Aansturen laserdiode met SPI bus

Op 20 juni 2019 14:59:51 schreef hennep:
Ik zoek een mosfet voor 3.3V logic die snel schakelt.

Hoe snel is snel?

Hoe doen jullie dat als je een geschikte component zoekt. Urenlang datasheets downloaden of ook gewoon vragen aan ervaren CO'ers?

Gewoon zoeken.

Het gaat me nu maar om een stroompje van max. 30mA maar de fets die ik een voorraad heb, vallen veel te traag af bij zulke kleine stroompjes.

Hoe stuur je de fet aan?

En hier kun je toch aardig selecteren, zie lijst links.
https://nl.rs-online.com/web/c/semiconductors/discrete-semiconductors/…

Het is de bedoeling om de fet direct aan te aansturen met een "STM32F103C8T6 Minimum System Development Board" van eBay. De SPI uitgang om precies te zijn.
Ik heb dinsdagavond een datasheet gezien van een sot23 fetje dat binnen 3ns kon schakelen. Ik kan het ding niet meer terugvinden. Maar iets anders met een schakeltijd van <10ns zou ook al goed zijn.

rs-online heeft inderdaad "turn on/off delay time", bedankt lambiek!

Staat hier iets tussen.

https://nl.rs-online.com/web/c/?limit=100&pn=1&r=t&searchT…

Vast wel. Het aantal waaruit ik mag kiezen is in ieder geval al flink teruggebracht. Ik kan ook nog een aantal fets direct afschrijven. Het viel me op dat vermogens fets heel traag worden bij stroompjes van een paar mA.
Ik ga me voorlopig op de sot23 behuizing concentreren

Als het snel moet, zet je er een driver tussen. (die zorgt ervoor dat de gate voldoende snel hoog/laag wordt getrokken)

Dat is ook mijn idee.

Wanneer ik een driver gebruik zou ik niet eens een mosfet nodig hebben. 30mA kan direct uit het ic.
Maar kijk eens naar de propagation delay van een driver. Vooral het verschil tussen in en out kan maar zo een paar honderd ns verschillen.

voorbeeld IR2184:
Turn-on propagation delay - 680ns
Turn-off propagation delay - 270ns

[Bericht gewijzigd door hennep op donderdag 20 juni 2019 16:51:07 (16%)

Is dan ook wel makkelijk als je dat even vermeldt...
(propagation delay en snel schakelen zijn twee verschillende zaken)

Een driver als de TC4427 heeft trouwens maar 20/40nS delay...

[Bericht gewijzigd door Arco op donderdag 20 juni 2019 17:36:53 (21%)

Een propagation delay kan geen kwaad. Het probleem zit hem in het verschil in p.d. tussen in en uitschakelen. daarmee rek je de aan-tijd op of verkort je die. dat wil ik wel graag voorkomen.
Bij die IR2184 die ik als voorbeeld gebruikte wordt de aan-puls 400ns korter dan de input-puls

Ik zal eens naar die TC kijken.
Delay voor on en off van een TC4427 zijn gelijk. Dan verschuift de pulstrein iets in tijd, geen probleem. Mooi ding die TC4427.

De beste fet die ik tot nog toe heb gevonden is een IRLML0100TRPbF. Mooie strakke schakeltijden bij 300mA, maar nog steeds prut bij 30 mA.

Hi Hennep,

Wat gaat die Fet schakelen?
Met een extra negatieve voorspanning kan je b.v. 1 a 2 J310 (HF Fets) gebruiken om de 30mA te halen.

Verder kan je ook eens kijken naar dit kleine IC van Nexperia: 74LV1T125
Misschien is dat bruikbaar voor je.

Groet,
Bram

Als je 30mA uit de SPI bus wilt halen, ben je wel iets heel lelijks aan het doen... (wat is het nut daarvan?)

Op 20 juni 2019 18:29:59 schreef blackdog:
Wat gaat die Fet schakelen?

Ik wil een laser diode aansluiten op de SPI bus van een STM32 controller.
De maximum SPI clock is volgens de datasheet 18 MHz dus pulsen van 55 ns.

Het is lastig om een fet/driver te vinden die met 3.3 logic werkt en ook nog eens zo snel kan schakelen.

[Bericht gewijzigd door hennep op donderdag 20 juni 2019 18:43:06 (16%)

Op 20 juni 2019 16:46:54 schreef hennep:
voorbeeld IR2184:
Turn-on propagation delay - 680ns
Turn-off propagation delay - 270ns

Dat is omdat dit ding bewust gemaakt is dat je tegelijk de ene ON en de andere OFF kan sturen, en dat de dead-time dan door het driver-IC gemaakt wordt.

De counter/pwm modules van de STM hebben echter dead-time-insertion, dus dan hoef/wil je het niet in je driver hebben. En omdat je het zo in software kan instellen gaan dit soort drivers uit de mode en worden tegenwoordig meer drivers gemaakt die gewoon symmetrisch zijn.

Op 20 juni 2019 18:03:52 schreef hennep:
De beste fet die ik tot nog toe heb gevonden is een IRLML0100TRPbF. Mooie strakke schakeltijden bij 300mA, maar nog steeds prut bij 30 mA.

Waar haal je vandaan dat ie prut zou zijn bij 30mA?

Op 20 juni 2019 18:44:51 schreef rew:
Waar haal je vandaan dat ie prut zou zijn bij 30mA?

Ik heb het spice model gedownload bij de fabrikant en met verschillende stromen geschakeld in de simulator. Bij 30 mA duurt uitschakelen bijna 40 ns langer dan inschakelen. Ik neem aan dat het dan in de werkelijke schakeling niet beter wordt.
Boven de 300mA schakelt de fet volgens specificaties.

@ Arco hieronder, Het gaat niet om een extender

Waarom zou je een laser aan de SPI bus hangen? Probeer je een soort SPI extender met lasers te maken?
Daar zijn betere manieren voor: http://www.ti.com/lit/an/slyt441/slyt441.pdf

Tsja... Laserlicht isoleert wel goed...

Op 20 juni 2019 18:50:29 schreef hennep:
@ Arco hieronder, Het gaat niet om een extender

Dus we kunnen blijven gokken wat je probeert te maken? JIj vraagt naar een geschikte mosfet voor jou applicatie en wij kunnen derhalve niet beter doen dan blijven gokken naar geschikte mosfets voor jou. Ik wens de rest plezier bij het gokken en jou succes met je projectje.

Wat ik probeer te maken doet er niet zo heel veel toe maar het is zoiets als wat "der Peter" in deze video doet: https://youtu.be/fi4P-Bwc6g8?t=291

Ik ben al lang bezig met het reverse engineeren van de laserunit van een HP Laserjet III printer, Mijn eerste post op dit forum was van 18 december 2018. Ik werk er alleen op de dinsdagavond aan samen met iemand anders, dus het zal ook nog wel even duren voor het af is. Een aantal deelprojecten hebben we al afgerond, zie:
https://www.circuitsonline.net/forum/view/143619
https://www.circuitsonline.net/forum/view/143431
https://www.circuitsonline.net/forum/view/144676

De motor draait redelijk stabiel op 5V met de driver die op de HP print zit. In de laserprinter was dat 22V. Ik heb de Mitsubishi BLDC driver werkend gekregen met de gegevens uit de datasheet van een iets ander type, en heel voorzichtig proberen. de snelheid die de motor uiteindelijk gaat draaien is ook afhankelijk van de resolutie van de SPI gestuurde laserdiode.
De logic laat zich aansturen met 3.3V en ik weet niet zeker wat dat in de HP schakeling was. Mogelijk was het 5V.
Met de stappenmotor en de verbonden vertragingskast van een flatbedscanner kan ik 50um stappen maken als ik microstepping toe pas. Daarmee verschuif ik de printplaat.
Omdat ik de M66515FP laserdriver van de HP niet kan gebruiken ben ik dus naar andere mogelijkheden aan het zoeken. De laserdiode in de HP was een IR type van meer dan 150mW. Die heb ik er gelijk uitgegooid omdat ik geen risico wilde lopen. Als ik een violet of rode laser aansluit op deze driver, dan gaat de laser niet uit (bij geen aansturing). Modulatie laat zich niet zien als "aan/uit" signaal maar "aan/beetje aan". De bias stroom instelling van de driver wordt niet gebruikt, ik neem dus aan dat de biasstroom 0 is. Meten aan deze driver is lastig. Als de oscilloscoop probe op een aantal van de pennen wordt gezet, gaat de laser uit. Ik heb het ding dus opgegeven en wil nu zelf wat proberen. Vandaar mijn vraag: hoe vind ik een snelle mosfet.
Het beste wat ik tot nu toe heb gevonden is nog steeds de IRLML0100 dus daar gaan we dan eens mee testen aankomende dinsdag.

Wat ik er nu van begrijp is dat het dus geen gewone laser is, maar met 'iets' ingebouwd wat op SPI werkt?
In dat geval heeft de laser gewoon zijn eigen voeding, en is de SPI een gewone SPI, daar hoeft niks van mosfets tussen.

Bijna goed Arco,
Het is een gewone "Sony 405nm 120mW TO18 5.6mm Laser Diode". Was het maar zo'n feest dat ik er direct een SPI signaal op kon zetten
Ik wil hem met de SPI bus van de stm32 aansturen omdat ik dan synchroon op de clock van de SPI bus data kan versturen, veel sneller en stabieler dan bit-bangen.
Dus ik heb echt een aanpassing nodig die SPI data op de laser zet.

PMV45EN2

Het is mischhien een beetje open deur, maar je hebt high speed open drain drivers.
Die doen makkelijk laten we zeggen 30 of 40 mA, en hebben zeer snelle rijs tijden.
https://www.st.com/resource/en/datasheet/cd00002706.pdf
Deze heeft 4 ns maar ik weet dat er snellere zijn, ik heb op mijn werk een met 700 ps gemeten, maar daar kom ik Maandag pas weer.
Dan kan ik je een partnumber sturen.

Hehe! eindelijk de "kader-info", zodat we weten waar het over gaat: Een laser van ongeveer 30mA moet snel aan-en-uit gestuurd worden, Om het patroon aan te leveren wordt een SPI module van een STM32 misbruikt om de data te serializeren. Het is geen SPI laser of zoiets, dat heeft er niets mee te maken.

Het langzaam zijn van mosfets bij uitschakelen komt volgens mij doordat de belasting-stroom condensatortjes moet gaan op en afladen. Dus je moet een mosfet vinden die weinig parasitaire capaciteit heeft en mogelijk wil je een push-pull aansturing maken om de boel aan te sturen. Dus: Bouw een inverter met twee (ongeveer complementaire) mosfets.

Overweeg: Neem een 74HCT245. Die doet 10 of 20mA op iedere uitgang, hang een zwik ingangen aan mekaar en ook de uitgangen. Krijg je voldoende aansturing voor die 30mA. Ik zeg "HCT" omdat die een 1.8V threshold heeft, dicht genoeg bij de 1.65 van de 3.3V logica. En dan kan je de HCT dus gewoon met 5V voeden.

Je kunt een single pin driver als de UCC27519 nemen, kan 4A leveren...
Heeft inderdaad niets met SPI te maken...