Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strom durch Laserdiode im Pulsbetrieb erhöhen


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von Schmitt T. (schmitt-triggerin)


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Moin zusammen,

brauche Mal wieder Verständnishilfe bei einem aktuellen Projekt.

Versuche derzeit eine PLT5 450B mittels des iC-HG30 Eval-Boards in den 
Pulsbetrieb zu bekommen. Habe mit einer Pulsfrequenz von 1,21 kHz und 
einem Duty Cycle von 25% (bisher) feste Vorgaben. Die Laserdiode pulst 
auch mit den Vorgaben, allerdings würde ich gerne die Intensität bzw. 
den Strom erhöhen, der sich auf dem Board über eine Spannung mittels 
Poti einstellen lässt.

Board und Diode werden gemeinsam mit 5,5 V versorgt und wenn ich den 
Strom durch die Diode messe, werden mir als Maximum ca. 23 mA angezeigt, 
von dem ich ausgehe, dass es sich aufgrund des Duty Cycles um 1/4 des 
eigentlich fließenden Stroms handelt(?). Die Diode kann ja theoretisch 
165mA, da sollte ja noch was zu machen sein? Ab einer Spannung von ca. 
2V kann ich jedoch am Poti drehen, wie ich will, beim Strom tut sich 
nichts mehr. Im CW-Betrieb lässt sich der Strom problemlos auf > 100 mA 
erhöhen.

Was ist hier der limitierende Faktor? 1,21 kHz sind ja jetzt eigentlich 
nicht die Welt. Oder habe ich einen kompletten Denkfehler? Hoffe, ihr 
versteht mich und könnt mir irgendwie weiter helfen.

von Heiner B. (karadur)


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Schon mal im Datenblatt des Lasers die Flussspannung angesehen?

von Schmitt T. (schmitt-triggerin)


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Heiner B. schrieb:
> Schon mal im Datenblatt des Lasers die Flussspannung angesehen?

5,5V?

Die Versorgungsspannung muss also höher? Wieso aber lässt sich der Strom 
dann im CW-Betrieb problemlos auf > 100mA erhöhen?

von Reinhold (reihaus)


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sie wird warm !

von Schmitt T. (schmitt-triggerin)


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Reinhold schrieb:
> sie wird warm !

Ok. Ich bin mir offenbar der Ausmaße von Temperaturerhöhungen nicht 
bewusst bzw. hab ich auch (noch) kein Gefühl dafür, wie schnell sich 
Dioden erwärmen. Nächstes Mal greife ich mir eine Wärmebildkamera.

von Michael B. (laberkopp)


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Schmitt T. schrieb:
> Die Diode kann ja theoretisch 165mA,

Nein.

Die Diode kann 120mW Strahlleistung.

Ob dazu 90 oder 165 mA Strom nötig sind, liegt an Exemplar und 
Temperatur.

Bei mehr Strahlleistung brennt sie sich ggf. die optischen Elemente weg.

Auch extrem kurzzeitig darf die Strahlleistung nicht überschritten 
werden.

Deine Platine wird für ausreichende aber eventuell nocht maximale 
Leistung sorgen.

Höher drehen nur wenn man per Laserpowermeter die Abgabeleistung misst.

von Rainer W. (rawi)


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Schmitt T. schrieb:
> bzw. hab ich auch (noch) kein Gefühl dafür, wie schnell sich Dioden
> erwärmen. Nächstes Mal greife ich mir eine Wärmebildkamera.

Eine Wärmebildkamera wird dir das nicht verraten. Das elektrische 
Verhalten hängt von der Temperatur des Halbleiterübergangs ab, die 
Wärmebildkamera zeigt dir aber nur die Gehäusetemperatur an. Chip und 
Gehäuse besitzen zwei völlig verschiedene Zeitkonstanten, die sich bei 
Pulsbetrieb besonders auswirken. Erschwerend kommt noch der thermischen 
Widerstand zwischen Chip und Gehäuse bzw. Gehäuse und Umgebung dazu.

: Bearbeitet durch User
von Christoph Z. (rayelec)


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Laserdioden sind extrem empfindliche Bauteile! Bei der ersten auch 
geringen optischen oder elektrischen Überlastung (im ns-Bereich) sind 
sie meistens hin oder deutlich geschädigt!
Auch schon geringe Überspannung in Reverse-Richtung befördern LD 
zuverlässig über den Jordan. 30cm Litze zur LD und dann im Betrieb am 
Treiberboard abstecken kann schon ausreichen!
Deshalb Treiberschaltungen wenn möglich immer zuerst mit einer 
Dummy-Last (Z.B. aus LEDs) testen und erst wenn man sich dann sicher 
ist, dass alle Parameter immer im gesunden Bereich liegen die LD 
anklemmen.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph Z. schrieb:
> Auch schon geringe Überspannung in Reverse-Richtung befördern LD
> zuverlässig über den Jordan.

Immerhin sind sie dann meist noch als LEDs nutzbar 😁

von Christoph Z. (rayelec)


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Rainer W. schrieb:
> Christoph Z. schrieb:
>> Auch schon geringe Überspannung in Reverse-Richtung befördern LD
>> zuverlässig über den Jordan.
>
> Immerhin sind sie dann meist noch als LEDs nutzbar 😁

bei 2€-Laserdioden kann man das ja riskieren. Wir hatten aber schon für 
Spektroskopieanwendungen massgeschneiderte und selektierte LD bei uns in 
der Firma auf dem Tisch (wir entwickelten die ebenso massgeschneiderte 
Treiberelektronik). Stückpreis der LD: jenseits der 10000€. Da steigt 
der Blutdruck dann schon etwas beim "Experimentieren"!

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