Jump to content

    
Sign in to follow this  
ADOWWW

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

Recommended Posts

Для информации, похожий диод , только в три раза длиннее.

Под заказ сделан.

 

Давайте все же вернёмся к топологии.

Чистый прямоход мне кажется всё же не совсем правильным решением.

Ведь ток через нагрузку в конце концов устанавливается дросселем.

Вернее, накаченный ТУДА ток, я контролирую, а вот, что он отдаст после завершения импульса зависит от него.

Или я не правильно рассуждаю ?

 

Чёт я не то написал, там же еще ёмкость есть. :blink: Просто получается, по управлению я буду всегда запаздывать.

И получается, что чем выше частота преобразования, тем более плавным будет джиттер выходного тока.

Share this post


Link to post
Share on other sites
С чего вдруг? Нас Вы заверили, что пресловутые 200 А строго постоянный ток, ±0 мкА.

Многофазный чоппер вполне подходит, как раз для уменьшения пульсации тока на вершине импульса. Допустимые пульсации зависят от оптической эффективности лазера.

По ссылке из даташита все нужное есть.

Typical Slope 9.2 8.5 8.5 8.2 8.3 7.7 7.7 7.4 W/A

Вот отсюда и считать допустимые пульсации тока чтобы не вылетить за границы безопасных режимов.

Другое дело, что чоппер надо сначала "раскочегарить" на заданный ток, а потом переключить ток на лазер, и по окончанию импульса перехватить ток чопппера с лазера и плавно чоппер погасить. Так что там еще пара коммутирующих элементов после чоппера просится.

Прямое управление чоппером без выбросов при переходном процессе тоже возможно, но только при использовании прямого цифрового управления от ШИМ микроконтроллера по заранее рассчитанным таблицам. Обычный аналоговый ШИМ контроллер с этим процессом имхо не справится без выбросов.

Мы пробовали многофазник от linear technology (LTC3773 - Triple Output Synchronous 3-Phase DC/DC ) в этом режиме, но как то без успеха. Только у нас линейка лазерная была низковольтная, но прожорливая по току.

CW режим с контролируемым фронтом получался без проблем используя softstart/tracking input, а вот с qCW были как раз проблемы на коротких импульсах, хотя и разгоняли ШИМ почти на предельные частоты для быстроты реакции. Ну и для высоковольтных лазербаров именно эта микросхема не подойдет по напряжению, а ВВ мультифазников ассортимент значительно меньше.

PS. хорошая картинка для ТЗ

puls_frageblatt_g.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

post-1741-1508666161_thumb.jpg

Блок схема источника из https://lasers.llnl.gov/workshops/hec_dpssl...2-12/A.Kohl.pdf

Там же внутренний конструктив показан на предпоследней странице.

Прямое цифровое управление ключами от ДСП.

От сети разделение промышленными источниками на 120В выходного. Интересно, кто производитель.

ЗЫ. Кто-нибудь использовал в лазерных драйверах не кучу мосфетов в ТО-247, а парочку мощных индустриальных типа semikron semitrans SKM111 SKM121 и подобных?

Как у них управлять затвором в таких приложениях для получения минимального выброса при переходных процессах?

Share this post


Link to post
Share on other sites
--- чоппер надо сначала "раскочегарить" на заданный ток, а потом переключить ток на лазер, и по окончанию импульса перехватить ток чопппера с лазера и плавно чоппер погасить. Так что там еще пара коммутирующих элементов после чоппера просится.

---

К сожалению набросок схемы на работе, не могу его сейчас привести. Я поставил там мощный ИГБТ закорачивающий чопперы на линейку из нескольких мощных диодов, с гарантированно низким падением напряжения ,

чтоб исключить эмиссию основного лазера. Включал бы чоппер раньше, а выключал позже. Сам бы импульс формировался именно этим ИГБТ. У меня есть несколько готовых драйверов по топологии степ-даун, можно

поэксперементировать с ними, на предмет отработки алгоритма и корекции всяческих бросков токов.

Но честно говоря, привлекает идея сделать весь БП компактным. Поскольку источник этих 200В - сам по себе немаленького размера. Если действительно делать прямоход с нуля, то получается вполне конкурентноспособно.

И при успехе, можно будет думать о серии.

 

У меня уже есть готовая схема двухфазного ККМа на 3кВт, дополню её косым мостом, его я всячески успел "погрызть".

Надо будет проработать схему стабилизации тока по выходу и элементами формирования импульса, то что описывал выше.

 

Что скажите ? Или лучше всё же к двухтактным топологиям обратиться? У меня есть кое какой опыт в пушпулах, но на низкие напряжения.

Не знаю, будет ли "комильфо" применить его на 400В питания, всё же большие выбросы на транзисторах. Хотя есть 1200В карбиды.

Мощные снабберы конечно ухудшат КПД, но это не главное в ТЗ.

Может есть у кого схемы уже работающих устройств, для ознакомления , так сказать.

 

Кто-нибудь использовал в лазерных драйверах не кучу мосфетов в ТО-247, а парочку мощных индустриальных типа semikron semitrans SKM111 SKM121 и подобных?

Я пока не использовал, но тот драйвер , с которого я привёл картинку 150А, именно так и сделан. Управляется оптронными драйверами. Схемы к сожалению нет.

 

ffilin я что то подобное уже предусмотрел. :) Лазер для для прямого использования. Медицина.

Бюджет самого проекта ограничен только рамками разумности, срок пара месяцев. До нового года надо что-то "родить".

Имеет значение, помимо собственно ТЗ, размер и конечная стоимость готового БП. Для конечной стоимости решающее значение имеет количество ручного труда.

Т.е. если можно избежать применения громоздких радиаторов, транзисторов ТНТ, изоляционных прокладок и т.д. и различных конструкционных извратов, то надо это сделать.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ffilin, на счёт входного, я не против его уменьшить. Но во первых, я выигрываю в токе.

Во вторых, дело в том, что при отборе энергии напряжение на конденсаторах буфера будет падать. И намного выгоднее увеличить

напряжение, нежели ёмкость. Зависимость то квадратичная.

Но согласен, есть чисто технические нюансы. До 200В проще подобрать элементы.

Нужна меньшая индуктивность дросселя. Отсюда уменьшение размеров и возможность использовать

готовые моточные. Например такой дроссель от Wьrth Elektronik

 

Вы собирали эту схему на рассыпухе ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
частота до 10Гц это период 100мс, то есть при 50А (длительность 400мс) будет постоянный ток?
10Гц, относится не к этой строчке.

Зависимость частоты импульсов, тока и длительности импульсов сведены в таблицы, для каждого вида диодов разные.

Работа только импульсная. Мощность всегда не более 3кВт, это есть в первом сообщении.

Пусть Вас не смущают импульсы, предполагается сделать универсальный БП, на разные типы диодов.

Форма импульса должна быть не хуже той, скриншот которой я выкладывал ранее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

все запаслись попкорном и ждут развязки сюжета

 

внесём коррективы у ffilin:

Вход 200В

Выход 50В 50А, частота 150кГц, индуктивность дросселя 3,3мкГн.

 

Но вот незадача... ток дросселя макс. будет 85А, поэтому дроссель по ссылке от ffilin увы, не подходит, ни по макс.току, ни по нагреву, ни по дельта L.

 

если нужно получить КПД 85%, делать синхронное выпрямление нет смысла

(Uвых 50В, на диоде менее 0,8В потеря в КПД менее 2%).

У источника 50В 50А при КПД 85% потери будут 450Вт. Их 4. На возвратный диод в этой схеме приходится примерно половина потерь. Действительно, зачем делать синхронное выпрямление? Киловаттом и лабораторию отапливать можно...

 

продолжайте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не люблю я эти американизмы... лучше уж семечек погрызть.

 

Только небольшая коррекция вводных.

Питание 2х48В - 96В

Каналов - 8

Ток на канал - 30А

Частота - 400кГц

Транзистор

Диод

Дроссель

Датчик тока

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если будет интерес в моём личном участии,

ваша контора поможет нам (мне и моим трём детям) в переезде (имиграции) в Германию?

 

PS

Радиотехникой занимаюсь со второго класса школы с 1988г

Был в Германии в 2000г, по стипендии Эйлера, жалею что не остался.

Пожалуйста, такого рода вопросы задавайте в Личке.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задача же тривиальная, вы о чем? Такие источники много кто уже делает, 50В, 200А это ни о чем, время нарастания и спада получаются около 50мкс и 25мкс соответственно, спада никакого нет, при таких длительностях импульс получается прямоугольным, могу даже завтра для примера осциллограмки снять на готовом источнике в этих режимах!

Share this post


Link to post
Share on other sites

ffilin, транзистор предложенный Вами достаточно медленный, да и корпус 247. Конечно половинное RdsON вещь хорошая, но не это определяющее ?

Диод почему забраковали ? 10А он при 150 градусах. Или карбит по каким то параметрам не подходит ?

 

Вот еще пример транзистора в приемлимом корпусе

Или такой

 

Датчик тока буду посмотреть, были у меня проспекты от одной фирмочки, очень шустрые были. Найду , выложу.

Холловский датчик, думаю не лучшее решение. Монолитный намного надёжнее и точнее в повторяемости.

 

По поводу драйвера, таки да. 400кГц не мало, но и не много. Применю быстрый цифровой оптрон и повторитель на двух транзисторах.

Эта схема у меня работает на многих конструкциях.

 

_gari, Калькулятор Вюрта обещал. :)

Его младший брат стоит у меня в драйвере светодиода, качает мне 80В/2А из 12В

Там частота 500кГц.

 

Набросал схему драйвера.

post-74818-1508918139_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
там 0,2А с ножки логики получить можно при питании 6в. Этого ни в одном pdf нет.

Радиолюбители, они такие любители негарантированных режимов, это, наверное, врожденное. Вот сгорит лазерная голова стоимостью в несколько тысД, тогда вспомните ту экономию....

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