JPS6230388A - ガスレ−ザ電源装置 - Google Patents

ガスレ−ザ電源装置

Info

Publication number
JPS6230388A
JPS6230388A JP16771385A JP16771385A JPS6230388A JP S6230388 A JPS6230388 A JP S6230388A JP 16771385 A JP16771385 A JP 16771385A JP 16771385 A JP16771385 A JP 16771385A JP S6230388 A JPS6230388 A JP S6230388A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
discharger
main
auxiliary
discharge circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16771385A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Morikawa
彰 森川
Mitsuhiro Shibata
光博 芝田
Sukeo Saitou
斎藤 涼夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP16771385A priority Critical patent/JPS6230388A/ja
Publication of JPS6230388A publication Critical patent/JPS6230388A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/09705Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、グロー放電を利用してレーザ出力を得るガス
レーザ装置の高効率な運転を実現出来るガスレーザ電源
装置に関するものでめる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
比較的大形材料の切断、溶接及び組成変更熱処理などの
加工に用いられるレーザ装置は、発振効率が良く大出力
が得られることがらCO,ガスを主媒質としたガスレー
ザ装置が主に用いられている。
以下の説明においても大出力レーザの代表例としてC0
2ガスレーザ装置を取シ上げて説明する。
放電物理的なレーザの原理については公知であシ、かつ
ここでは議論の対象外であるため詳細説明を省略するが
、本発明の主旨に関する部分の概略を以下に述べる。
CO,ガスレーザ装置は、00.ガスを主媒質とした混
合ガス中の電極に直流高電圧を印加してグロー放電を発
生させ、この放電によシ励起σれた002分子の誘導放
射からレーザ光出力を得る装置である。
従って、ガスレーザ装置が正常にしかも効率良く運転さ
れるためには、前記のグロー放電が均一、かつ安定に行
われることが重要な条件となる。特に、グロー放電開始
時、開始直後及びパルス出力運転時等において、アーク
放電に移行しないこと1、多極ピン構造でられば、全電
極ビンが均一に放電すること等が重要である。
そこで、レーザ電源装置は、一般に以下の様な利点があ
ることから、2つの直流電源回路を備えた構成となって
いる。
(1)  小電流を分担する補助放電回路に、運転開始
時に必要な絶縁破壊電圧以上の直電圧出力能力を持たせ
ることによって、混合ガス圧力操作を行なわずに低電力
損失すなわち必要最小限の電源容量にて運転停止、再起
動ができ、冗長時間をなくすることができる。
(2)  小電流を分担する補助放電回路に、主放電回
路に比べて高バラスト抵抗、高電圧出力を持たせること
によって、低電力損失、すなわち必要最小限の電源容量
にて隣接陽極ピン間電位差を大きくとシ非放電陽極ビン
の放電への誘導及び放電の安定化をはかることができる
(3)補助放電回路を主放電回路とは別に設は独立に制
御することによって、パルス出力運転時における過渡的
な放電の不安定や放電が消えたシするのをなくすことが
できる。
2つの直流電源回路を備えたレーザ電源装置の一般的な
溝戊図を第2図に示す。
直流高電圧電源1aは、主としてレーザー光出力を得る
ための直流電力を供給する主放電回路(以下各符号にサ
フィックスrMJをつけて表わす)と、主としてグロー
放電を維持するための直流電力を供給する補助放電回路
(以下、各符号にサフィックス「S」をつけて表わす)
を備え、直流電圧源VDOの電圧をトランジスタ等を用
いたインバータ2M、28にて単相矩形波交淀電圧に変
換し、変圧器3M、38で昇圧して、更に整流]4M、
4sにて再び直流電圧に変換し、平溝回路5M 、 5
9を通して直流出力電圧VnNt、Vnsを得る構成と
なっている。得られた直流出力電圧VDM、VD!3は
、陽極電圧に垂下特性を与えることと、各電極の電流を
バランスさせる目的のバラスト抵抗rbM 、γbsを
介して、レーザー発温器内の放電部へ供給される。
図中6は陽極、7は陰極、8はグロー放電を示す。
次に、出力電流制御方式について、従来方式を第3図に
示す。
主放電回路、補助放電回路共、電流検出器IMMIMs
によシ検出され九電流帰還信号IFBKM IFBKg
は、電流基準信号IREFM IRBF8と比較され、
その偏差が電流制御回路l−0TRで増幅され、位相制
御回路PHCにて点弧位相を制御することによシ直流出
力電流IOM 、 IDsが制御される。
無負荷運転時は補助放電回路にのみ放電電流LD8が流
れ、主放電回路には流れない。
負荷運転時は、補助放電回路には無負荷運転時と同じ放
電電流LDBが流れ、主放電回路を流れる放電電流LD
Mにより負荷制御を行う。
従って、従来の制御方式では、補助放電回路、主放電回
路共、設定された電流基準信号IREFM。
Iuprsで運転されており、必ずしもその運転状態が
最適運転とは限らない欠点がちった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、常に最適な状態で、即ち、高効率で運
転可能なガスレーザ電源装置を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明によれば前述目的は常に損失電力最小の状態で運
転できる様に1放電電流置LDを主放電回路、補助放電
回路に分担する電流分担制御回路を備えることはより、
上記の目的を達成することができる。
〔発明の実施例〕
本発明の詳細な説明に先立って、本発明の詳細な説明す
るために、レーザ出力時の損失電力を考える。補助放電
・主放電両回路に電流を流した場合の損失電力をPLl
、主放電回路のみに電流を流した場合の損失電力をPL
2とし、陽極ピッ1本当たシの 補助放電側N電流・、′   ↓DS 主                  LDM補助放
電回路バラスト抵抗 γl)s 主                  γbMとする
と、損失電力PL、 、 PL、  は次のように6ら
れされる。
PL!= γbs4D82+ rl)MLDM”  −
(1)PL2:γM (Lns +ADM)”    
