Controlador de diodo láser a altas corrientes

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Tengo un diodo láser de paquete de matriz de fibra que dibuja 30A a 2.8V. Me gustaría usarlo en un proyecto de cortador láser, pero no sé cómo diseñar una fuente de alimentación para él.

Se me ocurrieron estos criterios para el controlador

  • corriente constante
  • comienzo suave
  • 10A - 30A
  • 1V - 3V
  • Control de corriente digital o analógico (sin PWM)

Entiendo los conceptos básicos de las fuentes de alimentación lineales de corriente constante, pero no sé cómo escalar la corriente. ¿Alguien podría dirigirme en la dirección correcta para el diseño de la fuente de alimentación a esta escala?

    
pregunta EngineerAnimal

1 respuesta

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Sus requisitos son similares a los de los procesadores de computadoras, excepto en ese caso, el voltaje puede ser incluso más bajo y la corriente más alta. La potencia total es comparable. Las fuentes de alimentación de modo conmutado (convertidores reductores) son obligatorias para una eficiencia razonable: con una entrada de 12 V, puede estar por encima del 90%.

Obviamente, en estas aplicaciones, es difícil proporcionar un filtrado suficiente sin que se requieran grandes condensadores / inductores de salida, u operar su convertidor reductor de frecuencia a una frecuencia ridículamente alta. De hecho, lo primero a menudo no es posible debido al requisito de poder cambiar rápidamente el voltaje o la corriente de salida. El otro gran problema es que normalmente se desea minimizar el tamaño del inductor de salida y los transistores de conmutación por el costo y otras razones.

Como resultado, las computadoras generalmente emplean convertidores de dinero multifásico . Esto no solo permite reemplazar dispositivos únicos costosos y de alta potencia con muchos más baratos en paralelo, sino que también permite una mejor capacidad de control porque se almacena menos energía en los inductores de salida y los componentes de filtrado de lo que sería para un regulador de inversión monofásico. Al mismo tiempo, la ondulación se reduce al compensar la conducción de cada fase.

No hay mucha diferencia de principio entre un convertidor de corriente constante o de corriente constante aparte de la naturaleza de la señal de realimentación. Debido a que un diodo láser no necesita ser referenciado a tierra, puede utilizar la detección de corriente en el lado alto o en el lado bajo. Algunos controladores de Buck (control de modo actual) incluso incluyen una salida de corriente promedio y una limitación de corriente ciclo por ciclo, lo que podría simplificar el diseño.

Algunos dispositivos que podrían ser útiles para usted son LM5119 (doble canal, pero carecen del monitoreo actual promedio ) y LM5117 (con el monitor actual, consulte la sección 8.4 de la hoja de datos, pero solo canal, aunque sincronizable a un reloj externo para implementaciones multifásicas). Ambos también proporcionan funcionalidad de inicio suave.

Le sugiero que comience por leer las hojas de datos en detalle, aunque pronto apreciará que este diseño no va a ser una tarea trivial. El uso de dispositivos como los mencionados anteriormente, con unidades de compuerta de lado alto y bajo integradas y gran parte de la lógica necesaria ya integrada, le facilitará la vida. Sin embargo, debe prestar mucha atención a la estabilidad del bucle en todo el rango actual, especialmente con implementaciones multifásicas.

    
respondido por el Oleksandr R.

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