KR101254246B1 - Nd-yag laser high pulse controll device with igbt - Google Patents

Nd-yag laser high pulse controll device with igbt Download PDF

Info

Publication number
KR101254246B1
KR101254246B1 KR1020120100850A KR20120100850A KR101254246B1 KR 101254246 B1 KR101254246 B1 KR 101254246B1 KR 1020120100850 A KR1020120100850 A KR 1020120100850A KR 20120100850 A KR20120100850 A KR 20120100850A KR 101254246 B1 KR101254246 B1 KR 101254246B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
variable delay
time
delay module
igbt
Prior art date
Application number
KR1020120100850A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김성민
정재현
류세훈
이창구
Original Assignee
(주) 블루코어컴퍼니
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 (주) 블루코어컴퍼니 filed Critical (주) 블루코어컴퍼니
Priority to KR1020120100850A priority Critical patent/KR101254246B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101254246B1 publication Critical patent/KR101254246B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/101—Lasers provided with means to change the location from which, or the direction in which, laser radiation is emitted
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0259—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using bipolar transistors as protective elements
    • H01L27/0262—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using bipolar transistors as protective elements including a PNP transistor and a NPN transistor, wherein each of said transistors has its base coupled to the collector of the other transistor, e.g. silicon controlled rectifier [SCR] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106—Mode locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06203—Transistor-type lasers

Abstract

PURPOSE: A high voltage pulse control device for an Nd YAG laser applying an IGBT device is provided to maximize energy efficiency by reducing voltage and time for the next oscillation. CONSTITUTION: A laser power supply unit(200) charges electric energy corresponding to output energy to a condenser. A condenser(300) supplies electric energy to an IGBT device(400). The IGBT device receives on signal and off signal of a controller unit and discharges the charged electric energy. A laser lamp(500) converts the charged electric energy into optical energy. An on variable delay module(110) receives an on-signal of a central control module and determines an on time of a Q-switch(600) proportional to a preset lasing time. An off variable delay module(120) switches off after emission of electrons to the off-time of the IGBT device at the Q-switch is on in the range that the Q-switch on is able to be varied. The controller unit includes a central control module. The central control module transmits an on signal to the IGBT device and the variable delay module, transmits an on signal to the Q-switch and transmits an off signal to the IGBT device after transmitting a signal to the off variable delay module. [Reference numerals] (110) On variable delay module; (120) Off variable delay module; (130) Memory unit; (140) Central control unit; (200) Laser power supply unit; (300) Condenser; (400) IGBT device; (500) Laser lamp;

Description

아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치{ND-YAG LASER High Pulse Controll device with IGBT.} ND-YAG LASER High Pulse Controll device with IGBT.

본 발명은 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 컨트롤러부에서 아이지비티 소자의 온오프제어와 큐스위치의 온제어를 통한 축전기에 남아 있는 레이저 출력 에너지를 이용하여 다음 발진을 위한 전압과 시간을 단축하여 에너지 효율을 극대화시키기 위한 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-pressure pulse control device for an endagazine laser to which the idle element is applied. More specifically, the controller outputs the laser output energy remaining in the capacitor through the on-off control of the idle element and the on-control of the cue switch. The present invention relates to a high-voltage pulse control device for endiyag laser using an idle device for maximizing energy efficiency by shortening the voltage and time for the next oscillation.

종래의 고압 펄스 레이저 제어장치는 거의 대부분 SCR 소자를 사용한 고압출력 방식을 사용하고 있었다.Conventional high voltage pulse laser controllers have mostly used high voltage output methods using SCR devices.

특히, 본 발명과 관련 있는 ND : YAG 타입의 레이저는 모두 SCR 소자를 사용하고 있다.In particular, all of the ND: YAG type lasers related to the present invention use SCR elements.

따라서, 본 발명은 SCR 소자의 단점을 해결하고자 아이지비티 소자를 적용하게 된다.Therefore, the present invention is applied to the idle device to solve the disadvantage of the SCR device.

상기한 아이지비티(IGBT) 소자와 SCR 소자에 대하여 설명하도록 하겠다.The above-described IGBT device and SCR device will be described.

상기 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 소자는 1950년대에 개발한 소자이며, 전류펄스 구동 방식을 채택하고 있으며, 온은 가능하나 자체적인 오프가 불가능한 단점이 있으며, 단락시 파괴되는 문제점과 제품 출시는 정지된 상태이다.The SCR (Silicon Controlled Rectifier) device is a device developed in the 1950s, adopts a current pulse driving method, and can be turned on by itself, but cannot be turned off by itself. It is a state.

반면에 상기한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 소자는 1980년대에 개발한 소자이며, 전압 구동 방식을 채택하고 있으며, 온오프가 가능하며, 단락보호가 가능하며, 제품이 지속적으로 출시되고 있는 상태이다.On the other hand, the Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) device, which was developed in the 1980s, adopts a voltage driving method, can be turned on and off, can be short-circuit protected, and products are continuously released. .

아이지비티(IGBT) 소자와 SCR 소자의 비교할 수 없는 첫번째 이유는 스위칭 속도의 차이이다.The first non-comparable reason between IGBT and SCR devices is the difference in switching speed.

즉, 스위칭속도란 소자를 온오프하는데 걸리는 시간을 의미하는데, 시간이 많이 걸릴수록 소자의 손실이 증가하여 각 소자에는 가능한 최대 스위칭 주파수가 정해져 있다.In other words, the switching speed means the time taken to turn the device on and off. As the time increases, the loss of the device increases, and the maximum switching frequency is determined for each device.

IGBT 소자는 스위칭 속도에서 SCR 소자보다 10 배 이상 빠르며, 작은 용량의 IGBT 소자인 경우에는 최대 200kHz까지 스위칭이 가능하다.IGBT devices are more than 10 times faster than SCR devices in switching speeds and can switch up to 200kHz for smaller IGBT devices.

이에 IGBT 소자는 제어회로 펄스 주기를 그대로 IGBT의 동작주파수에 실현시킬수 있으며, IGBT가 가지는 고유의 동작주파수는 SCR 소자보다 훨씬 높으므로, 회로 동작 주파수를 임의로 높일 수 있으며, 빠른 응답 특성을 가진다. Accordingly, the IGBT element can realize the control circuit pulse period as it is at the operating frequency of the IGBT. Since the inherent operating frequency of the IGBT is much higher than that of the SCR element, the IGBT element can arbitrarily increase the circuit operating frequency and have a fast response characteristic.

아이지비티(IGBT) 소자와 SCR 소자의 두번째 차이는 SCR 소자는 자체적인 오프가 불가능하다는 것이다.The second difference between an IGBT device and an SCR device is that the SCR device cannot be turned off by itself.

즉, SCR 소자에서는 소자를 파괴할 수 있을 정도의 과전류가 검출되어도 보호회로를 동작시킬 수 없다는 의미가 되어 잦은 파괴의 원인이 된다.That is, in the SCR device, even if an overcurrent enough to destroy the device is detected, it means that the protection circuit cannot be operated, which causes frequent destruction.

반면에 아이지비티(IGBT) 소자는 약 10 ㎲ 정도의 단락에서도 소자가 파괴되지 않으며, 이때 정격 전류의 여러 배에 해당하는 큰 전류가 흘러도 10 ㎲ 이내에 보호 회로를 동작시키면 소자는 안전하게 보호되는 것이다.On the other hand, an IGBT device does not destroy the device in a short circuit of about 10 mA, and if the protection circuit is operated within 10 mA even when a large current corresponding to several times the rated current flows, the device is protected.

상기 특징에 의해 아이지비티(IGBT) 인버터가 고장이 적어지게 되는 것이다.Due to the above characteristics, the IGBT inverter has less trouble.

다음은 아이지비티(IGBT) 소자와 SCR 소자의 특성을 대비하도록 하겠다.Next, I will contrast the characteristics of IGBT devices and SCR devices.

도 1a에 도시한 바와 같은 SCR 소자의 축전기에 레이저에 공급할 양을 저장하고 있다가 해당 양만 출력시키는 방식으로 큐스위치 오프가 불가능하다.It is impossible to switch off the cue by storing an amount to be supplied to the laser in the capacitor of the SCR element as shown in FIG. 1A and outputting only the amount.

반면에 도 2a에 도시한 바와 같은 아이지비티(IGBT) 소자는 큐스위치 오프가 가능하다.On the other hand, the IGBT element as shown in FIG. 2A can be switched off.

또한, 도 1b에 도시한 바와 같은 SCR 소자는 어두운 영역인 40%를 레이저 사용시 버리게 되며, 한번 레이저 출력시 턴오프되기 전까지 완전 방전되게 된다.In addition, the SCR device as shown in FIG. 1B discards 40% of the dark area when the laser is used, and is completely discharged before being turned off at the laser output.

반면에 도 2b에 도시한 바와 같은 아이지비티(IGBT) 소자는 큐스위치 제어가 가능하여 전체 에너지 소모가 가능한 장점이 있다.On the other hand, the IGBT device as shown in Figure 2b has the advantage that the total energy consumption can be controlled by the cue switch.

또한, 도 1c에 도시한 바와 같은 SCR 소자는 완전 방전까지 떨어져야 재충전이 가능하지만, 도 2c에 도시한 바와 같은 아이지비티(IGBT) 소자는 버려지는 에너지 40%를 절감할 수 있게 된다.In addition, the SCR device as shown in FIG. 1C can be recharged until it is completely discharged, but the IGBT device as shown in FIG. 2C can save 40% of discarded energy.

따라서, 본 발명에서는 상기한 SCR 소자의 단점을 극복하고자 아이지비티(IGBT) 소자를 엔디야그 레이저에 적용하여 고압 펄스를 제어하는 기술을 제안하게 되었다.
Accordingly, in order to overcome the disadvantages of the SCR device, the present invention proposes a technique of controlling a high-voltage pulse by applying an IGBT device to an endigag laser.

없음.none.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 1목적은, 컨트롤러부에서 아이지비티 소자의 온오프제어와 큐스위치의 온제어를 통한 축전기에 남아 있는 레이저 출력 에너지를 이용하여 다음 발진을 위한 전압과 시간을 단축하여 에너지 효율을 극대화시키도록 하는데 있다.
The first object of the present invention for solving the above problems is to use the laser output energy remaining in the capacitor through the on-off control of the idle element and the control of the cue switch in the controller unit to determine the voltage and time for the next oscillation. It is to shorten the energy efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결수단을 제시하고자 한다.It is intended to suggest a solution of the present invention for achieving the above object.

본 발명인 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치는,The high-pressure pulse control apparatus for endagazine laser to which the present invention element is applied,

출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기에 충전시키는 레이저전원부(200);A laser power supply unit 200 for charging the capacitor with electrical energy corresponding to the output energy;

아이지비티(IGBT) 소자에 전기에너지를 공급하기 위한 축전기(300);A capacitor 300 for supplying electrical energy to an IGBT device;

컨트롤러부의 온신호와 오프신호를 제공받아 충전된 전기에너지를 방출하는 아이지비티(IGBT)소자(400);An IGBT device 400 which receives the ON signal and the OFF signal of the controller unit and emits charged electric energy;

충전된 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(500);A laser lamp 500 for converting charged electrical energy into light energy;

중앙제어모듈의 온 신호를 수신받아 설정된 공진 시간에 비례하여 큐스위치(600) 온 시점을 결정하는 온가변지연모듈(110),On variable delay module 110 for receiving the on signal of the central control module to determine the on time of the cue switch 600 in proportion to the set resonance time,

큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간과 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점까지 오프시키기 위한 오프가변지연모듈(120),Off-variable delay module 120 for turning off the cue switch on and the off time to the IGBT device off after the electron emission from the cue switch on time,

아이지비티(IGBT) 소자에 온 신호 및 온가변지연모듈에 온신호를 전송하며, 큐스위치에 온신호를 전송하고, 오프가변지연모듈에 신호를 전송한 후에 아이지비티(IGBT) 소자에 오프신호를 전송하기 위한 중앙제어모듈(140)을 포함하여 구성되는 컨트롤러부(100);를 포함한다.
Transmit the ON signal to the IGBT device and the ON signal to the ON variable delay module, the ON signal to the QSwitch, and the OFF signal to the IGBT device after transmitting the signal to the OFF variable delay module. And a controller unit 100 including a central control module 140 for transmitting.

본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.The present invention has the following effects.

컨트롤러부에서 아이지비티 소자의 온오프제어와 큐스위치의 온제어를 통한 축전기에 남아 있는 레이저 출력 에너지를 이용하여 다음 발진을 위한 전압과 시간을 단축하여 에너지 효율을 극대화시키게 된다.
The controller unit uses the laser output energy remaining in the capacitor through the on / off control of the idle device and the on control of the cue switch to maximize the energy efficiency by shortening the voltage and time for the next oscillation.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 SCR 소자를 나타낸 예시도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에서 적용하는 IGBT 소자를 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치의 특성 그래프.1A to 1C are exemplary views showing a conventional SCR device.
2a to 2c is an exemplary view showing an IGBT device applied in the present invention.
Figure 3 is an overall configuration diagram of the high-pressure pulse control device for endiyag laser to which the idle element according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a characteristic graph of the high-pressure pulse control device for endiyag laser to which the idle element according to an embodiment of the present invention.

상기와 같은 해결수단을 당업자가 실시할 수 있도록 첨부한 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치의 전체 구성도이다.3 is an overall configuration diagram of a high-pressure pulse control apparatus for endiyag laser to which the idle element according to an embodiment of the present invention is applied.

도 3에 도시한 바와 같이, 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치는,As shown in FIG. 3, the high-pressure pulse control apparatus for endagazine laser to which an idle element is applied,

출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기에 충전시키는 레이저전원부(200);A laser power supply unit 200 for charging the capacitor with electrical energy corresponding to the output energy;

아이지비티(IGBT) 소자에 전기에너지를 공급하기 위한 축전기(300);A capacitor 300 for supplying electrical energy to an IGBT device;

컨트롤러부의 온신호와 오프신호를 제공받아 충전된 전기에너지를 방출하는 아이지비티(IGBT)소자(400);An IGBT device 400 which receives the ON signal and the OFF signal of the controller unit and emits charged electric energy;

충전된 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(500);A laser lamp 500 for converting charged electrical energy into light energy;

중앙제어모듈의 온 신호를 수신받아 설정된 공진 시간에 비례하여 큐스위치(600) 온 시점을 결정하는 온가변지연모듈(110),On variable delay module 110 for receiving the on signal of the central control module to determine the on time of the cue switch 600 in proportion to the set resonance time,

큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간과 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점까지 오프시키기 위한 오프가변지연모듈(120),Off-variable delay module 120 for turning off the cue switch on and the off time to the IGBT device off after the electron emission from the cue switch on time,

아이지비티(IGBT) 소자에 온 신호 및 온가변지연모듈에 온신호를 전송하며, 큐스위치에 온신호를 전송하고, 오프가변지연모듈에 신호를 전송한 후에 아이지비티(IGBT) 소자에 오프신호를 전송하기 위한 중앙제어모듈(140)을 포함하여 구성되는 컨트롤러부(100);를 포함하여 구성하게 된다.Transmit the ON signal to the IGBT device and the ON signal to the ON variable delay module, the ON signal to the QSwitch, and the OFF signal to the IGBT device after transmitting the signal to the OFF variable delay module. And a controller unit 100 including a central control module 140 for transmission.

상기 아이지비티(IGBT)소자(400)는 컨트롤러부의 온신호와 오프신호를 제공받아 충전된 전기에너지를 방출하게 된다.The IGBT device 400 receives the on signal and the off signal of the controller to emit charged electric energy.

본 발명의 핵심적인 컨트롤러부(100)는 온가변지연모듈(110), 오프가변지연모듈(120), 중앙제어모듈(140) 및 메모리부(130)를 포함하여 구성하게 된다.The core controller unit 100 of the present invention includes an on-variable delay module 110, an off-variable delay module 120, a central control module 140, and a memory unit 130.

상기 온가변지연모듈(110)은 중앙제어모듈의 온 신호를 수신받아 설정된 공진 시간에 비례하여 큐스위치(600) 온 시점을 결정하는데, 설정된 공진 시간은 상기 메모리부에 저장하게 되며, 공진 시간을 설정하는 이유는 축전된 에너지가 빛에너지로 바뀌는 시점부터 150 ㎲ 내지 250 ㎲ 사이에서 설정하게 되고, 램프 특성과 공진기의 특성에 따라 큐스위치의 온 시간은 가변될 수 있기 때문에 공진 시간을 현장 상황에 맞게 설정하게 된다.The on-variable delay module 110 receives the on signal of the central control module and determines the on time of the cue switch 600 in proportion to the set resonance time. The set resonance time is stored in the memory unit, and the resonance time is stored in the memory unit. The reason for setting is set between 150 ㎲ to 250 부터 from the time when the stored energy is changed to light energy, and the ON time of the cue switch may vary according to the characteristics of the lamp and the resonator, so that the resonance time may be changed to the field situation. Will be set accordingly.

