Projekt zgrzewarki kondensatorowej - Rezystancje

Witam wszystkich.
Wziąłem się za projektowanie zgrzewarki, która ma głównie posłużyć do zgrzewania pakietów ogniw 18650 ale pewnie znajdzie też inne zastosowanie.
Zamysł jest wykorzystanie superkondensatorów 2,7V 100F ESR 10m Ohm.
Chce je łączyć wyłącznie równolegle żeby darować sobie dorzucanie balancera więc max napięcie to ok. 2,5V. do kontroli "wypuszczenia" prądu użyje powiedzmy 4x mosfet 3,5m Ohm równolegle sterowanych z mikrokontolera (chce sterować czasem).
Napięcie naładowania C również chce sterować przez uC dzięki czemu będe kontrolował moc i czas zgrzewania. Za mosfetami chce dać stałą, małą rezystancje ograniczającą max prąd w przypadku kompletnego zwarcia.
I tu pojawia się problem bo ciężko mi cokolwiek wyliczyć, dobrać pojemność C, stwierdzić czy te 2,5V w ogóle starczy nie znając przykładowych wartości rezystancji przy zgrzewaniu a nigdzie nie mogę takich danych znaleźć.
Pomoże ktoś?

Jaką będziesz miał rezystancję połączeń kondensatorów zesobą, wytrzymałość prądową połączenia? Laminat to za mało. Rezystancja tranzystora w jakiej obudowie? Znowu, system wyprowadzeń i lutowania wprowadzają swoje rezystancje a chcesz pracować na mR i niskim napięciu wyjściowym.
Twoje ostatnie pytanie jest dosyć trudne. Rezystancja zależy od siły docisku, wielkości pól kontaktowych oraz ilości i sposobu przygotowania zgrzewanych powierzchni. Będą to dziesiąte części oma.

Max Peak Current pojedynczego C to 67A a chce dać 2-4 więc zdaje sobie sprawę że sam laminat szybko pójdzie z dymem. Zrobię projekt na grubych ścieżkach+srebrzanka+dużo cyny
Bardziej chodzi mi o rząd wielkości a nie dokładną wartość bo wiadomo że jest dużo czynników.
W kolejnych ścieżkach prądowych będę miał na uwadze prądy, a na same przewody wyjściowe chce dać miedzianą linkę w silikonowej izolacji (przekroju i długości jeszcze nie ustaliłem).
Czyli mogę założyć 0,1 Ohm jako minimum? O minimum mi chodzi żeby większość mocy nie poszła w wspomniany rezystor i mosfety.

Proponowałbym raczej możliwie blisko zgrzewadła z grubego drutu miedzianego dodać od razu kondensatory do tych wyprowadzeń. Płytka to za mało jakbyś jej nie przygotował a dodanie dużo cyny to zdecydowanie zły pomysł. Niczego nie poprawi techniczne a jedynie Twoje samopoczucie.
Masz trzy rezystancje kontaktowe eletroda.1 miedziana->blaszka->korpus->elektroda.2 miedziana. Jak dodasz lutowania kondensatorów, płytek, MOSFET-ów to będziesz musiał dołożyć kolejne strzałki, które są rezystancjami czyli spadkami napięcia. Każda taka strzałka to strata energii i potencjalne miejsce uszkodzenia.

Może coś takiego ?

https://www.youtube.com/watch?v=Gumwh8P-FUU

https://www.youtube.com/watch?v=PA6tXFxQJHU

Lub coś mocniejszego

https://www.youtube.com/watch?v=PbxF_xGtBYE

Wiem że cyna najlepszym superprzewodnikiem nie jest ale kilka zatopionych drutów srebrzanach powinno swoje zrobić. Pomijając teorie wykonania i miejsca spadków napięć, bo te zaprojektuje pod kątem rezystancji końcowej tj. styku zgrzewania, myślisz że minimum 0,1 Ohm to realna wartość?

EDIT
@Tazma
Dzięki za linki ale wszystko na trafo i żaden filmik nie odpowiada na moje pytanie odnośnie konkretnego zagadnienia w projekcie.

Tego rzędu wielkości powinieneś się spodziewać. Możesz zrobić test jak masz miernik 3 3/4 cyfry z kompensacją przewodów. Możesz poszukać w necie schematu pomiaru małych rezystancji. W najprostszym przypadku za pomocą Mostka Thompsona. Chcesz to zrobić co zamierzasz to musisz urealnić projekt do posiadanych możliwości. Budowane na trafo zgrzewarki mają przewagę nad niskonapięciowymi, kondensatorowymi pod postacią kształtu wyładowania zgrzewającego. Dlatego przemysł samochodowy na nich funkcjonował nawet jak trzeba było kupić sporo drogich, ciężkich robotów, które są w stanie dźwignąć zgrzewadło ważące 40...60kg.
Srebrne druty to droga do nikąd. Kondensatory powinny być na pładkowniku miedzianym, możliwie blisko elektrod. To takiej operacji jak ta, którą założyłeś wystarczy jedna ruchoma szczęka. To połowę roboty mechanicznej mniej. Tranzystory też lepiej gdyby nie były SMD a w porządnej obudowie pokroju TO247. Wyprowadzenia tego typu obudowy wytrzymują ~75A, TO220 ~50A. To są realia. Producenci różne rzeczy wypisują i dotyczą one specyficznych warunków a zwykle parametrów struktury a nie struktura+wyprowadzenia między strukturą a końcówkami+ obudowa z końcówkami.

4x67A wydaje sie mało jak na zgrzewarkę, ale nie wiem jak łatwo/trudno zgrzewają się blachy do ogniw Li-Ion.

Nie wiem czy to będzie pomocne ale:

1. Energia zgromadzona w kondensatorze jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, więc stosując małe napięcie, zgromadzisz mało tej energii, więc i mało energii ma możliwość być przekazana na ciepło w celu zgrzewania, więc nie wiem czy użycie superkondensatorów jest w tym przypadku dobrym pomysłem.

2. Jakiś czas temu robiłem pewne doświadczenie. Naładowałem kondensator elektrolityczny 10000 uF do napięcia około 35 V i zwarłem przez indukcyjność około 30 uH. Oscyloskopem zaobserwowałem przebieg prądu (obwód tłumiony RLC) który w piku wyniósł około 130 A, a czas całego przebiegu to około 5 ms. Więc po co tutaj jakieś superkondensatory które są raczej drogie, a taki pojedynczy kondensator o parametrach 10000 uF i 50 V kosztuje około 10 zł (NIC SIĘ NIE GRZAŁO)

3. Tak odnośnie tego co było pisane wyżej odnośnie tego, że laminat pójdzie z dymem to nie jestem do tego przekonany, oczywiście prąd jest duży, ale przez bardzo krótką chwilkę, więc generalnie nie powinna wzrosnąć zbytnio temperatura, choć lepiej wykonać połączenia przewodami.

P.S. w mojej pracy dyplomowej wykorzystuje kondensator 10000 uF i ładuje do napięcia 300 V dzięki czemu otrzymuje w piku około 1500 A . Ale zwieram przez indukcyjność w celu wytworzenia pola magnetycznego. W twoim przypadku indukcyjność obwodu będzie bardzo mała, możesz za symulować np. w programie Ltspice taki stan nieustalony i założyć jakąś małą indukcyjność i zobaczysz mniej więcej jaki otrzymasz prąd w piku.

To są stalowe blachy rzędu ~0.1mm zwykle niklowane, zarówno łącznik jak i korpus. Gdyby to była miedź albo aluminium to w ogóle zapomnij o zgrzewaniu czymś takim. Nie budowałem niskonapięciowej zgrzewarki i tak sie głośno zastanawiam nad problemem kształtu impulsu zgrzewającego? Jak będzie zbyt krótki ale wydajny prądowo to metal w punkcie nie zdąży się rozgrzać. Będą powierzchowne fajerwerki między powierzchniami styku i tyle. Tymczasem to powinien być chwilowy ale nieco rozciągnięty w czasie impuls prądowy. Dlatego tak zupełnie podświadomie raczej dążyłbym ku zgrzewarce o nieco wyższym napięciu a niższem prądzie. A jak po drodze dodatkowo zupełnie szeregowo pojawiłaby się jakaś dodatkowa indukcyjność to byłoby całkiem nieźle gdyż chwilowe wypłaszczenie prądu za sprawą RL w zgrzewanej szczelinie i mały ale konkretny ustalony mikrołuk zrobiłby swoje.

Napięcie nie może być za niskie też z powodu że podczas nagrzewania rezystancja styku bardzo wzrasta więc napięcie nie może być za niskie bo prąd zostanie ograniczony. Poza tym rezystancja w punkcie styku jest poniżej 1mΩ (widziałem obliczenia w jakiejś książce ale nie mogę sobie przypomnieć jakiej) żeby wydzielic w niej konkretną moc potrzeba dużego prądu a ten jest ograniczany również przez ESR i inne rezystancje w obwodzie, jeśli napięcie będzie za małe, to i prądu nie starczy.

Quote:

Jak będzie zbyt krótki ale wydajny prądowo to metal w punkcie nie zdąży się rozgrzać. Będą powierzchowne fajerwerki między powierzchniami styku i tyle.

Akurart krótki czas zgrzewania jest zalecany bo nastąpi tylko miejscowe stopienie metalu, bez dużych odkształceń i utleniania powierzchni. Czy może być za krótki tego nie wiem, jeśli docisk będzie dobry i energia odpowiednia, co co miało by sie stać? musi sie nagrzać, Krótki czas impulsu jest raczej cechą wszystkich zgrzewarek kondensatorowych, a budowano je od dawna, w czasach kiedy superkondensatorów nie było, więc pojemności były mniejsze.

Quote:

P.S. w mojej pracy dyplomowej wykorzystuje kondensator 10000 uF i ładuje do napięcia 300 V dzięki czemu otrzymuje w piku około 1500 A . Ale zwieram przez indukcyjność w celu wytworzenia pola magnetycznego.

Nie wykończyłeś jeszcze kondensatora zmianami polaryzacji?

A kto tu mówi o zmianach polaryzacji? W tyumionym obwodzie RLC, a taki tutaj wystepuje, prad jak i napięcie przepływają w jedną stronę. Tymbardziej ze jako lacznik zastosowalem tyrystor.

Rezystancja 1mR to raka obliczeniowa, którą można uzyskać teoretycznie. Nawet w zgrzewarkach samocodowych jest wyższa a parmetry docisku szczęk są tam naprawdę dobrze dobrane. Tutaj nie ma na to najmniejszych szans bo to nie zgrzewanie punktowe dwóch blach a blaszki do ogniwa i jakoś to ogniwo trzeba podłączyć do jednej elektrody a blaszkę docisnąć drugą.
1.5kA zwykle załącza się tyrystorem i akurat w jego przypadku dosyć trudno wywołać wsteczny przepływ prądu oscylacji wyładowania. Tyrystor ma jeszcze kilka zalet w takim rozwiązaniu. Sposób wyzwalania impulsu oraz szybkość jego narastania.