Тема: Проблема с драйвером. Помогите разобраться

[killatest]

Нужна помощь знатоков по драйверу диодного лазера.
Лазерный гравер китайского происхождения с заявленной мощностью 5500мВт. При включении горит на полную мощь секунд 10 (от 5 до 12) потом выключается в минимум. Промерил напряжения и токи на выходе с драйвера. При включении на диоде напряжении 4,66В, ток 1,75А. Напряжение и ток начинают ползти. Напяжение до 4,85В, ток - до 2А. Как только ток достигает 2А, лазер уходит в минимум. В этом режиме напряжение 3,78В, ток 0,65А.
Драйвер собран на XL4015. При этом с шилда на драйвер подается напряжение около 7В. Пробовал подать с внешнего источника 12В - лазер сразу (после короткого пыха) светит минимально.
Я так понимаю, драйвер должен стабилизировать и напряжение и ток на диоде. То есть мой драйвер неисправен? Но тогда вопрос - какой драйвер мне покупать, ведь данных по китайскому диоду, как водится, нет. Только заявленная мощность. Если заказать такойже драйвер, то как на нем отрегулировать токаи и напряжения? Есть у кого-нибудь аналогичный опыт?
И еще. Я так понимаю, мой лазер никогда в полную мощь не включался. А сколько ему можно дать?
Почитал форумы разные по теме мощности лазеров китайских. Мнения расходятся. Имея ввиду мои замеры при работе лазера (4,85В 2 А) какой мощности он соответствует?
Спасибо.

[Gall]

Невозможно по закону Ома стабилизировать И напряжение, И ток. Можно стабилизировать только что-то одно.

У лазерных диодов пороговый ток с прогревом увеличивается, поэтому по мере повышения температуры луч будет ослабевать, а при какой-то температуре исчезнет совсем. Хороший драйвер будет пытаться компенсировать это повышением тока, в идеале - измеряя фотодиодом фактическую яркость. XL4015 в стандартном включении так не умеет, но, возможно, включено неправильно.

Что происходит: да лазер перегревается. Охлаждения не хватает.

Еще очень хочется посмотреть, ЧТО же там за лазер китайцы поставили на 5500 мВт. Очень похоже, что они просто соврали насчет мощности.

[killatest]

Мне тоже (да и всем, кто имеет аналогичные агрегаты) интересно посмотреть, что туда устанавливают китайцы. Но выковыривать все это дело из корпуса желания нет, темболее пока это работает. Вот когда (тьфу-тьфу) сдохнет, опязательно распотрошу. Хотя, гарантии нет, что там окажется что-то промаркировано.
Все же на перегрев не похоже. За 10 секунд так не может нормально работающий диод перегреться. Да и на ощупь он холодный, проверял.
По поводу стабилизации драйвером и тока и напряжения, я конечно выразился некорректно. Для диода, как все пишут, важна стабилизация тока. Это я говорил про этот конкретный модуль питания, про который пишут что он стабилизирует и то и другое. Но, если это невозможно, то врут. В любом случае, он должен держать ток на определенном уровне, а он этого не делает.

[Gall]

Схему модуля срисовать надо. У китайцев иногда встречаются просто грубые схемотехнические ошибки вплоть до перепутанных эмиттера и коллектора транзистора (сам видел). За ними все надо перепроверять.

Лазер вполне может перегреться мгновенно, за доли секунды. Важна температура кристалла внутри, не корпуса. Поднимается она очень быстро, температура радиатора сильно отстает. Это не совсем перегрев, это скорее температурный дрейф: такой нагрев нормален, но требует соответствующей коррекции тока.

Многие китайские импульсные преобразователи (а похоже, что здесь на роль "драйвера" лазера засунули просто импульсный блок питания не для лазеров) имеют регулировку "напряжение-ток-что раньше", как у лабораторных блоков питания. Блок стабилизирует либо напряжение, либо ток, что первым упрется в сопротивление нагрузки. Использовать такой "драйвер" довольно рискованно, он может в момент включения давать на выходе большое превышение тока, а лазеры такого не терпят. (Чтобы сжечь лазер, его достаточно один раз на несколько наносекунд перегрузить, и он прожжет сам себя собственным лучом. Разряда статики для этого достаточно!) Тут конкретно надо смотреть, как нахимичили с обратной связью - похоже, там какая-то "компенсация" стоит.

По поводу типа лазера: NUBM44 или NUBM47 скорее всего. Если не соврали. А то иногда и NUBM07 продают как "5.5 Вт". Нормальная система на таких диодах по цене приближается к дешевой 40-ваттной CO2-трубке, так что решение очень сомнительное.

[killatest]

Да модуль питания там простой, вот такой https://megalvov.prom.ua/p452194350-preobrazovatel-ponizhayuschij-xl4015.html
Такие обчно используют для разной фигни, вреде зарядок и прочего, китаезы явно туфту впарили.
То, что происходит - не очень похоже на температурный дрейф поскольку изменение мощности происходит ступенчато, а не плавно. А вот на работу дешевого БП как раз похоже, поскольку всегда при включении итыт пых, вспышка как бы на полную мощность а потом луч.
Короче говоря, пока ситуация непонятна. Подыскиваю нормальный драйвер для 5500мВт диода. Вот у всех спрашиваю, кто-что порекомендует. Ну а там быду выяснять сдох ли диод или нет. Иного пути пока не вижу. Спасибо за намеки на возможные типы диодов, попробую про них что-то найти, возможно даташиты где-то есть.

[Gall]

Даташиты есть. Драйвер, если что, даже с нуля делается легко - это просто стабилизатор тока. Надо только его аккуратно рассчитать, чтобы при всех переходных процессах и при плохом контакте в регуляторе он ошибался по току строго вниз, а не вверх. В остальном - любые детали и любая схемотехника, что под рукой есть. Поэтому, если надо подробнее, сначала скажите, чем располагаете и что готовы делать - слишком уж много вариантов.

Блок питания может "себя вести" из-за изменений параметров лазера тоже. Виноват не лазер, но лазер запускает проблему.

На всякий случай: стоимость полного китайского комплекта CO₂ на 40 Вт со всеми зеркалами и с питанием не превышает 300 долларов даже в худшем случае. Качественный синий лазерный модуль с питанием ненамного дешевле. Так что тут уже стоит всерьез задуматься, возиться ли с хилым полупроводником или же примерно за ту же цену взять систему, способную качественно резать и фанеру, и оргстекло. По габаритам с учетом дымоудаления, компрессора для подачи чистого воздуха и прочего обвеса выйдет в любом случае примерно одинаково. Кстати, если не хотите быстро убить оптику, не режьте винил (ПВХ), он при резании выделяет едкие соединения хлора (они еще и токсичны), портящие все вокруг. Вытяжка не справится. И в любом случае нужна подача чистого воздуха под давлением в область луча, иначе при первом же дымке будет хрень.

[killatest]

Ну, если отвечать на вопрос на что я готов, то в данный момент готов я только купить подходящий драйвер и продолжить доводить до ума это китайское изделие С паяльником я дружу, но не настолько, чтобы самому что-то ваять.
Да, СО2-лазер это хорошая тема. Но совсем другая. Это уже не для баловства, а что-то реально делать, бизнесом заниматься. Но там свои проблемы. Ресурс трубок мал, деградируют даже при простое, размер рабочий мал. А китайские граверы - это больше для хобби, прикоснуться к теме, нажить себе геморроя с китайским барахлом , большой выбор мощностей (если это можно мощностями назвать), большие доступные размеры рабочего поля. На счет цены на СО2 300 баксов - это не мало? Мне казалось, что это в районе 1000. Возможно, цены упали, на диодные тоже падают здорово.
Ну, да не будем рассуждать о разных лазерах - уже есть диодник и он ожидаемо доставил гемороя. Присматриваю драйвер. Ломаю голову, брать с ТТЛ управлением или с ШИМ. А для этого нужно выснить вопрос как на моем шилде реализован ШИМ. Приходится углубляться в тему, а она мне не шибко знакома, увы.
Кстати о ШИМ. Я так мыслю, что драйверов с "ШИМ управлением" по сути нет - есть модули питания, которые способны быстро реагировать на импульсы ШИМа и соответственно быстро включать-выключать диод. Это так? Ну, ТТЛ - другая тема.

[Gall]

Ну, насчет ресурса трубок - у нас в хакспейсе резак уже несколько лет пашет, трубку пока не меняли. А как деградируют диоды, я видел. Так что я за CO2 всяко: для баловства 40 Вт, для дела - 100. Он, кстати, еще и безопаснее. От него обычный поликарбонат из строительного магазина защищает.

По ценам: нормальный резак стоит несколько тысяч, но если брать слабенькую трубку + питание + оптику в простеньких держателях, то это меньше 300. Грубо говоря, трубка 100, БП еще 100, остальное оптика и по мелочи. У местных барыг, конечно, дороже. И где-то за 350 можно найти паршивый готовый лазерный резак, но там очень плохая вся механическая часть, включая держатели зеркал. Сами зеркала и трубка - нормальные. Но там кроме зеркал, БП, трубки, корпуса и шаговых двигателей почти все на выброс, так что в итоге те же 300 долларов за тот же набор компонентов.

Под ТТЛ-управлением иногда понимают ШИМ. Так что я взял бы в любом случае ШИМ. Проще. И любой контроллер на выходе тоже ШИМ генерирует. Чаще всего это действительно просто быстрые включения и выключения, но можно сделать драйвер, который будет честно регулировать мощность. Так вряд ли кто-то делает, но можно сделать самому. Под "ШИМ-управлением" понимается, что у драйвера есть отдельный вход для слаботочного сигнала управления вкл-выкл, и на этот вход управления разрешается подавать высокую частоту, от нее стабилизатору не поплохеет. Что на самом деле надо отдельно проверять с осциллографом на муляже лазерного диода (мощных светодиодов или даже просто выпрямительных диодов набрать на то же напряжение и ток, чтобы дорогой лазер не сжечь), потому что у китайцев всякое бывает. В идеале - срисовать сначала схему с платы и проанализировать, а потом уже включать. (Поэтому я предпочитаю такие схемы делать сам - это легче, чем переделывать за китайцами.)

[killatest]

Вы рассуждаете, как специалист, для которого это "сделать самому", "проверить осциллографом", "срисовать схему и проанализировать" и т.д. как два пальца об асфальт. Я в этом несвежущ, мне это слишком геморно. Да, можно посидеть, разобраться... но все же предпочтительны готовые решения, бусть несколько убогие, но рабочие. Всеже агрегат приобетался для некоего творчества.
То что вы говорите про ШИМ-управление с отдельным входом подтверждаем мои подозрения, что все что говорится на форумах про драйверы лазерных граверов это именно обычные быстрые переключения. Поскольку с отдельным управляющим входом там реализуется только ТТЛ-управление. Там, вроде, реально логическое управление.
А не ткнете ли меня носом в даташиты на указанные вами типы диодов? Я кавалерийским наскоком найти не смог пока.
Со2-лазеры... Не сыпьте соль на раны. Когда-то я облизывался на них, но посчитал слишком серьезной и дорогой вещью для "просто поиграться". Вот дождусь, пока деградирует мой диод вот тогда может...

[Gall]

Дело в том, что тут, если все делать по уму, все равно придется разбираться и тыкать приборами. Что самоделка, что китайский кот в мешке - примерно одинаково по сложности. Можно, конечно, китайского кота в мешке включить наудачу, но это лотерея, и я постарался бы по возможности этого избежать. Благо задача не особо сложная, в учебниках вроде Хоровица и Хилла в основном разобрана, и в принципе достаточно понимать, как работает источник тока на ОУ, каковым схема и является. Ну и о фазе колебаний в цепи понятие иметь, чтобы диаграмму Боде суметь прочитать.

И ТТЛ, и ШИМ - просто логическое управление на вкл-выкл. ШИМ - понятно, а термин "ТТЛ" означает "транзисторно-транзисторная логика", имеются в виду устаревшие микросхемы серии 74 (или советские К155). В том смысле, что логическая "0" или "1", порождаемая такими микросхемами или совместимыми с ними современными, способна управлять включением и выключением. О ШИМ говорят тогда, когда драйвер лазера достаточно быстр и не выходит из строя, если его дергать много раз в секунду. В принципе ШИМ может использоваться и как плавная регулировка мощности. У диодных драйверов так бывает иногда, у CO2 чаще. Тогда ШИМ работает как замена аналогового входа, и внутри сразу же преобразуется в аналоговый сигнал плавной регулировки. Кстати, можно сделать и аналоговый вход (1-10 вольт, например), но готовых драйверов такого типа я не встречал. Хотя, наверное, для срока службы лазера так лучше будет.

[killatest]

Так, чтобы в характериатиках драйвера это было указано в явном виде, я только один видел на ебее http://www.ebay.com/itm/152549325331 На вид (поправка - на мой дилетантский) вполне толковый. Все остальное либо с ТТЛ либо вообще без управления как такового.
Тыкаться приборами - да, придется. Но надеюсь это будет только выставление рабочего напряжения диода и установление рабочего тока. На большее я не готов.
Ище даташиты. Но те диоды, которые вы назвали, они, я так понял, японские от NICHIA. Вряд ли китаезы в свои модули их станут ставить. Наверняка они сами что-то штампуют. Так что, скорее всего, придется все делать практически на бум.
На ютюбе видел как "усовершенствуют" драйвер для диода 2,5 Вт (ага, мега усовершенствование - замена родного подстроечника советским переменником! )) Там ток дают 1,2 А. Ну я со своим ограничусь током 2А. Именно на этом токе у меня все вырубалось, но диод работал. При напряжении 4,85В (опять как у них) и КПД на уровне осрамовских диодов (я надеюсь, хотя у китайцев может быть и ниже) около 30% получается оптическая мощность должна быть в районе 3Вт. Больше давать ток я побоюсь. Если только не разузнаю более менее достоверные цифры для своего диода.

[Gall]

Китайцы своих синих лазеров не имеют. Синие диоды большой мощности во всем мире выпускают только Osram и Nichia. Заводы у них, как и у многих, тоже в Китае, китайцы там покупают диоды крупным оптом, как и другие детали. Основная часть идет на всякие проекторы (у синих лазеров основное применение - сверхяркие лампы белого света для проекторов и т.д., там лазер накачивает люминофор), какой-то небольшой процент остается китайцам на всякую мелкую фигню вроде модулей.

На диод документация так или иначе имеется, надо только точно узнать марку. Скорее всего он Nichia, но какой именно - надо еще разглядеть. У других фирм я подходящих по параметрам деталей не знаю.

Драйвер по ссылке выглядит прилично. Он, похоже, линейный на мощном полевике. Будет греться, нужен радиатор. Восьминогие детали на нижней стороне - скорее всего операционные усилители. Маркировку, жаль, не видно, но по включению можно разобраться: есть стандарты на распиновку ОУ, для 8-ногих деталей есть всего два варианта (одиночный или сдвоенный), так что даже при сточенной маркировке ясно, что деталь делает. Но рисковать 32 долларами за такое я бы не стал. Особенно за такую схему: сильно подозреваю, что все необходимые детали у меня на столе валяются, простенькая она.

Насчет ШИМ понять довольно просто: если на плате есть катушка, то с ШИМ она скорее всего несовместима. Импульсная она. На большинстве плат катушка есть.

[killatest]

Действительно, катушки есть на многих драйверах.
Вот бы мне ваш стол с деталями, ваши руки и ваши мозги - вот я бы и сэкономил бы 32 бакса ) Но на самом деле, я брать такой тоже не стану, ибо дорого, есть дешевле. Один хрен - что с этим, что с любым другим - это рулетка.
Судя по тому, что я успел глянуть, у осрама диодов на 3-5 Вт вроде нет. А у NICHIA - да есть те которые вы упомянули. Мне кажется именно их разгоняют до 7-10-12 а сейчас и до 15 Вт, что-то химича с питанием. Где-то читал, что в коротких импульсах можно очень сильно завышать токи.
Ну а по косвенным признакам ведь можно отличить диоды чисто визуально? А глянул, 44 и 07 внешне отличаются сильно. Надо заглянуть внутрь.
Блин перекопал ютюб, там в коментах много всякого пишут, но по усредненному мнению, 5Вт диоду, если он 5Вт нужно для питания ток от 3,5 до 4,5 А... А я собрался 2 амперами ограничиться. Наверное, рискну запитать его по полной все таки. Когда будет чем.
Глупый вопрос задам. Я заметил, когда лазер включается на приличную мощность он как бы "свистит", похоже на звук высоковольтного чего-то. Это нормально для диода - "свистеть"? Или это он помирает так?

