(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部と、予め設定した設計パラメータを有する少なくとも１つ以上の内部素子と、を備え、並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器に適用され、前記充電器の出力を調整する方法であって、
前記充電器は、少なくとも入力電源側整流素子と電界コンデンサとスイッチング素子とリーケージトランスと高圧電源側整流素子と、入力電源の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器と、前記磁気パルス圧縮回路側に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器と、を備え、
前記入力電源側整流素子と前記電界コンデンサと前記スイッチング素子は順次並列接続され、
前記第１の分圧抵抗器は前記電界コンデンサに並列接続され、
前記第２の分圧抵抗器は前記高圧電源側整流素子の出力側に並列接続され、
前記内部素子を、少なくとも第１の分圧抵抗器と第２の分圧抵抗器と前記リーケージトランスとしたパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法であって、
前記充電器の出力を調整する方法は、
前記制御部に前記設計パラメータを予め記憶させておき、
次に、前記内部素子を実測し、
その実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとし、
次に、前記補正パラメータを前記制御部に入力し、
前記入力した補正パラメータで前記予め記憶させた設計パラメータを上書きし、前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整するものであり、
前記第１の分圧抵抗器と第２分圧抵抗器では、それぞれの分圧比をパラメータとし、
前記リーケージトランスでは、前記リーケージトランスのリアクタンス値をパラメータとした
ことを特徴とするパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法。
【請求項２】
制御部と、予め設定した設計パラメータを有する少なくとも１つ以上の内部素子と、を備え、並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器に適用され、前記充電器の出力を調整する方法であって、
前記充電器は、少なくとも入力電源側整流素子と電界コンデンサとスイッチング素子とリーケージトランスと高圧電源側整流素子と、入力電源の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器と、前記磁気パルス圧縮回路側に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器と、を備え、
前記入力電源側整流素子と前記電界コンデンサと前記スイッチング素子は順次並列接続され、
前記第１の分圧抵抗器は前記電界コンデンサに並列接続され、
前記第２の分圧抵抗器は前記高圧電源側整流素子の出力側に並列接続され、
前記内部素子を、少なくとも第１の分圧抵抗器と第２の分圧抵抗器としたパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法であって、
前記充電器の出力を調整する方法は、
前記制御部に前記設計パラメータを予め記憶させておき、
次に、前記内部素子を実測し、
その実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとし、
次に、前記補正パラメータを前記制御部に入力し、
前記入力した補正パラメータで前記予め記憶させた設計パラメータを上書きし、前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整するものであり、
前記第１の分圧抵抗器と第２分圧抵抗器では、それぞれの分圧比をパラメータとした
ことを特徴とするパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法。
【請求項３】
前記充電器に外部コンピュータを接続し、前記補正パラメータを一括して前記充電器の制御部に入力し、
次に、前記入力した補正パラメータで前記設計パラメータを上書きすることを特徴とする請求項１または２のパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法。
【請求項４】
制御部と、予め設定した設計パラメータを有する少なくとも１つ以上の内部素子と、を備え、並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器の出力を調整する装置であって、
前記充電器は、少なくとも入力電源側整流素子と電界コンデンサとスイッチング素子とリーケージトランスと高圧電源側整流素子と、入力電源の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器と、前記磁気パルス圧縮回路側に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器と、を備え、
前記入力電源側整流素子と前記電界コンデンサと前記スイッチング素子は順次並列接続され、
前記第１の分圧抵抗器は前記電界コンデンサに並列接続され、
