Цифровий регулятор потужності паяльника. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Цифровий регулятор потужності паяльника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори

Коментарі до статті

Оптимальна температура жала електропаяльника - найважливіша умова отримання якісного паяння. У радіоаматорській практиці це має особливе значення, так як при монтажі радіотехнічного пристрою конструктору доводиться користуватися одним і тим же паяльником зі змінними жалами, які істотно відрізняються за своїми теплотехнічними характеристиками. Використання різних припоїв, марки яких часто невідомі, також потребує експериментального підбору температури жала паяльника. Автор статті аналізує ефективність регуляторів потужності, знайомих радіоаматорам з публікацій у нашому журналі, та пропонує для повторення свій варіант регулятора температури нагріву паяльника – цифровий.

Спосіб управління нагріванням паяльника [1], коли його потужність регулюється тільки в неробочому стані (паяльник знаходиться на підставці), а в робочому потужність становить 100%, дає позитивні результати лише при незмінному жалі. Радіоаматорська практика показує, що хороших результатів можна досягти роздільним оперативним регулюванням потужності паяльника в робочому та черговому режимах. Такий спосіб навіть краще однорежимної точної стабілізації температури жала, оскільки дозволяє знаходити компроміс між постійною підтримкою паяльника в стані готовності протягом багатьох годин і зносом робочої частини жала через розчинення міді в припої.

В даний час встановився деякий "радіоаматорський стандарт" на регулятори середньої потужності для теплових приладів [2]. Суть його полягає в тому, що регулювання здійснюється широтно-імпульсним методом, з відкриванням силового тріністора або симістора в моменти, близькі до переходу напруги через "нуль". Його часто називають методом "безшумного регулювання". Використання мікросхем КМОП дає просте схемотехнічне рішення на формування широтно-импульсного сигналу. До його недоліків можна віднести хіба що нечіткість роботи генератора в крайніх положеннях движка резистора, що задає, і необхідність розмітки шкали потужності. Від цих недоліків вільний пристрій [13], в якому застосований цифровий принцип формування широтно-імпульсного сигналу. Він особливо зручний при формуванні багаторежимного керування потужністю паяльника, оскільки не містить елементів, які потребують налаштування при перемиканні режимів.

Схема такого варіанта цифрового регулятора потужності паяльника наведено на рис. 1. Як базове рішення використаний симісторний регулятор, описаний у [4]. До джерела живлення мікросхем додано світлодіод НІ, що сигналізує про включення пристрою до мережі. Це додавання виявилося як би "безкоштовним* - світлодіод живиться напівхвиль мережевого струму, що перезаряджає конденсатор С1, що гасить, безпосередньо для живлення пристрою не використовуваної. Середній струм, поточний через світлодіод" не перевищує 15 мА. При зміні полярності практично вся зворотна напруга, що дорівнює за значенням сумі напруг стабілізації стабілітрона VDЗ і прямого падіння напруги на діоді VD2, прикладено до діода VD1, зворотний опір якого істотно більше, ніж у світлодіода.

(Натисніть для збільшення)

Якщо пристрій передбачається експлуатувати при підвищеній температурі, що збільшує зворотний струм діода VD1, для захисту світлодіода від зворотної напруги можна зашунтувати резистором опором 1...3 кОм.

Транзистор VT1 використовується виділення моменту переходу мережного напруги через " нуль " . Діод VD4 захищає емітерний перехід цього транзистора від напівхвилі зворотної напруги. Транзистор VT2 інвертує сигнал, що знімається з колектора транзистора VT1, збільшує крутість фронту, що дозволяє подавати його безпосередньо на вхід СN десяткового лічильника DD1 без додаткових формувачів.

Фронт лічильного імпульсу на вході мікросхеми формується наприкінці кожного позитивного (щодо нижнього за схемою мережного дроту) напівперіоду напруги мережі. При цьому на виходах 0-9 лічильника, що має вбудований дешифратор, з'являється сигнал високого рівня (лог. 1). Коли сигнал такого рівня виникає на виході 9 (висновок 11) лічильника, RS-тригер, зібраний на елементах DD2.1 , DD2.2, встановлюється в стан з високим рівнем на виведенні 10 елемента DD2.1, який забороняє роботу генератора імпульсів запуску симістора VS1.Генератор виконаний на елементах DD2.3, DD2.4. мережа відбудеться після перемикання RS-тригера в протилежний стан високого рівня сигналом на виведенні 8 елемента DD2.1.

Момент приходу імпульсу вмикання навантаження щодо імпульсу вимикання визначається номером виходу лічильника, підключеного до виведення 8 елемента DD2.1. Таким чином, потужність, що підводиться до паяльника в робочому режимі та режимі очікування, визначає положення контактів перемикачів SА1 та SА2 відповідно. Зміна режимів відбувається перемикачем SF1 при натисканні на кнопку коромислом, що утримує паяльник на підставці. В обох режимах потужність від 10 до 100% з кроком 10% встановлюють перемикачами SА1 та SА2. Резистор R7 усуває невизначеність сигналу на виведенні елемента 8 DD2.1 при перемиканнях.

У робочих періодах мережі генератор імпульсів запуску симістора \/S1 працює безперервно, що дозволяє включати сімістор з активним навантаженням потужністю 60 Вт при напрузі мережі близько 20 В. Візуально оцінити відносну потужність, що віддається в навантаження, можна за світлом індикатора НL2. Хоча через нього і проходять імпульси струму керуючого електрода симистора значенням у кілька десятків міліампер, середній струм становить одиниці міліампер. Оскільки на виході регулятора постійна складова сигналу близька до нуля, при певних обмеженнях ним можна керувати потужністю паяльників низьковольтних, що включаються в мережу через понижувальний трансформатор. Обмеження пов'язані з особливістю роботи трансформатора. Якщо навантаження трансформатора відключена., до виходу регулятора виявляється підключеною високодобротна котушка індуктивності, на якій виникають викиди напруги, практично рівні подвоєному амплітудному напрузі живлення - близько 600 В. Такий режим вкрай небажаний, тому для забезпечення безпеки регулятора при випадкових перемиканнях навантаження виходу регулятора R11 з точкою зламу характеристики 350...300 В. Але якщо регулятор використовуватиметься тільки з активним навантаженням, варистор можна виключити.

Друге обмеження пов'язане з перехідними процесами в трансформаторах, зумовлених їхньою низькою робочою частотою. При включенні трансформатора в мережу (навіть за нульової напруги) перший напівперіод витрачається на первинне намагнічування магнітопроводу, що супроводжується підвищеним струмом первинної обмотки. Наприклад, для популярного паяльника ЕПСН 25/24 (ГОСТ 7219-83), підключеного до мережі через трансформатор, амплітуда імпульсу струму склала 2,5 А, що в 12 разів більше, ніж в режимі. Значення амплітуди струму другого напівперіоду перевищувало значення приблизно

на 50%, а третього напівперіоду - близько 10%. Отже, включати навіть навантажений трансформатор бажано якомога рідше. Цим зумовлено використання регулювання потужності цілого числа повних періодів, що, з одного боку, забезпечує близьке до нульового значення постійної складової, а з іншого - компроміс між тепловою інерційністю навантаження, легкістю реалізації та зменшенням кількості комутацій навантаження в одиницю часу.

Свого часу нашою промисловістю випускалися низьковольтні паяльники, що живляться від мережі через конденсатор, що гасить, вбудований у пластмасовий корпус, близький за розмірами до трансформаторного блоку такої ж потужності. Ці паяльники підключати до регулятора не можна. А якщо таке все ж таки трапиться, від виходу з ладу регулятор захистить плавкий запобіжник FU1.

Зовнішній вигляд регулятора показано на рис. 2, а компонування та монтаж його деталей - на рис. 3. Конструктивно він виконаний у вигляді підставки під паяльник (використаний пластмасовий корпус від уніфікованого блоку живлення побутової радіоапаратури). Більшість деталей розміщена та змонтована на універсальній друкованій платі.

Цифровий регулятор потужності паяльника

Паяльник кладуть на дві металеві стійки підставки, зігнуті із сталевого дроту діаметром 2,5 мм. Носова стійка рухлива, її коромисло механічно пов'язане з натискною кнопкою перемикача SF1 (МП1-1). Вимикач ЗВ1 (натискного типу від настільної лампи), перемикачі SА1, SА2 (МПН-1) та світлодіоди НL1, HL2 винесені на верхню панель пристрою. Оскільки положення контактів перемикачів SА1 та SА2 однозначно визначає потужність, що віддається у навантаження, світлодіод HL2 потрібен лише для загального контролю працездатності пристрою, тому його за бажання можна виключити.

Якщо придбання малогабаритних багатопозиційних перемикачів важко, їх замінюють гніздовою частиною дворядного багатоконтактного роз'єму, використовуючи як рухомий контакт одиночну частину штирю, припаявши до неї тонкий гнучкий провід. Щоб уникнути контакту з мережею живлення, краще застосувати роз'єм з утопленими гніздами, а в розрив ланцюга рухомого контакту перемикача SF1 включити резистор опором 91 ...100 кОм.

Регулятор розрахований на потужність навантаження до 150 Вт, тому Сімістор може працювати без тепловідведення. Щоб зменшити габарити та полегшити компонування деталей пристрою, можна застосувати мініатюрний симистор ТС-106 у пластмасовому корпусі, встановлений на алюмінієвий прапорцевий радіатор тепловідведення з площею поверхні 10 см2.

література

Арістов А. Автомат-регулятор потужності паяльника – Радіо. 1981. № 12, с. 51.
Нечаєв І. Регулятор потужності, що не створює перешкод. - Радіо. 1991 № 2, с. 67, 68.
Лукашенко С. Регулятор потужності, що не створює перешкод. - Радіо, 1987 №12, с. 22. 23.
Бірюков С. Симисторні регулятори потужності. - Радіо. 1996 № 1, с. 44-46.

Автор: П.Полянський, м.Москва

Дивіться інші статті розділу Регулятори потужності, термометри, термостабілізатори.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Використання графену стане ще ефективнішим. 19.12.2013

Матеріал графен, що є плоскою двовимірною структурою з атомів вуглецю, є перспективним для безлічі додатків. Але для того, щоб його можна було використовувати, необхідно провести легування, тобто введення домішок з метою модуляції електричних властивостей матеріалу або іншу обробку. Легування може виявитися дорогим і важко здійсненним процесом. Але групі вчених з Массачусетського інституту технологій та Каліфорнійського університету в Берклі вдалося розробити простий та порівняно недорогий метод обробки, який може розкрити потенціал графену.

Цей новий метод описано у статті, опублікованій в останньому номері журналу Nature Chemistry. Вчені вже давно цікавляться можливим застосуванням графену в сонячних осередках, термоелектричних приладах, пристроях фільтрації води та багатьох інших додатків. Чистий графен позбавлений деяких властивостей, які необхідні напівпровідникові пристрої. Але додавання атомів кисню дозволяє додати ці властивості, запевняють дослідники.

Існуючі методи не дозволяють передбачувано розподілити атоми кисню вздовж поверхні графену. Крім того, вони передбачають використання агресивних хімікатів або температурний режим 700-900 градусів за Цельсієм. Новий підхід дозволяє покращити графен, використовуючи низькі температури близько 50-80 градусів Цельсія. При цьому немає потреби в хімічних добавках. До переваг свого методу вчені відносять гнучку масштабованість, що важливо для комерційних додатків.

Низькотемпературний процес відпалу змінює розподіл атомів кисню, не вносячи змін у загальну структуру графену. Електричний опір матеріалу може скоротитися в 4-5 раз. Цікаво, що при такому способі можна отримати в структурі матеріалу окремі області чистого графену між ділянками з атомами кисню, які мають властивості так званих квантових точок (вони можуть використовуватися у високоефективних світловипромінювачах). Окремо відзначається висока здатність поглинати світло. Порівняно з традиційним необробленим окисом графену, новий метод дозволяє створити матеріал з покращеною на 38% ефективністю поглинання фотонів.

На думку вчених, їхній метод дозволить відкрити для графена багато корисних додатків.

Інші цікаві новини:

▪ Yamaha Receiver RX-N600

▪ Метал покращили за допомогою кераміки

▪ Металева піна - утеплювач

▪ Шпигунське око

▪ Чим дихають комп'ютери

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Мобільний зв'язок. Добірка статей

▪ стаття Поль Анрі Гольбах. Знамениті афоризми

▪ стаття Як довго верблюд може обходитися без води? Детальна відповідь

▪ стаття Зубчаста рейка на токарному верстаті. Домашня майстерня

▪ стаття Штучна слонова кістка. Прості рецепти та поради

▪ стаття Захист електродвигуна від неповнофазного режиму. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт