Разное
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Стабилизатор температуры жала паяльникаРаспечатать: Стабилизатор температуры жала паяльника

Стабилизатор температуры жала паяльника



Описываемое ниже устройство работает в паре со стандартным паяльником мощностью 25 Вт на напряжение 42 В (действующее значение), питающимся от сети 220 В через понижающий разделительный трансформатор. Сопротивление нагревателя паяльника постоянному току - примерно I 70 Ом в холодном состоянии (при температуре около 25 °С).

Схема термостабилизатора

Рис. 1. Схема термостабилизатора

При пайке обычными припоями, когда температура нагревателя достигает 250 °С, его сопротивление близко к 71 Ом.
Схема термостабилизатора показана на рис. 1. Основой устройства служит тактирующий генератор, собранный на ОУ DA2.2 по стандартной схеме с раздельными цепями зарядки (VD3R19) и разрядки (VD2R18) время-задающего конденсатора С4. Генератор формирует на выходе последовательность прямоугольных импульсов высокого уровня (12 В) длительностью примерно 4 с, разделенных односекундны-ми паузами (напряжением, близким к нулю). В течение импульса включен нагреватель паяльника, в паузе происходит измерение температуры жала.
На прецизионных резисторах R1, R2, R4, R5, R7 собран измерительный мост. Одним из плеч моста служит нагреватель ЕК1 паяльника. Подборкой резистора R7 точно балансируют мост при холодном паяльнике.
На операционном усилителе DA1.1 собран усилитель с коэффициентом усиления около 313. Конденсатор С2 сглаживает остаточные пульсации напряжения полезного сигнала и наводки на корпус паяльника. Компаратор, выполненный на ОУ DA1.2, в конце измерительной паузы переключается из состояния с высоким выходным напряжением в состояние с нулевым выходным напряжением, если температура жала паяльника превысила установленное значение. На инвертирующий вход компаратора поступает напряжение с выхода усилителя, а на неинвертирующий - с формирователя образцового напряжения, который собран на ОУ DA2.1. Резисторы R15 и R16 обеспечивают гистерезис напряжения переключения компаратора, предотвращающий "дребезг" его выходного напряжения.
Конденсатор С1 подавляет наводки на входные цепи ОУ DA2.1. Резистор R10 определяет верхнее значение рабочей температуры паяльника.
Триггер DD1.1 запоминает состояние выхода компаратора в момент перехода от измерительной паузы к рабочему импульсу нагревания.
Переключательные транзисторы VT1, VT3 коммутируют рабочий ток нагревателя паяльника, периодически подключая его к источнику напряжения 42 В. Если к концу измерительной паузы триггер переключился в единичное состояние, что свидетельствует о температуре паяльника, недостаточной для пайки, то напряжение на прямом выходе триггера DD1.1 близко к напряжению его питания, поэтому диод VD5 закрывается. Одновременно включается све-тодиод HL1.
Напряжение на базе транзистора VT3 в течение рабочего импульса не превышает 1,2 В (транзистор составной). Диод VD5 остается закрытым, а транзистор VT3 открывается в течение рабочих тактирующих импульсов. Вместе с ним открывается и транзистор VT1, включая нагреватель.
Как только открывается транзистор VT1, закрывается диод VD1, предотвращая попадание напряжения 42 В в цепи питания микросхем. В течение четырех секунд происходит нагревание паяльника номинальным током. В это время открывшийся транзистор VT2 полностью разряжает накопительный конденсатор СЗ, который вместе с резистором R11, защищающим от перегрузки выход ОУ DA1.1, образует ФНЧ, подавляющий пульсации напряжения на инвертирующем входе компаратора в измерительной паузе.
По окончании рабочего импульса закрываются все транзисторы, открывается диод VD1. Начинается очередная измерительная пауза. При этом сопротивление нагревателя RK1 увеличилось, выходное напряжение усилителя DA1.1 возросло, конденсатор СЗ к концу паузы зарядился до большего уровня. Такие циклы нагревание-измерение будут происходить до тех пор, пока к концу очередной измерительной паузы напряжение на инвертирующем входе компаратора DA1.2 не станет больше, чем на неинвертирующем.
Тогда компаратор переключится, напряжение на его выходе уменьшится почти до нуля и при плюсовом перепаде напряжения на входе С триггера DD1.1 он переключится в нулевое состояние. Погаснет светодиод HL1, откроется диод VD5, из-за чего напряжение на базе транзистора VT3 не превысит 0,6 В, и он останется закрытым. Не будет открываться и транзистор VT1 - начнется остывание нагревателя паяльника.
Как только паяльник остынет настолько, что напряжение на инвертирующем входе компаратора станет меньше, чем на неинвертирующем, произойдет обратное переключение компаратора и вслед за ним триггера - снова начнется процесс разогревания паяльника. Изменяя напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA1.2 переменным резистором R8, можно регулировать максимальную температуру жала паяльника.
Резисторы R17 и R21 ограничивают базовый ток транзисторов VT2 и VT3 соответственно, предотвращая перегрузку выхода ОУ DA2.2.
Микросхемы устройства питает стабилизатор напряжения DA3, а нагреватель паяльника получает питание непосредственно с выпрямителя VD4 со сглаживающим конденсатором С7. Использованное построение выпрямителя позволило обойтись одной вторичной обмоткой (с отводом) на сетевом трансформаторе Т1 для получения двух источников постоянного напряжения. Необходимо иметь в виду, что эксплуатация стабилизатора с отключенным конденсатором С7 может привести к выходу из строя транзистора VT1.
В стабилизаторе можно применить, кроме указанных на схеме, операционные усилители LM358 или микросхемы, содержащие ОУ в паре с компаратором - КР1401УД6, LM392, - и им подобные, допускающие работу при питании напряжением 12 В, а по сигнальным входам - вплоть до нуля. Не рекомендуется использовать панели для микросхем. Стабилизатор напряжения подойдет любой на выходное напряжение 12 В и ток не менее 0,2 А. Его необходимо снабдить теплоотво-дом, способным рассеять мощность не менее 2 Вт.
Трансформатор Т1 - любой сетевой мощностью не менее 30 Вт с вторичной обмоткой на напряжение примерно 2x16 В и при токе нагрузки не менее 0,75 А. Диодный мост VD4 - любой на напряжение 50 В и ток 1 А. Переменный резистор R8 лучше применить группы А и не малогабаритный (подойдет, например, СП-1), иначе будет затруднена точная установка рабочей температуры паяльника.
Транзистор VT2 можно заменить любым маломощным кремниевым структуры п-р-п. Диод VD1 годится любой с максимальным током более 0,2 А и обратным напряжением не менее 50 В
Прецизионные резисторы - С2-29 В.

