Расчет схемы для лазерного диода.

Здравствуйте, прошу помощи в оценке схемы для работы лазерного диода. Схему делал сам, но поскольку опыта в этом не имею вообще, опасаюсь ошибок. Питание в схеме от двух литиево-ионных аккумуляторов 26650 соединенных последовательно(7,4 вольта). Управление лазерным диодом осуществляется аналогом ардуино нано V3 посредством шим сигнала на биполярный транзистор TIP-122. Транзистор подключен в схему через понижающий стабилизатор напряжения, на выходе которого напряжение составляет 4,7В. Также в схему включены кулер и датчик температуры. Датчик температуры используется для измерения температуры лазерного диода, при ее превышении шим сигнал на транзистор блокируется. Ввод данных на ардуино осуществляется с помощью фиксируемого инкрементального энкодера. Схема прилагается.

 

Выбор биполярного транзистора в качестве силового ключа мягко говоря странный. От чего не mosfet?

Мощный лазерный диод скорее всего нужно питать от источника стабилизированного по току.

 

Биполярный транзистор позволяет регулировать ток, мосфет же является именно ключем, собственно только из-за этого используется именно биполярный транзистор, для регулировки мощности лазерного диода(по правде, просто не представляю как еще можно сделать компактную возможность регулировки мощности.

По поводу стабильности источника тока вы совершенно правы, для этого планируется использовать DC понижающий преобразователь http://s.aliexpress.com/RJnuQF3y, есть правда сомнение по поводу целеообразности питания от него и кулера.

 

Судя по этой фразе, вы плохо представляете, как работает ШИМ. По принципиу ШИМ можно регулировать сигнал даже механическим реле(с некоторыми ограничениями, конечно , а уж мосфетом и подавно.

 

Да, как-то не обратил внимание на этот момент, нужно изучить данный вопрос более обстоятельно. Пока же не вижу смысла использовать именно мосфет(разве что для импульсного питания диода).

 

Современные mosfet имеют очень низкое сопротивление открытого канала, лекго пропускают сотни ампер. А для вашего TIP122 5 А это максимум.

Если на схеме показан стабилизатор тока, нельзя вешать параллельно светодиоду другую нагрузку - мотор. Схема будет стабилизировать общий ток, ток на лазере нельзя гарантировать. А когда лазер будет отключаться стабилизатор весь ток пустит на мотор.

 

Зачем параллельно лазеру подключен конденсатор? Конденсатор в данном случае станет нестабилизированным источником тока для лазера.

 

Для сглаживания скачков тока при подаче питания непосредственно на диод, чуть позже немного переделаю схему, поидее туда еще стоит включить резистор, и для защиты диод.

 

У тебя есть стабилизатор тока. Ёмкостная нагрузка будет только мешать ему.

Смотри. Цепь замкнулась. Пустой конденсатор по сути создал КЗ. Если в драйвере есть защита от КЗ, он её включит и некоторое время подождёт. В это время конденсатор разрядится через лазер. Драйвер снова попробует дать ток и все повторится. Вместо плавного старта получим мигалку.

Про резистор не понял. В цепь лазера больше ничего не надо включать. Наоборот нужно убрать мотор, шунтирующий конденсатор и заменить транзистор.

 

Если считаешь что аналоговый выход Ардуино регулирует напряжение, то это не так. Аналоговый выход выдает последовательность импульсов с напряжением Vcc или 0 с некоторой частотой и скважностью. Это такой же цифровой выход, как и обычные цифровые выходы, но может управляться аппаратным генератором периодических прямоугольных импульсов. Поэтому любой транзистор тут будет работать в режиме ключа. Транзистор будет или закрыт, или открыт настолько, насколько хватает напряжения на затворе или тока базы для перехода в режим насыщения.

Стабилизатор тока в цепи лазера и транзистора не позволит регулировать мощность меняя сопротивление канала или коллектора. Стабилизатор просто начнёт повышать напряжение на выходе, чтобы удержать ток в цепи на заданном уровне. Т.е. транзистор увеличивает сопротивление цепи, ток уменьшается, стабилизатор это замечает и пропорционально поднимает напряжение на выходе. Одно хорошо, понижающий стабилизатор не выдаст напряжение больше чем получает на входе. Только в этой зоне будет работать резистивное управление током.

 

А где, собственно, датчик тока?

 

R050 на картинке.

 

Плоховато у вас с физикой...

Ток в цепи определяется сопротивлением цепи и мощностью нагрузки (закон Ома).
Регулировать ток в цепи (закон Ома) можно двумя путями:
- напряжением
- сопротивлением

Только в данном случае (ШИМ) получится регулировать только результирующее (действующее) напряжение, что повлечет за собой изменение мощности цепи при неизменном её сопротивлении.
Изменение тока будет уже следствием...
Ну, так вот всё у старика Ома закольцовано...

 

Так это источник тока или напряжения? Я спрашивал про тот, который в обратной связи на ардуино заведён. Без него любое изменение температуры будет влиять на результат.

 

Ток также не будет меняться, ибо диод штука не реактивная.

 

Всем большое спасибо, основные затыки понятны, пока буду изучать дальше, лд не дешевый, а я не миллионер, эксперименты делать. Думаю через недельку можно будет приступить к новым расчетам.

 

Это какое-то очень вредное заблуждение. Полевые транзисторы прекрасно работают и не в ключевом режиме. Более того, они специально используются в усилителях вместо биполярников, поскольку меньше текут, меньше шумят, меньше искажают сигнал нелинейностями. Вы наверно никогда их иначе, как ключи, не использовали?

 

Месяц назад я не знал что такое диод, не говоря о транзисторах, спасибо. Но из-за некоторых особенностей ЛД, думаю что лучше будет менять ток именно с помощью стабилизатора(заменить на цифровой), биполярник заменить на мосфет и использовать именно в качестве ключа, срабатывающего на закрытие при повышении температуры. Но все это пока предположения, не хватает знаний.

 

Что за цель - "менять ток" ? Чего этим изменением пытаемся добиться ?
В первом:

Дальше:

Или все-таки напряжение менять будем "с помощью стабилизатора" ?

 

Менять нужно именно ток, именно им питается лазерный диод, и именно от него зависит мощность луча(в пределах предусмотренных конструкцией лд, само собой до определенного порога силы тока он не будет светиться вообще, а при превышении его вероятнее всего будут повреждены зеркала резонатора, а следовательно лд умрет).

Есть еще вариан управлять транзистором посредством аналогового сигнала, но пока идея регулировки тока с помощью цифрового стабилизатора тока смотрится более приятно.