ไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอดจากตัวชี้ ไดรเวอร์คืออะไรและสิ่งที่จำเป็นในการจ่ายไฟให้เลเซอร์ไดโอด อ่านก่อน

ชิปไดรเวอร์เลเซอร์ครอบครองตำแหน่งสำคัญอย่างหนึ่งในเครื่องพิมพ์เลเซอร์ เนื่องจากหน้าที่ของมันรวมถึงการเปิด/ปิดเลเซอร์ ทำให้กำลังของลำแสงเลเซอร์คงที่ และป้องกันเลเซอร์จากกระแสไฟเกิน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประการแรกหน่วยเลเซอร์ที่ใช้งานได้คือไดรเวอร์เลเซอร์ที่สามารถใช้งานได้และทำงานอย่างเหมาะสม ปัจจุบัน ผู้ผลิตชิ้นส่วนนำเสนอไดรเวอร์เลเซอร์ที่หลากหลายและมีคุณสมบัติหลากหลายในจำนวนที่เพียงพอ แม้จะมีข้อเสนอมากมายสำหรับไดรเวอร์เลเซอร์ แต่ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์เลเซอร์ก็ใช้ชิปจำนวนจำกัดในผลิตภัณฑ์ของตนเพื่อควบคุมเลเซอร์ LED ปรากฎว่ามีการใช้วงจรขนาดเล็กเพียงไม่กี่ตัวในการผลิตเครื่องพิมพ์เลเซอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ในรุ่นต่างๆ จากทุกแบรนด์ทั่วโลก ไดรเวอร์พื้นฐานอย่างหนึ่งซึ่งใช้ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์สมัยใหม่เกือบครึ่งหนึ่งคือชิป 65ALS543 นี่คือสิ่งที่การสนทนาครั้งต่อไปของเราจะเกี่ยวกับ

ในบทความนี้เราจะไม่พูดถึงหลักการทำงานของชุดเลเซอร์ - ผู้เชี่ยวชาญที่คุ้นเคยกับการพิมพ์ด้วยเลเซอร์เป็นอย่างน้อย เราจะเข้าสู่การอภิปรายเกี่ยวกับ IC ไดรเวอร์เลเซอร์ ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ชิป 65ALS543 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องพิมพ์หลากหลายประเภท นอกจากนี้การวิเคราะห์คำขอที่ผู้เชี่ยวชาญด้านบริการส่งไปยังการประชุมและฟอรัมต่างๆ เกี่ยวกับอุปกรณ์สำนักงาน บ่งชี้ถึงความสนใจในวงจรไมโครนี้ตลอดจนความจำเป็นในการวินิจฉัย น่าเสียดายที่ไม่มีเอกสารประกอบ (ที่เรียกว่า DataSheet) สำหรับไดรเวอร์เลเซอร์นี้ (อย่างน้อยก็ไม่สามารถเข้าถึงได้ในวงกว้างและไม่สามารถดาวน์โหลดได้ทางอินเทอร์เน็ต) เราจะพยายามเติมเต็มช่องว่างของข้อมูลนี้ด้วยการแจ้งให้คุณทราบ ชิปนี้: เรารู้แล้ว รีบจองกันเลยว่าเราไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับไดรเวอร์นี้ได้ ดังนั้นเราจะพูดถึงเฉพาะประสบการณ์จริง ข้อสังเกตของเรา และแบ่งปันทุกสิ่งที่เราจัดการเพื่อค้นหาและเรียนรู้เกี่ยวกับชิปนี้ .

ไดรเวอร์เลเซอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมเลเซอร์ LED เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น หน้าที่หลักของไดรเวอร์เลเซอร์คือ:

- การเปิดและปิดเลเซอร์ตามสัญญาณควบคุมที่เข้ามา

- การควบคุมพลังของฟลักซ์แสงเลเซอร์

- การปรับและรักษาเสถียรภาพของกระแสเลเซอร์ เช่น การรักษาเสถียรภาพของพลังงานรังสี

- การจำกัดกระแสเลเซอร์ เช่น การป้องกันด้วยเลเซอร์

การแผ่รังสีเลเซอร์ถูกสร้างขึ้นโดยเลเซอร์ LED ซึ่งจ่าย +5V เป็นแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้านี้ใช้กับขั้วบวกของ LED และแคโทดเชื่อมต่อโดยตรงกับพินตัวใดตัวหนึ่งของชิปไดรเวอร์เลเซอร์ ดังนั้นเพื่อเปิดเลเซอร์ พินของไมโครเซอร์กิตนี้จะถูกถ่ายโอนไปที่ระดับ "ต่ำ" ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสร้างแรงดันตกคร่อม LED เลเซอร์และดังนั้นจึงรับประกันการไหลของกระแสที่ไหลผ่านมัน ดังนั้น ชิปไดรเวอร์เลเซอร์จึงมีทรานซิสเตอร์ในตัว (รูปที่ 1) ซึ่งทำหน้าที่เป็นคีย์ที่ควบคุมการเปิด/ปิดเลเซอร์ และยังควบคุมกระแสของ LED เลเซอร์อีกด้วย

รูปที่ 1

เลเซอร์ LED ควรสร้างแรงดันไฟฟ้าตกประมาณ 2.5V (ปกติคือ 2.2V) ดังนั้นเมื่อเปิดเลเซอร์ สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3V ที่พินของชิป ซึ่งโดยปกติจะเรียกว่า LD (Laser Diode) .

ปริมาณกระแสที่ไหลผ่าน LED จะกำหนดกำลังของฟลักซ์ส่องสว่างเช่น กำหนดความสว่างของลำแสงเลเซอร์ เพื่อให้มั่นใจในการควบคุมพลังงานนี้และความเสถียรของการแผ่รังสีจึงมีเซ็นเซอร์ฟลักซ์แสง - เครื่องตรวจจับแสง เครื่องตรวจจับแสงนี้เป็นโฟโตไดโอดที่ติดตั้งที่ด้านหลังของเลเซอร์ LED เนื่องจาก LED จ่ายรังสีในทิศทางตรงกันข้าม กำลังของฟลักซ์แสง "โดยตรง" และ "ย้อนกลับ" จึงเป็นสัดส่วนโดยตรง เครื่องตรวจจับแสงและเลเซอร์อยู่ในตัวของ "ปืนเลเซอร์" เช่น เป็นโครงสร้างเสาหิน สัญญาณจากเครื่องตรวจจับแสงถูกนำไปใช้กับอินพุตของชิปไดรเวอร์เลเซอร์ และหน้าสัมผัสนี้เรียกว่า PD (เครื่องตรวจจับภาพถ่าย) (รูปที่ 2)

รูปที่ 2

พิน PD เชื่อมต่อกับตัวเปรียบเทียบภายในของไดรเวอร์เลเซอร์ และเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ากับแรงดันอ้างอิงภายใน (Vref) เพื่อประมาณเอาต์พุตแสงเลเซอร์

แผนภาพบล็อกทั่วไปของไดรเวอร์เลเซอร์ 65ALS543 แสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3

แต่เราอธิบายการทำงานของไดรเวอร์เลเซอร์ในรูปแบบทั่วไปเท่านั้น เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานพื้นฐานของไดรเวอร์ ทีนี้ลองมาทำความเข้าใจรายละเอียดบางอย่างที่จะช่วยให้เราเข้าใกล้กระบวนการวินิจฉัยไดรเวอร์เลเซอร์ได้อย่างมีสติมากขึ้น

ขั้นตอนการส่งออก

วงจรสมมูลของระยะเอาต์พุตของไดรเวอร์เลเซอร์จะแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4

ระยะเอาท์พุตของไดรเวอร์เลเซอร์สมัยใหม่จะขึ้นอยู่กับวงจรกระจกปัจจุบัน การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถปรับกระแสเลเซอร์ได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้กระแสเอาต์พุตขึ้นอยู่กับกระแสควบคุมอินพุตเป็นเส้นตรง และช่วยให้วงจรมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง (ซึ่งโดยวิธีนี้มีความสำคัญมากสำหรับเลเซอร์ เนื่องจากพารามิเตอร์ของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยตรงอย่างมาก)

