Импульсный блок питания для точечной сварки

Обновлено: 24.04.2024

В жизни каждого «радиогубителя» возникает момент, когда нужно сварить между собой несколько литиевых аккумуляторов — либо при ремонте сдохшей от возраста АКБ ноутбука, либо при сборке питания для очередной поделки. Паять «литий» 60-ваттным паяльником неудобно и страшновато — чуть перегреешь — и у тебя в руках дымовая граната, которую бесполезно тушить водой.

Мне совершенно не хотелось ради нескольких сварок в год искать трансформатор, пилить его и перематывать. Хотелось найти ультрадешёвый и ультрапростой способ сваривать аккумуляторы электрическим током.

Мощный низковольтный источник постоянного тока, доступный каждому — это обычная б.у. АКБ от машины. Готов поспорить, что он у вас уже есть где-то в кладовке или найдётся у соседа.

дождаться морозов. Подойдите к бедолаге, у которого не заводится машина — он скоро побежит за новым свежим аккумулятором в магазин, а старый отдаст вам просто так. На морозе старая свинцовая АКБ может и плохо работает, но после заряда дома в тепле выйдет на полную ёмкость.

Чтобы сваривать аккумуляторы током от батареи, нам нужно будет выдавать ток короткими импульсами в считанные миллисекунды — иначе получим не сварку, а выжигание дыр в металле. Самый дешёвый и доступный способ коммутировать ток 12-вольтовой батареи — электромеханическое реле (соленоидное).

Проблема в том, что обычные автомобильные реле на 12 вольт рассчитаны максимум на 100 ампер, а токи короткого замыкания при сварке в разы больше. Есть риск, что якорь реле просто приварится. И тогда на просторах Алиэкспресс я наткнулся на мотоциклетные реле стартера. Подумалось, что если эти реле выдерживают ток стартера, причём много тысяч раз, то и для моих целей сгодится. Окончательно убедило вот это видео, где автор испытывает аналогичное реле:

Моё реле было куплено за 253 рубля и доехало до Москвы меньше, чем за 20 дней. Характеристики реле с сайта продавца:

Предназначено для мотоциклов с двигателем 110 или 125 кубов
Номинальный ток — 100 ампер сроком до 30 секунд
Ток возбуждения обмотки — 3 ампера
Рассчитано на 50 тыс. циклов
Вес — 156 граммов

Агрегат порадовал качеством — под контакты выведены два омеднённых резьбовых соединения, все провода — залиты компаундом для водонепроницаемости.

На скорую руку собрал «тестовый стенд», контакты реле замыкал вручную. Провод использовал одножильный, сечением 4 квадрата, зачищенные наконечники фиксировал клеммником. Для подстраховки снабдил одну из клемм к АКБ «страховочной петлёй» — если бы якорь реле решил бы пригореть и устроить короткое замыкание, я бы успел сдёрнуть клемму с АКБ за эту верёвку:

Испытания показали, что машинка работает на твёрдую пятёрку. Якорь очень громко стучит, а электроды дают чёткие вспышки; реле не пригорает. Чтобы не тратить никелевую полосу и не практиковаться на опасном литии, мучил лезвие канцелярского ножа. На фото вы видите несколько качественных точек и несколько передержанных:

Передержанные точки видны и на изнанке лезвия:

Едем дальше. Как показал эксперимент на лезвии, выдержать необходимую длину импульса для сварки вручную невозможно, надо делать управление от тактовой кнопки или на микроконтроллере.

Сначала нагородил простую схему на мощном транзисторе, но быстро вспомнил, что соленоид в реле хочет кушать аж 3 ампера. Порылся в ящике и нашёл взамен транзистору MOSFET IRF3205 и набросал простую схему с ним:

Схема довольно нехитрая — собственно, MOSFET, два резистора — на 1К и 10К, да диод, предохраняющий цепь от индуцированного соленоидом тока в момент обесточивания реле.

Сначала пробуем схему на фольге (с радостными щелчками жжёт дырки насквозь через несколько слоёв), потом достаём из загашника никелевую ленту для соединения аккумуляторных сборок. Коротко жмём кнопку, получаем громкую вспышку, и рассматриваем прожжённую дыру. Блокноту тоже досталось — прожгло не только никель, но и пару листов под ним :)

Даже сваренную двумя точками ленту разделить руками не выходит.

Очевидно, что схема работает, дело за тонкой настройкой «выдержки и экспозиции». Если верить экспериментам с осциллографом того же товарища с YouTube, у которого я подсмотрел идею с реле стартера, то на срыв якоря уходит около 21мс — от этого времени и будем плясать.

Пользователь Ютуба AvE тестирует скорострельность реле стартера в сравнении с SSR Fotek на осциллографе

Дополняем схему — вместо нажатий кнопки вручную доверим отсчёт миллисекунд Ардуине. Нам понадобятся:

Лучшие компоненты для создания точечной сварки своими руками с Алиэкспресс (для сварки аккумуляторов)

несколько вариантов сварки, трансформатор для свч, щупы-электроды, никилиевые пластины, корпуса батареек, квинбатерриез.

Для начала список рабочих купонов для Алиэкспресс

Aliexpress — купон $8 при покупке от $80 (начнет работать с 6 мая). Выбираем Saudi Arabia и кликаем сюда.

Акция — зажигаем фонарики. Дают купоны $20 при покупке от $120 (за 3 зажженных фонарика), $25/$120 (за 6 фонариков). Раз в день по фонарику, заходим и кликаем по LIGHT UP.

Купоны можно будет использовать с 6-го мая 10:00 МСК до 13 мая 09:59.

Самый простой вариант контактной сварки для создания недорогого варианта — на базе трансформатора от микроволновки и недорогих компонентов с Али.

На фото список необходимых деталей и схематичное соединение.

В лоте есть все необходимое плюс информация по сборке. Понадобится трансформатор от старой микроволновки.

Плата управления позволяет выставить мощность импульса сварки и его длительность. Тиристор в комплекте на 100А.

Цена от 500 рублей за плату. Есть полностью собранные варианты.

Компоновка чуть другая, этот будет проще разместить в корпусе. Существует готовая панелька под эту плату.

Это усовершенствованный вариант на STM8, дисплей подключается отдельно, дисплей сразу в корпусе под монтаж.

Подходит не только для машинок SUNKKO, но и для DIY вариантов. Расстояние контактов регулируется от 1 до 4 мм, ток до 500А.

Это недорогой вариант держателей, один из самых бюджетных на Али.

В основании цанговый зажим, очень удобно менять стержни для сварки. Это расходный материал.

В лоте 10 шт. Это медные заточенные стержни, которые зажимаются в рабочую часть аппарата для точечной сварки. По мере износа меняются.

Это специальная лента для соединения сборок аккумуляторов. В зависимости от толщины (0.1. 0.2 мм) и ширины от 5мм и шире предназначены для пропускания определенного тока. Чем толще и шире — тем мощнее сборка. Существуют простые ленты, ленты для соединения аккумуляторов в несколько рядов или под углом, а также уже нарубленные пластины для готовых сборок. Обратите внимание на держатели аккумуляторов 18650.

Ну и последний ингредиент — это силовой трансформатор. Беглый поиск по Али дал несколько вариантов, но дешевле брать по месту. Ищите с исправной первичной обмоткой — вторичная повышающая не нужна. Доматываете вторичную своим толстым проводом (20-30 квадратов и выше). Чем толще провод, тем лучше. 2-3 витка достаточно. Трансформатор должен обеспечивать 2-3 вольта на выходе и ток до 100А.

Готовые машинки для точечной сварки. Чтоб не заморачиваться.

Это полный комплект в корпусе, с щупами для сварки, регулировкой. Цена не сильно высокая.

Собственно говоря, для чего это нужно.

Для батарей самостоятельного изготовления можно приобрести готовые наборы: корпус, фурнитура, плата управления, контакты. Изготовление не составит труда. Как говорится, просто добавь элементы 18650.

Лучшие аккумуляторы формфактора 18650 для переделки шуруповертов, для питания мощных устройств и электронных сигарет. Подходят для ремонта электроскутеров, самокатов и велосипедов. Честная емкость 3000мАч, долговременный ток разряда до 30А. Низкий саморазряд, низкое внутреннее сопротивление. Официальный магазин Queenbattery

Импульсный блок питания для точечной сварки

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Импульсный блок питания электродов точечной сварки.

