Jump to content

    
Sign in to follow this  
ADOWWW

Источник тока для питания лазерного диода - 50V 200A.

Recommended Posts

Я так понимаю, это реальный импульс.

Уже есть схема, реализующая ваши потребности?

Чем она вас не устраивает?

С чего Вы взяли, что она не устраивает ? Отлично работает.

 

Сварочный инвертор - неубиваемый косой полумост с управлением по пиковому току.

Косой мост, это веСчь :biggrin: Сколько я с ним намучился. Правда добил таки.

Надо попробовать, на сколько быстро он будет отрабатывать стабилизацию тока по холодной стороне.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только помните- минимальный выброс на переднем фронте и лазеру прийдет COD. Даже наносекундные иголки не допустимы. Иногда еще требуется заданная скорость нарастания- опадания фронта- спада и пьедестал подпорогового тока. Поэтому обычно всегда есть линейный каскад последовательно с импульсником, а ОС импульсной части подчинена линейной по закону минимизации потерь.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только помните- минимальный выброс на переднем фронте и лазеру прийдет COD.

Да, это нелюзя забывать.

В случае требования точного соблюдения и ширины импульса, и энергии придётся линейный каскад ставть палюбэ.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В случае требования точного соблюдения и ширины импульса, и энергии придётся линейный каскад ставть палюбэ.

Там все намного хуже. Судя по описанию это мощный лазербар параллельно- последовательный. В момент начала генерации ( на пороговом токе) напряжение на лазерном диоде может просеть на 0.1-0.2 вольта, а у такого лазербара и на пару вольт. Схема стабилизации тока может сойти с ума, поэтому это место на характеристике надо проходить "в ручном режиме". Далее, эффективность холодного лазерного диода слишком велика, и если дать импульс со слишком крутыми фронтами, лазер уничтожит сам себя по оптическом пробою на зеркалах. Поэтому надо дать кристаллу прогреться, а потом стабилизировать мощность, т.к в течении импульса он продолжает греться и эффективность падает.

На предимульсе обычно калибруют все средства измерения ( датчики мощности, сбрасываются интеграторы полной энергии импульса итд) поэтому часто требуется давать строб на предимпульсе для схемы управления.

Короче, очень желательно иметь прямой контакт с конструктором оптиком- лазерщиком, иначе лазербар спалите только.

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, по поводу лазера вы правильно заметили, я просто не стал вдаваться в дебри.

Обычно есть второй источник, который даёт непрерывный "цокольный ток", не много, пара ампер.

Когда приходит рабочий импульс, он просто подпирает этот источник.

В моём варианте, цокольный ток будет давать сам драйвер, т.е. он будет всегда включён,

а импульс будет только изменять параметры токовой ОС.

Что касается линейного драйвера, то это конечно было бы идеально. Но возникают другие трудности.

Да и конденсаторы придётся ставить на низковольтную часть.

А это существенно увеличит их ёмкость, при соблюдении величины энергии.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
... и если дать импульс со слишком крутыми фронтами, лазер уничтожит сам себя по оптическом пробою на зеркалах.

Собсно, я об этом и спрашивал про двустороннее ограничение, да. Добавлю только, что иголки тока даже на 20% выше максимально допустимого приводят к заметной деградации резонатора лазера с двусторонним ограничением. Если злоупотреблять, процесс приобретает лавинный характер.

Правильный передний фронт можно сделать, разбив импульсный силовой ключ на несколько параллельных с задержками включения. Так можно увеличить КПД чисто аналогового стаба, который будет последовательно с импульсной частью схемы.

В принципе, на аналоговом стабе можно держать не более 100мВ падения напруги на полке импульса, если немножко захитрить его режимы. 200А - это всего 20 Вт рассеиваемой - копейки. Главное, чтобы стаб сдюжил пиковую мощность при включении и выключении.

 

Короче, очень желательно иметь прямой контакт с конструктором оптиком- лазерщиком, иначе лазербар спалите только.

Я бы попросил у разработчика образцовые профили тока и напруги на разных режимах.

 

 

Не вижу необходимости в гигантских низковольтных кондюках. Их должно быть не больше тех, которые обеспечивают устойчивость ООС импульсной части схемы.

Работа с "подпором" резко облегчает строительство остальной схемы, да.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Добавлю только, что иголки тока даже на 20% выше максимально допустимого приводят к заметной деградации резонатора лазера с двусторонним ограничением.

Ноль лишний. Не 20% а 2%, если работаем близко к максимальнйо мощности лазера. Да еще обычно вершину имульса приходится плавно поднимать в течении длительности импульса для компенсации падения эффективности ЛД при разогреве в процессе импульса. Т.е вершина импульса наклонена слегка вверх, процентов на 5-10 ток растет. Ну это конечно если нужна точная метрология по энергии импульса твердотельного лазера, котроый этим ларезбаром накачивается. Иногда можно обойтись и без таких штучек.

post-1741-1508489879_thumb.jpg

Если давать чистый прямоугольник по току то получится так как на рисунке- очень мощная короткая игла света на переднем фронте ( которая может убить ЛД), потом спад мощности в течении импульса.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я так понимаю, что крутой передний фронт скорее зло, чем необходимость ? А если просто плавно повышать ток, в течении пары десятков микросекунд ?

Это время можно точно забить на компонентном уровне и учитывать при управлении.

 

На счёт компенсации падения оптического выхода, я несколько лет назад делал лабораторный образец с вычислением параметров и компенсацией.

Но это практически трудно реализуемая в нашем случае задача. Самое главное - невозможность контролировать мощность излучения во время работы.

Значит только предварительная калибровка. Много разных диодов, различные режимы, необходимость "горячей " замены и т.д.

Вобщем смирились ))

 

зы. Лазер не для накачки, это медицина, непосредственное воздействие на кожу.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На эти вопросы даст ответы только конструктор- оптик-лазершик. Если это ЛД накачки твердотельного лазера, то затянутый фронт может создать неправильную заселенность уровней в твердотельном активном элементе например, и потом вместо одного мощного импульса мы получим пичковую генерацию.

По поводу коррекции вершины импульса- применялся аналоговый ГЛИН, крутизна которого выставлялась по предидущим импульсам.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Топология преобразователя здесь, по ходу, дело десятое.. :rolleyes:

Ну не совсем. Если это промышленный лазер где надо бороться за энергоэффективность в том числе, чтобы выиграть с конкурентами, так там совсем экзотичесике схемы встречаются, типа индуктивного накопителя энергии импульса с рекуперацией в источник после импульса. Намного выше КПД чем у конденсаторного накопителя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если давать чистый прямоугольник по току то получится так как на рисунке- очень мощная короткая игла света на переднем фронте ( которая может убить ЛД), потом спад мощности в течении импульса.

Думаю, что картинки не про выходную мощность, а про ток структуры. Видны характерная ёмкостная иголка и переходный процесс в схеме и линии питания.

На термоэффектах таких узких иголок не бывает. Термоэффект хорошо виден на картинке, которую дал камрад ADOWWW, причём, заметно, что у драйвера сформировано хорошее нарастание, но низковато выходное сопротивление, либо чисто индуктивный накопитель с отсечкой тока.

Edited by pokos

Share this post


Link to post
Share on other sites
Думаю, что картинки не про выходную мощность, а про ток структуры. Видны характерная ёмкостная иголка и переходный процесс в схеме и линии питания.

Именно про выходную оптическую мощность лазера. В электрических сигналах нет никакой иголки- там специальный драйвер с дифференциальным токовым ключем- ток сначала устанавливают на электрическом эквиваленте лазерного диода, а потом "перебрасывают" на реальный ЛД. Это именно термоэффекты прогрева самого лазерного кристалла, характерны как раз для мощных арсенид-галлиевых лазеров.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this