JPH08102647A

JPH08102647A - パルス電源装置

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Publication number: JPH08102647A
Application number: JP6236535A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Usui; 健臼井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: KR960012635A; US5739643A; DE69525407T2; JP2658900B2; EP0705058A1; EP0705058B1; DE69525407D1; KR100301539B1

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ出力波形の制御を容易に行えるとともに
高安定性および高速応答を実現するパルス電源装置を提
供する。【構成】直流電源１の出力を高速で接断する高速スイッ
チング回路２からの出力される電流と閃光管４への印加
電圧とをそれぞれ電流検出回路５および電圧検出回路６
により検出し、それらを乗算回路７において乗算するこ
とによって積値を算出し、その積値に基づいて高速スイ
ッチング回路２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光励起によりパルス発
振を行うレーザ装置において、閃光によってレーザ媒体
を光励起させる閃光管に大電力を印加するパルス電源装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、閃光管から照射される閃光によ
ってレーザ媒体を励起させ、レーザ発振させるパルスレ
ーザ装置では、閃光管に瞬時に大電力を印加することが
必要である。しかしながら、閃光管に対して瞬時に所望
の電力を常時供給できるような電源装置を使用したので
は、パルスレーザ装置自体が非常に大規模なものになっ
てしまい、現実的ではない。そこで、通常、コンデンサ
バンクと呼ばれる大容量のコンデンサ群を用い、時間を
かけて徐々にコンデンサバンクに充電したエネルギを急
速に閃光管に放電することで、その閃光管から強い閃光
を発生させる方法が採られている。

【０００３】一方、このようなパルスレーザ装置の用途
としては、金属材料の溶接加工等がある。このような用
途で良好な加工結果を得るためには、レーザ出力の安定
性および再現性が必要とされる。さらに、加工対象の材
質によっては、接合強度を得る目的や、クラック等が生
じないようにする目的のために、レーザ出力波形を適切
なものに制御することが必要とされる。例えば、加工当
初には、弱いレーザ出力を照射して被加工物を予熱した
のち所定のレーザ出力で加工する場合や、逆に、最初に
所定のレーザ出力で加工したのち、レーザ出力を漸減し
ながら徐冷する場合には、適切なレーザ出力波形に制御
することが重要となる。

【０００４】前述のコンデンサバンクに充電したエネル
ギを急速に閃光管に放電する回路構成では、レーザ媒体
を励起させるための励起エネルギは、閃光管に対する印
加電圧、ひいては、コンデンサバンクの充電電圧によっ
て決まってしまう。したがって、レーザ出力を可変にす
るためには、コンデンサバンクの充電電圧を可変にする
ことが必要とされる。しかしながら、コンデンサバンク
の容量がかなり大きいため、短時間のうちに充電電圧を
変化させることは不可能である。

【０００５】そこで、従来のパルス電源装置では、コン
デンサバンクと閃光管の間に閃光管に対する印加電圧を
変換する手段を挿入することによって、レーザ出力を制
御していた。

【０００６】この従来のパルス電源装置について図１１
を参照して説明する。

【０００７】図１１は、従来のパルス電源装置の構成を
示す図であり、直流電源１は、コンデンサバンク１２を
充電する充電電源１１および閃光管４に対して充電した
エネルギを放電するコンデンサバンク１２とを備える。
高速スイッチング回路２は、外部から入力されるパルス
幅変調（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ以下ＰＷＭとする）信号２０１に基づいて高速ス
イッチングを行うスイッチ素子２１およびこのスイッチ
素子２１がＯＦＦのときに電流が流れるフライホイール
ダイオード２２とを備える。このスイッチ素子２１とし
ては、ＳＣＲ（サイリスタ）、ＧＴＯ（ＧａｔｅＴｕ
ｒｎ−Ｏｆｆ）およびＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ−
ＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等
のような素子自体ではほとんど電力消費されない半導体
スイッチ素子が用いられる。平滑回路３は、リアクトル
３１およびキャパシタ３２を備えており、高速スイッチ
ング回路２の出力を平滑化して閃光管４へ印加する。

