激光二極管驅(qū)動(dòng)器的制作

步驟1：LD驅(qū)動(dòng)程序的工作原理

A穩(wěn)壓二極管D2和電阻R4產(chǎn)生5 V參考電壓。該電壓通過使用電容器C2進(jìn)行濾波，并施加到作為緩沖器連接的運(yùn)算放大器的輸入。緩沖器裝有接地的微調(diào)電位器。這樣，電壓在其中間端子上可在0和參考電壓之間變化。第二運(yùn)算放大器與功率NMOS晶體管一起用作電壓至電流轉(zhuǎn)換器-晶體管的源極電壓與第二運(yùn)算放大器的輸入電壓相同。該電壓出現(xiàn)在電流定義電阻R5處。產(chǎn)生的電流為Igen = Vin/R5，其中Vin是R5上的電壓降，也是第二運(yùn)算放大器的輸入電壓。我使用了5V的Zenner二極管和10歐姆的R5電阻-可能產(chǎn)生的最大電流為500 mA。如果需要更高的電流，則應(yīng)該增加參考電壓，或者降低R5的值。因?yàn)楦唠娏骺梢粤鬟^NMOS晶體管，所以它必須足夠強(qiáng)以維持它。

R5產(chǎn)生的功率也必須適當(dāng)?shù)睾纳?。在我的情況下，R5產(chǎn)生的最大功率為2.5W-5V * 0.5A。我使用了5 W電阻器。電阻器R3是可選的。在某些情況下，R1也是如此。 R2和C1用于保護(hù)激光二極管免受某些電壓尖峰的影響。

關(guān)于所使用的運(yùn)算放大器和NMOS晶體管的一些說法：

功率NMOS晶體管通常具有較大的工作范圍，在大多數(shù)情況下假定其工作面積較大輸入電容。對(duì)于某些設(shè)備，它可以達(dá)到數(shù)十納米級(jí)。該電容表現(xiàn)為運(yùn)算放大器的電容負(fù)載。運(yùn)算放大器必須能夠驅(qū)動(dòng)這種大容性負(fù)載，而又不會(huì)失去其穩(wěn)定性。一些運(yùn)算放大器會(huì)補(bǔ)償相似的負(fù)載，但是很多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器都會(huì)振蕩。您已經(jīng)仔細(xì)檢查了兩個(gè)數(shù)據(jù)手冊(cè)（運(yùn)算放大器和NMOS的數(shù)據(jù)手冊(cè)），功率NMOS晶體管的柵極電容是多少，并且在這種負(fù)載下運(yùn)算放大器是否穩(wěn)定。在某些情況下，即使運(yùn)算放大器在使用特定的NMOS晶體管作為負(fù)載時(shí)也不穩(wěn)定，通過使用簡(jiǎn)單電阻將負(fù)載與運(yùn)算放大器輸出“隔離”，可以大大提高穩(wěn)定性。原理圖中的這是R1的功能。如果遇到穩(wěn)定性問題，可以使用R1的值嘗試達(dá)到穩(wěn)定的操作。

LD連接在JP1上，電源連接在JP2。

步驟2：零件清單

1 x MAX407（雙路單電源CMOS低失調(diào)運(yùn)算放大器）-可以以不同的方式使用，請(qǐng)牢記前面提到的（PCB設(shè)計(jì)用于DIP封裝）。運(yùn)算放大器的輸入范圍必須同時(shí)包括電壓-接地軌和參考電壓。

1 x SSS7N60B（Fairchild 600V 7A DMOS NMOS晶體管）-我已經(jīng)使用了它，因?yàn)槲矣幸粋€(gè)可用的它可以使用另一個(gè)電源NMOS晶體管，例如IFR120 。..以及其他1 x 5V穩(wěn)壓二極管（可以使用5V以外的電壓-參考電壓除以R5的值給出了產(chǎn)生電流的最大值-該電壓不能高于運(yùn)算放大器的最大電源電壓+（1?2）V）

1 x 680歐姆電阻

1 x 200歐姆電阻（可以省略）

1 x 100 KOhm電阻（可以是10 KOhm-200KOhm）

1 x 1 Kohm電阻器

1 x 10 Ohm 5 W電阻器（可以不同，應(yīng)該重新計(jì)算功耗）

1 x 10 KOhm微調(diào)電位器（可以是5KOhm?100KOhm）

1 x 10 uF電容器

1 x 50 uF電容器

1 x 100nF（可以是1uF）電容器

其他部分：我使用了3種不同類型的冷卻器（散熱器）-一種用于冷卻NMOS晶體管，另一種用于冷卻制作LD

的外殼步驟3：PCB設(shè)計(jì)

I在“ Eagle”中設(shè)計(jì)了PCB。設(shè)計(jì)文件可以下載。

我使用以下方法：

PCB通過使用兩個(gè)導(dǎo)電層（底部和頂部）進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果要在制造廠訂購(gòu)PCB，則可以使用雙金屬技術(shù)。我已經(jīng)使用了碳粉轉(zhuǎn)移DIY方法，而我的PCB使用的是單一金屬（僅底部金屬層）。最上面的金屬層連接被瑣碎的線橋所取代。也可以下載為墨粉轉(zhuǎn)移“光刻”準(zhǔn)備的PDF文件。