前記第２の分圧抵抗器は前記高圧電源側整流素子の出力側に並列接続されており、
前記内部素子を、少なくとも第１の分圧抵抗器と第２の分圧抵抗器と前記リーケージトランスとして、
前記制御部では、
前記設計パラメータが予め記憶される処理と、
前記内部素子を実測して得た実測パラメータが新たな補正パラメータとして、入力される処理と、
前記入力した補正パラメータで前記予め記憶された設計パラメータが上書きされる処理と、
前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整する処理が行われるものであり、
前記第１の分圧抵抗器と第２分圧抵抗器では、それぞれの分圧比をパラメータとし、
前記リーケージトランスでは、前記リーケージトランスのリアクタンス値をパラメータとした
ことを特徴とするパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整装置。
【請求項５】
制御部と、予め設定した設計パラメータを有する少なくとも１つ以上の内部素子と、を備え、並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器の出力を調整する装置であって、
前記充電器は、少なくとも入力電源側整流素子と電界コンデンサとスイッチング素子とリーケージトランスと高圧電源側整流素子と、入力電源の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器と、前記磁気パルス圧縮回路側に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器と、を備え、
前記入力電源側整流素子と前記電界コンデンサと前記スイッチング素子は順次並列接続され、
前記第１の分圧抵抗器は前記電界コンデンサに並列接続され、
前記第２の分圧抵抗器は前記高圧電源側整流素子の出力側に並列接続されており、
前記内部素子を、少なくとも第１の分圧抵抗器と第２の分圧抵抗器として、
前記制御部では、
前記設計パラメータが予め記憶される処理と、
前記内部素子を実測して得た実測パラメータが新たな補正パラメータとして、入力される処理と、
前記入力した補正パラメータで前記予め記憶された設計パラメータが上書きされる処理と、
前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整する処理が行われるものであり、
前記第１の分圧抵抗器と第２分圧抵抗器では、それぞれの分圧比をパラメータとした
ことを特徴とするパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整装置。
【請求項６】
前記充電器の前記制御部に接続された外部コンピュータを備え、
当該外部コンピュータが、前記補正パラメータを一括して前記充電器の前記制御部に入力する処理と、前記入力した補正パラメータで前記設計パラメータを上書きする処理を行うことを特徴とする請求項４または５のパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器の調整方法に関し、特に並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源では、充電器のエネルギーをタイミングに合わせて磁気パルス圧縮回路に設けたコンデンサに転送し蓄積させている。
【０００３】
（充電器の構成）
最初に充電器の基本構成について説明する。
【０００４】
図５は充電器の基本構成を説明するための図である。
【０００５】
図５において、図の左側が充電器１であり、図の右側がパルスレーザ用高圧電源に設けた磁気パルス圧縮回路１００である。充電器１には入力電源２００から３相交流電圧が供給される。入力電源２００の入力電圧は４００Ｖ程度である。
【０００６】
充電器１の主要回路は、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３とスイッチング素子４（たとえばＩＧＢＴ素子）とリーケージトランス５と高圧電源側整流素子６が順次並列接続される構成である。
【０００７】
さらに詳しくは、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３は入力電圧ライン７、８を介して電気的に並列接続される。電界コンデンサ３とスイッチング素子４は入力電圧ライン７、８を介して電気的に並列接続される。スイッチング素子４と高圧電源側整流素子６はリーケージトランス５を介して磁気的に並列接続される。高圧電源側整流素子６は磁気パルス圧縮回路１００の最初の蓄積コンデンサＣ０と出力電圧ライン９、１０を介して電気的に並列接続される。
【０００８】
また、入力電源２００の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器２１が、電界コンデンサ３に並列して入力電圧ライン７、８に電気的に接続される。第１の分圧抵抗器２１の分圧比はたとえば１００対１に設定され製造される。これにより、入力電圧ライン７、８に１００Ｖが印加されると、理論上は第１の分圧抵抗器２１で１Ｖが実測される。第１分圧抵抗器には図示しないトリマが設けられており第１分圧抵抗器２１の分圧比をトリマで調整することができる。
【０００９】