【０００８】この様な構成を有する従来のパルス電源装
置では、直流電源１の出力が、高速スイッチング回路２
において、外部から供給される所望のマーク・スペース
比のＰＷＭ信号２０１に応じてスイッチ素子２１により
ＯＮ／ＯＦＦ制御され、次いで、平滑回路３で平滑化さ
れて元の直流電源の電圧よりも低い直流電圧に変換され
た後、この直流電圧が負荷である閃光管４に供給されて
いた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のパルス電源装置
では、外部から供給されるＰＷＭ信号によりマーク・ス
ペース比を変えることによって閃光管への印加電力を可
変することができる。しかしながら、この印加電力は、
コンデンサバンクの充電電圧の変化に対して連動して変
化してしまうという問題点があった。つまり、図１２に
示すように、放電時に時間とともにコンデンサバンクの
充電電圧が低下してしまう場合および直前の放電によっ
て低下したコンデンサバンクの充電電圧が充分に回復さ
れないうちに次の放電を開始する場合には、閃光管への
印加電力が変動することによってレーザ出力が変動して
いた。

【００１０】さらに、回路中にリアクトルおよびキャパ
シタを含んでいるためにパルスの立ち上がり時にリンギ
ングやオーバーシュートを生じ易いという問題点もあっ
た。

【００１１】さらに、マーク・スペース比とレーザ出力
との間には比例的な一定の関係はなく、したがって、所
望のレーザ出力波形を得るためにマーク・スペース比を
どのように制御するかは、熟練ないし試行錯誤によって
決める必要があり、非常に使い難いものであった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のパルス電源装置は、直流電源の出力を、
ＯＮ／ＯＦＦ駆動する高速スイッチング回路およびその
高速スイッチング回路の出力を平滑化する平滑回路を介
して閃光管に供給するパルス電源装置であって、前記高
速スイッチング回路の出力電流を検出する電流検出回路
と、前記閃光管に印加される印加電圧を検出する電圧検
出回路と、前記電流検出回路によって検出される電流と
前記電圧検出回路によって検出される電圧との積を算出
する乗算回路と、前記乗算回路によって算出された積値
にしたがって前記高速スイッチング回路を制御する制御
回路とを備える。

【００１３】このような構成を有する本発明のパルス電
源装置では、高速スイッチング回路の出力電流と閃光管
への印加電圧とをそれぞれ検出し、それらを乗算回路に
おいて乗算することによって算出される積値に基づいて
高速スイッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを制御しているた
めに、レーザ出力の安定性を向上させるとともに、レー
ザ出力の高速の波形制御を容易に行うことができる。

【００１４】例えば、乗算回路から出力される積値と所
望の波形制御信号の振幅とが等しくなるように、高速ス
イッチング回路のＯＮ／ＯＦＦを制御することによっ
て、レーザ出力波形を波形制御信号の波形にほぼ一致さ
せることができる。したがって、波形制御信号の波形を
得たいレーザ出力波形と同様のものとすることによっ
て、所望のレーザ出力波形を容易に得ることができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の第１の実施例について図面を
参照して詳細に説明する。

【００１６】本実施例のパルス電源装置は、高速スイッ
チング回路の出力電流と閃光管への印加電圧との積、つ
まり、電力相当信号を算出し、その電力相当信号が所望
の値となるように高速スイッチング回路のスイッチ素子
のＯＮ／ＯＦＦを制御することによって、レーザ出力の
制御を行うものである。

【００１７】図１は、第１の実施例のパルス電源装置の
構成を示す回路図であり、図１に示す構成のうち、直流
電源、高速スイッチング回路および平滑回路は前述の従
来のパルス電源装置における各構成と同様のものである
ので、重複部分の説明は省略する。