상기 오프가변지연모듈(120)은 큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간과 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점까지 오프시키기 위한 기능을 수행하게 되는데, 큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간(150 ㎲ 내지 250 ㎲)은 도 4의 a~b 구간을 의미하며, 큐스위치 온 시점은 도 4의 b지점이 되며, 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점은 d지점을 의미하게 된다.The off-variable delay module 120 performs a function for turning off the interval between the cue switch on and the off time of the IGBT element after electron emission from the cue switch on time, and the cue switch on is variable. The possible interval (150 250 to 250 ㎲) refers to the a to b section of FIG. 4, the cue switch on time point is point b of FIG. 4, and the IGBT element off time point is point d. do.

상기 중앙제어모듈(140)은 아이지비티(IGBT) 소자에 온 신호 및 온가변지연모듈에 온신호를 전송하며, 큐스위치에 온신호를 전송하고, 오프가변지연모듈에 신호를 전송한 후에 아이지비티(IGBT) 소자에 오프신호를 전송하기 위한 전반적인 신호 흐름을 제어하게 된다.The central control module 140 transmits an ON signal to an IGBT element and an ON signal to an ON variable delay module, transmits an ON signal to a cue switch, and transmits an ID signal to an OFF variable delay module. It controls the overall signal flow for sending off signals to the (IGBT) device.

즉, 아이지비티(IGBT) 소자에 온 신호를 송출한 후, 온가변지연모듈에 온신호를 전송하여 축전된 에너지가 빛에너지로 바뀌는 시점부터 150 ㎲ 내지 250 ㎲ 사이를 경과하고 난 후에 큐스위치에 온신호를 전송하며, 오프가변지연모듈에 신호를 보내게 되면 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점(5 ㎲ 내지 50 ㎲까지)이 경과하고 난 후에 아이지비티(IGBT) 소자에 오프신호를 전송하게 되는 것이다.That is, after the ON signal is sent to the IGBT element, the ON signal is transmitted to the ON variable delay module, and then 150 kV to 250 kV elapses from the time when the stored energy is changed to light energy. When the signal is sent to the off-variable delay module, the IGBT is turned off after the IGBT element off time (from 5 ㎲ to 50)) elapses after electron emission at the time of cue switch on. Off signal is sent to the device.

삭제delete

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치의 특성 그래프이다.Figure 4 is a characteristic graph of the high-pressure pulse control device for endiyag laser to which the idle element according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, a~d 구간은 아이지비티 소자의 온 구간이며, b~c 구간은 큐스위치 온구간이며, a~b 구간은 큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간이며, b~d 구간은 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점(5 ㎲ 내지 50 ㎲까지)까지의 구간이다.As illustrated in FIG. 4, sections a to d are on sections of the idle element, sections b to c are cue switches on sections, and sections a to b are sections where cue switches on can be varied, and b to The period d is a period from the cue switch on point to the IGBT element off point (from 5 mW to 50 mW) after electron emission.

상기 a는 아이지비티 소자 온 시점, b는 큐스위치 온시점, c는 큐스위치 오프시점, d는 아이지비티 소자 오프 시점을 의미하게 된다.Where a is an idle device on time, b is a cue switch on time, c is a cue switch off time, and d is an idle device off time.

그래프의 d 시점 이후의 레이저 에너지 절감양은 약 40% 정도가 남아있어서 효율이 높다.After the point d in the graph, the laser energy savings remain about 40%, indicating high efficiency.

왜냐하면, 종래의 SCR 소자은 완전 방전 상태에서 1,000V 까지 재충전해야 하기 때문에 효율이 떨어지고, 시간도 많이 소요되지만 아이지비티 소자 및 컨트롤러부를 통한 온/오프 제어는 약 40% 정도가 남아있어서 수치적으로 400V ~ 1,000V까지만 충전하므로 효율이 현저하게 상승하고, 충전 시간도 절약되는 더 나은 효과를 발휘하게 된다.Because the conventional SCR device needs to be recharged up to 1,000V in a fully discharged state, efficiency is low and time consuming, but the on / off control through the idle device and the controller unit remains about 40%, and is 400V ~ Only charging up to 1,000V results in a significant increase in efficiency and saves charging time.

