בקר ריתוך נקודתי רב-ערוצי

הרקע

ריתוך נקודתי מחבר שתי מתכות בעזרת פולס זרם קצר ועוצמתי מאוד. איכות הריתוך תלויה בדיוק של הפולס: זרם נמוך מדי לא ירתך, וזרם גבוה מדי או ארוך מדי ישרוף את החומר. הלקוח היה צריך מכונה עם כמה ערוצים שעובדים במקביל, לקו ייצור.

האתגר

זרם של 1500 אמפר הוא לא עניין של רכיב אחד. הוא צריך להתחלק באופן שווה בין עשרות רכיבי מיתוג, כדי שאף אחד מהם לא יתחמם יותר מהאחרים ויישרף. במקביל, הבקר צריך לתזמן את הפולס ברזולוציה גבוהה ולזהות תקלה לפני שהיא הופכת לנזק.

מה בנינו

• שלב הספק: מערך של 144 טרנזיסטורי MOSFET במקביל, מסודרים בשורות סימטריות כך שהזרם מתחלק ביניהם באופן שווה.
• PCB: פסי נחושת רחבים במיוחד ומאות מעברים (vias) להולכת זרם ולפיזור חום. הפריסה תוכננה יחד עם השרטוט, לא אחריו.
• בקרה: מיקרו-בקר שמתזמן את הפולסים, מודד ומפעיל הגנות בזמן אמת.
• Firmware (קושחה): קוד שמנהל את הערוצים, ממשק להגדרת פרמטרי הריתוך והגנות מפני התחממות וקצר.

התוצאה

כרטיס בקרה אחד שמנהל את כל ערוצי הריתוך ומעביר פולסים של עד 1500A בתזמון מדויק וחוזר.