Driver pro laserové diody - Infračervený

Popis produktu ovladače HPLDD 60A pro laserové diody

Jedná se o profesionální driver navržený pro vysoce výkonné infračervené laserové diody. Může pracovat s laserovými diodami CS-mount s výkonem 20, 40 a 60 W, při vlnových délkách 808 nm, 940 nm a 980 nm, stejně jako s dalšími podobnými diodami.

S tímto driverem pro laserové diody lze napájet jednu diodu nebo více diod v sériovém zapojení, případně celý diodový blok vyžadující vyšší provozní napětí. V sekci doporučení je uveden vzorec pro maximální vstupní napětí. Oddělené napájecí napětí laserové diody a logického vstupu umožňuje minimalizovat spínací odpor výkonového MOSFETu. Vnitřní vrstva chladiče je z mědi a zajišťuje rychlý přenos tepla. Vnější tělo chladiče z hliníku je izolováno od všech signálů na driveru včetně signálu GND. To umožňuje montáž driveru přímo na kovové části v případě potřeby dalšího chlazení. Analogový vstup umožňuje modulaci proudu protékajícího diodou do 5/20 kHz (dle verze). Dva potenciometry slouží k nastavení maximálního diodového proudu a offsetového proudu. K driveru je připojen konektor a piny pro napájení a řízení jednotky, včetně šroubů z nerezové oceli M5.

Kondenzátorová banka je k dispozici jako volitelné příslušenství k driveru. Je nutná v případě použití slabšího zdroje napájení.

Technická data

Technická data pro driver HPLDD 60A
Parametr5 kHz20 kHz
Modulační frekvence (kHz) 5 20
Rozsah modulačního napětí (V) 0–5 V
Maximální proud diodou (A) 60 A
Výchozí nastavený proud (A) 10 A
Soft-start (ms) 2000 ms
Napájecí napětí laserové diody (V) 3–24 V
Typ tranzistoru Vysoce výkonný N-MOSFET
Maximální offsetový proud (A) 20 A
Napájecí napětí logiky (V) 12–15 V
Materiál konektoru Měď
Šrouby silových konektorů Nerezová ocel M5
Materiál vnitřního chladiče Měděná deska
Materiál vnějšího chladiče Hliník
Chladič izolovaný od všech signálů Ano
Rozteč montážních otvorů (mm) 85 × 50 mm
Průměr montážních otvorů (mm) 5,5 mm
Maximální ztrátový výkon (W) 200 W
Monitor proudu 10 mV / 1 A
Výchozí nastavený proud (A) 10 A
Rozměry (mm) 50 × 95 × 35*

* Rozměr 39 mm se liší u varianty s kondenzátorovou bankou. Pro více informací navštivte sekci mechanických dat.

Current waveform measured via current monitor output

Proud protékající vysoce výkonnou křemíkovou diodou. 62 A, 20 kHz signál. Měřeno na snímacím rezistoru pomocí výstupu monitoru proudu.

Jak připojit laserový driver HPLDD 60A

HPLDD 60A driver pinout — view 1

Vývody driveru

HPLDD 60A driver pinout — view 2

Vývody driveru

HPLDD 60A schematic connections

Schématické zapojení

Jak zapnout driver

  1. Připojte logický konektor, napájecí vedení diody a samotnou laserovou diodu, napájecí zdroj zatím nezapínejte.
  2. Ujistěte se, že je modulační vstup vypnutý.
  3. Zapněte 12V logický vstup.
  4. Zapněte hlavní napájecí vedení diody.
  5. Spusťte modulaci (ANG 0–5 V).

Jak vypnout driver

  1. Vypněte modulační vstup.
  2. Vypněte napájecí vedení diody.
  3. Vypněte 12V vstup.

Jak vypočítat ztrátový výkon

Maximální ztrátový výkon tohoto driveru pro laserové diody je 240 W při 25 °C, doporučujeme však ztrátový výkon vypočítat a případně použít dodatečný chladič.

Ztrátový výkon driveru lze vypočítat podle vzorce:

Ztrátový výkon = (Uin − n × Ud) × I

Kde:

Uin — Celkové vstupní napětí diodové větve

n — Počet diod

Ud — Provozní napětí diody

I — použitý proud

Příklad: Použití 5 V zdroje a jedné 980 nm diody (pracovní napětí 1,9 V) s proudem 50 A:

Ztrátový výkon = (5 V − 1 × 1,9 V) × 50 A = 3,1 V × 50 A = 155 W

Doporučení a požadavky

Rozsah napájecího napětí závisí na počtu sériově zapojených laserových diod. Pro jednu laserovou diodu s provozním napětím okolo 2 V by maximální vstupní napětí diody nemělo přesáhnout 5 V. Pro dvě diody s provozním napětím kolem 4 V je maximální vstupní napětí 8 V atd. Maximální vstupní napětí tedy stanovuje vzorec:

VCC DIODE MAX = (Počet sériově zapojených diod) × (Provozní napětí každé diody) + 4 V.

Vždy napájejte logiku 12 V před připojením diodové větve. Protože je GND větve diody a logického vstupu v driveru propojeno, vždy připojujte GND větve diody přímo na GND zdroje silnými vodiči.

Vždy používejte vysoce kvalitní napájecí zdroj s nízkým zvlněním napětí. Doporučujeme přidat na vstup driveru velký kondenzátor — závisí však na použitých vodičích, jejich průřezu a délce. Během testů byl použit kondenzátor 1000 uF 25 V.

Mějte na paměti, abyste nevyvolali zkrat mezi + (VCC) napájecí nebo + (LD) větve a − (GND) logického vstupu nebo vstupu monitoru proudu, protože tenké spoje GND logiky mohou být nenávratně poškozeny.

Modulační vstup může být použit jako TTL vstup s úrovněmi logiky 0 V a 5 V nebo jako analogový vstup. Analogová modulace znamená, že například při zadání 2,5 V na ANG vstup je výkon diody 50 %, analogicky při 4 V je výkon 80 % atd.

Doporučujeme použít silové vodiče s průřezem minimálně 4 mm2.

Ochrana

Vzhledem k vysokému proudu protékajícímu cestami jsme minimalizovali úbytek napětí na driveru a není zde ochrana proti přepólování. Doporučujeme použít ochranné zařízení LASORB instalované co nejblíže k diodě, případně alespoň vysoce výkonnou křemíkovou diodu zapojenou proti směru.

Tělo driveru je izolováno od všech signálů driveru a může být namontováno přímo na kovové chladiče nebo jiné kovové části.

Analogový vstup je chráněn Zenerovou diodou 5V1 pro případ výskytu napětí vyššího než 5 V. Přesto nedoporučujeme tento vstup používat s vyšším napětím.

Co dělat a čemu se vyhnout

  • Dbejte na správné chlazení.
  • Nedotýkejte se jednotky během provozu.
  • Nepřekračujte stanovené parametry.

Mechanické detaily chladiče

Heatsink dimensions drawing

Rozměry chladiče

Heatsink dimensions with 25 V capacitor bank

Rozměry chladiče s kondenzátorovou bankou 25 V

HPLDD 60A

HPLDD 60A driver with 25 V capacitor bank — view 1

Driver s kondenzátorovou bankou 25 V

HPLDD 60A driver with 25 V capacitor bank — view 2

Driver s kondenzátorovou bankou 25 V

Související laserové drivery v našem e-shopu