また、磁気パルス圧縮回路１００に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器２２が、高圧電源側整流素子６の出力電圧ライン９、１０に電気的に並列接続される。第２の分圧抵抗器２２の分圧比はたとえば１０００対１に設定され製造される。これにより、出力電圧ライン９、１０に１０００Ｖが印加されると、理論上は第２の分圧抵抗器２２で１Ｖが実測される。第２分圧抵抗器には図示しないトリマが設けられており第２分圧抵抗器２２の分圧比をトリマで調整することができる。
【００１０】
磁気パルス圧縮回路１００は本願発明では本質的でないため、図５では充電器１から転送供給されるエネルギーが最初に蓄積されるコンデンサＣ０のみを示した。充電器１の高圧電源側整流素子６と磁気パルス圧縮回路１００のコンデンサＣ０は出力電圧ライン９、１０を介して電気的に並列接続される。
【００１１】
（充電器の動作）
次に充電器の動作について説明する。
【００１２】
図５において、入力電源２００から印加された電圧は入力電源側整流素子２を介して整流され、整流された電圧Ｖ１が入力電圧ライン７、８に印加される。電界コンデンサ３は印加された電圧Ｖ１に比例した電荷を蓄積する。
【００１３】
電界コンデンサ３に蓄積されたエネルギーはスイッチング素子４により所定のタイミングでリーケージトランス５に転送され、リーケージトランス５でさらに高電圧に変換される。高電圧に変換されたエネルギーは高圧電源側整流素子６で整流され、磁気パルス圧縮回路１００に出力される。充電器の出力電圧は数十ｋＶ程度である。
【００１４】
入力電圧ライン７、８に接続した第１分圧抵抗器２１は、入力電圧ライン７、８の電圧Ｖ１の分圧値を常時測定している。測定した分圧値は充電器１に設けた制御部１５に入力される。
【００１５】
出力電圧ライン９、１０に接続した第２分圧抵抗器２２は、出力電圧ライン９、１０の電圧Ｖ２の分圧値を常時測定している。測定した分圧値は充電器１に設けた制御部１５に入力される。
【００１６】
ところで、図５において、充電器１の内部素子として用いられる第１分圧抵抗器２１、第２分圧抵抗器２２およびリーケージトランス５は予め設定した設計値で製造されるが、実際にはこれらの内部素子は設計値に対する製造機差（バラツキ）を有しており、設計値と全く同じ値を持つ内部素子は少ない。
【００１７】
次に製造された内部素子が設計値と同じ値をもたない場合を考察する。
【００１８】
たとえば、第１分圧抵抗器２１の予め設定した設計分圧比が１００対１であり、実際の第１分圧抵抗器２１の分圧比が１００対０．９である場合を想定する。入力電圧ライン７、８に電圧値１００Ｖが印加されると、第１分圧抵抗器２１では０．９Ｖの分圧値として測定され、この分圧値が制御部１５に入力される。すると制御部１５は、設計分圧比（ここでは１００対１）に基づき入力電圧ライン７、８に、１００×０.９Ｖ（＝９０Ｖ）が印加されたと演算する。すなわち真の電圧値（１００Ｖ）と実測した分圧値に基づき演算した電圧値（９０Ｖ）には１０Ｖのズレが発生する。
【００１９】
同様に、第２分圧抵抗器２２の予め設定した設計分圧比が１０００対１であり、実際の第２分圧抵抗器２２の分圧比が１０００対０．９である場合を想定する。出力電圧ライン９、１０に電圧値１０ｋＶが印加されると、第２分圧抵抗器２２では９Ｖの分圧値として測定され、この分圧値が制御部１５に入力される。すると制御部１５は、設計分圧比（ここでは１０００対１）に基づき出力電圧ライン９、１０に、１０００×９Ｖ（＝９ｋＶ）が印加されたと演算する。すなわち真の電圧値（１０ｋＶ）と実測した分圧値に基づき演算した電圧値（９ｋＶ）には１ｋＶのズレが発生する。
【００２０】
ここで、以下の説明の都合上、「設計パラメータ」と「実測パラメータ」を定義しておく。本願発明のパラメータは内部素子によりそれぞれ定義される。
【００２１】
充電器１の内部素子に予め設定した設計値、たとえば第１分圧抵抗器２１の設計分圧比（ここでは１００対１の分圧比）を「設計パラメータ」と呼ぶ。また、第１分圧抵抗器２１に電圧を印加して実測して得た実測分圧比（たとえば１００対０．９）を「実測パラメータ」と呼ぶ。第２分圧抵抗器２２の場合も同様でありその説明は省略する。ここでは設計パラメータと実測パラメータは所定の比である。
【００２２】
内部素子がリーケージトランス５の場合は、予め設定した設計リアクタンス値を「設計パラメータ」と呼ぶ。また、リーケージトランス５のリアクタンスを実測して得たリアクタンス値を「実測パラメータ」と呼ぶ。ここでは設計パラメータは所定の物理量である。
【００２３】
以上のように、たとえば第１分圧抵抗器２１と第２の分圧抵抗器２２の実測パラメータが設計パラメータと異なる場合、入力電圧ライン７、８および出力電圧ライン９、１０に印加された電圧値（真の電圧値）を各分圧抵抗器の実測分圧値から得ることができない。そのため、各充電器の分圧抵抗器の設計パラメータにバラツキがあると、出荷段階の各充電器の出力にバラツキが生じる。このことはリーケージトランス５の場合も同様である。充電器の出力のバラツキはパルスレーザ用高圧電源を用いたパルスレーザ装置の性能を悪化させる原因となる。
【００２４】
（従来の充電器の調整方法）
そこで従来は、まず内部素子ごとに実測パラメータを実測し、次にこの実測パラメータを調整して設計パラメータに合わせこんでいた。以下にその調整方法を説明する。なお、以下では図５に示す充電器１を想定して説明する。
【００２５】
図６は従来のパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法の工程図である。
【００２６】
組み立て製造された充電器１をオン状態にする（ステップＳ１｀）。次に調整項目として第１分圧抵抗器２１を選択する（ステップＳ２｀）。次に、第１分圧抵抗器２１の両端に基準電圧（たとえば１００ボルト）を印加し（ステップＳ３｀）、第１分圧抵抗器２１に出力される分圧値を測定する（ステップＳ４｀）。次に、基準電圧値（１００Ｖ）と設計パラメータ（ここでは１００対１の分圧比）に基づき演算した設計分圧値（ここでは１Ｖ）に対して第１分圧抵抗器２１で実測した実測分圧値が一致するように、第１分圧抵抗器２１に設けたトリマを調整する（ステップＳ５｀）。より具体的には、設計パラメータにより演算した設計電圧値が１Ｖの場合、第１分圧抵抗器２１で実測した実測分圧値が１Ｖになるようにトリマを調整する。ステップＳ５｀は実測して得た実測パラメータを設計パラメータに一致させる工程である。ほかの調整項目（ここでは第２分圧抵抗器２２）についてもステップＳ２｀からステップＳ５｀を繰り返す（ステップＳ６｀）。ステップＳ６｀は、対象とするすべての調整項目について実測パラメータを設計パラメータに一致させる工程である。最後に各内部素子の設計パラメータに基づき充電器１の出力制御を行う（ステップＳ７｀）。
【００２７】
なお、上記工程では、リーケージトランスは調整項目の対象としない。すなわち、リーケージトランスの場合、予め設定した設計パラメータ（設計リアクタンス値）をそのまま用いてステップＳ７｀の充電器の出力制御を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
図６の工程図に示すように、従来は、出荷段階の各充電器の出力のバラツキを調整するために、対象とする内部素子の実測パラメータを調整して設計パラメータに一致させるようにしていた。そのため、出荷段階の充電器の出力のバラツキ調整の手間がかかっていた。また、トリマによる分圧抵抗器の調整の場合、出荷後のトリマ位置が変更されないように管理する必要があった。また出荷後に、何かの原因で出荷段階で調整したトリマ位置が動いた場合、出荷時のトリマ位置に正確に戻すことが困難であった。またトリマを設けると分圧抵抗器の構造が複雑になるのでできればトリマを設けたくない。
【００２９】
本願発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、本願発明の目的は、充電器の出力のバラツキの調整を容易に行えるパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
以上のような目的を達成するために、第１発明は、
制御部と、予め設定した設計パラメータを有する少なくとも１つ以上の内部素子と、を備え、並列接続されたコンデンサに蓄積されたエネルギーを磁気パルス圧縮回路を介してレーザ放電部に転送供給してレーザパルス発振を行なわせるパルスレーザ用高圧電源の充電器に適用され、前記充電器の出力を調整する方法であって、
前記充電器の出力を調整する方法は、
前記制御部に前記設計パラメータを予め記憶させておき、次に、前記内部素子を実測し、その実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとし、次に、前記補正パラメータを前記制御部に入力し、前記入力した補正パラメータで前記予め記憶させた設計パラメータを上書きし、前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整する
ことを特徴とする。
【００３１】
第１発明を図１および図２を参照して説明する。
【００３２】
図１において、第１発明の対象とする充電器１は制御部１５と少なくとも１つ以上の内部素子を備えている。図１では、内部素子は第１分圧抵抗器１１と第２分圧抵抗器１２とリーケージトランス５が組み込まれているが、第１発明では特にこれらの内部素子に限定されない。
【００３３】
上記構成の充電器をパルスレーザ用高圧電源の充電器として適用し、充電器の出力のバラツキを調整する方法は以下のように行う。
【００３４】
すなわち、図２において、前記制御部に前記設計パラメータを予め記憶させておき（ステップＳ１）、次に、前記内部素子を実測し（ステップＳ２）、その実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとし（ステップＳ３）、次に、前記補正パラメータを前記制御部に入力し（ステップＳ４）、前記入力した補正パラメータで前記予め記憶させた設計パラメータを上書きし（ステップＳ５）、前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整する（ステップＳ６）。
【００３５】
以上のように第１発明では、内部素子を実測して得た実測パラメータを設計パラメータにあわせることはせず、記憶させた設計パラメータのかわりに、内部素子を実測して得た実測パラメータを補正パラメータとして用いている。
【００３６】
第２発明は、第１発明において、
前記充電器は、少なくとも入力電源側整流素子と電界コンデンサとスイッチング素子とリーケージトランスと高圧電源側整流素子と、入力電源の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器と、前記磁気パルス圧縮回路側に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器と、を備え、
