Многопереходный преобразователь мощности лазерного излучения на основе GaAs с высокой выходной электрической мощностью и схемой отслеживания точки максимальной мощности, смонтированный в транзисторном корпусе

Huang Bo, Huang Shuang, Ding Yanwen, Sun Yurun, Zhao Yongming, Dong Jianrong, Wang Jin

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

B. Huang, Sh. Huang, Y. Ding, Y. Sun, Y. Zhao, J. Dong, J. Wang Многопереходный преобразователь мощности лазерного излучения на основе GaAs с высокой выходной электрической мощностью и схемой отслеживания точки максимальной мощности, смонтированный в транзисторном корпусе [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 1. С. 75–80. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-75-80

B. Huang, Sh. Huang, Y. Ding, Y. Sun, Y. Zhao, J. Dong, J. Wang Transistor outline type packaged multi-junction GaAs laser power converter with high output electric power after maximum power point tracking circuit [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 1. P. 75–80. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-01-75-80

Ссылка на англоязычную версию:

Bo Huang, Shuang Huang, Yanwen Ding, Yurun Sun, Yongming Zhao, Jianrong Dong, and Jin Wang, "Transistor outline type packaged multi-junction GaAs laser power converter with high output electric power after a maximum power point tracking circuit," Journal of Optical Technology. 86(1), 60-64 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000060

Аннотация:

Разработан и изготовлен многопереходный преобразователь мощности лазерного излучения на основе арсенида галлия. Единичный чип преобразователя способен выдать 1,7 Вт электрической мощности при освещении излучением с длиной волны 880 нм и мощностью 4,78 Вт. Такие чипы, пакетированные в корпус транзисторного типа, способны выдавать мощность 1 Вт при мощности освещения 2,246 Вт, демонстрируя эффективность преобразования 44,5%. Для целей практического применения реализован соединенный с корпусом преобразователя контроллер мощности на основе техники отслеживания точки максимальной мощности (ОТММ, англ. maximum power point tracking, MPPT). Измерения показали, что на выходе контроллера можно достичь 88,1% от выхода пакетированного преобразователя мощности.

Ключевые слова:

преобразователь мощности лазерного излучения, арсенид галлия GaAs, контроллер мощности, отслеживание точки максимальной мощности

Благодарность:

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Фонда научных исследований для возвратившихся китайских стипендиатов (грант № 105757).

Коды OCIS: 350.4600, 230.0230, 140.0140

Список источников:

1. Rosolem J.B. Power-over-fiber applications for telecommunications and for electric utilities, optical fiber and wireless communications // InTech, 2017.
2. Wang J., Yan J., Ding Y., Lu Y., Jiang J., Wan H., Xu J. Fiber-wireless sensor system based on a power-over-fiber technique // Opt. Eng. 2016. V. 55. P. 031104–031104.
3. Rosolem J.B., Bassan F.R., Penze R.S., Leonardi A.A., Fracarolli C. Floridia J.P.V. Optical sensingin high voltage transmission lines using power over fiber and free space optics // Optical Fiber Technol. 2015. V. 26. P. 180–183. doi: 10.1016/j.yofte.2015.09.003
4. Matsuura M., Minamoto Y. Optically powered and controlled beam steering system forradio-over-fiber networks // J. Lightwave Technol. 2017. V. 25. P. 979–988. doi:10.1109/JLT.2016.2631251
5. Allwood G., Wild G., Hinckley S. Power over fibre: Material properties of homojunction photovoltaic micro-cells // Sixth IEEE Intern. Symp. Electronic Design. Test and Application. 2011. P. 78.
6. Khvostikov V.P., Kalyuzhnyy N.A., Mintairov S.A., Sorokina S.V., Potapovich N.S., Emelyanov V.M. Photovoltaic laserpower converter based on AlGaAs/GaAs heterostructures // Semiconductors. 2016. V. 50. P. 1220–1224.
7. Schubert J., Oliva E., Dimroth F., Guter W., Loeckenhoff R ., Bett A .W. High-voltage GaAs photovoltaic laser power converters // IEEE Trans. Electron Devices. 2009. V. 56. P. 170–175.
8. Guan C., Liu W., Gao Q. Influence of the mesa electrode position on monolithic on-chip series interconnect GaAs laser power converter performance // Mat. Sci. Semiconductor Proc. 2018. V. 75. P. 136–142.
9. Fafard S., York M.C.A., Proulx F., Valdivia C.E., Wilkins M.M., Arès R., Aimez V., Hinzer K., Masson D.P. Ultrahigh efficiencies in vertical epitaxial heterostructure architectures // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 108. P. 071101-2–071101-4.
10. York M.C.A., Fafard S. High efficiency phototransducers based on a novel vertical epitaxial heterostructure architecture (VEHSA) with thin p/n junctions // Appl. Phys. Lett. 2017. V. 50. P. 173003–173025.
11. Ding Y., Li Q., Lu Y., Wang J. TO-packaged, multi-junction GaAs laser power converter with output electric power over 1 W // Conf. Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR). 2017.
12. Kamarzaman N.A., Tan C.W. A comprehensive review of maximum power point tracking algorithms for photovoltaic systems // Renewable & Sustainable Energy Rev. 2014. V. 37. P. 585–598.
13. Ma Y., Bai T., Zhou X., Gao Z. Summary of photo voltaic and maximum power point tracking // Control and Decision Conf. IEEE. 2017. P. 2298–2303.
14. Pallavee B., Nema R.K. Maximum power point tracking control techniques: State-of-the-art in photovoltaic applications // Renewable & Sustainable Energy Rev. 2013. V. 23. Iss. 4. P. 224–241.
15. Karanjkar D.S., Chatterji S., Shimi S.L., Kumar A. Real time simulation and analysis of maximum power point tracking (MPPT) techniques for solar photo-voltaic system // Engineering and Computational Sci. IEEE. 2014. P. 1–6.
16. Datasheet of LTC3129-1: 15V 200 mA Synchronous Buck-Boost DC/DC Converter with 1.3μA Quiescent Current, Linear Technology.