Controlador de diodo láser a altas corrientes

Tengo un diodo láser de paquete de matriz de fibra que consume 30A a 2.8V. Me gustaría usarlo en un proyecto de corte por láser, pero no sé cómo diseñar una fuente de alimentación para él.

Se me ocurrió este criterio para el conductor.

  • Corriente constante
  • Arranque suave
  • 10A - 30A
  • 1V - 3V
  • Control de corriente digital o analógico (sin PWM)

Entiendo los conceptos básicos de las fuentes de alimentación lineales de corriente constante, pero no sé cómo aumentar la corriente. ¿Alguien podría indicarme la dirección correcta para el diseño de la fuente de alimentación en esta escala?

¿Cuál es la potencia promedio entregada al láser? 45W?
84W (factor de potencia 1) en la potencia máxima.

Respuestas (1)

Sus requisitos son similares a los de los procesadores de computadora, excepto que en ese caso el voltaje puede ser aún más bajo y la corriente más alta. La potencia total es comparable. Las fuentes de alimentación conmutadas (convertidores reductores) son obligatorias para una eficiencia razonable; con una entrada de 12 V, puede estar por encima del 90 %.

Obviamente, en estas aplicaciones, es difícil proporcionar un filtrado suficiente sin requerir condensadores/inductores de salida enormes u operar su convertidor reductor a una frecuencia ridículamente alta. De hecho, lo primero a menudo no es posible debido al requisito de poder cambiar rápidamente el voltaje o la corriente de salida. El otro gran problema es que uno normalmente desea minimizar el tamaño del inductor de salida y los transistores de conmutación por costo y otras razones.

Como resultado, las computadoras generalmente emplean convertidores reductores multifásicos . Esto no solo permite reemplazar dispositivos únicos caros y de alta potencia con muchos más baratos en paralelo, sino que también conduce a una mejor capacidad de control porque se almacena menos energía en los inductores de salida y los componentes de filtrado de lo que sería para un regulador reductor monofásico. Al mismo tiempo, la ondulación se reduce compensando la conducción de cada fase.

En principio, no hay mucha diferencia entre un convertidor reductor de voltaje constante o de corriente constante, aparte de la naturaleza de la señal de retroalimentación. Dado que no es necesario que un diodo láser esté referenciado a tierra, puede usar la detección de corriente del lado alto o del lado bajo. Algunos controladores reductores (control de modo de corriente) incluso incluyen una salida de corriente promedio y una limitación de corriente ciclo por ciclo, lo que podría simplificar el diseño.

Algunos dispositivos que podrían serle útiles son el LM5119 (de dos canales, pero sin el monitoreo de corriente promedio) o el LM5117 (con monitor de corriente, consulte la sección 8.4 de la hoja de datos), pero de un solo canal, aunque sincronizable con un reloj externo. para implementaciones multifase). Ambos también proporcionan la funcionalidad de arranque suave.

Le sugiero que comience leyendo las hojas de datos en detalle, aunque pronto apreciará que este diseño no será una empresa trivial. El uso de dispositivos como los mencionados anteriormente, con controladores de compuerta de lado alto y bajo integrados y gran parte de la lógica necesaria ya integrada, hará su vida más fácil. Aún así, debe prestar mucha atención a la estabilidad del bucle en todo el rango actual, especialmente con implementaciones multifase.