결국, 본 발명에 의하면, 컨트롤러부에서 아이지비티 소자의 온오프제어와 큐스위치의 온제어를 통한 축전기에 남아 있는 레이저 출력 에너지를 이용하여 다음 발진을 위한 전압과 시간을 단축하여 에너지 효율을 극대화시키게 된다.After all, according to the present invention, by using the laser output energy remaining in the capacitor through the on-off control of the idle element and the on-control of the cue switch in the controller unit to shorten the voltage and time for the next oscillation to maximize the energy efficiency do.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 한하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있으며, 그 내용이 본 발명의 권리에 포함되는 것은 당연하다 할 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention may be variously implemented within the scope not departing from the technical idea of the present invention, and it will be obvious that the contents are included in the rights of the present invention.

100 : 컨트롤러부
110 : 온가변지연모듈
120 : 오프가변지연모듈
130 : 메모리부
140 : 중앙제어모듈
200 : 레이저전원부
300 : 축전기
400 : 아이지비티(IGBT)소자
500 : 레이저램프
600 : 큐스위치100: controller
110: variable temperature delay module
120: off variable delay module
130: memory unit
140: central control module
200: laser power supply
300 capacitor
400: IGBT device
500: laser lamp
600: Cue switch

Claims (4)

엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치에 있어서,
출력되는 에너지에 대응되는 전기에너지를 축전기에 충전시키는 레이저전원부(200);
아이지비티(IGBT) 소자에 전기에너지를 공급하기 위한 축전기(300);
컨트롤러부의 온신호와 오프신호를 제공받아 충전된 전기에너지를 방출하는 아이지비티(IGBT)소자(400);
충전된 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 레이저램프(500);
중앙제어모듈의 온 신호를 수신받아 설정된 공진 시간에 비례하여 큐스위치(600) 온 시점을 결정하는 온가변지연모듈(110),
큐스위치 온이 가변할 수 있는 구간과 큐스위치 온 시점에서 전자 방출 후 아이지비티(IGBT) 소자 오프 시점까지 오프시키기 위한 오프가변지연모듈(120),
아이지비티(IGBT) 소자에 온 신호 및 온가변지연모듈에 온신호를 전송하며, 큐스위치에 온신호를 전송하고, 오프가변지연모듈에 신호를 전송한 후에 아이지비티(IGBT) 소자에 오프신호를 전송하기 위한 중앙제어모듈(140)을 포함하여 구성되는 컨트롤러부(100);를 포함하여 구성되되,
상기 온가변지연모듈(110)의 공진 시간은,
150 ㎲ 내지 250 ㎲ 사이에서 설정하며, 램프 특성과 공진기의 특성에 따라 큐스위치의 온 시간은 가변될 수 있는 것을 특징으로 하며,
상기 아이지비티(IGBT)소자(400)가 온 되면,
온가변지연모듈의 동작에 의해 150 ㎲ 내지 250 ㎲ 시간이 경과된 후 큐스위치에 온 신호를 전송하고, 오프가변지연모듈의 동작에 의해 5 ㎲ 내지 50 ㎲ 시간이 경과된 후 아이지비티(IGBT)소자에 오프 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 아이지비티 소자를 적용한 엔디야그 레이저용 고압 펄스 제어장치.In the high-pressure pulse control device for endiyag laser,
A laser power supply unit 200 for charging the capacitor with electrical energy corresponding to the output energy;
A capacitor 300 for supplying electrical energy to an IGBT device;
An IGBT device 400 which receives the ON signal and the OFF signal of the controller unit and emits charged electric energy;
A laser lamp 500 for converting charged electrical energy into light energy;
On variable delay module 110 for receiving the on signal of the central control module to determine the on time of the cue switch 600 in proportion to the set resonance time,
Off-variable delay module 120 for turning off the cue switch on and the off time to the IGBT device off after the electron emission from the cue switch on time,
Transmit the ON signal to the IGBT device and the ON signal to the ON variable delay module, the ON signal to the QSwitch, and the OFF signal to the IGBT device after transmitting the signal to the OFF variable delay module. It is configured to include; the controller unit 100, including a central control module 140 for transmitting;
The resonance time of the ON variable delay module 110,
It is set between 150 kHz to 250 kHz, characterized in that the on time of the cue switch can be varied according to the characteristics of the lamp and the resonator,
When the IGBT device 400 is turned on,
After 150 ㎲ to 250 ㎲ time has elapsed by the operation of the ON variable delay module, the ON signal is transmitted to the cue switch, and after 5 ㎲ to 50 ㎲ time has elapsed due to the operation of the OFF variable delay module, IGBT A high-voltage pulse control device for endiyag laser to which an idle element is transmitted, which transmits an off signal to the element. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120100850A 2012-09-12 2012-09-12 Nd-yag laser high pulse controll device with igbt KR101254246B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100850A KR101254246B1 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Nd-yag laser high pulse controll device with igbt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100850A KR101254246B1 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Nd-yag laser high pulse controll device with igbt

