JPS61168279A - Output stabilizing circuit - Google Patents

Output stabilizing circuit

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JPS61168279A
JPS61168279A JP831185A JP831185A JPS61168279A JP S61168279 A JPS61168279 A JP S61168279A JP 831185 A JP831185 A JP 831185A JP 831185 A JP831185 A JP 831185A JP S61168279 A JPS61168279 A JP S61168279A
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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    • H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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Abstract

PURPOSE:To equalize the peak value at pulse output mode time to that at continuous mode time by inserting an attenuator for applying a relative attenuating degree N cooperation with the duty ratio N of a pulse into an output command route. CONSTITUTION:An attenuator 31 has a relative attenuator N which varies in cooperation with the duty ratio of a pulse generator 27. If the duty ratio N at pulse output mode time = 0.5, the output of the attenuator 31 becomes 0.5. Then, a comparator 33 compares the output current mean value 0.5 from a current transformer CT with the value 0.5 from an output command, PID- controls in a characteristic compensator 35, and controls the current flowing angle of a thyristor rectifier 21. Accordingly, the average value of the obtained pulses becomes 0.5, and the peak value becomes 1 similar to the continuous output mode time.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、レーザ発振用電源の出力安定化回路に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an output stabilizing circuit for a power supply for laser oscillation.

［発明の技術的背景及びその問題点］ レーザ加工機のレーザ発振用電源の出力安定化回路とし
て従来第４図に示すようなものがある。[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] There is a conventional output stabilizing circuit for a laser oscillation power source of a laser processing machine as shown in FIG.

この出力安定化回路は、フィードバックループを備える
ものであって、商用交流電源ＡＣを整流するサイリスタ
整流回路１、平滑回路３、スイッチング回路５、このス
イッチング回路５を制御するパルス発生器７、レーザ放
電電極９を電源回路部として備えている。また出力安定
化のためのフィードバックループは、出力電流を検出−
する電流トランスＣＴ、比較器１１、前記サイリスタ整
流回路１をＰＴＤ制御する特性補償回路１３を備えてい
る。This output stabilization circuit includes a feedback loop, including a thyristor rectifier circuit 1 that rectifies a commercial AC power supply, a smoothing circuit 3, a switching circuit 5, a pulse generator 7 that controls the switching circuit 5, and a laser discharger. An electrode 9 is provided as a power supply circuit section. In addition, the feedback loop for output stabilization detects the output current.
The thyristor rectifier circuit 1 includes a current transformer CT, a comparator 11, and a characteristic compensation circuit 13 that performs PTD control of the thyristor rectifier circuit 1.

上記出力安定化回路の動作を説明すると、商用電源ＡＣ
よりの交流をサイリスタ整流回路１により整流し、平滑
回路３に加えて直流を得、この直流をスイッチング回路
５のＯＮ、ＯＦＦ動作にＪ：り断続して直流パルス出力
を得る。またこのスイッチング回路５をＯＮ状態に保持
し続けるならば、パルス出力ではなく連続直流出力が得
られる。To explain the operation of the above output stabilization circuit, the commercial power supply AC
The alternating current is rectified by the thyristor rectifier circuit 1, and then added to the smoothing circuit 3 to obtain a direct current, which is then intermittent according to the ON/OFF operation of the switching circuit 5 to obtain a direct current pulse output. Furthermore, if the switching circuit 5 is kept in the ON state, a continuous DC output instead of a pulse output can be obtained.

サイリスタ整流回路１は通流角を制御する入力を持ち、
出力電圧を制御することができる。出力電流を電流１゛
−ランスＣＴで検出し、比較器１１において出力指令と
比較し、ＰＩＤ制御を行なう特性補償回路１３を通して
サイリスタ整流回路１ヘフイードバツクづることにより
出力を定電流化する。The thyristor rectifier circuit 1 has an input for controlling the conduction angle,
Output voltage can be controlled. The output current is detected by a current lance CT, compared with an output command in a comparator 11, and fed back to the thyristor rectifier circuit 1 through a characteristic compensation circuit 13 that performs PID control, thereby making the output a constant current.

