Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Laserdiodentreiber Desgin


von User3 (Gast)


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Hi!

ich möchte eine Laserdiode (max. 1,6A) mit ca. 1,2A CC Betreiben, und 
habe mir dafür den angehängten Treiber ausgedacht.

Der LM317 verheitzt ca. 5 Watt, was ja mit einem "mittelgroßen" 
Kühlkörper möglich sein müsste.

Während dem Betrieb funktioniert das ganze ja ganz gut, aber wie sieht 
beim ein bzw. ausschalten mit Stromspitzen oder so aus? Die Diode ist 
halt nicht billig, deswegen möchte ich sie behutsam behandeln :)

In der LTSpice Simmulation funktioniert der Treiber gut, aber das muss 
ja nichts heißen :)
Könntet ihr da nochmal einen Blick drüber werfen, falls ich mich da 
irgendwie verdacht habe?

Danke,
User3

von Thomas (Gast)


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Dazu gibt es eine umfangreiche Appnote von Jim Williams.

von Freak (Gast)


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User3 schrieb:
> Die Diode ist
> halt nicht billig, deswegen möchte ich sie behutsam behandeln

Dann solltest du dich über echte Laserdiodentreiber informieren und 
dieses Laserpointertreiberzeug außen vor lassen.

Und frage vor allem in einem Forum, wo man etwas davon versteht:
www.laserfreak.net

von User3 (Gast)


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Thomas schrieb:
> Dazu gibt es eine umfangreiche Appnote von Jim Williams.

Danke, hab ich bei Linear gefunden, ist aber sehr kompliziert und 
irgendiw für meine zwecke übertrieben. Die Verlustleistung ist 
eigentlich irrelevant für mich.

Freak schrieb:
> Dann solltest du dich über echte Laserdiodentreiber informieren und
> dieses Laserpointertreiberzeug außen vor lassen.

Ok, werde ich machen. Nur aus interesse, was funktioniert denn an dem 
Treiber von mir nicht?

Freak schrieb:
> Und frage vor allem in einem Forum, wo man etwas davon versteht:
> www.laserfreak.net

Danke für den Tip!

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> User3 schrieb:
> Ok, werde ich machen. Nur aus interesse, was funktioniert denn an dem
> Treiber von mir nicht?
Die wird im Grunde funktionieren, nur berücksichtigt diese nicht die 
starke Temparaturabhängigkeit das Laserstroms.
Richtige Lasertreiber für DC-Betrieb arbeiten deshalb als 
Konstant-Leistungs-Regelung.
http://www.photonics.com/EDU/Handbook.aspx?AID=32187

Das bedeutet:
Entweder deine Stromquelle bringt im Einschaltmoment gerade genug Strom 
für die gewünschte Nennleistung, dann geht die Leistung mit Erwärmung 
stetig in den Keller.

Stellst du den Strom so ein, das er bei Betriebstemp. gerade richtig 
ist, wird die Laserdiode beim Kaltstart gleich geschrottet.

Laserdioden sind super empfindlich und gehen selbst bei sehr kurzen 
Überstromspitzen im Bereich von us kaputt.
Gruß Öletronika

von User3 (Gast)


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Danke für die Erklärung!
Das mit dem LM317 währe ja auch zu einfach gewesen :)

Leider sind Schaltpläne für Laserdiodentreiber im Netz recht rar. Vor 
allem für die Leistungsklasse von ca. 1A.

Kann jemand eine Schaltung empfehlen?

von User3 (Gast)


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U. M. schrieb:
> Das bedeutet:
> Entweder deine Stromquelle bringt im Einschaltmoment gerade genug Strom
> für die gewünschte Nennleistung, dann geht die Leistung mit Erwärmung
> stetig in den Keller.

Damit ist die Temperatur der Laserdiode gemeint, oder?
Kann ich wenn ich die Diode gut kühle, diesem Effekt entgegenwirken? Sie 
soll sowieso nicht dauerhaft, sondern nur für maximal 60 Sekunden am 
Stück laufen. Es währe mir eigentlich egal wenn die Diode nach dieser 
Zeit 25% weniger Optische Ausangsleistung liefert.

Ist dieser Effekt unter meinen "Betriebsbedingungen" noch 
ausschlaggebend?
Und währe der Treiber dann geeignet? Besonders im Hinblick auf 
Stromspitzen.

LG

von User3 (Gast)


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Hi, habe gerade vogendes in U. M. 'S Link gesehen:
<
Either an automatic current control circuit combined with a temperature 
regulator or an automatic power control unit is required to guarantee 
maximum lifetime and stable operation.
>
Das müsste ja dann mit einem CC Treiber + Temp. überwachung 
funktionieren.
Nur wie siehts da mit dem LM317 und Stromspitzen aus? Verhält sich der 
Chip da stabil?

von Daniel V. (danvet)


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Wenn du etwas selber basteln willst, kannst du dich auch mal bei
ichaus.de umsehen.
Die haben spezielle Laserdioden-Treiber.

: Bearbeitet durch User
von TestX (Gast)


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1A klingt nach einer blauen high power laserdiode ?
Im Prinzip funktioniert es die dinger im CC mode zu betreiben, solange 
du bei 50...70% des zugelassenen Stroms bleibst und die diode eine 
vernünftige kühlung hat. Die china treiber arbeiten quasi genauso.

Vernünftig ist natürlich was anderes, allerdings halten die auch max 
5kh. Solange du keine Ansprüche an die strahlqualität etc hast und das 
ding nur leuchten soll ist es ok.

Wichtig ist sich einmal anzuschauen was beim einschalten/ausschalten 
passiert.

von Horst (Gast)


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1. Dein Schaltungsvorschlag mit dem LM317 funktioniert. Habe ich selber 
erfolgreich im Einsatz.
2. Gerade die starken Laserdioden sind nicht sooo empfindlich, wie die 
ganz kleinen (ca 20mw).
3. "Laserdiodensimulator" ist Dein Stichwort.

von Falk B. (falk)


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@ User3 (Gast)

>ich möchte eine Laserdiode (max. 1,6A) mit ca. 1,2A CC Betreiben, und
>habe mir dafür den angehängten Treiber ausgedacht.

Könnte funktionieren.

>Der LM317 verheitzt ca. 5 Watt, was ja mit einem "mittelgroßen"
>Kühlkörper möglich sein müsste.

Ja.

>Während dem Betrieb funktioniert das ganze ja ganz gut, aber wie sieht
>beim ein bzw. ausschalten mit Stromspitzen oder so aus?

Der LM317 macht leider welche.

> Die Diode ist
>halt nicht billig, deswegen möchte ich sie behutsam behandeln :)

Sinnvoll.

>In der LTSpice Simmulation funktioniert der Treiber gut, aber das muss
>ja nichts heißen :)

;-)

>Könntet ihr da nochmal einen Blick drüber werfen, falls ich mich da
>irgendwie verdacht habe?

Ersetze deine Laserdioden durch eine Reihenschaltung von 2-3 normalen 
Dioden und miß it dem Oszi. Alles andere ist sinnlos.

von User3 (Gast)


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User3 schrieb:
> Nur wie siehts da mit dem LM317 und Stromspitzen aus? Verhält sich der
> Chip da stabil?

Falk B. schrieb:
> Der LM317 macht leider welche.

Ok, schade. Dann muss ich mich nach einem anderen Treiber umsehen.

Hat jemand eine Idee?

von Thomas B. (thombde)


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Ich würde auch erst mal mit einer Batterie oder Akku  testen.
Wenn das Netzteil oder Labornetzgerät Spannungsspitzen erzeugt, bin ich 
mir nicht sicher ob der LM317 schnell genug ist.

http://rommet.com/remco/misc/Don's%20Lights/members.misty.com/don/laserdps.htm#dpstoc

http://rommet.com/remco/misc/Don's%20Lights/members.misty.com/don/sgldtst1.gif

von User3 (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Ich würde auch erst mal mit einer Batterie oder Akku  testen.
> Wenn das Netzteil oder Labornetzgerät Spannungsspitzen erzeugt, bin ich
> mir nicht sicher ob der LM317 schnell genug ist.

