JPH0468583A

JPH0468583A - イオンレーザ装置

Info

Publication number: JPH0468583A
Application number: JP18205390A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Hiroshima; 広島　正明
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-04

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】〔産業上の利用分野〕本発明はイオンレーザ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のイオンレーザ装置は、第２図に示すように、イオ
ンレーザ管と、イオンレーザ管に電力を供給する駆動装
置から構成されている。駆動装置は、整流回路２と、ス
タータ回路（またはトリガー回路）と、イオンレーザ管
に流れる放電電流制御用トランジスタとから成り、イオ
ンレーザ管３に印加される電圧（電力〉をスターター回
路またはトリガー回路と呼ばれる回路に供給し、そのス
ターター回路により高電圧を発生させ、イオンレーザ管
に高電圧を印加する方式である。

次に、動作について説明する。

整流回路２により直流出力がイオンレーザ管３に供給さ
れ、さらに、放電電流制御用のパワートランジスタ４が
導通状態になると、イオンレーザ管３は、整流回路２の
直流出力が印加されることになる。この印加電圧により
、スターター回路内のツェナーダイオード３５に電流が
流れ、スターター回路の回路電流または電圧を供給する
。それにより、プログラマブルユニシャンクショントラ
ンジスタ（以下ＰＵＴと略す）４１および、そのＰＵＴ
４１に付帯する抵抗３７，３９．４０及びコンデンサ３
８によって、まず、低電圧のトリガ信号を発生させ、そ
のトリガ信号によりサイリスタ４３を駆動する。一方、
整流回路２の直流出力の印加により抵抗４４を通して、
コンデンサ４５に電荷が蓄積されている。前記サイリス
タ４３が導通状態になると、トランス４６の巻線ａ−ｂ
間にコンデンサ４５に蓄積されていた電荷が流れ、巻線
ｂ−ｃ間に高電圧を誘起させる。この誘起電圧を高圧コ
ンデンサ４７に充電し、高圧コンデンサ４７の両端電圧
がある一定電圧に達すると、スパークギャップ４８のギ
ャップ間にスパークが発生し、イオンレーザ管３に高電
圧パルスが印加される。この高電圧パルスは、チョーク
コイル４９によって整流回路への流出を阻止される。高
電圧パルスにより放電を開始したイオンレーザ管３はイ
ンピーダンスが低下し、アノード−カソード間の電圧が
スターター回路の動作電圧よりも低下することにより、
スターター回路は動作を停止し、その後はパワートラン
ジスタ４により放電電流が制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来のスタータ一方式の場合、イオンレーザ管に、
高電圧のパルスを印加する必要があるので、イオンレー
ザ管のアノードに近いところに駆動装置を配置し、高電
圧パルスの減衰を可能な限り小さくする必要があった。

さらに、高電圧パルスがＤＣ電源側に流入するのを阻止
するためのチョークコイルが、放電電流が大きいために
外形も大きくなり、イオンレーザ装置内部に取り付ける
場合に、ある空間を占めるので、イオンレーザ装置を小
型化する場合に、障害となること等の問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のイオンレーザ装置は、交流入力を整流、平滑し
て放電電流となる直流出力を出力する整流回路と、放電
電流を流し、レーザ発振を引き起こすイオンレーザ管と
、イオンレーザ管に流れる放電電流を制御するパワート
ランジスタと、放電電流を検出する抵抗と、検出用の抵
抗からの信号及び、その他のフィードバック信号により
、前記パワートランジスタを駆動する駆動回路と、放電
電流が最低設定値を越えたことを検出する放電開始検出
回路と、その検出回路によって駆動される電流リレーと
、前記整流回路の直流出力が立上がった後、ある一定時
間後に次に述べる回路に電力を供給する遅延回路と、そ
の電力によりある周期毎に低電圧のトリガ信号を発生す
る低電圧トリガ発生回路（スイッチング制御回路）と、
その低電圧トリガ信号により駆動されるスイッチング回
路と、前記整流回路の直流出力の一部を蓄積する充電回
路と、その蓄積した電荷を前記サイリスタによってその
一時巻線を軽由して放電されるトランスとそのトランス
の高圧二次出力を整流し、その高電圧を主放電回路のイ
オンレーザ管のアノード側へ印加する高圧ダイオードと
、その高電圧が前記整流回路へ流入することを阻止する
高圧ダイオードと、イオンレーザ管のアノード側に印加
された高電圧を一部蓄積する高圧コンデンサを有してい
る。

〔実施例１〕次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。

交流電圧源１を整流回Ｆｌ＠２で平滑し、高圧ダイオー
ド７を通してイオンレーザ管３に供給され、パワートラ
ンジスタ４によってその放電電流が制御される。抵抗５
は放電電流検出用である。

整流回路２の直流出力が立上がると、抵抗９とコンデン
サ１０により決定される時間の後にサイリスタ８が導通
となり抵抗１１を通してツェナーダイオード１２に供給
され、そのツェナー電圧に保持される。抵抗１３と抵抗
１４の分圧電圧はＰＵＴ１７のゲート電圧となり、ＰＵ
Ｔ１７のアノードは抵抗１５とコンデンサ１６の中点に
接続され、コンデンサ１６の電圧すなわちＰＵＴ１７の
アノード電圧がゲート電圧よりも高くなるとＰＵＴ１７
か導通となり、ダイオード１つを通してサイリスタ２０
のゲートに低電圧トリガーが供給される。抵抗２１を通
してコンデンサ２２に蓄積されたサイリスタ２０が導通
となることによってトランス２３の一時巻線を流れ、ト
ランス２３の一次巻線に高電圧が誘起される。誘起され
た高電圧は、高圧ダイオード２４を通してイオンレーザ
管３のアノード側に印加され、また、高圧コンデンサ２
５に蓄積される。この高電圧は、高圧ダイオード７によ
って、整流回路２側への流入が阻止され、イオンレーザ
管３のアノード側にのみ印加される。トランス２３から
の高電圧の供給により、イオンレーザ管３のアノード電
圧は上昇するがある電圧に到達するとイオンレーザ管３
のアノード−カソード間に電流が流れ、放電を開始する
。放電電流は、パワートランジスタ４により制御される
か、放電電流が流れると抵抗５の両端に電圧が発生し、
その電圧が、基準電圧源２８と、抵抗２６．２７により
決定される電圧よりも高くなると、比較増幅器２９が正
の電圧を出力し、ダイオード３０を通して電流リレー３
１を駆動する。電流リレー３１のＡ接点（常時開）３１
ａは、ツェナーダイオード１２に並列に設置され、放電
電流が流れ始めると、最終的にトランス２３の駆動を停
止し、高電圧の発生が停止し、通常の放電電流が連続的
に流れる。

〔実施例２〕第２の実施例は、第３図に示す様に、スイッチング回路
、スイッチング制御回路、高圧発生回路の構成が先の実
施例と異なっている。その他は実施例１と同じ（図示省
略）である。第１の実施例の高電圧の発生回路において
、整流回路２の直流出力が立上り後に動作する矩形電圧
発生回路５０により、スイッチングトランジスタ５１を
駆動することにより、トランス５２の一次電流をＯＮ−
ＯＦＦＬ、トランス５２の二次巻線に交流電圧と誘起さ
せて複数の高圧ダイオード５３．５４．５５および高圧
コンデンサ５６，５７．５８で構成される倍電圧回路に
より高電圧を発生し、イオンレーザ管のアノードに高電
圧を印加する。

この方式によると、トランス５２のまわりの回路は多少
複雑にはなるが、トランス５２の二次巻線電圧を低く設
計できるので、トランスの構造を簡素にでき、またトラ
ンスの信頼性も高めることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、イオンレーザ管の放電開
始を誘発する高電圧トリガの印加方法に関して直流的な
高電圧を印加する方式としたので、高電圧の発生源をイ
オンレーザ管の近くに設置する必然性がなくなり、イオ
ンレーザ装置の小型化に寄与するとともに、設計の自由
度が改善されるという効果がある。

さらに従来の方式ではスパークにより、高周波の高電圧
トリガを発生させていたので、スパーク時の電磁放射ノ
イズの問題も懸念されていたが、その点も改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は本発明の一実施例の回路図、第２図は
従来の回路図である。１・・・交流電圧源、２・・・整流回路、３・・・イオ
ンレーザ管、４・・・パワートランジスタ、５・・・抵
抗、７・・・高圧ダイオード、８・・・サイリスタ、９
・・・抵抗、１０・・・コンデンサ、１１・・・抵抗、
１２・・・ツェナーダイオード、１３，１４．１５・・
・抵抗、１６・・・コンデンサ、１７・・・プログラマ
ブルユニシャンクショントランジスタ（ＰＵＴ）、１９
・・・ダイオード、２０・・・サイリスタ、２１・・・
抵抗、２２・・・コンデンサ、２３・・・トランス、２
４・・・高圧ダイオード、２５・・・高圧コンデンサ、
２６．２７・・・抵抗、２８・・・基準電圧源、２９・
・・比較増幅器、３０・・・ダイオード、３１・・・電
流リレー、３５・・・ツェナーダイオード、３７・・・
抵抗、３８・・・コンデンサ、３９．４０・・・抵抗、
４１・・・ＰＵＴ、４２・・・ダイオード、４３・・・
サイリスタ、４４・・・抵抗、４５・・・抵抗、４６・
・・トランス、４７・・・高圧コンデンサ、４８・・・
スパークギャップ、４９・・・チョークコイル、５０・
・・矩形電圧発生回路、５１・・・スイッチングトラン
ジスタ、５２・・・トランス、５Ｂ、５４．５５・・高
圧ダイオード、５６，５７．５８・・・高圧コンデンサ
。代理人　弁理士　　内　原　　晋

Claims

【特許請求の範囲】

交流入力を整流・平滑する整流回路と、アノード及びカ
ソードを具備するイオンレーザ管と、イオンレーザ管に
流れる放電電流を制御するパワートランジスタと、放電
電流を検出する検出抵抗と、検出抵抗からの信号および
その他のフィードバック信号により前記パワートランジ
スタを駆動する駆動回路とを少くとも有するイオンレー
ザ装置において、高電圧発生用のトランスと、そのトラ
ンスの一次電流をＯＮ−ＯＦＦするスイッチング回路と
、そのスイッチング回路のスイッチングのタイミングを
制御するスイッチング制御回路と、その制御回路をイオ
ンレーザ管の予熱時間中動作を停止させる遅延回路と、
前記トランスの二時出力を整流する高圧ダイオードと、
イオンレーザ管に印加される高電圧が前記整流回路への
逆流を防止する高圧ダイオードと、放電電流が流れたこ
とを検出し、前記スイッチング制御回路の動作を停止さ
せる停止回路とを備えたことを特徴とするイオンレーザ
装置。