【立创开源】双极性超级电容点焊机

nusz***

半桥结构的双极性超级电容点焊机，STC Ai8051U-34K64，8A充电，电流显示。
再玩一下法拉电容点焊机，半桥结构的双极性超级电容点焊机，STC Ai8051U-34K64，8A充电，点焊电流显示。
一焊笔接半桥输出，另一焊笔接4串电容的中间抽头。
注意：法拉电容，注意安全，谨防短路，过充。安装时尽量放电后再安装，极耳临时包胶布绝缘。
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1）使用了 Ai8051U-34K64，便宜好用，用AiCube生成配置代码还是很方便的，通俗易懂。
HEX第一次下载，插入USB，按住BOOT按键，打开电源即可。之后AiCube-ISP设置RST为复位功能，以后下载只要插入USB，按下RST即可。
2）屏幕使用了常见的1.54寸IPS屏，12PIN，ST7789，使用硬件SPI，界面简陋了点，之后再完善吧。另外16*32的字体是8*16放大来的，可节省ROM。
3）充电，TPS40055/TPS40057，和INA199，恒流充电，MAX8A，但是经验不足踩坑了，由于是同步整流，电流倒灌会炸下管，所以输出要加一大电流肖特基隔离。
电流也调到6A左右了，之后考虑其他非同步整流的充电方案，或加PMOS控制下（控制失误怕炸管）。
4）法拉电容被动匀衡，还是使用了TL431方案。
5）半桥结构，MOS使用 SP40N01AGHTO，40V 370A  0.9mR。6颗上桥臂，6颗下桥臂（板子背面还可以加6+6颗MOS）。
6）MOS驱动，使用UCC21520，下桥臂驱动MT3608升压15V，上桥臂驱动隔离电源模块B1515供电.
UCC21520的DT配置死区时间，可以禁止上下桥臂同时导通。栅极还是使用了快开慢关的方案，栅极下拉建议直接焊在MOS上。
7）TVS板用了10颗TO-263的肖特基MBR20200续流，10颗DO218-AB 的TVS，SM8S20A。
8）点焊电流检测，也是INA199，加0.05mR电阻（在4串电容的中间抽头），REF1.25V，检测正负电流。显示简易的曲线。
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双极性好处，二个焊点一样牢固，但成本高。网上好像半桥不太常用，常用的是二组单极性反相相接，想着试一下半桥吧。
可以预见的困难，焊笔电感的关系，关断时电感电流不能突变，产生的尖峰电压。如下图所示，半桥结构，靠MOS的体二极管吸收是否可行？
还是做了TVS板，靠肖特基续流，示波器可见下桥臂关断产生30V的尖峰电压，上桥臂关断产生-2V的尖峰电压。
或许下一版，加入电容MOS主动吸收，如之前单极性那样 https://oshwhub.com/47415y/kai-yuan-xiao-gong-lv-fa-la-dian-rong-dian-han-ji





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MCU板


MOS板


TVS板
   

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测试中




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可以看到铝排（3mm*15mm），焊笔电缆，太长且不够粗，整体的内阻还挺大，电流1000A左右，但焊接效果还可以。以下（0.1钢+0.05铜）。


     



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2026.2.6 小更新一下程序，重绘电流波形和设置波形，补充后续改进和细节合并评论区图片。持续更新中。。。。。。

重绘电流波形。


重新飞了铜皮，R68 TPS40057的ILIM 改成30K，充电电流可以到8A了。另外LCD排线画短了也是飞过线（PCB上已经修正）。
  

点焊脉冲波形细节。


下管关断。


上管关断。



带载的栅极波形细节。


上升沿0.5us内。


下降沿，靠下拉电阻慢关，100us。


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STC点焊机 源码(2026.1.26).zip (437.66 KB, 下载次数: 23)

2026-2-6 17:36 上传

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源码2026.1.26

补充PCB工程文档，立创EDA专业版打开。
ProPrj_【开源】双极性超级电容点焊机_2026-03-03.epro2 (1.83 MB, 下载次数: 5)

2026-3-3 10:10 上传

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PCB工程

MOS板


MCU板


TVS板




PCB&原理图
https://oshwhub.com/47415y/bipolar-super-capacitor-spot-wel

--------------------------------------------2026.3.3------------------------------------------------------------
年后画了新版本，新版的正在制作中，新版MOS使用负压关断，集成电容吸收。。。。。持续更新中

BeHa***

有意思
想学习一下，电容均衡方法，奈何上述链接中的工程打不开 :-(

ZG***

BeHa*** 发表于 2026-2-6 19:12
有意思
想学习一下，电容均衡方法，奈何上述链接中的工程打不开 :-(

可以打开了，TL431被动匀衡

kpf***

通过论坛搜索功能找到LZ的点焊机项目，谢谢分享。