Circuito controlador de matriz láser de 85W

Tengo una matriz láser OSRAM 85W 450nnm.

Es esencialmente un 'chip' grande con 24 diodos láser integrados (descompóngalos, son diodos de aproximadamente 3.5W cada uno). La fuente china a la que lo compré también me vendió un "controlador láser" que rápidamente determiné que es solo un convertidor elevador de algún tipo sin control de corriente en absoluto. Ya diseñé y produje un circuito (con datos de retroalimentación de temperatura de caja y corriente) que tiene la matriz en una configuración en serie, lo que significa que puede imaginar el diodo como un diodo grande con un voltaje de cumplimiento de 105 a 110 V y 2,5 A como máximo. La parte de enfriamiento de la ecuación ha sido resuelta, alimentar el diodo de la manera descrita definitivamente funciona, de hecho bastante bien.

Resulta que tengo 3 MOSFET de canal N de 200 V y 30 A (NTB30N200T4G) de un proyecto anterior, por lo que si se pueden usar en el diseño, aún mejor.

Tengo dos líneas de pensamiento para esto:

  1. Enfoque CC-CC, comience con una batería SLA de 12 V o 24 V o una fuente de CC de alta corriente similar y cree un circuito de impulso para alcanzar los 110 V. Luego construyo un controlador láser alimentado por la fuente de energía.

  2. 240 V CA a través de un transformador hecho a medida, una relación agradable y simple de 1: 2 para una salida de 120 V, puente rectificador y limpieza de CC, luego listo, tengo mi 110 V con mucha corriente de sobra. Luego, regule el voltaje y la corriente (¿los MOSFET podrían ser útiles aquí?) Para construir mi circuito de controlador de láser.

¿Alguien con más experiencia en el diseño de fuentes de alimentación o, más específicamente, en el diseño de fuentes de alimentación láser, tiene alguna idea?

Respondí parcialmente mi propia pregunta para los lectores que puedan estar interesados ​​en la solución que encontré. Hoja de datos para diodo a continuación para más contexto:

Hoja de datos para Osram PLPM4L

Provisto de un transformador primario Toroidal 240 de 300 V CA -> 55 V - 55 V secundario. Con los grifos unidos proporciona una salida ideal de 110 V CA RMS. Esto se usará para formar una fuente de alimentación básica con filtrado para limpiar CC, convertidor reductor para reducir el voltaje al rango deseado. Consulte la hoja de datos para conocer el voltaje directo mínimo (20,7 V) a máximo (28,8 V) por canal, con los 4 canales en serie, esto produce un requisito de límite inferior de 82,8 V CC hasta 115,2 V CC (quizás esto explica mi deseo anterior de un suministro de 110 V CC). .).

Hoja de datos para transformador toroidal: https://au.rs-online.com/web/p/toroidal-transformers/2238241/

Mi pregunta restante es: ¿cuál es una topología de circuito ideal para la regulación de voltaje y corriente (110VAC RMS, 2.73A)?