前記入力電源側整流素子と前記電界コンデンサと前記スイッチング素子は順次並列接続され、
前記第１の分圧抵抗器は前記電界コンデンサに並列接続され、
前記第２の分圧抵抗器は前記高圧電源側整流素子の出力側に並列接続され、
前記内部素子を、少なくとも第１の分圧抵抗器と第２の分圧抵抗器と前記リーケージトランスとしたパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法であって、
前記第１の分圧抵抗器と第２分圧抵抗器では、それぞれの分圧比をパラメータとし、
前記リーケージトランスでは、前記リーケージトランスのリアクタンス値をパラメータとした
ことを特徴とする。
【００３７】
第３発明は、第１発明または第２発明において、
前記充電器に外部コンピュータを接続し、前記補正パラメータを一括して前記充電器の制御部に入力し、次に、前記入力した補正パラメータで前記設計パラメータを上書きする
ことを特徴とする。
【００３８】
以下に本願第２発明と第３発明をまとめて説明する。なお、以下では、外部コンピュータによる補正パラメータの一括入力を行うことを特徴とする第３発明に対応する実施例２を用い、図１および図３を参照して説明する。
【００３９】
本願第３発明の充電器は図１の構成を対象とし、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３とスイッチング素子４とリーケージトランス５と出力電源側整流素子６が互いに並列接続される態様で接続されている。また、第１分圧抵抗器１１が電界コンデンサ３に並列接続され、第２分圧抵抗器１２が高圧電源側整流素子の出力側に並列接続されている。本願第２発明ではリーケージトランス５、第１分圧抵抗器１１および第２分圧抵抗器１２を内部素子と称する。また、充電器１には制御部１５が設けられており、第１分圧抵抗器１１と第２分圧抵抗器１２の分圧値を入力している。
【００４０】
上記構成の充電器１をパルスレーザ用高圧電源の充電器として適用し、充電器の出力のバラツキを調整する方法は以下のように行う。
【００４１】
図３において、組み立てた充電器１の制御部１５に外部コンピュータ接続し、外部コンピュータから内部素子ごとに予め設定した分圧抵抗器の設計パラメータを制御部１５に入力し記憶させる（ステップＳ１０）。次に、充電器１を組み立てる前に単体で測定しておいたリーケージトランス５の実測パラメータ（＝実測リアクタンス値）を、外部コンピュータにより制御部１５に入力し記憶させる（ステップＳ２０）。次に組み立て製造された充電器１をオンする（ステップＳ３０）。次に調整項目として第１分圧抵抗器１１を選択し（ステップＳ４０）、その後第１分圧抵抗器１１の両端に基準電圧（たとえば１００Ｖ）を印加し（ステップＳ５０）、第１分圧抵抗器１１に出力される分圧を実測する（ステップＳ６０）。次に、実測した分圧値と基準電圧値から実測パラメータを演算する（ステップＳ７０）。第２分圧抵抗器１２についてステップＳ４０からステップＳ７０を繰り返す（ステップＳ８０）。なお他に調整項目があればその調整項目に対してステップＳ８０を実行する。次に、ステップＳ４０〜８０で演算した各調整項目に対応する実測パラメータを補正パラメータとして、外部コンピュータにより制御部１５に一括入力し、さきに記憶させた設計パラメータを補正パラメータで上書きする（ステップＳ９０）。次に上書きした補正パラメータに基づき充電器１の出力制御を行う（ステップＳ１００）。
【００４２】
以上のように本願第３発明では、分圧抵抗器を実測して得た実測パラメータを設計パラメータにあわせることをせず、実測して得た実測パラメータを設計パラメータのかわりに補正パラメータとして用いている。また、実測したリーケージトランスの実測パラメータを制御部１５に入力、記憶させる。また、外部コンピュータにより制御部１５へ補正パラメータを入力、記憶させている。
【発明の効果】
【００４３】
本願第１発明によれば、内部素子を実測して実測パラメータを求め、次に実測パラメータを補正パラメータとして設計パラメータを上書きするだけなので、調整時間を短縮することができる。また、充電器の制御部に補正パラメータを記憶させるので、原理的に出荷後に補正パラメータが変動することはなく、出荷後の保守管理が容易になる。またたとえ補正パラメータが消去されあるいは変動したとしても補正パラメータを制御部に再入力し記憶させるだけでいいので保守管理が容易になる。
【００４４】
第２発明によれば、第１発明の効果に加え、分圧抵抗器に調整トリマを設ける必要がなく、分圧抵抗器の構造が簡易になるとともに製造コストを低減できる。さらに、リーケージトランスの設計パラメータを実測して得た実測パラメータで上書きできるので、真のリアクタンス値に基づき充電器の出力の制御を行うことが可能となる。
【００４５】
第３発明によれば、上記効果が得られるほかに、外部コンピュータを充電器に接続して、充電器の出力を調整するための補正パラメータを一括して入力できるので充電器の調整が容易になる効果が得られる。また出荷後の内部素子の保守管理が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本願発明のパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法の実施例について図を参照しながら説明する。
【００４７】
図１は本願発明が適用する充電器を説明するための図である。
