Administración de temperatura y corriente del controlador láser

Navega tus respuestas
0

Para un proyecto necesito hacer un controlador láser personalizado para un módulo láser de punto verde.

Debajo y aquí 1 puede encontrar mi diseño, el láser que estoy usando ahora es un PLT5 510 OSRAM, el VSYS está a 3,7 V CC de una batería de Li-Ion.

La salida de potencia óptica medida con esta configuración es de alrededor de 1.5 mW, necesito aumentar la salida de potencia óptica alrededor de 10 veces más. Puedo ajustar la corriente de realimentación cambiando el valor de las resistencias.

Si aumento la potencia óptica, la temperatura del módulo aumenta mucho, 90 grados en lugar de 35 grados en el uso normal.

¿Cómo puedo hacer una buena regulación de la corriente del módulo láser y obtener casi 10 mW de potencia óptica, con menos temperatura en el módulo?

No tengo idea si puedo usar PWM para conducir el láser y cómo hacer esta regulación, ya que el láser tiene un PIN de Feeback y estoy pensando que el PWM puede afectar al funcionamiento normal y correcto del láser. módulo.

Por favor, ¿alguien puede ayudarme?

Gracias de antemano!

    
pregunta Tom Bromel

3 respuestas

1

Probablemente no puedas. Y no tiene nada que ver con cómo funciona tu circuito.

Primera línea de la hoja de datos (en serio !!!):

  

• Potencia de salida óptica (onda continua): 10 mW (caja T = 25 ° C)

Actúa como si supiera eso y estaría dispuesto a hacer hincapié en su dispositivo más allá de eso:

La salida de potencia óptica de este tipo de láseres es, suficientemente por encima del umbral del láser, una función lineal de la corriente que fluye a través del diodo. Consulte la hoja de datos p.3 .

Por lo tanto, para obtener 10 veces más potencia de salida, es necesario poner 10 veces más corriente. Simple como eso. Siguiendo dicha figura de dicha hoja de datos:

a~40°Cy~1,5mWdesalida,actualmenteestámanejandoeldispositivocon36mA.Conlacurvacorrecta,obtienesunvoltajedirectodeaproximadamente4.7V,loquesignificaquetudispositivoestáconvirtiendoaproximadamente4.7V·36mA=0.17Wencalor.

15mWyaestáfueradelrangodeesacurva,peroextrapolamos.

Lapendientedelacurvadepotencia/corrientea40°Cesaproximadamentede0,3mW/mA.Necesitaalrededorde14mWdepotenciaadicional,porloqueesalrededorde46mAmáscorriente,o(36+46)mA=82mAentotal.Elgráficodeladerechanosdicequetendríasunvoltajedirectode~5.2Vallí.Esosignificaquebásicamenteestásconvirtiendo(casi)5.2V*82mA=0.43Wencaloraquí;esoes0.16Wmásdeloqueestáshaciendoactualmente.

Elpeligroaquíesquetieneunbucledecontrolquemantienelasalidaconstante.Ahora,cuandolatemperaturaaumentalentamente,tendráquepresionarmáscorrienteparaobtenerlamismasalida.Eso,asuvez,conduciráaunamayorproduccióndecalor,conduciráaunatemperaturamásaltay,asuvez,conduciráasucontrolatravésdemáspoder.Esonoterminarábienparaeldiodo.

conclusión

Pormucho,sumejorapuestaconestediodoláserespecíficoes:

Enfríeactivamenteeldispositivo,posiblementeconlíquidos,paramantenersutemperaturalomásbajaposible,demodoqueobtengala"mejor" curva P_out / I_in

Realísticamente, consigue un diodo láser más fuerte. Puede que no sea divertido golpearte el ojo.

    
respondido por el Marcus Müller
0

Hay un "problema" especial con este dispositivo (y presumiblemente con muchos LÁSER) en comparación con muchos otros componentes electrónicos. Mientras que normalmente enfriamos un dispositivo

  • Para limitar Tj (temperatura de unión) a un valor que permita confiabilidad y larga vida. Normalmente, Tjmax puede estar en el rango de 120-150C, pero la operación de Tj a menudo se mantiene mucho más baja que esto. Esto está cambiando en cierta medida; por ejemplo, los LED modernos ahora a menudo se especifican para funcionar a 85C y algunos a 105 C y las hojas de especificaciones del LED de iluminación Cree proporcionan datos para el funcionamiento de 105C y no proporcionan especificaciones a bajas temperaturas.

  • Para limitar Tc (temperatura de la caja) a una temperatura que no sea "ofensivamente alta", aunque eléctricamente no importa. por ejemplo, Tc por encima de 50 C significa que el disipador de calor quemará los dedos y Tc > 100C significa que el disipador de calor hervirá agua y cocinará los huevos.

Considerando , en este caso, la eficiencia del dispositivo se reduce significativamente al aumentar el Tj. A una velocidad constante de 60 mA puede obtener aproximadamente 10.25 mW de potencia óptica a Tc = 20C (Tj = decir 30-45C) pero solo alrededor del 60% de eso a Tc = 60C. A medida que Tj y Tc aumentan las salidas de potencia, necesita más potencia para compensar, la temperatura aumenta aún más y la eficiencia disminuye aún más y termina con una TAC MUY alta, una salida óptica baja y una eficiencia inaceptable. (Marcus cubre eso parcialmente con su comentario en el bucle de control).

respondido por el Russell McMahon
0

Has malinterpretado tus requisitos y tus opciones. La aplicación de PWM solo mejorará la temperatura de su controlador, no su láser. Y el láser ya es la gran fuente de calor. Bueno, en realidad, el controlador IC en su esquema ya utiliza PWM, por lo que es eficiente.

"El láser está en una carcasa de plástico cerrada y puedo cambiar el material, pero no puedo agregar tuberías o cobre en la carcasa para enfriarlo". Si desea aumentar la potencia del láser, debe alejar el calor de él. Esto tendrá dos límites: el material y la geometría. El primer paso obvio es ir a un material mejor que ASA. Yo recomendaría el aluminio. Coolpoly parece una opción poco probable a menos que tenga la capacidad de hacer sus propios moldes de inyección.

Pero incluso con un mejor material (y el aluminio es mil veces mejor que el ASA), es posible que aún tenga problemas con la geometría de su carcasa. Si el material conduce el calor lejos del láser, todavía tiene que ir a algún lugar, por lo que la carcasa se calentará. A niveles de diodo de 10 mW, no esperaría que eso fuera un problema, pero debe tenerlo en cuenta.

    
respondido por el WhatRoughBeast

Lea otras preguntas en las etiquetas

Escribe la ecuación de la puerta lógica del circuito Timer1 woes en PIC12F629