กระแสไฟ LED เลเซอร์ (ILD) ถูกกำหนดเป็นผลรวมของกระแส ISWO และ IBIAS เช่น ILD=ISWO+ไอเบียส ISWO ปัจจุบันถูกกำหนดโดยมิเรอร์ปัจจุบัน และกระแสนี้ในทางกลับกัน จะเป็นสัดส่วนกับ ISW ปัจจุบันที่ควบคุม และเป็นผลคูณของ ISW ปัจจุบัน (อย่างไรก็ตาม ผลคูณนี้ไม่ทราบสำหรับเราสำหรับ 65ALS543) ในทางกลับกัน ขนาดของ ISW ปัจจุบันจะถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์หลักสองตัว:

- ขนาดของสัญญาณจากเครื่องตรวจจับแสง PD เช่น ขึ้นอยู่กับกำลังขับเลเซอร์

- กระแสเลเซอร์สูงสุดที่อนุญาต (ISWI)

ค่าสูงสุดที่อนุญาตของกระแสเลเซอร์ ISWI ถูกกำหนดโดยตัวต้านทานภายนอก RS ที่เชื่อมต่อกับพิน 1 การเพิ่มค่าของตัวต้านทาน RS จะทำให้กระแสเลเซอร์ลดลง

กระแสที่สองที่ส่งผลโดยตรงต่อกระแสเลเซอร์คือกระแสไบแอส IBIAS ซึ่งค่าที่กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าควบคุม VB และตัวต้านทานภายนอก RB แรงดันไฟฟ้า VB สามารถสร้างขึ้นได้หลายวิธี: สามารถสร้างขึ้นภายในด้วยไดรเวอร์เลเซอร์เอง หรืออาจสร้างโดยวงจรภายนอก ทำให้สามารถควบคุมเลเซอร์ได้อย่างยืดหยุ่น ในวงจรการใช้งานจริงของเครื่องพิมพ์สมัยใหม่ (เช่น เครื่องพิมพ์ HP และ Canon) ไม่ได้ใช้กระแส IBIAS เช่น เป็นศูนย์และไม่มีผลต่อกระแสเลเซอร์ ในกรณีที่ไม่ได้ใช้กระแส IBIAS หน้าสัมผัส VB ​​(พิน 4) และ RB (พิน 3) จะต้องคงอยู่อย่างอิสระ เช่น ควร “แขวนในอากาศ” และไม่ควรเชื่อมต่อที่ใด

ในบรรดาองค์ประกอบภายนอกของระยะเอาท์พุตของไดรเวอร์เลเซอร์ เราสังเกตสองประการ

ขั้นแรกให้มีตัวต้านทานโหลดซึ่งกำหนด RL ในรูปที่ 4 ตัวต้านทานนี้เชื่อมต่อระหว่างค่าลบของกระจกปัจจุบันกับแรงดันไฟฟ้า +5V ของเลเซอร์ LED ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานนี้เป็นสัดส่วนกับ ISW ในปัจจุบัน เช่น เป็นสัดส่วนกับกระแสเลเซอร์ การมีตัวต้านทานนี้ช่วยให้คุณสามารถลดพลังงานที่กระจายไปบนชิปไดรเวอร์เลเซอร์ได้ ค่าของตัวต้านทานนี้คำนวณตามกระแสเลเซอร์สูงสุดที่อนุญาต แรงดันไฟฟ้าที่จ่าย และแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตของกระจกปัจจุบัน ลักษณะของไดรเวอร์ 65ALS543 ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทาน RL ที่ใช้ในวงจรที่ใช้งานได้จริงที่สุด เราสามารถพูดได้ว่ากระแสเลเซอร์สูงสุดคือประมาณ 100 mA ในกรณีนี้ ค่าของตัวต้านทาน RL จะอยู่ที่ประมาณ 20 โอห์ม ตัวเลขทั้งหมดนี้ได้มาจากการวิเคราะห์พารามิเตอร์ของวงจรไมโครไดรเวอร์เลเซอร์ที่คล้ายกัน

ประการที่สอง คุณต้องใส่ใจกับวงจรหน่วง (snubber) ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทาน Rd และตัวเก็บประจุ Cd วงจรนี้จะช่วยลดแรงดันไฟกระชากเมื่อเปลี่ยน LED ทำให้สามารถป้องกันทั้งเลเซอร์ LED และทรานซิสเตอร์ภายในของไดรเวอร์เลเซอร์จากการพังได้ แม้ว่าการใช้วงจรแดมเปอร์เป็นหลักจะมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงคุณภาพของภาพก็ตาม การปราบปรามแรงดันไฟกระชากบน LED เลเซอร์โดยวงจรแดมเปอร์ยังนำไปสู่การกำจัดพัลส์แสงแบบสุ่มจากเลเซอร์ LED ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดสูง ประการแรกพารามิเตอร์ขององค์ประกอบ Rd และ Cd ถูกกำหนดโดยความถี่การทำงานของเลเซอร์เช่น ความเร็วในการพิมพ์และความละเอียดของเครื่องพิมพ์

การจัดการไดรเวอร์

ก่อนที่เราจะพูดถึงวิธีการควบคุมไดรเวอร์เลเซอร์ เรามานึกถึงหลักการทั่วไปของการสร้างภาพ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำความเข้าใจการทำงานของไดรเวอร์เลเซอร์

ในการสแกนพื้นผิวของโฟโตดรัมด้วยลำแสงเลเซอร์ จะใช้กระจกโพลีกอนที่หมุนได้ ซึ่งเป็นปริซึมโลหะที่มีขอบขัดเงาอย่างดี ในเครื่องพิมพ์เลเซอร์รุ่นต่างๆ กระจกนี้จะมีจำนวนหน้าที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ 2 ถึง 6 หน้า กระจกแต่ละหน้าจะสร้างภาพหนึ่งบรรทัดบนโฟโตดรัม

ในระหว่างการสร้างเส้น เลเซอร์จะเปิดและปิดโดยไดรเวอร์เลเซอร์ตามคำสั่งจากไมโครคอนโทรลเลอร์ของเครื่องพิมพ์หรือจากไมโครโปรเซสเซอร์ประมวลผลข้อมูล (จากฟอร์แมตเตอร์) เมื่อเปิดเลเซอร์ พื้นที่ที่เกี่ยวข้องของโฟโตดรัมจะสว่างขึ้น และต่อมาบริเวณนี้ควรเป็นสีดำ ดังนั้น เลเซอร์ควรได้รับการควบคุมเฉพาะในช่วงเวลาที่กระจกสแกนอยู่ในตำแหน่งที่ลำแสงสะท้อนจะชนโฟโตดรัมเท่านั้น กล่าวคือ การทำงานของเลเซอร์จะต้องซิงโครไนซ์กับตำแหน่งของกระจกหมุนอย่างชัดเจน สำหรับการซิงโครไนซ์ดังกล่าว จะมีเซ็นเซอร์การซิงโครไนซ์แสง (BEAM หรือ SOS) มาให้ในชุดสแกนเนอร์/เลเซอร์ เซ็นเซอร์นี้เป็นเครื่องตรวจจับแสงที่ตอบสนองต่อฟลักซ์แสง เซ็นเซอร์ BEAM (SOS) ตั้งอยู่ในตำแหน่งที่ฟลักซ์แสงเลเซอร์ที่ตกกระทบตรงกับจุดเริ่มต้นของเส้น กล่าวคือ สัญญาณจากเซ็นเซอร์นี้ทำให้เกิดเส้นภาพ

ไมโครเซอร์กิตถูกควบคุมโดยสัญญาณสี่สัญญาณที่มาจากไมโครคอนโทรลเลอร์ของกลไกและจากฟอร์แมตเตอร์ สัญญาณเหล่านี้เรียกว่า CNT0, CNT1, VDO, #VDO (เครื่องหมาย # บ่งชี้ว่าสัญญาณมีการใช้งานในระดับ “ต่ำ”) สัญญาณ CNT0, CNT1 สร้างขึ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ของกลไกและเป็นสัญญาณสำหรับการควบคุมด้วยเลเซอร์ "บริการ" และสัญญาณ VDO และ #VDO ถูกสร้างขึ้นโดยชิปฟอร์แมตเตอร์และเป็นข้อมูลในการควบคุมเลเซอร์ สัญญาณเหล่านี้สร้างขึ้นตามข้อมูลจาก RAM ของเครื่องพิมพ์ ซึ่งเรียกว่าบัฟเฟอร์การพิมพ์ ดังตัวอย่าง รูปที่ 5 แสดงแผนภาพบล็อกที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบเครื่องพิมพ์เมื่อควบคุมเลเซอร์

รูปที่ 5

แผนภาพบล็อกที่นำเสนอสอดคล้องกับเครื่องพิมพ์ HP LaserJet 1100 การออกแบบวงจรที่นำเสนอนั้นเป็นแบบดั้งเดิมซึ่งตามมาด้วยผู้ผลิตเครื่องพิมพ์เลเซอร์ส่วนใหญ่แม้ว่าจะไม่สามารถพูดได้ว่าการออกแบบนี้เป็นเพียงการออกแบบเดียวเท่านั้น เครื่องพิมพ์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้ลอจิก 3.3V ดังนั้นสัญญาณทั้งหมดเหล่านี้จึงมีระดับสูงถึง 3.3V

เมื่อควบคุมเลเซอร์สามารถแยกแยะได้หลายช่วงเวลา:

1) การกำหนดจุดเริ่มต้นของเส้นและการควบคุมกำลังของฟลักซ์ส่องสว่าง

2) การก่อตัวของฟิลด์บนขอบของแผ่นงาน (รูปที่ 6)

3) การก่อตัวของเส้น

รูปที่ 6

ในการซิงโครไนซ์การทำงานของเลเซอร์กับตำแหน่งของกระจกรูปหลายเหลี่ยมที่หมุนอยู่นั้น จะมีการแนะนำระยะเวลาการค้นหาเพื่อกำหนดจุดเริ่มต้นของเส้น ในการดำเนินการนี้ เลเซอร์จะเปิดขึ้นเป็นระยะเวลานานพอสมควรจนกระทั่งเซ็นเซอร์ BEAM/SOS ปล่อยสัญญาณพัลส์ระดับต่ำ ซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งของกระจกที่ลำแสงเลเซอร์ตกอยู่ที่จุดเริ่มต้นของเส้น หรือแม่นยำกว่านั้น ณ จุดหนึ่งของเวลาหลังจากพัลส์นี้ เลเซอร์จะเข้ารับตำแหน่งที่จุดเริ่มต้นของเส้น (การหน่วงเวลานี้คำนวณเมื่อออกแบบเครื่องพิมพ์และคำนึงถึงความเร็วในการหมุนของกระจกและการหน่วงเวลาของ วงจรอิเล็กทรอนิกส์) ในขั้นตอนนี้ เลเซอร์จะเปิดขึ้นและมีกระแสไฟฟ้าคงที่ไหลผ่าน ซึ่งกำหนดโดยชิปไดรเวอร์เลเซอร์ ดังนั้นช่วงเวลานี้จึงสามารถใช้เพื่อกำหนดกำลังของฟลักซ์แสงโดยใช้เครื่องตรวจจับแสง PD สัญญาณจาก PD จะถูกป้อนไปยังไดรเวอร์เลเซอร์ ซึ่งดำเนินการตามขั้นตอนการควบคุมกำลังอัตโนมัติ (APC)

หลังจากที่เซ็นเซอร์ BEAM/SOS ส่งสัญญาณไปที่ตำแหน่งกระจกเริ่มต้นแล้ว เลเซอร์จะถูกปิดเป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อสร้างสนามสีขาวที่ขอบด้านซ้าย จากนั้นเลเซอร์จะเริ่มเปิดปิด ทำให้เกิดเส้นภาพตามสัญญาณ VDO และ #VDO เมื่อจุดทั้งหมดบนเส้นถูกสร้างขึ้นแล้ว เลเซอร์จะถูกปิดเพื่อสร้างสนามสีขาวที่ขอบด้านขวา หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งหลังจากนี้ ลำแสงจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้งเพื่อค้นหาจุดเริ่มต้นของบรรทัดถัดไป ลำดับเวลาของการควบคุมด้วยเลเซอร์ระหว่างการสร้างภาพจะแสดงในรูปที่ 7

รูปที่ 7

ชิปไดรเวอร์เลเซอร์มีโหมดการทำงานสี่โหมด ซึ่งกำหนดโดยสถานะของสัญญาณ CNT0 และ CNT1 ซึ่งสร้างโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ของเครื่องพิมพ์:

1. รีเซ็ตโหมด

2. โหมดควบคุมพลังงานเลเซอร์อัตโนมัติ (APC)

3. โหมดกำบัง

4. โหมดเปิดโปง

ความสอดคล้องของโหมดและสถานะของสัญญาณ CNT0 และ CNT1 แสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1.

ในโหมดรีเซ็ต เลเซอร์จะถูกปิดโดยสมบูรณ์และไม่ได้ถูกควบคุมแต่อย่างใด เลเซอร์จะเปลี่ยนเป็นโหมดนี้ในเวลาที่เครื่องพิมพ์ไม่ได้พิมพ์และอยู่ในสถานะสแตนด์บาย รวมถึงเวลาที่ข้อมูลถูกโอนไปยังเครื่องพิมพ์จากพีซี

ในโหมดเปิดโปง เลเซอร์จะถูกเปิดใช้งานและควบคุมโดยสัญญาณ VDO และ #VDO โหมดนี้สอดคล้องกับการก่อตัวของเส้นรูปภาพเมื่อพิมพ์ข้อมูลจาก RAM ของเครื่องพิมพ์ เช่น เลเซอร์จะสลับไปที่โหมดนี้เป็นระยะระหว่างการพิมพ์ กำลังไฟ LED เลเซอร์ในโหมดนี้จะถูกกำหนดโดยค่าที่ได้รับในขั้นตอน APC สัญญาณ VDO และ #VDO เป็นสัญญาณที่แตกต่างกัน ซึ่งช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันสัญญาณรบกวนของวงจร และป้องกันข้อผิดพลาดในการควบคุมเลเซอร์แบบสุ่มที่เกิดจากการรบกวนความถี่สูง สัญญาณเหล่านี้จะถูกป้อนไปยังอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลภายใน ซึ่งจะสร้างสัญญาณดิจิทัลแยกที่เอาต์พุต ซึ่งอนุญาตหรือห้ามไม่ให้เปิดเลเซอร์ ค่าออฟเซ็ตเริ่มต้นของสัญญาณ VDO และ #VDO จะอยู่ที่ประมาณ 1.2 และ 1.8 V ตามลำดับ การเปิดเลเซอร์ต้องตั้งสัญญาณ VDO ไว้ที่ระดับสูง และสัญญาณ #VDO ให้อยู่ในระดับต่ำซึ่งจะต้องเกิดขึ้นพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้ เพื่อที่จะเปิดเลเซอร์โดยฟอร์แมตเตอร์ของเครื่องพิมพ์ จึงจำเป็นต้องมีอัตราส่วนของสัญญาณ CNT0, CNT1, VDO และ #VDO ซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 8

รูปที่ 8

โหมด APC ใช้เพื่อประมาณกำลังฟลักซ์การส่องสว่างของเลเซอร์ LED เช่น โหมด APC ถือได้ว่าเป็นช่วงการวัด ตามค่ากำลังที่ได้รับในโหมดนี้ ค่ากระแสไฟ LED ของเลเซอร์จะถูกปรับตามระยะเวลาของการสร้างเส้นภาพ ดังนั้นโหมดการทำงานนี้จึงอยู่นำหน้าแต่ละบรรทัดของรูปภาพ ในโหมด APC เลเซอร์จะเปิดขึ้นและมีกระแสไฟฟ้าคงที่ไหลผ่าน (ดูด้านบน) กำลังฟลักซ์การส่องสว่างวัดโดยเครื่องตรวจจับแสง PD ถัดไป สัญญาณจาก PD ถูกใช้โดยวงจรควอนตัมซึ่งควบคุมปริมาณกระแสชาร์จในตัวเก็บประจุ CH ตัวเก็บประจุนี้คือ "หน่วยความจำ" เช่น แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะกำหนดปริมาณกระแสเลเซอร์ในโหมด Unmasking เมื่อสร้างเส้นทั้งหมด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวเก็บประจุจะเก็บปริมาณกระแสเลเซอร์สำหรับเส้นภาพที่ตามมา ยิ่งแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ CH สูงเท่าใด พลังงานของฟลักซ์แสงเลเซอร์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ในโหมดมาสก์ เลเซอร์จะถูกปิดโดยไม่คำนึงถึงสถานะของสัญญาณ VDO และ #VDO ในขณะเดียวกัน เลเซอร์จะไม่ปิดสนิทเหมือนในโหมดรีเซ็ต ในโหมดมาสกิ้ง กระแสไบแอส IBIAS สามารถไหลผ่านเลเซอร์ LED ได้ โหมด Masking ใช้เพื่อสร้างระยะขอบสีขาวตามขอบของแผ่นงาน

รูปที่ 9 แสดงแผนภาพเวลาของสัญญาณควบคุมไดรเวอร์ 65ALS543 สำหรับโหมดการทำงานที่พิจารณาทั้งหมด

รูปที่ 9

โครงการหาปริมาณ

รูปแบบการวัดปริมาณพร้อมพื้นที่จัดเก็บ (และในวรรณกรรมภาษาอังกฤษคือ รูปแบบตัวอย่าง/การเก็บตัวอย่าง) มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโหมดการปรับกำลังเลเซอร์อัตโนมัติ - โหมด APC เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น วงจรควอไลเซชันจะวัดกำลังของฟลักซ์แสงเลเซอร์และแก้ไข การทำงานของวงจรควอนตัมประกอบด้วยสองขั้นตอน:

- ตัวอย่าง – ระยะเวลาการวัด;

- ถือ – ระยะเวลาถือครอง

ในขั้นตอนตัวอย่างวงจรการวัดปริมาณจะวัดกำลังของฟลักซ์แสงเลเซอร์กำหนดความจำเป็นในการเพิ่มกำลังเลเซอร์หรือในทางกลับกันลดกำลังลงหลังจากนั้นผลลัพธ์ที่ได้จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกซึ่งมีบทบาทในการเล่น โดยตัวเก็บประจุภายนอก CH ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลา APC ซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลาของการค้นหาจุดเริ่มต้นของเส้นรูปภาพ

ที่ขั้นตอนการ Hold ข้อมูลที่ถูกบันทึกในตัวเก็บประจุ CH จะถูกอ่าน ซึ่งใช้สำหรับตั้งค่ากระแสเลเซอร์ เช่น เพื่อควบคุมขนาดของกระแส ISW ดังนั้นระยะการพักจึงสอดคล้องกับช่วงเวลาของการก่อตัวของเส้นภาพ เช่น สอดคล้องกับช่วงเปิดโปงและช่วงปิดบัง ความสอดคล้องของระยะเวลาการควบคุมเลเซอร์หลักกับขั้นตอนการเก็บตัวอย่างและการเก็บตัวอย่างจะแสดงในรูปที่ 9

มุมมองทั่วไปของวงจรการหาปริมาณจะแสดงในรูปที่ 10

รูปที่ 10

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของวงจรการหาปริมาณคือตัวเปรียบเทียบ ซึ่งจะเปรียบเทียบสัญญาณที่ได้รับจากโฟโตตรวจจับ PD กับแรงดันอ้างอิงที่แน่นอน ซึ่งเราจะเรียกว่า VR แรงดันไฟฟ้า VR ถูกนำไปใช้กับหนึ่งในหน้าสัมผัสของไดรเวอร์เลเซอร์ (เช่น มันสอดคล้องกับพินภายนอกของไมโครวงจร) ดังนั้นตามหลักการแล้ว แรงดันไฟฟ้านี้สามารถปรับได้ ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพลังงานเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ผู้ผลิตมักต้องการจ่ายพิน VR ด้วยแรงดันอ้างอิงที่สร้างจากแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงภายในที่มีความเสถียรสูงและมีความแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความถูกต้องและความสม่ำเสมอของผลการวัด ดังนั้นมูลค่าของ VR จึงถือว่าไม่เปลี่ยนแปลง ใน 65ALS543 แรงดันอ้างอิงนี้คือ 1.4 V ตั้งค่าที่พิน 5

อินพุตที่สองของตัวเปรียบเทียบนั้นมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าซึ่งตามอัตภาพเราจะเรียกว่า VM แรงดันไฟฟ้า VM คือแรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับขนาดของสัญญาณตรวจจับแสง PD (VM ได้มาจากแรงดันไฟฟ้า PD) แต่ขนาดของสัญญาณ PD ยังได้รับอิทธิพลจากตัวแบ่งความต้านทานที่เชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส RM เช่น แรงดันไฟฟ้า VM คือแรงดันไฟฟ้า PD ลดลงตามจำนวนที่กำหนดโดยตัวแบ่งภายนอก เพื่อให้สามารถปรับพารามิเตอร์เลเซอร์ได้ ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้จะเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส RM การตั้งค่าของตัวต้านทานนี้เป็นการปรับจากโรงงานเพื่อปรับแต่ง LED เลเซอร์แต่ละตัวโดยเฉพาะ ในภาคสนาม ไม่ควรปรับตัวต้านทานนี้ (แต่ประสบการณ์แนะนำว่าในบางกรณี การปรับตัวต้านทานนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการ "ฟื้นฟู" เครื่องพิมพ์เลเซอร์) อาจมีตัวต้านทานปรับค่าได้ตัวเดียว (เหมือนกับผู้ผลิตส่วนใหญ่) หรืออาจมีได้สองตัว (เช่น Canon และ HP) หากใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้สองตัว หนึ่งในนั้นคือการปรับแบบ "หยาบ" และตัวที่สองเป็นการปรับแบบละเอียด ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ การหมุนตามเข็มนาฬิกาของตัวต้านทานเหล่านี้จะทำให้กำลังเลเซอร์เพิ่มขึ้น

ดังนั้นตัวเปรียบเทียบจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าสองแบบ: VR และ VM สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลา APC เช่น เมื่อกระแสคงที่ไหลผ่านเลเซอร์

หากแรงดันไฟฟ้าเป็น VM>VR แสดงว่ากำลังสัญญาณที่สำคัญจากเครื่องตรวจจับแสงและความจำเป็นในการลดกระแสผ่านเลเซอร์ เป็นผลให้สัญญาณถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบซึ่งนำไปสู่การเปิดใช้งานวงจรคายประจุของตัวเก็บประจุ CH (รูปที่ 11)

รูปที่ 11

หากแรงดันไฟฟ้า VM

ทั้งหมดนี้สอดคล้องกับระยะตัวอย่าง ดังนั้น หลังจากสิ้นสุดระยะตัวอย่าง แรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นบนตัวเก็บประจุ CH ซึ่งค่าจะเป็นสัดส่วนกับกำลังของฟลักซ์แสงเลเซอร์

ถัดมาเป็นช่วงพัก ซึ่งจะทำให้พิน CH อยู่ในสถานะอิมพีแดนซ์สูง ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ CH ได้รับการแก้ไขที่ระดับที่กำหนดระหว่างการเก็บตัวอย่าง แรงดันไฟฟ้านี้ใช้กับอินพุตของตัวเปรียบเทียบภายใน ซึ่งตั้งค่ากระแสเลเซอร์ ซึ่งก็คือขนาดของ ISW ปัจจุบัน (ดูการอภิปรายด้านบนเกี่ยวกับระยะเอาท์พุตของไดรเวอร์เลเซอร์) กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวเปรียบเทียบ "อ่านข้อมูลที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ" ค่าปัจจุบันที่ตั้งไว้จะใช้ได้จนถึงช่วงการวัดครั้งถัดไป เช่น ไปจนถึงตัวอย่างขั้นต่อไป

ต้องสังเกตความสำคัญของตัวเก็บประจุ CH และความสำคัญของคุณลักษณะไว้ที่นี่ การรั่วไหลในตัวเก็บประจุ CH อาจส่งผลให้เลเซอร์ไม่ส่องแสง และปัญหาจะไม่อยู่ที่เลเซอร์หรือชิปไดรเวอร์เลย ตามที่แสดงการวัดในทางปฏิบัติ แรงดันไฟฟ้าที่ระบุบน CH ของไดรเวอร์ 65ALS543 อยู่ในช่วง 0.9...1.2 V แรงดันไฟฟ้านี้จะเปลี่ยนไปเมื่อทำการปรับตัวต้านทานแบบแปรผัน

ตอนนี้เราได้ครอบคลุมพื้นฐานการทำงานของไดรเวอร์เลเซอร์เกือบทั้งหมดแล้ว มาดูวิธีการทดสอบโดยตรงกัน จากตัวอย่างการใช้งานจริงของชิป 65ALS543 รูปที่ 12 แสดงไดอะแกรมของไดรเวอร์เลเซอร์สำหรับเครื่องพิมพ์ HP LaserJet 1100 ไดอะแกรมประกอบด้วยสัญลักษณ์ TP - นี่คือจุดควบคุมของบอร์ด

รูปที่ 12

เนื่องจากรังสีเลเซอร์เป็นรังสีที่มองเห็นได้ (แต่บนหน้าปกของบล็อกนี้มีการระบุไว้ตรงกันข้ามทุกประการ กล่าวคือ มันบอกว่ามองไม่เห็นรังสี) จึงสามารถดำเนินการตรวจสอบได้รวมถึงการมองเห็นด้วย (แต่มีเครื่องพิมพ์ที่เลเซอร์ด้วย ทำงานในช่วงอินฟราเรดที่มองไม่เห็น) แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง และประการแรก จำเป็นต้องพูดถึงข้อควรระวังด้านความปลอดภัย การแผ่รังสีเลเซอร์ไม่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์และอาจทำให้ดวงตาได้รับบาดเจ็บโดยการทำลายจอประสาทตา ดังนั้น คุณจะต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้งานชุดเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้งานโดยถอดฝาครอบออก ห้ามชี้เลเซอร์ไปที่ใบหน้าของคุณหรือผู้อื่น พยายามจัดเตรียมสถานที่ทำงานของคุณในลักษณะที่รังสีเลเซอร์จะถูกส่งออกไปจากผู้คน และที่สำคัญที่สุดคือส่องไปที่ผนัง ถอดกระจกและพื้นผิวสะท้อนแสงอื่นๆ เช่น เครื่องมือโครเมียมและอื่นๆ ออกจากโต๊ะทำงานของคุณ

ฉันอยากจะสังเกตอีกประเด็นหนึ่ง การวินิจฉัยไดรเวอร์เลเซอร์นั้นเชื่อมโยงกับการตรวจสอบเลเซอร์อย่างแยกไม่ออก ดังนั้นเราจะมาดูวิธีตรวจสอบองค์ประกอบทั้งหมดของระบบเลเซอร์ของเครื่องพิมพ์กันที่ด้านล่างนี้

เพื่อให้เกิดความชัดเจน เราจะให้คำอธิบายในการตรวจสอบองค์ประกอบของระบบเลเซอร์ที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เฉพาะ - ไดรเวอร์เลเซอร์ของเครื่องพิมพ์ HP LaserJet 1100 ซึ่งมีแผนภาพทางไฟฟ้าแสดงในรูปที่ 12

เทคนิคการทดสอบเลเซอร์ LED

วิธีที่ 1 การทดสอบการทำงานของเลเซอร์ที่ง่ายที่สุดคือการตรวจสอบแสงที่ส่งออกจากเลเซอร์ด้วยสายตาระหว่างการพิมพ์ ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องเปิดเครื่องพิมพ์โดยถอดฝาครอบตัวเครื่องทั้งหมดออก และถอดฝาครอบชุดเลเซอร์ออก ไม่จำเป็นต้องถอดชุดเลเซอร์ออก และไม่จำเป็นต้องถอดส่วนประกอบแต่ละส่วนหรือคลายสกรูใดๆ อย่าลืมข้อควรระวังด้านความปลอดภัย! ดังนั้น เมื่อถอดฝาครอบออกแล้ว ให้พิมพ์อะไรก็ได้ (แผ่นกำหนดค่า การทดสอบเครื่องยนต์ งานใดๆ จากพีซี) แต่ทางที่ดีที่สุดคือส่งงานไปยังเครื่องพิมพ์เป็นหน้าสีดำล้วน เมื่อกระดาษถูกจับและตรงกลางถึงตลับหมึก ให้วางแผ่นสีขาวไว้ด้านหน้าเลเซอร์โดยตรง ในช่วงเวลาสั้นๆ คุณจะเห็นจุดสีแดงเล็กๆ บนกระดาษ หลังจากนั้นเลเซอร์จะดับลง และเครื่องพิมพ์จะเข้าสู่สถานะข้อผิดพลาดร้ายแรง หากต้องการรีเซ็ตข้อผิดพลาด คุณจะต้องปิดและเปิดเครื่องพิมพ์ ควรสังเกตว่าจุดสีแดงที่ต้องมองเห็นมีความเข้มค่อนข้างต่ำนั่นคือ การมองเห็นไม่ใช่เรื่องง่าย โดยเฉพาะถ้าห้องสว่างเพียงพอ ดังนั้นจึงแนะนำให้แน่ใจว่าห้องปฏิบัติการของคุณมืดเพียงพอเมื่อทำการทดสอบนี้

วิธีที่ 2 การทดสอบจะดำเนินการโดยปิดเครื่องพิมพ์ ในกรณีนี้ คุณสามารถใช้งานโดยถอดฝาครอบชุดเลเซอร์ออกได้ (แต่คุณอาจพบว่าการทำงานโดยถอดบอร์ดไดรเวอร์เลเซอร์ออกจะสะดวกกว่า) ในการตรวจสอบการทำงานของเลเซอร์ คุณจะต้องมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้ภายนอก ตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายเป็น 2V ตั้งค่ากระแสการรักษาเสถียรภาพไว้ที่ประมาณ 100 mA เชื่อมต่อพิน “+” ของแหล่งจ่ายไฟเข้ากับเลเซอร์แอโนด ซึ่งมักถูกกำหนดให้เป็น COM (พิน 1 ของตัวเชื่อมต่อ J802 ในรูปที่ 12) เชื่อมต่อพิน “-” ของแหล่งจ่ายไฟเข้ากับเลเซอร์แคโทด ซึ่งมักถูกกำหนดให้เป็น LD (พิน 2 ของตัวเชื่อมต่อ J802 ในรูปที่ 12) หากเลเซอร์ทำงานอย่างถูกต้อง เมื่อคุณเปิดแหล่งจ่ายไฟ คุณสามารถตรวจสอบการปล่อยแสงของเลเซอร์ได้ วางกระดาษสีขาวไว้ด้านหน้าปืนเลเซอร์โดยมีจุดสีแดงอยู่ การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับเลเซอร์ควรทำให้กำลังของฟลักซ์แสงเพิ่มขึ้น และแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงควรส่งผลให้แสงที่ส่งออกจากเลเซอร์ลดลง เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงเป็น 1.7 V เลเซอร์จะปิด - กระแสในกรณีนี้จะน้อยกว่ากระแสของปั๊ม ความสนใจ! อย่าเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับเลเซอร์ LED ให้สูงกว่า 2.5 V เพราะอาจทำให้เสียหายได้ สังเกตได้อีกจุดหนึ่ง หากต้องการจำกัดกระแสไฟผ่านเลเซอร์ LED ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน

วิธีการทดสอบเครื่องตรวจจับแสง

คุณสามารถตรวจสอบเครื่องตรวจจับแสงที่อยู่ด้านหลังของเลเซอร์ได้เฉพาะเมื่อเปิดเลเซอร์เท่านั้น ดังนั้นให้ทำทุกอย่างตามที่กล่าวไว้ในวิธีที่ 2 ของการตรวจสอบเลเซอร์ เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่ยังจำเป็นต้องวัดระดับแรงดันไฟฟ้าที่พิน 3 ของขั้วต่อ J802 พินเครื่องตรวจจับแสงบนแผงวงจรพิมพ์มักถูกกำหนดให้เป็น PD ระดับแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของเครื่องตรวจจับแสงสามารถวัดได้โดยสัมพันธ์กับพิน "ทั่วไป" เช่น พิน 4 ของขั้วต่อ J802 การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับเลเซอร์ควรนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่ถูกถอดออกจากเครื่องตรวจจับแสง และในทางกลับกัน เมื่อมันลดลง

วิธีการตรวจสอบชิปไดรเวอร์เลเซอร์

เป็นการดีที่สุดที่จะเริ่มวินิจฉัยไมโครวงจรของไดรเวอร์แบบดั้งเดิม - ด้วยการตรวจสอบด้วยสายตาแม้ว่าการทำลายที่อยู่อาศัยของคนขับนั้นเป็นสิ่งที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของความเป็นไปได้ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกออกเช่นการสลายไฟฟ้าสถิต

