超级电容点焊机部件内阻对点焊电流的影响

刘佑红 · 发表于 2022-1-28 11:02:24

本帖最后由刘佑红于 2022-1-28 15:14 编辑

有部分坛友在使用超级电容制作点焊机时，不太清楚各部件对点焊电流的影响及影响程度，导致选购部件时没有做到节约与性能兼顾。临近春节不太忙，根据我制作经验与实测值，做了个电子表格计算出点焊电流供大家参考一下（理论上的最大值，没有考虑镍片间接触电阻的）。
　　我现在制作的点焊机使用材料如下：2只3000F方形超级电容，1并两串，电容内阻为0.22豪欧，36只IRLB3713并联,20x2mm铜排，1米16平方硅胶铜线一分为二作焊把线，8mm氧化铝铜焊针冷压入厚壁铜管，铜管冷压16平方焊把线，焊把线与铜管冷压处融入焊锡减少内阻。实测焊把线连同焊针每只内阻0.68豪欧，与理论值接近。电容充电至5.2V，我测试发现超过5.2V后漏电流明显，就没有充太高。点焊效果比较理想，单脉冲14ms点0.2mm纯镍，效果比较理想。
　　从图表可以看出，焊把线内阻影响最大，在5.2V电压下，使用16平方的点焊电流理论值是2905A，使用35平方的电流是4586A，差异56%之多。综合成本、使用方便程度考虑，建议使用35平方的为宜。如果点焊电流设计的大还要考虑电容和MOS管的电流承受能力，电容采用2并或者3并，多并MOS防止过流。　　　补充：表格中的焊把线1米，是指两根焊把线的总长度。做表格的目的是让坛友清楚影响点焊电流的最大因素，为计算方便按总长做的表格；电容电压值是指超级电容充到的电压高低。

刘佑红 · 发表于 2022-1-28 14:59:12

石墨发表于 2022-1-28 14:01
谢谢分享，如果搞成带公式的office文件更好，方便自行输入参数，比如3串、4串 ...

EXCEL表格

刘佑红 · 发表于 2022-1-28 15:01:33

悠悠悠发表于 2022-1-28 14:14
5v2 5v4 5v6 什么意思

意思是电容充到5.2V、5.4V、5.6V三种情况下点焊电流值。

刘佑红 · 发表于 2022-1-28 23:40:01

1588858 发表于 2022-1-28 19:09
我很不解的是我的16平方硅胶线，40cm长竟然有2毫欧左右，，，，这是什么情况。 ...

用实验电源给线通直流电，电流大些（1A以上，越大越准确），用直流MV档测各段压降，就能找出异常大的部位了。此法比内阻仪准确些，因为内阻仪常发生夹子夹不紧的情况，导致测量值变大。。

刘佑红 · 发表于 2022-1-29 09:02:36

石墨发表于 2022-1-28 23:55
谢谢大牛回复，系统的写几个点焊机精华帖吧

再发给你个有3串4串的

刘佑红 · 发表于 2022-1-29 09:17:08

开心果1 发表于 2022-1-29 09:03
楼主计算的只是理论电流值，还要考虑点焊压降以及发热对电阻的影响，实际电流达不到理想值 ...

电容内阻已计算在内，即点焊压降影响。但镍片和母材间接触电阻和线材间的接触电阻影响不小，特别是镍片和母材间接触电阻阻值不固定、变化较大，又难以测量，应该影响最大，表中数值是不计算这些因素的理论最大值，实际数值肯定要小于计算值。

刘佑红 · 发表于 2022-2-21 10:41:48

cccxxx0101 发表于 2022-2-20 21:11
同样是欧姆定律，为啥不往制作简单使用方便的相反方向走呢？适当加大回路电阻：使用快速接头，加长导线和缩 ...

制作表格的目的是提醒DIY的朋友们注意均衡选材和采用合适的2串还是3串，因为有些朋友为提升点焊电流而过于注重的mos管的数量，或者过于注重焊笔线，增加了制作成本；有些朋友则采用过细过长的焊笔线而限制了点焊电流。
目前较流行的是2串1并方式，采用3串的方式确实可以降低一个焊笔线号达到2串的电流值，但目前超级电容价格炒的太高，采用高一个线号焊笔线的成本低于增加一个电容的成本，且增加一个电容后体积明显，使用的铜排也要增加。从成本与体积考虑，2串方式还是有其存在的市场。

刘佑红 · 发表于 2022-2-21 10:44:16

cccxxx0101 发表于 2022-2-20 21:11
同样是欧姆定律，为啥不往制作简单使用方便的相反方向走呢？适当加大回路电阻：使用快速接头，加长导线和缩 ...

修改后的计算表格

刘佑红 · 发表于 2022-2-22 22:48:57

超级电容点焊机点焊电流实测

      使用2只韩国3000F方形超级电容，电容内阻0.22毫欧，28只3713,3x15mm铜排，MOS板电阻0.14毫欧，16平方硅胶线做焊把线（每根0.5米），6mm焊针，使用伏安法测量每根焊把线连同接头、焊针电阻为0.88毫欧。电容充电到5.2V，使用示波器测量焊笔线上压降来计算电流，我没法实测电流。
      焊针点焊到厚铜排时，焊笔线加焊针上压降幅度是1.7V，计算出点焊电流是1930A，系统整体内阻2.69毫欧，阻值真不小，电流也没有想象中的大。
      点焊0.2mm镀镍片时，焊笔线压降1.5V，计算出点焊电流1700A，点焊处镍片电阻为0.654毫欧，阻值比想象的要小。
   从上面实测后计算出的系统整体内阻2.69毫欧，与各部件内阻之和2.34毫欧（0.22x2+0.88x2+0.14=2.34）有0.35毫欧的差值，我推测可能是测量误差和部件之间的连接接触电阻，使用简易电池内阻仪和普通万用表测量零点几毫欧的阻值测量误差应该是很大的。
   观察压降波形为方波，前后沿都很陡峭，足见超级电容的存电量的确可观，另也说明我的驱动板的驱动能力不弱，能够胜任驱动28只3713（8550驱动输出）。