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:

Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

Режим сна давно признан важным фактором, влияющим на здоровье человека, но недавно ученые обнаружили, что время отхода ко сну может играть еще более значимую роль в поддержании здоровья сердечно-сосудистой системы. Согласно исследованию британских ученых, засыпание в промежутке с 22 до 23 часов может снизить риск развития сердечных заболеваний и, следовательно, продлить жизнь. В исследовании приняли участие более 88 000 человек, средний возраст которых составил 61 год, причем большинство участников были женщины. В ходе исследования использовались данные, собранные с помощью акселерометров - устройств, фиксирующих движения, которые позволяют точно отслеживать время отхода ко сну и пробуждения. Целью было выявить, как время сна связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний. Анализ данных показал, что засыпание между 22 и 23 часами связано с более низким риском развития сердечных заболеваний, таких как инфаркт, инсульт и хроническая ишемическая болезнь сердца. В сравнении с теми, ...>>

Роботы-грибы управляются светом 11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями. Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве. Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в ...>>

Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

В последние годы ученые все чаще обращают внимание на влияние питания на работу мозга. Одним из самых перспективных продуктов в этом отношении стали обычные куриные яйца. Их уникальный состав способен поддерживать когнитивные функции и даже стимулировать развитие мозга. Недавние исследования показали, что яйца могут помочь улучшить память, концентрацию и креативность благодаря содержащимся в них полезным веществам, таким как белок NWT-03, холин, лютеин и зеаксантин. Ключевым компонентом, благодаря которому яйца оказывают положительное влияние на мозг, является белок NWT-03. Этот белок стимулирует активность мозга, улучшая когнитивные функции. Ученые обнаружили, что регулярное употребление яиц способствует улучшению памяти и внимания. Белок NWT-03 помогает мозгу быстрее обрабатывать информацию и формировать новые нейронные связи, что способствует гибкости и эффективности его работы. Яйца содержат и другие важные вещества, помогающие поддерживать здоровье мозга на протяжении всей ж ...>>

Случайная новость из Архива Микроантенны для интерфейса мозг-компьютер 29.08.2017 Ученые из Северо-Восточного университета в Бостоне (США), под руководством инженера и материаловеда Няна Сана (Nian Sun) создали микроантенны, которые на несколько порядков миниатюрнее и эффективнее традиционных антенн. Антенны получают информацию в виде электромагнитных волн, которые они преобразуют в переменное электрическое напряжение. Согласно законам физики, для этого размер антенны должен примерно соответствовать длине электромагнитной волны - иными словами они должны быть довольно большими. С другой стороны, антенна может резонировать также и в ответ на акустические волны той же частоты, длина которых гораздо меньше. Именно эту "лазейку" использовали Сан с коллегами. Изобретенная ими антенна покрыта снаружи слоем пьезомагнитного материала, который расширяется и сокращается в зависимости от состояния магнитного поля. Таким образом он переводит электромагнитные колебания в звуковые. Затем следующий слой пьезоэлектрического материала переводит эти колебания в переменный электрический ток. При отправке сигнала все происходит в обратном порядке. Таким образом, антенна фактически воспринимает и отправляет звуковые колебания - и поэтому может иметь примерно в 1000 раз меньшие размеры, чем традиционная. Авторы статьи создали два типа антенн, основанных на этом принципе. Первый, с круглой мембраной, работает в гигагерцовом диапазоне, которым пользуется, в том числе, технология Wi-Fi. Второй, с прямоугольной мембраной - для мегагерцового диапазона, используемого ТВ и радио. В экспериментах с новыми антеннами, они принимали и отправляли сигнал частотой 2,5 гГц примерно в 100 тыс. раз эффективнее обычных антенн. По словам ведущего автора исследования, главной трудностью при конструировании было найти пьезомагнитный материал с нужными характеристиками - в итоге был выбран набор из железа, галлия и бора - и произвести его в нужном качестве. Разработка как минимум может открыть дорогу к созданию более компактных и мощных приборов - от мобильных телефонов до спутников. В перспективе возможно также использование новых миниатюрных передатчиков в бурно развивающемся "интернете вещей". Широкие перспективы открываются для медицины - миниатюрные передатчики смогут проникнуть в любую ткань или сосуд, чтобы снять данные на месте и отправить их врачу. Теоретически возможны также мозговые импланты для создания интерфейса "мозг-компьютер" - чтобы мы смогли управлять вещами силой мысли напрямую.

Другие интересные новости:

▪ Однокристальные системы Qualcomm IPQ8074 и QCA6290

▪ Наём роботов вместо людей

▪ Миниатюрный газоанализатор Kingmax AirQ Check GS-01 для смартфона

▪ Экология и Интернет

▪ Плата для разработчиков CubieBoard5

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Тайный советник вождя. Крылатое выражение

▪ статья Когда женщины начали делать прически? Подробный ответ

▪ статья Сейдана. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Устройство дистанционного управления нагрузками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Как разделить газету? Секрет фокуса. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024