Hallo zusammen,
für ein studentisches-Projekt für eine Forschungsrakete benötigen wir
für ein Experiment einen Laser. Dabei haben wir uns aufgrund des
geringen Gewichtes für Diodenlaser entschieden und nun wurde ich mit der
Aufgabe beglückt mich bezüglich der Stromversorgung Gedanken zu machen.
Gewicht ist ein entscheidender Faktor! Perfekte Stabilität der
Ausgangsleistung ist nicht entscheidend, die Diode muss halt nur
schadlos überleben. Die Dioden werden bei etwa 5-7A (wird erst noch
festgelegt) und etwa 2.5V betrieben und die primärseitige
Eingangsspannung ist 22-25V (leider nicht verlässlich stabil). Darüber
hinaus kann es passieren, dass die Temperatur auf bis zu 60°C ansteigt.
Die Effizienz sollte im vertretbaren Rahmen bleiben (>70%).
Kaufbare Lasernetzteile haben meist ein sehr hohes Gewicht. Daher bin
ich dabei die Option auszuloten, ob wir selbst ein einfaches Netzteil
bauen. Der Laser ist ganze 5 Minuten in Betrieb - es muss also nicht die
perfekte-10.000-Stunden-Dauerlösung sein. Lasertreiber sind für mich
aber leider Neuland.
Besitzt hier zufällig jemand Erfahrung mit Lasertreibern? Ich habe mir
einige Lösungen für Stromtreiber angesehen und dabei auf die klassischen
Lösungen wie etwa mit einem LM3409 usw gestoßen, die ursprünglich für
LEDs gedacht waren (leider meist für geringere Ströme). Haltet ihr das
für eine gute Idee? Mir erscheint das verdächtig simple - immerhin sind
doch kaufbare Lasernetzteile nicht umsonst so aufwendig und teuer, oder?
Habt ihr sonst Vorschläge oder Warnhinweise bez. einer passenden Lösung?
Ich würde mich über nette Antworten wirklich freuen.
Cominous schrieb:> Perfekte Stabilität der> Ausgangsleistung ist nicht entscheidend, die Diode muss halt nur> schadlos überleben.
Da solche Dioden in wenigen µs sterben und ja wohl auch nicht ganz
billig sind, würde ich Euch doch empfehlen, da ein Fertignetzteil
zu verwenden.
Gruss
Harald
> Diodenlaser
Oder Laserdiode ohne Kollimator ?
Laserdioden gehen schon vom angucken kaputt, da brauchst du einen echten
ESD-gerechten Arbeitsplatz für ein anfassen ohne entsprechede
Vorkehrungen und die ist mit 99% beschädigt. Im Prinzip brauchst du aber
nur ne Konstantstromquelle wenn die Leistung nicht so wichtig ist (also
ohne monitordiode usw.).
Vielen Dank für die Antworten erstmal. Vor allem der link zu Sams FAQ
sieht sehr vielversprechend aus.
Ok ich habe das wohl etwas unterschätzt. Was ist es denn, was die
Laserdiode so schnell zerstört bei einem 0-8-15 Treiber? Sind es
Spannungspeaks (beim Einschalten z.B?)? Die sind ja auch bei LED´s
tödlich und sollten doch bei Power-LED Schaltungen auch nicht auftreten,
oder?
Die genaue Leistung ist mir egal und wir werden den Laser nicht auf
maximaler Leistung fahren.
Der Tip mit einem Laserpointer anzufangen ist echt gut - werde ich tun!
Ist wesentlich billiger. Es geht mir insg. auch daraum etwas zu lernen -
und bei einer gekauften Lösung lernt man halt nichts :)
Ich habe hier selber eine 1W Laserdiode in Betrieb, per Stromgeführten
Stepdown. Prinzipiell kommst du mit einer Halbbrücke, einer
Glättungsinduktivität, einem 555er und einem Opamp aus. Das alles in SMD
wird sehr wenig wiegen.
@ Cominous (Gast)
>Laserdiode so schnell zerstört bei einem 0-8-15 Treiber? Sind es>Spannungspeaks (beim Einschalten z.B?)?
Auch.
ESD
Überstrom, auch mit sehr kurzen Pulsen.
> Die sind ja auch bei LED´s>tödlich
Nein. LEDs vertragen deutlich mehr Pulsströme.
>und sollten doch bei Power-LED Schaltungen auch nicht auftreten,>oder?
Ja.
Cominous schrieb:> Was ist es denn, was die Laserdiode so schnell zerstört bei einem 0-8-15> Treiber?
Man verläßt arg leicht den schmalen Grat zwischen Laserschwellstrom und
Maximalstrom.
