Hallo mein Anliegen ist recht simpel, da mein leistungstreiber für die
Laserdiode in rauchender weise sich verabschiedet hat möchte ich nun
eine eigen Treiber aufbauen.
Die Laserdiode benötigt 2,5V und max 60A die leistung soll via PWM 0-100
% gesteuert werden.
Da ich kein Treiber für solche Ströme finden konnte ist meine idee ein
Mosfet zu nutzen der das ganze schalten soll.
Als Mosfet würde für mich ein NTD5406N, STD5406N in frage kommen.
Und für die Transistoren die den Mosfet steuern denke ich an einen
BC337-40
Würde das funktionieren wie im Schaltplan?
Dann stellt sich mir noch eine Frage: wenn ich den Mosfet lade und
entlage entstehen doch recht hohe spitzen, hält ein BC337-40 diese
überhaupt aus?
Anmerkung:
Ich arbeite beruflich seit ca 3 Jahren mit Laser-Anlagen daher bin ich
mit den Umgang und Arbeitsschutz vertraut
Gruß Aja
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
> PKUyQ.png>Hallo mein Anliegen ist recht simpel, da mein leistungstreiber für die>Laserdiode in rauchender weise sich verabschiedet hat möchte ich nun>eine eigen Treiber aufbauen.
Wenn sich die Laserdiode nicht auch ebenso verabschieden soll, kauf dir
lieber einen neuen Treiber vom Profi.
>Da ich kein Treiber für solche Ströme finden konnte ist meine idee ein>Mosfet zu nutzen der das ganze schalten soll.>Als Mosfet würde für mich ein NTD5406N, STD5406N in frage kommen.>Und für die Transistoren die den Mosfet steuern denke ich an einen>BC337-40
Nimm einen echten MOSFET-Treiber ala ICL7667.
>Würde das funktionieren wie im Schaltplan?
Die 1. Treiberstufe kann den MOSFET nicht ausschalten, dort braucht man
eine Emitterschaltung, du hast eine Drainschaltung. Nimm einen fertigen
Treiber. AUsserdem lieht den Laser an Source vom MOSFET; das geht auch
nur bedingt. Deine Schaltung ist unbrauchbar.
>Ich arbeite beruflich seit ca 3 Jahren mit Laser-Anlagen daher bin ich>mit den Umgang und Arbeitsschutz vertraut
Mag sein, das schützt aber nicht den Laser vor dem Abrauchen.
Viel Erfolg. Bei geschalteten 60A braucht man auch einen FETTEN Elko zum
Puffern nah an der Leistungsstufe. Mal ganz abgesehen davon, dass auch
ein Leistungslaser gern mit KONSTANTSTROM betrieben wird und nicht an
KONSTANTSPANNUNG! SO WIRD DAS NIX!
Falk B. schrieb:> @ Manuel Grewatsch (ajatuksia)>>> PKUyQ.png>> Wenn sich die Laserdiode nicht auch ebenso verabschieden soll, kauf dir> lieber einen neuen Treiber vom Profi.
Leider ist ein Profitreiber zu teuer um mir den mal so zu leisten.
>> Mag sein, das schützt aber nicht den Laser vor dem Abrauchen.>> Viel Erfolg. Bei geschalteten 60A braucht man auch einen FETTEN Elko zum> Puffern nah an der Leistungsstufe. Mal ganz abgesehen davon, dass auch> ein Leistungslaser gern mit KONSTANTSTROM betrieben wird und nicht an> KONSTANTSPANNUNG! SO WIRD DAS NIX!
Wie würdest du den Laser steuern?
für vorschlage Schaltpläne bin ich offen.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Leider ist ein Profitreiber zu teuer um mir den mal so zu leisten.
Wie hast du die Dioden denn vorher betrieben?
>> ein Leistungslaser gern mit KONSTANTSTROM betrieben wird und nicht an>> KONSTANTSPANNUNG! SO WIRD DAS NIX!>Wie würdest du den Laser steuern?>für vorschlage Schaltpläne bin ich offen.
Dazu müsste man zumindest mal die PWM-Frequenz kennen. Aber bei (jetzt
70A?) muss man schon wissen was man tut! Leitungsfühung und Layout sind
da alles andere als nebensächlich!
Konstantstromquelle fuer Power LED
Das Ganze müsste man auf 70A umbauen. Spochtlich! (tm) Wahrscheinlich
muss man einen anderen IC nutzen, der MC34063 ist dabei auch mit
externem MOSFET etwas arg an der Grenze. Vielleicht geht es doch.
Beitrag "Re: Stepup 180V - sackt völlig zusammen"
Hier sieht man, wie ein externer Transistor + Treiber angeschlossen
wird.
So ein Schaltregler hat den Vorteil, dass er relativ wenig
Verlustleistung erzeugt und mit humanen Spannungen betrieben werden
kann. 12V sollten passen, die Stromregelung macht der IC.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>als Spannungsquelle habe ich mir ein regelbares Labornetzteil gedacht zb>das hier:>https://shop.afterbuy.de/Netzgeraete-Power-Laborne...
Ist ausverkauft. OK, es gibt andere. Hat den Vorteil, dass dort schon
eine Stromregelung drin ist.
>weil du sagtest das so eine Diode lieber mit Konstantstom betieben wird>denke ich das es auch klappen könntet mehrere Spannungsregler (>einstallbar) paralel zu schalten. und diese dann entprechend zu regeln.
Vergiss es.
>klingt jetzt blöd aber sowas wie LM338 nur etwas größer.
Das ist dein Labornetzteil von oben. Wobei das keine 15V bringen muss,
5V reichen.
Dann bleibt aber noch das Problem der PWM. OK, das kann man mit einem
fetten MOSFET und dazugehörigem Treiber machen. Bleibt bloß die Frage,
wie das Labornetzteil darauf reagiert. Das kann funktionieren, muss es
aber nicht. Man kann versuchen eins zu finden, das einen Steuereingang
hat, dann könnte man dort die PWM anlegen und die Wahrscheinlichkeit,
dass es funktioniert ist deutlich höher.
Man kann bei so einem Labornetzteil auch eins mit linearem Steuereingang
nehmen, dann wird der Strom linear von 0-60A eingestellt. Bei einem
Leistungslaser dürfte das OK sein und die Wellenlänge nicht nennenswert
verschieben.
Falk B. schrieb:> Dann bleibt aber noch das Problem der PWM. OK, das kann man mit einem> fetten MOSFET und dazugehörigem Treiber machen. Bleibt bloß die Frage,> wie das Labornetzteil darauf reagiert.
Das geht auch anderst:
Strombegrenzung auf Konstantstrom und dann zur PWM-Regelung den Ausgang
des Netzteils kurzschließen.
Falk B. schrieb:> @ Manuel Grewatsch (ajatuksia)> Ist ausverkauft. OK, es gibt andere. Hat den Vorteil, dass dort schon> eine Stromregelung drin ist.>> Das ist dein Labornetzteil von oben. Wobei das keine 15V bringen muss,> 5V reichen.>> Dann bleibt aber noch das Problem der PWM. OK, das kann man mit einem> fetten MOSFET und dazugehörigem Treiber machen. Bleibt bloß die Frage,> wie das Labornetzteil darauf reagiert. Das kann funktionieren, muss es> aber nicht. Man kann versuchen eins zu finden, das einen Steuereingang> hat, dann könnte man dort die PWM anlegen und die Wahrscheinlichkeit,> dass es funktioniert ist deutlich höher.
Hmm wenn man keins mit Steueranschluss finden würde wäre es auch möglich
an den regelpotis ein entsprechendes ic in reihe tzu schalten?
das steuert doch auch oder?
@ Schreiber (Gast)
>Das geht auch anderst:>Strombegrenzung auf Konstantstrom und dann zur PWM-Regelung den Ausgang>des Netzteils kurzschließen.
Das geht nicht mit jedem Labornetzteil, denn je nach Aufbau haben die
ORDENTLICH Ausgangskapazität! Die kann man nicht einfach kurzschließen!
@Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Hmm wenn man keins mit Steueranschluss finden würde wäre es auch möglich>an den regelpotis ein entsprechendes ic in reihe tzu schalten?>das steuert doch auch oder?
Bei 70A schaltet man nicht einfach ein IC mit Regelpoti in Reihe!
Laserdioden müssen (wenn sie moduliert werden) bei "0" an der
Laserschwelle (also den Schwellstrom) betrieben werden! Die Dinger mögen
gar nicht hartes EIN/AUS!
Wenn die Laserschwelle bei z.b. 5A liegt, dann muss da ein
Konstantstromregler hin, der 5A im "low" macht und deine 60A im "high"
ESD ist auch so ein Problem! Deshalb gehen ja so viele LDs hops wenn man
sie an ein Labornetzteil anklemmt! Egal ob der Strom korrekt eingestellt
ist oder nicht!
Der Stromregler sollte übrigens einstellbar sein. Also einen Trimmer
(eher Spindeltrimmer) haben um die Laserschwelle korrekt einstellen zu
können.
@ Alex W. (a20q90)
>Laserdioden müssen (wenn sie moduliert werden) bei "0" an der>Laserschwelle (also den Schwellstrom) betrieben werden! Die Dinger mögen>gar nicht hartes EIN/AUS!
Müssen gar nicht! Das gilt nur für SCHNELL modulierte Laser für
Datenübertragung bei 100 Mbit/s++
Hier geht es um einen Leistungslaser zur Materialbearbeitung oder
ähnliches!
>ESD ist auch so ein Problem! Deshalb gehen ja so viele LDs hops wenn man>sie an ein Labornetzteil anklemmt! Egal ob der Strom korrekt eingestellt>ist oder nicht!
Was hat ESD mit einem Labornetzteil zu tun?
Falk B. schrieb:> @ Manuel Grewatsch (ajatuksia)>> Dann bleibt aber noch das Problem der PWM. OK, das kann man mit einem> fetten MOSFET und dazugehörigem Treiber machen. Bleibt bloß die Frage,> wie das Labornetzteil darauf reagiert. Das kann funktionieren, muss es> aber nicht. Man kann versuchen eins zu finden, das einen Steuereingang> hat, dann könnte man dort die PWM anlegen und die Wahrscheinlichkeit,> dass es funktioniert ist deutlich höher.
Du meinst das das Netzteil mir dann genauso ein Abgang machen könnete
wie mein alter Treiber?
Da wäre die Frage wenn es das aushalten würde wie dann so eine Schaltung
aussehen müsste.
Mein alter Treiber regelte linear.
Hmmm und das Kurzschließen vom ausgang ist mir zu gefährlich.
Falk B. schrieb:> @ Alex W. (a20q90)> Hier geht es um einen Leistungslaser zur Materialbearbeitung oder> ähnliches!
Genau dieser soll erst "Gravur" und und am Ende des Programm das
gravierte ausschneiden. für die Photogravur sind extrem unterschiedliche
PWM Werte da das ja pro Pixel unterschiedlich stark einbrennt.
Ok man kann auch die Zeit in der die Leistung auf das material einwirkt
ändern das hat den selben Effekt nur das dann wirklich hart geschalten
werden muss.
@Alex & Falk
Kennt ihr euch mit Laserdioden aus?
Hat einer von euch das hier verfolgt
Beitrag "Re: UV-Laserdrucker II" ?
Bräuchte etwas Hilfe bei der Auswahl und Steuereung so eine
Laser-Einheit für den Belichter.
Ich möchte nicht zum Spass (oder aus Dummheit) 40 EUR in Magic-Smoke
verwandeln.
LG,
Richard
Richard schrieb:> @Manuel Was kann ein 60A Laser schneiden?
Locker mal 3mm Holz solange man es richtig macht. Habe schon 45W Laser
gesehen die 5mm Holz schneiden das waren aber co2 Laser.
2,2W gravieren auch schon recht gut aber halt kein schnitt.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Du meinst das das Netzteil mir dann genauso ein Abgang machen könnete>wie mein alter Treiber?
Es kann auch der Laser den Abgang machen, wenn ein qualitativ
minderwertiges Netzteil beim Ausregeln starke Überschwinger erzeugt.
>Da wäre die Frage wenn es das aushalten würde wie dann so eine Schaltung>aussehen müsste.
