[發明專利]激光二極管驅動用電源裝置及激光加工裝置

有效

• 申請號: 201780078014.7
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN110088996B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 津田真吾;森本猛;民田太一郎;福岡輝章;五十嵐弘;巖田明彥
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

激光二極管驅動用電源裝置(100)具有：恒流源(10)，其向LD(20)供給電流；開關元件(12)，其與LD(20)并聯連接；以及控制部(13)，其對恒流源(10)進行控制，并且對開關元件(12)的通斷進行控制，控制部(13)對用于控制從恒流源(10)輸出的電流的第1電流指令值以及第2電流指令值進行比較，當在第1電流指令值之后輸入的第2電流指令值小于第1電流指令值的情況下，在沒有LD(20)的輸出時，將使得電流流過LD(20)的電壓至小于LD(20)的振蕩閾值的電壓施加于LD(20)。

技術領域

本發明涉及對激光二極管進行驅動的恒流方式的激光二極管驅動用電源裝置以及激光加工裝置。

背景技術

對于專利文獻1所述的調節器方式的激光二極管(Laser Diode：LD)驅動用電源裝置，脈動以及噪聲少，瞬態響應好，但在使恒壓源的電壓降壓時所產生的損耗大，電力變換效率低。因此，近年來，為了提高電力變換效率，大多使用開關方式的LD驅動用電源裝置。

專利文獻1：日本特開2008-113050號公報

發明內容

對于現有的開關方式的LD驅動用電源裝置，為了得到高功率的激光，使用將LD串聯或者并聯排列多個而構成的LD模塊，使與該LD模塊并聯連接的開關元件進行通斷動作，由此高速地對向LD模塊的電流路徑進行切換。在這種開關方式的LD驅動用電源裝置中，為了對輸出脈沖驅動頻率高的電流驅動波形時的脈動電流進行緩和，將平滑電抗器的電感值設定為大的值。而且，在電流指令值為零的期間，與LD模塊并聯連接的開關元件變為接通，蓄積于平滑電抗器的能量回流至平滑電抗器和開關元件的閉合電路。但是，由于該閉合電路的電阻小，另外該閉合電路的內部阻抗以及電感也小，因此，在該閉合電路中，從平滑電抗器釋放的能量的消耗少。在該狀態下，在值低于前次的第1電流指令值的第2電流指令值被輸入至電源裝置時，由于未被該閉合電路消耗的能量而使得脈沖狀的微小電流與LD驅動電流疊加，比由第2電流指令值設定的電流大的LD驅動電流流過LD。在現有的開關方式的LD驅動用電源裝置中，需要相應于加工形狀而使激光輸出變化，因此如果將這種LD驅動電流供給至LD模塊，則有可能導致工件的加工不良。因此，在現有的開關方式的LD驅動用電源裝置中，需要設置直至LD驅動電流降低至特定的值為止的等待時間，在經過該等待時間之后將開關元件斷開，因此，存在如下課題，即，無法高速地對加工條件進行切換，工件的加工速度降低。

本發明就是鑒于上述而提出的，其目的在于得到能夠提高工件的加工速度的激光二極管驅動用電源裝置。

為了解決上述課題，實現目的，本發明的激光二極管驅動用電源裝置的特征在于，具有：恒流源，其向激光二極管供給電流；開關元件，其與激光二極管并聯連接；以及控制部，其對恒流源進行控制，并且對開關元件的通斷進行控制，控制部對為了控制從恒流源輸出的電流的第1電流指令值以及第2電流指令值進行比較，當在第1電流指令值之后輸入的第2電流指令值小于第1電流指令值的情況下，在沒有激光二極管的輸出時，將使得電流流過激光二極管的電壓至小于激光二極管的振蕩閾值的電壓施加于激光二極管。

發明的效果

本發明涉及的激光二極管驅動用電源裝置具有能夠提高工件的加工速度的效果。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式涉及的激光二極管驅動用電源裝置以及激光加工裝置的結構圖。

圖2是表示對比例涉及的開關方式的激光加工裝置的動作的時序圖。

圖3是表示圖1所示的LD的特性的圖。

圖4是用于說明通過本發明的實施方式涉及的激光二極管驅動用電源裝置進行的開關元件的控制動作的圖。

圖5是表示本發明的實施方式涉及的激光加工裝置的動作的時序圖。

圖6是表示對開關元件的導通電阻進行控制前后的LD的VI特性的圖。