Я обратил внимание, что на ебее где торгуют диодами вот эти самые диоды идут в каких-то сборках по 8 штук. Интересно, это что-то именно для накачки?
Кстати, спасибо за интересную информацию. Я по простоте душевной думал, что лазерные диоды используют... в качестве лазеров

[Gall]

Свистит трансформатор в блоке питания, и свист может передаваться на конденсатор сзади на лазере, если конденсатор сегнетоэлектрический. Это признак хренового дизайна источника питания и опасно для лазера - намекает, что на каждом импульсе питания лазер может перегружаться. Вообще для лазеров лучше не использовать импульсные преобразователи, по крайней мере при питании от сети. А если уж использовать, то схему надо очень аккуратно разрабатывать. У импульсной, конечно, больше КПД, но при питании от сети пара лишних ватт в радиатор погоды не делает, можно и комнату погреть. Выбирая между КПД и стабильностью, я выберу стабильность.

Лазерные диоды существуют нескольких стандартных размеров: 5-миллиметровый, 9-миллиметровый, большой "транзисторный" с "ушами". В пределах одного размера они выглядят одинаково у всех фирм и отличаются разве что количеством выводов, которое скорее всего одинаковое. Но более мощные лазеры обычно бывают в более крупных корпусах, это дает шансы их различить. Если совсем сильно повезет, будет видна маркировка. Но ее обычно не видно: она как раз на боку, где лазер засунут в радиатор, а выковыривать из радиатора может быть слишком рискованно. Называя марки Nichia, я ориентировался именно на каталоги фирм. Nichia - единственная фирма, у которой в каталоге есть что-то похожее, поэтому на 99% можно утверждать, что у вас Nichia и есть.

Ток указан просто в документации. У всех диодов всех фирм одной мощности он примерно одинаков. Так что достаточно взять документацию на любой похожий диод и включить так, как там написано. Главное сильно с мощностью не ошибиться. Если он 5-ваттный, то он 5-ваттный.

Что касается "разгона", то лазеры как раз не удается включить больше номинала (по оптической стороне). Если бы было можно, фирма бы писала бОльшую мощность - им не имеет смысла занижать, они как раз мощностью друг с другом соревнуются. Лазеры превышения мощности очень не любят: в кристалле плотность оптической мощности очень большая, там "идеальная фокусировка", и лазер запросто прожигает сам себя. Маломощные лазеры вообще адски чувствительны к перегрузке, более мощные прочнее, но выходят из строя лазеры все равно мгновенно и без предупреждения. Так что держать ток надо строго. Если же хочется иметь мощность ближе к верхней границе по максимуму, тогда лучше стабилизировать вообще не ток, а яркость (по измерительному фотодиоду, на который отводится маленький процент луча). У лазеров на милливаттные мощности этот способ необходим (любой другой сожжет лазер), у мощных удается ограничиться одним лишь током. Яркость у лазеров ведет себя довольно подло, понижаясь с температурой, поэтому лазер, хорошо работающий летом, может сгореть зимой.

Модули на 15 Вт - это сборки из нескольких диодов. Разогнать так одиночный диод невозможно. Получающийся луч - низкого качества, поэтому такая сборка годится только для накачки чего-нибудь другого. Сам по себе он ничерта не фокусируется. Синие лазеры и так фокусируются так себе, а такие - можно сказать, что вообще никак.

Сборки - скорее всего для накачки и есть. Я вообще не слышал ни о каких массовых применений синих диодов, кроме накачки люминофора. Дело в том, что у лазера КПД намного выше, чем у светодиода. Поэтому в роли просто яркого источника света он оказывается выгоднее. В каком-нибудь кинопроекторе ставили галогеновые лампы на 1000 Вт, которые адски грелись. Яркость там нужна очень серьезная. Вот именно эти лампы и заменили на белый "светодиод", построенный на основе синих лазеров. Ту же яркость удается получить на паре десятков Вт мощности. Недостаток - тоже деградируют, но лампочка-то вообще за 100 часов раньше перегорала.

Еще часто встречаются ИК-лазеры на 808 нм - они тоже для накачки. Других лазеров. 808 нм - линия поглощения неодима, и твердотельные лазеры на неодиме 808 нм идеально накачиваются от таких диодов. Фокусировать их для этого не требуется, поэтому они и фокусируются "никак". Синими можно теоретически накачивать лазеры на красителях, но все распространенные красители в области 450 нм линий поглощения не имеют. А вот зеленые лазеры 520 нм идеально подходят для накачки родамина, так что из них можно родаминовые лазеры делать. Но пока не делают.

Для лазерных шоу сильно мощные лазерные диоды не берут. Дело в том, что там надо уметь делать белый, и не имеет смысла ставить синий сильно мощнее, чем красный и зеленый. Кому надо большую мощность, те берут аргон-криптоновый лазер, он дает все длины волн (псевдо-белый). А всем остальным больше 1 Вт синего ни к чему.

[killatest]

Лирическое отступление. Знаете, найти на просторах Сети, на общих, публичных ресурсах хорошего Специалиста достаточно большая редкость. Увы. Причины объективны. Чтобы стать Специалистом нужно пожить, повариться в теме, а с возрастом в инет тянет все меньше и меньше. Ну а главное - неинтересно Специалисту в общей массе дремучего народа. Ну а Специалист, терпеливо объячняющий нам, бестолковому люду, прописные для него истины - это единичные случаи. К сожалению, зачастую стиль поведения Специалиста - жуткое зазнайство и непомерное ощущение собственной значимости.
Просто хочу сказать вам спасибо. От всех нас, балбесов. За то, что вы относитесь к тем единицам, которые не пальцы гнут, а терпеливо рассказывают и объясняют.
Я вот, если верить вашему профилю, вас хорошо так постарше, уже полтинник не за горами. А разговаривая с вами ощущаю себя таким бестолковым второгодником, который пропустил все мимо ушей на задней парте, а теперь слушает преподавателя с выпученными глазами... Странное ощущение. Но очень прикольное!
Лишь пообщавшись с вами, ну и почитав ваши посты тут на форуме начинаешь понимать сколько разной ахинеи, собачьей чуши и просто дикости пишется на всевозможных форумах, причем вполне тематических. М-да.
Пардон. Что-то пробило меня.

Ближе к лазерам. По поводу свиста. Нет, в том-то и дело, что свистит лазерный модуль. Там только диод и кулер. Но звук кулера постоянный, его не спутать. Драйвер у меня вынесен отдельно. Питание на всех китайских граверов идет с шилда. Ну или с 12 вольтового БП, если реализовано ТТЛ управление.
Что касается внешних признаков диодов, собственно я на размер и ориентируюсь. Вроде 44 и 47 они 9 мм, а 07 - 5. Но пока модуль не разбирал.
А вот с модулями с заявленной мощностью 10-12-15 Вт, то продавцы пишут, что средняя мощность - 6-8 Вт. А 10-15 это в импульсе. Так что очень похоже, что это все-таки стандартный 6 Вт диод . Не исключаю, что это просто маркетинг. Но так нагло врать они бы не стали, полагаю. Хотя, почему нет?
На сведение нескольких личей в сборке тоже не похоже. Модуль стандартный, как и для 3, 5, 7 Вт. Ну вот, например https://ru.aliexpress.com/item/DIY-Focusable-445nm-15W-15000mW-Blue-Laser-Module-High-power-For-CNC-Cutter-Engraver-Engraving-Machine/32747640647.html Туда 3 диода не воткнуть да и оптика будет нужна. И по деньгам это выйдет что-то монструозное. Вывод-то один - брехня.
Но. Картинки они рисуют, что уже металл можно маркировать. Народ, кстати на чпу-форумах подтверждает, на металле следы остаются. Обзоров с работой 10-15Вт лазеров я не видел, а вот "7 Вт" жжет значительно серьезнее чем "5 Вт". 4мм фанеру прожигает за секунду. Пришлось уж взять в кавычки. Это, честно говоря, удивляет, поскольку "5Вт" ее прожигает за 4-6 проходов. Ну да, важны и скорость и фокусировка, но все равно отличия значительны.
Да, дурят нашего брата только так. Ну правильно, мы же хотим за 3 копейти ацкий гиперболоид купить Что удивляться, что мы покупаемся на китайские разводки?