| |
 Источники питания мощных лазерных диодов., Схемотехника, философия, подводные камни. |
|
|
3 страниц 
1 2 3 >
|
 |
Ответов
(1 - 43)
|
|
 Apr 9 2013, 17:56
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(ADOWWW @ Apr 9 2013, 11:22)  Собственно интересует где и что почитать на эту тему, посмотреть готовые решения. Можно попробовать применить ТОРУС 250 (http://www.svarka.net/prod.htm) Приходилось его чинить и испытывать. Но однофазная сеть должна быть очень могучей. Лучше поискать трёхфазный инвертор.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2013, 20:00
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636
|
Цитата(khach @ Apr 9 2013, 21:47) COD (катастрофическое оптическок поврежедние) слышать приходилось? Добавлю только, что это повреждение происходит не за привычные для тепловых процессов сотни микросекунд и больше, а практически мгновенно (ну, наносекунды, не более), поэтому никакие выбросы более нескольких процентов вообще недопустимы. Можете, конечно, взять инвертор, но его выход нужно еще грамотно фильтровать. И, действительно, принципиальный вопрос - какой режим работы.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 9 2013, 20:54
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(khach @ Apr 9 2013, 22:47) А вот теперь подумайте, что случится с лазерным модулем, если на него подать ток с пульсациями, типичными для сварочника?. Если пик тока не превысит допустимое значение для лазера, то ничего не случится. А пульсации на выходе сварочника зависят от частоты преобразования и выходного дросселя. Да и сварочники бывают разные.
Сообщение отредактировал нищеброд - Apr 9 2013, 20:59
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 10 2013, 17:17
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636
|
Цитата(нищеброд @ Apr 9 2013, 23:54) Если пик тока не превысит допустимое значение для лазера, то ничего не случится. В том и беда, что из-за высокой крутизны преобразования тока в оптическую мощность вряд ли кто согласится уменьшать средний ток на величину пульсаций - из решеток обычно выжимают максимум. Вообще, у нас получалось сделать требуемые параметры намного компактнее, чем Вы изобразили - но, конечно, для импульсного режима со скважностью порядка 50 - 100. Кстати, инвертор - не единственная в этом смысле возможная импульсная топология, а есть ведь еще и непрерывные источники. Опять же, вопрос требуемого режима, ну и габаритов.
Сообщение отредактировал AlexeyW - Apr 10 2013, 17:20
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 10 2013, 17:59
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(AlexeyW @ Apr 10 2013, 21:17) вряд ли кто согласится уменьшать средний ток на величину пульсаций - из решеток обычно выжимают максимум.
есть ведь еще и непрерывные источники. Опять же, вопрос требуемого режима, ну и габаритов. Пульсации у сварочника с выходным дросселем 50мкГн примерно 3А.
Увеличив дроссель и частоту преобразования, легко получить доли ампера. А про " непрерывные источники" ничего не понял.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 10 2013, 19:12
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 67
Регистрация: 25-02-05
Из: Таганрог
Пользователь №: 2 880
|
Да, пульсации тока в такой штуке как правило нужны маленькие, отчасти по требованиям живучести диодов а от части от особенностей техпроцесса  . Делали ватт на 150 оптической мощности. Многофазная структура. Две стадии. Можно попробовать на VICORах сделать, была такая идея. Хотя конечно дороговато .
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 10 2013, 21:17
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741
|
Цитата(Егоров @ Apr 10 2013, 00:20) Не нужно сходу грубить. Лучше поискать в словаре рампу.
Конечно же, применить сварочник напрямую никто не предлагает. Это просто топология и представление о масштабе схемы.
