業(yè)余條件下點(diǎn)焊機(jī)變壓器的設(shè)計(jì)

■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。

一、鎳片焊接電流的計(jì)算

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

二、變壓器的計(jì)算

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）