ここで出力電流の定電流化に代わり、出力電圧又は出力
ｌノーザ光を検出してフィードバックすれば、出力を定
電珪化し、またはレーザ光出力を一定化することができ
る。Here, instead of making the output current constant, if the output voltage or output laser light is detected and fed back, the output can be made constant or the laser light output can be made constant.

ここで特性補償回路１３に積分特性を持たけた場合、ス
イッチング回路５を動作させて出力をパルス化させると
、電流トランスＣＴで検出されフィードバックされるパ
ルスは積分回路を通る時パルスの平均（ホ」を示づ値ど
って」Ｌイリスタ整流回路１に与えられるので、出力は
平均値が一定となる動作となる。Here, when the characteristic compensation circuit 13 is given an integral characteristic, when the switching circuit 5 is operated to pulse the output, the pulse detected by the current transformer CT and fed back is the average of the pulses (H) when passing through the integral circuit. Since the value indicating the output voltage is given to the L iris rectifier circuit 1, the average value of the output becomes constant.

この動作を第５図に基づいて説明ザるｈらば、出力指令
を１０Ａと設定すると、スイッチング回路５を連続ＯＮ
した場合は直流であるから、平均値とピーク値が等しく
共に１０Ａどイｆる。しかし、スイッチング回路５を動
作させて出力を直流パルスどすると、平均値どピーク値
は異なり、例えばパルスのデユーティ比を０．５とした
場合にはピーク値は平均値の２倍の２０Ａと（，２る。This operation will be explained based on Fig. 5.If the output command is set to 10A, the switching circuit 5 will be turned on continuously.
In this case, since it is a direct current, the average value and the peak value are equal and both are about 10A. However, when the switching circuit 5 is operated and the output is a DC pulse, the average value and the peak value are different. For example, when the duty ratio of the pulse is set to 0.5, the peak value is 20A, which is twice the average value ( ,2ru.

このように従来の出力安定化回路の場合には、連続出力
モード時とパルス出力モード時では出力のピーク値が異
なり、連続モートからパルスモードに切換えるとピーク
値が大きくなり、レーザ放電部で異常放電等の不都合が
発生する問題があつ１こ　。In this way, in the case of conventional output stabilization circuits, the peak value of the output is different in continuous output mode and pulsed output mode, and when switching from continuous mode to pulsed mode, the peak value increases, causing abnormalities in the laser discharge section. There is a problem with inconveniences such as electrical discharge.

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、連続出力モード時もパルス出力モード時も
ピーク値を同じ値に保つようにしてレーザ放電部での不
都合を防止する出力安定化回路を提供することを目的と
する。[Purpose of the Invention] The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems. The purpose of the present invention is to provide an output stabilization circuit that prevents inconveniences.

［発明の構成］ この発明は、連続出力モードとパルス出力モードを切換
えるパルス発生器とスイッチング回路とを備え、出力電
圧、出力電流又は出力光を検出してフィードバックし、
特性補償回路の特性により出力電圧、出力電流又は出力
レーザ光の平均値を一定に保つ出力安定化回路において
、連続用ツノモード時とパルス出力モード時の出力のピ
ーク値を等しくするために、パルス発生器のパルスデュ
ーティ比Ｎと連動して相対減衰＋ｒｔ　Ｎが変化する減
衰器を出力指令経路に挿入して成る出力安定化回路であ
って、出力指令経路にパルス発生器のパルスのデユーテ
ィ比と連動した減衰度を与える減衰器を挿入することに
よりパルスモード時の出力指令経路のピーク値を低くし
、実際パルス出力のピーク値も低く抑え、レーザ放電部
での不都合を防止するようにしたーしのである。[Configuration of the Invention] The present invention includes a pulse generator and a switching circuit that switch between continuous output mode and pulse output mode, detects and feeds back output voltage, output current, or output light,
In the output stabilization circuit that maintains the average value of output voltage, output current, or output laser light constant depending on the characteristics of the characteristic compensation circuit, pulse generation is performed to equalize the peak value of the output in continuous horn mode and pulse output mode. This is an output stabilization circuit consisting of an attenuator whose relative attenuation +rt N changes in conjunction with the pulse duty ratio N of the generator, and which is inserted in the output command path, and whose relative attenuation +rt N changes in conjunction with the pulse duty ratio N of the pulse generator. By inserting an attenuator that provides a certain degree of attenuation, the peak value of the output command path in pulse mode is lowered, and the peak value of the actual pulse output is also kept low, thereby preventing problems in the laser discharge section. It is.

