Повышающий регулятор мощности паяльника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Технологии радиолюбителя

 Комментарии к статье

Предлагаемый вниманию читателей прибор предназначен для регулирования мощности паяльников и других нагревательных приборов мощностью до 100 Вт. Его можно использовать также для питания осветительных приборов с лампами накаливания такой же мощности при пониженном напряжении в сети.

Отличительная особенность прибора - его способность регулировать мощность, передаваемую в нагрузку, не только в сторону ее уменьшения, но и в сторону увеличения относительно номинального значения. Интервал регулирования очень широк - от 1 до 180 % номинальной мощности подключенной нагрузки.

Как известно, амплитудное значение синусоидального сетевого напряженияв1,41 раза больше эффективного. За счет этого, подключив к сети выпрямитель со сглаживающим фильтром, можно получить постоянное напряжение около 310 В. Из него несложно сформировать прямоугольные импульсы такой амплитуды, а меняя их коэффициент заполнения, можно регулировать эффективное значение импульсного напряжения от нуля до 1,41 эффективного значения исходного синусоидального напряжения. Тепловая мощность питаемого таким напряжением паяльника или другого нагревательного прибора будет меняться от нуля до удвоенной номинальной мощности.

Описание устройства, работающего по описанному выше принципу, было опубликовано ранее в статье С. Лусты "Повышающий регулятор напряжения" ("Радио", 2006, № 5, с. 39). Предложенный в ней регулятор прост и компактен, однако ему присущи некоторые недостатки. Отсутствует какая-либо индикация установленного уровня мощности, регулируется она вращением ручки переменного резистора. Кроме того, при включении устройства в сеть необходимо соблюдать определенные правила, иначе оно может быть повреждено.

Предлагаю вниманию читателей регулятор, собранный на микроконтроллере. Он имеет кнопочное управление и цифровую индикацию установленной мощности. Три режима работы, выбираемые нажатиями на соответствующие кнопки, позволяют быстро разогревать паяльник даже при пониженном напряжении в сети, а затем поддерживать его рабочую температуру. Установленную для каждого режима работы мощность также можно изменять нажатиями на кнопки. Заданное значение автоматически сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера. К регулятору можно подключать паяльники мощностью до 100 Вт, а также осветительные приборы с лампами накаливания.

Схема регулятора мощности изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер PIC16F628 (DD1), в котором имеется модуль ШИМ, формирующий на выходе RB3 прямоугольные импульсы программно изменяемой скважности. Частота следования этих импульсов при работе микроконтроллера от встроенного RC-генератора - около 360 Гц. Их коэффициент заполнения (величина, обратная скважности) пропорционален установленному значению выходной мощности.

Рис. 1. Схема регулятора мощности паяльника (нажмите для увеличения)

Импульсы поступают на излучающий диод оптрона U1, необходимого для гальванической развязки силовой и низковольтной частей прибора. С коллектора фототранзистора оптрона управляющие импульсы поступают на затвор полевого транзистора VT3, который коммутирует нагрузку. Стабилитрон VD6, включенный между затвором и истоком транзистора, ограничивает амплитуду управляющих импульсов до безопасного значения.

Формирователь импульсов питается от выпрямителя сетевого напряжения на диодном мосте VD5 со сглаживающим конденсатором С4. Для ограничения тока зарядки этого конденсатора в момент включения устройства в сеть применен терморезистор RK1. Фильтр L1C1C2 предотвращает проникновение помех от прибора в питающую сеть.

К выходам RB4-RB7 микроконтроллера через преобразователь кода DD2 подключен четырехразрядный семиэлементный светодиодный индикатор HG1, в котором используются только три разряда. Общие аноды элементов разрядов подключены к эмиттерам транзисторов VT1, VT2, VT4.

С выходами RA3, RA6, RA7 микроконтроллера соединены светодиоды, которые показывают выбранный режим работы. К входам RBO-RB2 подключены кнопки управления.

Цифровая часть прибора питается от стабилизатора напряжения на микросхеме DA1. Его выходное напряжение - 5 В при токе нагрузки до 0,4 А.

В приборе применены резисторы МЛТ и импортные оксидные конденсаторы.Транзисторы КТ503Д можно заменить приборами той же серии с любым буквенным индексом, транзистор 2SK2761 - на IRF830 или КП707В2. Оптрон РС817 - на PC 120. Вместо светодиода FYL-3014UGC можно применить любой зеленого, а вместо FYL-3014src - красного цвета свечения. Кнопки - любые малогабаритные.

Индикатор CA56-21SRWA можно заменить на BQ-M51DRD или использовать три одноразрядных семиэлементных индикатора с общим анодом, например, АЛС324Б или АЛC3ЗЗБ2. Катоды одноименных элементов таких индикаторов объединяют и подключают к соответствующим выходам преобразователя кода через резисторы R9-R15.

В качестве C1, C2 необходимо использовать импортные конденсаторы, предназначенные для работы в цепях переменного тока. В крайнем случае можно применить конденсаторы К73-17 на постоянное напряжение 630 В. Дроссель L1 и терморезистор RK1 - от блока питания IBM PC.

Все детали устройства, за исключением блока питания (состоящего из трансформатора T1, диодов VD1-VD4, микросхемы DA1, конденсаторов C3, C5, C6), смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 2.

Рис. 2. Чертеж печатной платы

Индикатор HG1 устанавливают на краю платы перпендикулярно ее поверхности, его выводы соединяют с соответствующими контактными площадками отрезками тонкого монтажного провода.

Блок питания монтируют на отдельной печатной плате, чертеж которой не приводится. В нем можно использовать любой малогабаритный понижающий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 7...10 В при токе нагрузки 0,4 А. Пригодны некоторые унифицированные трансформаторы серии ТПП, например ТПП220-127/220-50.

Чтобы получить требуемое напряжение, в этом трансформаторе необходимо соединить последовательно все вторичные обмотки, за исключением одной напряжением 2,5 В. Кроме того, следует соединить выводы 3 и 7 первичных обмоток, а напряжение 220 В подавать на выводы 2 и 9. Стабилизатор DA1 должен быть снабжен теплоотводом площадью 5...7 см² из алюминиевого листа.

Для питания регулятора можно использовать и готовый трансформаторный или импульсный блок питания, обеспечивающий стабилизированное напряжение 5 В при токе нагрузки не менее 0,4 А. Например, импульсный блок питания от неисправного DVD-плейера.

Внешний вид регулятора показан на рис. 3. Он собран в корпусе привода CD-ROM персонального компьютера. На передней панели расположены индикатор HG1, кнопки управления и светодиоды. На верхней крышке закреплены держатели для паяльника, а на задней стенке установлена розетка XS1 для его подключения.

Рис. 3. Внешний вид регулятора мощности паяльника

После сборки на регулятор необходимо подать напряжение питания и убедиться в нормальной работе его цифровой части. После этого следует проверить осциллографом амплитуду и форму импульсов на затворе транзистора VT3. Их амплитуда должна быть не менее 10 В, а форма - близка к прямоугольной. Если это не так, необходимо подобрать резистор R8. Обращаю внимание читателей, что во время выполнения описанных выше операций общий провод осциллографа приходится соединять с истоком транзистора VT3, имеющим гальваническую связь с питающей сетью. Работая с подключенным таким образом осциллографом, следует соблюдать осторожность, чтобы не получить электрический удар.

Эксплуатируя прибор, необходимо помнить, что через него нельзя питать электроприборы, содержащие индуктивные элементы (трансформаторы, дроссели, электродвигатели), а также любые электронные узлы. Подавая на нагрузку мощность, превышающую номинальную, помните, что это приводит к резкому сокращению ее ресурса, а возможны и более серьезные неприятности. Строго соблюдайте правила пожарной безопасности и не оставляйте включенные нагревательные приборы без присмотра.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/01/power.zip.

Автор: А. Абрамович

Смотрите другие статьи раздела Технологии радиолюбителя.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива DC/DC-конверторы L598x 29.10.2010 L598x - новое семейство импульсных понижающих преобразователей STMicroelectronics, которое характеризуется малыми размерами и низкой ценой. Преобразователи широко применяются в индустриальных, потребительских сегментах, персональных компьютерах и для передачи данных. Имея выходной ток до 2 А, нижнюю границу выходного напряжения от 0,6 и широкий диапазон входных напряжений от 2,9 до 18 В, данное семейство обладает большой гибкостью и универсальностью. Встроенный р-канальный MOSFET-транзистор (150 мОм) с низким сопротивлением сток-исток позволяет преобразователю управлять периодом рабочего цикла до 100%. Частота переключения может конфигурироваться в диапазоне от 250 кГц до 1 МГц при помощи внешнего резистора. Семейство имеет дополнительные функции мониторинга и защиты: контроль перегрузки по току, контроль напряжения питания (UVLO), контроль от перегрева и встроенный цифровой режим "мягкого старта". Комбинированные в теплостойком корпусе DFN3x3-8L эти функции позволяют реализовывать надежные и компактные приложения с минимальным количеством внешних компонентов. Регуляторы семейства L598x могут быть синхронизованы от внешнего сигнала друг с другом в конфигурации "master/slave" с фазовым смещением 180°C, и существует возможность их применения с многослойными керамическими конденсаторами (MLCCs) в качестве выходного фильтра. Семейство L598x состоит из четырех микросхем: L5980, L5981, L5983 и L5985, отличающихся параметрами выходного тока.

Другие интересные новости:

▪ Конденсатор с высокой плотностью энергии

▪ Потепление Арктики ведет к морозной зиме

▪ Рекорды молекулярных узлов

▪ Радиомаяк для пчелы

▪ Термоид преобразует тепло в электричество

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Сбить с панталыку. Крылатое выражение

▪ статья Сколько воздуха нужно нам для дыхания? Подробный ответ

▪ статья Орех маньчжурский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Полупроводниковые материалы и изделия. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пассивный регулятор тембра магнитолы Philips 410. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025