圖中顯示了已轉(zhuǎn)移墨粉并用耐DVD標(biāo)記修飾的PCB的圖片。

蝕刻后的同一塊PCB可以

步驟4：焊接的LD驅(qū)動(dòng)器PCB

在這里，我顯示了焊接PCB的一些圖片。運(yùn)算放大器放置在IC插座中。電源NMOS裝有散熱器。取而代之的是跳線（如圖所示），我直接焊接了導(dǎo)線。

步驟5：為L(zhǎng)D制作外殼

在本實(shí)驗(yàn)中，我使用了從DVD刻錄機(jī)提取的LD。它有自己的帶鏡頭的小外殼，但要獲得大功率，則需要額外的冷卻。

步驟6：LD冷卻器

由于大電流流過激光二極管，因此必須對(duì)其進(jìn)行冷卻。市場(chǎng)上有特殊的冷卻外殼（例如Ebay），但我決定自己制造。為此，我使用了一些可用的材料：兩個(gè)鋁制冷卻器，一個(gè)螺母和螺栓。

首先，我在較大的冷卻器中間開了一個(gè)孔。之后，我使用圓形文件將其整形，以精確傳遞到放置在其原始外殼中的LD。

步驟7：

我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)螺母，它的厚度與LD原始外殼的底壁相當(dāng)。我歸檔它具有相同的厚度。我還必須將螺母的側(cè)壁之一做得更薄。圖片顯示了歸檔后的外觀以及它在冷藏柜中的位置。

步驟8：

步驟9：

下一步是將導(dǎo)線焊接到LD端子。您必須檢查L(zhǎng)D數(shù)據(jù)表中的端子是什么（它們可以如圖所示，但是也可以以不同的方式排列）。我將熱縮電纜套管放在正極上，以防止與負(fù)極意外短路。

步驟10：

最后，我組裝了整個(gè)外殼-小板用螺栓固定，這樣就按住了LD原始外殼。我已經(jīng)放了一些硅膠導(dǎo)熱膏以改善冷卻效果。

步驟11：

在測(cè)試之前，我已經(jīng)將微調(diào)器轉(zhuǎn)到最小電流驅(qū)動(dòng)的位置。我已經(jīng)將LD模塊連接到驅(qū)動(dòng)器，并將其連接到設(shè)置為6-7V的電源。

我已經(jīng)測(cè)量了所有特殊電勢(shì)（參考電壓，第二個(gè)運(yùn)算放大器的輸入電壓， NMOS晶體管的源極電壓-與R5的頂端相同，即LD上的電壓降）。我將電源電壓調(diào)整為10V。的備注即可。 請(qǐng)注意，運(yùn)算放大器的最大電源電壓是多少！之后，我開始慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，增加R5上的電壓，并增加通過LD的電流。當(dāng)LD的觸發(fā)電流達(dá)到時(shí)，它開始點(diǎn)亮。您可以輕松地估計(jì)流經(jīng)LD的電流，測(cè)量R5頂部端子處的電勢(shì)并將其分流到R5。

不得超過流經(jīng)LD的最大允許電流，因?yàn)槟腖ASER二極管會(huì)被破壞。

代替驅(qū)動(dòng)激光二極管，所提供的驅(qū)動(dòng)器也可用于驅(qū)動(dòng)LED。第二張圖片顯示了驅(qū)動(dòng)器裝有明亮的白色LED，并且吸收了約10 mA的驅(qū)動(dòng)電流。

除了驅(qū)動(dòng)LD，LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)備還可以用于在溫度和電源穩(wěn)定的條件下產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。不同傳感器，電流基準(zhǔn)電路以及其他電氣和物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)間電流。為此，重要的是要使穩(wěn)壓二極管在整個(gè)溫度電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。所選的運(yùn)算放大器具有非常小的失調(diào)和參數(shù)溫度漂移。必須使用較小的TCR選擇R5。

另一個(gè)可能的應(yīng)用：

隨著時(shí)間的流逝，電子愛好者會(huì)收集很多不同的二極管。在它們之間有很多齊納二極管。有時(shí)無法讀取其標(biāo)簽并知道其鉗位電壓是多少。所提供的恒流驅(qū)動(dòng)器可用于其測(cè)量和功能檢查。調(diào)整電位器的位置應(yīng)使?1mA電流流過-R5頂端的電壓應(yīng)為?10mV。齊納二極管應(yīng)在LD處連接，但要相反（陰極連接到電源線，陽(yáng)極端子連接到NMOS晶體管的線）。必須測(cè)量齊納二極管上的電壓降。不斷監(jiān)測(cè)齊納二極管上的電壓，應(yīng)增加電流，直到齊納二極管上的電壓穩(wěn)定為止。這是它的鉗位電壓。為了能夠測(cè)量很大范圍的不同齊納二極管，必須將電源電壓設(shè)置為最大（請(qǐng)記住運(yùn)算放大器芯片的最大允許電源電壓?。?。如果在穩(wěn)壓二極管上測(cè)得的電壓降為?0.5-0.7V，則表示-錯(cuò)誤連接。其端子必須交換。
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