［発明の実施例コ 第１図はこの発明の一実施例の回路を示している。この
実施例の構成は従来例で示した第４図の出力安定化回路
とほぼ同様の構成を示し、ただ出力指令経路にパルス発
生器のパルスデューティ比Ｎと連動する減衰度Ｎを与え
る減衰器を設けた点が異なっている。この実施例の回路
を説明すると、商用交流電源ＡＣを整流するサイリスタ
整流回路２１、このサイリスタ整流回路２１の整流出力
を平滑化する平滑回路２３、平滑直流をＯＮ、ＯＦＦし
てパルス直流出力にするスイッチング回路２５、このス
イッチング回路２５のＯＮ、ＯＦＦを制御するパルス発
生器２７、及びパルス電流を印加されるレーザ放電電極
２９によって電源回路が構成されている。Embodiment of the Invention FIG. 1 shows a circuit of an embodiment of the invention. The configuration of this embodiment is almost the same as the output stabilizing circuit shown in FIG. 4 in the conventional example, except that an attenuator is provided in the output command path that provides an attenuation degree N that is linked to the pulse duty ratio N of the pulse generator. The difference is that . To explain the circuit of this embodiment, there is a thyristor rectifier circuit 21 that rectifies the commercial AC power supply AC, a smoothing circuit 23 that smoothes the rectified output of this thyristor rectifier circuit 21, and a smoothed DC that is turned on and off to produce a pulsed DC output. A power supply circuit is constituted by the switching circuit 25, a pulse generator 27 that controls ON/OFF of the switching circuit 25, and a laser discharge electrode 29 to which a pulse current is applied.

フィードバックループは、出力電流を検出する電流１〜
ランスＣＴ、前記パルス発生器２７のパルスデューティ
比Ｎど連動して相対減衰度Ｎを変化させる減衰器３１、
この減衰器３１の出力を電流トランスＣＴからの電流検
出出力とを比較する比較器３３、比較器３３からの出力
によってサイリスタ整流回路２１の通流角をＰＴＤ制御
する特性補償回路３５とを備えている。The feedback loop detects the output current from current 1 to
an attenuator 31 that changes the relative attenuation degree N in conjunction with the pulse duty ratio N of the pulse generator 27;
A comparator 33 that compares the output of the attenuator 31 with a current detection output from the current transformer CT, and a characteristic compensation circuit 35 that performs PTD control on the conduction angle of the thyristor rectifier circuit 21 based on the output from the comparator 33. There is.

上記構成の出力安定化回路の動作を説明すると、商用電
源ＡＣの交流電源はサイリスタ整流回路２１によって整
流され、平滑回路２３によって連続直流値に変換される
。この平滑回路２３からの直流出力はスイッチング回路
２５によって断続され、パルス出力とイｊる。To explain the operation of the output stabilizing circuit having the above configuration, AC power from a commercial power supply AC is rectified by the thyristor rectifier circuit 21 and converted into a continuous DC value by the smoothing circuit 23. The DC output from the smoothing circuit 23 is turned on and off by the switching circuit 25, and becomes a pulse output.

