Автор Тема: Проблема с драйвером. Помогите разобраться  (Прочитано 6289 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2632
  • Репутация: +163/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Проблема с драйвером. Помогите разобраться
« Ответ #45 : 23 Ноябрь 2017, 03:00:11 »
Лазерные диоды выходят из строя чаще не от простого пробоя статикой, а от COD - Catastrophic Optical Damage. Фактически это прожигание лазера его собственным излучением. Происходит при подаче тока, превышающего предельно допустимый, и происходит практически мгновенно.

Пробой обратным напряжением тоже существует, как у обычных светодиодов. Но в отличие от светодиодов для лазера опасны оба. И прямой ток даже более опасен. Обратный ток для диода - это просто обычный зенеровский пробой, явление само по себе к выходу из строя не приводящее, но приводящее к разогреву диода, из-за чего за зенеровским пробоем следует еще и тепловой. Такое вероятно при включении в ошибочной полярности, а от статики - как повезет. А вот на прямом токе энергии для COD требуется гораздо меньше: там эффект уже скорее электромагнитный, нежели тепловой.

Время отклика диода - смотря откуда это время считать. Если от проходящего через p-n-переход тока рекомбинации, то наносекунды, и за наносекунды же на полную мощность. То есть можно считать, что мгновенно реагирует. Но если от подачи напряжения, то у диода довольно большая электрическая емкость. Поэтому реакция на подачу номинального тока относительно медленная и определяется скорее драйвером, ограничивающим ток (в том числе и ток, которым заряжается паразитная емкость). Это уже могут быть миллисекунды (смотря какой драйвер).

Поэтому: если речь идет о случайном попадании большого напряжения на диод (статика, восстановление оборванного провода от драйвера с конденсатором на выходе и т.д.), то включение (возможно, с выходом из строя от COD) произойдет за единицы наносекунд. Внутренним сопротивлением источника напряжения можно пренебречь (источник - емкость), и время будет ограничиваться в основном индуктивностью проводов. Если же речь о формировании ШИМ, то тут действительно можно не получить на диоде полную мощность (и иногда даже не достигнуть порога генерации) за счет большой постоянной времени RC-цепи, образованной внутренним сопротивлением источника ШИМ и емкостью диода. Особенно если параллельно диоду стоит еще защитный конденсатор, который очень полезен против сверхтоков при переходных процессах включения питания. К емкости диода скорее всего добавляется еще и емкость выходного транзистора драйвера, эффект Миллера и прочие задержки, так что ШИМ с аккуратным быстрым выходом лазера на номинальный ток на каждом импульсе сделать может быть очень трудно. Хотя в ВОЛС примерно это и делают, и вполне успешно.

Оффлайн killatest

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 23
  • Репутация: +6/-0
Re: Проблема с драйвером. Помогите разобраться
« Ответ #46 : 23 Ноябрь 2017, 08:28:46 »
Спасибо! Теперь более-менее понятно.
По поводу времени генерации еще вот темку почитал https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=30233
Но смысл понял после того как ты "разжевал". Но суть тоже сводится к конкретному диоду и конкретному драйверу.
Но тогда возникает вопрос про "хитрые китайские импульсные" режимы работы диодов. Это когда пишут что "в импульсе 15Вт а в среднем - 8". И при этом драйвер имеет ШИМ управление. Получается что тут как-то пытаются решить две противоположные задачи одновременно. С одной стороны быстро и на короткий срок разогнать диод до очень высокой пиковой мощности, но так чтобы он не сдох. Тут я даже пока не уверен, возможен ли вообще такой вариант работы? Тут драйвер должен быть очень приличным, судя по вышесказанному.
А с другой стороны при помощи ШИМ управления, наоборот, пытаться снижать мощность лазера в необходимых пределах. Как такое возможно? При этом даже "средняя" мощность гораздо выше номинальной. Не являются ли эти "импульсные режимы" просто китайским мифом?

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2632
  • Репутация: +163/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Проблема с драйвером. Помогите разобраться
« Ответ #47 : 23 Ноябрь 2017, 23:14:42 »
Импульсный режим - не миф, и, более того, старые лазеры (вроде ЛПИ-120) только в импульсе и работали. Тут все просто: нагрев. Лазер может выдерживать 15 Вт по оптике, но перегреваться. Кристалл маленький, теплоотвода не хватает. Если мощность понизить до 8 Вт, то перегрев не наступает. Это возможно у мощных (несколько Вт) лазеров, когда тепла выделяется много. В серьезных системах может требоваться водяное охлаждение. Разумеется, с конкретными цифрами мощностей китайцы могут врать и врут. И еще надо помнить, что срок службы лазера с повышением мощности падает.

ШИМ-питание при правильной схемотехнике может иметь и другой смысл. А именно, слово "ШИМ" может относиться только к режиму работы транзистора, а вот на выходе драйвера ток может быть очень даже постоянный, без импульсов, благодаря хорошему фильтру. Хотя у таких схем есть свои специальные названия ("buck-преобразователь", например), по незнанию или с умыслом их могут назвать и "ШИМ".

В лазерной обработке материалов мощность лазера снижают не ради лазера, а из-за свойств обрабатываемого материала. При выжигании ("гравировке"), чтобы не прожечь и не поджечь материал, а в особых случаях и при резании. Хотя обычно для резания лучше лазер врубать всегда на полную катушку, а регулировать скорость, бывают и исключения.

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal