Driver para Diodos Laser - Infravermelho

Descrição do Produto do Driver HPLDD 60A para Diodos Laser

Este é um driver profissional projetado para diodos laser infravermelhos de alta potência. Pode operar com diodos laser CS-mount de 20, 40 e 60 W nas faixas de 808 nm, 940 nm e 980 nm, bem como com outros diodos similares.

Com este driver para diodos laser, é possível alimentar um único diodo, vários diodos em série ou ainda um array de diodos que requeira tensões de operação mais elevadas. Na seção de recomendações, encontra-se a fórmula para a tensão máxima de entrada. A separação entre as entradas de alimentação dos diodos laser e da lógica permite minimizar a resistência de comutação de um MOSFET de potência. A camada interna do dissipador de calor é confeccionada em cobre e auxilia na rápida dissipação térmica. O corpo externo do dissipador, fabricado em alumínio, é isolado de todos os sinais do driver, inclusive do sinal GND. Isso possibilita a fixação direta do driver em componentes metálicos para caso de necessidade de refrigeração adicional. A entrada analógica permite a modulação da corrente que atravessa o diodo até 5/20 kHz (dependendo da versão). Dois potenciômetros permitem o ajuste dos valores de corrente máxima do diodo e de corrente de offset. O driver acompanha conector e pinos para alimentação e controle da unidade, assim como parafusos de aço inoxidável M5.

O banco de capacitores está disponível como acessório adicional do driver. É necessário em caso de utilização de fontes de alimentação menos robustas.

Dados Técnicos

Dados técnicos do driver HPLDD 60A
Parâmetro5 kHz20 kHz
Frequência de modulação (kHz) 5 20
Faixa de tensão de modulação (V) 0–5 V
Corrente máxima do diodo (A) 60 A
Corrente ajustada por padrão (A) 10 A
Soft-start (ms) 2000 ms
Tensão de alimentação do diodo laser (V) 3–24 V
Tipo de transistor N-MOSFET de alta potência
Corrente máxima de offset (A) 20 A
Tensão de alimentação lógica (V) 12–15 V
Material do conector Cobre
Parafusos dos conectores de energia Aço inoxidável M5
Material do dissipador interno Chapa de cobre
Material do dissipador externo Alumínio
Dissipador isolado de todos os sinais Sim
Malha dos furos de fixação (mm) 85 × 50 mm
Diâmetro dos furos de fixação (mm) 5,5 mm
Dissipação máxima de potência (W) 200 W
Monitor de corrente 10 mV / 1 A
Corrente ajustada por padrão (A) 10 A
Dimensões (mm) 50 × 95 × 35*

* A dimensão de 39 mm varia conforme o banco de capacitores. Para mais informações, consulte a seção de dados mecânicos.

Current waveform measured via current monitor output

Corrente circulando por um diodo de silício de alta potência. Sinal de 62 A, 20 kHz. Medido no resistor de sensoriamento através da saída do monitor de corrente.

Como Conectar o Driver HPLDD 60A para Laser

HPLDD 60A driver pinout — view 1

Diagrama de pinos do driver

HPLDD 60A driver pinout — view 2

Diagrama de pinos do driver

HPLDD 60A schematic connections

Conexões esquemáticas

Como Ligar o Driver

  1. Conecte o plug de lógica, linha de alimentação do diodo e diodo laser. Não energize a fonte ainda.
  2. Certifique-se de que a entrada de modulação esteja desligada.
  3. Ligue a entrada de lógica de 12 V.
  4. Ligue a linha principal do diodo.
  5. Inicie a modulação (ANG 0–5 V).

Como Desligar o Driver

  1. Desligue a entrada de modulação.
  2. Desligue a linha de alimentação do diodo.
  3. Desligue a entrada de 12 V.

Como Calcular a Dissipação de Potência

Embora a dissipação máxima de potência deste driver para diodos laser seja de 240 W a 25 °C, recomenda-se calcular a dissipação de potência e considerar o uso de dissipador adicional.

A potência dissipada no driver pode ser calculada pela fórmula:

Dissipação de potência = (Uin − n × Ud) × I

Onde:

Uin — Tensão total de entrada da linha dos diodos

n — Número de diodos

Ud — Tensão de operação de cada diodo

I — corrente utilizada

Exemplo: Utilizando uma fonte de 5 V e um único diodo de 980 nm (tensão de operação de 1,9 V) com corrente de 50 A:

Dissipação de potência = (5 V − 1 × 1,9 V) × 50 A = 3,1 V × 50 A = 155 W

Recomendações e Requisitos

A faixa de tensão de alimentação depende da quantidade de diodos laser utilizados em série. Para um diodo laser com tensão de operação em torno de 2 V, a tensão máxima de entrada do diodo não deve exceder 5 V. Para dois diodos com tensão próxima de 4 V, a entrada máxima do diodo é 8 V, e assim por diante. Portanto, a tensão máxima de entrada é dada pela fórmula:

VCC DIODE MAX = (número de diodos em série) × (tensão de operação de cada diodo) + 4 V.

Sempre alimente a lógica com 12 V antes de energizar a linha dos diodos. Como o GND da linha dos diodos e o GND da entrada da lógica estão conectados no driver, lembre-se sempre de conectar o GND da linha dos diodos diretamente ao GND da fonte de alimentação utilizando cabos de grossa bitola.

Sempre utilize uma fonte de alimentação de alta qualidade e com baixa ondulação de tensão. A adição de um capacitor de grande valor na entrada do driver é fortemente recomendada, mas depende da fonte, bitola dos cabos e comprimento. O capacitor utilizado nos testes possuía 1000 uF 25 V.

É fundamental evitar curtos-circuitos entre o + (VCC) de alimentação ou + (LD) e − (GND) da lógica ou do monitor de corrente, pois trilhas de GND fina podem ser danificadas irreversivelmente.

A entrada de modulação pode ser usada como entrada TTL com níveis lógicos de 0 V e 5 V ou como entrada analógica. Modulação analógica significa que ao utilizar 2,5 V na entrada ANG obtém-se 50% da potência de saída, analogamente com 4 V obtém-se 80% da potência, etc.

Recomenda-se o uso de cabos de energia com seção transversal mínima de 4 mm2.

Proteção

Devido ao alto fluxo de corrente pelas trilhas, minimizamos a queda de tensão no driver, não dispondo de proteção contra inversão de polaridade. Recomenda-se o uso do dispositivo de proteção LASORB instalado próximo ao diodo ou, ao menos, um diodo de silício de alta potência conectado reversamente.

O corpo do driver é isolado de todos os sinais e pode ser montado diretamente em dissipadores metálicos ou outras partes metálicas.

A entrada analógica é protegida por um diodo Zener 5V1 caso haja tensão superior a 5 V. Ainda assim, esta entrada não deve ser utilizada em tensões maiores.

Cuidados e Restrições

  • Assegure a refrigeração adequada.
  • Não toque na unidade durante a operação.
  • Não ultrapasse os parâmetros especificados.

Detalhes Mecânicos do Dissipador

Heatsink dimensions drawing

Dimensões do Dissipador

Heatsink dimensions with 25 V capacitor bank

Dimensões do Dissipador com Banco de Capacitores de 25 V

HPLDD 60A

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

Driver com Banco de Capacitores de 25 V

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

Driver com Banco de Capacitores de 25 V

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