このスイッチング回路２５のＯＮ、ＯＦＦ制御はパルス
発生器２７からのパルスに」、って行なわれる。そのた
め、パルス発生器２７がパルスではなくて連続ＯＮ信号
である＜１らばスイッチング回路２５はＯＮ状態を保持
し、連続直流出力をレーザ放雷電１！ｉ　２９に対して
与える。パルス発生器２７がパルス信号を与えるならば
、スイッチング回路２５はＯＮ、ＯＦＦ動作し、直流パ
ルス出力をシー１ｆ放電電極２９に対して与える。ON/OFF control of the switching circuit 25 is performed using pulses from a pulse generator 27. Therefore, if the pulse generator 27 is not a pulse but a continuous ON signal <1, the switching circuit 25 maintains the ON state and outputs a continuous DC output to the laser discharger 1! Give for i29. When the pulse generator 27 gives a pulse signal, the switching circuit 25 turns on and off, giving a DC pulse output to the sea 1f discharge electrode 29.

この時、フィードバックループでは電流１〜ランスＣＴ
が出力パルス信号を比較器３３にフィードバックし、こ
こで出力指令飴と比較し、その偏差が特性補償回路３５
に与えられる。そして特性補償回路３５はＰ　ｒ　ｆ）
制御によってサイリスタ整流回路２１の通流角を制御す
る。At this time, in the feedback loop, current 1 to lance CT
feeds back the output pulse signal to the comparator 33, where it is compared with the output command candy, and the deviation is determined by the characteristic compensation circuit 35.
given to. And the characteristic compensation circuit 35 is P r f)
The conduction angle of the thyristor rectifier circuit 21 is controlled by the control.

ここで、減衰器３１がパルス発生器２７のデユーティ比
Ｎと連動して変化する相対減衰度Ｎを有することにより
第２図に示すような動作が得られる。Here, since the attenuator 31 has a relative attenuation degree N that changes in conjunction with the duty ratio N of the pulse generator 27, the operation shown in FIG. 2 can be obtained.

連続出力モード時はデユーティ比Ｎ＝１であり、パルス
出力モード時のデユーティ比Ｎ＝０．５とすると、パル
スモード時には減衰器３１の減衰度は出力指令１に対し
て０．５となり、この減衰器３１の出力が０．５となる
。When the duty ratio is N=1 in the continuous output mode and when the duty ratio N=0.5 in the pulse output mode, the attenuation degree of the attenuator 31 is 0.5 with respect to the output command 1 in the pulse mode, and this The output of the attenuator 31 becomes 0.5.

そこで比較器３３は電流トランスＣＴからの出　′力電
流平均値０．５を出力指令からの値０．５と比較し、特
性補償回路３５においてＰ■Ｄ制御し、サイリスタ整流
回路２１の通流角を制御するのである。したがって、出
力パルスモード時でパルスデューティ比Ｎ＝０．５の場
合、得られるパルス出力の平均値は０．５となり、ピー
ク値は連続出力モード時と同じく１となる。Therefore, the comparator 33 compares the output current average value 0.5 from the current transformer CT with the value 0.5 from the output command, performs PD control in the characteristic compensation circuit 35, and controls the current flow of the thyristor rectifier circuit 21. It controls the angle. Therefore, when the pulse duty ratio N=0.5 in the output pulse mode, the average value of the obtained pulse output is 0.5, and the peak value is 1 as in the continuous output mode.

第３図はこの発明の他の実施例を示したものであり、サ
イリスタ整流回路２１、スイッチング回路２５を有する
電源回路に代え、ＰＷＭスイッチング回路を備えた電源
回路の実施例を示したものである。このＰＷＭスイッチ
ング電源回路を説明すると、商用交流電源ＡＣに対し整
流回路４１、平滑回路４３によって直流電流が得られ、
これがキャリアスイッチング回路４５においてＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御され、キＸ・リア信号を含む連続出力あるいは
パルス出力どして変圧器４７、整流回路４９、平滑回路
５１に通され、そこでキャリアが除去されてレーザ放電
電極５３に対して連続モード、あるいはパルスモードの
出力が与えられるのである。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the power supply circuit is equipped with a PWM switching circuit instead of the power supply circuit having the thyristor rectifier circuit 21 and the switching circuit 25. . To explain this PWM switching power supply circuit, a DC current is obtained from a commercial AC power supply AC by a rectifier circuit 41 and a smoothing circuit 43,
This turns on and off in the carrier switching circuit 45.
It is controlled by FF, and is output as a continuous output or a pulse output including the Q/R signal, and is passed through the transformer 47, the rectifier circuit 49, and the smoothing circuit 51, where carriers are removed and the laser discharge electrode 53 is output in continuous mode, Alternatively, a pulse mode output is provided.

フィードバックループは電流トランスＣＴによって得ら
れた出力電流を出力指令値と比較Ｊる比較器５５、特性
補償回路５７、高周波ＰＷＭキャリア発生器５９を備え
ている。さらに高周波ＰＷＭキャリア発生器５９はグー
１〜回路６１を介してキャリアスイッチング回路４５に
接続され、このゲート回路６１にはパルス発生回路６３
も接続されている。さらにパルス発生回路６３のパルス
デューティ比Ｎと連動して変化する相対減衰度Ｎを出力
指令に対して与える減衰器６５が出力指令経路に挿入さ
れている。The feedback loop includes a comparator 55 that compares the output current obtained by the current transformer CT with an output command value, a characteristic compensation circuit 57, and a high frequency PWM carrier generator 59. Further, the high frequency PWM carrier generator 59 is connected to the carrier switching circuit 45 via the circuit 61 to the gate circuit 61, and the pulse generating circuit 63 is connected to the gate circuit 61.
is also connected. Further, an attenuator 65 is inserted in the output command path to provide the output command with a relative attenuation degree N that changes in conjunction with the pulse duty ratio N of the pulse generation circuit 63.

上記構成のＰＷＭスイッチング電源の出力安定化回路の
場合、グー１〜回路６１ににって高周波ＰＷＭキャリア
発生器５９からの高周波キャリアがパルス発生回路６３
からのパルスと重畳されてキャリアスイッチング回路４
５に与えられ、パルス発生回路６３が発生ずるパルスモ
ードに従うパルス出力が得られるのである。In the case of the output stabilizing circuit of the PWM switching power supply having the above configuration, the high frequency carrier from the high frequency PWM carrier generator 59 is passed through the circuits 1 to 61 to the pulse generating circuit 63.
The carrier switching circuit 4 is superimposed with the pulse from
5, and a pulse output according to the pulse mode generated by the pulse generating circuit 63 can be obtained.

この実施例の場合にも、第２図に示したような波形が各
部において得られ、パルス出力モード時のピーク値が連
続出力モード時のピーク値と等しくなるように制御され
る。In the case of this embodiment as well, waveforms as shown in FIG. 2 are obtained at each part, and the peak value in the pulse output mode is controlled to be equal to the peak value in the continuous output mode.

