JPH10107348A - Laser power supply system - Google Patents
Laser power supply systemInfo
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- JPH10107348A JPH10107348A JP25659696A JP25659696A JPH10107348A JP H10107348 A JPH10107348 A JP H10107348A JP 25659696 A JP25659696 A JP 25659696A JP 25659696 A JP25659696 A JP 25659696A JP H10107348 A JPH10107348 A JP H10107348A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はレーザ電源装置に
係り、さらに詳しくは、例えばＹＡＧレーザ加工機に用
いられるレーザ電源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser power supply, and more particularly, to a laser power supply used for, for example, a YAG laser processing machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３には、例えばＹＡＧレーザ加工機用
のレーザ電源装置１０１が示されている。このレーザ電
源装置１０１では、商用の三相交流２００Ｖの電源１０
３をトランス１０５により３００〜５００Ｖに昇圧し、
整流ダイオードｄ1 のような整流回路１０７により整流
している。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a laser power supply 101 for a YAG laser beam machine, for example. In this laser power supply device 101, a commercial three-phase AC 200V power supply 10
3 is boosted to 300-500V by the transformer 105,
Rectification is performed by a rectifier circuit 107 such as a rectifier diode d1.
【０００３】前記整流された直流電流は、平滑コンデン
サｃ1 、スイッチ素子ｔｒ、還流ダイオードｄ2 、イン
ダクタＬ、キャパシタｃ2 を有するＤＣ／ＤＣコンバー
タ部１０９によりパワーコントロールされてフラッシュ
ランプＦＬに印加されてレーザ光を発する。The rectified DC current is power-controlled by a DC / DC converter 109 having a smoothing capacitor c1, a switching element tr, a return diode d2, an inductor L, and a capacitor c2, applied to a flash lamp FL, and Emits.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、フラッシュランプＦＬに印
加される電流の最適な電圧は商用電源が２００Ｖなのに
比べて一般に３００〜５００Ｖと高いためトランス１０
５により昇圧した後に平滑する必要があり、重量、大き
さ価格の面で問題がある。However, in such a conventional technique, the optimum voltage of the current applied to the flash lamp FL is generally 300 to 500 V higher than that of the commercial power supply of 200 V, so that the transformer is not used. 10
5, it is necessary to smooth after the pressure is raised, and there is a problem in terms of weight, size and price.
【０００５】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、商用電源をトランス
を用いることなく昇圧し且つスイッチ素子の負担を軽減
化することにより電源の小型化、コストダウン、高効率
化を図ることにできるレーザ電源装置を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to pay attention to the prior art described above, and it is possible to reduce the load on a power supply by boosting a commercial power supply without using a transformer and reducing the load on a switch element. It is an object of the present invention to provide a laser power supply device capable of achieving cost reduction, cost reduction, and high efficiency.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１による発明のレーザ電源装置は、商用電
源を整流する整流回路と、この整流回路により整流され
た直流により電荷を貯える第一コンデンサと、この第一
コンデンサに直列に設けられた第二コンデンサと、前記
第一コンデンサに貯えられた電荷を前記第二コンデンサ
に移動させるための電荷移動回路と、前記第一及び第二
コンデンサにより昇圧された電圧をフラッシュランプに
印加する回路と、を備えてなることを特徴とするもので
ある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser power supply device for rectifying a commercial power supply, and storing a charge by a DC rectified by the rectification circuit. A first capacitor, a second capacitor provided in series with the first capacitor, a charge transfer circuit for transferring the charge stored in the first capacitor to the second capacitor, the first and second capacitors And a circuit for applying a voltage boosted by the capacitor to the flash lamp.