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101254246B1 true KR101254246B1 (en) 2013-04-12

Family

ID=48443068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120100850A KR101254246B1 (en) 2012-09-12 2012-09-12 Nd-yag laser high pulse controll device with igbt

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101254246B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102052922B1 (en) 2019-08-13 2019-12-11 (주)블루코어컴퍼니 High energy output breaker for long pulsed laser device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0864892A (en) * 1994-08-26 1996-03-08 Komatsu Ltd Charge and discharge apparatus for discharge-pumped laser
US20070282314A1 (en) * 2005-06-25 2007-12-06 Lynton Lasers Ltd. Dermatological treatment apparatus
US20080291947A1 (en) 2005-11-14 2008-11-27 David Legge Laser Arrangements and Methods
KR20090033787A (en) * 2007-10-01 2009-04-06 도오쿄 인스티튜드 오브 테크놀로지 Method of generating extreme ultraviolet light and light source apparatus of the extreme ultraviolet light

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0864892A (en) * 1994-08-26 1996-03-08 Komatsu Ltd Charge and discharge apparatus for discharge-pumped laser
US20070282314A1 (en) * 2005-06-25 2007-12-06 Lynton Lasers Ltd. Dermatological treatment apparatus
US20080291947A1 (en) 2005-11-14 2008-11-27 David Legge Laser Arrangements and Methods
KR20090033787A (en) * 2007-10-01 2009-04-06 도오쿄 인스티튜드 오브 테크놀로지 Method of generating extreme ultraviolet light and light source apparatus of the extreme ultraviolet light

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102052922B1 (en) 2019-08-13 2019-12-11 (주)블루코어컴퍼니 High energy output breaker for long pulsed laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007323915A (en) Power-supply unit and high-frequency circuit system
CN109391006A (en) Energy supply circuit and laser radar apparatus
JP6291111B2 (en) Solar inverter
US9584109B2 (en) Voltage regulator and resonant gate driver thereof
CN113922475A (en) Microsecond microwave pulse driving power supply and working method thereof
CN105939104B (en) A kind of circuit reducing electromagnetic interference by adjusting pulse and increase peak power
KR101254246B1 (en) Nd-yag laser high pulse controll device with igbt
JP2017225328A (en) Device and method for protecting dc source
CN101924490B (en) Inductive energy-storage microsecond-grade high-power pulse current source
JP6295268B2 (en) Semiconductor drive device
CN110518789B (en) Soft switching circuit and power electronic equipment
CN105351161A (en) Hall electric propulsion engine cathode pulse voltage ignition power source and method
CN107124090B (en) Fast driving circuit applied to high-voltage solid-state switch and high-voltage solid-state switch
CN102468825A (en) Realization method of optocoupler drive-based broad impulse grid control modulator
US5155415A (en) High voltage driver for gas discharge lamps
US9755434B2 (en) High speed charge control for power switching devices
CN212181012U (en) Pulse type laser driving circuit and laser radar
CN109686637B (en) Cathode pulse modulation device and method for focusing electrode control traveling wave tube
KR101304525B1 (en) Power supply having variable pulse width for pulsed laser
KR100792579B1 (en) Flash module having automatic discharging control unit
CN110492440B (en) Soft start protection circuit for high-power topology control
CN217825418U (en) Lamp tube trigger circuit and phototherapy instrument
KR101177554B1 (en) Start-up circuit for power supply
SU1744772A1 (en) Method of turn-off of blanked thyristor
CN104466667A (en) Low-power-consumption, large-current and high-frequency LD pulse drive circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131230

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190430

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200305

Year of fee payment: 8