Делаю импульсную сварку. Дорого лень мотать трансформатор. Сделал на феррите из телевизионного строчника 60 витков первичка - 1 вторичка. Магнитопровод короткозамкнутый (без прокладки). Питаю от моста выпрямительного KBPC5010 (50А 1000В) напрямую без фильтра пульсирующим напряжением. Транзистор без радиатора, питание микроконтроллера от отдельного блока питания с развязкой. Все работало и ничего не грелось. Кидал по сотне импульсов периодом 80 мкс Количество импульсов управлялось контроллером с индикацие на ЖКИ. Так вот - тоненькая проволочка медная сечением 0,05 примерно (может и меньше не мерял) перегорала от сотни импульсов. Вставил кусок ноги от сопротивления 0,125 Вт. 20 импульсов - ничего, все холодное, серию кинул - кэээк бабхнет транзистор. Сгорели микроконтроллер и частотометр, что был подключен к ноге РВ3, осцилограф там же выжил вроде но тоже чтото странное показывал.
Что это было? Как предохранится от таких ситуаций в этой схеме в дальнейшем. Я так понимаю - нужна оптопара. Как выбрать правильную модель? Как выбрать транзистор. Я так понимаю, когда замкнул вторичку напряжение на первичке упало и увеличился ток через транзистор. Теоретически ток во вторичной обмотке не мог быть больше 50 ампер - иначе испарилась бы замыкающая перемычка. Тока больше 1 амперы быть не должно если транзистор не перестал закрыватся. Он мог перестать закрыватся при напряжении на стоке? Но открытое сопротивление у него 0,7 ом, а ток не был больше 50 ампер, т.к. мост цел и транзистор без теплоотвода держит 30 ватт, тем более, что нагрется ему время надо, а тут мгновенно все бахнуло.
Грешу на пробой сток/затвор но как его предотвратить ума не приложу. И почему не было пробоя когда маленькую провочку жег или ничего не жег - ведь тоже приложено было 220 В?

Вложения:

Комментарий к файлу: рисунок
S6302779.jpg [71.65 KiB]
Скачиваний: 1522

_________________
:]\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/ххх\/\/\/\/\/\[:
В мае на гульках 2 баяна порвал. одной лапой.
Другая болела, после того, как потрогал паяльник.

ну ты товарищь - камикадзе! так и пускал, как нарисовано?
однотактный ПН, где диод по первичке? вся энергия лупит по внутреннему диоду полевика! а он на такое не расчитан.
далее где демпфирующие цепи? какой полевик стоял? на какое
напряжение? это по силовой части.
по управлению - где разрядник полевика? МК? зря!
да и развязка не помешала бы. либо оптрон, либо транс управляющий.
еще не совсем понял, как ты ток регулируешь? частотой?

С МК дешевле получается.
Ток разряда регулируется числом ипульсов. Это ведь не непрерывная сварка а импульсная (точечна).
Транзистора марка на рисунке stp10nk60z 10А 600В 0,7 ом.
Разрядник я обязательно поставлю но выход МК его не потянет - наверное придется тулить буферный каскад на подобном полевике даже если он всего на 100 ом будет. Не хочется тулить оптопару - может защитить стабилитроном с резисторам? Да - без предохранителя эт я погарячился.
Прочитал вчера с перепугу Семенов Силовая электроника. Теперь грешу на то что транзистор защелкнулся. Треть секунды, по даташиту, он такое мог бы выдержать. Успет предохранитель сработать?

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Ну по порядку. Нужен снаббер. Поскольку выбросы индуктивные на первичной обмотке будут у тебя, пробьется без защиты полевик. Как минумум параллельно первичке должна стоять цепочка диод-кондер-резистор. Далее в затворе резистор надо бы. Без нагрузки такой преобразователь включать нельзя в любом случае. И насчет оптрона в цепи затвора это идея не очень..фронт импульса будет заваленый однозначно..хотя тут и так без драйвера..и еще..может подтянуть завтор к минусу а то он же будет постоянно открыт..могу ошибаться тут..и насколько я знаю нельзя флай бек преобразователи юзать без зазора в магнитопроводе..ключи рваться будут..

Компэл стал дистрибьютором компании POWER FLASH, производящей широкий спектр популярных батареек. POWER FLASH производит солевые и щелочные (алкалиновые) цилиндрические батарейки, а также серию литий-диоксидмарганцевых батареек. POWER FLASH выступает OEM-производителем для крупных японских и европейских производителей батареек. Батарейки POWER FLASH предназначены для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного.

а есть ли необходимость ставить контроллер? если нет то посмотрите радио 2007.9 если память мне не врёт там есть схема инвертора на тиристорах и ТВС от ЧБ телеков. в следующем номере окончание темы. параметры примерно такие: ток до 130А, напряжение до 70В. там схема классная но я не проверял её. если ошибся номером смотрите рядом, точно есть (НЕ 7,8 ТАМ ТОЛЬКО ЧТО ГЛЯНУЛ).

_________________
это не канифоль, это души умерших транзисторов.

Приглашаем 22 сентября на онлайн-экскурсию, посвященную производству батареек CR123 на фабрике FANSO EVE. Экскурсия онлайн – это новый формат общения с FANSO EVE, который отлично себя зарекомендовал. У зрителей есть уникальная возможность в реальном времени оказаться на крупнейшем производстве литиевый батарей в Китае и задать свои вопросы представителям бренда, управляющим производством FANSO.

может подтянуть завтор к минусу а то он же будет постоянно открыт..могу ошибаться тут..и насколько я знаю нельзя флай бек преобразователи юзать без зазора в магнитопроводе..ключи рваться будут..

Можно через истоковый повторитель? На осцилографе в затворе все красиво.
А вот насчет зазора я не понимаю. В книге два раза перечитывал так и не понял почему пробивает. Можете на пальцах обьяснить?
У меня все работало но когда перегрузил на КЗ сильно вторичку взорвалось (ток вторичной обмотки померять нечем было, а ток до моста померять не догадался. ). Хочу еще использовать встроенный компаратор микроконтроллера для защиты от превышения тока и контроля за фазой тока истока. Аварийка вобщем.

Схема сварки непрерывног действия тут не совсем уместна. ЧЯ хочу сделать высокочастотный вариант обыкнойвенной схемы точечной сварки (там где тиристор мощный).
Тут кстаи у меня непонятка еще одна. Нигде не нашел теории точетчной сварки. Какая там длительность импульса. Вписываются ли в эту длительность несколько периодов 50 Гц или нет?

Ды ну?!
А книжки читать пробовали?

Цитата из "Чулошников П. Л. - Контактная сварка. В помощь рабочему-сварщику" :

Кто сейчас на форуме

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Простой аппарат для точечной сварки

Работа устройства очень проста. При нажатии на кнопку, которая установлена на сварочной вилке, происходит зарядка конденсаторов до 30 В. После этого на сварочной вилке появляется потенциал, так как конденсаторы подключены параллельно вилке. Для того чтобы сварить металлы соединяем их и прижимаем вилкой. При замыкании контактов происходит короткое замыкание, в результате чего проскакивают искры и металлы свариваются между собой.

Сборка аппарата для сварки

Припаиваем конденсаторы между собой.
Делаем сварочную вилку. Для этого берем два отрезка толстой медной проволоки. И припаиваем к проводам, изолируем места пайки изолентой.
Корпусом вилки будет служить алюминиевая трубка с пластиковой заглушкой, через которую будут торчать сварочные вывода. Чтобы вывода не проваливались, сажаем их на клей.

То есть к сварочной вилке идут четыре провода: два для сварочных электродов и два для кнопки.
Собираем устройство, припаиваем вилку и кнопку.

Измеряем напряжение на конденсаторах. Оно примерно равно 30 В, что вполне приемлемо.
Пробуем сваривать металлы. В принципе терпимо, учитывая то что я взял не совсем новые конденсаторы. Лента держится довольно неплохо.

Первое, что бросается в глаза, так это большее число конденсаторов, что существенно повышает мощность всего аппарата.
Далее, вместо кнопки – резистор сопротивлением 10-100 Ом. Я решил, что хватит с кнопкой баловаться – все заряжается само через 1-2 секунды. Плюс ко всему кнопка не залипает. Ведь ток мгновенного заряда также порядочный.
И третье это дроссель в цепи вилки, состоящий из 30-100 витков толстой проволоки на ферритовом сердечнике. Благодаря этому дросселю будет увеличено мгновенное время сварки, что повысит её качество, и будет продлена жизнь конденсаторов.

Конденсаторы, эксплуатирующийся в таком аппарате контактной сварки обречены на ранний выход из строя, так как такие перегрузки им не желательны. Но их с лихвой хватит на несколько сотен сварочных соединений.

Сморите видео сборки и испытаний

Простой аппарат для контактной сварки

Это инструкция (руководство) о том, как сделать из испорченной микроволновой печи дешёвый удобный и портативный аппарат для точечной сварки металла.
Пожалуйста, обратите внимание на то, что это опасно, об этом свидетельствует надпись изображённая на трансформаторе: «ОПАСНО, ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ», примите все возможные меры предосторожности, выполняя следующие инструкции:

Материалы

Мизерная стоимость этой точечной сварки может быть вообще уменьшена до нуля, если вы найдёте следующие комплектующие, не прибегая к покупке:
1. Очень старая микроволновая печь – можно найти на свалке.
2. Деревянная доска.
3. Т-образные кронштейны.
4. Винты.
5. Кабель диаметром 1см с твердым сердечником, подойдёт и многожильный, но убедитесь, что каждая нить имеет диаметр минимум 1 мм.
6. Прочие деревообрабатывающие инструменты и электрические соединители.
7. 3-х контактные разъёмы (по желанию).
8. Металлическая перемычка для крепления длинной минимум 15см (по желанию).
9. Разъём от блока питания ПК (по желанию).
10. Клеммник (внутренний диаметр 1 см).

Вынимаем трансформатор из микроволновки

Этот шаг описывает как достать трансформатор из микроволновой печи
1. Разберите микроволновую печь, не касаясь никаких элементов на печатных платах.
2. Найдите высоковольтный конденсатор, он должен быть прикреплён к конденсатору и выглядеть как магазин от пистолета с 2 проводами, выходящими из одного конца.
3. Выполните короткое замыкание конденсатора при помощи отвёртки. ВНИМАНИЕ: СМОТРЕТЬ НА ЭТО НЕ НУЖНО, ИСКРА ОЧЕНЬ ЯРКАЯ, МОЖЕТЕ ПОВРЕДИТЬ ЗРЕНИЕ.
4. Снимите трансформатор.

Строение аппарата контактной сварки

Вся эта конструкция изготовлена из одной деревянной доски и единственная модификация, которую в неё необходимо внести состоит в разрезании доски до определённой длины, таким образом, чтобы все части имели одинаковую высоту.
Как видно из рисунка, две средние части образуют основание, на которое крепится трансформатор, между ними находится разъем питания блока питания.
На передней панели расположены две длинные части, соединенные T-образными кронштейнами (не затягивайте верхние винты, это должно быть гибкое соединение).
На переднем конце не хватает двух электродов, прикрепите их внизу длинной детали, длинную деталь прикрепите к короткой для дополнительной стабильности и поддержки.

Электроды

Любой, кто имеет опыт в сварке, знает, что при экстремальных температурах электроды расплавляются очень быстро, я ломал голову над решением этой проблемы и понял, что заземляющий штырь 3-контактных штепселей можно использовать в качестве электродов, они широко доступны и стоят копейки, а затем разработал способ прикрепления их к сварочному оборудованию и стратегию по замене (чтобы их можно было заменить так же легко, как сверло у дрели). Ниже приведен пример создания собственных электродов для этого агрегата:
1. Разделите 2 3х-контактных штепселя и извлеките штыри заземления (самый длинный штифт).
2. Разделите две части клеммной колодки и соберите металлические детали.
3. Закрутите штифт заземления в кусок медного лома и поместите его в металлический штифт клеммной колодки, затяните металлический штифт до упора.
4. Вкрутите металлический штифт клеммной колодки в деревянную доску со свободным концом, направленным к трансформатору, они будут прикреплены к концам кабеля диаметром 1 см.
Электрические модификации аппарата

Секрет успешной точечной сварки заключается в контроле за прохождением большого количества тока через точку сварки и выработке необходимой температуры, чего довольно трудно добиться из-за сопротивления материалов.
Однако вторичная обмотка микроволнового трансформатора имеет противоположное предназначение, она способствует значительному увеличению напряжения электросети за счет уменьшения тока, поэтому его необходимо модифицировать, если вы хотите, чтобы работал сварочный аппарат. Как это сделать описано ниже:
1. Снимите вторичную обмотку микроволнового трансформатора (это обмотка, которая не подключена к сети, имеет провод меньшего диаметра и больше извилин), для этого я использовал угловую шлифовальную машину с отсекающим лезвием, чтобы разрезать через весь кусок. Хоть первичные обмотки и не могут быть повреждены при точечной сварке, я бы советовал соблюдать осторожность.
2. Используя кабель диаметром 1 см, сделайте как можно больше петель через пространство, где раньше были вторичные обмотки (в моем случае это 3), затем удлините остальную часть кабеля до передней части, на которой находятся электроды, и присоедините их, предварительно завинтив готовый трансформатор на опорную плиту конструкционного каркаса.
3. Некоторые из вас могут заметить разъем питания PSU под трансформатором, я взял его из испорченного блока питания компьютера.

Другие детали

Обратите внимание на то, как я усилил конструкцию, закрепив среднюю доску металлической перемычкой. Трансформатор от микроволновки невероятно тяжёлый.
Провода коричневого и синего цвета, которые прикреплены к первичной катушке, подключены к разъему питания, упомянутому выше.
Можно сделать еще некоторые улучшения: полностью закрыть трансформатор (создать внешнюю защитного кожуха) и добавить внутрь систему охлаждения для обеспечения безопасности и продления время эксплуатации, так как он нагревается во время использования, однако я предпочитаю суровый вариант, как сейчас.
Original article in English

Читайте также: