connected to the charging power source side of the first capacitor C1 via the regenerative switch SWr2. The low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor C2.

【0039】レーザ放電電極20の放電が終了すると、
転流回路30により第2のコンデンサC2の余剰エネル
ギは回生用コンデンサCrに移行され、回生用コンデン
サCrは図示極性で充電される。回生用コンデンサCr
に蓄積されたエネルギは、主スイッチSWが十分オフ状
態になった後回生用スイッチSWr2を投入することに
より回生用コンデンサCr→回生用スイッチSWr2→
第1のコンデンサC1→放電リアクトルLD→回生用コ
ンデンサCrの経路で第1のコンデンサC1に回生され
る。
When the discharge of the laser discharge electrode 20 is completed,
The surplus energy of the second capacitor C2 is transferred to the regeneration capacitor Cr by the commutation circuit 30, and the regeneration capacitor Cr is charged with the polarity shown in the figure. Regenerative capacitor Cr
The energy stored in the regenerative capacitor Cr → regenerative switch SWr2 → is turned on by turning on the regenerative switch SWr2 after the main switch SW has been sufficiently turned off.
It is regenerated by the first capacitor C1 through the path of the first capacitor C1 → the discharge reactor LD → the regeneration capacitor Cr.

【0040】次に、請求項11に対応する実施形態につ
いて、図8を参照して説明する。図8において、転流回
路30からの入力端に回生用コンデンサCrが並列接続
され、回生用コンデンサCrの高圧側が回生用スイッチ
SWr2と図示極性のダイオードDr2の直列回路を介
して第1のコンデンサC1の充電電源側に接続され、低
圧側が前記第2のコンデンサC2の高圧側に接続され
る。
Next, an embodiment corresponding to claim 11 will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a regenerative capacitor Cr is connected in parallel to the input terminal from the commutation circuit 30, and the high voltage side of the regenerative capacitor Cr is connected to a first capacitor C1 via a series circuit of a regenerative switch SWr2 and a diode Dr2 having the illustrated polarity. Is connected to the charging power source side, and the low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor C2.

【0041】前述のように構成されたパルスレーザにお
いて、第2のコンデンサC2の余剰エネルギが回生用コ
ンデンサCrに移行され、回生用スイッチSWr2の投
入によって第1のコンデンサC1に回生されるまでは前
記請求項10に対応する実施形態と同様である。
In the pulse laser configured as described above, the surplus energy of the second capacitor C2 is transferred to the regeneration capacitor Cr and is regenerated by the regeneration switch SWr2 until the first capacitor C1 is regenerated. This is similar to the embodiment corresponding to claim 10.

【0042】回生用スイッチSWr2のスイッチ素子と
して例えばIGBTを用いた場合、IGBTはパッケー
ジ内に逆方向電流を通電するためのダイオードDpを内
蔵しているため、ダイオードDr2がないと第1のコン
デンサC1→ダイオードDp→回生用コンデンサCr→
放電リアクトルLD→第1のコンデンサC1の経路の共
振動作によりダイオードDpを通して第1のコンデンサ
C1から回生用コンデンサCrにエネルギが逆流してし
まう。ダイオードDr2はこのエネルギ逆流を阻止する
目的で挿入される。これにより、エネルギが回生回路4
0に逆流するのを阻止できるので、安定した回生動作を
実現することが可能になる。
When, for example, an IGBT is used as a switching element of the regeneration switch SWr2, the IGBT has a diode Dp for supplying a reverse current in the package, and therefore the first capacitor C1 is provided without the diode Dr2. → Diode Dp → Regenerative capacitor Cr →
Energy regurgitates from the first capacitor C1 to the regeneration capacitor Cr through the diode Dp due to the resonance operation of the path from the discharge reactor LD to the first capacitor C1. The diode Dr2 is inserted for the purpose of blocking this energy backflow. As a result, the energy is regenerated by the regeneration circuit 4
Since it is possible to prevent the backflow to 0, it is possible to realize a stable regenerative operation.

【0043】次に、請求項12に対応する実施形態につ
いて図9を参照して説明する。図9において、転流回路
30からの入力端に回生用コンデンサCrが並列接続さ
れ、回生用コンデンサCrに並列にインバータ41が接
続されこのインバータ41の出力は充電電源の交流入力
に接続される。
Next, an embodiment corresponding to claim 12 will be described with reference to FIG. In FIG. 9, a regeneration capacitor Cr is connected in parallel to the input terminal from the commutation circuit 30, an inverter 41 is connected in parallel to the regeneration capacitor Cr, and the output of this inverter 41 is connected to the AC input of the charging power source.

【0044】前述のように構成された図9において、第
2のコンデンサC2の余剰エネルギが転流回路30を介
して回生用コンデンサCrに移行されるまでは、前記請
求項10に対応する実施形態と同様である。回生用コン
デンサCrに蓄積されたエネルギは、インバータ41に
よって交流電力に変換され、充電電源10の交流入力に
回生される。
In FIG. 9 configured as described above, the embodiment corresponding to claim 10 is provided until the surplus energy of the second capacitor C2 is transferred to the regeneration capacitor Cr via the commutation circuit 30. Is the same as. The energy stored in the regeneration capacitor Cr is converted into AC power by the inverter 41 and regenerated to the AC input of the charging power supply 10.

【0045】次に、請求項13に対応する実施形態を図
10を参照して説明する。図10において、転流回路3
0からの入力端に回生用コンデンサCrが並列接続さ
れ、回生用コンデンサCrに並列にインバータ41が接
続されインバータ41の出力は整流器42に接続され、
この整流器42の出力は充電電源10の直流コンデンサ
に接続される。
Next, an embodiment corresponding to claim 13 will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the commutation circuit 3
The regeneration capacitor Cr is connected in parallel to the input terminal from 0, the inverter 41 is connected in parallel to the regeneration capacitor Cr, and the output of the inverter 41 is connected to the rectifier 42.
The output of the rectifier 42 is connected to the DC capacitor of the charging power source 10.

【0046】前述のように構成された図10において、
第2のコンデンサC2の余剰エネルギが転流回路30を
介して回生用コンデンサCrに移行され、回生用コンデ
ンサCrに蓄積されたエネルギがインバータ41により
交流電力に変換されるまでは、前記請求項12に対応す
る実施形態と同様である。インバータ41からの交流電
力は整流器42によって直流電力に変換され、充電電源
10の直流コンデンサに回生される。
In FIG. 10 constructed as described above,
The surplus energy of the second capacitor C2 is transferred to the regenerative capacitor Cr via the commutation circuit 30, and the energy stored in the regenerative capacitor Cr is converted into AC power by the inverter 41 until the energy is stored. Is similar to the embodiment corresponding to. The AC power from the inverter 41 is converted into DC power by the rectifier 42 and regenerated in the DC capacitor of the charging power supply 10.

【0047】前述のように、請求項1から請求項13に
対応する実施形態では、第2のコンデンサC2に残され
た余剰エネルギを、第1のコンデンサC1或いは充電電
源10に回生するための転流回路30及び回生回路40
を付加したため、余剰エネルギを有効に利用し、電源の
効率を向上させることができる。また、余剰エネルギに
よってレーザ放電電極20の極間に不要な電圧が印加す
ることを防止できるため、アーク放電を抑制することが
できレーザ放電部の高信頼化、長寿命化を図ることがで
きる。
As described above, in the embodiment corresponding to claims 1 to 13, the surplus energy left in the second capacitor C2 is regenerated for regeneration in the first capacitor C1 or the charging power source 10. Flow circuit 30 and regenerative circuit 40
Since the above is added, the surplus energy can be effectively used and the efficiency of the power supply can be improved. Moreover, since it is possible to prevent unnecessary voltage from being applied between the electrodes of the laser discharge electrode 20 due to the surplus energy, it is possible to suppress arc discharge, and it is possible to achieve higher reliability and longer life of the laser discharge part.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、第2
のコンデンサに残された余剰エネルギを速やかに放電
し、第1のコンデンサ或いは充電電源に回生する転流回
路及び回生回路を設けたことにより、高効率、高信頼性
のパルスレーザ電源が得られ、かつ、レーザ放電部の長
寿命化、高信頼性化を図ることが可能なパルスレーザ電
源を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the second
By providing a commutation circuit and a regenerative circuit that quickly discharge the excess energy left in the capacitor and regenerate the first capacitor or the charging power source, a highly efficient and highly reliable pulse laser power source can be obtained. Moreover, it is possible to provide a pulsed laser power supply which can achieve a long life and high reliability of the laser discharge part.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 1.

【図2】図1の実施形態の動作を説明するための電圧波
形および電流波形を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing voltage waveforms and current waveforms for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図3】請求項2に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 2.

【図4】請求項3に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 3.

【図5】請求項4に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 4.

【図6】請求項5に対応する実施形態におけるパルスレ
ーザ電源の構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 5.

【図7】請求項10に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 10.

【図8】請求項11に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 11.

【図9】請求項12に対応する実施形態におけるパルス
レーザ電源の構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 12.

【図10】請求項13に対応する実施形態におけるパル
スレーザ電源の構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a pulse laser power supply according to an embodiment corresponding to claim 13.

【図11】従来のパルスレーザ電源の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional pulse laser power supply.

【図12】図11のパルスレーザ電源の動作を説明する
ための電圧波形図。
FIG. 12 is a voltage waveform diagram for explaining the operation of the pulse laser power supply of FIG.

【符号の説明】 C1,C2…コンデンサ、 CP…ピーキングコンデンサ、 SW…主スイッチ、 SR…可飽和リアクトル、 LD,LH,LG…リアクトル、 10…充電電源、 20…レーザ放電電極、 30…転流回路、 40…回生回路。[Explanation of Codes] C1, C2 ... Capacitor, CP ... Peaking Capacitor, SW ... Main Switch, SR ... Saturable Reactor, LD, LH, LG ... Reactor, 10 ... Charging Power Supply, 20 ... Laser Discharge Electrode, 30 ... Commutation Circuit, 40 ... Regenerative circuit.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 充電電源とレーザ負荷の間に、第1のコ
ンデンサおよび可飽和リアクトルが直列に接続されると
共に、主スイッチと第2のコンデンサとピーキングコン
デンサがそれぞれ並列に接続され、前記主スイッチを閉
路することで前記第1のコンデンサのエネルギを前記第
2のコンデンサに移行し、前記可飽和リアクトルの飽和
動作により前記第2のコンデンサのエネルギを前記ピー
キングコンデンサ及び前記レーザ負荷に供給するパルス
レーザ電源において、 前記第2のコンデンサと並列に接続され前記第2のコン
デンサの放電電流を別の方向に逸らす転流回路と、前記
転流回路により逸らされたエネルギを回生する回生回路
を備えたことを特徴とするパルスレーザ電源。
1. A first capacitor and a saturable reactor are connected in series between a charging power source and a laser load, and a main switch, a second capacitor and a peaking capacitor are respectively connected in parallel, and the main switch is provided. A pulse laser which transfers the energy of the first capacitor to the second capacitor by closing the circuit, and supplies the energy of the second capacitor to the peaking capacitor and the laser load by the saturation operation of the saturable reactor. The power supply includes a commutation circuit that is connected in parallel with the second capacitor and that diverts the discharge current of the second capacitor in another direction; and a regenerative circuit that regenerates the energy diverted by the commutation circuit. Pulse laser power supply characterized by.
【請求項2】 前記転流回路は、前記第2のコンデンサ
の放電電流を転流させるための第1のスイッチング手段
と、該第1のスイッチング手段の逆方向電流を流さない
向きに接続された第1のダイオードと、前記レーザ負荷
の放電完了を検出し前記第1のスイッチング手段にオン
信号を与える放電完了検出手段を備え、前記第2のコン
デンサの接地側に、前記第1のスイッチング手段と前記
第1のダイオードの直列回路が接続されていることを特
徴とする請求項1記載のパルスレーザ電源。
2. The commutation circuit is connected to a first switching means for commutating a discharge current of the second capacitor and a direction in which a reverse current of the first switching means does not flow. A first diode and discharge completion detecting means for detecting completion of discharge of the laser load and providing an ON signal to the first switching means are provided, and the first switching means is connected to the ground side of the second capacitor. The pulsed laser power supply according to claim 1, wherein a series circuit of the first diode is connected.
【請求項3】 前記転流回路は、前記第2のコンデンサ
と並列に接続されたトランスと、前記トランスの2次側
に接続された第1のスイッチング手段と第1のダイオー
ドの直列回路と、前記レーザ負荷の放電完了を検出し前
記第1のスイッチング手段にオン信号を与える放電完了
検出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のパル
スレーザ電源。
3. The commutation circuit, a transformer connected in parallel with the second capacitor, a series circuit of a first switching means and a first diode connected to the secondary side of the transformer, 2. The pulse laser power supply according to claim 1, further comprising discharge completion detection means for detecting completion of discharge of the laser load and providing an ON signal to the first switching means.
【請求項4】 前記放電完了検出手段は、前記主スイッ
チのトリガ出力から一定の時間を経過して後信号を出力
する遅延回路と、前記遅延回路の信号を受けて前記第1
のスイッチング手段にオン信号を出力するゲートドライ
ブ回路を備えたことを特徴とする請求項2または請求項
3に記載のパルスレーザ電源。
4. The discharge completion detecting means includes a delay circuit which outputs a post signal after a predetermined time has elapsed from the trigger output of the main switch, and the first circuit which receives the signal of the delay circuit.
4. The pulsed laser power source according to claim 2, further comprising a gate drive circuit for outputting an ON signal to the switching means.
【請求項5】 前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の
放電電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段から
の検出信号から電流零点を検出する電流零点検出手段
と、この電流零点検出手段の出力を受けて前記第1のス
イッチング手段にオン信号を出力するゲートドライブ回
路を備えたことを特徴とする請求項2または請求項3に
記載のパルスレーザ電源。
5. The discharge completion detection means includes a current detection means for detecting a discharge current of a laser load, a current zero point detection means for detecting a current zero point from a detection signal from the current detection means, and the current zero point detection means. The pulsed laser power supply according to claim 2 or 3, further comprising a gate drive circuit that receives an output and outputs an ON signal to the first switching means.
【請求項6】 前記電流検出手段は高周波変流器または
シャント抵抗器であることを特徴とする請求項5記載の
パルスレーザ電源。
6. The pulse laser power source according to claim 5, wherein the current detecting means is a high frequency current transformer or a shunt resistor.
【請求項7】 前記放電完了検出手段は、レーザ負荷の
放電光を検出する光検出手段と、光検出手段の検出信号
零点を検出する出力零点検出手段と、この出力零点検出
手段の出力を受けて前記第1のスイッチング手段にオン
信号を出力するゲートドライブ回路を備えたことを特徴
とする請求項2または請求項3記載のパルスレーザ電
源。
7. The discharge completion detecting means includes a light detecting means for detecting discharge light of a laser load, an output zero point detecting means for detecting a detection signal zero point of the light detecting means, and an output of the output zero point detecting means. 4. The pulse laser power supply according to claim 2, further comprising a gate drive circuit for outputting an ON signal to the first switching means.
【請求項8】 前記光検出手段は、ホトダイオードであ
ることを特徴とする請求項7記載のパルスレーザ電源。
8. The pulsed laser power supply according to claim 7, wherein the light detection means is a photodiode.
【請求項9】 前記回生回路は、前記転流回路により逸
らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと第2の
スイッチング手段を備え、前記回生用コンデンサの高圧
側が前記第2のスイッチング手段を介して前記第1のコ
ンデンサの充電電源側に接続され、低圧側が前記第2の
コンデンサの高圧側に接続されていることを特徴とする
請求項1記載のパルスレーザ電源。
9. The regenerative circuit comprises a regenerative capacitor for accumulating the energy diverted by the commutation circuit and a second switching means, and a high voltage side of the regenerative capacitor is connected via the second switching means. 2. The pulse laser power source according to claim 1, wherein the pulsed laser power source is connected to the charging power source side of the first capacitor, and the low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor.
【請求項10】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと第2
のスイッチング手段と、該第2のスイッチング手段の閉
路時前記回生用コンデンサの放電に影響を与えない向き
に接続された第2のダイオードを備え、前記回生用コン
デンサの高圧側が前記第2のスイッチング手段と前記第
2のダイオードの直列回路を介して前記第1のコンデン
サの充電電源側に接続され、低圧側が前記第2のコンデ
ンサの高圧側に接続されていることを特徴とする請求項
1記載のパルスレーザ電源。
10. The regenerative circuit includes a regenerative capacitor that stores energy diverted by the commutation circuit, and a second regenerative circuit.
Switching means and a second diode connected in a direction that does not affect the discharge of the regeneration capacitor when the second switching means is closed, and the high voltage side of the regeneration capacitor is the second switching means. 2. The charging source side of the first capacitor is connected through a series circuit of the second diode and the second diode, and the low voltage side is connected to the high voltage side of the second capacitor. Pulsed laser power supply.
【請求項11】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前
記回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデン
サに蓄積されたエネルギを交流電力に変換し、充電電源
の交流入力に戻すインバータを備えたことを特徴とする
請求項1記載のパルスレーザ電源。
11. The regenerative circuit converts a energy for accumulating the energy diverted by the commutation circuit and an energy stored in the regenerative capacitor connected in parallel with the regenerative capacitor into AC power. The pulse laser power supply according to claim 1, further comprising an inverter for returning to an AC input of the charging power supply.
【請求項12】 前記回生回路は、前記転流回路により
逸らされたエネルギを蓄積する回生用コンデンサと、前
記回生用コンデンサに並列接続され前記回生用コンデン
サに蓄積されたエネルギを交流電力に変換し充電電源の
交流入力に戻すインバータと、インバータの出力を整流
して充電電源の直流コンデンサに戻す整流回路を備えた
ことを特徴とする請求項1記載のパルスレーザ電源。
12. The regenerative circuit converts the energy stored in the regenerative capacitor, which is stored in the regenerative capacitor in parallel with the regenerative capacitor that stores the energy diverted by the commutation circuit, into AC power. The pulse laser power supply according to claim 1, further comprising: an inverter for returning to an AC input of the charging power supply; and a rectifying circuit for rectifying an output of the inverter to return to a DC capacitor of the charging power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010073947A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Gigaphoton Inc Power supply device for pulse laser
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