JPS62500210A - 多重リングレ−ザジャイロ電源装置 - Google Patents

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】 多重リングレーザジャイロ電源装置 扼１左九− この発明は、レーザ用電源装置に関し、特に、多重リングレーザジャイロに電力 を供給できる単一の電源装置に関する。

Ｌｌへ１粗 一種の慣性航行システムにおいて、３軸の回りの回転を検知するため、３つのリ ングレーザジャイロが提供される。このようなシステムにおいては、３つのリン グレーザジャイロを駆動するために単一の電源装置を用いることが望ましい、一 般に、レーザ電源装置は、レーザを放電開始、即ち５レーザに電流を流し始める こと、及び放電開始後にレーザに流れる電流を持続することができなければなら ない、レーザを放電開始するために必要とされる電圧は、代表的な例では、一旦 放電開始が起きた電流を持続するために必要な電圧の２〜３倍高い電圧である。

放電開始に先立って、レーザは本質的に電源装置に対して開回路を提供する。然 るに放電開始後は、レーザ両端間の電圧は、レーザ電流とほとんど無関係に所定 値まで降下する。

過去においては、異なるレーザの放電開始電圧間に必ず存在する小さな違いのた め、単一の電源装置から３つのレーザを高い信帽性で駆動することは不可能であ った。

もし、２つ以上のレーザが同一の電源装置に接続された場合、′８源装置による 放電開始電圧の発生は、最も低い放電開始電圧を有するレーザを最初に放電開始 させるだろう。最初のレーザが放電開始すると、電源装置電圧は降下するだろう 。それにより、残りのレーザの放電開始は妨げられる。この問題を回避する１つ の方法は、複数のレーザの動作を持続させるために必要な′近方をけるかに超過 する電力出力能力を持つ電源装置を用いることである。しかし、この方法は、全 てのレーザを始動させるために典型例ではいくつかの試みを必要とし、又、個々 のレーザが放電開始したときに、大きく且つ損傷を与える可能性のある入力電力 サージを生じることになる。

几１立１Ｗ この発明は、それぞれがリングレーザジャイロのガスレーザ手段を備えた複数の レーザに効率良く電力を供給できる電源装置を提供する。この発明の電源装置は 、】つのレーザの放電開始が他のレーザの放電開始を禁止しないようになってい る。

この発明の電源装置は、第］端子に放電開始電圧を発生し且つ第２端子に持続電 圧を発生ずるための手段と、各レーザと共同してレーザを第］端子及び第２端子 に結合するためのインタフェース手段とを備えている。放電開始電圧は５レーザ に電流を流れ始めさせることにより各レーザを放電開始することができる。持続 電圧は、レーザが放電開始した後に、各レーザに流れる電流を持続することがで きる６各インタフ工−ス手段は、レーザを第１端子に接続するための抵抗手段と 、端子がそれぞれ放電開始電圧及び持続電圧にあるときにＭ１端子及び第２端子 間に電流が流れないような方法でレーザを第２端子に接続するためのダイオード 手段とを含んでいる。各抵抗手段は、放電開始電圧の発生時に、共同するレーザ が放電開始するように十分に小さい抵抗値を持ち、且つ、レーザが放電開始した 後にレーザ電流の大部分が抵抗器を通してよりむしろダイオード手段を通して流 れるように、十分に大きい抵抗値を持つ抵抗器を含むことが好ましい。

図面の簡単な説明 第１図は３つのレーザに電力を供給するように接続されたこの発明の電源装置を 示すブロック図である。

第２図は第１区の電源装置を更に詳細に示す回路図である。

口の：　ｔ−百日 第１図は、レーザ１２．１３及び１４に電力を供給するように接続された、この 発明の電源装置の好適な一実施例を示す、各レーザ１２〜１４は、特定の軸の回 りの回転を検知するように作用するリングレーザジャイロのガスレーザ手段を備 えている。電流リミッタ１８〜２ｏはレーザ１２〜１４にそれぞれ直列に接続さ れており、電流リミッタの機能は以下に記述する。各電流リミッタは、共同する レーザのアノードと共通グランド電位との間に接続されている。

