■文/余俊杰
業(yè)余條件下點(diǎn)焊機(jī)變壓器的設(shè)計(jì)
■文/余俊杰
在業(yè)余條件下通過(guò)計(jì)算對(duì)鋰電池組裝時(shí)的焊接電流大小的確定,以及按照所得參數(shù)對(duì)點(diǎn)焊機(jī)變壓器的電氣參數(shù)的計(jì)算。
點(diǎn)焊機(jī) 變壓器 設(shè)計(jì)
隨著科學(xué)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,電池在日常生活中扮演著越來(lái)越重要的地位。從隨身的數(shù)碼產(chǎn)品、到兒童玩具、出行代步的車(chē)輛,都能發(fā)現(xiàn)電池的身影。從生活中出現(xiàn)得最早的水銀干電池、堿性電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫電池、磷酸鐵鋰電池到現(xiàn)在最為廣泛應(yīng)用的鋰電池,從一次性到可充電式的反復(fù)使用。電池已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)很“長(zhǎng)”的發(fā)展歷史。尤其鋰電池的出現(xiàn),使得電池的應(yīng)用更為廣泛。從當(dāng)初的小電流低電壓(單個(gè)電芯)到現(xiàn)在相對(duì)的大電流高電壓。
但無(wú)論是小電流低電壓還是大電流高電壓都離不開(kāi)電池的組合:最基本的組合就是串、并聯(lián),電芯串聯(lián)能夠翻倍輸出電壓,并聯(lián)能夠雙倍輸出的電流。連接兩個(gè)以上的電芯,一般人都會(huì)想到使用電烙鐵和銅導(dǎo)線焊接,但300℃以上的焊接溫度會(huì)使鋰電池的安全閥自動(dòng)打開(kāi)而報(bào)廢甚至使電池爆炸,所以就必須采取更為妥善的方法,工業(yè)上就是采用了碰觸焊,利用焊機(jī)輸出的電流將連接件和電池的電極的表面熔焊而連接的。但作為普通的業(yè)余愛(ài)好者或者DIYer,要實(shí)現(xiàn)碰觸焊就必需有用一部點(diǎn)焊機(jī)。工業(yè)用的點(diǎn)焊機(jī)功率比較大,體積大,能耗也大,經(jīng)濟(jì)上的投入大,不適合個(gè)人業(yè)余使用和擁有。所以一臺(tái)相對(duì)功率小,體積小,能耗小,經(jīng)濟(jì)投入小的小型點(diǎn)焊機(jī)更是眾多DIYer的夢(mèng)寐以求之物。
一臺(tái)多大的功率焊機(jī)才合適業(yè)余使用呢?首先,先搞清楚焊接的對(duì)象。導(dǎo)體材料有銅、鋁、金、銀、鐵、不銹鋼、鎳等等,在這些金屬材料中,銅的電導(dǎo)率僅次于銀而位列第二,但是銅有個(gè)缺點(diǎn),在空氣中容易氧化。實(shí)際上你看到的所謂“鎳片”只是鍍鎳的銅片而已,鍍鎳就是為了防止銅片氧化。但銅又有個(gè)缺點(diǎn),作為電池負(fù)極極片時(shí),長(zhǎng)時(shí)間會(huì)受到腐蝕而損壞。電池當(dāng)然可以用銅連接,銅的導(dǎo)電性能肯定是優(yōu)于鎳的,但一般鋰電池PACK是一般采用0.15mm~0.4mm厚度的N6鎳合金帶焊接,鎳是一種銀白色的鐵磁性金屬,密度8.89g/mm3,熔點(diǎn)1435~1446℃,比熱容434.72 J/(Kg·K),20℃時(shí)的電阻率9.5·cm。鎳還具有良好的抗氧化性,在空氣中,鎳表面形成NiO薄膜,可阻止進(jìn)一步氧化。那么需要多大的電流才能夠使鎳片熔焊呢?也就是焊接鎳片時(shí)需要多大的電流。
假設(shè)厚度為0.4mm的N6鎳片焊接面積為1mm2,則該鎳片在2秒鐘內(nèi)完成焊接的熔接電流可由下列式子計(jì)算得到。(密度8.89g/mm3,熔點(diǎn)1435~1446℃,比熱容455.838 J/(Kg·K),常溫20℃時(shí)的電阻率9.5·cm)。
1、焊點(diǎn)的質(zhì)量
2、焊接的能量
3、焊接的阻抗
假設(shè)導(dǎo)線電阻、銅電極與鎳片的接觸電阻等的總和為:0.2 Ohm。
4、焊接的電流
1、變壓器容量計(jì)算
變壓器副邊繞組可以是單個(gè)繞組,或是多個(gè)繞組,每個(gè)繞組的電壓、電流分別是21、21、22、22、23、23…則輸出功率為:2=2121+2222+2323。
業(yè)余條件下,輸入電壓為220V50Hz,而輸出電壓一般不超過(guò)10V~12V,設(shè)定只有一個(gè)輸出為5V,則:
2、鐵芯的計(jì)算:變壓器功率與鐵芯截面積的數(shù)值有以下關(guān)系(經(jīng)驗(yàn)公式)