【０００７】従って、整流回路により整流されて第一コ
ンデンサに電荷が貯えられ、この貯えられた電荷は電荷
移動回路により第二コンデンサに次々に移動して貯えら
れて行くので、直列に接続された第一のコンデンサと第
二コンデンサにより加算された合計の電圧は昇圧され
る。この第二コンデンサ及び第一コンデンサに貯えられ
ている電荷はスイッチ素子により電力制御した後、フラ
ッシュランプに印加されて、フラッシュランプの光によ
りレーザ媒体を励起してレーザ光を出力する。Therefore, the charge is stored in the first capacitor after being rectified by the rectifier circuit, and the stored charge is sequentially moved and stored in the second capacitor by the charge transfer circuit, so that they are connected in series. The total voltage added by the first capacitor and the second capacitor is boosted. The electric charges stored in the second condenser and the first condenser are controlled in power by a switch element, and then applied to a flash lamp to excite a laser medium with light from the flash lamp to output laser light.
【０００８】請求項２による発明のレーザ電源装置は、
請求項１記載の電荷移動回路が、インダクタと、スイッ
チ素子と、ダイオードと、前記第二コンデンサの電圧に
基づいて前記スイッチ素子をオン・オフ制御する制御回
路と、を備えてなることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser power supply device.
The charge transfer circuit according to claim 1, further comprising an inductor, a switch element, a diode, and a control circuit that controls on / off of the switch element based on a voltage of the second capacitor. Is what you do.
【０００９】従って、第一コンデンサに貯えられた電荷
は電荷移動回路により第二コンデンサに次々に移動して
貯えられるが、制御回路が第二コンデンサの電圧に基づ
いてスイッチ素子をオン・オフ制御することにより、第
二コンデンサを所望の電圧まで制御する。Accordingly, the electric charge stored in the first capacitor is sequentially moved and stored in the second capacitor by the charge transfer circuit, and the control circuit controls on / off of the switch element based on the voltage of the second capacitor. This controls the second capacitor to a desired voltage.
【００１０】請求項３による発明のレーザ電源装置は、
請求項１記載の第二コンデンサに貯えられている電荷を
フラッシュランプに印加させないようにするスイッチ、
を備えてなることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser power supply device comprising:
A switch for preventing the electric charge stored in the second capacitor according to claim 1 from being applied to the flash lamp,
It is characterized by comprising.
【００１１】従って、第二コンデンサに貯えられている
電圧がシマー電圧以上の場合においてレーザ光を出力す
る必要がない時には、スイッチをオフとすることにより
レーザ媒体の励起を回避する。Therefore, when it is not necessary to output laser light when the voltage stored in the second capacitor is equal to or higher than the simmer voltage, excitation of the laser medium is avoided by turning off the switch.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１３】図１には、この発明に係るレーザ電源装置
１が示されている。このレーザ電源装置１では、商用電
源３を直流に整流する整流ダイオードＤ1 等を有する整
流回路５が設けられており、この整流回路５には第一コ
ンデンサＣ1 が接続されている。FIG. 1 shows a laser power supply 1 according to the present invention. In the laser power supply unit 1, and the rectifier circuit 5 is provided with a rectifier diode D 1 and the like for rectifying a commercial power source 3 into DC, the first capacitor C 1 is connected to the rectifier circuit 5.
【００１４】第一コンデンサＣ1 には第二コンデンサＣ
2 が直列に接続されている。第一コンデンサＣ1 にはス
イッチ素子Ｑ1 及びインダクタＬ1 が並列に接続されて
おり、さらにスイッチ素子Ｑ2 とダイオードＤ3 がダイ
オードＤ2 と並列に接続されている。The first capacitor C 1 has a second capacitor C
2 are connected in series. The first capacitor C 1 and switching element Q 1 and the inductor L 1 is connected in parallel are further connected in parallel switch element Q 2 and the diode D 3 is a diode D 2.
【００１５】前記スイッチ素子Ｑ1 は制御回路７により
制御されている。この制御回路７は、第二コンデンサＣ
2 に蓄積されている電圧を検出し、この電圧に基づいて
前記スイッチ素子Ｑ1 のオン・オフを制御している。The switch element Q 1 is controlled by a control circuit 7. The control circuit 7 includes a second capacitor C
It detects a voltage stored in the 2, and controls the on-off the switching element Q 1 on the basis of this voltage.