K. S. schrieb:> Cominous schrieb:>> für ein studentisches-Projekt für eine Forschungsrakete>> Rexus?
Genau ..das ist Teil des REXUS/BEXUS Programmes - jetzt muss ich auch
die passende Werbung machen : http://rexusbexus.net/ - tolles Projekt :)
Ich verstehe eure Warnungen - danke dafür! Ich werde mich etwas in die
geposteten Links einlesen und ich werde einfach mal nen einfachen
Treiber in Kombination mit einem Laserpointer aufbauen und sei es nur um
was zu lernen.
Zumindest ESD kann man denk ich mit den passenden Vorsichtsmaßnahmen
verhindern.
Weitere Einwürfe natürlich weiterhin willkommen !
Lg
Cominous schrieb:> Perfekte Stabilität der Ausgangsleistung ist nicht entscheidend, die> Diode muss halt nur schadlos überleben.
Wofür soll die Laserdiode denn eingesetzt werden?
Laserpointer arbeiten teilweise mit simplem Vorwiderstand ein ganzes
Stück unter der zerstörerischen Maximalleistung, das ist aus Batterien
gespeist sogar rauschfrei und stabil genug für einfache Holographie.
Laserdiodentreiber sind vor allem dann teuer und komplex, wenn extrem
rauschfrei ein hochstabiler Strom möglichst noch mit Peltier-Kühlung auf
Bruchteile eines Grad genau geregelt wird um die Wellenlänge und den
Mode des Lasers langzeitkonstant zu halten,
oder wenn Hochgeschwindigkeitskommunikation eine Modulation fast im GHz
Bereich erfordert bei der der Laser zwischen lasern und gerade nicht
lasern hin und hergeschaltet wird.
Für anspruchslose Fälle "nur leuchten" braucht man das alles nicht und
Laser mehrerer Watt sind auch recht robust und eher thermisch
kaputtzukriegen. Es reicht also vielleicht eine simple
Konstantstromquelle, auf Grund der Spannungsdifferenz als Schaltregler
vielleicht mit dem Feedback über die im Laser eingebaute
Monitor-Photodiode (wenn er so was hat, bei dicken Lasern eher nicht).
Kläre also, wie rauschfrei/ripplefrei der Strom sein muss und auf was
geregelt werden soll.
MaWin schrieb:> Kläre also, wie rauschfrei/ripplefrei der Strom sein muss und auf was> geregelt werden soll.
Vielen Dank Mawin!
Unsere Ansprüche sind relativ simple - rauschen und ripple sind kein
Problem. Wir nutzen den Laser (sehr simple ausgedrückt) als
"Wärmequelle". Es wäre nett die ungefähre Leistung zu wissen, aber
ansonsten bestehen keine große Ansprüche an Genauigkeit - nur
Zuverlässigkeit und geringes Gewicht sind halt wichtig.
Das ist auch so mein Bauchgefühl, dass eine "einfache" Stromquelle
genügen sollte (mit Rücksicht auf Spannungs- und Strompeaks). Ich würde
so eine von dir erwähnte Schaltung aus dem Artikel ausprobieren. Die
Lösung mit dem OPV+FET sieht einfach aus.
Max D. schrieb:> Oder einen dicken Widerstand ?> der hat dann auch 100% Wirkungsgrad ?
Wie gesagt das war sehr simple ausgedrückt - ich wollt es nicht genauer
erklären, damit wir nicht vom Thema wegkommen :)
Wir wollen die Mikrogravitation während des Fluges ausnutzen einen
physikalischen Effekt zur Planetenentstehung nachzuweisen -
Photophorese. Durch intensives Licht wird eine Kraft in Richtung des
Lichts auf Partkel bewirkt- dazu braucht es leider wirklich einen Laser
:)
Cominous schrieb:> Die Lösung mit dem OPV+FET sieht einfach aus.
Lineare Regler würde ich bei der Spannungsdifferenz nicht einsetzen.
Achte halt nur darauf, daß der Regler nicht beim ein- oder ausschalten
einen Strompeak erzeugt. Wenn das in deiner Rakete steckt, braucht man
auch nicht darüber nachdenken, ob noch mehr (ebend er Laser) kaputt
geht, wenn ein Draht abgeht (failsave), denn man kommt eh nicht zum
Reparieren hin, da kann dann alles kaputt gehen und Drähte müssen halt
fest sein.
@Max
Wichtig ist die Zeit, das Target wird in us/ms erhitzt, beim Widerstand
sind es s/min.
Für den Laser oder den thermischen "Blitz" ist Distanz auch eher
Nebensache.
In der Pulverlackiertechnik wird das zur Schichtdickenmessung
angewendet.
@Harald
Strahlung/Spektrum/Leistungsdichte/Wärme