Sagte ich das nicht bereits? Ein passender MOSFET mit einem
MOSFET-Treiber angesteuert. So ähnlich wie deine Ausgangsschaltung, nur
halt mit dem Laser zwischen Netzteil + und Drain vom MOSFET.
>Hmmm und das Kurzschließen vom Ausgang ist mir zu gefährlich.
Das würde ich auch nicht empfehlen. Bestenfalls wenn man vorher geprüft
hat, welche Ausgangskondensatoren am Netzteil hängen und andere Test
gemacht hat.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Ok, der NTD5406N mit ein MCP1401/02 sollte für geeignet sein oder ?
Der MOSFET reicht nicht wirklich für 70A, denn die schafft man in der
Praxis eher nicht, schon gar nicht als Bastler.
Das Ding hat max. 10 mOhm R_DS_ON
P = I^2 * R = 70A^2 * 10mR = 49W
Die kriegst du nicht aus einem MOSFET weg, so einen tollen Kühlkörper
hast du nicht.
>Lieber 3 mal zu viel gefragt als ein Unfall.
3 ist die richtige Richtung. Nimm 2 MOSFETs mit je einem Treiber
parallel.
P = I^2 * R = 35A^2 * 10mOhm =12,2W
Das ist machbar, da reicht ein mittlerer Kühlkörper.
Im Zweifelsfall nimm halt 3 MOSFETs parallel.
Und such dir einen MOSFET im TO220 oder TO247 Gehäuse, denn kannst du
sinnvoll an einen Kühlkörper anschreiben. SMD-Bauteile sind für
Fortgeschrittene, die Metallkernplatinen verarbeiten können.
Falk B. schrieb:> @ Manuel Grewatsch (ajatuksia)>>>Lieber 3 mal zu viel gefragt als ein Unfall.>> 3 ist die richtige Richtung. Nimm 2 MOSFETs mit je einem Treiber> parallel.>> P = I^2 * R = 35A^2 * 10mOhm =12,2W>> Das ist machbar, da reicht ein mittlerer Kühlkörper.
Da hätte ich an die Kühlkörper für n CPU aus ein alten PC gedacht... mit
Lüfter versteht sich
> Im Zweifelsfall nimm halt 3 MOSFETs parallel.>> Und such dir einen MOSFET im TO220 oder TO247 Gehäuse, denn kannst du> sinnvoll an einen Kühlkörper anschreiben. SMD-Bauteile sind für> Fortgeschrittene, die Metallkernplatinen verarbeiten können.
Stimmt TO220 lassen sich fix anschrauben.
3 MOSFETs parallel brauchen die nich n Widerstand wegen der
Lastverteilung? oder reglen die sich selber gegenseitig?
@Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Da hätte ich an die Kühlkörper für n CPU aus ein alten PC gedacht... mit>Lüfter versteht sich
Kann man machen.
>Stimmt TO220 lassen sich fix anschrauben.
Eben, aber nicht zu fest!
>3 MOSFETs parallel brauchen die nich n Widerstand wegen der>Lastverteilung? oder reglen die sich selber gegenseitig?
Nein, das regelt sich allein im Schaltbetrieb.
Falk B. schrieb:> @Manuel Grewatsch (ajatuksia)>> Nein, das regelt sich allein im Schaltbetrieb.
Ok da ich nicht wirklich viel Ahnung von nem MOSFET hab, ist Frage wie
hoch ist eigendlich der Entladestrom von Gate da das ja wie ein
Kondensator ist. Muss ja auch ein passenden Treiber finden.
Ein Gate Widerstand würde die Schaltzeiten verlängern
Korrekt all zu hohe Frequenzen sind nicht zu erwarten (ca 980 Hz), was
denkst Du ab welcher Frequenz es langsam schwer wird?
Gut also kann der Gate-Widerstand wegfallen.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Korrekt all zu hohe Frequenzen sind nicht zu erwarten (ca 980 Hz), was>denkst Du ab welcher Frequenz es langsam schwer wird?
Wen du mal bei 20-100 kHz angekommen bist, muss man langsam nachdenken.
Das Problem liegt sowieso beim Netzteil und dessen Regelgeschwindigkeit,
nicht beim MOSFET.
>Gut also kann der Gate-Widerstand wegfallen.
Ja.
@Ajatuksia (Gast)
>Wie kann man das Netzteil entlasten?
