High Side Laserdiodentreiber mit TEC Controller

Transkript

1 High Side Laserdiodentreiber mit TEC Controller

2 Einstellten des Laserdiodentreibers 1) Potentiometer A BIAS und A GAIN durch Drehen gegen den Uhrzeigersinn (25 Umdrehungen) in Nullstellung bringen. 2) Verbinden Sie die Laserdiode mit der auf der Unterseite des Treibers befindlichen Buchse LD (s. Bild 2). 3) Stellen Sie eine Versorgungsspannung zwischen 5VDC und 12VDC ein. 4) Verbinden Sie die Stromquelle mit der Buchse V in (s. Bild). Die blaue POWER LED leuchtet auf. 5) Verbinden Sie die Modulationsquelle mit der Buchse MOD. 6) Stellen Sie die Modulationsspannung auf 0,2 0,3VDC ein. 7) Stellen Sie nun die Stromuntergrenze (BIAS Strom) ein, indem Sie am Potentiometer A BIAS die Einstellschraube langsam im Uhrzeigersinn drehen bis die Stromschwelle der Laserdiode überschritten wurde und sie anfängt Laserlicht auszustrahlen. 8) Stellen Sie nun die Modulationsspannung auf 5VDC ein. 9) Drehen Sie die Einstellschraube des Potentiometers A GAIN bis der gewünschte Maximalstrom (GAIN Strom) eingestellt wurde. 10) Stellen Sie die Modulationsspannung wieder auf 0,2VDC ein und kontrollieren Sie den Laserdiodenstrom. Durch Erhöhen des Maximalstroms aus Schritt 9 kann der BIAS Strom ebenfalls steigen. Verringern Sie bei Bedarf den BIAS Strom mit dem Potentiometer A BIAS. 11) Kontrollieren Sie nun den Maximalstrom indem Sie die Modulationsspannung auf 5VDC einstellen. Durch Verringerung des BIAS Stroms aus Schritt 10 kann der GAIN Strom ebenfalls gesunken sein. Erhöhen Sie den GAIN Strom bei Bedarf mit dem Potentiometer A GAIN. 12) Jetzt ist der Laserdiodentreiber eingestellt. Messen des Laserdiodenstroms anhand der Referenzspannung Die Messung des Laserdiodenstroms erfolgt durch Messen der Referenzspannung an TP1 und TP2 oberhalb der Shunts. Messen Sie die Spannung mittels eines Multimeters an TP1 und TP2. Das Verhältnis der Spannung zum Strom beträgt 0,2V/A oder 1:5. Die Berechnungsformel lautet somit: A= V (TP1, TP2) *5 Beispiel: Gemessen werden 0,04V. Anhand der obigen Formel ergibt sich: A=0,04*5. Dies ergibt 0,2A oder 200mA.

3 Einstellen des TEC Treiber 1) Löten Sie den 10k NTC an eines der mitgelieferten Anschlusskabel. Die Polarität muss bei dem NTC nicht beachtet werden. 2) Verbinden Sie nun den NTC mit der auf der Unterseite befindlichen Buchse NTC. 3) Die Einstellung der Solltemperatur erfolgt durch Drehen des Potentiometers TEMP. 4) Entnehmen Sie der R/T Tabelle den entsprechenden Widerstandswert *. 5) Messen Sie nun den Widerstand an den Punkten TEMP Sensor und stellen Sie parallel dazu den benötigten Wert ein. 6) Der TEC Treiber ist nun eingestellt. Der TEC Treiber ist nicht dauerhaft aktiv. Er schaltet sich nur zu, wenn die Solltemperatur kurz vor der Überschreitung steht. Die Temperatur wird aktiv geregelt, d.h. der Treiber passt die Leistung des TEC s automatisch an die gegebene Temperatur der Laserdiode an. Folglich kommt es zu unterschiedlichem Stromverbrauch während der Betriebszeit. Sobald der TEC Treiber aktiv wird, erkennen Sie es an dem Aufleuchten der roten TEC LED im unteren, linken Bereich. * Der in der Tabelle angegebene Sollwert, der einzustellen ist, gilt nur für den mitgelieferten 10k NTC Widerstand. Sollten Sie einen anderen 10k NTC benutzen wollen, müssen Sie dessen Widerstand bei entsprechender Solltemperatur mit 1,68 multiplizieren. Den errechneten Wert stellen Sie dann wie in Schritt 5 ein. Bei der Positionierung des NTCs ist darauf zu achten, dass die Abstände zwischen Wärmequelle (Laserdiode), NTC und Peltierelement (TEC) so gering wie möglich zu halten sind. Große Abstände führen dazu, dass sich das Reglerverhalten verschlechtert und die Temperatur nicht mehr genau geregelt werden kann.

