DIY spot welder

[chimico²]

Bonjour,

Je suis sur un projet qui permettait de souder des batterie 18650 entre elles et j'ai pensé au schéma ci-joint. Mais voilà après mon premier essai, les composants ont lâchés. La source d'alimentation est une batterie lipo 3s 3AH 30C. Je me sert d'un Arduino nano pour créer une impulsion de quelques millisecondes. Lorsque j'utilise 1 milliseconde, il n'y a presque aucun effet, juste un petit "tic" et quand j'ai mis 5 millisecondes, explosion des composants. Il y a 6 mosfets en parallèle chacun pouvant supporter dans les 100 A en théorie ce qui fait environ 600 A. Évidement ils sont monté sur un dissipateur. Ça ne m'aurait pas étonné qu'ils lâchent après un certain temps mais là c'est instantané. Dois-je ajouter des résistances pour éviter des pics de tension ou un filtre ou une diode? Merci de votre aide.

PS : mosfets : IRF3205
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[f6bes]

Bjr à toi, Pulse de combien de volts ? C'est certainement pas le courant qui les détruits.
Mais tu dois certainement "bouziller" les gates.
Ton V+....est de combien ? (non renseigné)
bonnne journée

[chimico²]

J'utilise directement les 5V de l'arduino pour les Gates et mon V+ est a maximum 12,6V vu que c est une lipo a 3 cellules comme dit précédemment.

[Antoane]

Bonjour,

Les MOSFET : http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf3205.pdf

Il faut 10 V entre grille et source (et non 5 V entre grille et masse du montage) pour rendre ces MOSFET correctement passants. Il faudrait donc relier les sources des MOS à la masse et mettre la charge entre le V+ et le drain commun. Il faudrait également un driver (intégré) solide pour fournir ces 10 V et faire commuter les transistors rapidement et limiter la puissance dissipée en leur sein lors des commutations.

L'impulsion est suffisamment courte pour que la chaleur produite au sein de la puce n'ai pas le temps d'atteindre le radiateur (cf. Figure 11 de la datasheet), ce dernier est donc inutile.

Il faut également un câblage de la "maille" de puissance propre, peu inductif.

J'oublie certainement des choses.

[A voir en vidéo sur Futura]

[chimico²]

Merci pour ces conseils. Je comprend mieux pourquoi il faut 10 V a la place de 5 quand je regarde dans le graphique de la datasheet, effectivement pour monter au dessus de 100A, c'est le minimum. Et oui grosse bêtise d'avoir couper après la source plutôt qu'avant le drain. Sinon pour quel raison les mosfets auraient-ils pu exploser?

[Antoane]

Possiblement car tu leur demandes de dissiper une puissance énorme lors de la commutation, très lente.
Autre hypothèse, mais à mon avis moins probable : à cause de l'énergie stockée dans l'inductance de maille, qu'il a fallu dissiper lors du blocage des mosfet, faisant passer ces derniers en avalanche.

[chimico²]

Ok je vais mettre 10V à la place de 5V et je vais mettre un circuit logique rapide comme driver et évidement couper le circuit avant le drain. Et en passant je vais aussi passer par un convertisseur boost pour monter les 12V en 30V comme ça les mosfets doivent gérer moins de courant. Je vous tiens au courant.

[Antoane]

Il faut un composant capable de sortir quelques ampères, pas un circuit logique.
Voir :
https://www.infineon.com/cms/en/prod...redirId=104521
ou https://para.maximintegrated.com/en/...rs&tree=master
ou autre.
et par exemple : https://datasheets.maximintegrated.c...A-MAX5048B.pdf




Etant donnée une résistance équivalente de maille, incluant résistance de câblage, des MOSFET, de la batterie, et de la soudure, accroitre la tension fera augmenter le courant (I=U/R). La tension doit être ajustée de manière à permettre à ce qu'un courant "de la bonne valeur" circule dans la résistance de contact à souder. A priori, j'aurais tendance à penser que 12 V est plutôt trop que pas assez.
Note que la batterie 3Ah-30C n'est pas supposée délivrer plus d'une petite centaine d'ampères.

C'est à peu près tout ce que je peux dire de ce qui est de la batterie et de l'application finale - i.e. de tout ce qui ne relève pas de la pure électronique de puissance.

[chimico²]

L'autre raison pour laquelle je voulais passer par un boost c'était pour compenser les pertes a cause des résistances de maille, de câble et de soudure. Pour avoir la même énergie qu'en basse tension il suffit commuter avec un temps plus petit. De plus c'était aussi pour profiter du gros condo en entré du convertisseur (10mF) et en sortie environ 1mF. Mais je pense que tu as raison c'est une question de courant qui doit passer dans la charge et non de puissance. La battery a déjà assez de courant.

[DAT44]

Bonjour,
on peut dire que la soudure est réussi, c'est juste pas au bon endroit

[chimico²]

Alors voila j'ai modifié un peu le schéma en m'inspirant d'un autre montage trouvé sur le net ( https://www.electric-skateboard.buil...et-switch/5738 ). J'ai changé le mosfet de la partie puissance avec un IRLB3034. Mais j'ai encore le même résultat, le mosfet du coté puissance qui lache après 8ms. J'ai upload, ci-joint, la simulation du circuit. La résistance de 1 ohm en parallèle représente le point de soudure. Le signal bleu est pris sur le drain de Q1 et le rouge sur sa grille. Je pense qu'on peut exclure l'hypothèse de l'énergie stocké dans la maille car la diode protège le mosfet. D'après moi c'est parce que signal sur la grille de Q1 n'est pas assez "net" et rapide. D'après vous?schématic.PNGgate+drain.PNG

[DAT44]

Bonjour,
oui il faut franchement amélioré la commande de grille ...

la résistance en // avec la diode fait 1 milliohm, ce qui autorise un courant de 12000 ampères sous 12 volts, c'est beaucoup ...

Perso, j’utiliserai un montage "classique" de limitation de courant (un NPN sur une résistance shunt en pied du NMOS), je limiterai a 30A par NMOS et en en placent suffisamment en // pour obtenir le courant de soudure désiré ...

[chimico²]

J'ai fait quelques recherches en plus et j'ai trouvé un schéma qui illustre bien, d'après moi, ce que tu proposes. Est ce bien cela? https://www.sonelec-musique.com/imag...rant_001fa.gif

Donc d'après toi, le mosfet lache car il y a un pique trop important de courant?

[invite5637435c]

Bonjour,
Votre projet est voué à l'échec.
1/Si vous ne comprenez pas pourquoi vos MOS lâchent.
2/ Si vous vous voulez faire un boost.
3/ Si vous vous basez sur les inepties qui circulent sur le net, dont les auteurs ne comprennent pas ce qu'ils font.
L'électronique s'apprend et il ne faut pas brûler les étapes, tout le contraire de ce que vous voulez faire.
Les impulsions que vous demanderez à votre boost ferons dans le meilleur des cas que vous exploserez vos MOS, dans le pire vous prendrez vos lithium en pleine tronche.
Attention l'aventure peut parfois mordre très fort en vous défigurant ou vous aveugler définitivement.
Autant vous prévenir avant le drame qui s'annonce à la seule lecture de vos questions et interrogations.

[chimico²]

Finalement j'ai utilisé un driver l293d pour le mosfet (je sais c'est pas le meilleur choix mais ca donne quelques amperes de manière assez rapide). Le résultat et déjà meilleur que les précédents (légère soudure peut résistante). Je suppose que le driver fournit assez de courant pour attaquer la grille qui a une valeur capacitive assez élevée. J'ai pu monter à une largeur de 150 ms comme largeur d'impulsion avant que ça lache mais ce n'est toujours pas assez pour donnée un bon coups de courant pour bien souder.

Bonjour,
Votre projet est voué à l'échec.
1/Si vous ne comprenez pas pourquoi vos MOS lâchent.
2/ Si vous vous voulez faire un boost.
3/ Si vous vous basez sur les inepties qui circulent sur le net, dont les auteurs ne comprennent pas ce qu'ils font.
L'électronique s'apprend et il ne faut pas brûler les étapes, tout le contraire de ce que vous voulez faire.
Les impulsions que vous demanderez à votre boost ferons dans le meilleur des cas que vous exploserez vos MOS, dans le pire vous prendrez vos lithium en pleine tronche.
Attention l'aventure peut parfois mordre très fort en vous défigurant ou vous aveugler définitivement.
Autant vous prévenir avant le drame qui s'annonce à la seule lecture de vos questions et interrogations.

J'avoue que j'ai du mal à trouver la solution mais je ne vois pas pourquoi ça serait voué à l'échec.

1/ C'est pour solliciter votre aide que je suis sur ce forum justement, pour comprendre pourquoi mes MOS lachent et ne pas me prendre ma lipo à la figure. Je suis conscient des risques, ce n'est pas la première fois que je fait de l'électronique de puissant ne vous en faites pas.
2/ J'ai déja réalisé des montages boos, buck ce n'est pas une première.
3/ Je suis d'accord sur le fait qu'il n'y a des montages peu fiables sur le net mais je les test en simulation avant de le réaliser.

Pouvez-vous m'expliquer pourquoi ces composants de puissances ne tiennent pas le coups? Merci