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公開番号2024093400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-09
出願番号2022209762
出願日2022-12-27
発明の名称レーザ電源装置
出願人住友重機械工業株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/155 20060101AFI20240702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】バンクコンデンサの充電速度を速めることが可能なレーザ電源装置を提供する。
【解決手段】充電電源が、外部から与えられる直流電圧を昇圧してバンクコンデンサを充電する。制御部が、充電電源を制御する。バンクコンデンサからの放電電力が、パルス駆動される高周波電源を介してレーザ発振器に供給される。制御部は、バンクコンデンサを電圧目標値まで充電する電圧フィードバック制御と、バンクコンデンサの充電電流を目標電流波形に沿って変化させる電流フィードバック制御とを行う。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
外部から与えられる直流電圧を昇圧して、パルス的な放電が行われるバンクコンデンサを充電する充電電源と、
前記充電電源を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記バンクコンデンサを電圧目標値まで充電する電圧フィードバック制御と、
前記バンクコンデンサの充電電流を目標電流波形に沿って変化させる電流フィードバック制御と
を行うレーザ電源装置。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記バンクコンデンサからの放電電力が、パルス駆動される高周波電源を介してレーザ発振器に供給され、
前記制御部は、前記高周波電源のパルス駆動に同期して、前記電圧フィードバック制御を開始する請求項１に記載のレーザ電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記高周波電源のパルス駆動の繰り返し周期より短い時間で、前記バンクコンデンサを前記電圧目標値まで充電できるように、前記目標電流波形を設定する請求項２に記載のレーザ電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記高周波電源の１回のパルス駆動で消費される電力量が、１回の前記電圧フィードバック制御の期間中に充電されるように、前記目標電流波形を設定する請求項２または３に記載のレーザ電源装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電圧目標値から、前記バンクコンデンサの電極間の電圧であるＤＣリンク電圧の現在値までの偏差に応じて、前記目標電流波形を修正する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ電源装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
パルスレーザビームを用いて基板に穴あけ加工を行うレーザ加工機が公知である。このレーザ加工機では、レーザ電源装置から高周波電源に直流電力が供給され、高周波電源からレーザ発振器に高周波電力が供給される。高周波電源をパルス駆動することにより、レーザ発振器からパルスレーザビームが出力される。
【０００３】
高周波電源をパルス駆動すると、レーザ電源装置から高周波電源に印加されている直流電圧が低下する。安定して穴あけ加工を行うために、レーザ発振器に供給する高周波電力を安定させる必要がある。高周波電力を安定させるために、高周波電源に印加されている直流電圧の低下を、素早く回復させる必要がある。
【０００４】
特許文献１に、高周波電源に印加されている直流電圧の低下を回復させる電源装置が開示されている。この電源装置は、バンクコンデンサと、バンクコンデンサに充電電力を供給する昇降圧コンバータとを含む。高周波電源をパルス駆動すると、バンクコンデンサからの放電電力が高周波電源に供給される。高周波電源の動作に同期して、充電電源の昇降圧コンバータをワンパルス駆動してバンクコンデンサを充電する。昇降圧コンバータのスイッチング素子のオン時間を調整することにより、バンクコンデンサの放電電力に相当する電力をバンクコンデンサに供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１２６１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
充電電源の昇降圧コンバータをワンパルス駆動してバンクコンデンサを充電する場合、昇降圧コンバータとバンクコンデンサとからなる充電経路の回路定数に応じて、充電電流が時間の経過とともに低下する。このため、バンコンデンサの充電速度を速めることに限界がある。本発明の目的は、バンクコンデンサの充電速度を速めることが可能なレーザ電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によると、
外部から与えられる直流電圧を昇圧してバンクコンデンサを充電する充電電源と、
前記充電電源を制御する制御部と
を備え、
前記バンクコンデンサからの放電電力が、パルス駆動される高周波電源を介してレーザ発振器に供給され、
前記制御部は、
前記バンクコンデンサを電圧目標値まで充電する電圧フィードバック制御と、
前記バンクコンデンサの充電電流を目標電流波形に沿って変化させる電流フィードバック制御と
を行うレーザ電源装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
電圧フィードバック制御のみならず、バンクコンデンサの充電電流を目標電流波形に沿って変化させる電流フィードバック制御を行うため、所望の電流波形を実現することができる。これにより、バンクコンデンサの充電速度を速めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、一実施例によるレーザ電源装置を含むレーザ加工装置のブロック図である。
図２は、レーザ電源装置のより詳細なブロック図、及び充電電源の等価回路図である。
図３は、制御部が実行するフィードバック制御のブロック線図である。
図４は、レーザ電源装置の制御部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
図５は、レーザ電源装置に関する種々の信号のタイミングチャートである。
図６は、比較例によるレーザ電源装置で実行されるフィードバック制御のブロック線図である。
図７は、比較例によるレーザ電源装置に関する種々の信号のタイミングチャートである。
図８は、他の実施例によるレーザ電源装置に用いられる充電電源の等価回路図である。
図９は、さらに他の実施例によるレーザ電源装置の制御部が実行するフィードバック制御のブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１～図７を参照して、一実施例によるレーザ電源装置について説明する。
図１は、本実施例によるレーザ電源装置１０を含むレーザ加工装置のブロック図である。本実施例によるレーザ電源装置１０は、充電電源１１及び制御部１２を含む。交流電源４６から出力される三相交流電流が整流器４７で整流されて充電電源１１に入力される。充電電源１１は、整流器４７によって発生された直流電圧を昇圧し、バンクコンデンサ３０を充電する。
（【００１１】以降は省略されています）

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