この発明の電源装置はＤＣ電源３ｏ及びインタフェース回路網５０を備えている 。ＤＣ電源３０はΔＣ′七源３２及び電圧乗算器３４を備えている。ΔＣ電源は 、ライン３６上にＡＣ信号Ｐ発生ずる。電圧乗算器３４はへ〇信号を受けてこれ を事実上２つのＤＣ電圧、即ち端子４０における放電開始電圧と端子４Ｚにおけ る持続電圧とに変換し、これら放電開始電圧及び持続電圧は共に端子４４におけ る共通グランド電位に対して発生される。放電開始電圧は、各レーザを放電開始 即ちレーザに電流を流し始めるのに十分な大きさである。

持続電圧は、レーザが放電開始した後に各レーザに流れる電流を持続させるのに 十分な大きさである。

放電開始電圧及び持続電圧は、それぞれライン４６及び４日によりインタフェー ス回路［５０に印加されている。インタフェース回路網は、各レーザと共同する インタフェース回路からなっている。レーザ１２と共同するインタフェース回路 は抵抗器５２及びダイオード５５を備えている。抵抗器５２は、レーザ１２とラ イン４６上の放電開始電圧との間に接続されている。ダイオード５５は、レーザ １２とライン４８上の持続電圧との間に接続されている。同様のインタフェース 回路がレーザ１３及び１４と共同しており、レーザ１３と共同するインタフェー ス回路は抵抗器５３及びダイオード５６からなり、レーザ１４と共同するインタ フェース回路は抵抗器５４及びダイオード５７がらなっている。各ダイオード５ ５〜５７は、放電開始電圧及び持続電圧がそれぞれライン４６及び４８に印加さ れたとき、ライン４６及び４８間のインタフェース回路網を通して電流を流さな いような向きになっている。従って、第１図のダイオード５５〜５７は、放電開 始電圧及び持続電圧がグランドに対して負である場合に備えた向きになっている 。もし、放電開始電圧及び持続電圧がグランドに対して正であるときは、ダイオ ード５５〜５７は逆極性の向きに接続される。各ダイオード５５〜５７は、レー ザ１２〜１４のどの１つの最大放電開始電圧よりも大きい逆バイアスに耐えるこ とのできる高圧整流器であることが好ましい。

第１図の電源装置の動作は、特定の例によって最も良く理解することができる。

レーザ１２．１３及び１４がそれぞｈ−３，０００Ｖ、−３，１００Ｖ及ヒ−３ ，２００Ｖノ放を開ＯＭ電ＥｉＥヲ持ぢ、放電開始後、各レーザ両端間の電圧降 下は大体６００■であり且つ事実上レーザ電流と無関係であると仮定する。

又、各レーザと共同する電流リミッタは、そのレーザを通った電流を、レーザ動 作を持続するのに十分な１ｍ＾に制限するように働くものと仮定する。更に、Ｄ Ｃ電源３０は−３，３００Ｖの放電開始電圧を供給でき、ＤＣ電源は放電開始電 圧の３分の］に等しい持続電圧を発生するものと仮定する。最後に、各抵抗器５ ２〜５４の値は５０ＭΩであると仮定する。最初に電源装置がオンされたとき　 端子４０及びライン４６上におりる電圧は−３，３００Ｖに向かって速やかに上 昇し２、ライン４８上の持続電圧は−１，１，ｏＯＶに向かって対応した割合て 上昇するだろう。放電開始電圧が−３，０ＯＯＶに達したとき、レーザ１２は放 電を開始するだろう、レーザ１２が放電開始したどき、レーザ両端間の電圧は約 ６００Ｖまで降下し、ｌ／−ザを通る電流は電流リミッタ１８により１ｍＡに制 限されるだろう。このとき、ライン４８」二の持続電圧は−１，１００Ｖであろ う。従って、電流リミッタ１８の両端間の電流降下は４００■てあり、抵抗器５ ２の両端間の電圧降下は２，０ＯＯＶであろう。抵抗器５２の抵抗は５０ＭΩで あるから、抵抗器５２を通る電流は０．０４ｍ八であろう。レーザ１２を通る】 …Δの電流の残り（０，９６ｍ＾）は、ライン４８及びダイオード５５を通して 供給されるだろう、従って、レーザに供給された電流の大部分は低圧部即ち持続 電圧源から供給され、電流の小部分のみが高圧部即ち放電開始電圧源から供給さ れるだろう。この構成は必要電力を減じ、電源装置の効率を著しく増大する。例 えば、レーザ１２の放電開始直後のこの場合の消費電力は１．０８Ｗである。こ れに対し、３，０ＯＯＶの電源装置から］、＋ｎＡ全部のレーザ電流を供給する ことは３Ｗの消費電力どなる。

士、犯例に続いて、ライン４６上の放電開始電圧は、レーザ１２の放電開始後、 レーザ１３が放電開始する−３．１００Ｖに達するまで上昇し続けるだろう。− ３，］、ＯＯＶに達すると、ライン４日上の持続電圧は−１，０３３Ｖに等しく 、抵抗器５３の両端間の電圧降下は２．０６７Ｖであろう。従って、抵抗器５３ を通る電流は０．０４１ｍＡであり、レーザ１３への電流の残り（０，９５９ｍ Ａ　）ＩＪライン４８及びダイオード５６を通して供給される。従って、レーザ １２と同様に、レーザ１３／＼の電流の大部分は低い持続電圧源から供給され、 その電流の小部分のみが高い放電開始電圧源から供給されることにより必要電力 を減じる。

ライン４６上の放電開始電圧が−３，２００Ｖに達したとき、レーザ１４は放電 を開始するだろう。このとき、ライン４８上の持続電圧は−１，０６７Ｖに等し く、抵抗器５４の両端間の電圧降下は２．１３：３Ｖであろう、従って、抵抗器 ５４への電流は０．０４３ｍＡであり、レーザ１４への電流の残り（０，９５７ ｍＡ）はライン４８及びダイオード５７を通して供給される。レーザ１２及び１ ３と同様に、レーザ１４への電流の大部分は低い持続電圧源から供給され、その 電流の小部分のみが高い放電開始電圧源から供給される。

各抵抗器５２〜５４の抵抗値は、ライン４６上に放電開始電圧が発生したときに 各レーザを放電開始させるように十分低くなければならない。しかし、上記例に 示されるように、各抵抗器の抵抗値は、各レーザの放電開始後にそのレーザが持 続電流の大部分をライン４６からよりもむしろライン４８から収り込むように、 十分に大きいことが望ましい。好ましくは、各抵抗器の抵抗値は、レーザの放電 開始の信頼性を高くする最も大きい値である。

第２図は、この発明の好適な一実施例を更に詳細に示す図である０便宜上、第１ 図及び第２図内の一致する部分に対しては同様の符号を用いている。第２図の実 施例において、ＡＣ電源３２は、パルス幅変調器６０．電界効果ｌ、ランジスタ ロ２、変圧器６４及びバイアス抵抗器６６から構成されている。パルス幅変調器 ６０は、ライン６８上の入力ＤＣ電圧ＶＩＮ及びライン７０上の基準電圧Ｖ　Ｒ ＢＦに応答してライン７２上にパルス信号を発生する。パルス信号は、電界効果 １〜ランジスタロ２のゲートに印加され、この電界効果トランジスタに、変圧器 ６４の一次巻線を通る電流をオン／オフ切換させる。この結果による変圧器６４ の二次巻線上のＡＣ信号は、ライン３６により電圧乗算器３４に結合される。

１つの好適な実施例において、変圧器６４の巻線比は、ライン３６上に５５０Ｖ 　（ビークビーク値）の＾Ｃ信号が発生されるように選択されている。

電圧乗算器３６は、キャパシタ７４〜７９及びダイオード８１〜８６からなる従 来の直列乗算器から構成されている。直列乗算器は、端子４４においてグランド 電位に接続され、ライン３６上のＡＣ信号に係数６を乗算してライン４６上に放 電開始電圧を発生するように動作する。従って、ライン３６上のへＣ信号の大き さが５５０Ｖの実施例において、ライン４６上の放電開始電圧は−３，３００Ｖ である。ライン４８上の持続電圧は、直列乗算器の接続点８８から抵抗器９０を 通して引き出される。接続点８８での電圧は、電圧乗算器に印加されるライン３ ６上の電圧の２倍であり、従って、ライン４６上の放電開始電圧の３分の１に等 しい。各キャパシタ７４及び７６〜７９の好ましい値は、２に’／において２， ２００ｐＦである。キャパシタ７５の好ましい値は、２ＫＶにおいて５，０ＯＯ ｐＦ、即ち抵抗器９０と共同して持続電圧のリップルを減少させるように動作す るキャパシタ７５により提供される付加容量である。抵抗器９０の好ましい位は ｌｌｋΩである。

第２図のインタフェース回路ＷＩ５０は、各ダイオード５５〜５７のレーザ側を それぞれグランドに接続するキャパシタ９２〜９４を付加したことを除いては、 第１図の対応するインタフェース回路網と同様である。キャパシタ９２〜９４は 、レーザに供給される持続電圧のリップルを減少するのに役立つ、各キャパシタ ９２〜９４の酊ましい値は、５ＫＶにおいて２，２００ｐＦである。

第２図の電源装置は、抵抗器９６及びキャパシタ９８からなるフィードバック回 路も含んでいる。このフィードバック回路は、ライン４８上の持続電圧レベルを パルス幅変調器６０に帰還する。当業者にとって周知であるように、そのような フィードバック電圧は、持続電圧を所定レベルに維持するようにライン７２上の パルスの長さを調整するなめ、パルス幅変調器により用いられることができる。

抵抗器９６及びキャパシタ９８に適する値は、２ＫＶにおいてそれぞれ２０ＭΩ 、　５，０ＯＯｐＦである。

この発明の好適な実施例を図示及び説明してきたが、当業者にとって種々の変更 が明白であることを理解すべきである。従って、この発明は図示及び説明された 特定の実施例に限定されず、この発明の真の範囲及び精神は、以下の請求の範囲 を参照することにより決定されるべきである。

国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．リングレーザジャイロのガスレーザ手段をそれぞれが備えた複数のレーザに 電力を供給するようになっている電源装置であって、 第１端子に放電開始電圧を発生し、第２端子に持続電圧を発生する手段と、 レーザを前記第１端子及び前記第２端子に結合するため各レーザと共同するイン タフェース手段とを備え、 前記放電開始電圧は、各レーザに電流を流し始めることにより前記各レーザを放 電開始させることができ、前記持続電圧は、前記レーザが放電開始した後に前記 各レーザに流れる電流を持続することができ、前記各インタフェース手段は、前 記レーザを前記第１端子に接続するための抵抗手段と、前記第１端子及び第２端 子がそれぞれ放電開始電圧及び持続電圧にあるときに、前記第１端子及び前記第 ２端子間に電流を流さないような仕方で前記レーザを前記第２端子に接続するた めのダイオード手段とを含む、 電源装置。
2. ２．各抵抗手段の抵抗値は、放電開始電圧の発生時に前記低抗手段と共同するレ ーザが放電開始するように十分に小さく、且つ前記抵抗手段と共同する前記レー ザが放電開始した後に、前記レーザヘの電流の大部分が前記抵抗手段よりむしろ 前記ダイオード手段を通して流れるように十分に大きい請求の範囲第１項記載の 電源装置。
3. ３．端レーザは、前記レーザが放電開始した後に前記レーザを通る電流を制限す るための電流リミッタと共同する請求の範囲第２項記載の電源装置。
4. ４．各インタフェース手段は、持続電圧のリップルを減少させるため、ダイオー ド手段のレーザ側と共通電位との間に接続されたキャパシタを含む請求の範囲第 １項記載の電源装置。
5. ５．放電開始電圧及び持続電圧を発生する手段は、前記放電開始電圧及び前記持 続電圧間の比率を、ほぼ一定値に等しくするようになっている請求の範囲第１項 記載の電源装置。
6. ６．放電開始電圧及び持続電圧を発生する手段は、ＡＣ電圧信号を発生するよう に作用するＡＣ電源と、前記ＡＣ電圧信号を整流及び乗算して放電開始電圧及び 持続電圧を発生するように作用する電圧乗算器とを含む請求の範囲第１項記載の 電源装置。
7. ７．電圧乗算器は、直列電圧乗算器である請求の範囲第６項記載の電源装置。
8. ８．更に、持続電圧をＡＣ電源に接続するためのフィードバック手段を含み、前 記ＡＣ電源は、持続電圧に応答して前記持続電圧が所定レベルに維持されるよう にＡＣ電圧信号を調整する請求の範囲第６項記載の電源装置。