หากการตรวจสอบด้วยสายตาไม่ได้ผลลัพธ์ใด ๆ คุณควรดำเนินการ "ทดสอบ" วงจรไมโครเพื่อระบุการเสียทางไฟฟ้าภายในต่างๆ ของน้ำตกหลัก จำเป็นต้องตรวจสอบหน้าสัมผัสต่อไปนี้ของไดรเวอร์เลเซอร์ 65ALS543 เพื่อดูว่าไม่มีการพังทลายลงกราวด์:

- หน้าสัมผัสของแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายแรก VCC1 (พิน 8)

- หน้าสัมผัสของแรงดันไฟฟ้าที่สอง VCC2 (พิน 20)

- ข้อสรุปขั้นตอนเอาต์พุต (พิน 18 และพิน 19)

การวัดทั้งหมดนี้ควรแสดงให้เห็นว่าไม่มีการลัดวงจรระหว่างหน้าสัมผัสและกราวด์ที่เกี่ยวข้อง แม้แต่การมีความต้านทานเล็กน้อยในระหว่างการวัดก็ควรแจ้งเตือนผู้เชี่ยวชาญเพราะสิ่งนี้ไม่ควรเกิดขึ้น

หากไม่มีความเสียหายหรือไฟฟ้าลัดวงจร คุณสามารถดำเนินการวินิจฉัยการทำงานของไดรเวอร์เลเซอร์ต่อไปได้ สะดวกในการตรวจสอบทั้งหมดโดยเปิดเครื่องพิมพ์และถอดฝาครอบออกจากชุดเลเซอร์ ที่นี่การตรวจสอบสามารถดำเนินการได้หลายขั้นตอน

1) เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าไดรเวอร์เลเซอร์ทำงานอย่างถูกต้องหากแหล่งแรงดันอ้างอิงภายในทำงานได้ตามปกติ แรงดันอ้างอิงของไดรเวอร์เลเซอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่จะส่งออกไปยังพินภายนอก สามารถตรวจสอบได้ที่พิน 5 ดังนั้นให้เปิดเครื่องพิมพ์และใช้เครื่องทดสอบเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่พิน 5 ควรอยู่ที่ประมาณ 1.4V การไม่มีแรงดันไฟฟ้านี้หรือความแตกต่างอย่างมากระหว่างค่าที่ระบุบ่งชี้ถึงความผิดปกติของไมโครวงจร

นอกจากนี้การตรวจสอบความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับพิน 8 และพิน 20 อีกครั้งก็ไม่เสียหาย แรงดันไฟฟ้านี้ควรอยู่ที่ประมาณ 5V

ที่พิน 18 (LD) ควรสังเกตแรงดันไฟฟ้า 3.7...4.1V การมีอยู่ของแรงดันไฟฟ้านี้บ่งบอกถึงความสามารถในการซ่อมบำรุงของเลเซอร์และการไม่มีวงจรเปิด

ที่หน้าสัมผัสอินพุต ควรตั้งค่าสัญญาณ VDO และ VDO# ไปที่ระดับการทำงาน สำหรับสัญญาณ VDO คือ 1.2...1.7 V และสำหรับสัญญาณ VDO# คือ 1.8...2.0 V แต่ที่นี่มีความจำเป็นต้องเข้าใจว่าไม่มีสัญญาณเหล่านี้หรือความแตกต่างที่สำคัญกับค่าที่ระบุ สามารถระบุได้ไม่เพียงแต่ความผิดปกติของไดรเวอร์เลเซอร์ แต่ยังรวมถึงปัญหาเกี่ยวกับฟอร์แมตเตอร์ ขั้วต่อ ฯลฯ

2) เมื่อเปิดเครื่องพิมพ์ หรือเมื่อเริ่มการพิมพ์ ไดรเวอร์เลเซอร์จะต้องเปิดเลเซอร์ และแม้ว่าเลเซอร์จะไม่เปิดและเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรง แต่ในช่วงเวลาเริ่มต้น (แม้จะสั้นมาก) ไดรเวอร์เลเซอร์ที่ใช้งานได้ก็ควรมีแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องบนหน้าสัมผัสที่เกี่ยวข้อง ดังนั้น ณ เวลาเหล่านี้จึงจำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ระบุในตารางที่ 2 (การวัดจะดำเนินการโดยใช้เครื่องทดสอบแบบธรรมดาแม้ว่าจะยินดีต้อนรับออสซิลโลสโคปก็ตาม)

ตารางที่ 2.

3) สามารถตรวจสอบไดรเวอร์เลเซอร์ 65ALS543 ได้โดยการบังคับให้เปิดเครื่อง ในกรณีนี้ จะมีการตรวจสอบการมีอยู่ของสัญญาณที่จุดควบคุมที่เกี่ยวข้องหรือแสงเลเซอร์

ความสามารถในการซ่อมบำรุงของไมโครวงจรประเมินโดยการทำงานในโหมด APC เมื่อเครื่องพิมพ์เปิดอยู่และอยู่ในโหมดสแตนด์บาย สัญญาณ CNT0 และ CNT1 จะถูกตั้งค่าไว้ที่ระดับ "ต่ำ" ในกรณีนี้ชิปไดรเวอร์ 65ALS543 อยู่ในโหมดรีเซ็ต หากต้องการเปลี่ยนไดรเวอร์เลเซอร์เป็นโหมด APC คุณต้องตั้งค่าสัญญาณ CNT1 ไปที่ระดับ "สูง" ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องมีแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการซึ่งต้องตั้งค่าเอาต์พุตเป็น 3.3 V

ต้องใช้สัญญาณลอจิคัล “1” ที่สร้างขึ้นในลักษณะนี้กับพิน 12 ของชิป 65ALS543 (CNT1) ด้วยชิปที่ใช้งานได้และเลเซอร์ LED ที่ใช้งานได้ สิ่งนี้ควรนำไปสู่การเปิดเลเซอร์ ซึ่งสามารถประเมินได้จากการมีรังสีของมัน (เราได้กล่าวถึงวิธีการดำเนินการข้างต้น) นอกจากนี้ คุณสามารถบอกได้ว่าเมื่อใดที่เลเซอร์เปิดอยู่โดยดูแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันบนหน้าสัมผัสที่สอดคล้องกันของไดรเวอร์เลเซอร์ ในกรณีของการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าบนหน้าสัมผัสไดรเวอร์เลเซอร์ คุณควรอ้างอิงข้อมูลที่แสดงในตารางที่ 2

ดังนั้น บางที เราได้ดูวิธีการหลักในการตรวจสอบเลเซอร์และไดรเวอร์เลเซอร์ 65ALS543 แล้ว ฉันอยากจะทราบว่าแน่นอนว่าวงจรสวิตชิ่งไดรเวอร์เลเซอร์อาจแตกต่างกันในเครื่องพิมพ์รุ่นต่างๆ แต่วิธีการตรวจสอบจะเหมือนกันในทุกกรณี เราหวังว่าตอนนี้ผู้อ่านของเราจะไม่มีปัญหาในการวินิจฉัยหน่วยเลเซอร์ของเครื่องพิมพ์เลเซอร์, MFP และเครื่องถ่ายเอกสารดิจิทัล

1.แนะนำตัวสั้นๆ

นานมาแล้วบนเว็บไซต์ Laserorg มีการโพสต์วงจรที่น่าสนใจสำหรับไดรเวอร์พลังงานไดโอดเลเซอร์สีน้ำเงิน มันถูกโพสต์โดยผู้ใช้ภายใต้ชื่อเล่นอาร์ตเดน . พื้นฐานคือชิป tps61030 จาก Texas Instruments (ราคาประมาณ 150-250 รูเบิล)เมื่อมองแวบแรก โครงการนี้ดูน่าดึงดูดใจด้วยความเรียบง่ายและอุปกรณ์จำนวนเล็กน้อย แต่นี่ไม่เป็นความจริงทั้งหมด พระเจ้าเท่านั้นที่รู้ว่ามีชิปโปเหล่านี้กี่ตัวมันถูกไฟไหม้ เป็นผลให้หลังจากการรวบรวมไม่ใช่ทุกคนที่สามารถเปิดตัวไดรเวอร์ได้อย่างเสถียร ตามกฎแล้วไมโครเซอร์กิตก็ไหม้และบางครั้งแม้แต่ไดโอด LD ก็ถูกส่งไปยังโลกหน้า

2. คุณลักษณะของไดรเวอร์

ความสนใจ! ไม่สามารถเปิดไดรเวอร์นี้หากไม่มีโหลดหรือเชื่อมต่อกับโหลดไม่ดี (โดยไม่ต้องบัดกรี)! การรวมดังกล่าวจะฆ่าไมโครเซอร์กิต!

1. ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตขึ้นอยู่กับ LD (445 nm) สำหรับสีน้ำเงินคือ 1.8...5V สำหรับสีม่วง (405nm) - 1.8...5.5V
2.แรงดันขาออกคือ 5 โวลต์
3. เมื่อขับเคลื่อนด้วยไฟ LED สีน้ำเงิน 1 วัตต์ กระแสไฟขาออกจะเป็น 1.3A. (เราถ่ายได้ถึง 2a) กระแสไฟถูกควบคุมโดยตัวต้านทาน R2
4. การบริโภคปัจจุบัน 3-4A.
5.ประสิทธิภาพ 72-80%

3. แผนภาพและรายละเอียด

รูปที่ 1 วงจรไดร์เวอร์สำหรับเลเซอร์สีน้ำเงิน


รูปที่ 2 ตรา ผู้เขียนเคิร์ก


ข้าว. 3 ตราอีกอันจาก Alex72

ข้าว. 4 ไมโครวงจรเอง จุดแสดงขา 1

ชิ้นส่วนที่วางแผนไว้หากเป็นไปได้ควรซื้อชิ้นส่วนใหม่จะดีกว่าจะส่งผลดีต่อการทำงานของผู้ขับขี่ ส่วนวิกฤต - ตำแหน่ง 1;2;6;8 เมื่อติดตั้งไดโอด ไม่จำเป็นต้องใช้ตำแหน่งหมายเลข 2 ตัวต้านทาน 22 kOhm!

4. สาเหตุของการทำงานไม่มั่นคงและความเหนื่อยหน่าย

มาดูสาเหตุที่ทำให้ชิปล้มเหลวเพื่อระบุตัวตนเหล่านี้ ฉันต้องเผาเฟอร์นิเจอร์มากกว่าหนึ่งชิ้น

คุณจะกรีดร้องเหมือนตัวเมียเมื่อคุณได้กลิ่นไหม้อันไม่พึงประสงค์! -

1. การเชื่อมต่อที่ไม่มีโหลด - วงจรไมโครตาย 100% ผู้เขียนที่โพสต์วงจรนี้ครั้งแรกเตือนเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ฉันก็ตรวจสอบแล้ว =) หากคุณกล้าเชื่อมต่อแบบนี้คุณจะได้ยินเสียง "PYSH" นี้และไมโครเซอร์กิตจะปล่อยควันออกมา
2. คันเร่งต่ำกว่า 4.a หรือไม่มีคันเร่ง ดีกว่าซื้อคันเร่งและไม่เสี่ยง เมื่อโหลดไดรเวอร์อยู่ที่ 1.5-2 วัตต์ คุณจะเห็นว่าตัวเหนี่ยวนำร้อนขึ้นอย่างไร จากนั้นคันเร่งจะอิ่มตัว ไมโครวงจรจะถูกป้องกัน และครั้งต่อไปที่คุณเปิดเครื่อง คุณจะได้รับ PYSH! จำเป็นต้องมีโช้คที่มีกระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 4A
3. การบัดกรีที่คดเคี้ยวและมีรอยบาง ๆ ยาว ๆ บางครั้งพวกมันก็ฆ่าไมโครเซอร์กิต ขอแนะนำให้ปิดรางด้วยชั้นบัดกรีบาง ๆ
4. หน้าสัมผัสที่ไม่เสถียรในระหว่างการวัดกระแส หรือลืมตั้งค่าฟังก์ชันการวัดกระแสบนมัลติมิเตอร์ คุณจะได้รับจุดที่ 1 หากคุณตัดสินใจที่จะทำการวัด ให้ตรวจสอบหน้าสัมผัสอย่างระมัดระวัง การทดสอบสามารถทำได้โดยใช้ตัวต้านทาน 3 โอห์ม, ไฟ LED สีฟ้าตาย

เราคุยกันเรื่องการตายของไมครา ตอนนี้เกี่ยวกับงานที่ไม่มั่นคง บางครั้งไดรเวอร์เริ่มเต้นเป็นจังหวะไม่มีความเสถียรในปัจจุบันไดโอดจะกะพริบ บางครั้งมันไม่ออกจากซอฟต์สตาร์ท และเราได้รับพลังงานต่ำที่เอาท์พุต และบางครั้งก็เปิดไม่ติดเลย

1. การทำงานที่ไม่เสถียรไดโอดจะเปลี่ยนความสว่างดับลงและเปิดขึ้นไม่มีความเสถียรในปัจจุบัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของตัวเหนี่ยวนำที่ไม่เหมาะสม (มีแนวโน้มว่าตัวเหนี่ยวนำของคุณต่ำกว่า 4A) หรือไดโอดที่ไม่ระบุชื่อ VD1 ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์นี้ นอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้นได้หาก LD ของคุณเกือบตาย แต่คนขับยังทำงานอยู่
2. ควรมีตัวเก็บประจุแทนทาลัมที่เอาต์พุต มิฉะนั้นอาจไม่เปิดเลย หรืออาจเปิดขึ้นมาแต่คุณจะไม่ได้รับพลังงานที่ต้องการจากเลเซอร์ไดโอด
3. การบัดกรีที่คดเคี้ยวอาจทำให้เกิดการทำงานที่ไม่เสถียรได้

5. การเชื่อมต่อไดรเวอร์

ข้าว. 5 เลเซอร์ในกระบวนการประกอบ คันเร่งและ R2 ที่ด้านหลังของผ้าพันคอ


ข้าว. 6 ลำแสงเลเซอร์ ในเวอร์ชันของฉัน 1.7-1.8 วัตต์ (R2-0.33 โอห์ม)

29-12-2013

ไท่ซานเหลียว ไต้หวัน

ด้วยพลังงานรังสีที่มากเกินไป แม้แต่การสัมผัสกับดวงตาในระยะสั้นของลำแสงเลเซอร์พอยน์เตอร์ก็อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ทั้งจากการได้รับแสงโดยตรงและเมื่อสะท้อนจากวัตถุโดยรอบ ด้วยเหตุนี้ ประเทศส่วนใหญ่จึงกำหนดมาตรฐานสำหรับระดับรังสีเลเซอร์ที่ปลอดภัยซึ่งควบคุมกำลังไฟสูงสุดที่อนุญาต บทความนี้อธิบายถึงไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอดที่สามารถทำงานได้แม้จากแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์ที่คายประจุจนมีแรงดันไฟฟ้า 1 V ไดรเวอร์ดังกล่าวมาพร้อมกับการป้องกันที่เชื่อถือได้บนทรานซิสเตอร์คู่ ช่วยลดโอกาสที่ความเข้มของรังสีจะเกินขีดจำกัดที่กำหนดไว้

ในรูปที่ 1 ทรานซิสเตอร์ Q 1, Q 2 และ Q 3 ก่อตัวเป็นองค์ประกอบผสมที่มีความต้านทานเป็นลบ ซึ่งค่าดังกล่าวจะแสดงโดยสูตรโดยประมาณ

กระแสเลเซอร์ไดโอดถูกควบคุมโดยทรานซิสเตอร์ Q 5 และ Q 6 โฟโตไดโอดในตัวจะส่งสัญญาณตอบรับเชิงลบผ่านทรานซิสเตอร์ Q 4 ไปยังฐาน Q 5 และ Q 6 เพื่อรักษาความเข้มของรังสีเลเซอร์ให้คงที่ ทรานซิสเตอร์คู่ Q 5 และ Q 6 เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อปรับปรุงความปลอดภัย หากทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งพัง ตัวที่สองจะยังคงรักษาระดับรังสีให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยต่อไป ความน่าจะเป็นที่ทรานซิสเตอร์สองตัวจะล้มเหลวพร้อมกันนั้นมีน้อยกว่าหนึ่งตัวอย่างไม่สมส่วน

