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[工仪]超级电容点焊机完工了,效果还行 [复制链接]

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离线ttomm
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2018-11-29
前前后后忙了2个月,超级电容点焊机终于完工了,基本达到设想的要求,当然还存在一些不如意的地方。下面分享一些制作心得。
事情的起源还是文宇多功能焊台,正式版集成了点焊控制功能,作者就想把它开发出来,于是设计了第一版点焊机电路,并小批量打样了电路板,我也有幸获得一块,本来以为要塞箱底了,因为我的测试版焊台是没有点焊控制功能的,后来还是没忍住,把它拿出来开始制作。
这就是收到的板子和铜件了,作者说光打样这几片铜板都要40大洋一套呢,激光切割的。电路板左边是三串超级电容的均衡电路,右边是MOS,正反共4排,可以装32只贴片MOS

这个是原理图,打算照这样来做。
后面就是开始买配件了,买了一大堆的东东。

三个超级电容,带连接件,测试内阻0.3毫欧左右,充电到2.5V几乎不掉压,还行吧。一开始闲鱼只要30一个,结果我买的时候涨价了,涨到60,后来在淘宝买的,45一个不算运费。

点焊机机箱,本来想买铝合金的,不过长度不够,加长价格就翻倍了,只好买这个手工铁皮箱子。

测试版文宇焊台没有点焊控制功能,只好买成品控制板,这是点焊机的控制板,双脉冲,还支持自动点焊,就是价格有点高了。另外有一款带屏幕的价格就更高了。

这是MOS管,前后买了2批,左边的是新的,右边的号称进口拆机的,价格差不多,感觉拆机件不像进口的,最后用了左边的,为啥买两,因为第一次数目买错了,差两个。
还有需要电容充电的电源,控制板的电源,连接件,有用没用买了一大堆。
控制电源12V,是电热水器的控制板了拆的,用了板子上的变压器和7812,稍微改造了一下。中途炮灰万用表UT33C电压档居然失灵了,改造好后电压一直是零,害的我从7812、电容、整流桥一一拆下来检查了一遍。
电容充电电源选了一个12V8A的拆机电源板,收到发现实际是4A的板子,因为没有限流(恒流)功能,电容充电初期就相当于电源输出短路,所以后面得加一个限流(恒流)板,又买了好几种板子,

觉得不满意,后来换了这货,目前设定输出电压7.3V,电流5A

两个电源放在箱子后部,加了一个散热风扇,串一个40度温控,风扇基本没有启动的机会。恒流板子输出串了一个肖特基二极管,防止电容向电源板反供电。

把电容放进去摆放一下,很紧凑。


下面捣鼓电路板了,说实话,还没有焊过这么小的贴片元件,一点把握也没有啊。
这个作者的设计图



  折腾两晚,完工,结果作者说板子有缺陷,还得改造一番。

正面更换了一个电阻的阻值,2004的电阻换成1004了。反面黑圈中板子未打孔与另一面联通,从新打孔,塞入铜丝将两面连接起来。少布置三个电阻,正好找到红圈位置补上。
下面开始焊MOS管,铜板表面处理了一下,用烙铁上锡,再打磨平,聊胜于无吧。

高频烙铁就是得力,如果用T12肯定焊接很吃力。

正反MOS管都焊上了,焊S脚的时候,焊锡怎么也堆不到中间的铜板上,只好加铜丝连接,焊成这样了,惨不忍睹。

在连接的时候发现焊成这样高低不平没法连接铜件了,于是拆掉从来,在中间铜板上钻两排孔,塞入铜丝,再连接MOS管的S脚,这样铜板中间总算留下一条平整的地方可以连铜件了。

板子上焊接7根线,分3组,电容均衡线4根,22线插针,MOS管控制线一个3针插座

这是自己设计的表头,主要用来监视三个电容电压,因为电容电压低于3V,单节电容是无法为表头提供供电的,而表头测量和供电电源又是共地的,因此设计成三个表头分别显示第一电容电压、第一第二个电容串联电压、第一第二第三个电容串联电压,如下图。




接上电容,测试正常,电容充电到3V以上,各个表头有显示了。表头量程是30V的,本来想用万用表校准一下,后来偷懒了。

铜连接件是用3*20的紫铜排弯的,因为内部空间不够,无法用铜线连接。铜排尺寸先用硬纸做个模子在弯铜排,在弯最长那个时还是返工了,第一个尺寸不对,又重新弯了一个,连接比较复杂,反复比划,防止最后无法安装,最后把快接件正负极内部铜件换了一下(两个长短不一致的),总算连得上了。

箱子是自己开孔的,然后喷了蓝色的漆,感觉比原来的舒服一点,虽然喷的不均匀。

电容加了一个泄放电阻,因为安装时总是不小心喷到电容电极,瞬间短路,再说使用结束后最好把电容的电放掉,因此充电回路中加了一个63档的钮子开关,中间位置是断开,上边是接电源充电,下边是接50W电阻放电,电阻一开始选了10欧姆,嫌放电太慢,又换成4欧姆的了。电阻放在恒流板上,风扇的温控也接在侧面,即使温度高了也会启动风扇,本来电阻想放在钮子开关边上的,后来发现影响铜排安放,只好移到后面来了。

10欧电阻时测试放电电流,觉得电流太小,放电时间太长。
全部装起来测试一下,脚踏开关是坏掉的玩具缝纫机里拆来的。


电容内部用铁皮做了两个抱箍固定。


充电中,首次大概需要20多分钟,充电功率从十几瓦最高到40瓦,冲到6.3V时功率又下来了,剩下89瓦,点焊一次电压基本不动。


总电压到3V,表头就有显示了


0.15渡镍片试验,从右到左依次设定三组参数是:第一脉冲4毫秒、间隔2毫秒、第二脉冲8毫秒;第一脉冲4毫秒、间隔2毫秒、第二脉冲6毫秒;第一脉冲2毫秒、间隔2毫秒、第二脉冲6毫秒;焊接火花较大,粘针明显。


存在问题:
1、 焊针质量不好,黏连明显,下一步打算换进口焊针试试。
2、 双手加脚才能操作,焊点距离不一致,打算下一步做一体手柄。
3、 参数需要摸索,不同参数效果不一样,太小焊不牢,太大焊点热量过多,连续点焊时发现焊笔有发热明显。
4、 最大的问题是电容均衡电路漏电太大,不知道哪里没焊好还是怎么的,停止充电电压会飞速下降,431集成块发热严重,现在我把均衡线拔了,电压几乎看不下降。
最后上作者的第二代测试产品,改成手持式的了,小巧好用,样品已经作出来了,等批量生产中。


END。
[ 此帖被ttomm在2018-11-29 22:32重新编辑 ]
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wmshizheng M币 +20 謝謝分享 2018-12-04
hongo M币 +13 優秀文章 2018-12-01
天使的魔翼 M币 +30 你还真能折腾,我早说过,你那电容泄压过快的原因是,控制板不行,你还是好一点的吧。 2018-12-01
yangly6443 M币 +20 原創內容 2018-11-30
zty615 M币 +13 做得不错,我也看上法拉电容了 2018-11-30
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