Im Idealfall hat es einen PWM oder Analogeingang.
Ansonsten wird es bei einer Stromreglung schwierig. Eine Längsdrossel
bringt nicht allzuviel, im Extremfall überschwinger und bei 70A ist die
auch bei ein paar Dutzend uH nicht mehr so ganz klein.
Hm, wo bekommt man solche Laserdioden her?
Ansonsten wäre eine Schaltung ähnlich eines CPU-Spannungsreglers in der
Lage, das zu schaffen. Konstantstrom wäre natürlich am schönsten, der
Regler muß schnell genug sein um das ohne große Überschwinger zu
schaffen.
@Ajatuksia (Gast)
>> Im Idealfall hat es einen PWM oder Analogeingang.>Ginge auch eins mit sense Funktion?
Was soll der bringen? Weißt du, was der macht? Er misst die Spannung
direkt an der Last um den Spannungsabfall an den ggf. langen Zuleitungen
auszugleichen.
Nein, er bringt nix!
So hier noch mal ein Schaltplan, verzeiht bitte das dieser nicht
sonderlich professionell ist da ich kein Programm für schaltpläne habe.
Für Q1 - Q3 habe ich als Ersatz für den NTD5406N einen IRLB3034PbF
ausgesucht.
Ich hoffe das der IRLB3034PbF mit den MCP1401 kompatibel ist und auch
die 2,5V bei maximal 70A kein großes Problem darstellen.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Für Q1 - Q3 habe ich als Ersatz für den NTD5406N einen IRLB3034PbF>ausgesucht.
Ein MONSTER-MOSFET mit 1,7mOhm und 350A ;-)
Warum wusste ich das?
P = I^2 * R = 70A^2 * 1,7 mOhm = 8,3W
Da reicht ein MOSFET.
>Ich hoffe das der IRLB3034PbF mit den MCP1401 kompatibel ist
Ja.
> und auch> die 2,5V bei maximal 70A kein großes Problem darstellen.
Dein Schaltplan ist immer noch falsch. Die Last muss an den Drain,
Source auf Masse. Und denk dran, das Netzteil muss die Stromregelung
übernehmen.
@ Manuel Grewatsch (ajatuksia)
>Ups, Danke für die Hinweise also so hier:
Nö. Erstens ist deine Laserdiode verpolt und zweitens schaltet jetzt nur
ein MOSFET die Laserdiode.
@Manuel
nimm mal die Tipps der Leute hier ernst... Falk hat völlig recht..du
brauchst etwas fertiges!
es ist sehr kompliziert eine stabile stromversorgung für high-power
laserdioden module zu entwickeln...auch für Leute die damit schon
jahrelang erfahrung haben! ein einfacher tiefsetzsteller wie du ihn dir
vorstellst funktioniert hier nicht!!!
was du brauchst ist ein stromgeregelter multi-phase wandler. dazu kommt
noch das ganze drum herum wegen ESD, spannungsspitzen etc.
außerdem fehlt noch das ganze drum herum an temperaturstabilisierung,
kühlung etc. die eigentliche modulation wird dann über den diodenstrom
realisiert.
Ein möglicher Workaround bei unklarer Netzteilreaktion bei getaktetem
Betrieb. Nicht hart kurzschließen sondern nur "soft" kommutieren. Siehe
Anhang. Man schaltet per MOSFET parallel auf Leistungsdioden um, die
eine geringere Flußspannung haben. Die müssen dann aber gut gekühlt
werden.
Nachteil: Die Verlustleistung ist konstant bei 100%, egal welcher
PWM-Wert (Tastverhältnis) aktuell anliegt.
Vorteil: Das Netzteil kann nahezu konstant Strom liefern und muss keine
großen Stromsprünge ausregeln, damit kommt nahezu jedes Labornetzteil
klar
Die Lösung ist vom OP mit wenig Wissen umsetzbar
Falk B. schrieb:> Nachteil: Die Verlustleistung ist konstant bei 100%, egal welcher> PWM-Wert (Tastverhältnis) aktuell anliegt.
Wird also ordendlich warm, meine Frau freut sich über ne neue Heizung :D
PKUyQ.png
(100 KB)
