本文主要是介绍电池点焊机设计要点记录及个人分析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
想要设计的由来
有些电路板或动力元件需要电池和镍片的连接，虽然临时使用焊锡焊接在了一起，但焊接过程中的热量和焊接后的厚度太大。最终想要设计一个用于点焊的板子
点焊的原理和操作上的误区
原理：两个点焊笔和镍片的接触点直径相比于导线其他位置的直径要细，根据电阻的特性，点焊位置接触点位置阻值最大，整个焊接电路串联，所以夹在此处的电压最大，热量也最多，热量导致局部镍片和金属熔化并融合也就是焊接到一起。
点焊的个人认知
1，两只表笔都先接触金属片，然后通电
这样应该只是有很少火花或没有火花。但是看到网上视频中直接点焊，可能是以下几种情况：
一、就是直接点焊，但一般有火花和表面的黑色
二，在两表笔接触的瞬间并没有通电，在接触后按下通电按钮（一般在表笔拇指方便按压处），或者表笔里有按下后接触的开关，表笔接触后向下按下后接触通电。
三，表笔接触瞬间有一个延时导通的电路设计。
2，点焊的电流很大在几百A或上千A
若对电流的大小没什么认知，可以参考电磁炉的工作电流也不到100A；手机65w快充的电流只是10多A
这么大的电流导致一般无法通过一个按钮按开关控制，一般的继电器也无法实现；个人使用一个5v的继电器控制，没想到被控制端烧穿了。
开关的选择有两种形式：
一、大功率继电器，只能考虑从报废的冰箱等，不然不划算
二、MOS管或IGBT,三极管就不考虑了，因为三极管基极电流就算是几A在电路中也是很大的
3，能量的问题
有时候点焊时并不能焊接上，很主要的问题就是没有足够让两点融合的能量。两方面解决能量问题。
一，使用高倍率电池，就是能够发电能够达到20A以上的电池，否则短时间内无法达到电流要求的话，依然无法提供融合的热量，毕竟金属都是导热的。
二，使用储能元件——大电容，由于电容的储能公式1/2CU^2,当电压增加1倍后容量可以增加3倍
4，使用电容储能时的时间分析
一，点焊的时间，1-3ms，时间过长会出现大面积的热量，金属传导很快
二，点焊笔从接触第一层镍片到镍片和下面金属接触完全的时间50ms左右，相当于机械按键手动按下时间，一般第一层悍穿了，也没焊接上，大概就是这个原因
三，电容放电时间，瞬间放电1-3ms
四，电容充电时间，在一次点焊完成后能够在1-2s内完成一次充电，可以不耽误下次点焊
5，散热问题
由于这么大的电流，必须要考虑散热问题，若不是移动点焊，只需在mos管加散热金属；若使用移动点焊，不能加装大的电容储能，那只能考虑电池容量和放电电流以及电路板散热问题，也可以考虑移动点焊分两部分，一部分是电容储能和控制板（可以加升压模块，使得电容储能增加），一部分是提供能量的电池；电池和电路板都会产生大量热量把两部分分开
电路板可以考虑铝基板，导热硅胶，金属外壳（避免电路接触）
6，显示及提醒功能
能量充满的提醒（灯）和焊接提醒（喇叭）
最终设计要点
使用大功率MOS管做为控制开关，大容量电容，升压模块，充能时间
若使用移动点焊，考虑贴片mos管和铝基板做为控制板和导热锡膏配合金属外壳。
非移动点焊时，由于点焊放电时间（1ms内）相比于充电时间（表笔拿起再点下1s左右）短很多，这段时间充能可不需要，防止点焊笔接触后一直放电，这样可以使用低功率或放电功率小的电源完成充电
点焊开始进行，电容充能断开；
点焊结束，开始充能
移动点焊时只能使用大电流放电电源在放电时提供大电流
下面的计算方式是简单通过能量的角度分析，但平时不注意的内阻问题没有考虑
充能时间计算
例如，50000uf电容，充电功率12w，充电电压24v，三极管放大30倍电流，基极电阻600Ω。
充电电流：最大 24/600*30 =1.2A
电容最大电荷电荷量：Q = CU = 5 * 10-2 F * 24V = 1.2 C
充电时间：12 C / 1.2A = 1s,
使用三极管控制电流，但随电容电压增加，电流会降低，充电时间会延长
能量计算
按照上述条件，(Q和上面表示的意义不同，这里表示的是能量)
电容储能：Q = 1/2CU2 = 0.5 *5 * 10-2 F * (24V)2 = 1440J
需要高倍率电池功率：P = 1440J / 3ms = 48 * 104 = 480kw, 这根本无法满足
需要这么多能量的原因
1，实际中并不是用到这么多能量全部用于焊接，需要注意的是电源和电容中的内阻，内阻导致整个电路的电流无法达到要求
2，电容和电源以及导线的内阻都不能忽略
3，考虑电压12v时，为了满足100A的电流，内阻大概不能大于100mΩ，而在一般uf级别电容的内阻很容易就超过50mΩ。
设计中的解决方法
1，PCB设计中尽量使用较宽的走线，或多路环路走线（反正不需要考虑高频信号干扰），注意铺铜方式，参考另一篇
2，使用多个电容并联的形式降低内阻，使用多个MOS管减小阻值，增加承载电流。
3，选用粗一些的低阻紫铜做为导线，导线长度尽量短
这篇关于电池点焊机设计要点记录及个人分析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