Чертеж платы

Рис. 2. Чертеж платы


Все детали стабилизатора, кроме трансформатора Т1 и переменного резистора R8, размещены на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертеж платы представлен на рис. 2. Резистор R8 устанавливают на лицевой панели корпуса прибора и снабжают простейшей шкалой, проградуированной в единицах температуры.
При правильно сбалансированном мосте выходное напряжение усилителя DA1.1 должно изменяться от +0,2 до +0,9 В при изменении температуры паяльника от комнатной до рабочей при пайке.
В заключение следует заметить, что все соединения и контакты, входящие в состав измерительного моста, должны иметь минимальное и стабильное сопротивление. Соединения спирали нагревателя паяльника с подводящими проводами желательно обжать пассатижами во втулках из тонкой жести. Провода должны иметь сечение по меди не менее 0,5 мм2. Подключать шнур паяльника к стабилизатору лучше всего пайкой, скрутки и разъемные контакты недопустимы.

Автор: А. Матыцын, г. Воронеж


Дата публикации: 20.12.2009
Мнения читателей
  • сергей / 01.09.2011 - 09:37
    зравствуйте! можете помочь?
  • nik_nov / 13.05.2010 - 14:22
    На операционном усилителе DA1.1 собран усилитель с коэффициентом усиления около 31,3. (470/15) R10 д.быть 11*2=22КОм (не менее) \\\"Подключать шнур паяльника к стабилизатору лучше всего пайкой\\\". Это понятно, при отсутствии золочёных разъёмов. (Промышленное изделие) \\\"желательно обжать пассатижами во втулках из тонкой жести\\\" - ? - и оно после этого будет функционировать лучше чем до того ?

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics