Цифровой регулятор мощности паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы

 Комментарии к статье

Оптимальная температура жала электропаяльника - важнейшее условие получения качественной пайки. В радиолюбительской практике это имеет особое значение, так как при монтаже радиотехнического устройства конструктору приходится пользоваться одним и тем же паяльником со сменными жалами, существенно отличающимися по своим теплотехническим характеристикам. Использование различных припоев, марки которых часто неизвестны, тоже требует экспериментального подбора температуры жала паяльника. Автор статьи анализирует эффективность регуляторов мощности, знакомых радиолюбителям по публикациям в нашем журнале, и предлагает для повторения свой вариант регулятора температуры нагрева паяльника - цифровой.

Способ управления нагревом паяльника [1], когда его мощность регулируется только в нерабочем состоянии (паяльник находится на подставке), а в рабочем мощность составляет 100%, дает положительные результаты лишь при несменяемом жале. Радиолюбительская практика показывает, что хороших результатов можно добиться раздельным оперативным регулированием мощности паяльника в рабочем и дежурном режимах. Такой способ даже предпочтительнее однорежимной точной стабилизации температуры жала, поскольку позволяет находить компромисс между постоянным поддержанием паяльника в состоянии готовности в течение многих часов и износом рабочей части жала из-за растворения меди в припое.

В настоящее время установился некоторый, "радиолюбительский стандарт" на регуляторы средней мощности для тепловых приборов [2]. Суть его заключается в том, что регулирование осуществляется широтно-импульсным методом, с открыванием силового тринистора или симистора в моменты, близкие к переходу сетевого напряжения через "нуль". Его часто называют методом "бесшумного регулирования". Использование микросхем КМОП дает простое схемотехническое решение для формирования широтно-импульсного сигнала. К его недостаткам можно отнести разве что нечеткость работы генератора в крайних положениях движка задающего резистора и необходимость разметки шкалы мощности. От этих недостатков свободно устройство [13], в котором применен цифровой принцип формирования широтно-импульсного сигнала. Он особенно удобен при формировании многорежимного управления мощностью паяльника, поскольку не содержит элементов, требующих настройки при переключении режимов.

Схема такого варианта цифрового регулятора мощности паяльника приведена на рис. 1. В качестве базового решения использован симисторный регулятор, описанный в [4]. В источник питания микросхем добавлен светодиод НИ, сигнализирующий о включении устройства в сеть. Это добавление оказалось как бы "бесплатным* - светодиод питается полуволной сетевого тока, перезаряжающего гасящий конденсатор С1, непосредственно для питания устройства не используемой. Средний ток, текущий через светодиод" не превышает 15 мА. При смене полярности практически все обратное напряжение, равное по значению сумме напряжений стабилизации стабилитрона VDЗ и прямому падению напряжения на диоде VD2, приложено к диоду VD1, обратное сопротивление которого существенно больше, чем у светодиода.

(нажмите для увеличения)

Если устройство предполагается эксплуатировать при повышенной температуре, увеличивающей обратный ток диода VD1, для защиты светодиода от обратного напряжения его можно зашунтировать резистором сопротивлением 1...3 кОм.

Транзистор VT1 используется для выделения момента перехода сетевого напряжения через "нуль". Диод VD4 защищает эмиттерный переход этого транзистора от полуволны обратного напряжения. Транзистор VT2 инвертирует сигнал, снимаемый с коллектора транзистора VT1, увеличивает крутизну фронта, что позволяет подавать его непосредственно на вход СN десятичного счетчика DD1 без каких-либо дополнительных формирователей.

Фронт счетного импульса на входе микросхемы формируется в конце каждого положительного (относительно нижнего по схеме сетевого провода) полупериода напряжения сети. При этом на выходах 0-9 счетчика, имеющего встроенный дешифратор, появляется "бегущий* сигнал высокого уровня (лог. 1). Когда сигнал такого уровня возникает на выходе 9 (вывод 11) счетчика, RS-триггер, собранный на элементах DD2.1, DD2.2, устанавливается в состояние с высоким уровнем на выводе 10 элемента DD2.1, который запрещает работу генератора импульсов запуска симистора VS1. Генератор выполнен на элементах DD2.3, DD2.4. В таком состоянии нагрузка регулятора обесточена. Включение нагрузки в сеть произойдет после переключения RS-триггера в противоположное состояние сигналом высокого уровня на выводе 8 элемента DD2.1.

