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2020年3月19日(木) 21:02

スペックが違う

 動作試験は、かなり期待通りの成功を収めた。これから、電流を小さくした試験と、大きくした試験を行う。3つ以上の異なる電流値で動作させ、励起LDの特性を把握したい。
 だが、電流値が1つだけでも、重要な情報が得られた。それは、2号ジャンクの励起LDの定格電流は、1号ジャンクより大きいのではないか?という疑惑である。

 そもそも今回の動作試験で、1.55Aも流れるなど想定していなかった。そんな大電流が流れた理由は、励起LDの順方向電圧が想定外に低かったからだ。

 1号ジャンクの場合、励起LDに1.6Aを流して光出力55ワットという記録が残っている。今回は1.55Aと僅かに小さいが、光出力は合計26ワット強しか出ていない。同じ電流で、ほぼ半分しか光出力が出ていない。もちろん励起LDが極端に劣化している可能性だってあるが、変換効率26%は想定外の低さではない。
 順方向電圧が想定外に低いため、投入ワット数も小さくなり、効率は悪くない。となると、2号ジャンクの励起LDは、1号ジャンク比で順方向電圧が小さく、定格電流が逆に大きい可能性が高い。

 これは、電源からも裏付けられる。
 1号ジャンクの電源は、33V25Aだった。35V25Aのスイッチング電源だが、出力電圧調整ボリュームが存在し、33Vに下げて実装されていた。それはともかく、励起LDは4並列接続で25Aだから、最大6.25Aが設計上の上限ということになる。
 これに対し2号ジャンクの電源は、48V25Aだ。励起LDは2並列だが、明らかに3並列にも適用できるようになっている。3並列としても、最大8.33Aが設計上の上限となる。明白に、1号ジャンクより大電流が想定されている。

 自作電源に使用しているDCコンバーターは、定格7.3Aである。1号ジャンクは余裕でカバーするが、2号ジャンクでは能力不足の可能性がある。不足しなくても、定格ギリギリの可能性が高い。
 問題なのは、使用DCコンバーターは負荷が増大すると、不安定化する領域がある。それは、比較的48Vに近いあたりで発生する。レーザーの最大出力近辺で出力が不安定になるという、致命的トラブルのリスクだ。能力が足りていて不安定現象も発生しなかった場合には、DCコンバーター2つだけでドライブできる。1号ジャンクより、自作電源をシンプルにできる。
 だがリスクを考えると、2並列で動作させるべきだ。これにより、レーザー最大出力時の負荷を50%前後に抑えられる。信頼性は上がるし、実は効率も負荷40〜50%付近が最も高い。

 2並列だとDCコンバーターが4つ必要になるが、在庫として4つ目を持っているのは既出。
 既存の実装では、占有面積の多くが40Aの大型ヒューズである。これを、平型ヒューズに変えるだけで、4つ目のDCコンバーターを設置するのに十分な空き地を確保できるだろう。
 しかし改めて見ると、自作電源が複雑過ぎる。やってることは単純なのだが、サポートするための周辺パーツが非常に多い。

written by higashino [ファイバーレーザー] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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