【００１６】第二コンデンサＣ2 はダイオードＤ2 を介
して前記スイッチ素子Ｑ1 とインダクタＬ1 の間に接続
されている。また、第一コンデンサＣ1 及び第二コンデ
ンサＣ2 はスイッチ素子Ｑ2 ，ダイオードＤ3 に接続さ
れており、さらにトリガ・シマー回路９の前に設けてあ
るスイッチ素子Ｓ1 を通してフラッシュランプＦＬに接
続されている。従って、前記スイッチ素子Ｑ2 をオフに
すると、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 のみがフラッシ
ュランプＦＬに印加されることになる。The second capacitor C 2 is connected between the switch element Q 1 and the inductor L 1 via a diode D 2 . The first capacitor C 1 and the second capacitor C 2 are connected to the switching element Q 2 and the diode D 3 , and further connected to the flash lamp FL through the switching element S 1 provided in front of the trigger simmer circuit 9. Have been. Therefore, turning off the switching element Q 2, only the voltage V 1 of the second capacitor C 2 is to be applied to the flash lamp FL.
【００１７】トリガ・シマー回路９では、シマーモード
を用いてフラッシュランプＦＬ内部を予め放電路を形成
（このときの電圧を以後「シマー電圧」という。）する
ことにより毎回トリガパルスを用いることなく連続して
レーザ光を出力する。In the trigger / simmer circuit 9, a discharge path is formed in advance in the flash lamp FL using a simmer mode (the voltage at this time is hereinafter referred to as a "simmer voltage"), so that the flash lamp FL is continuously used without using a trigger pulse every time. To output a laser beam.
【００１８】なお、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 が、
フラッシュランプＦＬの光より励起されるレーザ媒体が
レーザ光を発する電圧以上である場合には、スイッチ素
子Ｑ2 をオフにしても第二コンデンサＣ2 のみからの電
圧によりフラッシュランプＦＬの光により励起されるレ
ーザ媒体がレーザ光を出力してしまい、レーザ光のコン
トロールが一部低いパワーのところでできなくなるた
め、別個にスイッチＳ1を設けてある。The voltage V 1 of the second capacitor C 2 is
If the laser medium is excited from the light of the flash lamp FL is voltage higher than that emits laser light, excited by light of the flash lamp FL by the voltage from Turning off the switch element Q 2 only the second capacitor C 2 will the laser medium to output the laser light, since the control of the laser beam can not be at some lower power, are separately provided switch S 1.
【００１９】このスイッチＳ1 は、第二コンデンサＣ2
の電圧がフラッシュランプＦＬに印加されるのを防止す
るためのものであるから、図１に示した位置に限られ
ず、図１中の点Ｐ1 、Ｐ2 の付近に設けても同様の効果
が得られる。This switch S 1 is connected to a second capacitor C 2
Is applied to prevent the voltage of the flash lamp FL from being applied to the flash lamp FL. Therefore, the same effect can be obtained even if it is provided near the points P1 and P2 in FIG. Can be
【００２０】また、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 がシ
マー電圧以上の場合には、不必要なレーザ出力を防ぎか
つフラッシュランプＦＬの寿命を短くするのを防ぐた
め、レーザ光を出力しない時はスイッチ素子Ｓ1 をオフ
にしてフラッシュランプＦＬ内部の放電を防止する。一
方、電圧Ｖ1 がシマー電圧以下である場合にはスイッチ
Ｓ1 をオフとしなくてもフラッシュランプＦＬ内部はシ
マー放電の状態を維持したままとなる。この場合スイッ
チＳ1 は不必要となる。Further, when the voltage V 1 of the second capacitor C 2 is greater than or simmer voltage, in order to prevent the shortening unnecessary laser output preventing and life of the flash lamp FL, when no output laser beam prevents the discharge of the internal flash lamp FL turns off the switching element S 1. On the other hand, when the voltage V 1 is equal to or lower than the simmer voltage, the inside of the flash lamp FL maintains the simmer discharge state without turning off the switch S 1 . In this case the switch S 1 becomes unnecessary.
【００２１】次に、図２を参照して、制御回路７による
スイッチ素子Ｑ1 の制御に対する図１における電流値Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 と電圧Ｖ1 の関係を説明する。Next, referring to FIG. 2, current value I in FIG. 1 for control of switch element Q 1 by control circuit 7 will be described.
The relationship between 1 , I 2 , I 3 and the voltage V 1 will be described.
【００２２】図２において、スイッチ素子Ｑ1 のオン・
オフを繰り返すごとにインダクタＬに貯えたエネルギー
（１／２）・ＬＩ2 2 を第二コンデンサＣ2 に（１／
２）・ＣＶ1 2 として貯えられて行くため、第二コンデ
ンサＣ2 の電圧Ｖ1 が上昇する。このとき、周波数が高
いほどインダクタＬは小さいもので足りる。In FIG. 2, the switching element Q 1 is turned on and off.
Energy (1/2) · LI 2 2 that stored in the inductor L in each iteration off the second capacitor C 2 (1 /
2) · CV 1 2 go stocked for a voltage V 1 of the second capacitor C 2 is increased. At this time, the smaller the inductor L, the higher the frequency.
【００２３】第二コンデンサＣ2 に貯えられている電圧
Ｖ1 は制御回路７により検出されており、これに基づい
て電圧Ｖ1 が所望の電圧となるまでスイッチ素子Ｑ1 の
オン・オフ制御して電荷の移動を行う。The voltages V 1, which is stored in the second capacitor C 2 is detected by the control circuit 7, the voltages V 1 controls the on-off switching element Q 1 until a desired voltage based on this To transfer the charge.
【００２４】以上の結果から、商用電源からトランスを
用いることなくフラッシュランプＦＬを発光させるに充
分な高電圧得ることができるので、レーザ電源装置１の
軽量化、小型化が可能になる。From the above results, it is possible to obtain a high voltage sufficient to emit the flash lamp FL from a commercial power supply without using a transformer, so that the weight and size of the laser power supply device 1 can be reduced.
【００２５】また、第二コンデンサＣ2 の電圧Ｖ1 は、
スイッチ素子Ｑ1 のオン・オフ時間を制御回路７でコン
トロールすることにより、自由に設定することができる
し、スイッチ素子の負担を軽減化することができる。The voltage V 1 of the second capacitor C 2 is
By controlling the on-off time of the switching element Q 1 in the control circuit 7, it can be set freely, it is possible to reduce the burden of the switching element.
【００２６】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、図１中の
ダイオードＤ3 は必ずしも必要ではなく、あるいは図１
中に示される他点Ｐ３、Ｐ４の位置に設けても同様の機
能をする。また図１中のすべてのものの＋−の極性を逆
にしたものであっても同様の機能をする。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in other modes by making appropriate changes. That is, the diode D 3 in FIG. 1 is not necessarily required, or 1
The same function can be obtained even when provided at other points P3 and P4 shown therein. In addition, the same function is obtained even if the polarity of +-of all the components in FIG. 1 is reversed.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるレーザ電源装置では、整流回路により整流されて第
一コンデンサに電荷が貯えられ、この貯えられた電荷は
電荷移動回路により第二コンデンサに次々に貯えられて
行くので、第二コンデンサの電圧は昇圧される。このた
め、トランスを用いる必要がなく、装置の軽減化、コス
トダウン、省スペース化を図ることができる。As described above, in the laser power supply according to the first aspect of the present invention, the charge is stored in the first capacitor after being rectified by the rectifier circuit, and the stored charge is transferred to the second capacitor by the charge transfer circuit. , And the voltage of the second capacitor is boosted. For this reason, it is not necessary to use a transformer, and it is possible to reduce the number of devices, reduce costs, and save space.
【００２８】請求項２の発明によるレーザ電源装置で
は、第一コンデンサに貯えられた電荷は、制御回路が第
二コンデンサの電圧に基づいてスイッチ素子をオン・オ
フ制御することにより、所望の電圧に制御することがで
きる。In the laser power supply device according to the second aspect of the present invention, the electric charge stored in the first capacitor is turned to a desired voltage by the control circuit controlling the switching element on and off based on the voltage of the second capacitor. Can be controlled.
【００２９】請求項３の発明によるレーザ電源装置で
は、第二コンデンサに貯えられている電圧がシマー電圧
以上の場合においてレーザ光を出力しない時には、スイ
ッチをオフとすることにより不必要なレーザ媒体の励起
を避けることができるので、フラッシュランプの寿命を
伸ばすことができると共にスイッチ素子の負担を軽減化
する。また、前記第二コンデンサのみに貯えられている
電圧がレーザ光を発する電圧以上の場合でも制御するこ
とができる。In the laser power supply device according to the third aspect of the present invention, when the laser light is not output when the voltage stored in the second capacitor is equal to or higher than the simmer voltage, the switch is turned off to turn off unnecessary laser medium. Since the excitation can be avoided, the life of the flash lamp can be extended and the load on the switch element can be reduced. Further, control can be performed even when the voltage stored only in the second capacitor is equal to or higher than the voltage at which laser light is emitted.
【図１】この発明に係るレーザ電源装置の一実施の形態
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a laser power supply device according to the present invention.
【図２】スイッチ素子のオン・オフによる電流及び第二
コンデンサに貯えられる電圧の関係を示すグラフであ
る。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a current by turning on / off a switching element and a voltage stored in a second capacitor.
【図３】従来のレーザ電源装置の回路図の一例である。FIG. 3 is an example of a circuit diagram of a conventional laser power supply device.
１ レーザ電源装置 ５ 整流回路 ７ 制御回路（電荷移動回路） ９ トリガ・シマー回路 Ｃ１ 第一コンデンサ Ｃ２ 第二コンデンサ Ｄ２ ダイオード（電荷移動回路） ＦＬ フラッシュランプ Ｌ１ インダクタ（電荷移動回路） Ｑ１ スイッチ素子（電荷移動回路） Ｓ１ スイッチ REFERENCE SIGNS LIST 1 laser power supply device 5 rectifier circuit 7 control circuit (charge transfer circuit) 9 trigger simmer circuit C1 first capacitor C2 second capacitor D2 diode (charge transfer circuit) FL flash lamp L1 inductor (charge transfer circuit) Q1 switch element (charge) Moving circuit) S1 switch
Claims (3)
流回路により整流された直流により電荷を貯える第一コ
ンデンサと、この第一コンデンサに直列に設けられた第
二コンデンサと、前記第一コンデンサに貯えられた電荷
を前記第二コンデンサに移動させるための電荷移動回路
と、前記第一及び第二コンデンサにより昇圧された電圧
をフラッシュランプに印加する回路と、を備えてなるこ
とを特徴とするレーザ電源装置。1. A rectifier circuit for rectifying a commercial power supply, a first capacitor for storing charge by DC rectified by the rectifier circuit, a second capacitor provided in series with the first capacitor, and the first capacitor A charge transfer circuit for transferring the electric charge stored in the second capacitor to the second capacitor, and a circuit for applying a voltage boosted by the first and second capacitors to a flash lamp. Laser power supply.
イッチ素子と、ダイオードと、前記第二コンデンサの電
圧に基づいて前記スイッチ素子をオン・オフ制御する制
御回路と、を備えてなることを特徴とする請求項１記載
のレーザ電源装置。2. The charge transfer circuit according to claim 1, further comprising an inductor, a switch element, a diode, and a control circuit that controls on / off of the switch element based on a voltage of the second capacitor. The laser power supply device according to claim 1, wherein
荷をフラッシュランプに印加させないようにするスイッ
チ素子、を備えてなることを特徴とする請求項１記載の
レーザ電源装置。3. The laser power supply device according to claim 1, further comprising a switch element for preventing charge stored in said second capacitor from being applied to a flash lamp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25659696A JP3618025B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Laser power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25659696A JP3618025B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Laser power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107348A true JPH10107348A (en) | 1998-04-24 |
| JP3618025B2 JP3618025B2 (en) | 2005-02-09 |
Family
ID=17294835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25659696A Expired - Fee Related JP3618025B2 (en) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | Laser power supply |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3618025B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010283163A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method and apparatus for heat treatment |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP25659696A patent/JP3618025B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010283163A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method and apparatus for heat treatment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3618025B2 (en) | 2005-02-09 |
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