Условия задачи все равно пока не сформулированы полно. Хорошо, скажем более литературно "Меня переполняют эмоции!" после общения с горе-конструктором устройста пободного вышеописанному. Особенно если учесть стоимость почивших лазерных модулей. И тоже на основании сварочника. От сварочника можно применить только три элемента- входной сетевой выпрямитель с фильтром, корпус и силовые токовые раземы -удобны для быстрого подсоединения, хотя медная лента надежнее. Лазерный блок питания намного сложнее тривиального сварочного аппарата. Подумайте хотя бы о реализации защиты от ситуации- бросок напряжения питания 10%- вполне допустимое явление. А однокаскадный импульсник в этом случае спалит матрицу гарантированно. А рампа (плавное повышение тока) нужна потому, что холодный диод имеет меньший пороговый ток, чем при рабочей температуре. И если не дать диоду прогреться, то можно легко попасть на COD при тех же самых режимах, при которых прогретый диод нормально работает тысячи часов. Раз падение на диодах 18-20В значит режим или непрерыв, или квазиимпульсный (симуляция диодами флеш-лампы) при длительности импульса десятки миллисекунд . Короткими импульсами стеки линеек стараются не питать.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 10 2013, 23:48
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 3 868
Регистрация: 15-03-13
Пользователь №: 76 048
|
Эмоции, они у всех есть, разная форма проявления только.
Да, понятно, что тут повышенные требования к стабилизации тока. Но чудес на свете не бывает, нет специальных "диодных" топологий.
Где-то должны стоять ключи, радиаторы, трансформатор, дроссель... все то же, что в сварочнике. Просто масшаб этих компонентов легко по сварочнику соответствующей мощности представить.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 11 2013, 03:39
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(khach @ Apr 11 2013, 01:17) Подумайте хотя бы о реализации защиты от ситуации- бросок напряжения питания 10%- вполне допустимое явление. А однокаскадный импульсник в этом случае спалит матрицу гарантированно. Возможно спалит, но может и нет. Вам виднее.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 11 2013, 05:50
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636
|
Цитата(khach @ Apr 11 2013, 00:17) А рампа (плавное повышение тока) нужна потому, что холодный диод имеет меньший пороговый ток, чем при рабочей температуре. И если не дать диоду прогреться, то можно легко попасть на COD при тех же самых режимах, при которых прогретый диод нормально работает тысячи часов.
Раз падение на диодах 18-20В значит режим или непрерыв, или квазиимпульсный (симуляция диодами флеш-лампы) при длительности импульса десятки миллисекунд . Короткими импульсами стеки линеек стараются не питать. Информация, что холодные диоды держат меньше, для меня несколько неожиданна, поспрашиваю. Вообще, длительность импульсного режима определяется спецификой - как правило, лазерными решетками накачивают твердотельные лазеры, и если там время жизни инверсии сотни микросекунд, то и длительность импульса накачки похожая. От нас обычно требовали фронт тока около 10 мкс (но не короче 5), для решеток примерно означенного класса. Цитата(нищеброд @ Apr 10 2013, 20:59) Пульсации у сварочника с выходным дросселем 50мкГн примерно 3А.
Увеличив дроссель и частоту преобразования, легко получить доли ампера.
А про " непрерывные источники" ничего не понял. Но, согласитесь - 50мкГн для 250А - не маленькая штучка  Ну и это в теории - а практически, могут быть всякого рода короткие выбросы и переходные процессы, для решеток совершенно неприемлемые. Непрерывные - это разряд с емкости через линейный стабилизатор тока (обычно импульсный режим, но не обязательно).
Сообщение отредактировал Herz - Apr 11 2013, 08:37
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 11 2013, 12:39
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(AlexeyW @ Apr 11 2013, 09:50) Но, согласитесь - 50мкГн для 250А - не маленькая штучка Ну и это в теории - а практически, могут быть всякого рода короткие выбросы и переходные процессы, для решеток совершенно неприемлемые. Непрерывные - это разряд с емкости через линейный стабилизатор тока (обычно импульсный режим, но не обязательно). 50мкГн не маленькая. Но можно и так.
Думаю в дросселе "всякого рода выбросы " быть не могут.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 11 2013, 19:12
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636
|
Цитата(нищеброд @ Apr 11 2013, 15:39) Думаю в дросселе "всякого рода выбросы " быть не могут. Да, безусловно, но могут быть какого-либо рода пролезания при переключениях - в общем, вопрос анализа топологии.. Цитата(dpss @ Apr 11 2013, 19:46) Китайцы - да. А серьезные производители специально закладывают запас в 30-40 процентов для компенсации уменьшения мощности диодов со временем. Это делают и для одноэммиторных диодов и для многоэммиторных пластинок. Цитата(khach @ Apr 11 2013, 17:26) Диоды не меньше держат, а ярче светят при том же токе. А контроль по свету в переходном режиме затруднен. Вот поэтому лучше рампу сделать, чем линейку попалить. Спасибо, буду знать. Интересно, что нас об этом никто не информировал, когда разработку начинали. В принципе, не так уж сложно создать фронт тока любой нужной формы, лишь бы не очень короткий.
Сообщение отредактировал AlexeyW - Apr 11 2013, 19:14
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 12 2013, 03:34
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(AlexeyW @ Apr 11 2013, 23:14) СМД - для поверхностного монтажа? СМД- сильномогучий дроссель.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 12 2013, 19:12
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 988
Регистрация: 3-11-10
Пользователь №: 60 636
|
Цитата(khach @ Apr 11 2013, 22:58) Значит про термический roll off тоже не информировали? И про то что он характерен для неперрывного режима, а для импульсного маловероятен? А про то, что некоторым линейкам желательна ВЧ модуляция питания для "размазывания" модовой структуры излучения, иначе можно попалить активный элемент твердотельного лазера? Спасибо большое. Да, придется эту тему немного попахать. Очередной урок, насколько нужно все данные самому проверять. Правда, у нас изначально все задачи были импульсными - может, отчасти от этого.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 12 2013, 20:32
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741
|
Цитата(falling_stone @ Apr 12 2013, 00:20) Уважаемый khach,
Приведенный Вами график изменения "ватт-амперной" характеристики со временем и есть этот самый температурный ролл-офф?
За какого порядка время происходят эти изменения? (секунды из-за температуры или это все-таки сотни часов старения)
Где можно об этом почитать (в том числе и о "размазывании" модовой структуры излучения)? Ролл-офф это загиб характеристики при высоких температрурах или мощностях. Происходит в частности от самопрогрева кристалла. Характерные времена определяются темплоемкостью кристалла и хеатспредера. В зависимости от конструкции- от сотен наносекунд до миллисекунд. Почитать, если книги то например букварь "High Power Laser Handbook" Hagop Injeyan, Gregory Goodno, Цитата Правда, у нас изначально все задачи были импульсными - может, отчасти от этого. Так на импульсных это еще сильнее видно- характеристика не загибается, можно легко лазер до COD разогнать. А при прогреве он начинает сам себя ограничивать- характеристика может загнуться ниже уровня COD. Хотя конечно и сам COD - это статистическое понятие, но жо него лучше не доводить. А так при нормальном режиме эксплуатации считается что деградация может достигать 10% от первоначального уровня за время жизни прибора. При этом в зависимости от уровня мощности время жизни может быть разным. Кстати, именно для импульсных устройств характерно иcпользование предимпульса с подпороговым током- прогрев струкутры именьшает вредный импульс света на переднем фронте основного импульса. ВЧ модуляция характерна для использования в лазерах с боковой накачкой активного элемента внепрерывном режиме. Стуркутру интерференций рассеяного лазерного пучка от обычной указки все видели? Вот такая струкура и внутри активного элемента будет- где густо, а где и пусто. Получаем локальные перегревы, горячие точки и просие прелести. А ВЧ модуляция позволяет размазать интерференционную картинку.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 13 2013, 08:22
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 25
Регистрация: 12-04-13
Пользователь №: 76 478
|
Цитата(khach @ Apr 9 2013, 22:47) Бред...... если на него подать ток с пульсациями, типичными для сварочника? Применять сварочник в "чистом виде" вряд ли кто-нибудь серьёзно планирует, но если подключить к выходу сварочника конденсатор, для сглаживания пульсаций выходного тока, как сделал упомянутый сетевой шутник,  то можно получить такие характеристики:  Сможет ли "переварить" светодиод то, что изображено на картинке, судить не могу т.к. не компетентен в вопросах применения мощных лазерных диодов. По поводу всяких рамп и аппарелей замечу, что использование микропроцессора в схеме управления сварочником позволяет реализовать любой алгоритм изменения вых. тока.
