电流控制装置及电流控制方法制造方法及图纸

一种电流控制电路，其基于从外部装置输入的电流指令值，对从电源装置向包含1个或多个激光二极管的发光部流动的发光部电流进行控制，该电流控制电路具有：开关元件，其与发光部并联连接；以及脉冲宽度调制控制电路部，其在发光部电流开始流动时、结束流动时或流动期间，在从电源装置输出的输出电流大于此次的电流指令值或下次的电流指令值的情况下，对开关元件进行脉冲宽度调制控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流控制装置及电流控制方法
本专利技术涉及对在包含1个或多个激光二极管(LaserDiode:LD)的发光部流动的电流进行控制的电流控制装置及电流控制方法。
技术介绍
当前，在以金属的熔接、切断或标记为例的加工领域中，主要使用CO2激光器或YAG(YttriumAluminumGarnet)激光器。但是，近年来，半导体激光激励型的固体激光器或光纤激光器的高输出化不断进步。由此，在上述的加工领域中，正在推进从CO2激光器或YAG激光器向半导体激光激励型的固体激光器或光纤激光器的置换。半导体激光激励型的激光震荡源使用激光二极管。通常，在激光加工机中，为了得到高输出，将多个激光二极管串联、并联或串并联连接而使其成为激光二极管阵列，使多个激光二极管全部同时发光。这样的激光二极管阵列需要大的驱动电流。另外，激光二极管是电流驱动型的元件。因此，向激光二极管供电的电源装置使用高效率的开关电源式的恒流电源装置，该恒流电源装置能够恒定地供给为了使激光二极管以所希望的输出进行激光震荡而所需的驱动电流。通常，在负载是电流驱动型元件的情况下，为了抑制供给至负载的电流的变动，优选恒流电源装置在输出线具有储存电磁能量的元件。这样的储存电磁能量的元件使用电抗器。但是，对于恒流电源装置，由于电抗器储存电磁能量，因此与电流指令值的变化相比输出电流的变化的速度慢。特别地，对于恒流电源装置，在电流指令值从大的值变化为小的值时，由于在电抗器储存有电磁能量，因此使输出电流减小的速度慢。因此，对于恒流电源装置，在电流指令值从大的值变化为小的值时，大于电流指令值的驱动电流流过激光二极管，因此不能进行适当的加工。在专利文献1中，记载了一种点亮电路，其具有：驱动电路，其对电源电压进行DC(DirectCurrent)/DC变换而作为输出电压，使与点亮控制信号对应的输出电流在1个或多个发光元件流通；以及强制衰减电路，其相对于1个或多个发光元件并联连接，与点亮控制信号同步地使1个或多个发光元件的熄灭期间中的来自驱动电路的输出电流强制衰减(段落[0009])。在专利文献2中记载了一种LED点亮装置，其特征在于具有：LED电路，其包含大于或等于1个发光二极管(LightEmittingDiode:LED)；开关电源，其向LED电路供给电源；以及点亮控制电路，其通过以预先确定的调光用占空比对开关电源进行驱动而对LED进行点亮控制，点亮控制电路在不通过调光用占空比对开关电源进行驱动时，通过预先确定的预设占空比对开关电源进行驱动(段落[0008])。专利文献1：日本特开2010-15883号公报专利文献2：日本特开2009-238633号公报
技术实现思路
专利文献1记载的点亮电路在通过点亮控制信号使发光元件从发光向熄灭变化的情况下，发光元件的驱动电流立即衰减，因此能够立刻再点亮(段落[0010])。但是，专利文献1记载的点亮电路需要强制衰减电路，因此部件个数增加，基板面积增加，成本上升。专利文献2记载的LED点亮装置为了改善美观度而进行如下控制，即，事先将开关电源所产生的电压提高至美观度不会变差的程度为止。由此，专利文献2记载的LED点亮装置即使在调光用占空比小的情况下，直至开关电源成为能够使与调光用占空比对应的电流流过LED的电压为止所需的时间也会缩短，能够缩短至LED点亮为止的时间，还能够改善美观度(段落[0009])。但是，专利文献2记载的LED点亮装置在电流指令值从大的值变化为小的值时，不能抑制大于电流指令值的驱动电流流过激光二极管这一情况。本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，得到即使在电流指令值从大的值变化为小的值时，也能够适当地进行发光的电流控制装置。为了解决上述课题，达成目的，本专利技术是一种电流控制装置，其基于从外部装置输入的电流指令值，对从电源装置向包含1个或多个激光二极管的发光部流动的发光部电流进行控制，该电流控制装置的特征在于，具有：开关元件，其与发光部并联连接；以及脉冲宽度调制控制电路部，其在发光部电流开始流动时、结束流动时或流动期间，在从电源装置输出的输出电流大于此次的电流指令值或下次的电流指令值的情况下，对开关元件进行脉冲宽度调制控制。专利技术的效果本专利技术涉及的电流控制装置取得下述效果：即使在电流指令值从大的值变化为小的值时，也能够良好地进行发光。附图说明图1是表示激光二极管电源装置的结构的图，该激光二极管电源装置包含实施方式1涉及的电流控制装置。图2是表示实施方式1涉及的电流控制装置的PWM控制电路部的结构的图。图3是表示实施方式1涉及的电流控制装置的动作的流程图。图4是对实施方式1涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图5是对实施方式1涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图6是表示从由包含实施方式1涉及的电流控制装置的激光二极管电源装置进行驱动的发光部照射至被加工面的光束的轨迹的图。图7是表示从由包含实施方式1涉及的电流控制装置的激光二极管电源装置进行驱动的发光部照射至被加工面的光束的轨迹的图。图8是表示实施方式1涉及的电流控制装置的安装例的图。图9是表示实施方式1涉及的电流控制装置的其他安装的图。图10是表示实施方式1涉及的电流控制装置的其他安装的图。图11是表示实施方式1涉及的电流控制装置的其他安装的图。图12是表示激光二极管电源装置的结构的图，该激光二极管电源装置包含实施方式2涉及的电流控制装置。图13是表示实施方式3涉及的电流控制装置的动作的流程图。图14是对实施方式3涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图15是对实施方式3涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图16是表示实施方式4涉及的电流控制装置的动作的流程图。图17是对实施方式4涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图18是对实施方式4涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。图19是表示实施方式5涉及的电流控制装置的动作的流程图。图20是对实施方式5涉及的电流控制装置的动作进行说明的波形图。具体实施方式下面，基于附图详细地对本专利技术的实施方式涉及的电流控制装置及电流控制方法进行说明。此外，本专利技术不限定于该实施方式。实施方式1.图1是表示激光二极管电源装置的结构的图，该激光二极管电源装置包含实施方式1涉及的电流控制装置。激光二极管电源装置1从系统电源2接收3相交流电的供给，使与从外部的计算机数控(ComputerNumericalControl:CNC)装置4输入的电流指令值4a对应的电流流过发光部3。发光部3包含1个或多个激光二极管(LaserDiode:LD)3a。在发光部3包含多个激光二极管3a的情况下，多个激光二极管3a串联、并联或串并联地连接。激光二极管3a是电流驱动型元件，射出与电流对应的强度的光。因此，激光二极管电源装置1能够通过对在发光部3流过的电流进行控制，从而对发光部3的光的强度进行控制。激光二极管电源装置1包含：电源装置10，其输出与从CNC装置4输入的电流指令值4a对应的电流；以及电流控制装置20，其基于电流指令值4a，对在发光部3流过的电流进行控制。电源装置10包含：恒压输出部30，其从系统电源2接收3相交流电的供给，输出恒定的交流电压；以及电流输出部40，其从恒压输出部30接收恒定的交流电压的供给，输出与从CN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流控制装置，其基于从外部装置输入的电流指令值，对从电源装置向包含1个或多个激光二极管的发光部流动的发光部电流进行控制，该电流控制装置的特征在于，具有：开关元件，其与所述发光部并联连接；以及脉冲宽度调制控制电路部，其在所述发光部电流开始流动时、结束流动时或流动期间，在从所述电源装置输出的输出电流大于此次的所述电流指令值或下次的所述电流指令值的情况下，对所述开关元件进行脉冲宽度调制控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电流控制装置，其基于从外部装置输入的电流指令值，对从电源装置向包含1个或多个激光二极管的发光部流动的发光部电流进行控制，该电流控制装置的特征在于，具有：开关元件，其与所述发光部并联连接；以及脉冲宽度调制控制电路部，其在所述发光部电流开始流动时、结束流动时或流动期间，在从所述电源装置输出的输出电流大于此次的所述电流指令值或下次的所述电流指令值的情况下，对所述开关元件进行脉冲宽度调制控制。2.根据权利要求1所述的电流控制装置，其特征在于，所述电源装置输出与所述电流指令值对应的所述输出电流，在所述发光部电流开始流动时，在所述输出电流大于此次的所述电流指令值的情况下，所述脉冲宽度调制控制电路部对所述开关元件进行脉冲宽度调制控制直至所述输出电流成为此次的所述电流指令值为止。3.根据权利要求1所述的电流控制装置，其特征在于，所述电源装置输出与所述电流指令值对应的所述输出电流，在所述发光部电流结束流动时，在所述输出电流大于下次的所述电流指令值的情况下，所述脉冲宽度调制控制电路部对所述开关元件进行脉冲宽度调制控制直至所述输出电流成为下次的所述电流指令值为止。4.根据权利要求1所述的电流控制装置，其特征在于，所述电源装置输出与所述电流指令值对应的所述输出电流，在所述发光部电流结束流动时，在所述输出电流大于下次的所述电流指令值的情况下，所述脉冲宽度调制控制电路部对所述开关元件进行脉冲宽度调制控制直至所述输出电流成为0为止。5.根据权利要求1所述的电流控制装置，其特征在于，所述电源装置输出恒定的所述输出电流，在所述发光部电流流动期间，在所述输出电流大于此次的所述电流指令值的情况下，所述脉冲宽度调制控制电路部以使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：津田真吾，森本猛，民田太一郎，桥本隆，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP