锂电池点焊机电路分析
锂电池点焊机电路分析
1. 锂电池电焊机原理
- 锂电池点焊机是一种用于连接锂电池极片和引线的设备，其基本原理是通过瞬时高温将金属材料熔化并焊接在一起。点焊是一种电阻焊接方法，所以不适用于铜极耳的电池，要使用镍带进行焊接，因为镍带电阻大。
- 利用电流通过两个待焊接金属表面接触点时产生的电阻热来达到焊接的目的。电流流过时，接触点处的电阻最大，因此产生的热量也最高，使得金属熔化并形成焊点。
- 焊接时间非常短，通常在几到几十毫秒范围内。这种短时间的高电流通过确保了焊接区域迅速升温熔化，而周围的区域则保持较低的温度，避免损伤电池。
2. 器件分析
| 器件名称 | 型号 | 参数 | 备注 |
|---|---|---|---|
| MOS管 | HYG011N04LS1TA | 40V/320A | 0.9mΩ@10V，1.3mΩ@4.5V |
| LDO | 78L05 | 5V/100ma | 最大功率：400mW |
| 电流检测 | at4lr(丝印)，类似LN8541 | 0.52(V/μs) | 增益带宽积：1.1MHz |
| 光耦 | PC817 | 作用：隔离和驱动 | |
| 单片机 | 型号未知，可以使用PY32F002AW | ||
| 蜂鸣器 | 有源蜂鸣器 | ||
| LCD显示屏 | 0.96OLED |
3. 电路分析
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点焊电路：
- 正极由电源正极通过铜排（增加过流能力）到表笔正极。
- 负极由电源负极到下方铜条到MOS管的漏极，在MOS管导通时，漏极的电流到源极再到上方铜条到表笔负极的输出。
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控制电流
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从正极输入，经过一个防反接二极管，经过电容到78L05，将12V的电压转换为5V。
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5V给运放LN8451进行供电，运放构成一个差分放大电路，放大铜条两端之间的电压差，知道铜条的电阻，就可以推算出来经过的电流。运放的输出连接到单片机的ADC采样引脚。
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输入电压检测：输入电压从正极铜条中间进行采样，通过电阻分压后，交由单片机的ADC采样引脚。
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蜂鸣器通过一个三极管进行驱动，由单片机的IO提供导通信号。
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MOS驱动由单片机提供一个PWM信号，PC817光耦进行隔离，并且经过光耦放大驱动电压（驱动电压为输入电压，所以输入电压不能超过MOS管的最大栅极电压）。
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点焊机可以调节不同的挡位，也就是输出不同的电流。原理为：如果输入电压为12V，PWM为10%的占空比，也就是输出电压为1.2V，镍片电阻为0.1Ω，输出电流就是12A。
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4. 成本分析（大约）
| 名称 | 个数 | 合计价格 |
|---|---|---|
| HYG011N04LS1TA | 6个 | 12元 |
| 铜条 | 3跟 | 1.5元 |
| 78L05 | 1个 | 0.3元 |
| LN8541 | 1个 | 0.5元 |
| 单片机 | 1个 | 0.8元 |
| OLED显示屏 | 1个 | 6元 |
| 蜂鸣器 | 1个 | 0.3元 |
| PC817 | 1个 | 0.15元 |
| 阻容按键PCB | 5元 | |
| 线缆 | 1个 | 2元 |
| 快递/打包费 | 4元 | |
| 32.55元 |
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售价为70元，有1.15倍的利润，算是电子行业比较平均的利润水平。
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最后附图：