 ・・・(2)ここで、 LD= Ans −1−LDM・・−(3)   LD
 : const補助放℃回路電流LD8と損失電力P
Lr 、 PI、、の関係をグラフに示したのが第4図
である。
図を見ればわかるように、バラスト抵抗rbM。
γbsが一定であることからLDを一定とすれば、必ず
損失電力の最小値PL(min)を与える電流値が求ま
る。その点は とな9、放電電流LDをバラスト抵抗rbM、γbsの
逆比でAD!l、LDMに分担すればよいことになる。
バラスト抵抗の本数をnとすると、主放電回路直流出力
電流ITEM 1補助放電回路直流出カ電流Insは、 IDM = nLDM     ’ IDS = n LDs と表わされるから IDS  γbM IDM  γb8 となシ、直流出力電流ID8.IDMをバラスト抵抗の
逆比に分担した値で制御すれば損失電力最小の状態で運
転できることになる。
そこで、本発明の実施例の構成を第1図に示す。
無負荷運転時は従来通フ補助放電回路のみで運転を行い
、負荷運転時には電流分担制御回路によp以下の制御を
行う。
主放電回路出力電流基準信号IahpMが入力されると
、補助放電回路電流基準信号IRBF8ラインのリレー
が作用し、補助放電回路電流基準信号I RBF8は、
主放電回路電流基準信号IREFMと加算され、電流制
御演算器CCへ入力される。電流制御演算器CC内では
、あらかじめ設定されたバラスト抵抗値rbM、γb8
と入力された主放電、補助放電回路電流基準信号の和1
nwvM+InBvsから以下の演算を行う。
IDS =−一−l四11−−− 〇R訂M+I几EF
S)rbS+γl)M 演算結果は、主放電回路、補助放電回路へ各々電流分担
信号として送信される。主放電、補助放電回路ではこの
電流分担信号を基準信号として、電流検出器IMm 、
 IMs  よシ検出された電流帰還信号IPBKM、
IFBK8との偏差を電流制御装置1I−CTRで堆幅
し、位相制御装置PHOにて点弧制御を行い、直流出力
電流IDM 、 IDII+の制御を行う。
以上本実施例の構成、作用について述べたが、陽極、陰
極及び直流高電圧電源出力の極性が逆でめっでもかまわ
ないことは勿論でろυ、また、直 。
流高冗圧電源の回路方式も前述の実施例に断定するもの
ではなく、例えば高電圧昇圧チョツノく回路方式やサイ
リスタの位相制御による交流−交流電圧制御を昇圧トラ
ンスを介して整流する方式等でらっでも本発明の主旨を
そこなうものではない。
同、前述の実施例において、主放電回路のノくラスト抵
抗γb8に比べ、非常に小さな場合、主放電回路電流I
DMと補助放電回路電流ID8の関係は、IDM>>I
D8となシ、負荷電流の分担をIDM # :[RIF
M+ IRIF8 、 ID8 bgOとしてもほぼ最
高効率にて運転できる場合がるる。このような調整は、
第1図の実施例において主放電回路のバラスト抵抗γb
Mの設定を0とすれば実現でき、その効果も、はぼ同程
度に得られることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電流分担制御回
路を設けることによシ、電源装置はレーザ発振器負荷運
転中宮に損失電力最小の状態で高効率運転できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は主放
電回路と補助放電回路を具備したレーザー電源装置の一
般的な構成図、第3図は従来装置の制御回路の構成図、
第4図は本発明の詳細な説明するための図でろる。 1a・・・直流高電圧電源、 lb・・・主放電回路、 IC・・・補助放電回路、 1d・・・電流分担制御回路、 2M、28・・・インバータ、 3M、3B・・・変圧器、 4M 、 4 B・・・整流器、 5M、58・・・平滑回路、 6 ・・・陽極、 7 ・・・陰極、 8 ・・・グロー放電、 9M、98・・・サイリスタモジュール、11.12・
・・損失電力変動曲線、 VDO・・・直流電圧源、 VDM  ・・・主放電回路直流出力電圧、VD8  
・・・補助放電回路直流出力電圧、VAO・・・商用文
?M電圧源、 IDM  ・・・主放電回路直流出力電流、ID8  
・・・補助放電回路直流出力電流、InnyrM・・・
主放電回路電流基準信号、工R11F8・・・補助放電
回路電流基準信号。 IFBKM・・・主放電回路電流帰還信号、IFBK8
・・・補助放電回路電流帰還信号、LDM・・・主放電
回路数w、電流(1陽極ピン当たり)、LD8・・・補
助放電回路数電電?N(1陽極ピン当たシ)、LD  
・・・放′鑞電流(1陽極ピン当たシ)、γbM・・・
主放電回路バラスト抵抗、rbS・・・補助放電回路バ
ラスト抵抗、n ・・・バラスト抵抗本数、 Lns(opt)・・損失電力最小[直を与えるLDS
 。 ↓Da’・・損失曲線11→12となる変曲点でのiD
s 。 PL、PLl、 PI、2・・・バラスト抵抗部損失電
力、PLT・・ID8 : 0時のバラスト抵抗部損失
電力、Pt、(min)・・・損失電力最小値、15M
、1511・・・位相制御装置(P HO)、14M、
 14S−N流制御装置 (I−0’l’R)、IMM
、 IMA・・・電流検出器、 CC・・・電流制御演算器。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  三俣弘文 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主放電回路及び補助放電回路を備えたガスレーザ
    電源装置において、前記各放電回路のそれぞれの電流基
    準設定器の出力信号を入力とし前記各放電回路の分担電
    流の比が所定の値となるように前記各放電回路の実際の
    電流基準信号を演算する電流分担制御回路を備えたガス
    レーザ電源装置。
  2. (2)前記電流分担制御回路は演算された前記補助放電
    回路の実際の電流基準信号が所定値以下の場合は前記主
    放電回路のみで電流を負担するように主放電回路の実際
    の電流基準信号のみ出力することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載のガスレーザ電源装置。
JP16771385A 1985-07-31 1985-07-31 ガスレ−ザ電源装置 Pending JPS6230388A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16771385A JPS6230388A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 ガスレ−ザ電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16771385A JPS6230388A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 ガスレ−ザ電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6230388A true JPS6230388A (ja) 1987-02-09

