Projekt "Direct-Diode-Laser" - wieviel Leistung muß sein?

... mal abgesehen von der "Verulkung" -- diesmal ernsthaft -- habe ich gestern möglicherweise doch noch was merkwürdiges in Richtung "Überstrom-Anregung" herausbekommen, wo ich noch nachforschen muß.

Mir hat's ja beim Testen zwei von den 0.1 Ohm Widerständen durchgebrannt und den 37A-Treiber gehimmelt, wobei sie nacher im "Dauer-AN"-Modus liefen und viel mehr Hitze erzeugten, als bei denn 37A Dauerstrom (nachgemessen) eigentlich normal wäre.

Heute beim Duschen kam mir die Idee, daß das eventuell was mit ähnlichen Problemen mit einem "kommerziellen" Lasertreiber zu tun haben könnte, wo ich vor über einem Jahr auch mit "undefinierten Resonanzanregungen" reihenweise Treiber, MOSFET's und auch ein paar von den 9Watt-Laserdioden geschrottet hatte.

Kann es sein, daß die kapazitiven Touch-Pads meines Notebooks im Nahbereich (direkt darüber) eine Hochfrequenz ausgeben?

Wenn ja, dann würde es zu den Überhitzungseffekten und zu den "Zerstörungen" der alten Treiber und der beiden Lastwiderstände passen!

Das muß ich mir mal genauer anschauen - möglicherweise habe ich dann ja per "Hochfrequenz-Anregung" eine ganz andere Leistungsübertragung über Transienten (Stromspitzen), als über meine normale Puls-Anregung?

Ich hatte mich damals gewundert, wie ich aus einem 12V-Netzteil mit max. 7A Strom ein "Rauschen" mit Stromspitzen von bis zu +90A und bis -40A herausbekommen hatte (das hatte ich damals mit dem DSO über einen Shunt messen können).

Wie gesagt, wenn es daran liegt, dann könnte ich zumindest versuchen, sowas reproduzierbar als "Super-Anregung" für die Dioden aufzubauen -- mit den 9Watt-Dioden habe ich es immerhin geschafft, die über 4 Sekunden lang soviel Leistung ausgeben zu können, daß die Kunststofflinse im Kollimator, die bis über 30Watt zugelassen war, geschmolzen ist !!

Und wie gesagt - diesmal ist das ernst gemeint, kein April-Scherz!

Viktor

... hmmm ... mein HP-Notebook hat in dem "kritischen Bereich" sowohl das kapazitive Touchpad, als auch darunter die CPU oder GPU.

Die Überlastung des 10xLM338-Treibers setzte ein, als ich ihn beim Aufpressen einer Diode auf die Schraubklemmen etwas gekippt habe, so daß die Platine fast das Touchpad berührt hat.

Bei dem alten kommerziellen Treiber ging das los, wenn ich den Konstantstrom auf über 4A regeln wollte - der saß dann auch (auf einem Karton als Schutz/Isolierung) links auf/über dem Touchpad.

Frequenzen bis 30MHz sollte ich mit meinem DSO noch messen können (in dem Bereich lag auch das "Spike-Rauschen" bei den alten Treibern) - die GHz der CPU/GPU eher nicht ...

Viktor

... hmmm ... also könnte es hier um 3GHz bzw. um die Harmonischen 1/2, 1/3/, 1/4, ... als "Anregung" gehen.

Ich wäre dann doch ziemlich überrascht, wenn in der Schaltung was auf so schnelle Felder reagiert

Evtl. aber auch "nur" ein paar Hundert Kilohertz, wenn es ein DC-DC-Wandler darunter wäre ...

Viktor

... ich versuch' Daheim oder morgen mal, ob ich mit einer kleinen Spule als "Feld-Sensor" was finden/messen kann - wenn, dann sollte es sich im Nahbereich deutlich von dem 50Hz "Umgebungsfeld" absetzen

Viktor

... hmmm ... viel ist es nicht, aber deutlich unter der linken oberen Ecke des Maus-Touchpads und eher bei 500 kHz ... mit immer wieder mal komischen "Oberwellen":

20190402-0002.jpg 20190402-0004.jpg 20190402-0005.jpg

Viktor

... ich habe vorhin in der Firma den "10xLM338"-Treiber aufgetrennt (er ist ja aus zwei Treibern parallel geschaltet) und den anderen Treiber getestet -der geht noch komplett mit genau den eingestellten 18.5A, hat nur beim Abschalten einen "Unterschwinger"-Transienten von -90 Ampere!!

