Hallo,
ich beschäftige mich mit DIY Projekten zum Thema "Laser-Engraver" selber
bauen mit einfachen Mitteln. Dabei gibt es unter den einfachen KSQ
eigentlich immer wieder den LM317 als Mittel der Wahl. Was mir dabei
auffällt sind folgende zwei Varianten:
A) Am häufigsten wird ein NPN-Leistungstransistor verwendet, um die
Laserdiode, die am ADJ/OUT-Ausgang des LM317 hängt, durch ein
Steuersignal (von Arduino oder Raspberry) auf Masse zu ziehen. Dadurch
wird der Laser an/aus geschaltet, während der LM317 dauerhaft mit
Spannung versorgt wird.
B) Andere Variante ist die, dass die Laserdiode über ADJ/OUT immer an
Masse hängt und die Spannungsversorgung des LM317 auf IN über einen
Transistor gesteuert wird.
Mein Gedankengang: bleibt der LM317 dauerhaft mit Spannung versorgt und
wird die Laserdiode geschalten, müsste es doch eigentlich zu kleinen
Spannungsspitzen kommen, da der LM317 ohne "Grundlast" nicht in einen
vernünftigen Regelbereich kommt -->frühzeitiger Tod der Diode. Wird der
LM317 an/aus geschalten, hängt als "Grundlast" die Diode ja dauerhaft
dran und bekommt keine Spitzen ab. Bei beiden Varianten ist parallel zur
Laserdiode ein Elko mit wenigen µF und eine 1N4001 geschalten.
Was schön wäre, bitte keine Grundsatzdiskussion anfangen: ich weiß, was
Laser ist, kenne die Gefahren und Schutzmaßnahmen und ich weiß auch,
dass der LM317 vermutlich nicht gerade die TOP-Lösung für eine KSQ ist.
Aber ich will das Problem einfach lösen, mag's ned, wenn was ned aufgeht
;-)
Danke für kreative Ideen!
Tobias schrieb:> Aber ich will das Problem einfach lösen
Halbleiterlaser gehen durch Überstrom kaputt, in Nanosekunden, weil sie
sich die Spiegel wegbrennen.
Ein LM317 braucht ca. 5 Mikrosekunden um neu auszuregeln und kann dabei
über 1V abweichen, leider enthält das Datenblatt kein Diagramm für den
Stromregler.
Sehr leistungsstarke Infrarot-Laser sind erstaunlich robust, halten also
vielleicht den Überstrom aus, kleinere sichtbare Laser eher nicht.
Hm, bisher habe ich immer gelesen, dass das Problem die Überspannung
ist, nicht der Strom. Selbst einfache Dioden aus Brennern lassen sich,
ohne kaputt zu gehen, bis ca. 300 mA hochregeln.
Tobias schrieb:> Hm, bisher habe ich immer gelesen, dass das Problem die Überspannung> ist, nicht der Strom. Selbst einfache Dioden aus Brennern lassen sich,> ohne kaputt zu gehen, bis ca. 300 mA hochregeln.
M.W. ist es eher eine zu hohe Leistung, die innerhalb kürzester
Zeit die Laserspiegel verbrennt. Die LD leuchtet anschliessend
immer noch, allerdings in Form einer LED. Deshalb regelt man
auch normalerweise nicht den Strom, sondern die Leistung über
die typischerweise eingebaute Laserdiode.
Zum Problem des TOs: Ich weiss auch nicht, ob der LM317 als
KSQ für Laserdioden geeignet ist. Wenn Du diesen aber per
Transistor am Steuereingang ausschalten willst, so funktio-
niert das nicht vollständig, da mit Steuereingang auf Masse
immer noch 1,2V ausgegeben werden. Diese 1,2V reichen aber
normalerweise zum Betrieb eines Lasers nicht aus, sodas sich
trotzdem der erwünschte Effekt ergibt. Vielleicht sind bei
einer solchen Teilausschaltung die unerwünschten Überschwinger
beim Wiedereinschalten sogar niedriger. Das sollte man aber
am besten mal mit einem Oszi kontrollieren. Als Last kann man
da ja eine ähnlich starke LED oder auch eine Dummy-LED, beste-
hend aus Transistor und Z-Diode verwenden.
Gruss
Harald
Tobias schrieb:> Hm, bisher habe ich immer gelesen, dass das Problem die Überspannung> ist, nicht der Strom.
Nun, zwischen Strom und Spannung gibt es auch bei einer Diode einen
Zusammenhang.
Tobias schrieb:> Hm, bisher habe ich immer gelesen, dass das Problem die Überspannung> ist, nicht der Strom.
Wenn die Spannung steigt,....steigt auch der Strom.
Tobias schrieb:> Selbst einfache Dioden aus Brennern lassen sich,> ohne kaputt zu gehen, bis ca. 300 mA hochregeln.
Geht auf die Lebensdauer.
Die Durchflussspannung an der Diode ist nicht proportional
zum Durchflussstrom.
Die LD könnte es vielleicht kurzzeitig verkraften.
(bei guter Kühlung)
Nachtrag:
Schau dir mal die Kennlinien oben an.
Und jetzt rechne mal 1V Überspannung an der LED hinzu.
Die Linie schießt dann in den Himmel.
Gruß
Thomas
Es gibt vielleicht noch eine dritte Variante:
Die LD über einen FET kurzschliessen und die mW über einen Vorwiderstand
verbraten. Könnte ein ganz anderes Schaltverhalten bringen.
Tobias schrieb:> Die Frage ist nur: Versorgungsspannung ein/aus schalten oder den ADJ/OUT> Teil, also die Diode? Wo gibt es weniger Spitzen?
Probiers doch aus (mit Oszi).
