高功率恒流激光二极管驱动板HPLD-1000

高功率恒流激光二极管驱动板HPLD-1000

HPLD-1000 是一款具有恒流输出的紧凑型非隔离 DC/DC 开关电源。该驱动板可以供高稳定性、低纹波电流,为激光二极管模块供电。输出电流值在0至25 A之间可调,驱动器可以通过CAN接口或外部调制信号进行控制。.
驱动器具有三种模式来适用于不同的应用场景。
模式1 – 连续 –可通过PC端控制软件来设置参数的连续电流模式。.
模式2 – 触发 –可通过PC端控制软件设定电流值,也可以通过外部TTL信号触发来输出电流。
模式3 – 模拟 –可通过外部调制信号调制电流,也能通过外部TTL触发器打开/关闭驱动器。
驱动器的保护功能包括过流保护、反向电流保护、撬棒电路保护和过热关断。
产品特点
  • 宽输入电压范围,最高48Vdc
  • 输出电流高达25A
  • 恒流输出电压高达40V
  • 效率高达97%
  • 低电流纹波
  • 触发频率高达3kHz
  • 模拟调制高达30kHz
  • 过流保护
  • 反向电流保护
  • 撬棒电路保护
  • 外部连锁功能
  • CAN接口
  • 集成散热片
  • 紧凑尺寸70mm×56mm×34mm
主要应用

供电

该驱动器需要使用直流电源,该电源的输出特性必须覆盖驱动板的输出功率和激光二极管的电压。其中电源的输出电压必须高出激光二极管压降的15%,我们建议使用低电压电源(例如12VDC)来为压降是2÷10V的低功率激光二极管供电。

冷却

HPLD-1000 PCB上配置了散热片,便于热管理。该驱动器会产生高达42W的功率损耗,因此驱动器的散热片必须安装在导热表面上,以确保正常运行并防止过热关断。如果传导冷却不足,可以通过增加风扇来改善冷却效果。

软件

我们提供自己的PC端软件来控制驱动器。

工作模式

驱动板有三种工作模式,既可以独立为单个激光器提供驱动供电,也可以用于外部控制激光器的供电系统中。

序号

模式

说明

1

连续

驱动板由PC端软件控制,恒定电流值由控制软件设置。

“ON/OFF”按钮通过软件设置来启动/停止驱动器,允许在10ms内调节电流的上升和下降,确保能安全的打开/关闭激光器。详细信息见图1。

2

触发

电流值由PC端软件设置。外部触发通过50µs的上升/下降时间启动和停止驱动板。外部触发的频率可以从单脉冲到3 kHz。该模式的特点是各脉冲之间的偏置电流为40mA。驱动板的触发到电流脉冲延迟的详细信息见图2。

3

模拟

电流通过外部模拟(例如正弦)信号进行调制。电流波形可以全幅复制外部的正弦信号,频率最高可达10 kHz,对于10 kHz到30 kHz频率的电流其调制幅度会减小至30%。外部模拟不建议使用上升/下降时间小于10µ s的信号,另外电流幅度设置的精度不超过20%。驱动板使用电流感应监视器来读取激光电流的实际幅度、频率和波形,其中驱动器的打开/关闭由PC端软件控制。

对于模式2和模式3而言,尤其需要注意要的是将驱动器和激光二极管之间的连线长度尽可能缩短,确保不要超过200mm.

参数

参数

最小值

典型值

最大值

单位

输入

电压

12

-

48

Vdc

电流

-

-

22

A

输出

功率

-

-

1000

mA

恒流输出电压1)

2

-

40

V

电流范围

0.0

-

25.0

A

电流纹波幅度

-

40

60

mA

电流纹波频率

-

425

-

kHz

电流设置精度

-

-

1.5

%

过电流值2)

5

26

30

A

软件启动上升时间3)

-

-

11

ms

软件启动下降时间3)

-

-

16

ms

上升/下降时间4)

-

50

70

µs

电流设定监控

-

50

-

mV/A

调制

触发输入电压

3.3

-

5

V

触发输入阻抗

-

500

-

触发脉冲频率

-

-

3

kHz

触发脉冲宽度

150

-

-

µs

触发电流延时

-

-

20

µs

模拟输入电压

0

-

10

V

模拟输入阻抗

-

4

-

kΩ

电流设定值

-

2.5

-

A/V

模拟输入频率5)

-

-

30

kHz

功耗

效率6)

-

-

97

%

最大功耗

-

-

42

W

温度

工作温度

+10

-

+40

存储纯度

-20

-

+70

湿度,不结露

-

-

95

%

连接

功率

2-pin接线端子(393900102 Molex)

CAN接口

8-pin带状线缆连接器(7-188275-8泰科电子)

连锁

触发

调制

电流监控

SMA (5-1814832-2 Molex)

尺寸

尺寸

70×56×34 mm

重量

≤200 g

1)输出电压不能大于0.85*Vin.

2)默认值为26A.可以编程设置为5 A到30A.

过流会导致驱动器立即停止并且带有撬棍保护。

3)对于模式1.

4)对于模式2, 3.取决于驱动器到激光器的线缆长度。

5)详见图5.

6)取决于输入电压、输出电压、输出电流。详见图6.


引脚功能

引脚

描述

Vin+

连接电源的正极和负极。请注意极性。

使用规格为AWG#13或2.5mm2的线缆,长度不超过1米。

Vin-

LD+

连接到激光二极管的正极和负极,请注意极性。使用规格为  AWG#13或者2.5mm2的线缆。模式1的线缆长度不超过2米,模式2和模式3的线缆长度不超过200mm。


LD-

控制接口

1


CANH

连接到CAN接口,注意极性。

使用板上的跳线J1将一个驱动连接到CAN设备上。 如果连接了多个驱动到CAN设备,请删除除了最后一个驱动以外的所有板上的跳线J1。


2


CANL

3


Interlock+

连接到外部连锁电路。

开:锁定,低电平:可操作。

通过1 kΩ的电阻将内部电压提升到3.3V。使用集电极开路或干接点。注意极性。

使用板上的跳线J2来模拟连锁功能。删除板上的跳线J2以启用连锁功能。


4


Interlock-

5

Trigger+

连接到用于模式2、3的外部脉冲信号发生器。注意极性。

6

Trigger-

7

Modulation+

连接到用于模式3的外部模拟电压或外部正弦信号发生器。注意极性。

8

Modulation-


电流监控

连接到50Ω的示波器输入中以进行电流监测,50mV对应1A。使用SMA连接器。



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典型性能特性


图1.模式1:典型的电流上升/下降时间



图2.模式2:由F = 3kHz, Tp = 150µs触发,典型的前向电流脉冲


图3.模式2:典型的触发到电流延时





图4.模式3:10kHZ正弦模拟调制下典型电流值



图5.模式3:电流振幅vs频率


图6.效率vs在Vin=48V, Vout=30V下的输出电流


图7.功耗vs在Vin=48V, Vout=30V下的输出电流

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