Р/л технология
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Компактный регулятор мощности паяльникаРаспечатать: Компактный регулятор мощности паяльника

Компактный регулятор мощности паяльника



Длительное время для регулировки мощности электропаяльника автор пользовался регулятором, собранным по схеме, близкой к опубликованной в [1]. Но после того как установленный в нём переменный резистор пришёл в негодность, было решено не ремонтировать старый регулятор, а изготовить новый, применив в нём более доступные детали, извлечённые из негодной радиоаппаратуры.

При разработке нового регулятора учитывалось, что он должен иметь небольшие размеры и массу, поскольку предполагалось использовать его не только дома, но и "на выезде". В его выходном напряжении должна отсутствовать постоянная составляющая. Он должен обладать большой механической прочностью, быть безопасным в эксплуатации и, наконец, иметь простую конструкцию и низкую стоимость.

Принципиальная схема разработанного регулятора представлена на рис. 1. Его вилку XP1 подключают к электросети. На розетку XS1 сетевое напряжение поступает без изменений, лишь пройдя через фильтр L1C1. Резистор R1 ускоряет разрядку конденсатора C1 после отключения вилки XP1 от сети. РозеткаXS1 полезна, если в помещении отсутствуют свободные сетевые розетки, и чтобы включить паяльник, приходится отключать от одной из них электроприбор, не требующий регулирования напряжения питания.

Принципиальная схема разработанного регулятора мощности

Рис. 1. Принципиальная схема разработанного регулятора мощности

Эффективное значение напряжения на розетке XS2, а следовательно, и мощность, потребляемую подключённой к ней нагрузкой, можно регулировать переменным резистором R5. Подключать к ней можно электропаяльник или другой нагревательный либо осветительный прибор, некритичный к форме питающего напряжения.

В отличие от регулятора, описанного в [1], напряжение на выходе предлагаемого устройства (розетке XS2) при любом положении органа регулировки (переменного резистора R5) не содержит постоянной составляющей. Поэтому оно не может повредить случайно подключённые к розетке XS2 электроприборы, в которых имеются питающиеся от сети трансформаторы, асинхронные электродвигатели и другие элементы, сопротивление которых постоянному току значительно меньше, чем переменному.

На высоковольтных транзисторах VT1 и VT2 собран маломощный аналог тринистора. В начале каждого полупериода сетевого напряжения конденсатор C2 начинает заряжаться через резисторы R3, R6 и переменный резистор R5. Как только напряжение между обкладками этого конденсатора достигает приблизительно 0,6 В, транзисторы VT1 и VT2 лавинообразно открываются и протекающий через них ток превышает значение, необходимое для открывания симистора VS1. Это происходит тем позже, чем больше суммарное сопротивление упомянутых выше резисторов.

В этот момент симистор открывается и на нагрузку, подключённую к розетке XS2, начинает поступать сетевое напряжение. Вследствие открывания симистора уменьшается напряжение, приложенное к аналогу тринистора, поэтому транзисторы VT1 и VT2 закрываются, а конденсатор C2 разряжается через резистор R2. В конце полупериода, когдамгновенное значение токанагруз-ки уменьшается почти до нуля, симис-тор закрывается. В следующих полупе-риодах описанные процессы повторяются. В каждом из них сетевое напряжение поступает на нагрузку в течение тем меньшей доли длительности полупериода, чем больше суммарное сопротивление резисторов R3, R5, R6.

Дроссель L2 немного понижает уровень создаваемых устройством импульсных помех. Фильтр L1C1 уменьшает уровень помех, как поступающих из сети в регулятор, так и проникающих в неё из самого регулятора.

Светодиод HL1 светит тем ярче, чем больше средневыпрямленное напряжение на розетке XS2. Поскольку мощность, потребляемая нагрузкой, зависит от среднеквадратичного (эффективного), а не средневыпрямленного значения напряжения, судить о степени снижения мощности по яркости свечения светодиода можно лишь приблизительно. Нужно отметить, что в изготовленном регуляторе яркость светодиода HL1 изменяется при вращении вала переменного резистора R5 даже при отключённой от розетки XS2 нагрузке. Это говорит о том, что регулятор способен работать с нагрузкой мощностью менее 1 Вт.

Ток через светодиод ограничивает пара резисторов R4, R10. Два резистора вместо одного повышают электробезопасность регулятора. С этой же целью вместо одиночных резисторов применены их пары R3, R6 и R9, R11.

Регулятор собран в корпусе из полистирола от сетевого адаптера-вилки размерами 60x45x40 мм. Контактные штыри сетевой вилки адаптера удалены. Вместо этого из корпуса выпущен сетевой шнур 2x0,5 мм2 длиной 2,5 м с вилкой XP1. Внутренние силовые соединения выполнены многожильными монтажными проводами сечением 0,75...1 мм2. Вид регулятора с открытой крышкой корпуса показан на рис. 2. Детали узла управления симистором размещены на показанной на рис. 3 монтажной плате размерами 40x19 мм, установленной внутри корпуса. Они соединены проводами и выводами с обратной стороны платы.

