As fontes de alimentação laser fornecem energia eléctrica regulada e controlo de corrente de precisão para subsistemas baseados em laser integrados em UAVs, UGVs e plataformas marítimas não tripuladas. Concebidos para LiDAR, designação de alvos, DIRCM, comunicações laser e cargas úteis de energia dirigida, estes sistemas convertem entradas de barramento de veículo padrão, como 28 VCC, 48 VCC ou 270 VCC, em saídas estáveis e de baixo ruído adaptadas a arquitecturas de onda pulsada e contínua.
Esta página apresenta fabricantes de fontes de alimentação para laser, que oferecem conversão CC-CC de alta eficiência, geração rápida de impulsos e controlo preciso de controladores de díodos.
Leia o Visão geral da tecnologia
Eletrónica a laser e módulos sensores para UAVs, plataformas não tripuladas e sistemas anti-UAS
Se você projeta, constrói ou fornece Fontes de alimentação laser, Crie um perfil para mostrar as suas competências e entrar em contacto com visitantes que tenham uma necessidade real das suas soluções.
As fontes de alimentação laser constituem a arquitetura eléctrica central para subsistemas baseados em laser integrados em veículos aéreos não tripulados (UAV), veículos terrestres não tripulados (UGV) e plataformas marítimas. Quer seja para suportar uma carga LiDAR compacta para um drone tático, um designador laser para um veículo de combate não tripulado ou um subsistema de armas de energia dirigida, a fonte de alimentação influencia diretamente a estabilidade da saída, a precisão da temporização, o comportamento térmico e a fiabilidade global do sistema.
Nos ambientes exigentes típicos das operações não tripuladas, estes subsistemas têm de funcionar de forma autónoma, tolerar vibrações e ciclos térmicos e integrar-se com a eletrónica de bordo distribuída. Para além do fornecimento básico de energia, uma fonte de alimentação laser moderna tem de regular e modelar a corrente com elevada precisão, uma vez que a estabilidade eléctrica afecta a qualidade do feixe, a precisão do alcance e o tempo de vida operacional dos emissores laser.
Fontes de alimentação de polarização de alta tensão da Analog Modules Inc.
Uma fonte de alimentação de laser converte a entrada eléctrica da plataforma nos perfis específicos de tensão e corrente exigidos por uma determinada arquitetura de laser. Em sistemas não tripulados, isto envolve normalmente a conversão DC-DC de alta eficiência a partir de barramentos de veículos normais. Embora 28 VDC e 270 VDC continuem a ser normas aeroespaciais estabelecidas, muitos sistemas tácticos de média dimensão estão a adotar arquitecturas de 48 VDC para equilibrar segurança, simplicidade de integração e densidade de potência.
Os projectos de modo comutado de alta frequência são normalmente utilizados para maximizar a eficiência e minimizar a pegada SWaP-C. São necessários circuitos de regulação apertados para manter a estabilidade da saída apesar da variação da tensão de entrada ou das condições de carga dinâmica durante o funcionamento em missão. A supressão eficaz da ondulação também é crítica, uma vez que o ruído elétrico excessivo pode degradar a estabilidade ótica e introduzir interferências em sistemas sensíveis de aviónica ou de sensores.
Para sistemas laser pulsados, a fonte de alimentação deve gerar sinais de acionamento de tempo de subida rápido com elevada repetibilidade. A consistência na energia e no tempo dos impulsos é essencial para as aplicações LiDAR e de determinação de distâncias, em que a instabilidade do tempo elétrico pode traduzir-se em incerteza de alcance e redução da fidelidade da nuvem de pontos.
Nas arquitecturas de estado sólido, é necessária a coordenação entre o controlador do díodo da bomba e o Q-switch para sincronizar a excitação e o tempo de libertação da cavidade. Quando são utilizadas redes de carregamento de condensadores ou de formação de impulsos, o sistema tem de gerir tensões elevadas com sequências de descarga controladas e temporização precisa, muitas vezes com uma resolução de microssegundos ou sub-microssegundos, dependendo da classe do sistema.
Nas arquitecturas distribuídas não tripuladas, as fontes de alimentação laser de alta tensão funcionam como subsistemas inteligentes, gerindo autonomamente os circuitos de regulação e a lógica de proteção. As interfaces digitais como CAN, Ethernet, RS-422 ou MIL-STD-1553 permitem a configuração, a introdução de comandos e a troca de telemetria em tempo real com o controlador de voo ou de missão.
As funções incorporadas de teste e monitorização do estado são particularmente importantes para missões fora da linha de visão. Ao acompanhar a tensão, a corrente e os parâmetros térmicos ao longo do tempo, estes sistemas suportam estratégias de manutenção baseadas nas condições e melhoram a garantia operacional para plataformas de longa duração.
Uma fonte de alimentação laser deve ser adaptada às exigências eléctricas e operacionais de cada conjunto de missões, uma vez que os diferentes subsistemas baseados em laser impõem requisitos distintos em termos de estabilidade, modulação, fornecimento de energia e controlo térmico:
A alimentação de lasers de estado sólido e de fibra com bombeamento por díodo envolve normalmente controladores de díodo de bomba de alta corrente combinados com circuitos de proteção e controlo de feedback. Estes sistemas fornecem saídas de baixo ruído e de corrente constante adaptadas ao meio de ganho ótico.
Nas arquitecturas de laser de fibra, a alimentação pode gerir vários canais de bomba de forma independente para equilibrar a distribuição do ganho e manter a estabilidade do feixe. As implementações de alta potência incorporam frequentemente controladores de porta isolados e técnicas avançadas de controlo de corrente para suportar níveis de entrada eléctrica de vários quilowatts, controlando simultaneamente a ondulação e o comportamento transitório.
Um controlador de díodo laser é fundamentalmente uma fonte de corrente de precisão concebida especificamente para o funcionamento de lasers semicondutores. Ao contrário de uma fonte de bancada de uso geral, funciona em modo de controlo de corrente com uma ultrapassagem rigorosamente limitada e estabilidade subpercentual para proteger as junções sensíveis do laser.
As implementações avançadas podem incluir perfis de rampa de corrente programáveis, controlo automático de potência utilizando feedback de fotodíodos e controlo integrado do arrefecedor termoelétrico para estabilização da temperatura. O funcionamento com corrente variável permite o ajuste da saída em tempo real em sistemas de deteção adaptativa ou de comunicação sem interromper a emissão.
Uma arquitetura de potência laser pulsada incorpora normalmente elementos de armazenamento de energia, como bancos de condensadores ou redes de formação de impulsos, para fornecer picos de potência elevados. Os principais parâmetros de desempenho incluem o tempo de subida, a estabilidade da taxa de repetição e a consistência da energia de pulso para pulso.
Em contraste, uma fonte de alimentação laser CW é optimizada para regulação de longa duração e equilíbrio térmico. Estas concepções privilegiam a estabilidade da corrente em estado estacionário, a desclassificação térmica e a fiabilidade a longo prazo durante o funcionamento contínuo de vigilância ou comunicações.
Algumas concepções modernas suportam o funcionamento de ondas contínuas e pulsadas numa plataforma de hardware configurável. Esta flexibilidade é valiosa em ecossistemas modulares de cargas úteis não tripuladas, em que uma única plataforma anfitriã pode alternar entre funções de deteção, designação ou comunicação em perfis de missão.
Os dispositivos de nitreto de gálio e carboneto de silício são cada vez mais utilizados para melhorar a eficiência de comutação e a densidade de potência. A sua capacidade de funcionar a frequências de comutação mais elevadas permite reduzir o tamanho dos componentes magnéticos, melhorando simultaneamente o desempenho térmico, o que é particularmente relevante para plataformas não tripuladas com restrições de SWaP.
Os projectos recentes incorporam telemetria avançada, registo de falhas e configuração definida por software. Ao analisar a corrente e as tendências térmicas ao longo do tempo, estes sistemas podem apoiar a manutenção baseada nas condições e a deteção precoce da degradação dos componentes. As fases de potência modulares e escaláveis estão também a tornar-se mais comuns para acomodar os perfis de descarga rápida de energia associados a cargas laser de maior potência.
Pesquisa de empresas e produtos
Subscrever o boletim eletrónico semanal
Os mais recentes desenvolvimentos técnicos e de engenharia diretamente na sua caixa de correio eletrónico - junte-se a milhares de engenheiros que o recebem.