【００１８】電流検出回路５は、高速スイッチング回路
２と平滑回路３との間に直列に接続された微小抵抗値の
シャント抵抗５１と、このシャント抵抗５１の両端の電
位差に基づいて高速スイッチング回路の出力電流を検出
する差動増幅器５２とを備え、高速スイッチング回路２
からの出力電流値を検出し、その電流信号１０１を乗算
回路７に出力する。電流検出回路６は、分圧器６１によ
り閃光管４への印加電圧を検出し、その電圧信号１０２
を乗算回路７に出力する。乗算回路７は、電流検出回路
５によって検出される高速スイッチング回路２の出力電
流信号１０１と電圧検出回路６によって検出される閃光
管４への印加電圧信号１０２との積を算出し、その積値
を電力相当信号１０３として制御回路８に出力する。制
御回路８は、乗算回路７から出力される電力相当信号１
０３に基づいて高速スイッチング回路２に対してスイッ
チ素子２１のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御信号１０４を
出力する。高速スイッチング回路２は、制御回路８から
出力される制御信号１０４にしたがってスイッチング動
作を行う。

【００１９】図２は、本実施例における制御回路の構成
を示す回路図であり、コンパレータ８１は乗算回路７か
ら出力される電力相当信号１０３が予め設定される上限
値ＰＡ以上となる場合にフリップフロップ８３へ信号を
出力する。コンパレータ８２は、乗算回路７から出力さ
れる電力相当信号１０３が予め設定される下限値ＰＢ以
下となる場合にフリップフロップ８３へ信号を出力す
る。フリップフロップ８３は、コンパレータ８１から出
力される信号によってリセットされ、コンパレータ８２
から出力される信号によってセットされ、このフリップ
フロップ８３から出力される制御信号１０４は、高速ス
イッチング回路２のスイッチ素子２１に対して出力され
る。そして、フリップフロップ８３がセットされる場合
には、スイッチ素子２１はＯＮとなり、フリップフロッ
プ８３がリセットされる場合には、スイッチ素子２１は
ＯＦＦとなる。

【００２０】このような構成を備える本実施例のパルス
電源装置の動作について図１から図３を参照して説明す
る。

【００２１】図３は、本実施例の動作を説明する図であ
って、（ａ）はスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を
示し、（ｂ）は、スイッチ素子に流れる電流の波形図を
示し、（ｃ）は、フライホイールダイオードに流れる電
流の波形図を示し、（ｄ）は、リアクトルに流れる電流
の波形図を示し、（ｅ）は、閃光管に印加される電流の
波形図を示し、（ｆ）は、乗算回路から出力される電力
相当信号の波形図を示す。

【００２２】スイッチ素子２１がＯＮの場合、充電電源
１１によりすでに充電された状態にあるコンデンサバン
ク１２から電流が放電され、その電流は、スイッチ素子
２１およびリアクトル３１を経て閃光管４に流れる。こ
の間、図３（ｂ）および（ｄ）に示すように、スイッチ
素子２１およびリアクトル３１に流れる電流は時間とと
もに増加し、したがって、リアクトル３１にはエネルギ
が蓄積されることになる。

【００２３】一方、スイッチ素子２１がＯＦＦの場合に
は、電流は、フライホイールダイオード２２からリアク
トル３１を経て閃光管４に流れる経路に切り替わる。そ
して、その電流は、図３（ｄ）に示すように、リアクト
ル３１に蓄積されたエネルギを消費する形で流れ続け
る。

【００２４】つまり、リアクトル３１に流れる電流は、
図３（ｂ）に示すスイッチ素子２１に流れる電流と図３
（ｃ）に示すフライホイールダイオード２２に流れる電
流とを加算した値であり、その波形図は図３（ｄ）に示
すような波形図となる。また、閃光管４には、平滑回路
３の作用により図３（ｅ）に示す波形のようにリアクト
ル３１に流れる電流が平滑化された後の電流が流れる。
なお、閃光管４への印加電圧は印加電流の平方根に比例
した値となる。

【００２５】他方、乗算回路７では、電流検出回路５に
より検出される高速スイッチング回路２から出力される
電流と電圧検出回路６により検出される閃光管４への印
加電圧との積が算出される。そして、この積値が図３
（ｆ）の実線で示す電力相当信号１０３として制御回路
８に出力される。

