Предлагаемое устройство позволяет регулировать температуру жала паяльника не только от минимальной до номинальной, но и устанавливать её больше номинальной, подавая на паяльник немного повышенное напряжение.
Обычно температуру жала сетевого паяльника регулируют изменением питающего напряжения. В таких случаях широко применяют фазоимпульсные регуляторы на тринисторах. Для этих же целей можно с успехом применить регуляторы, описание которых приведено в статье автора "Регуляторы яркости КЛЛ, и не только..." ("Радио", 2017, №4, с. 40-44). Но регулировка возможна только от максимума в сторону уменьшения. Это удобно, если требуется перевести паяльник в "дежурный" режим с последующим быстрым возвратом к рабочей температуре. Но в некоторых случаях мощности паяльника оказывается недостаточно, и требуется на короткое время включить его в форсированном режиме с повышенной температурой. Для предлагаемого вниманию читателей регулятора это не проблема. С его помощью можно изменять напряжение питания сетевого паяльника от требуемого значения (хоть от нескольких вольт) до 290 В. С такой же лёгкостью этим устройством можно регулировать яркость свечения КЛЛ и ламп накаливания, а также температуру маломощных (до 60 Вт) нагревательных приборов.
Схема регулятора показана на рис. 1. Она практически аналогична регулятору, схема которого представлена на рис. 12 в упомянутой выше статье. Основное отличие заключается в том, что на выходе установлен конденсатор, который заряжается до амплитудного значения импульсов напряжения, поступающих на выход. Именно это напряжение с максимальным значением 300...320 В подаётся на нагрузку.
Рис. 1. Схема регулятора
Сетевое напряжение через токоограничивающий резистор R1 (выполняющий ещё и функцию предохранителя) и выключатель SA1 поступает на помехоподавляющий фильтр C1L1L2C2 и далее на мостовой выпрямитель на диодах VD1-VD4. Диод VD5, резисторы R2, R3, R8, конденсатор С3 и светодиод HL1 образуют цепь питания микросхемы DA1 и затвора транзистора VT1. Светодиод сигнализирует о работе регулятора. Пульсирующее напряжение поступает на управляющий вход (вывод 1) микросхемы DA1 с резистивного делителя R4-R7. Выходное напряжение регулируют резистором R6.
В качестве порогового устройства применена микросхема параллельного стабилизатора напряжения серии TL431 (DA1), передаточная характеристика которой сравнительно крутая. При напряжении на управляющем входе не более 2,5 В ток через неё не превышает 0,3...0,4 мА. Он резко возрастёт, если напряжение превысит указанное значение. Поэтому в самом начале каждого полупериода сетевого напряжения ток через микросхему мал, и на затвор полевого транзистора через резистор R8 поступает открывающее напряжение с конденсатора С3. Напряжение на затворе ограничивает стабилитрон VD6. Поскольку транзистор открыт, конденсатор С4 будет заряжаться в те моменты, когда напряжение на нём меньше сетевого. Когда напряжение сети превысит пороговое значение, установленное резистором R6, напряжение на микросхеме DA1 уменьшится примерно до 2 В, в результате чего полевой транзистор закроется и зарядка конденсатора прекратится. При уменьшении сетевого напряжения до порогового значения транзистор вновь откроется и конденсатор подзарядится. Таким образом, конденсатор С4 заряжается до напряжения, значение которого фиксировано, а это значит, что напряжение питания паяльника (или другой нагрузки) оказывается стабилизированным.
Диод VD7 устраняет влияние конденсатора С4 на работу регулятора. Если нагрузка не подключена, резисторы R9 и R10 обеспечивают разрядку конденсатора С4 после выключения регулятора. Поскольку через резистор R8 постоянно протекает ток, значение которого ограничено резисторами R2 и R3, напряжение на конденсаторе С3 не превышает 35 В.
Большинство элементов устройства размещены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм, чертёж которой показан на рис. 2. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4 и импортные, переменный - серии PC-16S с пластмассовыми корпусом и осью, что обеспечит электробезопасность. Оксидные конденсаторы - импортные, остальные - плёночные, дроссели - серии RLB1314 или аналогичные индуктивностью 47...150 мкГн. Светодиод - любого цвета свечения повышенной яркости с диаметром корпуса 3...5 мм. Стабилитрон - любой маломощный на напряжение стабилизации 12...14 В, замена транзистора IRF840 - IRFBC40. Выключатель питания движковый - KBB70-2P2W, он установлен на одной из стенок корпуса, а на противоположной размещены гнёзда XS1 и XS2.
Рис. 2. Чертёж печатной платы устройства
Смонтированная плата показана на рис. 3. Ось резистора выведена на стенку корпуса (его габаритные размеры без выступающих частей - 50x55x80 мм) с сетевой вилкой и снабжена ручкой с указателем и шкалой (рис. 4). На эту же сторону выведен светодиод. Для этого на плате и в корпусе сделаны отверстия соответствующего диаметра. Плата закреплена в корпусе с помощью крепёжной гайки переменного резистора. Полевой транзистор снабжён ребристым теплоотводом.
Рис. 3. Смонтированная плата
Рис. 4. Внешний вид прибора
Может возникнуть резонный вопрос. Почему при мощности паяльника не более 50...60 Вт (средний ток - не более 0,25...0,3 А) потребовался теплоотвод для транзистора? Всё дело в том, что в регуляторе энергия запасается в конденсаторе С4 в течение не всего полупериода сетевого напряжения, а только его части. Это означает, что амплитуда тока зарядки превышает среднее значение в несколько раз, поэтому на полевом транзисторе и рассеивается существенно большая мощность. Это же относится и к дросселям помехоподавляющего фильтра. Они должны быть рассчитаны на ток, приблизительно в два-три раза больше среднего тока нагрузки.
Налаживание сводится к установке интервала регулировки выходного напряжения подборкой резисторов R4, R5 и R7. Чтобы обеспечить более плавную регулировку напряжения, её интервал следует уменьшить. Например, сделать его от 180 до 290 В. Следует ещё раз отметить положительное свойство регулятора - стабилизация выходного напряжения в случае, если оно меньше амплитуды сетевого.
Автор: И. Нечаев, г. Москва