[发明专利]激光二极管驱动用电源装置

说明书

一种激光二极管驱动用电源装置，其具有电源，该电源向包含激光二极管的激光振荡器供给电力，所述激光二极管驱动用电源装置具有：电抗器，其一端与所述激光振荡器串联连接，另一端与所述电源串联连接；并联二极管，其相对于所述激光振荡器和所述电抗器的串联连接而构成闭合电路；电流检测单元，其对流过所述电抗器的电流进行检测；第1开关元件，其与所述激光振荡器并联连接，对所述激光振荡器进行脉冲驱动；以及能量消耗单元，其用于消耗所述电抗器的能量，所述能量消耗单元基于来自所述控制装置的控制信号，在针对所述激光振荡器的脉冲驱动时预读电流指令值，在该电流指令值小于其之前的脉冲的情况下，直至成为规定的目标电流值为止对能量进行消耗。

技术领域

本发明涉及一种激光二极管驱动用电源装置。

背景技术

近些年，对于加工用激光器而言，半导体激光器激励型的固体激光器、光纤激光器的高输出化得到发展，在以往以CO₂激光器、YAG激光器为主流的金属的熔接、切断、标记等加工领域中，固体激光器、光纤激光器对CO₂激光器、YAG激光器的置换正在进行。作为这样的半导体激光器激励型的激光振荡源，常使用激光二极管(下面，称作LD。)。通常，在激光加工机中使用的LD为了得到高输出而被串联或并联排列多个，使它们全部同时发光。这样的LD阵列构成为，电气地将LD全部串联连接、或者将LD串联电路并联连接，阵列整体需要大的驱动电流。

另外，由于LD是电流驱动型的元件，因此，通常构成为能够以恒流供给为了以所希望的输出进行激光振荡所需的驱动电流的恒流源电路。对于这样的高效开关电源方式的恒流源电路而言，由于通常使用电抗器，因此存在下述课题，即，即使想要对应于加工条件而输出脉冲宽度小的激光脉冲，但输出电流的响应速度慢，不会形成矩形波。

因此，设计了下述驱动电路，即，与LD并联配置开关元件，通过使该开关元件进行通断，从而使向LD的电流路径瞬时地变更，高速地进行电流响应。(例如，参照专利文献1)

另外，还设计了一种驱动电路，即，通过电阻器消耗恒流源电路的输出电流，从而使该输出电流强制性地衰减，进而高速地进行电流响应(例如，参照专利文献2及专利文献3)。

专利文献1：日本特开平11-87817号公报

专利文献2：日本特开2010-015883号公报

专利文献3：日本特开2011-243669号公报

发明内容

这样的LD驱动用电源装置存在下述问题，即，如果对应于加工条件而设定所希望的电流，针对每个脉冲而设定相同的电流，则能够高速地进行激光束通断，在针对每个脉冲而设定不同的电流的情况下，由于恒流源电路的电抗器，无法高速地进行变化，得不到所希望的电流。

为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种即使针对每个脉冲设定不同的电流，也会高速地追随的LD驱动用电源装置及其控制方法。

本发明涉及的激光二极管驱动用电源装置具有：

电抗器，其一端与激光二极管连接，另一端与向所述激光二极管供给电力的电源串联连接；

电流检测单元，其对流过所述电抗器的电流进行检测；

第1开关元件，其与所述激光二极管并联连接，对所述激光二极管进行脉冲驱动；以及

能量消耗单元，在所述激光二极管受到脉冲驱动时，该能量消耗单元基于预读到的电流指令值和所述电流检测单元的输出而受到驱动，直至成为规定的目标电流指令值为止对在所述电抗器中蓄积的能量进行消耗。

发明的效果