หมายเหตุบรรณาธิการของ EDN

เนื่องจากการกระจายในพารามิเตอร์ของเลเซอร์และโฟโตไดโอด เพื่อตั้งค่าระดับขีดจำกัดความเข้มของรังสีที่ต้องการ อาจต้องเลือกความต้านทานของตัวต้านทาน R 7

• เผยแพร่เนื้อหาต้นฉบับอย่างไม่ถูกต้อง ทรานซิสเตอร์ถูกโยนเข้าไปในภาพโดยบังเอิญ แน่นอนว่ามันดูไม่เหมือนความผิดพลาดโดยเจตนา เพราะมันไม่ยากที่จะเข้าใจ
• Q6 เป็นภาพ npn, Q5 - ไม่มีอะไร นอกจากนี้ทรานซิสเตอร์ 2N2907 ในแผนภาพเป็นแบบเดินหน้าหรือถอยหลัง....
• ขอบคุณทุกคนที่ให้ความสนใจกับข้อผิดพลาด แก้ไขแล้ว
• ฉันจะสังเกตชั้นเชิงของราฟาเอลเป็นพิเศษ เราทุกคนเป็นมนุษย์ เราทำผิด... ผู้ที่ไม่ทำอะไรเลยย่อมไม่มีข้อผิดพลาด คำสอนเกี่ยวกับการพิมพ์ผิดครั้งหนึ่งยังคงสดใหม่อยู่ในความทรงจำของฉัน ที่นั่นเราได้รับการผนึกโดยสมบูรณ์ จริงๆ แล้วคุณรู้สึกเหมือนกลับมาอยู่โรงเรียนอนุบาล (“ใครทำถ้วยแตก?”) :) ดูหัวสูงน้อยลงนะเพื่อน ๆ เขายังไม่ได้ทาสีใครเลย ขอบคุณอีกครั้งราฟาเอล
• สิ่งที่ฉันไม่เข้าใจ - ประเด็นที่ต้องกังวลอย่างมากเกี่ยวกับการพังทลายของทรานซิสเตอร์ในวงจรกำลังของไดโอดคืออะไร? ด้วยความสำเร็จเช่นเดียวกัน การแผ่รังสีจะเกินค่าปกติหากวงจรแตกในไตรมาสที่ 4 เป็นต้น หรือในวงจรโฟโตไดโอดและ R3 วงจรทั้งหมดนี้ไม่ได้รับการป้องกันหรือทำซ้ำ โดยทั่วไปจะไม่สมเหตุสมผลกว่าที่จะสร้างการป้องกันสำหรับการใช้กระแสไฟฟ้าของวงจรทั้งหมดหรือไม่?

เป็นวงจรป้องกันเลเซอร์ไดโอดที่ได้รับการปรับปรุงจากแรงดันไฟกระชาก เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ราคาแพงไม่สามารถทนต่อแรงดันหรือกระแสไฟกระชากอย่างรวดเร็ว เพื่อลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหาย จึงมีการใช้วงจรจำกัดมาตรฐานบนทรานซิสเตอร์แบบสนามแม่เหล็กที่มีจุดเชื่อมต่อ p-n พวกเขาคือผู้ที่ลัดวงจรเลเซอร์เพื่อป้องกันไฟกระชากดังกล่าว (รูปที่ 1)

เมื่อแรงดันไฟฟ้าปรากฏบนรางส่งกำลังเชิงลบ ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามจะปิด วงจรนี้มีประสิทธิภาพในการปกป้องไดโอดเลเซอร์กำลังต่ำ แต่ไม่เหมาะกับไดโอดที่ใช้กระแสไฟมากกว่า 150 mA ขีดจำกัดนี้ถูกกำหนดโดยกระแสสูงสุดของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม หากจำเป็นต้องจำกัดกระแสเลเซอร์ไดโอดในโหมดฉุกเฉิน ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ที่เลือกอาจไม่สามารถรับมืองานนี้ได้ จริงอยู่ที่ยังมีทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามกระแสสูงที่มีจุดแยก p-n แต่มีราคาแพงกว่ามากและหาซื้อได้ยาก

วงจรในรูปที่ 2 หลีกเลี่ยงข้อเสียเหล่านี้ มันคล้ายกับวงจรทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามมาตรฐาน แต่จะเสริมด้วยทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ ซึ่งจะแยกกระแสลบส่วนใหญ่เมื่อเปิดทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม ตัวต้านทาน R2 แก้ไขศักย์เกตของทรานซิสเตอร์ Qb และ R3 ช่วยให้ปิดทรานซิสเตอร์ Q2 ได้อย่างรวดเร็ว ไดโอด 1 N914 ดูดซับกระแสไฟกระชากที่เป็นบวก ชุดโซ่ RC
ความเร็วในการตอบสนองค่อนข้างต่ำ ทำให้การเปลี่ยนจากสถานะเปิดเป็นปิดราบรื่นขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบกับไฟ LED ทั่วไป แสงเลเซอร์มีความเข้มข้นสูงและมีมุมมองที่แคบกว่า ในการเชื่อมต่อเลเซอร์ไดโอดกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ คุณจะต้องมีวงจรพิเศษที่เรียกว่าไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอด เนื้อหานี้จะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการประกอบไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอดอย่างง่ายโดยใช้ LM317

ไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอดคือวงจรที่ใช้จำกัดกระแสแล้วจ่ายให้กับเลเซอร์ไดโอดเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง หากเราต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟโดยตรงเนื่องจากต้องใช้กระแสไฟฟ้ามากขึ้นอาจทำให้ใช้งานไม่ได้หรือทำให้วงจรเสียหายได้

หากกระแสไฟต่ำ เลเซอร์ LED จะไม่ทำงานเนื่องจากไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะเปิด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวงจรไดรเวอร์เพื่อให้ค่ากระแสที่ถูกต้องซึ่งเลเซอร์ไดโอดจะเข้าสู่สถานะการทำงาน LED แบบธรรมดาต้องการเพียงตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแส แต่ในกรณีของเลเซอร์ไดโอด เราจำเป็นต้องมีวงจรที่เหมาะสมเพื่อจำกัดและควบคุมกระแส หากต้องการควบคุมพลังงานในวงจรไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอด คุณสามารถใช้ LM317

ชิป LM317 สามพินเป็นตัวปรับแรงดันไฟฟ้า ที่เอาต์พุตสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 1.25 ถึง 37 โวลต์ ลักษณะของ LM317 พร้อมหมุดที่มีป้ายกำกับแสดงอยู่ในภาพด้านล่าง

LM317 เป็นตัวควบคุมที่ปรับได้นั่นคือคุณสามารถเปลี่ยนแรงดันเอาต์พุตได้ตามความต้องการของคุณโดยใช้ตัวต้านทานภายนอกสองตัวที่เชื่อมต่อกับสายปรับ ตัวต้านทานสองตัวนี้ทำหน้าที่เป็นวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่มหรือลดแรงดันเอาต์พุต LM317 ให้การจำกัดกระแสและการป้องกันความร้อนเกินพิกัด

วงจรไดรเวอร์เลเซอร์ไดโอดที่ใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 แสดงในรูปด้านล่าง

สามารถประกอบได้ค่อนข้างเร็วบนเขียงหั่นขนม

โครงการทำงานดังต่อไปนี้ เมื่อแบตเตอรี่เริ่มจ่ายแรงดันไฟฟ้า แบตเตอรี่จะไหลผ่านตัวเก็บประจุเซรามิก (0.1 µF) ก่อน ตัวเก็บประจุนี้ใช้เพื่อกรองสัญญาณรบกวนความถี่สูงจากแหล่งกำเนิด DC ของเรา และส่งสัญญาณอินพุตไปยัง LM317 โพเทนชิออมิเตอร์ (10KΩ) และตัวต้านทาน (330Ω) ที่เชื่อมต่อกับสายควบคุมถูกใช้เป็นวงจรจำกัดแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟขาออกขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานและโพเทนชิออมิเตอร์นี้ทั้งหมด แรงดันเอาต์พุตของโคลงไปที่ตัวกรองของตัวเก็บประจุตัวที่สอง (1 µF) ตัวเก็บประจุนี้ทำหน้าที่เป็นตัวปรับสมดุลพลังงานเพื่อกรองสัญญาณที่ผันผวน ด้วยเหตุนี้คุณจึงสามารถปรับความเข้มของการแผ่รังสีเลเซอร์ได้โดยการหมุนปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์