Ich habe über den Gate-Widerstand zur Masse einen 220nF-Kodensator gelötet und den "Unterschwinger" damit auf nur noch -5 AMpere reduziert, was schon reichen würde ... dafür die "Verzögerungszeit" beim AN-schalten von etwa 50us auf 150us verlängert.

Morgen repariere ich die andere Bank wieder und schaue, wie sich die Zeiten und Resonanzen bei 37A verhalten - evtl. noch etwas mit Kondensatoren ausprobieren -- diese Schalt- bzw. Puls-Zeiten bei 37 Ampere sollten fürs Projekt mehr als ausreichen

Viktor

... hab' mal den verbrannten+geplatzten 0.1 Ohm Widerstand auseinandergebröckelt - da hat's ganz schön gebrutzelt, innendrin ... kein Wunder hat der so schön gelb geleuchtet :shock:

Verbrannter Widerstand1.jpg

Verbrannter Widerstand2.jpg

... und auch kein Wunder, daß der als "Antenne" empfindlich auf Störfelder reagiert

Viktor

... so - der "10x"-Kombitreiber läuft wieder ... hat mir vorher noch einen Schrecken eingejagt, weil er gestern Abend (nach erfolgreichem Test in der Firma) nach dem Paralelschalten der anderen Bank plötzlich auch auch "Dauer-AN" war

Hab's dann heute Morgen nachgemessen und gesehen, daß ich wohl beim letzten Test in der Firma eine Leiterbahn, welche die Masseverbindung zu den Schalttransstoren war, "weggesprengt" hatte

So sieht mit dem 220nf-Kondensator ein 500 Mikrosekunden langer Puls mit 1x, 5x, und 10x zugeschalteten LM338 aus:

Pulsform 500us 220nF.jpg

Und für den Vergleichs-Maßstab - hier der komplette Puls in einer 500-Mikrosekunden-Skala ... und die abfallende Flanke mit dem "unterschwinger" in einer 10-Mikrosekunden-Skala:

Pulsform Skala.jpg

Viktor

... hab' wegen 'ner Idee aus einem anderen Forum mal geschaut, wie schnell ich mit dem 10x-Treiber eine stabile PWM hinbekomme - mit dem aktuellen Aufbau (220nF als Spike-Filter) schaffe ich etwas über 8 kHz bei 37 Ampere Strombegrenzung:

PWM_37A_8kHz.jpg

- und so schaut der 0.1 Ohm Lastwiderstand nach 2 Sekunden aus (keine Bange, der geht noch - ist nur Außen etwas angekokelt und hat die Meßklammer, die ich am Beinchen angeklemmt hatte, etwas angeschmolzen):

100 Milliohm 2s PWM.jpg

Viktor

... hier mal ein kurzer Test mit 8kHz PWM und Puls/Pause etwa 1:4 (also 20% oder ca. 40Watt mittlerer Leistung) auf Stahl und Holz -- da ich den Treiber noch nicht ins Gehäuse eingebaut habe und der so relativ schnell heiß wird, nicht mehr mittlere Leistung ... und beim Holz (ohne Preßluft als Schutz für die Linse) auch erstmal nur kurz durchgezogen

https://vimeo.com/328196237

Viktor

... meinst du den Widerstand, die Linse oder die Laserdiode

Viktor

... hab' noch einige von denen ... ist ja aber auch nur ein "dummy" fürs Testen der Puls-Steuerung, also keine allzuhohen Erwartungen an Genauigkeit o.Ä. ... da kann er auch in Ruhe "altern", solange er noch den Strom überträgt ... und danach "Ruhestand" bzw. "Ablage P"
(mein Jüngster hat sich schon den ersten "Durchgebrannten" gekrallt, weil er das mit den durchgeschmorten und oxidierten Spulenwindungen seinem Physik-Lehrer zeigen will)

Apropos "Altern" -- hab' gestern noch einiges hinundhergelötet und Versuche mit Puls/PWM und Filterkondensatoren gemacht.
Jetzt ist die "Filterfunktion" auch mit einem nagelneuen 220nF-Kondensator doch etwas anders, als zu Begin ... er neigt jetzt vor dem Anstieg zu einem kurzen "Rausch-Burst" mit einigen Ampere +/- als Amplitude und der "Unterschwinger" ist wieder auf bis -20 Ampere angewachsen

Hab' wohl den MOSFET und/oder den Optokoppler oder Vortransistor ziemlich stark "gealtert"

Viktor