Thomas B. schrieb:
> http://rommet.com/remco/misc/Don's%20Lights/members.misty.com/don/sgldtst1.gif

Jetzt bin ich verwirrt :D
Also geht der LM317 doch?

von Thomas B. (thombde)


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Ist nur eine Schaltung für einen kurzen Test.
Habe ich mit Laserdioden von Blu-Ray Brennern oder DVD Brennern 
verwendet.
Leider  kenne ich Deine Lasediode nicht.
Wenn das ab 50 Euro aufwärts geht (Laserdiode), müsste man sich das 
überlegen.
Dann würde ich das diskret aufbauen.

Edit:

Was ist das für eine Laserdiode?
Datenblatt?
Monitordiode?

Vielleicht hätte ich den zweiten Link doch nicht senden sollen :)
(Ist aber schon mal besser als Deine Schaltung)

: Bearbeitet durch User
von User3 (Gast)


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Hi,

Thomas B. schrieb:
> Was ist das für eine Laserdiode?
> Datenblatt?
> Monitordiode?

Das ist die PLTB450B.
Datenblatt: 
http://www.osram-os.com/Graphics/XPic8/00193834_0.pdf/PL%20TB450B.pdf
Keine Interne Monitordiode.
Kostet so ca. 30€

von User3 (Gast)


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PS: Der Treiber muss auch nicht unbedingt 1A schaffen, es würde auch 
reichen die Diode mit 500mA zu betreiben.

von Thomas B. (thombde)


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Also das sicherste für einen Test der Laserdiode wäre eine 
Strombegrenzung mit Widerstand an einem Akku oder Batterie.

Kenne jetzt deine Elektronikkenntnisse und deinen Messpark nicht.
Ansonsten würde ich mir da was Fertiges kaufen.

: Bearbeitet durch User
von Antwortender (Gast)


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Vielleicht mal hier schauen:

http://ichaus.de/LaserDrivers

von User3 (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Also das sicherste für einen Test der Laserdiode wäre eine
> Strombegrenzung mit Widerstand an einem Akku oder Batterie.

Was währen eigentlich die Nachteile davon?
Sie soll maximal 60 Sekunden am Stück laufen. Es währe mir eigentlich 
egal wenn die Diode nach dieser Zeit 25% weniger Optische 
Ausangsleistung liefert.

Thomas B. schrieb:
> Kenne jetzt deine Elektronikkenntnisse und deinen Messpark nicht.
> Ansonsten würde ich mir da was Fertiges kaufen.

Habe nur ein Multimeter, leider kein Oszilloskop.

LG

von User3 (Gast)


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Antwortender schrieb:
> Vielleicht mal hier schauen:
>
> http://ichaus.de/LaserDrivers

Danke, hab ich mir auch schon angesehen, wurde auch weiter oben schon 
angesprochen. Sind nur leider keine ICs in einem Nicht-SMD Package 
vorhanden :(

User3 schrieb:
> Thomas B. schrieb:
>> Also das sicherste für einen Test der Laserdiode wäre eine
>> Strombegrenzung mit Widerstand an einem Akku oder Batterie.
>
> Was währen eigentlich die Nachteile davon?
> Sie soll maximal 60 Sekunden am Stück laufen. Es währe mir eigentlich
> egal wenn die Diode nach dieser Zeit 25% weniger Optische
> Ausangsleistung liefert.

Also einfach eine 5V Stromquelle -> 5 Ohm Lastwiderstand -> Laserdiode .
Bei LEDs geht das doch auch :)

von Thomas B. (thombde)


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User3 schrieb:
> Was währen eigentlich die Nachteile davon?

