激光二极管驱动器的制作

步骤1：LD驱动程序的工作原理

A稳压二极管D2和电阻R4产生5 V参考电压。该电压通过使用电容器C2进行滤波，并施加到作为缓冲器连接的运算放大器的输入。缓冲器装有接地的微调电位器。这样，电压在其中间端子上可在0和参考电压之间变化。第二运算放大器与功率NMOS晶体管一起用作电压至电流转换器-晶体管的源极电压与第二运算放大器的输入电压相同。该电压出现在电流定义电阻R5处。产生的电流为Igen = Vin/R5，其中Vin是R5上的电压降，也是第二运算放大器的输入电压。我使用了5V的Zenner二极管和10欧姆的R5电阻-可能产生的最大电流为500 mA。如果需要更高的电流，则应该增加参考电压，或者降低R5的值。因为高电流可以流过NMOS晶体管，所以它必须足够强以维持它。

R5产生的功率也必须适当地耗散。在我的情况下，R5产生的最大功率为2.5W-5V * 0.5A。我使用了5 W电阻器。电阻器R3是可选的。在某些情况下，R1也是如此。 R2和C1用于保护激光二极管免受某些电压尖峰的影响。

关于所使用的运算放大器和NMOS晶体管的一些说法：

功率NMOS晶体管通常具有较大的工作范围，在大多数情况下假定其工作面积较大输入电容。对于某些设备，它可以达到数十纳米级。该电容表现为运算放大器的电容负载。运算放大器必须能够驱动这种大容性负载，而又不会失去其稳定性。一些运算放大器会补偿相似的负载，但是很多标准运算放大器都会振荡。您已经仔细检查了两个数据手册（运算放大器和NMOS的数据手册），功率NMOS晶体管的栅极电容是多少，并且在这种负载下运算放大器是否稳定。在某些情况下，即使运算放大器在使用特定的NMOS晶体管作为负载时也不稳定，通过使用简单电阻将负载与运算放大器输出“隔离”，可以大大提高稳定性。原理图中的这是R1的功能。如果遇到稳定性问题，可以使用R1的值尝试达到稳定的操作。

LD连接在JP1上，电源连接在JP2。

步骤2：零件清单

1 x MAX407（双路单电源CMOS低失调运算放大器）-可以以不同的方式使用，请牢记前面提到的（PCB设计用于DIP封装）。运算放大器的输入范围必须同时包括电压-接地轨和参考电压。

1 x SSS7N60B（Fairchild 600V 7A DMOS NMOS晶体管）-我已经使用了它，因为我有一个可用的它可以使用另一个电源NMOS晶体管，例如IFR120 。..以及其他1 x 5V稳压二极管（可以使用5V以外的电压-参考电压除以R5的值给出了产生电流的最大值-该电压不能高于运算放大器的最大电源电压+（1〜2）V）

1 x 680欧姆电阻

1 x 200欧姆电阻（可以省略）

1 x 100 KOhm电阻（可以是10 KOhm-200KOhm）

1 x 1 Kohm电阻器

1 x 10 Ohm 5 W电阻器（可以不同，应该重新计算功耗）

1 x 10 KOhm微调电位器（可以是5KOhm〜100KOhm）

1 x 10 uF电容器

1 x 50 uF电容器

1 x 100nF（可以是1uF）电容器

其他部分：我使用了3种不同类型的冷却器（散热器）-一种用于冷却NMOS晶体管，另一种用于冷却制作LD

的外壳步骤3：PCB设计

I在“ Eagle”中设计了PCB。设计文件可以下载。

我使用以下方法：

PCB通过使用两个导电层（底部和顶部）进行设计。如果要在制造厂订购PCB，则可以使用双金属技术。我已经使用了碳粉转移DIY方法，而我的PCB使用的是单一金属（仅底部金属层）。最上面的金属层连接被琐碎的线桥所取代。也可以下载为墨粉转移“光刻”准备的PDF文件。

图中显示了已转移墨粉并用耐DVD标记修饰的PCB的图片。

蚀刻后的同一块PCB可以

步骤4：焊接的LD驱动器PCB

在这里，我显示了焊接PCB的一些图片。运算放大器放置在IC插座中。电源NMOS装有散热器。取而代之的是跳线（如图所示），我直接焊接了导线。

步骤5：为LD制作外壳

在本实验中，我使用了从DVD刻录机提取的LD。它有自己的带镜头的小外壳，但要获得大功率，则需要额外的冷却。

步骤6：LD冷却器

由于大电流流过激光二极管，因此必须对其进行冷却。市场上有特殊的冷却外壳（例如Ebay），但我决定自己制造。为此，我使用了一些可用的材料：两个铝制冷却器，一个螺母和螺栓。

首先，我在较大的冷却器中间开了一个孔。之后，我使用圆形文件将其整形，以精确传递到放置在其原始外壳中的LD。

步骤7：

我发现了一个螺母，它的厚度与LD原始外壳的底壁相当。我归档它具有相同的厚度。我还必须将螺母的侧壁之一做得更薄。图片显示了归档后的外观以及它在冷藏柜中的位置。

步骤8：

步骤9：

下一步是将导线焊接到LD端子。您必须检查LD数据表中的端子是什么（它们可以如图所示，但是也可以以不同的方式排列）。我将热缩电缆套管放在正极上，以防止与负极意外短路。

步骤10：

最后，我组装了整个外壳-小板用螺栓固定，这样就按住了LD原始外壳。我已经放了一些硅胶导热膏以改善冷却效果。

步骤11：

在测试之前，我已经将微调器转到最小电流驱动的位置。我已经将LD模块连接到驱动器，并将其连接到设置为6-7V的电源。

我已经测量了所有特殊电势（参考电压，第二个运算放大器的输入电压， NMOS晶体管的源极电压-与R5的顶端相同，即LD上的电压降）。我将电源电压调整为10V。的备注即可。 请注意，运算放大器的最大电源电压是多少！之后，我开始慢慢转动电位器，增加R5上的电压，并增加通过LD的电流。当LD的触发电流达到时，它开始点亮。您可以轻松地估计流经LD的电流，测量R5顶部端子处的电势并将其分流到R5。

不得超过流经LD的最大允许电流，因为您的LASER二极管会被破坏。

代替驱动激光二极管，所提供的驱动器也可用于驱动LED。第二张图片显示了驱动器装有明亮的白色LED，并且吸收了约10 mA的驱动电流。

除了驱动LD，LED驱动器设备还可以用于在温度和电源稳定的条件下产生稳定的电流。不同传感器，电流基准电路以及其他电气和物理实验的时间电流。为此，重要的是要使稳压二极管在整个温度电压范围内保持稳定。所选的运算放大器具有非常小的失调和参数温度漂移。必须使用较小的TCR选择R5。

另一个可能的应用：

随着时间的流逝，电子爱好者会收集很多不同的二极管。在它们之间有很多齐纳二极管。有时无法读取其标签并知道其钳位电压是多少。所提供的恒流驱动器可用于其测量和功能检查。调整电位器的位置应使〜1mA电流流过-R5顶端的电压应为〜10mV。齐纳二极管应在LD处连接，但要相反（阴极连接到电源线，阳极端子连接到NMOS晶体管的线）。必须测量齐纳二极管上的电压降。不断监测齐纳二极管上的电压，应增加电流，直到齐纳二极管上的电压稳定为止。这是它的钳位电压。为了能够测量很大范围的不同齐纳二极管，必须将电源电压设置为最大（请记住运算放大器芯片的最大允许电源电压！）。如果在稳压二极管上测得的电压降为〜0.5-0.7V，则表示-错误连接。其端子必须交换。
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