Zgrzewarka punktowa z Chin Przenośny DIY DC 12V

Witam, kupiłem z Chin zgrzewarkę punktową. Model DIY DC 12V po podłączeniu do akumulatora i zrobieniu zgrzewów, zgrzewy są za słabe. Po ustawieniu na 30 procent zgrzewy były lepsze ale nie do końca, ustawiłem na 40 i jeden Mosfet się uszkodził i zrobił zwarcie. Proszę o pomoc w dobraniu Mosfeta 4ND4R.

"Skórka nie warta wyprawki". Koszt finalny, docelowy naprawy większy od kosztów tej zabawki. Pasujące tranzystory w tej obudowie( H−PSOF8L) można zakupić w ilościach produkcyjnych, w ilościach detalicznych jak już coś znajdziesz to pokonają cię koszta przesyłki i pakowania. Z Chin tego typu produktów nie polecam. Oczywiście można próbować wstawić tranzystory w montażu dyskretnym na osobnym radiatorze poza płytką, ale pojawia się wtedy problem z odpowiednim połączeniem przewodowym( obwód prądowy) i koniecznością wymiany wszystkich tranzystorów na jednakowe. W podobnym zastosowaniu (inna ilość tranzystorów) dobrze spisywał się dostępny powszechnie i detalicznie tranzystor "PSMN0R9-25YLC.115 100A 25V N-MOSFET SMD"( w prawdzie SOT669/LFPAK/Power-SO8 i tylko 25V), ale nie wiadomo jak będzie się spisywał z tym sterownikiem.
Dlaczego nie wybrałeś polskiego produktu jak chociażby AVT5553?

To nie ty poniżej?

mateusz11 wrote:

Proszę o pomoc w dobraniu Mosfeta 4ND4R

Odczytaj dokładnie napis, bo ten co podałeś jest błędny:)-pomyliłeś literki i zgubiłeś cyferki.

To nie mój filmik to kreatora a wracając do zgrzewarki to kolega miał mosfety FDB0105N407L ,zamantowalem je ustawiłem moc na średni zgrzew chce zrobić zgrzew a tu bum mosfet jeden się spalił co robię nie tak co może być przyczyną palenia się mosfetow.

mateusz11 wrote:

co robię nie tak

To, że kupiłeś chiński z góry źle zaprojektowany moduł.

mateusz11 wrote:

co może być przyczyną palenia się mosfetow.

Z tego co widzę wszystkie są połączone równolegle - czyli wystarczy jeden który załapie wcześniej niż reszta (a zawsze się taki znajdzie - nie ma siły) i na niego pójdzie cały prąd. Tak się tego nie robi, a z kolei wstawienie rezystorów wyrównawczych nie ma sensu w zgrzewarce.

To jak mam to połączyć żeby było dobrze

Nijak. Tego się nie da poprawić, bo sam układ jest z gruntu nieprzemyślany moim zdaniem. Ktoś sobie wymyślił jakieś absurdalnie wysokie prądy zgrzewu i zamiast dobrać JEDEN triak/tranzystor o odpowiednio dużej mocy wymyślił sobie, że da kilka równolegle. Owszem - można tak robić, ale nie w zgrzewarce; tak są łączone tranzystory w zasilaczach szeregowych, czy końcówkach mocy, ale wtedy są dodawane rezystory wyrównawcze (mała oporność/duża moc) - te rezystory pozwalają na "wyrównanie" obciążenia na tak połączonych tranzystorach aby każdy pracował na 1/2 obciążenie. Tu tak się nie da - sam zgrzew ma pomijalnie małą oporność, więc dodanie rezystorów wyrównawczych nic nie da, bo zamiast zwiększyć prąd zgrzewu zwiększa się starty na połączeniu tranzystor - elektroda. W efekcie prąd maleje i cała ta bateria tranzystorów nie ma sensu.
Chyba że się mylę, ale jak dla mnie to to jest oczywiste.

A można schemat jak mam połączyć mosfety żeby było dobrze.

