iC-WK, iC-WKL Applikationshinweise CW-TREIBER FÜR LASERDIODEN AB 2.4 V Ausgabe 19.06.02, Seite 1/3 INHALT 1. Applikationshinweise . . . . . . . . . . . Seite 1 2. Dimensionierungshinweise . . . . . . Seite 3 1. APPLIKATIONSHINWEISE Bilder 1 bis 3 zeigen jeweils die CStandardbeschaltung" des iC-WK/L mit einer N/P/M-Typ-Laserdiode. Wegen der vergleichsweise kurzen Einschaltzeit kann der iC-WK/L durch einfaches Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung bis ca. 1 kHz gepulst werden. +VB C2 100nF C3 100nF C1 1µF C4 2.2nF R1 200 ...50k Bild 1: Beschaltung für N-Typ-Laserdioden (Kathode MD an Anode LD) +VB +VB C2 100nF C3 100nF C2 100nF C3 100nF C1 1µF C1 1µF C4 2.2nF R1 200 ...50k Bild 2: Beschaltung für P-Typ-Laserdioden (Anode MD and Kathode LD) C4 2.2nF R1 200 ...50k Bild 3: Beschaltung für M-Typ-Laserdioden (gemeinsame Kathode von LD und MD) Bild 4 zeigt eine Möglichkeit den internen Stromspiegel für den P-Typ-Betrieb zur Analogmodulation zu nutzen. Auf diese Art und Weise kann die Laserleistung durch einen zusätzlichen Strom aus Pin MDK Cgedimmt" werden. Ideal hierfür ist eine gesteuerte Stromquelle. Bei der Verwendung einer Spannungsquelle (z. B. D/A-Wandler) plus Widerstand (Rmod) ist zu beachten, dass sich der Modulationsstrom aus dem Spannungsabfall an Rmod geteilt durch Rmod berechnet. Das Potenzial an MDK ist hierbei VB2*UBE. Bild 4: Benutzung des zweiten Monitoreingangs zur Modulation (N-Typ-Laser) iC-WK, iC-WKL Applikationshinweise CW-TREIBER FÜR LASERDIODEN AB 2.4 V Ausgabe 19.06.02, Seite 2/3 Wie in Bild 5 gezeigt, ist die Analogmodulation auch bei Verwendung einer P-Typ-Laserdiode über Pin MDA möglich. Der Modulationsstrom ergibt sich auch hier aus dem Spannungsabfall an Rmod geteilt durch Rmod. Das Potenzial an MDA ist konstant 0.5 V. Unter Umständen ist beim iC-WK ein zusätzlicher Abblockkondensator parallel zu R1 notwendig (s. hierzu auch Bild 8). Achtung, im Gegensatz zur Schaltung in Bild 4, ist hier auch eine Laserleistungserhöhung möglich! +VB C2 100nF C3 100nF C1 1µF C4 2.2nF Rmod D/A R1 200 ...50k Bild 5: Analogmodulation beim P-Typ-Laser Für höhere Laserdiodenströme kann die in Bild 6 gezeigte Schaltung eingesetzt werden. R2 bestimmt den Stromanteil, den der iC-WK/L übernimmt. Mit R2 = 16 S sind dies bei UBE(Q1) = 0.7 V etwa 44 mA (ca. 45 mA sind optimal). RGND bestimmt die ÜberstromAbschaltschwelle. Mit RGND = 3.3 S sind dies bei UBE(Q2) = 0.65 V etwa 200 mA. Diese Werte müssen entsprechend den eingesetzten Transistoren und der gewünschten Abschaltschwelle angepasst werden. Q2 kann ein Kleinsignaltransistor sein, z. B. ein BC237. Q1 muss entsprechen dem benötigtem Laserdiodenstrom ausgewählt werden, z. B. ein BD139. Mit CMOS-Pegeln läßt sich die Schaltung an ENA einfach schalten. 