Controlador para Diodos Láser - Infrarrojo

Descripción del Producto del Controlador HPLDD 60A para Diodos Láser

Este es un controlador profesional diseñado para diodos láser infrarrojos de alta potencia. Puede operar con diodos láser CS-mount de 20, 40 y 60 W en 808 nm, 940 nm y 980 nm, así como con otros diodos similares.

Con este controlador para diodos láser, es posible alimentar un solo diodo o varios diodos en serie, así como una matriz de diodos que requiera mayores tensiones de trabajo. En la sección de recomendaciones se proporciona una fórmula para calcular la tensión máxima de entrada. La entrada independiente de tensión de alimentación para el diodo láser y la entrada de lógica permite minimizar la resistencia en encendido de un MOSFET de potencia. La capa interna del disipador está fabricada en cobre y contribuye a una rápida transmisión térmica. El cuerpo exterior del disipador, hecho de aluminio, está aislado de todas las señales del controlador, incluida la señal de GND. Esto permite montar el controlador directamente en componentes metálicos en caso de requerir refrigeración adicional. La entrada analógica permite modular la corriente a través del diodo hasta 5/20 kHz (según la versión). Dos potenciómetros permiten ajustar el valor de corriente máxima del diodo y la corriente de offset. Junto al controlador se incluyen conectores y pines para alimentación y control de la unidad, así como tornillos M5 de acero inoxidable.

El banco de condensadores está disponible como componente adicional para el controlador. Este es necesario en caso de utilizar una fuente de alimentación de menor capacidad.

Datos Técnicos

Datos técnicos del controlador HPLDD 60A
Parámetro5 kHz20 kHz
Frecuencia de modulación (kHz) 5 20
Rango de tensión de modulación (V) 0–5 V
Corriente máxima del diodo (A) 60 A
Corriente predefinida (A) 10 A
Soft-start (ms) 2000 ms
Tensión de alimentación del diodo láser (V) 3–24 V
Tipo de transistor N-MOSFET de alta potencia
Corriente máxima de offset (A) 20 A
Tensión lógica de alimentación (V) 12–15 V
Material del conector Cobre
Tornillos de los conectores de potencia Acero inoxidable M5
Material del disipador interno Placa de cobre
Material del disipador externo Aluminio
Disipador aislado de todas las señales
Distancia entre orificios de montaje (mm) 85 × 50 mm
Diámetro de orificios de montaje (mm) 5.5 mm
Disipación máxima de potencia (W) 200 W
Monitor de corriente 10 mV / 1 A
Corriente predefinida (A) 10 A
Dimensiones (mm) 50 × 95 × 35*

* La dimensión de 39 mm es diferente en caso de banco de condensadores. Para más información, consulte la sección de datos mecánicos.

Current waveform measured via current monitor output

Corriente circulando a través de un diodo de silicio de alta potencia. Señal de 62 A, 20 kHz. Medida sobre resistor de sensado usando la salida de monitor de corriente.

Cómo Conectar el Controlador Láser HPLDD 60A

HPLDD 60A driver pinout — view 1

Distribución de pines del controlador

HPLDD 60A driver pinout — view 2

Distribución de pines del controlador

HPLDD 60A schematic connections

Conexiones esquemáticas

Cómo Encender el Controlador

  1. Conecte el enchufe lógico, la línea de potencia del diodo y el diodo láser; aún no encienda la fuente de alimentación.
  2. Asegúrese de que la entrada de modulación esté desactivada.
  3. Encienda la entrada lógica de 12 V.
  4. Encienda la línea principal del diodo.
  5. Active la modulación en (ANG 0–5 V).

Cómo Apagar el Controlador

  1. Desactive la entrada de modulación.
  2. Apague la línea de potencia del diodo.
  3. Apague la entrada de 12 V.

Cómo Calcular la Disipación de Potencia

Aunque la disipación máxima de potencia de este controlador para diodos láser es de 240 W a 25 °C, se recomienda calcular la disipación de potencia y considerar la aplicación de un disipador adicional.

La potencia disipada en el controlador se puede calcular con la fórmula:

Disipación de potencia = (Uin − n × Ud) × I

Donde:

Uin — Tensión total de entrada de la línea del diodo

n — Número de diodos

Ud — Tensión de operación del diodo

I — corriente utilizada

Por ejemplo: Usando una fuente de 5 V y un solo diodo de 980 nm (tensión de operación de 1.9 V) con 50 A:

Disipación de potencia = (5 V − 1 × 1.9 V) × 50 A = 3.1 V × 50 A = 155 W

Recomendaciones y Requisitos

El rango de tensión de alimentación depende de la cantidad de diodos láser utilizados en serie. Para un diodo láser cuya tensión de operación es de aproximadamente 2 V, la tensión máxima de entrada del diodo no debe exceder los 5 V. Para dos diodos con tensión de operación de alrededor de 4 V, la entrada máxima debe ser 8 V, y así sucesivamente. Por lo tanto, la máxima tensión de entrada se calcula como:

VCC DIODE MAX = (Número de diodos en serie) × (Tensión de operación de cada diodo) + 4 V.

Siempre alimente la lógica con 12 V antes de alimentar la línea de diodos. Como el GND de la línea de diodos y el GND de la entrada lógica están conectados en el controlador, recuerde conectar el GND de la línea de diodos directamente al GND de la fuente de alimentación con cables de sección gruesa.

Utilice siempre una fuente de alimentación de alta calidad y bajo rizado de tensión. Se recomienda añadir un condensador de alta capacidad en la entrada del controlador, aunque esto depende de la fuente de alimentación, la sección de los cables y su longitud. El condensador utilizado durante las pruebas fue de 1000 uF 25 V.

Debe tener especial cuidado de no provocar cortocircuito entre + (VCC) de alimentación o + (LD) y − (GND) de la entrada lógica o entrada de monitor de corriente, ya que los caminos finos del GND lógico pueden dañarse irreparablemente.

La entrada de modulación puede utilizarse como entrada TTL, con niveles lógicos de 0 V y 5 V, o como entrada analógica. La modulación analógica implica que al usar 2.5 V en la entrada ANG se obtiene el 50% de potencia de salida, y análogamente, con 4 V se genera el 80% de salida, etc.

Recomendamos el uso de cables de alimentación con una sección mínima de 4 mm2.

Protección

Debido a la elevada corriente que circula por las pistas, se minimizó la caída de tensión en el controlador y no existe protección contra polaridad inversa. Recomendamos el uso de un dispositivo de protección LASORB montado cerca del diodo, o al menos un diodo de silicio de alta potencia conectado en sentido inverso.

El cuerpo del controlador está aislado de todas las señales y puede montarse directamente sobre disipadores metálicos u otras piezas metálicas.

La entrada analógica está protegida por un diodo Zener de 5V1 para el caso de que aparezca una tensión superior a 5 V. A pesar de esto, esta entrada no debe utilizarse con tensiones superiores.

Buenas Prácticas y Prohibiciones

  • Preste atención a una adecuada refrigeración.
  • No toque la unidad durante el funcionamiento.
  • No exceda los parámetros especificados.

Detalles Mecánicos del Disipador

Heatsink dimensions drawing

Dimensiones del Disipador

Heatsink dimensions with 25 V capacitor bank

Dimensiones del Disipador con Banco de Condensadores de 25 V

HPLDD 60A

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

Controlador con Banco de Condensadores de 25 V

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

Controlador con Banco de Condensadores de 25 V

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