半導体レーザー駆動電源

多相方式(新技術)スイッチングレギュレータ開発

開発の背景  :  近年半導体レーザーを用いたダイレクトダイオードレーザー[Direct Diode Laser(DDL)]やファイバーレーザーが使われて来ている。そこで、従来方式では得られない低リップル高応答性性能の多相方式(新技術)のパルス駆動動作ができる電源開発実験を計画し成功した。[方式(c)を参照]

実験に成功した駆動電源の性能

効 率  :  70%以上
応答性  :  10μs
出力電力 :  100W
着眼点  :  半導体レーザーの大電力化に伴い連続動作(CW)使用からパルス駆動動作での運用になって来ている。高効率、高応答性を利用して高い加工性を有するレーザー加工機への適用を目指した。

方式による駆動電源の特徴

方式 効率 応答性 出力電圧
(a)ドロッパー方式 40~60%[発熱大] 10μs 1kW
(b)スイッチング方式 70~80%[発熱小] 10ms 1kW
(c)多相方式(新技術) 70~80%[発熱小] 1μs~10μs 100W~1KW

従来方式におけるレギュレータの性質


(a) ドロッパー方式
応答性に優れているものの電圧制御損失が大きく高効率が望めない。

半導体レーザ
  図1)ドロッパーレギュレータの原理図


(b) スイッチング方式
高効率であるが高応答性が望めない。

半導体レーザ
  図2) スイッチングレギュレータの原理図

エルフィノート・テクノロジー株式会社