Момент прихода импульса включения нагрузки относительно импульса выключения определяется номером выхода счетчика, подключенного к выводу 8 элемента DD2.1. Таким образом, мощность, подводимую к паяльнику в рабочем режиме и режиме ожидания, определяет положение контактов переключателей SА1 и SА2 соответственно. Смена режимов происходит переключателем SF1 при нажатии на его кнопку коромыслом, удерживающим паяльник на подставке. В обоих режимах мощность от 10 до 100 % с шагом 10 % устанавливают переключателями SА1 и SА2. Резистор R7 устраняет неопределенность сигнала на выводе 8 элемента DD2.1 при переключениях.

В рабочих периодах сети генератор импульсов запуска симистора \/S1 работает непрерывно, что позволяет включать симистор с активной нагрузкой мощностью 60 Вт при напряжении сети около 20 В. Визуально оценить относительную мощность, отдаваемую в нагрузку, можно по свечению индикатора НL2. Хотя через него и проходят импульсы тока управляющего электрода симистора значением в несколько десятков миллиампер, средний же ток составляет единицы миллиампер. Поскольку на выходе регулятора постоянная составляющая сигнала близка к нулю, при определенных ограничениях им можно управлять мощностью низковольтных паяльников, включаемых в сеть через понижающий трансформатор. Ограничения связаны с особенностью работы трансформатора. Если нагрузка трансформатора отключена., к выходу регулятора оказывается подключенной высокодобротная катушка индуктивности, на которой возникают выбросы напряжения, практически равные удвоенному амплитудному напряжению питания - около 600 В. Такой режим крайне нежелателен, поэтому для обеспечения сохранности регулятора при случайных переключениях нагрузки выход регулятора зашунтирован варистором R11 с точкой излома характеристики 350...300 В. Но если регулятор будет использоваться только с активной нагрузкой, варистор можно исключить.

Второе ограничение связано с переходными процессами в трансформаторах, обусловленных их низкой рабочей частотой. При включении трансформатора в сеть (даже при нулевом напряжении) первый полупериод расходуется на первичное намагничивание магнитопровода, сопровождающееся повышенным током первичной обмотки. Например, для популярного паяльника ЭПСН 25/24 (ГОСТ 7219-83), подключенного к сети через трансформатор, амплитуда импульса тока составила 2,5 А, что в 12 раз больше, чем в установившемся режиме. Значение амплитуды тока второго полупериода превышало установившееся значение примерно

на 50 %, а для третьего полупериода - около 10 %. Следовательно, включать даже нагруженный трансформатор желательно как можно реже. Этим обусловлено использование для регулирования мощности целого числа полных периодов, что, с одной стороны, обеспечивает близкое к нулевому значение постоянной составляющей, а с другой - компромисс между тепловой инерционностью нагрузки, легкостью реализации и уменьшением числа коммутаций нагрузки в единицу времени.

В свое время нашей промышленностью выпускались низковольтные паяльники, питаемые от сети через гасящий конденсатор, встроенный в пластмассовый корпус, близкий по размерам к трансформаторному блоку такой же мощности. Эти паяльники подключать к регулятору нельзя. А если такое все же случится, от выхода из строя регулятор защитит плавкий предохранитель FU1.

Внешний вид регулятора показан на рис. 2, а компоновка и монтаж его деталей - на рис. 3. Конструктивно он выполнен в виде подставки под паяльник (использован пластмассовый корпус от унифицированного блока питания бытовой радиоаппаратуры), Большая часть деталей размещена и смонтирована на универсальной печатной плате.