Family

ID=15854821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16771385A Pending JPS6230388A (ja) 1985-07-31 1985-07-31 ガスレ−ザ電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6230388A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4135417B2 (ja) レーザ電源装置及びレーザ装置
WO2003107496A1 (ja) レーザ加工装置及び該加工装置の制御方法
JPS6230388A (ja) ガスレ−ザ電源装置
JP2000331798A (ja) 高周波電源の制御方法
JPS63273376A (ja) レ−ザ発振装置
JPS62235803A (ja) 高周波発生器
JP3042119B2 (ja) プラズマ着火電源装置
JP2005063935A (ja) マイクロ波を利用した無電極照明装置およびその電源制御方法
JPS58151083A (ja) 横流型ガスレ−ザ装置
EP0315696B1 (en) Laser oscillator
JPS6257269A (ja) ガスレ−ザ電源装置
JP2757226B2 (ja) 気体レーザ装置
JP3706161B2 (ja) ガスレーザー発振器の高周波電源装置
JPS63107081A (ja) 軸流タイプのco↓2レ−ザ管の電源装置
JPH0697857B2 (ja) レ−ザ用光源の電源装置
RU2114487C1 (ru) Способ магнетронного распыления
JPH0456374A (ja) 炭酸ガスレーザ制御方法およびその装置
JPS62273789A (ja) ガスレ−ザ装置
JPS61168280A (ja) 出力安定化回路
JPH1126845A (ja) レーザ電源装置
JPS6244436B2 (ja)
JP3111505B2 (ja) 放電灯点灯装置
JPS63265481A (ja) トリガ−電圧発生器としてスイツチング電源を用いたレ−ザ装置
JPH04276675A (ja) レーザ装置
JPS5837985A (ja) レ−ザ−装置