La pregunta, francamente, pareció aclararse en mi mente: ¿alguien con experiencia con fuentes de alimentación láser en particular (por lo tanto, con conocimiento del comportamiento único de los diodos láser como carga) tiene alguna sugerencia para el enfoque del diseño de una reunión de fuente de alimentación? los parámetros especificados: * 110v DC, 2.5A fuente de corriente constante máxima. Quizás una respuesta podría ser: "Una fuente de alimentación diseñada con red de CA y un transformador sería más simple". Una sugerencia o idea válida puede ser un enlace a un documento, un esquema...
Los enlaces a documentos o sitios web fuera del sitio no constituyen una respuesta. Toma el tour . Nadie puede entender qué es lo que necesita sin las hojas de datos de productos de los láseres y el conocimiento técnico detallado de los requisitos de conducción y para qué los está utilizando.
Argumentar la semántica de lo que constituye una respuesta parece algo tangencial al propósito aparente de este sitio web: compartir conocimientos, responder preguntas, construir una comunidad constructiva. Pero gracias por la cálida bienvenida.
Hay un marco para este sitio y debe trabajar dentro de ese marco. El marco garantiza que se formulen buenas preguntas. Una mala pregunta no conduce a buenas respuestas. Bienvenido al sitio. Información sobre preguntas .
Desafortunadamente, este intercambio de pila, más que cualquiera de los otros, tiene una visión extremadamente pedante y estrecha de lo que constituye una pregunta válida.
@ pjc50 Dejando todo a un lado, creo que lo que Andy intentó hacer aquí es motivar a los psivosbi a refinar su pregunta para que realmente tenga una gran respuesta que ayude al autor de la pregunta y valió la pena el tiempo que el que respondió. Creo que eso es algo bueno.
@ pjc50 De acuerdo, los comentarios de Andy me desanimaron bastante y me sentí más bien patrocinado en lugar de asistido de alguna manera, en mi opinión, es mejor gastar la energía y el tiempo de manera pragmática: responder la pregunta o, si está confundido, aclarar. Me recuerda a los viejos tiempos en los foros... Personalmente, durante mi carrera, una filosofía que aprendí y adopté es "no existen las preguntas estúpidas".
@psivosbi um, Andy trató de aclarar; esa era exactamente la intención expresa de sus comentarios.
@MarcusMüller Exactamente y, en ausencia de aclaraciones, no veo muchas respuestas útiles (bueno, respuestas que llamaría útiles de todos modos).
@MarcusMülleer ¿Qué cree que hay que aclarar? Si le pido a cualquier EE con experiencia con láseres que diseñe un controlador láser (fuente de corriente), los tres parámetros más importantes necesarios (que publiqué originalmente) son: voltaje directo, corriente directa, modo de fuente de alimentación. VF = 110v, IF = 2.5A y uno podría deducir sin mencionar la modulación que es el modo CW. Toda esta información proviene de la hoja de datos. ¿Qué le gustaría aclarar que aún no se ha aclarado explícitamente?
@psivosbi exactamente lo que Andy te pidió que aclararas: ¿cuál es tu pregunta precisa con la que necesitas ayuda? "¿Alguien tiene aportes?" es el comienzo de un hilo de discusión, no una pregunta con una respuesta correcta, y realmente no queremos ser groseros, pero realmente nos esforzamos por no ser un foro de discusión, ¡sino un sitio de Preguntas y Respuestas !

Respuestas (1)

En primer lugar, voy a suponer que tiene suficientes calificaciones de seguridad láser y equipo de protección para trabajar con 85 W de manera segura, donde incluso los reflejos transitorios pueden cegar a los transeúntes al instante. Esa es una clase 4, por lo que necesita un interruptor de llave y un bloqueo de seguridad para mantener a los humanos fuera del área en la que podría estar el rayo.

No veo ninguna ventaja para el enfoque de la batería a menos que de alguna manera necesites que sea terriblemente portátil, por lo que elegiría el enfoque de la red eléctrica.

La transferencia de energía solo se puede lograr en aquellas partes del ciclo donde el voltaje de entrada excede el voltaje de salida; dado que la salida es bastante alta, no veo la ventaja del transformador 2: 1 aparte del aislamiento, ya que el voltaje en la salida (tanto CA como CC) también es letal. A partir de ahí, es "solo" un convertidor reductor de muy alto voltaje con un condensador bastante grande en la salida.

Los enclavamientos de seguridad van en el lado de salida.

La seguridad de la radiación láser se ha considerado a fondo, se requerirá una llave para "armar" el sistema y un interruptor momentáneo secundario para "disparar" implementando una especie de interruptor de hombre muerto. Tengo PPE de alta calidad de una fuente de suministro de laboratorio de óptica acreditada que proporciona una densidad óptica superior a 7 a 450 nm y solo operaré el dispositivo en una habitación con la señalización adecuada. Muy consciente de la seguridad (más de 12 años trabajando en distribución/transmisión HV). Espero que lo anterior resuelva cualquier inquietud sobre mi manejo de una fuente extremadamente peligrosa de radiación láser.
Más sobre el tema: me inclino por la ruta de CA porque es mucho más fácil alcanzar el voltaje deseado de 110v (proporción de corrección 1:2) en un mundo ideal reduciendo a la mitad 240v en el primario y suministrando 110v con más corriente disponible de la que podría necesitar . Estuve investigando los controladores láser de fuente de corriente durante la última semana y descubrí que la mayoría lo hace al explotar un regulador de voltaje lineal y una resistencia de 'detección', pero estos circuitos están muy por debajo de los requisitos de energía de mi aplicación. Desafortunadamente, los reguladores de voltaje que regularán 110v suministrarán un máximo de 500mA de mi búsqueda de componentes...
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