(Podaj jeszcze informację jak to ustawiałeś i z czego zasilasz i w jaki sposób wszystko. )



Po pierwsze jeżeli wymieniłeś tylko uszkodzone tranzystory na sprawne ale innego typu to popełniłeś kardynalny błąd. Po drugie jakiego topnika i spoiwa używałeś?
Tu z racji połączenia równoległego i konieczności równomiernego rozłożenia znacznych prądów chwilowych należy zawsze wymieniać wszystkie tranzystory na jednakowe pochodzące z tej samej partii produkcyjnej (zwykle takie same parametry). Należy stosować spoiwo o obniżonej rezystancji, czyli takie z dodatkiem miedzi i srebra ( trudniejsze lutowanie, inne wymogi stacji lutowniczej,inny rodzaj topnika). Należy przy tym dołożyć staranności, aby poszczególne punkty lutownicze były jak najbardziej takie same pod względem wielkości warto po wlutowaniu sprawdzić rezystancję poszczególnych połączeń (ścieżki połączeń prądowych)miliomomierzem przy prądzie pomiarowym conajmniej 10A( dość specjalistyczny przyrząd, o wiele klas dokładniejszy niż multimetr ).

mateusz11 wrote:

żeby było dobrze

To jak wspomniał wcześniej kolega należy wykonać poprawnie konstrukcję -projekt. Tu nie mamy pojęcia o zastosowanego przez producenta rozwiązania. W sterowaniu równolegle połączonych mosfetów, jak nawet przy sterowaniu pojedynczych jest kluczowym odpowiednie wysterowanie pozwalające na pełne szybkie przeładowanie pojemności wejściowej tranzystora. Wątpliwą sprawą jest że producent to wykonał poprawnie , co wynika z podanego zakresu napięcia zasilania dla pracy i katalogowych danych zastosowanych tranzystorów(zobacz dla jakich parametrów bramki podawane są parametry charakterystyczne tranzystora). Wątpliwie to też wygląda pod względem wykonania - na płytce poza tranzystorami MOSFET obwodu prądowego widać jedynie maleńkie tranzystory smd mogące stanowić namiastkę dyskretnego drivera mosfet. Takie rozwiązanie na pewno ma za małą wydajność prądową, aby to prawidłowo pracowało. I podstawowa kwestia , wspomniana co do niedopracowanej konstrukcji przez kolegę wyżej, to kwestia prawidłowego zrozumienia i wykorzystania parametrów tranzystora , bo teoretyczne możliwe dane tranzystora ,to nie warunki rzeczywiste. Trzeba uwzględnić charakterystykę I DM, PEAK CURRENT (A)=f( t, RECTANGULAR PULSE DURATION(s)). ZOBACZ JAK KRÓTKIE CZASY ZAŁĄCZANIA ODPOWIADAJĄ DUŻYM PRĄDOM PRZEŁĄCZANIA. Wydaje się ,że tej charakterystyki często producenci dalekowschodni nie analizują stosując kilka tranzystorów równolegle sugerując się danymi maksymalnymi elementu, zakładając, że tak zwielokrotniają prąd maksymalny.

Z mojego praktycznego doświadczenia wiem, że stosowanie tranzystorów o zbyt niskiej rezystancji kanału i bardzo wysokim możliwym prądzie impulsowym w prostych konstrukcjach bez wąskiego zakresu powtarzalności pracy i bez zaawansowanej kontroli jest złym pomysłem. Tak jak w przypadku wspominanych przez kolegę tranzystorze FDB0105N407L- możliwy teoretyczny prąd impulsowy katalogowo ma wartość 2540A. Dla 6-8 sztuk połączonych równolegle otrzymujemy wartość 15 240A-20 520A(15,24kA-20,52kA)! Nawet wartość powtarzalnego prądu dla Tc=100°C wynosząca 330A jest zbyt duża do opanowania przy prostej wręcz amatorskiej konstrukcji o uniwersalnym zasilaniu(dla 6-8 sztuk 1980A -2640A).



I tu trzeba sobie zadać pytanie :-czy taka wartość prądów jest tu konieczna w tym zastosowaniu?
Odpowiem :
- absolutnie nie, bo zważywszy na rezystancję złącza stykowego elementów zgrzewanych,dodajmy w skali mikrozgrzewu, nawet z uwzględnieniem rezystancji przejścia elektroda-element zgrzewany jest ona o wiele za duża. A takie duże wartości trudno kontrolować i mogą jedynie przyczyniać się do stanów nieustalonych w tak prostym urządzeniu powodujących jedynie uszkodzenia jak w przypadku kolegi. Według mnie praktycznie lepiej się sprawuje klucz tranzystorowy wykonany z 1-3 sztuk tranzystorów o rezystancji jedynie 10-20 razy mniejszej od postulowanej rezystancji styku elementów zgrzewanych (jeszcze lepszym rozwiązaniem jest tyrystor stosowany w takich rozwiązaniach z powodzeniem od wieku ). Co więcej rezystory wyrównujące są jak najbardziej wskazane jako zabezpieczenie elektroniki (oczywiście wartość odpowiednio dobrana, praktycznie wartości rzędu 20-50mΩ robią różnicę dla pracy i trwałości tranzystorów). I nie szkodzi, że spowoduje to że niektóre niedokładnie przygotowane zgrzewy się nie powiodą, no cóż taki kompromis jest opcjonalnie lepszy od uszkodzenia-lepiej powtórzyć zgrzew niż uszkodzić zgrzewarkę.

Druga moja praktyczna obserwacja ściśle związana z powyższą to uszkodzenia diod zabezpieczających dren-źródło(Drain-Source Diode). W tranzystorach o gorszym RDS(on), na wyższe napięcie pracy(55-100V) są bardziej odporniejsze na uszkodzenia i nie powodują "awarii tranzystora" jak to ma miejsce w przypadku tranzystorów przewidzianych do pracy dla napięć 25-40V. Inną alternatywą jest zastosowanie dodatkowej zewnętrznej diody przepięciowej, a nawet odpowiedniego układu gasika przepięć.
Wykonany przeze mnie układ zgrzewarki do termopar i bezpieczników termicznych przeszło 20 lat temu wykorzystujący dostępne wtedy dla mnie w atrakcyjnej cenie tranzystorach IRF540, wydawałoby się o parametrach całkowicie nie odpowiednich do tego zastosowania, spisuje się prawidłowo do dnia dzisiejszego bez jednej awarii. Oczywiście nie jest to szczyt wydajności wielkoseryjnej zgrzewów (z racji nagrzewania się tranzystorów po kilku-kilkunastu zgrzewach pomimo solidnego radiatora układ ma zabezpieczenie termiczne), ale spełnia swoje zadanie dla krótkich serii zgrzewów do dziś i wykonał w tym okresie tysiące zgrzewów. Pierwsza wersja urządzenia na IRFZ 46 wykazywała awaryjność co jakiś czas.

Podsumowując ten gotowy produkt, nadmienię że o wiele lepiej sprawuje się prosty układ tranzystora mosfet z odpowiednim driverem sterowany pojedynczymi impulsami z generatora na popularnym NE555 z rozdzielonym zasilaniem części elektronicznej drivera i części prądowej , niż ten niby zaawansowany układ na mikroprocesorze w "dobrym przedziale cenowym".
Co zrobić dla poprawy sprawności tej zgrzewarki?
1)-Zastosować tranzystory z jednej serii w obudowie TO-220 , czy jeszcze lepiej TO-247AC z radiatorem. Ne koniecznie znaczną ilość. Można zastosować rezystory wyrównujące, ale takich nie dostaniesz gotowych trzeba je wykonać właśnie zgrzewając (podobnie jak są wykonywane boczniki).
2)-Zastosować stały montaż elektrod zgrzewających punktowych z stałym powtarzalnym dociskiem (najlepiej statyw z posuwem pionowym, jak do wiertarki stołowej).
3)-Zastosować odpowiedni driver sterujący tranzystorami.
4)-Zastosować osobne stabilne zasilanie części elektronicznej i drivera i osobne wysokowydajne zasilanie części prądowej (obwód prądu zgrzewu).
5)-Zastosować odpowiedni czas załączenia, to znaczy sprawdzić wszelkie ustawienia i wybrać najodpowiedniejsze (najkrótsze na początek). Ewentualnie skorygować go za pomocą dzielnika/licznika.
6)-Wstępne uruchomienie układu -sprawdzenie czasów i napięć załączania tranzystora można dokonać nie zgrzewając a stosując podłączenie żarówki 12V w"miejsce zgrzewu". Pozwala to w pełni przeanalizować prawidłowość załączania tranzystorów przez driver.

