Rurka Bolt na MOSFET

Przyjrzyjmy się zasilaniu Bolt.

Rurka składa się z 9 częsci:

1. 2 części rurki
2. sprężyna
3. płytka oporowa
4. styk do + baterii
5. przycisk
6. 2 druciki od przycisku
7. gniazdo 510

z czego dwie, czyli tylko 22%, funkcjonują nie najlepiej.

Są to:

• sprężyna w dole kubka
• przycisk.

Pomiar rezystancji Bolta, takiego jaki otrzymałem, po przesmarowaniu gwintu pastą stykową.

Sposób pomiaru.

Zamiast ogniwa jest zastępczy element przewodzący. Zasilanie jest dostarczone z zewnętrznego zasilacza. Uniezależnia to pomiar od stanu ogniwa.
Pomiary sa dokonywane przy prądzie powyżej 5A. Obciążeniem sa oporniki dużej mocy połączone szeregowo. W tym przypadku są to 3 rezystory 0,24 Om/10W.
Do przycisku jest przykładana osiowo siła 500G (0,5kG=4,9N). Jako obciążnika użyłem, widocznej na zdjęciu, butelki wypełnionej wodą i zważonej.
Prawy (czerwony) miernik pokazuje prąd płynący przez zasilanie, lewy spadek napięcia na badanym zasilaniu włącznie ze spadkami na połączeniu z gniazdem 510.

Jak widać mamy spadek napiecia 0,177V przy prądzie 5,454A, co daje rezystancję 0,0325 Om.
Należy podkreślić że podczas serii pomiarów w tych samych warunkach spadek napięcia zawierał się w granicach 0,130-0,240V.
Jest to zbyt dużo.

Na pierwszy ogień poszła sprężyna. Zastąpiłem ją płytką z nowego srebra (alpaka, mosiądz wysokoniklowy) o grubości 0,4mm, z przylutowanymi 3 sprężynkami z koszyczka na ogniwa AA (R6).
Można tę blaszkę wykonać z mosiądzu jaki mamy pod ręką.
Wkładamy ją do kubka sprężynkami do dołu.
Dno kubka można posmarować cieniutką warstwą pasty stykowej.

Pomiar z nowym dociskiem ogniwa.

Teraz jest 0,098V przy 5,556A, co daje rezystancję 0,0176 Om. Znacznie lepiej niż poprzednio. Teraz również spadek napięcia zawierał się w pewnych granicach (0,087-0,205V) ale nie było pomiaru poniżej 0,087V.
Po tej zmianie, jedynym elementem powodującym tak znaczne wahania rezystancji może być tylko przycisk. Jest on dosyć tandetny i nie nadaje się do załączania prądów 3-7A.
Dlatego posłuży on jako aktywator tranzystora MOSFET według poniższego schematu.

Co robimy??
Wyciągamy biała płytkę oporową i odlutowujemy przewód od mosiężnego styku.

Wypychamy przycisk i odlutowujemy od niego przewody.

 

Z laminatu miedziowanego (typowy szklano-epoksydowy FR4) grubości 1,2-1,5mm wycinamy krążek o średnicy
wyżej wymienionej płytki oporowej.
Wykonujemy rzeźbę w miedzi, usuwając ją jak pokazano na zdjęciu.
Ja użyłem małego noża do tapet, zgodnie z duchem działu.

 

 

Z blaszki mosiężnej robimy styk dla ogniwa, jego wąsy przechodzą na drugą stronę płytki.

 

 

Lutujemy wszystkie dwa elementy do płytki, dolutowujemy wąsy styku, obydwa łączymy kawałkiem drutu (widoczny mostek nad tranzystorem) dla zmniejszenia rezystancji.

 

Dolutowujemy dwa cienkie przewody. Pierwszy do wyprowadzenia bramki tranzystora, drugi do pierścienia miedzi na zewnątrz płytki.
Na rzeczonym pierścieniu nakładamy w kilku miejscach trochę grubszą warstwę cyny. Będzie to pole stykowe dla połączenia „+” zasilania z obudowy do przycisku.
Przewód ze styku środkowego gniazda 510 lutujemy do drenu tranzystora (to ta blaszka wystająca trochę poza plastik).
Wpychamy płytkę do środka głowicy.
Wyżej wspomniane cienkie przewody lutujemy do wyprowadzeń przycisku.
Wpychamy przycisk, jeśli ma skłonność do wypadania, mocujemy go na dwie krople kleju. Ja użyłem kleju Dragon w tubce.

 

Efekt końcowy.

Spadek napięcia na głowicy zasilania.

 

Tym razem jest to powtarzalnie 0,040V przy 5,356A, czyli rezystancja przejścia głowicy wynosi ~0,0075 Om.
Spadek na samym tranzystorze to 0,020V. Spadek między „-” ogniwa, a źródłem tranzystora jest 0,007V. Reszta to spadek napięcia na przewodzie od drenu tranzystora do środkowego styku gniazda 510 i na tymże styku.

Pomiar dla prądu powyżej 7A.

 

Spadek 0,054V, prąd 7,21A. Stąd rezystancja ~0,0075 Om.

Osobno zmierzyłem rezystancje części dolnej zasilania (styk ogniwa, docisk ogniwa, gwint części dolnej).
Spadek 0,022V przy prądzie 7,32A. Rezystancja 0,003 Om.

Całkowita rezystancja tego zasilania po modyfikacji, to około 0,011 Om przy prądach 3-7,5A.
Przy nacisku 500G przyłożonym osiowo do przycisku.
Prawdę powiedziawszy, siła nacisku nie ma w tym przypadku znaczenia.
Wystarczająca jest taka, która spowoduje zetknięcie styków.
W przypadku tego przycisku jest to 300-400G

Do rurki można włożyć ogniwo o długości do 61,5mm.

Uwaga!!!
Po modyfikacji ogniwo wkładamy odwrotnie niż zwykle!
Biegun „+” do dołu.
Na obudowie Bolta jest biegun dodatni.
Jeżeli włożymy ogniwo „minusem” do dołu, parownik będzie cały czas zasilany przez diodę strukturalną tranzystora. Niezależnie, czy przycisk wciśnięty, czy nie.

Należy zwrócić uwagę na stan izolacji (koszulka) na ogniwie.
Jeśli jest naruszona, poprawić izolację.