Сообщение отредактировал otex - Apr 13 2013, 08:24
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 13 2013, 14:13
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(dpss @ Apr 13 2013, 16:43) Для начала посчитайте стоимость одного неудачного эксперимента. Мне кажется что стоимость неудачного эксперимента будет одинаковой для любой схемы.(одноступенчатой - двухступенчатой) Кучу разных защит можно навесить и на одноступенчатую схему. Нет проблем одноступенчатую схему сделать многофазной.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 13 2013, 14:18
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 25
Регистрация: 12-04-13
Пользователь №: 76 478
|
Цитата(dpss @ Apr 13 2013, 16:43) Для начала посчитайте стоимость одного неудачного эксперимента. А зачем ставить неудачные эксперименты? Для начала имеет смысл грамотно разработать источник питания под свои потребности, а будет ли он многоступенчатомногофазным или состоящим из импульсного и линейного стабилизатора, это уже, как говорится, дело раработчика. Однако, прежде чем разрабатывать или обсуждать варианты, нужно иметь грамотно изложенные требования к параметрам питальника, чего, пмсм, до сих пор здесь не наблюдается, а есть лишь разговоры на эту тему с углублением в специфику работы лазерных светиков. Несомненно, юзерам сильномогучих лазерных диодов знать тонкости их применения и физику работы необходимо, но при разработке источника питания потребна несколько другая информация, причём в конкретных цифрах и алгоритме работы. Что касаемо "Блажен кто верует...", то свобода веры у нас в стране гарантируется государством.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 16 2013, 14:30
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 491
Регистрация: 12-12-12
Из: Германия
Пользователь №: 74 818
|
Цитата прежде чем разрабатывать или обсуждать варианты, нужно иметь грамотно изложенные требования к параметрам питальника Прошу прощение коллеги, за долгое молчание. Конечно же, требования к питателю есть. В меру моих скромных познаний перевел на русский язык. Прицепом идет вордовский файл. Сейчас заметил, в переводе некорректно указал миллисекунды и микросекунды. Но рядом оригинальный текст, там верно. Да, с интересом прочитал всю тему, знаний много не бывает )))
Сообщение отредактировал ADOWWW - Apr 16 2013, 14:13
--------------------
Все у вас в порядке. Удивительно, с таким счастьем — и на свободе.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 17 2013, 07:43
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 491
Регистрация: 12-12-12
Из: Германия
Пользователь №: 74 818
|
Это одно из техзаданий, для существующего излучателя. В первом сообщении я обозначил границы потребления применяемых диодов, но и 18В при 150А то же не мало, хоть и не 3000Вт.  Питатель для этого диода представляет собой достаточно сложное устройство. Источник заряжает конденсатор и потом энергия расходуется из него. Вопрос лишь в том, на сколько быстро он сможет восполнить потерю заряда. Емкость конденсатора может быть меньше или больше, это зависит от частоты импульсов и типа применяемой линейки. Наши оптики во главу угла ставят постоянство тока и крутизну нарастания-спада. Кроме того большое значение имеют защиты от неконтролируемого излучения, т.е. системы аварийного прерывания питания лазера. Разрабатывать Источник питания самим, не имеет смысла, ни технического, ни финансового. Вопрос стоит несколько иначе, Для меня - ознакомиться с наработками в этой новой для меня облости. Для фирмы, найти того, кто за вразумительные деньги и сроки сможет разработать проект, изготовить несколько образцов для тестирования и наладить выпуск, или подготовить техдокументацию для выпуска питателя силами нашей фирмы. Потому буду благодарен, если кто нибудь из коллег поделиться информацией на аналогичные устройства, с ознакомительной целью.
--------------------
Все у вас в порядке. Удивительно, с таким счастьем — и на свободе.
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 17 2013, 09:07
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 180
Регистрация: 28-12-12
Пользователь №: 75 016
|
Цитата(ADOWWW @ Apr 17 2013, 11:43) Это одно из техзаданий, для существующего излучателя. Последние пункты поясните.
Имеются ввиду две нагрузки одновременно?
|
|
|
|
|
|
|
|
Apr 17 2013, 11:47
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 491
Регистрация: 12-12-12
Из: Германия
Пользователь №: 74 818
|
Цитата(нищеброд @ Apr 17 2013, 11:07) Последние пункты поясните.
Имеются ввиду две нагрузки одновременно? Нет, это о конструктиве соединения питателя. То что касается электроники я перевел
--------------------
Все у вас в порядке. Удивительно, с таким счастьем — и на свободе.
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