Dodano po 4 [minuty]:

398216 Usunięty wrote:

Owszem - można tak robić, ale nie w zgrzewarce;

Można można tylko z zastosowaniem charakterystyk samych elementów, wszystkich charakterystyk i ze znajomością parametrów zgrzewu. Czyli na pewno nie w uniwersalnym urządzeniu pod względem napięcia zasilania i różnych parametrów zgrzewów. I najlepiej nie w stałoprądowej (DC) a zmiennoprądowej (AC).

aaanteka wrote:

można tylko z zastosowaniem charakterystyk samych elementów, wszystkich charakterystyk i ze znajomością parametrów zgrzewu.

Tyle, że aby tak było (dokładnie takie same parametry wszystkich użytych w układzie tranzystorów) należałoby najpierw selekcjonować większą partię tranzystorów - Nawet tranzystory z tej samej serii produkcyjnej mogą się różnić parametrami; być może niewielkimi różnicami nie trzeba się przejmować w np. audio, ale w urządzeniu gdzie każda mikrosekunda ma znaczenie - to już poważny problem.
Kiedyś miałem konieczność pomiarów większej partii tranzystorów - z tej samej serii produkcyjnej. Na 500 sztuk tylko ok. 50 spełniło wymagania, a były to znacznie mniej restrykcyjne wymagania niż w tym sterowniku z jakim się boryka Autor.
Nie sądzę by chińczyk zadał sobie trud w dobór tranzystorów selekcjonując je, po prostu wstawił jak leci z listwy - po kolei. Autor zaś musiał by po pierwsze mieć możliwość sprawdzenie parametrów, a po drugie musiałby kupić co najmniej kilka razy więcej sztuk niż jest w zgrzewarce i mieć nadzieję, ze uda mu się wybrać partię o maksymalnie zbliżonych charakterystykach.

mateusz11 wrote:

A można schemat jak mam połączyć mosfety żeby było dobrze.

Koleżanka wyżej wszystko ładnie wyjaśniła.
Sam schemat zapewne jest dobry, ale tylko w teorii. W praktyce - jak pisałem : należy brać pod uwagę najgorszy przypadek jaki może wystąpić (duży rozrzut parametrów tranzystorów w tym wypadku) i uwzględnić to w projekcie. A znaczyłoby to zaprojektowanie i zbudowanie od zera całkiem innego układu.
Na Twoim miejscu najpierw zastanowiłbym się nad sensem projektowania od zera a raczej wykorzystał sprawdzony projekt - kilka zgrzewarek na forum już jest w DiY, kilka tematów o nich również istnieje.

Akurat obecnie i to przy nowych produktach nie jest tak źle:
-wymagania norm produkcyjnych narzucają wystarczającą selekcję produktu dla danej partii produkcyjnej. Co innego jak się kupuje od detalicznego pośrednika który nie dba o zachowanie kolejności zakupu towaru i elementy z różnych partii produkcyjnych, nawet z różnych zakładów produkcyjnych wrzuca do jednego koszyka. Naprawdę w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat dzięki produkcji masowej zaawansowanych urządzeń elektronicznych i sam proces produkcji został maksymalnie zautomatyzowany i zoptymalizowany pod każdym kątem parametrów elementów elektronicznych będących w toku produkcji.

Ten model zgrzewarki dobrze się sprzedaje i nawet jest chwalony przez zadowolonych klientów. Oczywiście ma kilka mankamentów i niedopracowań. Podstawowy to brak czytelnej aktualnej instrukcji obsługi w kilku europejskich językach przy ciągłych małych, ale kluczowych zmianach dla użytkownika (Przykładowo jak odwrotna skala sygnalizacji poziomu odstępu pomiędzy poszczególnymi impulsami. Koleiny to błędne podawanie zakresu pracy od7-12V, czasem do 16V, kiedy elektronika zasilana jest zwykłym stabilizatorem liniowym 7805, a czasem 7806, czy 7808.) W zestawie kompletnym na wyposażeniu są odpowiednie przewody i nie wcale o tak idealnych parametrach jak zalecane do pewnego połączenia kiedy kupujący dostaje samą płytkę (wnoszą one znaczącą rezystancję do poprawy stabilności układu-szczątkowe dość znaczne dla takiego obwodu rezystancje ). Słabym punktem jest wtyk doprowadzający zasilanie.

aaanteka wrote:

przy nowych produktach nie jest tak źle

Masz rację jeśli mówisz o pewnych źródłach zakupu elementów. Jednak chińczyk spr4zedaje co ma . a że nie zawsze nawet wie co ma (skąd i czy dobre) to można się naciąć - jak ja kiedyś gdy kopiłem 5 szt. LM3886 i wszystkie (mimo innych serii i innych producentów - inne opisy i numery serii) były dokładnie tak samo uszkodzone (nowe, nielutowane!). O masowych ostatnio problemach z malowankami nawet nie mówię.
W każdym razie chodzi o to, że taki sam element z pewnego źródła (od pewnego sprzedawcy) kosztuje odpowiednio drożej, niż te dostępne w przystępnych cenach.

aaanteka wrote:

Ten model zgrzewarki dobrze się sprzedaje

I nic w tym dziwnego skoro relatywnie tani.

aaanteka wrote:

nawet jest chwalony przez zadowolonych klientów.

O ile trafili na idealnie takie same tranzystory. Niemniej jednak istnieje również rzesza tych, którym się nie udało (jak Autorowi tematu lub filmu z załącznika) - nie wszyscy się chwalą, że dali się nabrać na lep niskiej ceny.
Dalszej części nie chce mi się cytować, ale na dobrą sprawę wynika z niej, że jest to i tak i tak moduł niedopracowany, niechlujnie przygotowany do złożenia/eksploatacji, a to już nie świadczy dobrze o producencie.

aaanteka wrote:

Słabym punktem jest wtyk doprowadzający zasilanie.

Słabym p0unktem jest cały ten moduł... Przy takich juak deklarowane prądach ścieżki bez pogrubienia dolutowną linką to nieporozumienie... chyba, ze one wraz z przewodami do elektrod "robią" za rodzaj bezpiecznika/ogranicznika prądu... O widzisz; tego nie przewidziałem...

398216 Usunięty wrote:

Słabym p0unktem jest cały ten moduł... Przy takich juak deklarowane prądach ścieżki bez pogrubienia dolutowną linką to nieporozumienie...

dla mnie to to takie pogrubianie ścieżek , może dobre w typowych układach prądu stałego o określonej wydajności, czy zasilaczach z sieci 50-60Hz, jest nieporozumieniem w takim przypadku jak tu. To układ impulsowy iście prądowy , wysokich impulsów prądowych i tu rządzą troche inne prawa fizyki. Ponadto te płytki są bardzo dobrej jakości, wielowarstwowe z przelotkami wykonanymi z wysokiej jakości materiału: miedź w pierwszej warstwie zabezpieczona w drugiej warstwie odpowiednim stopem niklowym przed korozją środowiskową (niektóre wersje wykonania nawet mają pozłacane przelotki zewnętrznie). Według mnie to jednak przemyślana konstrukcja obwodu PCB, a jedynie brak odpowiedniej informacji, komunikacji pomiędzy producentem, a odbiorcą indywidualnym wynikający najczęściej z bariery językowej jest głównym powodem niepowodzeń w stosowaniu tego typu urządzeń i eksploatacji zgodnie z wytyczonymi przez producenta parametrami wyjściowymi. Trochę winy również jest w sferze marketingowej reklamującej , jak zwykle, urządzenie jak najbardziej uniwersalne o wszechstronnym zastosowaniu i różnorodnym zasilaniu. A tak można poinformować, powiedzieć informacyjnie, napomknąć jedynie fachowcowi, który ma świadomość na temat pracy tego urządzenia i potrafi zaadoptować urządzenie dla każdych warunków zasilania- to jest dopasować zasilanie według norm przypisanych, a nie każdemu nabywcy zwykle laikowi w dziedzinie.

Dla mnie prąd to prąd. Przy deklarowanym (rzędu kA) naet5 5 warstwowa płytka byłaby niedostateczna. Nie wiem czy 70um miedź występuje w wielowarstwowych, ale gdyby nawet to jednak trochę mało.
Wśród tego rodzaju produktów (KiT, moduł) chińskich występują czasem oczywiste błędy - mało tego powtarzane w innych produktach. Kilka KiT'ów z Alli miałem okazję składać, i mniej więcej to u nich norma. Zdarzają się dobrze przemyślane i zaprojektowane PCB, ale mniej więcej drugie tyle jest ... nie do końca przemyślanych.
Mnie to wygląda jakby ktoś w garażu zrobił prototyp i od razu na jego podstawie przygotowywano do produkcji całą serię. A wiadomo - prototyp nie zawsze musi działać po jego skopiowaniu, chociażby ze względu na rozrzut parametrów użytych części.