【００２６】制御回路８では、図３（ｆ）の点線で示す
上限値ＰＡおよび下限値ＰＢが設定されており、乗算回
路７からの電力相当信号１０３が、上限値ＰＡ以上とな
った場合にスイッチ素子２１をＯＦＦとする制御信号１
０４を、また、下限値ＰＢ以下となった場合にスイッチ
素子２１をＯＮとする制御信号１０４を出力する。

【００２７】制御回路８から出力される制御信号１０４
により図３（ａ）に示す波形が作られてフィードバック
ループが形成される。そこで、高速スイッチング回路２
をＯＮ／ＯＦＦ制御することで図３（ｆ）に示す波形の
ようになる。

【００２８】このように、本実施例では、外部から入力
される外部信号１０５に応じて、閃光管４への電力供給
の開始と停止を行うことにより、上限値ＰＡおよび下限
値ＰＢとして設定された値のほぼ平均値に相当する所望
の電力が閃光管４に供給されることになり、所望のピー
ク出力電力をもったレーザ出力パルスが安定的に得られ
る。

【００２９】また、パルス発振中に上限値ＰＡおよび下
限値ＰＢを所望の値となるように可変制御することによ
り、上限値ＰＡおよび下限値ＰＢの変化に対応した電力
が閃光管４に供給されることになる。したがって、上限
値ＰＡおよび下限値ＰＢを可変制御するだけで、所望の
変化波形を有するレーザ出力パルスを得ることができ
る。

【００３０】さらに、このパルス電源装置では、スイッ
チ素子２１のスイッチング動作の速さでレーザ出力の制
御が行われ、かつ、高速スイッチング回路２の出力電流
と閃光管４への印加電圧との積を一定とするよう制御さ
れている。したがって、印加電圧の立ち上がり／立ち下
がりの遅れがあれば、その遅れを補償するごとく高速ス
イッチング回路２の出力電流が可変制御されるので、よ
り高速な応答を実現できる。

【００３１】図４は、本発明におけるコンデンサバンク
１２の充電電圧の変化と閃光管４への印加電力の変化を
示す図であるが、前述の従来のパルス電源装置と異な
り、充電電圧の変化に左右されず、一定の電力が閃光管
４に供給されていることがわかる。

【００３２】なお、実際のパルス電源回路では、閃光管
４に高電圧パルスを印加して閃光管４の放電の初期点弧
を行うトリガ電源や、閃光管４の微弱放電を持続するた
めにシマー電流供給回路も備えられているが、説明の簡
単化のためにそれらの説明は省略することとする。

【００３３】次に、本発明のパルス電源装置の第２の実
施例について図１および図５を参照して説明する。

【００３４】第２の実施例は、図１で示した前述の第１
の実施例とは制御回路８の構成および動作が異なる。そ
して、本実施例では、外部から入力される波形制御信号
とほぼ同波形のレーザ出力波形を得ることができる。

【００３５】図５は、第２の実施例の制御回路の構成を
示す回路図であり、所望のレーザ出力波形を得るため
に、そのレーザ出力波形と同波形の波形制御信号１０６
をレベルシフト回路８４および８５により、若干その振
幅レベルを増減する。つまり、レベルシフト回路８４
は、波形制御信号１０６の振幅レベルを若干増加させ、
そのレベルを上限値としてコンパレータ８１に出力す
る。また、レベルシフト回路８５は、波形制御信号１０
６の振幅レベルを若干減少させ、そのレベルを下限値と
してコンパレータ８２に出力する。コンパレータ８１は
乗算回路７から出力される電力相当信号１０３とレベル
シフト回路８４から出力される上限値とを比較し、電力
相当信号１０３が上限値以上となった場合に、フリップ
フロップ８３に信号を出力する。コンパレータ８２は乗
算回路７から出力される電力相当信号１０３とレベルシ
フト回路８５から出力される下限値とを比較し、電力相
当信号１０３が下限値以下となった場合に、フリップフ
ロップ８３に信号を出力する。フリップフロップ８３
は、コンパレータ８１から出力される信号によってリセ
ットされ、コンパレータ８２から出力される信号によっ
てセットされ、このフリップフロップの出力制御信号１
０４は高速スイッチング回路２のスイッチ素子２１に対
して出力される。そして、フリップフロップ８３がセッ
トされる場合には、スイッチ素子２１はＯＮとなり、フ
リップフロップ８３がリセットされる場合には、スイッ
チ素子２１はＯＦＦとなる。

