[vazz 0]

Пока я на этапе размышлений, практическая часть еще только предстоит.

Хочу сделать небольшой станок по автоматической установке и сварке smd-компонентов типоразмеров 0402 (или 0603, пока еще не решил) с тонким медным проводом диаметром 0,2...1,0мм.

Вопросы контрукции тут обсуждаться пока не будут. На начальном этапе интересен вопрос реализации источника тока по принципу его аналоговой стабилизации с очень малой задержкой в цепи обратной связи, т.к. после этого источника тока будет узел коммутации на mosfet для выдачи импульсов с короткой длительностью (сотни микросекунд...единицы миллисекунд по начальному предположению).

Перед подачей импульса сварочного тока разумеется вывод компонента и медный провод будут фиксироваться и прижиматься внешними электродами, но, как говорится, ничего совершенного не бывает, а тем более с учетом перспективы подачи импульсов большо тока (до 150А по начальному предположению) в процессе сварки все равно будет происходить микродребезг между свариваемыми поверхностями, поэтому нужно стабилизировать ток очень быстро, напряжение на "нагрузке" должно меняться синхронно с дребезгом.

Источник тока будет запитываться от автомобильной аккумуляторной батареи, напряжение которой также будет "дребезжать" в зависимости от оставшегося заряда и от меняющегося со временем эксплутации внутреннего сопротивления.

Первым приходит в голову классический подход к стабилизации тока аналоговым способом (ИТУН на двух ОУ + эталонный шунт + мощный составной каскад из какого-то количества биполярных транзисторов на выходе), но чую будет не мало сложностей и с шунтом и с выходным каскадом и с обратной связью, т.к. скорее всего, придется как-то изолировать (может даже гальванически) цепи обратной связи от силовых, чтобы дребезг в нагрузке не портил всю малину.

Вторым приходит в голову поискать какой-нибудь специализированный ШИМ контроллер в виде ИМС, который и предназначен для подобных силовых задач.

Ну и в последнюю очередь приходит в голову изобретать свой контроллер на базе микроконтроллера. Тут и гальваническая развязка точно понадобится и не только по питанию, но и по цепям измерения аналоговых сигналов на нагрузке. Да и МК скорее всего должен будет работать на частотах >50...100 МГц, чтобы обеспечить быструю реакцию на дребезги в нагрузке, а с учетом гальванической развязки цепей аналоговых сигналов ОС - такое изобретение контроллера вызывает в мозгу весьма мутную картину и желание изобретать от этого лавинообразно гаснет.

Уважаемые спецы, присоветуйте в каком направлении дальше думать? Может контроллеры специализированные давно китайцами изобретены и купить их не проблема.

Изменено 21 мая, 2023 пользователем vazz

[Plain 223]

Можно наковырять из дохлых материнских плат силовые части многофазных стабилизаторов, т.е. синхронные драйверы затворов, транзисторы и дроссели, затем добавить многофазный контроллер источника тока, т.е. многофазный тактовый генератор, и по триггеру и компаратору на каждую фазу.

[mov 3]

Интересно , контакт элемента 0402 выдержит такую экзекуцию ?

[destroit 9]

1 час назад, mov сказал:

контакт элемента 0402 выдержит такую экзекуцию ?

Нет, конечно ...тупо испарится... 0402   = 0.4 х 0.2 мм, плюс контактная площадка покрыта оловом, проволока D 0.2 мм в торец компонента - щелчок (искра) и нема площадки . Лазарем плавить пасту, вот це тема ...

[SSerge 6]

On 5/22/2023 at 4:42 PM, destroit said:

0402   = 0.4 х 0.2 мм

04 и 02 это размеры в сотых долях дюйма, т.е. примерно 1х0.5 мм.

А 0.4 х 0.2 мм это размер 01005.

исправлено: тут я немного ошибся при устном счете, раза так в 2 примерно. 0.4 х 0.2 мм будет побольше чем 01005, но немного меньше чем размер 0201.

 

 

[vazz 0]

с понимаем типоразмеров у destroit не очень, да и с физикой процессов тоже, поболтать просто зашёл

"тупо испарится" - наверное ключевое слово "тупо"

при какой длительности импульса и каком токе оно "иcпарится"? даже мне это не известно пока, ибо практическая часть еще впереди

при импульсе тока 100 Ампер и длительности импульса 100 микросекунд испарится? Я все таки склоняюсь к тому, что степень расплавления металлов вплоть до разлета жидких капель в разные стороны - всё это зависит в основном от силы тока и длительности воздействия

Изменено 23 мая, 2023 пользователем vazz

[khach 43]

Импульсным сварочником варят крышки корпусов типа ТО - транзисторов в металле. Самих транзисторов давно не осталось, но вот в оптоэлектронике ( лазера, фотоприемники) данная технология вполне применяется. Варят килоамперами, рассчитывая интеграл I^2*t как дозу энергии импульса. Обычно заряжают батарею конденсаторов до сотен вольт и потом стреляют импульсням тиристором через сварочный трансформатор. Так получается точнее и безопаснее чем открывать-закрывать транзистор силовой.

 

[destroit 9]

51 минуту назад, vazz сказал:

даже мне это не известно пока, ибо практическая часть еще впереди

А у меня сия история давно решённая задача ...

Термокомперссионная машинка у меня тож имеется, но варить медный провод к SMD ... так себе затея .

 

[vazz 0]

khach, я пока размышлял тоже думал об этом, правда я думал применить запасенную конденсаторами энергию для увеличения напряжения управления затвором с ограничением его непосредственно между затвором и истоком с помощью супрессора, это даст "хорошие" фронты/спады при коротких импульсах. А вот на счет того, чтобы использовать конденсаторы в качестве накопителей основного заряда, передаваемого к месту сварки - как-то не знаю... наверное, спец.конденсаторы нужны какие-то, чтобы долго служили при таких токах периодического разряда. Мне не хотелось бы использовать какие-то супер-специальные детали в этой задумке. Да и величина энергии, которая будет передаваться от таких конденсаторов через трансформатор будет зависеть от разных "погодных" условий, конденсаторы вряд ли будут обеспечивать точность дозирования энергии (и в моменте, и день ото дня, и через время после износа). Большие погрешности дозирования энергии к месту сварки допустимы когда толщина свариваемых металлов достаточная, чтобы не прогорать и не "испаряться", как тут уже предполагали ранее. Мне почему-то кажется, что дозировать придется довольно точно, на сколько точно - пока не могу сказать, но полагаться на вариант с постоянным подбором/корректировкой емкости для накопления заряда перед его передачей к месту сварки пока как-то душа не лежит чтоли, не знаю.

Изменено 23 мая, 2023 пользователем vazz

[khach 43]

4 минуты назад, vazz сказал:

Да и величина энергии, которая будет передаваться от таких конденсаторов через трансформатор будет зависеть от разных "погодных" условий, конденсаторы вряд ли будут обеспечивать точность дозирования энергии

Конденсаторы конечно специальные, импульсные. Дозировка энергии  сильно зависит от контактного сопротивления, а оно в свою очередь и от состояни поврехности, и от силы прижима свариваемых деталей. Поэтому во вторичке импульсный токовый трансформатор с интегратором и  вычисляет дозу энергии. В моем случае токи во вторичке до 2.5 кА, но для больших деталей видел и 10 кА. Поэтому импульсный трансформатор там не совсем простой. Да и провода от вторички к месту сварки- гибкая медная шина из кучи тонких пластинок станутая в пакет.

