組込 ・ 試作型 LD駆動制御用周辺要素回路ボード

量子カスケードLD駆動基板 QCL100

QCL100

  QCL100は、量子カスケード・レーザーなどの高電圧負荷を駆動するために設計された高性能電流ドライバーです。カレントシンクとして動作し、レーザーのアノードをグランドに接続することができます。QCL100は、最大15Vまで調整可能なコンプライアンス電圧と、調整可能な高精度の電流制限を備えています。また、5MHzの変調入力と10Hzのトリミング入力を備えています。入力は24Vで、アルミ製のベースプレートが付属しています。

QCL100ボード解説

注) 大切なレーザを接続する前に、必ずこのユーザー解説を理解してください。必要に応じてダミーロードでQCL100をテストしてください。

電源供給

 QCL100の電源は、8番 DCジャックコネクタ、またはスクリューターミナルの0Vおよび24V入力から供給できます。入力はEヒューズで保護されており、19~26Vの電圧に対応しています。QCL100は3段階のレギュレーションにより、ほぼすべての産業用24V電源でノイズレス性能をフルに発揮することができます。PWGD LEDは、ドライバーに正しく電源が供給されているかどうかを示します。

端子台の接続

 GND:この端子をレーザーのアノードに接続してください。

 LDC:この端子をレーザーのカソードに接続します。レーザーはLDC OUTのSMA出力でも接

    続可能です。

 TRIM: 外部電流トリミング入力で,許容電圧振幅は±2.4V。感度は,QCL100-A-500では40

    mA/V,QCL100-A-1000では20 mA/V。入力インピーダンスは1 kΩ、帯域幅は10 Hz

    です。TRIM入力は,ジャンパーがEXTの位置にあるときのみ動作します。ジャンパーが

    INTの位置にあるときは、FINEトリミングポテンショメーターで電流をトリミングする

    ことができます。

 IMON: 10kHz帯域のレーザー電流モニター出力。ゲインはQCL100-A-500では2V/A、

    QCL100-A-1000では1V/A。

 OVT: 温度モニタリング出力 (500 mV at 0°C + 10 mV/°C)。熱管理」を参照。

 EN: レーザーイネーブル端子。2.2 V ~ 4.5 V の電圧を印加して,レーザー電流を有効にす 

   る。

 0Vおよび24V:「電源」の項を参照。

トリマー

 COARSE:粗い電流調整トリマー。電流を0~650mAの間で設定します。電流設定値は,2つ

      のCOARSEテストポイント間の電圧に比例します(1 V = 160 mA)。

 FINE:微少電流調整トリマー。トリム選択ジャンパーがINTの位置にあるとき、0~7.5mAの

    電流を追加します。

 ILIM: 電流制限調整トリマー。0~800mA の範囲で電流制限を設定します。電流制限値は,2 

    つのILIMテストポイント間の電圧に比例します(1V=200mA)。

 VSET。コンプライアンス電圧の調整.トリマー」参照

 COARSE:粗い電流調整トリマー。電流を0~650mAの間で設定します。電流設定値は,2つ

      のCOARSEテストポイント間の電圧に比例します(1 V = 160 mA)。

 FINE:微少電流調整トリマー。トリム選択ジャンパーがINTの位置にあるとき、0~7.5mAの

    電流を追加します。

 ILIM: 電流制限調整トリマー。0~800mA の範囲で電流制限を設定します。電流制限値は,2

    つのILIMテストポイント間の電圧に比例します(1V=200mA)。

 VSET。コンプライアンス電圧の調整」を参照。

変調入力

MOD IN SMAコネクタには,5MHzの変調入力が用意されている。MGAINスイッチにより,50mA/Vゲイン(Hi)と10mA/Vゲイン(Lo)を選択できます。

コンプライアンス電圧の調整

QCL100電流ドライバの簡略化したアーキテクチャを以下に示します。

制御ループは,抵抗 VRs の電圧が制御電圧 VC と等しくなるように,トランジスタ VT にかかる電圧を調整する。レーザー電流ILは,VC/RS(RSはQCL100-A-500では5Ω,QCL100-A-1000では2.5Ω)になります。

 

VSET電圧は、VSETトリマーで-9 Vから-18.5 Vの間で調整でき、VSETテストポイントにアクセスできます。VSETの調整は、基板の電源を切った状態で、VSET = ISET × RSETの式で行うことをお勧めします。RSETはVSETテストポイントとGND間の抵抗で、ISETはQCL100-A-500では200μA、QCL100-A-1000では300μAです。|VSET "は,適切な電流レギュレーションを確保するために十分に高く,トランジスタの電力損失を最小限に抑えるために十分に低く設定する必要があります。

 

以下のVSET調整手順を推奨します。

 

LDCとGNDの間に電線を接続する。

レーザー電流を無効にする。

VSETトリマーでVSETを最小値に設定する。

レーザー電流を有効にする。

COARSEトリマーとIMON出力を使って、電流を任意の設定値にする。

ドライバの電源を切る。

ワイヤーをレーザーに交換する。

ドライバーをオンにします。

電流が増えなくなるまで|VSET|を増やす。

さらに0.5V上げる。

大信号の変調を行う場合は、さらに|VSET|を大きくする必要があります。

 

熱対策

QCL100は、パワートランジスタの近くに温度センサーを内蔵しています。温度が85 °C以上になると、OVT LEDが点灯します。103 °Cを超えると、温度が87 °Cに下がるまで、レーザー電流は自動的に遮断されます。

外観寸法

 

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