【００４８】
図１に示す充電器は図５で説明した充電器１と基本構成が同じである。したがって図１と図５において全く同一部材であるものには同符号をつけている。図１が図５と異なるのは、第１分圧抵抗器１１と第２分圧抵抗器１２に分圧比を調整するためのトリマを設けないことである。
【００４９】
図１において、図の左側が充電器１であり、図の右側がパルスレーザ用高圧電源に設けた磁気パルス圧縮回路１００である。充電器１には入力電源２００から３相交流電圧が供給される。入力電源２００の入力電圧は４００Ｖ程度である。
【００５０】
充電器１の主要回路は、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３とスイッチング素子４（たとえばＩＧＢＴ素子）とリーケージトランス５と高圧電源側整流素子６が順次並列接続される構成である。
【００５１】
さらに詳しくは、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３は入力電圧ライン７、８を介して電気的に並列接続される。電界コンデンサ３とスイッチング素子４は入力電圧ライン７、８を介して電気的に並列接続される。スイッチング素子４と高圧電源側整流素子６はリーケージトランス５を介して磁気的に並列接続される。高圧電源側整流素子６は磁気パルス圧縮回路１００の最初の蓄積コンデンサＣ０と出力電圧ライン９、１０を介して電気的に並列接続される。
【００５２】
また、入力電源２００の入力電圧を測定する第１の分圧抵抗器１１が、電界コンデンサ３に並列して入力電圧ライン７、８に電気的に接続される。第１の分圧抵抗器１１の分圧比はたとえば１００対１に設定され製造される。これにより、入力電圧ライン７、８に１００Ｖが印加されると、理論上は第１の分圧抵抗器１１で１Ｖが実測される。第１の分圧抵抗器１１の分圧比はたとえば１００対１に設定され製造される。なお、第１分圧抵抗器１１には分圧比を調整するためのトリマは設けていない。
【００５３】
また、磁気パルス圧縮回路１００に出力する出力電圧を測定する第２の分圧抵抗器１２が、高圧電源側整流素子６に並列して出力電圧ライン９、１０に電気的に接続される。第２の分圧抵抗器１２の分圧比はたとえば１０００対１に設定され製造される。これにより、出力電圧ライン９、１０に１０００Ｖが印加されると、理論上は第２の分圧抵抗器１２で１Ｖが実測される。なお、第２分圧抵抗器１２には分圧比を調整するためのトリマは設けていない。
【００５４】
磁気パルス圧縮回路１００は本願発明では本質的でないため、図１では充電器１から転送供給されるエネルギーが最初に蓄積されるコンデンサＣ０のみを示した。充電器１の高圧電源側整流素子６と磁気パルス圧縮回路１００のコンデンサＣ０は出力電圧ライン９、１０を介して電気的に並列接続される。
【００５５】
さて背景技術で述べたように、従来の充電器の出力のバラツキを調整する方法では、予め設定した設計パラメータをもつ内部素子を実測し、次に、実測して得た実測パラメータを調整して設計パラメータに合わせこむ方法を採用していた。
【００５６】
しかしながら上記調整方法の場合、以下の２つの問題があった。すなわち、
イ、内部素子を実測して実測パラメータを求め、次に実測パラメータを調整して設計パラメータに合わせこむのに手間がかかる。
【００５７】
ロ、内部素子の実測パラメータを設計パラメータに合わせこんだあと、調整した状態を変更せずにそのまま維持する必要がある。たとえば分圧抵抗器をトリマで調整する場合、調整後のトリマ位置を変更しないようにする必要がある。また、何かの原因でトリマ位置が動いた場合、出荷時に調整したトリマ位置に戻すのが困難である。
【００５８】
そこで本願発明は、上記イとロの問題を全く考慮することなく充電器の出力のバラツキを調整できる方法を採用している。
【００５９】
すなわち、本願発明では、設計パラメータに実測パラメータを合わせ込む方法を取らない。本願発明では、予め設定した設計パラメータを用いるかわりに、内部素子を実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとして用い、充電器１の出力のバラツキを調整する方法を採用している。
【００６０】
（本願発明の調整方法の原理）
以下に図１の充電器１の第１分圧抵抗器１１を例にとり本願発明の調整方法の原理を説明する。
【００６１】
図１において、充電器１の制御部１５に予め記憶させた第１分圧抵抗器１１の設計パラメータが１００対１の分圧比であるとする。第１分圧抵抗器１１の両端に１００Ｖの基準電圧を印加し、第１分圧抵抗器１１の実測分圧値が０．９Ｖあったとする（すなわち実測パラメータは１００対０．９の分圧比である）。制御部１５は実測分圧値０．９Ｖと設計パラメータに基づき演算する。ここでは設計パラメータは１００対１であるから、演算した電圧値は１００×０．９Ｖ＝９０Ｖとなり、真の電圧値（１００Ｖ）より低い電圧値となってしまう。
【００６２】
そこで、本願発明では設計パラメータの代わりに、実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとして用いている。たとえば、実測パラメータが１００対０．９の場合、補正パラメータを１００対０．９とする。次にこの補正パラメータを設計パラメータに置き換える。そして実測した実測分圧値と新たに置き換えた補正パラメータに基づき印加された電圧値を演算するようにしている。
【００６３】
上記補正パラメータを用いる方法によれば、印加した基準電圧値が１００Ｖであり、実測分圧値が０．９Ｖである場合、補正パラメータに基づき演算した第１分圧抵抗器１１の電圧値は０．９Ｖ×１００／０．９＝１００Ｖとなり、基準電圧値１００Ｖに一致する。すなわち、設計パラメータのかわりに補正パラメータを新たに置き換えることにより、実測した実測分圧値から真の電圧値を得ることができる。
【００６４】
このように、本願発明では、内部素子が分圧抵抗器の場合は、設計パラメータにかわり、実測分圧比である実測パラメータを用いて真の電圧値を求め、その電圧値に基づいて充電器１の出力のバラツキを調整している。同様に、内部素子がリーケージトランスの場合は、設計パラメータにかわり、実測して得た実測リアクタンス値に基づいて充電器１の出力のバラツキを調整している。
【００６５】
以上のように、本願発明は内部素子に製造バラツキがあることを容認する。そのかわり各内部素子を実測して実測パラメータを求め、求めた実測パラメータを補正パラメータとして用いることにより、充電器の出力のバラツキを調整している。
【実施例１】
【００６６】
本願第１発明に適用する充電器１は、図１において制御部１５と少なくとも１つ以上の内部素子を備えている。図１では、内部素子は第１分圧抵抗器１１と第２分圧抵抗器１２とリーケージトランス５が組み込まれているが、第１発明では特にこれらの内部素子に限定されるものではない。たとえば第２分圧抵抗器１２だけを内部素子としてもよい。
【００６７】
上記構成の充電器１をパルスレーザ用高圧電源の充電器１として適用し、前記充電器１の出力のバラツキを調整する方法は以下のように行っている。
【００６８】
図２は本願発明の実施例１を説明するための工程図である。なお、以下におおける部品の符号は図１の部品の符号に対応する。
【００６９】
制御部１５に設計パラメータを予め記憶させておき（ステップＳ１）、次に、内部素子を実測し（ステップＳ２）、その実測して得た実測パラメータを新たな補正パラメータとし（ステップＳ３）、次に、前記補正パラメータを前記制御部に入力し（ステップＳ４）、前記入力した補正パラメータで前記予め記憶させた設計パラメータを上書きし（ステップＳ５）、前記上書きした補正パラメータに基づき前記充電器の出力を調整する（ステップＳ６）。
【００７０】
以上のように本願第１発明では、内部素子を実測して得た実測パラメータを設計パラメータにあわせることをせず、内部素子を実測して得た実測パラメータを設計パラメータのかわりに補正パラメータとして用いている。
【００７１】
これにより、内部素子を実測して実測パラメータを求め、次に実測パラメータを補正パラメータとして設計パラメータを上書きするだけなので、調整時間を短縮することができる。また、充電器の制御部に補正パラメータを記憶させるので、原理的に出荷後に補正パラメータが変動することはなく、出荷後の保守管理が容易になる。またたとえ補正パラメータが消去されあるいは変動したとしても補正パラメータを制御部に再入力し記憶させるだけでいいので保守管理が容易になる。
【実施例２】
【００７２】
本願発明の実施例２の適用する充電器１は、図１の構成そのものである。すなわち、充電器１には、入力電源側整流素子２と電界コンデンサ３とスイッチング素子４とリーケージトランス５と出力電源側整流素子６が互いに並列接続される態様で接続されている。また、第１分圧抵抗器１１が電界コンデンサ３に並列接続され、第２分圧抵抗器１２が高圧電源側整流素子の出力側に並列接続されている。本願第２発明ではリーケージトランス５、第１分圧抵抗器１１および第２分圧抵抗器１２が内部素子である。また、充電器１には制御部１５が設けられており、第１分圧抵抗器１１と第２分圧抵抗器１２の分圧値を入力している。
【００７３】
上記構成の充電器をパルスレーザ用高圧電源の充電器として適用し、充電器の出力のバラツキを調整する方法は以下のように行う。
【００７４】
図３は本願発明の実施例２を説明するための工程図である。なお、以下におおける部品の符号は図１の部品の符号に対応する。
【００７５】
組み立てた充電器１の制御部１５に外部コンピュータ接続し、外部コンピュータから内部素子ごとに予め設定した分圧抵抗器の設計パラメータを制御部１５に入力し記憶させる（ステップＳ１０）。ここでは分圧抵抗器は第１分圧抵抗器１１と第２の分圧抵抗器１２であり、設計パラメータは各分圧抵抗器の分圧比である。次に、充電器１を組み立てる前に単体で測定しておいたリーケージトランス５の実測パラメータ（＝実測リアクタンス値）を、外部コンピュータにより制御部１５に入力し記憶させる（ステップＳ２０）。
【００７６】
次に組み立て製造された充電器１をオンする（ステップＳ３０）。
【００７７】
次に調整項目として第１分圧抵抗器１１を選択し（ステップＳ４０）、その後第１分圧抵抗器１１の両端に基準電圧（たとえば１００Ｖ）を印加し（ステップＳ５０）、第１分圧抵抗器１１に出力される分圧を実測する（ステップＳ６０）。次に、実測した分圧値と基準電圧値から実測パラメータを演算する（ステップＳ７０）。たとえば実測した分圧値が０．９Ｖの場合、実測パラメータは１００対０．９であると演算される。第２分圧抵抗器１２についてステップＳ４０からステップＳ７０を繰り返す（ステップＳ８０）。なお他に調整項目があればその調整項目に対してステップＳ８０を実行する。
【００７８】
次に、ステップＳ４〜８０で演算した各調整項目に対応する実測パラメータを補正パラメータとして、外部コンピュータにより制御部１５に一括入力し、さきに記憶させた設計パラメータを補正パラメータで上書きする（ステップＳ９０）。次に上書きした補正パラメータに基づき充電器１の出力制御を行う（ステップＳ１００）。
【実施例３】
【００７９】
上記実施例２では、図３に示すように、ステップＳ１０で制御部１５に設計パラメータを入力しているが、場合によってはステップＳ１０を省略することもできる。充電器の構成および符号は実施例２の場合と同じであり説明は省略する。
【００８０】
図４は本願発明の実施例３を説明するための工程図である。
【００８１】
組み立て製造された充電器１をオンする（ステップＳ２００）。次に、充電器１を組み立てる前に単体で測定しておいたリーケージトランス５の実測パラメータ（＝実測リアクタンス値）を、外部コンピュータにより制御部１５に入力し記憶させる（ステップ２０１）。
【００８２】
次に調整項目として第１分圧抵抗器１１を選択し（ステップＳ２０２）、その後第１分圧抵抗器１１の両端に基準電圧（たとえば１００Ｖ）を印加し（ステップＳ２０３）、第１分圧抵抗器１１に出力される分圧を実測する（ステップＳ２０４）。次に、実測した分圧値と基準電圧値から実測パラメータを演算する（ステップＳ２０５）。たとえば実測した分圧値が０．９Ｖの場合、実測パラメータは１００対０．９であると演算される。第２分圧抵抗器１２についてステップＳ２０２からステップＳ２０５を繰り返す（ステップＳ２０６）。なお他に調整項目があればその調整項目に対してステップＳ２０６を実行する。
【００８３】
次に、ステップＳ２０２〜２０６で演算した各調整項目に対応する実測パラメータを補正パラメータとして、外部コンピュータにより制御部１５に一括入力し、制御部１５に記憶させる（ステップＳ２０７）。なお、ステップS２０１の工程をステップS２０７で行うこともできる。次に記憶させた補正パラメータに基づき充電器１の出力制御を行う（ステップＳ２０８）。
【００８４】
実施例３の調整方法は実施例１に比べ工程数が少ない利点がある。一方、実施例１の場合、最初に設計パラメータを制御部１５に記憶させておき、その後、制御部１５に記憶させた設計パラメータを外部コンピュータで読み出している。そのため、読み出した設計パラメータと実測して得た実測パラメータとを画面上で比較することができ、両者の差異を確認し、その後補正パラメータを入力できる。そのため、実施例１の調整方法の場合は調整時における入力ミスを回避できる利点がある。
【００８５】
上記実施例２、３では、外部コンピュータと充電器１の制御部１５を接続し、相互通信することによって、制御部１５への設計パラメータの入力および補正パラメータによる上書きを行っている。
【００８６】
外部コンピュータを用いるかわりに、充電器１に表示部および入力部を設け、表示部の表示を見ながら、入力部から制御部１５に設計パラメータを入力し記憶させ、また、入力部から制御部１５に補正パラメータを入力し、制御部１５に記憶させてあった設計パラメータを補正パラメータで上書きしてもよい。
【００８７】
上記調整方法によれば、
（１）内部素子を実測して実測パラメータを求め、次に実測パラメータを補正パラメータとして設計パラメータを上書きするだけなので、調整時間を短縮することができる。
【００８８】
（２）充電器の制御部に補正パラメータを記憶させるので、原理的に出荷後に補正パラメータが変動することはなく、出荷後の保守管理が容易になる。またたとえ補正パラメータが消去されあるいは変動したとしても補正パラメータを制御部に再入力し記憶させるだけでいいので保守管理が容易になる。
【００８９】
（３）分圧抵抗器に調整トリマを設ける必要がなく、分圧抵抗器の構造が簡易になるとともに製造コストを低減できる。
【００９０】
（４）リーケージトランスの設計パラメータを実測して得た実測パラメータで上書きできるので、真のリアクタンス値に基づき充電器１の出力の制御を行うことが可能となる。
【００９１】
（５）外部コンピュータを充電器に接続して、充電器の出力を調整するための補正パラメータを一括して入力できるので充電器の調整が容易である。
【００９２】
なお、本願発明では図１の構成の充電器を想定したが、図１以外の内部素子が充電器の構成要素になっていてもよいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】図１は本願発明が適用する充電器を説明するための図である。
【図２】図２は本願発明の実施例１を説明するための工程図である。
【図３】図３は本願発明の実施例２を説明するための工程図である。
【図４】図４は本願発明の実施例３を説明するための工程図である。
【図５】図５は充電器の基本構成を説明するための図である。
【図６】図６は従来のパルスレーザ用高圧電源の充電器の調整方法の工程図である。
【符号の説明】
【００９４】
Ｃ０    コンデンサ
１      充電器
２、６    整流素子
３      電界コンデンサ
４      スイッチング素子
５      リーケージトランス
１１    第１分圧抵抗器
１２    第２分圧抵抗器
１５    制御部
【図１】
0005194298.tif 000002
【図２】
0005194298.tif 000003
【図３】
0005194298.tif 000004
【図４】
0005194298.tif 000005
【図５】
0005194298.tif 000006
【図６】
0005194298.tif 000007