Du meinst die Strombegrenzung mit Vorwiderstand?
Naja, der Strom kann nicht weiter ansteigen.(Vorteil)
Nachteil,Verlustwärme, Energieverbrauch kein konstanter Strom

Ist ja schon mal beruhigend.
Viele Spannungsspitzen kann es auch nicht geben.
(Kurze Verbindungen u. möglichst induktivarme Widerstände)

Beschreibe doch mal die Verwendung der Laserdiode, oder ist das ein
Geheimnis?

von User3 (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Nachteil,Verlustwärme, Energieverbrauch kein konstanter Strom

Verlustleistung ist egal, wo liegt das Problem bei "kein konstanter 
Strom"?
Wenn die kalte Diode mit Strom versorgt wird, fließt Strom durch sie, 
begrenzt auf einen sicheren Wert durch den Widerstand. Mit der Zeit 
erwärmt sie sich und ohne Widerstand würde der Strom in ungemütliche 
Bereiche steigen. Tut er aber aufgrund des Widerstandes nicht. Also 
zieht die Diode ja immer im gesunden Maße Strom. Habe ich da etwas 
falsch verstanden?

Zum Verwendungszweck: Ich habe ein Video gesehen, wo gezeigt wurde wie 
mit Lasern Streichhölzer angezündet und Isoband geschnitten wird. Darum 
wollte ich mir auch einen Laser zulegen :) Und ja, ich bin mir den 
Dingen wie Gefährlichkeit, Schutzbrillennpflicht sowie der rechtlichen 
Lage hier in DE bewusst. Also keine Sorge :)

von Manfred (Gast)


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User3 schrieb:
> währen
Was'n das für'n Wort?

User3 schrieb:
> Verlustleistung ist egal, wo liegt das Problem bei "kein konstanter
> Strom"?
> Wenn die kalte Diode mit Strom versorgt wird, fließt Strom durch sie,
> begrenzt auf einen sicheren Wert durch den Widerstand. Mit der Zeit
> erwärmt sie sich ...

... ihre Flußspannung verringert sich und der Strom steigt. Je höher 
Speisepannung und Widerstand sind, desto geringer wird der Effekt.

Mit der elektronischen Stromquelle LM317 bleibt der Strom konstant. Wenn 
bei Erwärmung die Flußspannung geringer wird, ergibt das eine geringere 
Lichtleistung - da war wohl weiter vorne im Thread der Ansatz, die 
Leistungsregelung zu erwähnen.

In der Größenordnung 500mA, wo Du unterwegs bist, hätte ich gegen den 
LM317 keine Bedenken. Deine Schaltung mit 1 Ohm liefert übrigens 1,25 
Ampere, denke über die Verlustleistung am Regler nach.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> User3 schrieb:
> Damit ist die Temperatur der Laserdiode gemeint, oder?
Ja, und genauer gesagt Temp. des Laserchip.

> Kann ich wenn ich die Diode gut kühle, diesem Effekt entgegenwirken?
Ja, bei der Lesitung inst sowie die Montage in einem Kühlkörper 
zwingend.
Die Laserdide alleine wäre sonst innerhalb weniger Sekunden weit über 
100°C.

> Sie soll sowieso nicht dauerhaft, sondern nur für maximal 60 Sekunden am
> Stück laufen.
Dann spielt auch nicht die Kühlfläche eine große Rolle, sondern vor 
allem die Wärmekapazität der Kühlkörpers.

> Es währe mir eigentlich egal wenn die Diode nach dieser
> Zeit 25% weniger Optische Ausangsleistung liefert.

Nach dem Datenblatt (S.3 links oben) ist die Temperaturdrift deiner LD 
nicht so stark. Da kannst du auch mit konst. Strom ran gehen und die 
Erwärmung macht dann zwar ein gwisses Derating, aber das ist nicht ganz 
so kritisch wie bei kleineren LD.

Ich teste Laserdioden auch einfach mit einem Labornetzteil.
Dazu einen Vorwiderstand einschleifen und dann die Spannung langsam 
erhöhen, bis die LD mit der gewünschten Laitung lasert.

Ich habe allerdings auch optische Messgeräte zur Kontrolle der 
Lichtleistung zur Verfügung. Für dich ist es natürlich ein Problem, die 
Nennleistung zu bestimmen. Da kannst du dich nur am Strom orientieren.
Gruß Öletronika

von User3 (Gast)


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Manfred schrieb:
> ... ihre Flußspannung verringert sich und der Strom steigt. Je höher
> Speisepannung und Widerstand sind, desto geringer wird der Effekt.