4 R/T Tabelle Temp C R POT kohm 10 33, , , ,5186 Technische Daten: Modell Betriebsstrom Stromversorgung Modulation Anstiegszeit Abmessungen Konformität LDTEC 4000 A LD 2000mA / TEC 2000mA 5 12VDC >250kHz / 0 5V / Analog TTL 1,4us 30mm x 50mm RoHS

5 High Side Laser Diode Driver with TEC Controller

6 Setting the Laser Diode Driver 1) Set the potentiometers A BIAS a nd A GAIN by turning the screws counterclockwise (25 turns) to zero. 2) Connect the laser diode to the LD connector at the bottom of the driver board. 3) Set the supply voltage to 5 12VDC. 4) Connect the power supply to the V in connector. 5) Connect the modulation source to the connector MOD. 6) Set the modulation voltage to 0,2 0,3VDC. 7) Now you can set the BIAS current turning the screw of the A BIAS potentiometer clockwise until the threshold current of the laser diode is reached and it starts to lase. 8) Set the modulation voltage to 5VDC. 9) Now you can set the GAIN current by turning the screw of the A GAIN potentiometer clockwise until the max. working current is reached. 10) Set the modualtion voltage again to 0,2 0,3VDC and check the BIAS current. If it has changed, turn the screw of the A BIAS counterclockwise to the value you set in step 7. 11) Set the modulation voltage again to 5VDC and check the GAIN current. If it has changed, turn the screw of the A GAIN clockwise to the value you set in step 9. 12) The laser diode driver is set now. Laser diode current measurement procedure The measurement of the laser diode current can be done by measuring the reference voltage at the points TP1 and TP2 above the shunt resistor. Measure the voltage at the points TP1 und TP2. The ratio between voltage and current is 0,2V/A or 1:5. The current calculation formula is: A= V (TP1, TP2) *5 Example: The reading is 0,04V. By applying the formula above you get: A=0,04*5 for a current of 0,2A or 200mA.

7 Setting the TEC Driver 1) Solder the included 10 foil NTC to the connecting cables. The polarity of the cables is irrelevant for the NTC. 2) Connect the soldered NTC to the connector NTC at the bottom of the driver board. 3) The setting of the temperature will be done by turning the screw of the potentiometer TEMP. 4) To set the right temperature, please use the resistance values shown in the R/T table*. 5) Measure the resistance at the points TEMP Sensor and set the resistance value shown in the R/T table. 6) The TEC driver is now set. The TEC driver is activate when the set temperature is about to exceed. The temperature is actively regulated. That means that the TEC power is adapted to the current temperature automatically. So the current may vary. When the TEC is activated the red TEC LED lights up. * The resistor values shown in the table are only valid for the included 10k foil NTC. If you want to use another 10k NTC you need to adapt the values. Multiply the resistance value of the new NTC at the temperature you want to set by 1,68. Then set the calculated value as done in step 5. The distance between the laser diode, the NTC and the TEC needs to be chosen as short as possible. Otherwise the driver will not be able to keep the temperature at the needed value and may oscillate.

8 R/T Table Temp C R POT kohm 10 33, , , , ,5186 Technical details: Model Output current Input voltage Modulation Rise time Size Compliance LDTEC 4000 A LD 2000mA / TEC 2000mA 5 12VDC >250kHz / 0 5V / Analog,TTL 1,4us 30mm x 50mm RoHS