Вид регулятора с открытой крышкой корпуса

Рис. 2. Вид регулятора с открытой крышкой корпуса

Детали узла управления симистором

Рис. 3. Детали узла управления симистором

Переменный резистор R5 - малогабаритный с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота вала. Номинальное сопротивление этого резистора может быть от 330 до 680 кОм (чем больше, тем лучше), мощность - не менее 0,5 Вт У меня установлен импортный переменный резистор неизвестного типа. Однако можно применить и отечественный, например, СП4-1 или СП3-9а. Металлический корпус переменного резистора оставляют неподключённым.

Резисторы R9 и R11 желательно установить импортные невозгораемые или разрывные. Остальные - любые общего применения, например, С1-14, С2-33 указанной на схеме мощности. Конденсатор C1 - плёночный с номинальным постоянным напряжением 630 В или переменным 275 В. Подойдут, например, К73-17 или К73-39. Конденсатор C2 - оксидный танталовый. Учтите, что у импортных танталовых конденсаторов прямоугольной формы широкой полосой отмечен плюсовой вывод, ауаналогичных окукленных конденсаторов - минусовый. У отечественных конденсаторов К53-19, К53-30 плюсовой вывод толще минусового. Не используйте в качестве C2 оксидный алюминиевый конденсатор.

Вместо диодов 1 N4148 подойдут любые маломощные кремниевые диоды. Диодный мост PJ17 извлечён из электронного балласта компактной электро-люминесцентной лампы, но можно применить любой из КЦ422Г, DB104-DB107, RB154-RB157. Таким же диодным мостом можно заменить тот, что собран из диодов 1N4148. Замена транзистора KF13001 - MJE13001, MJE13003, KSE13003, 2N6517, MPSA44, а транзистора 2SA1625 - 2N6520, 2SA1626, 2SA1776. Обратите внимание, что расположение одноименных выводов этих транзисторов может быть разным.

Симистор BCR8PM-14LE в изолированном корпусе TO-220F установлен на теплоотвод, сделанный из отрезка алюминиевого уголка 20x20 мм длиной 40 мм. Потайные головки винтов, крепящих теплоотвод к корпусу регулятора, с внешней стороны залиты полистиролом.

Указанный симистор можно заменить другим с допустимым напряжением в закрытом состоянии не менее 600 В и максимальным током в открытом состоянии не менее 7 A. Чем больше этот ток, тем лучше, поскольку симистор должен выдержать многократно превышающий номинальный пусковой ток, например, случайно подключённой к розетке XS2 лампы накаливания или импульсного блока питания большой мощности. Если будет применён сими-стор с очень маленьким током управления, может потребоваться установить резистор R8 меньшего сопротивления. Этот резистор припаян непосредственно к выводам симистора.

Розетки XS1, XS2 (самодельные из латунных или стальных хромированных трубок) сделаны аналогично описанным в [2]. Если сетевая вилкаXP1 разборная, провода сетевого шнура рекомендуется припаять к её штырям в дополнение к винтовому креплению. Дроссель L1 - ферритовый цилиндр длиной 24 мм, надетый на шнур питания и зафиксированный на нём термоусаживаемыми трубками. Дроссель L2 (от импульсного блока питания) содержит 16 витков провода диаметром 0,62 мм, намотанных на кольцевой ферритовый магнитопровод типоразмера 12,5x7,5x5 мм.

Для фиксации элементов конструкции внутри корпуса применён клей "Квинтол" и растворённый в ацетоне полистирол. Для лучшего сцепления с клеем внутренняя поверхность корпуса должна быть предварительно сделана шероховатой. Если материал корпуса устойчив к органическим растворителям, то первым слоем клея должен быть "Квинтол". На конденсатор C1, резисторы R2, R3, R4, R6, R10, дроссель L2, диоды VD1-VD4 надеты термоусаживаемые трубки, после чего эти детали приклеены к корпусу. Основное назначение трубок - механическое демпфирование. Где это возможно, в корпус следует вклеить рёбра жёсткости из пластмассовых пластин.

Налаживание регулятора заключается в подборке конденсатора C2 такой ёмкости, чтобы при максимальном введённом сопротивлении переменного резистора R5 эффективное значение напряжения на розетке XS2 было 80.90 В (при сетевом напряжении 230 В). К этой розетке можно на длительное время подключать нагрузку номинальной мощностью до 500 Вт, а общая мощность питаемых от розеток XS1 и XS2 устройств не должна превышать 1000 Вт. При необходимости указанную мощность можно увеличить, предусмотрев более эффективный отвод тепла от симистора VS1 и выполнив силовые цепи регулятора проводами большего сечения. Сетевая вилка XP1 и розетки XS1, XS2 также должны быть рассчитаны насоответст-вующую мощность.

Литература

1. Ломакин Л. Регулятор мощности паяльника. - Радио, 1994, № 4, с. 38, 39.

2. Бутов А. Двухдиапазонный таймер. - Радио, 2017, № 10, с. 43, 44.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.


Дата публикации: 10.04.2018
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


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








 



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