【００３６】このように高速スイッチング回路２のスイ
ッチ素子２１がＯＮ／ＯＦＦ制御されるので、レーザ出
力の波形は、制御回路８に入力される波形制御信号１０
６の波形とほぼ一致することになる。例えば、図６
（ａ）に示すような階段状の波形制御信号１０６が制御
回路８に入力された場合のレーザ出力波形は、図６
（ｂ）に示すような波形となり、幾分の応答遅れはある
ものの、その波形は、ほぼ同一であることがわかる。ま
た、図６（ｃ）に示すようなスロープを有する波形制御
信号１０６を制御部８に入力した場合であっても、図６
（ｄ）に示すような良好なレーザ出力波形を得ることが
できる。このように、得たいレーザ出力波形と同波形の
制御波形信号１０６を制御回路８に入力することによ
り、所望のレーザ出力波形を得ることができる。

【００３７】次に、本発明のパルス電源装置の第３の実
施例について図１、図７および図８を参照して説明す
る。

【００３８】第３の実施例のパルス電源装置も、図１で
示した前述の第１の実施例とは制御回路８の構成および
動作が異なる。そして、本実施例でも前述の第２の実施
例と同様に、外部から入力される波形制御信号１０６と
ほぼ同波形のレーザ出力波形を得ることができる。

【００３９】図７は、第３の実施例における制御回路の
構成を示す回路図であり、図８はコンパレータから出力
される制御信号の出力タイミングを示す波形図である。
そして、本実施例における制御回路８は、コンパレータ
８６の判定出力をそのコンパレータ８６の正入力端に対
して、抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値の比で決まる正帰還
を行うことで、そのコンパレータ８６を帰還量に応じた
ヒステリシスを有する比較手段として動作させるもので
ある。そして、そのヒステリシスの量によって、波形制
御信号１０６の上限値および下限値に相当するレベルを
設定し、その上限値および下限値と乗算回路７からの電
力相当信号１０３とを比較することで前述の第２の実施
例と同様の効果を得ている。

【００４０】つまり、図７に示す制御回路８では、乗算
回路７から出力される電力相当信号１０３をコンパレー
タ８６の負入力とし、外部から入力される波形制御信号
１０６と前述の抵抗Ｒ１およびＲ２の抵抗値の比によっ
て決まる正帰還との加算値をコンパレータ８６の正入力
としている。そして、図８（ａ）および（ｂ）に示すよ
うなタイミングでコンパレータ８６から高速スイッチン
グ回路２に対してスイッチ素子２１のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行う制御信号１０４を出力する。

【００４１】次に、本発明のパルス電源装置の第４の実
施例について図９を参照して説明する。

【００４２】第４の実施例は、前述の第１の実施例と比
べて高速スイッチング回路からの出力電流を検出する電
流検出回路の構成が異なる。

【００４３】図１に示めすような高速スイッチング回路
２と平滑回路３との間に直列に接続されるシャント抵抗
５１の両端の電位差を検出することによって、高速スイ
ッチング回路２からの出力電流を検出する構成では、電
力損失が大きくかつ雑音の影響を受け易いという問題点
がある。また、ＣＴ（電流変換器）と呼ばれるトロイダ
ル状コイルの中を貫流する電流を検出する方法では、使
用されている磁性コア材に磁気的ヒステリシスがあるた
め正確な電流検知が難しいという問題点がある。

【００４４】そこで、図９に示す本実施例における電流
検出回路５は、平滑回路３のリアクトル３１に空芯コイ
ル３３を使用し、その空芯コイル３３の内部に小芯コイ
ル５３を配置し、その小芯コイル５３に誘導される電流
信号を検出するというものである。小芯コイル５３に誘
導された電流は微小負荷抵抗Ｒ３で電圧信号に変換さ
れ、その電圧信号は差動増幅器５２で増幅された後、乗
算回路７へ電流検出信号１０１として出力される。

【００４５】このような構成を有する電流検出回路５を
採用すると、ほとんど電力損失もなく、かつ、磁気的飽
和およびヒステリシスの影響を受けずに、正確に電流を
検出できる。

【００４６】次に、本発明のパルス電源装置の第５の実
施例について図９および図１０を参照して説明する。

【００４７】第５の実施例も、前述の第１の実施例と比
べて高速スイッチング回路２からの出力電流を検出する
電流検出回路５の構成が異なるものである。

【００４８】図１０は、本実施例の電流検出回路の構成
を示す図であり、平滑回路３のリアクトル３１に空芯コ
イル３３を使用し、その空芯コイル３３の内部に小芯コ
イル５３を配置している。そして、小芯コイル５３に誘
導される電圧信号を高入力抵抗Ｒ４、キャパシタＣおよ
び差動増幅器５４で構成される積分回路５５により積分
することによって。リアクトル３１に流れている電流を
検出するものである。

【００４９】つまり、小芯コイル５３には負荷電流がほ
とんど流れないために空芯コイル３３に流れる電流の微
分値に相当する信号（電圧信号）がこの小芯コイル５３
に誘導される。そして、パルス動作の開始時からセット
／リセット信号１０７によりスイッチＳを開放して電圧
信号の積分を始めることによって、元のリアクトル電流
を忠実に再生し、検出することができる。

【００５０】この第５の実施例における電流検出回路に
よっても、前述の第４の実施例の電流検出回路と同様
に、ほとんど電力損失がなく、かつ、磁性コア材による
磁気的飽和およびヒステリシスの影響を受けることがな
く、さらに、外部からのノイズの影響を受けにくいため
に、正確に電流を検出することができる。

【００５１】なお、第４および第５の実施例における電
流検出回路において、リアクトル電流検出用の小芯コイ
ル５３は、リアクトル、つまり空芯コイル３３の内部に
配置すると説明したが、小芯コイル５３は空芯コイル３
３の外部に隣接するように配置してもよく、また、空芯
コイル３３によって作られる磁界を有効に受けられる範
囲内で有れば特にその配置位置は限定されない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパルス電
源装置では、高速スイッチング回路からの出力電流と閃
光管への印加電圧との積、つまり、電力相当信号を求
め、この電力相当信号の変化が所望の値と所定範囲内で
等しくなるように、高速スイッチング回路のスイッチ素
子をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、レーザ出力の安定性
を向上させることができる。

【００５３】さらに、求められた電力相当信号を所望の
波形制御信号と許容差以内で等しくなるようにスイッチ
素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、レーザ出力の
安定性の向上だけでなく、波形制御信号の波形に忠実に
対応したレーザ出力波形を得ることができる。したがっ
て、所望の波形のレーザ出力を得たい場合には、波形制
御信号の波形をその得たいレーザ出力波形に対応したも
のに設定するだけで、簡単に、所望のレーザ出力の波形
を制御することができる。

【００５４】さらに、コンデンサバンクの充電電圧が変
化した場合であっても、閃光管に供給する印加電力が一
定となるように制御されるので、レーザ出力は所定値に
保持できるという効果もある。

【００５５】さらに、高速スイッチング回路のスイッチ
ング動作の速さによってレーザ出力の制御が行われると
ともに、閃光管への印加電圧の立ち上がり／立ち下がり
に生じる遅れを補償するように直流電源からの出力電流
が制御されるために、従来のパルス電源装置と比較して
より高速な応答が可能となるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す概略図。

【図２】第１の実施例における制御回路の構成を示す回
路図。

【図３】第１の実施例の動作を説明する波形図。

【図４】第１の実施例におけるコンデンサバンクの充電
電圧と閃光管への印加電力との関係を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例における制御回路の構成
を示す回路図。

【図６】第２の実施例において制御回路に入力される波
形制御信号と閃光管への印加電力との関係を示す図。

【図７】本発明の第３の実施例における制御回路の構成
を示す回路図。

【図８】第３の実施例における制御回路の動作を説明す
る波形図。

【図９】本発明の第４の実施例の構成を示す概略図。

【図１０】本発明の第５の実施例における電流検出回路
の構成を示す回路図。

【図１１】従来のパルス電源装置の構成を示す概略図。

【図１２】従来のパルス電源装置におけるコンデンサバ
ンクの充電電圧と閃光管への印加電力との関係を示す
図。

【符号の説明】

１直流電源１１充電電源１２コンデンサバンク２高速スイッチング回路２１スイッチ素子２２フライホイールダイオード３平滑回路３１リアクトル３２キャパシタ３３空芯コイル４閃光管５電流検出回路５１シャント抵抗５２差動増幅器５３小芯コイル５４差動増幅器５５積分回路６電圧検出回路６１分圧器７乗算回路８制御回路８１、８２コンパレータ８３フリップフロップ８４、８５レベルシフト回路８６コンパレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源の出力を、ＯＮ／ＯＦＦ駆動す
る高速スイッチング回路およびその高速スイッチング回
路の出力を平滑化する平滑回路を介して閃光管に供給す
るパルス電源装置であって、前記高速スイッチング回路の出力電流を検出する電流検
出回路と、前記閃光管に印加される印加電圧を検出する電圧検出回
路と、前記電流検出回路によって検出される電流と前記電圧検
出回路によって検出される電圧との積を算出する乗算回
路と、前記乗算回路によって算出された積値にしたがって前記
高速スイッチング回路を制御する制御回路とを備えるこ
とを特徴とするパルス電源装置。
【請求項２】前記制御回路は、前記乗算回路によって算出される積値が所望の値と等し
くなるように前記高速スイッチング回路の接断を制御す
ることを特徴とする前記請求項１に記載のパルス電源装
置。
【請求項３】前記制御回路は、前記乗算回路によって算出される積値が前記所望の値よ
りも所定値以上大きくなった場合に、前記高速スイッチ
ング回路へスイッチＯＦＦ信号を出力し、また、その積
値が前記所望の値よりも所定値以上小さくなった場合
に、前記高速スイッチング回路へスイッチＯＮ信号を出
力することを特徴とする前記請求項２に記載のパルス電
源装置。
【請求項４】前記制御回路は、前記乗算回路によって算出される積値が所望の振幅を有
する波形制御信号の振幅と等しくなるように前記高速ス
イッチング回路の接断を制御することを特徴とする前記
請求項１に記載のパルス電源装置。
【請求項５】前記制御回路は、前記積値が前記波形制御信号の振幅よりも所定値以上大
きくなった場合に、前記高速スイッチング回路へスイッ
チＯＦＦ信号を出力し、また、その積値が前記波形制御
信号の振幅よりも所定値以上小さくなった場合に、前記
高速スイッチング回路へスイッチＯＮ信号を出力するこ
とを特徴とする前記請求項５に記載のパルス電源装置。
【請求項６】前記平滑回路は、前記高速スイッチング回路と直列に接続されるリアクト
ルと、そのリアクトルの前記閃光管側の一端と接続され、前記
高速スイッチング回路と並列に接続されるキャパシタと
を備えており、前記電流検出回路は、前記リアクトルに流れる電流を検
出することを特徴とする前記請求項１に記載のパルス電
源回路。
【請求項７】前記リアクトルとして空芯コイルを用い
た場合に、前記電流検出回路は、前記空芯コイルによる磁界が有効である領域に配置され
る小空芯コイルと、この小空芯コイルからの出力信号に基づいて前記リアク
トルに流れる電流を算出する手段とを備えることを特徴
とする前記請求項９に記載のパルス電源装置。
【請求項８】前記電流検出回路は、前記空芯コイルによって前記小空芯コイルに誘導される
電圧信号の積分値を算出する手段を備えることを特徴と
する前記請求項１０に記載のパルス電源装置。