1 GND 2 CI 3 AGND iC-WK/L LDK 8 LDA 7 R C3 VP 220nF C4 + - 2.2nF 6 VCC 0.5V ENA C1 PLDK M1 1µF 4 MDA MDK 5 MDA R1 200 .. 50k AGND WKGND Q1 R2 16 RB Q2 GNDI 100 RGND 3.3 VN Bild 6: N-Typ-Schaltung für höhere Laserdiodenströme VP Bild 7 zeigt ebenfalls eine Schaltung für höhere Laserdiodenströme, hier allerdings speziell für P-TypLaser. Prinzipiell lassen sich auch mit der in Bild 6 gezeigten Schaltung P-Typ-Laser betreiben. Die Schaltung in Bild 7 erlaubt es jedoch, das Laserdiodengehäuse (= gemeinsamer Anschluss) mit der Schaltungsmasse zu verbinden. RGND 6.8 RB Q2 100 Q1 1 GND iC-WK/L WKGND LDK 8 R2 15 R CI 2 CI LDA 7 220nF CI + 3 - AGND 6 VCC C1 0.5V 1µF MDK 4 MDK MDA 5 MDA R1 200 ..50k AGND VN Bild 7: P-Typ-Schaltung für höhere Laserdiodenströme iC-WK, iC-WKL Applikationshinweise CW-TREIBER FÜR LASERDIODEN AB 2.4 V Ausgabe 19.06.02, Seite 3/3 In Cgestörter" Umgebung kann es vorkommen, dass beim iC-WK die integrierte Sicherheitsabschaltung (MDA-Monitor) ungewollt ausgelöst wird. In der Regel gelangen die Störungen über die Versorgungsspannung oder über Verbindungskabel zwischen Treiber und Laserdiode ins System. Deshalb sollte die Versorgungsspannung möglichst gut abgeblockt sein und die Zuleitungen zur Laserdiode kurz gehalten werden. Sollte es dennoch zur Abschaltung kommen, kann dies mit C5 wirkungsvoll unterdrückt werden. Da C5 die Rückkopplung verlangsamt und die Regelung damit zum Schwingen neigt, dürfen C5 max. 47 pF und R1 max. 25 kS betragen. C3 muß auf mind. 220 nF vergrößert werden. C1 sollte zu 2.2..4.7 µF gewählt werden und darf keinesfalls ein Tantal-Elko sein. +VB C2 100nF C3 220nF C1 2µF C4 2.2nF C5 20pF R1 200 ...25k Bild 8: N-Typ-Schaltung mit Spike-Filterung für den Einsatz in Cgestörter" Umgebung 2. DIMENSIONIERUNGSHINWEISE Bauteil Bereich Bemerkung R1 200 S..50 kS ca. 2 kS Einstellung der Laserleistung, Auswahl je nach Laserdiode Beispiel: R1 = V(MDA) / I(MD)@I(LD)nom = 0.5 V / 0.25 mA = 2 kS R2 ca. 16 S Einstellung des Arbeitspunktes, Auswahl je nach Q1 Beispiel: R2 = UBE(Q1)@I(LD)nom / 45 mA = 0.7 V / 45 mA = 15.56 S RGND ca. 3.3 S Einstellung der Stromabschaltschwelle, Auswahl je nach Q2 und gewünschter Abschaltschwelle I(LD) off Beispiel: RGND = UBE(Q2)@I(LD)off / I(LD)off = 0.65 V / 200 mA = 3.25 S C1 100 nF..1 µF.. Keramischer Siebkondensator für die Laserdiodenversorgung C2 (0)..100 nF Optional, kann bei ausreichender Siebung durch C1 entfallen C3 22 nF.. Auswahl je nach Laserdiode und Wert für R1 Beispiel: Für eine typ. Laserdiode mit I(LDK) = 35 mA und I(MD) = 0.25 mA genügen 100 nF. C4 1 nF..10 nF Optional, keramischer ESD-Schutzkondensator C5 (0)..47 pF Optional, keramischer Filterkondensator M1 Optional, Schalttransistor Q1 Optional, Kleinsignal- oder Leistungstransistor, je nach Laserdiodenstrom Q2 Optional, Kleinsignaltransistor