Danke, jetzt verstehe ich das auch :)

Laut Datenblatt (Seite 3 
http://www.osram-os.com/Graphics/XPic8/00193834_0.pdf/PL%20TB450B.pdf) 
Verändert sich die Flußspannnung nur minimal z.b. um ca. 0,1V von 25 auf 
40 Grad Celsius bei 1,2A.

Ist dass dann nicht eine nur minimale Veränderung in der 
Ausgangsleistung von ein paar Prozent?

von User3 (Gast)


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Sorry, ich hatte oeletroika's Post nicht gesehen weil ich vergessen habe 
zu aktualisieren.

Also seiner Erklärung nach könnte ich aufgrund des Flußspannung eine 
Konstantstromquelle nehmen. Da sich der Strom aber aufgrund der wenig 
Driftenden Flußspannung nicht verändert müsste es ja auch ein Widerstand 
tun. Richtig?

von Toni (Gast)


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Ohne Oszi sowas zu entwickeln ist eigentlich nicht möglich.
Kauf Dir halt einen fertigen Treiber dazu.
z.B. bei denen: Lasershop.de

von User3 (Gast)


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Toni schrieb:
> Kauf Dir halt einen fertigen Treiber dazu.
> z.B. bei denen: Lasershop.de

Danke für den Tip, aber warum sollte ich viel Geld für einen fertig 
Treiber ausgeben, wenn ich das auch evtl. mit einem einzigen Widerstand 
oder einer LM317 CC schaltung lösen kann?

User3 schrieb:
> Also seiner Erklärung nach könnte ich aufgrund des Flußspannung eine
> Konstantstromquelle nehmen. Da sich der Strom aber aufgrund der wenig
> Driftenden Flußspannung nicht verändert müsste es ja auch ein Widerstand
> tun. Richtig?

Kann jemand das bestätigen oder verbessern?

LG

von Freak (Gast)


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User3 schrieb:
> Danke für den Tip, aber warum sollte ich viel Geld für einen fertig
> Treiber ausgeben, wenn ich das auch evtl. mit einem einzigen Widerstand
> oder einer LM317 CC schaltung lösen kann?

Kannst du machen -wenig Geld ausgeben.

Das Gesparte brauchst du dann für deine neue Laserdiode.

Leider scheinst du beratungsresistent zu sein.

Vielleicht ganz gut, so ist das Risiko für dein Umfeld geringer, beim 
Durchtrennen von Isolierband mittels Laserstrahl Schaden davonzutragen, 
wenn die Diode vorher schon den Geist aufgibt.

von User3 (Gast)


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Freak schrieb:
> Das Gesparte brauchst du dann für deine neue Laserdiode

Freak schrieb:
> Vielleicht ganz gut, so ist das Risiko für dein Umfeld geringer, beim
> Durchtrennen von Isolierband mittels Laserstrahl Schaden davonzutragen,
> wenn die Diode vorher schon den Geist aufgibt.


Woran soll die Diode denn da bitte kaputtgehen? Hast du den Rest des 
Threads gelesen? Behauptungen muss man auch begründen.

von User3 (Gast)


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Ich glaube, ich werde einfach die LM317 Schaltung vom ersten Post oben 
nutzen. Im Internet wird sie, oder ähnliche Schaltungen oft für 
Laserdioden vorgeschlagen.
Ich möchte auch einen einfachen Widerstand in Reihe zur Diode 
ausprobieren.

       +
     + |            +---------+
+----+ +------------+   R 1   +-----------+
|    + |            +---------+           +
|      +                                XXXXX
|       V1                               XXX  +-->
|                                         X
|                                       XXXXX +-->
|                                         +   LD
+-----------------------------------------+

Durch die LD sollen bix zu 1A fließen.

Für V1 = 5V ist R1 = 5 Ohm
6V  6 Ohm
7V  7 Ohm usw.