［発明の効果］ この発明はパルス発生器のパルスのデユーティ比Ｎと連
動して相対減衰度Ｎを与える減衰器を出力指令経路に挿
入しているため、パルス出力モードの場合にはそのパル
スのデユーティ比Ｎど連動して出力指令値をＮだけ減衰
することができ、それだけ出力平均値を低くすることが
でき、パルス出力モード時のピーク値を連続モード時の
ピーク値と等しくなるように制御することができる。そ
のために、従来のように連続モードからパルスモ−ドに
切換える時にピーク値が大きくイ１つでしまってレーク
”放電部で異常ｈ’！電等の不都合が生じるどいったこ
とが防止できる利点がある。[Effects of the Invention] This invention inserts an attenuator in the output command path that provides a relative attenuation degree N in conjunction with the pulse duty ratio N of the pulse generator. The output command value can be attenuated by N in conjunction with the duty ratio N, and the average output value can be lowered accordingly, and the peak value in pulse output mode can be controlled to be equal to the peak value in continuous mode. can do. This has the advantage of preventing inconveniences such as the peak value being large when switching from the continuous mode to the pulse mode, which occurs in the rake "discharge section" when switching from the continuous mode to the pulse mode. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図はこの発明の一実施例の回路ブ「Ｉツク図、第２
図は上記実施例の動作を示すタイムチャー１へ、第３図
はこの発明の他の実施例の回路ブロック図、第４図は従
来例の回路ブロック図、第５図は従来例の動作を説明づ
るタイムチャートである。 ２１・・・４ｆイリスタ整流回路、２３・・・平滑回路
、２５・・・スイッチング回路、２７・・・パルス発１
（：器、２９・・・レーザ放電電極、３１・・・減衰器
、３３・・・比較器、３５・・・特性補償回路、４１・
・・整流回路、４３・・・平滑回路、４５・・・キャリ
アスイッチング回路、４７・・・変圧器、４９・・・整
流回路、５１・・・平滑回路、５３・・・レーザ放電電
極、５５・・・比較器、５７・・・特性補償回路、５９
・・・高周波ＰＷＭキャリア発生器。 ６１・・・グー１へ、６３・・・パルス発生回路、６５
・・・減衰器。 膿 王 −Ａζｎ−FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a circuit block diagram of another embodiment of the present invention, Figure 4 is a circuit block diagram of a conventional example, and Figure 5 is a diagram illustrating the operation of the conventional example. This is an explanatory time chart. 21...4f iris rectifier circuit, 23...smoothing circuit, 25...switching circuit, 27...pulse generator 1
(: device, 29... laser discharge electrode, 31... attenuator, 33... comparator, 35... characteristic compensation circuit, 41...
... Rectifier circuit, 43 ... Smoothing circuit, 45 ... Carrier switching circuit, 47 ... Transformer, 49 ... Rectifier circuit, 51 ... Smoothing circuit, 53 ... Laser discharge electrode, 55 ... Comparator, 57 ... Characteristic compensation circuit, 59
...High frequency PWM carrier generator. 61... Goo 1, 63... Pulse generation circuit, 65
...attenuator. Pusoo-Aζn-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 連続出力モードとパルス出力モードを切換えるパルス発
生器とスイッチング回路とを備え、出力電圧、出力電流
又は出力光を検出してフィードバックし、特性補償回路
の特性により出力電圧、出力電流又はレーザ出力光の平
均値を一定に保つ出力安定化回路において、連続出力モ
ード時とパルス出力モード時の出力のピーク値を等しく
するために、パルス発生器のパルスデューティ比Ｎと連
動して相対減衰度Ｎが変化する減衰器を出力指令経路に
挿入して成る出力安定化回路。Equipped with a pulse generator and a switching circuit that switch between continuous output mode and pulse output mode, detects and feeds back the output voltage, output current, or output light, and adjusts the output voltage, output current, or laser output light depending on the characteristics of the characteristic compensation circuit. In an output stabilization circuit that keeps the average value constant, the relative attenuation degree N changes in conjunction with the pulse duty ratio N of the pulse generator in order to equalize the output peak values in continuous output mode and pulse output mode. An output stabilization circuit consisting of an attenuator inserted into the output command path.
JP831185A 1985-01-22 1985-01-22 Output stabilization circuit Expired - Lifetime JPH0665233B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1988002939A1 (en) * 1986-10-14 1988-04-21 Fanuc Ltd Laser device
US7415122B2 (en) 2000-05-25 2008-08-19 Qnx Software Systems (Wavemakers), Inc. Microphone shield system

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