Р/л технология
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Стабилизатор температуры жала бытового паяльникаРаспечатать: Стабилизатор температуры жала бытового паяльника

Стабилизатор температуры жала бытового паяльника



Это несложное для повторения устройство обеспечивает стабильность заданной регулятором (переменным резистором) температуры стержня электропаяльника при изменениях сетевого напряжения. В качестве датчика температуры применена миниатюрная лампа накаливания.

Предлагаемое вашему вниманию устройство - это результат желания автора получить качественные паяные соединения бытовым электропаяльником, рассчитанным для работы от сетевого напряжения 220 В при его колебаниях. На стержне паяльника закреплён датчик температуры, по сигналам с которого устройство поддерживает температуру нагрева стержня на заданном уровне.

Схема стабилизатора

Рис. 1. Схема стабилизатора

Схема стабилизатора приведена на рис. 1. Стабилизатор состоит из двух узлов: измерительного и регулирующего, которые гальванически развязаны сетевым трансформатором Т1 и оптроном U1. Измерительный узел собран на ОУ DA2, включённом как компаратор, и получает питание от вторичной понижающей обмотки сетевого трансформатора. Переменное напряжение с неё выпрямляется диодным мостом VD1, сглаживается конденсатором С3 и далее стабилизируется на уровне +12 В микросхемой DA1 - параллельным стабилизатором напряжения.

Напряжение на инвертирующем входе ОУ DA2 определяется делителем из резисторов R7, R8 и лампы накаливания EL1, ток через который около 3 мА задан резисторами R7, R8. Как известно, с изменением температуры сопротивление нити накаливания меняется. Это свойство и позволило применить лампу как датчик температуры (далее датчик), закрепив его на стержне паяльника. Температура нагрева стержня паяльника регулируется переменным резистором R6, включённым в цепь другого резистивного делителя R3R4R5. Оба делителя образуют измерительный мост. Пределы регулировки температуры устанавливают резистором r4.

При изменении температуры датчика происходит разбаланс моста и на выходе ОУ DA2 напряжение изменяется. Выход ОУ (вывод 6) управляет светодиодом HL1 и оптроном U1 регулирующего узла, собранного на мощном полевом транзисторе VT1. Оптрон управляет напряжением затвор-исток полевого транзистора VT1. Когда температура датчика возрастает, его сопротивление увеличивается и на выходе ОУ появляется напряжение низкого уровня, светодиод HL1 гаснет, сигнализируя о повышении температуры выше заданного переменным резистором R6 порога, а излучающий диод оптрона U1 включается, открывая его фототранзистор. Открытый фототранзистор замыкает выводы затвора и истока полевого транзистора VT1, его канал закрывается, и на нагреватель паяльника поступают только половины периода напряжения сети через встроенный в транзистор диод. Стержень паяльника и датчик начинают остывать. Через некоторое время снижение температуры датчика приводит к появлению напряжения высокого уровня на выходе ОУ светодиод HL1 загорается, сигнализируя теперь о температуре ниже заданного порога, а излучающий диод оптрона выключается. Транзистор VT1 открывается напряжением 12 В на затворе, и на нагреватель подаётся полное напряжение сети. Стержень паяльника начинает нагреваться. Далее процесс повторяется. Напряжение на стабилитрон VD2 для открывания полевого транзистора VT1 подаётся от сети через выпрямительный диод VD3 и гасящий резистор R12. Конденсатор С5 - сглаживающий.

Чертёж печатной платы

Рис. 2. Чертёж печатной платы

Чертёж печатной платы представлен на рис. 2. Она выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита и помещена в корпус от маломощного блока питания на место изъятой из него платы выпрямителя со сглаживающим конденсатором и движковым переключателем. Сетевой трансформатор блока питания использован в качестве трансформатора Т1. Все резисторы установлены перпендикулярно плате. Под ось переменного резистора R6, выступающую наружу, в корпусе просверлено отверстие. Электрическое соединение платы с нагревателем и датчиком выполнено через разъём ОНЦ-ВГ-11-6/16 (номера его контактов показаны на рис. 2). Для разъёма в корпусе сделано соответствующее отверстие. Сам разъём на схеме не показан. Транзистор VT1 закреплён вне платы на теплоотводе - медной пластине размерами 90x12x1 мм, изогнутой буквой "П" вокруг трансформатора. При мощности паяльника не более 25 Вт теплоотвод не требуется. Варистор RU1 монтируют непосредственно на выводах транзистора VT1.

В качестве датчика применена малогабаритная лампа накаливания серии DL1250 (напряжение - 12 В, ток - 50 мА) размерами 3,2x6 мм с длиной выводов 25 мм. В холодном состоянии сопротивление нити - около 30 Ом. При температуре 200...230 оС - около 50 Ом. Токоподводящие жаропрочные провода диаметром 0,2...0,25 мм и длиной 250 мм, подверженные воздействию высокой температуры, изготовлены из константановой проволоки и проложены вдоль корпуса паяльника. Соединение проводов с лампой выполнено сваркой, иначе температура стержня со временем будет "плавать". Проволоку для проводов можно смотать с мощных низкоомных резисторов ПЭВ, С5-35. Подойдёт и провод из нихрома, но у него в два раза выше удельное сопротивление и его труднее надёжно присоединить. Сваренные выводы изолируют отрезками фторопластовой трубки от провода МГТФ и обматывают фторопластовой лентой ФУМ-О (PTFE) для сантехработ. Далее крепят, обматывая этой же лентой, прижатую к стержню нагревателя лампу-датчик, и в двух-трёх местах вдоль корпуса - токоподводящие провода. На медном стержне паяльника для лампы желательно сделать небольшую выемку. Особое внимание следует обратить на надёжность электроизоляции токоподводящих проводов и мест сварки от корпуса.

ОУ LM301A - общего применения, заменим, например, на КР140УД7, К153УД2, LM741. Параллельный стабилизатор TL431 можно заменить стабилитроном КС212Ж, КС212В или его импортным аналогом. Транзистор VT1 на рабочее напряжение не менее 500 В заменим на MTP6N60, BUZ90 или отечественные серий КП707, КП726.

Варистор RU1 допускается не ставить. Диодный мост W08M можно заменить собранным из отдельных маломощных диодов, например, 1N4148, КД521А. Оксидные конденсаторы - импортные, С2, С4 - керамические КМ. Резистор R6 - СП4-1. Постоянные резисторы - любые выводные. Лампу DL1250 допустимо заменить на DL1265 с номинальным током 65 мА при напряжении 12 В (см. ниже).

Внешний вид стабилизатора

Рис. 3. Внешний вид стабилизатора

Внешний вид собранного стабилизатора показан на рис. 3.

Налаживание стабилизатора проводят в следующей последовательности. Движок переменного резистора R6 устанавливают в нижнее по схеме положение, а вместо резистора R8 временно подключают реостатом переменный (или подстроечный) резистор сопротивлением 3 кОм. При включении стабилизатора в сеть светодиод HL1 не должен светиться. Далее уменьшают сопротивление временно подключённого переменного резистора до включения светодиода. Измеряют сопротивление введённой в цепь части резистора и впаивают вместо него постоянный резистор близкого сопротивления. После этого, в случае необходимости, подбирают резистором R4 желаемый интервал температуры нагрева. На сопротивление датчика температуры помимо нити накала лампы, особенно при её замене, оказывают влияние и соединительные провода, поэтому сопротивления резисторов R4, R8 могут несколько отличаться от указанных на схеме.

Стабилизатор испытан в работе с паяльниками мощностью 25, 40 и 90 Вт. Нестабильность температуры составила 15...20 оС. В основном она зависит от качества теплового контакта между баллоном лампы-датчика и стержнем паяльника. У автора стабилизатор с паяльником мощностью 25 Вт эксплуатируется уже не один год. Необходимости в подстройке температуры практически не возникает.

Наличие датчика в стеклянном баллоне, смонтированном на стержне паяльника, требует, конечно, соблюдения некоторой осторожности при работе во избежание его механического повреждения. Желательна специальная подставка.

Автор: А. Звирбулис, г. Сигулда, Латвия


Дата публикации: 10.08.2014
Мнения читателей
  • Сергей / 11.08.2014 - 16:45
    Когда пайка "на потоке" идет, причём теплоёмкость точек пайки сходная; согласен такое неплохо работает. Используем на основе разных схем более 30-и лет. Но к условиям ремонта аппаратуры и т п лучше что-то с автоматическим переключением после окончания той самой пайки в режим пониженной температуры. Жало паяльника служит заметно дольше. Мои сейчас используемые выходят на рабочий режим секунд за 7...10. Заметных неудобств не испытываем. Но температура в помещении, особенно сейчас летом, заметно комфортнее.

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








 



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