Richtig?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Machs doch einfach.

von Manfred (Gast)


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User3 schrieb:
> Laut Datenblatt (Seite 3
> http://www.osram-os.com/Graphics/XPic8/00193834_0.pdf/PL%20TB450B.pdf)
> Verändert sich die Flußspannnung nur minimal z.b. um ca. 0,1V von 25 auf
> 40 Grad Celsius bei 1,2A.

Rechnen, Strom mal Spannung?

Bei 5V Flußspannung und 1,2A hast Du 6 Watt.

Wird warm, 4,9V Flußspannung, der Strom bleibt dank des LM317 konstant 
bei 1,2A = 5,88 Watt Eingabeleistung.

========

12 Volt + 7 Ohm + 5 Volt = 1 Ampere

12 Volt + 7 Ohm + 4,9 Volt = ((12-4,9)/7)*4,9 ... rechne selbst :-)
Hier ändert sich also der Strom nach oben, die Leistung bleibt fast 
gleich.

Wenn Du das nun für nur 8 Volt Speisung rechnest, sieht das schlecht 
aus!

Hier ist natürlich nur die Speiseleistung gerechnet, zum optischen 
Wirkungsgrad bei Temperaturerhöhung kann ich nichts sagen.

von Freak (Gast)


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U. M. schrieb:
> Laserdioden sind super empfindlich und gehen selbst bei sehr kurzen
> Überstromspitzen im Bereich von us kaputt.


Probiere einfach ein wenig rum bis zum erhofften Ergebnis.

Ich habe bei mir schon einige Dioden sterben sehen müssen trotz größter 
Sorgfalt und langer Erfahrung...

Ich kam aber nie auf die Idee, diese lediglich in Reihe zu einem 
Widerstand zu betreiben.

Aber vielleicht hast du ja mehr Glück....

von User3 (Gast)


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Danke Manfred!
ich nehme dann 12V als Versorgungsspannung.

Vielen Dank an alle und LG

von User3 (Gast)


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von Manfred (Gast)


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Toni schrieb:
> Ohne Oszi sowas zu entwickeln ist eigentlich nicht möglich.
> Kauf Dir halt einen fertigen Treiber dazu.
> z.B. bei denen: Lasershop.de

Für was willst Du in einem Gleichstromkreis ein Scope einsetzen?

Freak schrieb:
> Ich kam aber nie auf die Idee, diese lediglich in Reihe zu einem
> Widerstand zu betreiben.

Was habe ich nicht verstanden, was spricht dagegen?

Weiter vorne wurde auf
http://rommet.com/remco/misc/Don%27s%20Lights/members.misty.com/don/sgldtst1.gif
hingewiesen, nach Deiner Betrachtung auch unzulässig?

von User3 (Gast)


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Manfred schrieb:
> Freak schrieb:
>> Ich kam aber nie auf die Idee, diese lediglich in Reihe zu einem
>> Widerstand zu betreiben.
>
> Was habe ich nicht verstanden, was spricht dagegen?

Das frage ich mich auch :D

von Thomas B. (thombde)


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Manfred schrieb:
> Für was willst Du in einem Gleichstromkreis ein Scope einsetzen?

Na ja, irgendwelche Peaks oder Überschschwinger wäre schon
ungut für eine Laserdiode.
Das läst sich halt nur mit dem Oszi überprüfen.
Wobei die modernen oder neuen Laserdioden relativ robust und hart im 
nehmen sind.


Freak schrieb:
> Ich kam aber nie auf die Idee, diese lediglich in Reihe zu einem
> Widerstand zu betreiben.

Batterie oder Akku mit Vorwiderstand u. Laserdiode ist die sicherste 
Methode für einen Test.

: Bearbeitet durch User
von User3 (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Freak schrieb:
>> Ich kam aber nie auf die Idee, diese lediglich in Reihe zu einem
>> Widerstand zu betreiben.
>
> Batterie oder Akku mit Vorwiderstand u. Laserdiode ist die sicherste
> Methode für einen Test.

Ok, danke werde ich probieren.

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