Hình 3.8 là mạch nguyên lý chúng tôi thiết kế, chế tạo nguồn cấp dòng một chiều cho laser bán dẫn công suất cao.
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Ngoan
Hình 3.8: Mạch nguyên lý nguồn cấp dòng cho laser bán dẫn
Trong mạch này chúng tôi sử dụng Acquy là nguồn sạch để cấp cho mạch, vì
đây là nguồn dòng để nuôi laser nên dòng cấp cho laser phải ổn định. Acquy là nguồn một chiều hoạt động ổn định, không có nhiều thăng giáng trong quá trình hoạt động.
Như trên đã nói, việc loại bỏ xung tức thời trong chế tạo nguồn dòng cho laser là một vấn đề khó khăn. Vì vậy dùng nguồn nuôi là acquy góp phần hạn chế ảnh hưởng của xung tức thời có thể gây suy giảm chất lượng hoặc hỏng laser, đồng thời nguồn nuôi sử dụng acquy có độổn định cao, nhiễu dòng thấp. Chức năng của các linh kiện cụ thể
trong mạch như sau:
- IC 7805 là IC ổn áp tạo ra điện áp 5V để nuôi cho IC1 (IC 7660) và IC LT 1222.
- Tụ 1000uF/16V có tác dụng là tụ lọc nguồn. Tụ 1000uF/16V ở phần dưới của mạch điện cũng là tụ lọc nguồn âm, vì vậy nên cực được đặt ngược lại so với tụở trên.
- IC7660 là IC tạo nguồn âm, điện áp lối ra của IC này là Vout = -Vcc (Vcc = +5V ở lối ra của IC 7805). Ởđây IC sẽ tạo ra điện áp -5V để tránh việc phải cấp nguồn đối xứng ± 5V và không cần phải mắc thêm mạch chỉnh offset 0 cho IC LT1222.
- Hai biến trở 100k và 10k dùng để điều chỉnh điện áp lối vào chân (+) của IC LT 1222. Điện trở Rm = 0.03 Ω là điện trởđểxác định dòng được sinh ra
sau khi được khuếch đại qua 2 transistor mắc theo kiểu darlington.
- Mắc đồng hồ Amp-metre nối tiếp với tải sẽ chỉ thị chính xác dòng qua tải. Song vì Amp-metre ở vị trí tải thế cao nên nguồn nuôi cho đồng hồ (5VDC) phải cung cấp độc lập, có nghĩa là: cực (-) 5VDC của đồng hồ không được
đấu chung với GND của mạch chính. Mạch điện trên hình 3.8 hoạt động như sau:
Hai transistor mắc theo kiểu darlington đểtăng công suất dòng sinh ra. Điện thế
tại chân (-) của IC LT1222 là V(-) = Iout * Rm. Điện thế V(-) này cũng chính bằng với
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Ngoan
Nếu giá trị điện thế V(-) = Iout * Rm mà nhỏ hơn giá trị điện thế V(+) thì lối ra của IC LT1222 sẽ ở mức '1' (mức cao), hai transistor mắc darlington sẽ mở và nhờ
vòng hồi tiếp từ emitter của transistor D1402 về chân (-) của IC LT 1222, dòng qua tải Rm sẽ đạt dần tới giá trị mong muốn cho tới khi V(-) = V(+). Nếu Iout lớn hơn mong
muốn, khi đó điện thế tại V (-) lớn hơn điện áp V(+) dẫn tới lối ra của IC LT 1222 sẽ ở mức ‘0’ (mức thấp) và hai transistor mắc darlington sẽ ngắt. Do vậy dòng qua Rsun sẽluôn không đổi.
Đồng hồ đo và hiển thị dòng được mắc ở thế cao để có thể hiện thị chính xác dòng qua tải laser. Đồng hồđược nuôi bằng nguồn 5VDC. Do đồng hồđược đặt ở tải thế cao nên nguồn nuôi được cung cấp độc lập. Cho nên chúng tôi đã chế tạo một mạch tạo 5VDC nuôi đồng hồ, sử dụng 12VDC của mạch chính, song có đầu ra 5VDC
độc lập, không chung GND với mạch chính như trên hình 3.9.
Hình 3.9: Mạch điện tạo 5VDC nuôi đồng hồ
Hình 3.10 : Nguồn dòng liên tục nuôi laser bán dẫn
Với thiết kế mạch như trên chúng tôi đã tiến hành chế tạo các mạch thử, đo đạc kiểm tra hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật trước khi chế tạo bảng mạch cuối cùng cho thiết bị nguồn nuôi. Thiết bị đã được đóng vỏ theo dạng của thiết bị công nghiệp với các chốt cấp dòng thuận tiện cho việc sử dụng trong quá trình đo đạc nghiên cứu. Hình 3.10 là hình ảnh thiết bị nguồn dòng một chiều do chúng tôi chế tạo phục vụ cho bơm
Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Ngoan