Паяльник кладут на две металлические стойки подставки, согнутые из стальной проволоки диаметром 2,5 мм. Носовая стойка подвижна, ее коромысло механически связано с нажимной кнопкой переключателя SF1 (МП1-1). Выключатель ЗВ1 (нажимного типа от настольной лампы), переключатели SА1,SА2 (МПН-1) и светодиоды НL1,HL2 вынесены на верхнюю панель устройства. Поскольку положение контактов переключателей SА1 и SА2 однозначно определяет мощность, отдаваемую в нагрузку, светодиод HL2 нужен только для общего контроля работоспособности устройства, поэтому его при желании можно исключить.

Если приобретение малогабаритных многопозиционных переключателей затруднительно, их заменяют гнездовой частью двухрядного многоконтактного разъема, используя в качестве подвижного контакта одиночную штыревую часть, припаяв к ней тонкий гибкий провод. Чтобы избежать контакта с питающей сетью, лучше применить разъем с утопленными гнездами, а в разрыв цепи подвижного контакта переключателя SF1 включить резистор сопротивлением 91 ...100 кОм.

Регулятор рассчитан на мощность нагрузки до 150 Вт, поэтому симистор может работать без теплоотвода. Чтобы уменьшить габариты и облегчить компоновку деталей устройства, можно применить миниатюрный симистор ТС-106 в пластмассовом корпусе, установленный на алюминиевый флажковый радиатор теплоотвода с площадью поверхности 10 см2.

Литература

1. Аристов А. Автомат-регулятор мощности паяльника - Радио. 1981.№ 12, с. 51.
2. Нечаев И. Регулятор мощности, не создающий помех. - Радио. 1991, № 2, с. 67, 68.
3. Лукашенко С. Регулятор мощности, не создающий помех. - Радио, 1987, №12, с. 22. 23.
4. Бирюков С. Симисторные регуляторы мощности. - Радио. 1996, № 1, с. 44-46.

Автор: П.Полянский, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Случайная новость из Архива Арктику ждут новые рекорды таяния 10.03.2012 Новое исследование НАСА показало, что самый старый и толстый арктический морской лед тает быстрее, чем более молодой и тонкий (по краям плавающих льдов Северного Ледовитого океана). Обычно толстый многолетний лед (старше двух лет) менее подвержен сезонному таянию, в то время как молодой лед, в короткие сроки образовавшийся за зиму, так же быстро тает летом. Быстрое исчезновение старого ледового покрова делает морской арктический лед более уязвимым к дальнейшему таянию. В ходе нового исследования ученые наблюдали за многолетними льдами, которые покрывают не менее 15% поверхности Северного Ледовитого океана. Ученые обнаружили, что количество льда уменьшается на 15,1% за десятилетие. Таким образом, средняя толщина ледяного покрова арктических морей снижается из-за таяния толстого многолетнего ледового панциря. В то же время температура поверхности в Арктике повышается, что сокращает период времени, когда образуется новый молодой лед и не позволяет быстро восстанавливать объем льда многолетнего. Объем многолетнего морского льда достиг своего рекордного минимума зимой 2008 года - он снизился на 55% с конца 1970-х годов, когда начались спутниковые измерения ледяного покрова. Многолетний морской лед затем восстановился в течение следующих трех лет: его стало на 34% больше, чем в 2008 году. Но в зимний период 2012 года лед снова начал активно таять. Ученые не исключают существование девятилетнего цикла таяния морского льда. По крайней мере, спутниковые наблюдения установили именно такой период. Судя по всему, небольшое восстановление морского ледяного покрова в течение трех лет после того, как он достиг своего исторического минимума в 2008 году, является лишь этапом девятилетнего цикла и нас ждут новые рекорды таяния, при этом количество льда с каждым циклом сокращается.

Другие интересные новости:

▪ Будильник Sensorwake Trio будит запахом, светом и звуком

▪ Microsoft блокирует установку Linux на свои планшеты

▪ Чашка молока в день снизит риск инфаркта

▪ Статистика слизней

▪ Робот для домашнего хозяйства

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Три кита. Крылатое выражение

▪ статья Как рыбы нюхают? Подробный ответ

▪ статья Локва. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Сварочный аппарат с вольтодобавкой и плавной регулировкой тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ложка-выпрямитель. Химический опыт

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026