[vazz 0]

интересненько, я тоже по началу думал - а что может быть проще для эксперимента взять источник энергии и с помощью микроконтроллера и мосфета поподавать импульсы определенной длительности к месту сварки, ну и поглядеть что в итоге будет получаться.. но все таки мне кажется заранее, что поиграться то можно, а всё равно всё придет к тому, что для получения "хорошего" качества сварки, к примеру, при "серийной" сварке тысячи компонентов к одному проводку за один проход, следует сразу задумываться об обеспечении передачи энергии с хорошей точностью.. поэтому и не стал сразу играться

в моем случае и качество прижима и состояние поверхностей перед сваркой придется принять за константы и в процессе работы просто обеспечивать надлежащее их состояние, идею с имп.конденсаторами в качестве накопителей основного заряда буду пробовать на практике, если с ключем на mosfete пойдет что-то не так (я планирую применить пару 8409 или 1324, хотя при таких коротких импульсах, может и одного хватит).

Изменено 23 мая, 2023 пользователем vazz

[vazz 0]

1 hour ago, destroit said:

А у меня сия история давно решённая задача ...

Ну так, если вы уже решили аналогичную задачу, то зачем вы изначально стращаете фразами типа "тупо испарится". Не понимаю. Вы тут себе цену набиваете и рекламируетесь или решили всерьез задумку обсудить.

1 hour ago, destroit said:

так себе затея

почему? :) затея очень хорошая, весьма, при тысячах элементов сильно снизит затраты на расходники и трудозатраты

[vazz 0]

материал сварочных электродов - вот еще один интересный вопрос для обсуждения в рамках этой темы

[destroit 9]

2 часа назад, vazz сказал:

Вы тут себе цену набиваете и рекламируетесь

В смысле ? Я давно уже-всё показал и рассказал  = как-что-и-чем ... я не ищу ( и никогда не искал) работу на данном ресурсе . Я решаю вопросы производства в собственной артели и изготавливаю приспособы для увеличения выхлопа ... если варит гарантированно , то не требуется квалифицированный сотрудник на озвученную операцию .

2 часа назад, vazz сказал:

затея очень хорошая, весьма

Вы сперва свари-те 0603 с медной проволокой, апосля радоваться чуду будете ... искру в видосе видели ? Дык вот, деградация SMD элемента по сей технологи, это тема для нехилого НИР .

В 21.05.2023 в 21:01, vazz сказал:

Ну и в последнюю очередь приходит в голову изобретать свой контроллер на базе микроконтроллера.

Вот для примера, потроха термокомпрессионной сварки :

Ну и как ? Микроконтроллеры  изобретать желание не пропало ? 

1 час назад, vazz сказал:

материал сварочных электродов - вот еще один интересный вопрос

Материал электродов известный, когда с принципом сварки определился ... приварить медь к SMD элементу (любого типоразмера) я могу , на спор ...но это тухлая затея ... и, да, про газ сварочный еще не задумывались ?

В 21.05.2023 в 21:01, vazz сказал:

Вопросы контрукции тут обсуждаться пока не будут.

Да-да, это дело десятое ... медный электрод диаметром 0.2 мм сам прилипнет , при должном токе ...

[vazz 0]

1 hour ago, destroit said:

Микроконтроллеры  изобретать желание не пропало

У меня его изначально не было.

1 hour ago, destroit said:

приварить медь к SMD ... это тухлая затея

почему?

1 hour ago, destroit said:

про газ сварочный еще не задумывались ?

конкретно моя идея при применении газа теряет свою рентабельность

пока прям сильно не шерстил интеренет, но что замечено в самых разных статьях - все что касается микросварки (да и сварки обычной, скорее всего) все решают шаманские манипуляции с длительностью импульса тока, количеством этих импульсов (1 или 1+1), величиной максимального передаваемого заряда, силой прижима. Наверное мне не стоит пока заморачиваться с построением схемы, которая будет супер-точно формировать длительность импульса в зависимости от внешних факторов (напряжение акб, температура ос и пр.). Сделаю макетик с гальванической изоляцией МК и возможностью формировать импульсы заданной длительности и погляжу что и как будет происходить.

Изменено 23 мая, 2023 пользователем vazz