Делаем необычный суперконденсатор для контактной сварки своими руками

Добрый день,
Я покажу и расскажу как я:
1. Сделал суперконденсатор из обычных конденсаторов.
2. Подключил его к контактной сварке.
3. Что из этого вышло.
Интересно?
Вам под кат!

История

Я посмотрел видео от Ака Касьян, где он сделал суперконденсатор на 0,235Ф из 500шт обычных конденсаторов на 470мкФ и скрестил это дело с контактной сваркой и решил повторить конструкцию с изменениями. Решил утроить емкость, применить конденсаторы с твердым электролитом и сделать печатные платы технологичнее.

Размышления

Сознание говорило, что это безумие, а подсознательное — вперёд, делай! :)
Для себя поставил условие: если стоимость деталей конструкции не превысит $150CAD, то ей быть.

Мотивация

Собрать суперконденсатор для контактной сварки с большой емкостью и очень маленьким внутренним сопротивлением.
Поделиться опытом сборки с читателями Муськи.

Герой обзора

Конденсатор 1000мкФ 16В в количестве 730шт:


Имеет диаметр точно 8мм и длину точно 12мм, ножки 0,6мм посажены 3,6мм друг от друга.
Снизу, в месте завальцовки диаметр на 0,2мм меньше. Весь корпус лакирован очень прочным лаком:


Один конденсатор с ножками оригинальной длины весит 0,977г. Вид сверху:


Вскрыл один конденсатор:


Всё сухо и чёрно:


Вид с торца:


Попытка развернуть:


Отобрал 10 случайных конденсаторов и с помощью UT181, транзистор-тестера и YR1030 их измерил:

Печатная плата

Вооружился Sprint Layout-ом и за 30минут набросал плату 115х60мм:


На плате помещается 90 конденсаторов и есть два пада для токоведущих шин. Примерка:


Заказал 10 плат, и получил их через 5 дней. Шелк очертания корпуса убрал с целью экономии высоты, оставил только отметку минуса:


Отверстия 0,8мм и металлизированы, Пады под шины сделал 2,2х21,6мм — тоже металлизированы. Пустая плата весит 23,83г:


Безусловно сразу проверил, попал ли в размеры. Попал:

Сборка отдельных плат

Первая набивка была «в воздух»:


Однако вторая и все последующие делал в поролон:


Всего набил 8 плат из 10:


Для пайки сделал вот такой станочек с поролоном:


Одна собранная плата весит 105,21г. Откушенные ноги от 90шт конденсаторов весят 8,4г.
Одна плата имеет внутреннее сопротивление по YR1030 — 0,8мОм:


При сборке одной платы:
* 9 минут занимала расстановка конденсаторов
* 9 минут обрезка ножек
* 5,5 минут нанесение флюса
* 6 минут — пайка.
Итого 4 часа времени.

Сборка конструкции

Купил M2x15mm латунные стоечки:


Купил медные шины:


Предварительно собрал этажерку, используя только по две стоечки по бокам, вставил шины:


Пропаял шины только в первой плате, чтобы закрепить их направление:


После этого разобрал этажерку и используя уже по 5 стоек на плату поплатно припаял все платы к шинам. Паял JBC C470.

Купил вот такую плату контактной сварки:


Собрал это дело:


Не укорачивая шин припаял плату сварки:


Вид на конструкцию спереди:

Что дальше?

Укорочу шины, размещу всё в корпусе с платой сварки и будущей системой зарядки:


Поставлю триггер PD на 20В и Step-down до 12В и лимитом тока в 3А для зарядки конденсатора:

Тест

Купил никелевые ленты на 0,1 на 0,15 и 0,2мм толщиной и 8мм шириной.
Подключил батарею конденсаторов к RD6018 с установленными 15В и 3А.

Начал с самого сложного:
0,2мм прямо в ленту — не взяло:


0,2мм — три удара одним электродом в ленту, а второй неподвижно вне ленты:


0,2мм — отрываю:


0,15мм одна сварка двумя электродами на ленте, другая сварка один на ленте а другой на батарее:


0,15мм — отрываю:


0,1мм одна сварка двумя электродами на ленте, другая сварка один на ленте а другой на батарее:


0,1мм — отрываю:


0,2мм к 0,2мм с одним электродом вне верхней ленты:


0,2мм к 0,2мм — отрываю:


И напоследок — издеваюсь над 2032 и 0,1мм. 12В:


Отрываю 0,1мм от 2032:

Выводы

+Получилось собрать суперконденсатор. Технологично и красиво.
+Мечта аудиофила, особенно автомобильного. Такого низкого внутреннего сопротивления заводские суперкапы не обеспечивают.
+Все сварки абсолютно не перегреты, ввиду очень малой длительности импульса.
+0,1мм и 0,15мм можно варить без всяких опасений, повторяемость 100%.
±0,2мм можно варить, если есть просечки, либо если разносить электроды на разные поверхности.
+Сжечь плату сварки мне не удалось, никак!
-Видимо у других эта плата сгорает в момент когда просаживается напряжение питания и транзисторы падают в линейный режим.
+При сварке 0,1мм и 0,15мм напряжение на конденсаторе не падает ниже 8В и это хорошо, так как запас энергии есть, а варит отлично.
-При сварке 0,2мм напряжение на конденсаторе не падает ниже 7В и это плохо, так как не используется вся энергия конденсаторной батареи, и я изучу что можно сделать, чтобы это исправить. Может запитать логику платы от отдельного источника, который не будет падать?

Всем добра!