Stabilizátor teploty spájkovačky. Stabilizátor teploty spájkovačky Domáci regulátor spájkovačky

Regulátor výkonu pre spájkovačku je zariadenie, ktoré vám umožňuje riadiť proces spájkovania. Kvalita tohto procesu sa môže výrazne zvýšiť, ak prevezmete kontrolu nad hlavnými parametrami. Spájkovačka je nevyhnutným domácim nástrojom pre človeka, ktorý rád robí všetko vlastnými rukami.

Hlavnou charakteristikou spájkovania je maximálna teplota na hrote spájkovačky. Regulátor výkonu pre spájkovačku zabezpečuje jej zmenu v požadovanom režime. To umožňuje nielen zlepšiť kvalitu spájania kovov, ale aj predĺžiť životnosť samotného zariadenia.

Na čo slúži regulátor?

Spájkovanie kovov sa uskutočňuje vďaka tomu, že roztavená spájka vypĺňa priestor medzi spájanými obrobkami a čiastočne preniká do ich materiálu. Pevnosť spojovacieho švu do značnej miery závisí od kvality taveniny, t.j. na teplote jeho ohrevu. Ak hrot spájkovačky nemá dostatočnú teplotu, musíte predĺžiť čas ohrevu, čo môže zničiť materiál dielov a viesť k predčasnému zlyhaniu samotného zariadenia. Nadmerné zahrievanie prídavného kovu vedie k tvorbe produktov tepelného rozkladu, čo výrazne znižuje kvalitu zvaru.

Teplota pracovnej oblasti hrotu spájkovačky a čas potrebný na zvýšenie závisia od výkonu vykurovacieho telesa. Plynulá zmena napätia umožňuje zvoliť optimálny prevádzkový režim ohrievača. Preto hlavnou úlohou, ktorú musí regulátor výkonu pre spájkovačku vyriešiť, je nastavenie požadovaného elektrického napätia a jeho udržiavanie počas procesu spájkovania.

Návrat k obsahu

Najjednoduchšie schémy

Najjednoduchší obvod regulátora výkonu pre spájkovačku je na obr.1. Táto schéma je známa už viac ako 30 rokov a ukázalo sa, že doma dobre funguje. Umožňuje vám spájkovať diely pri regulácii výkonu v rozmedzí 50-100%.

Takýto elementárny obvod je zostavený na výstupných koncoch premenlivého odporu R1 a je kombinovaný štyrmi spájkovacími bodmi. Kladná svorka kondenzátora C1, rameno odporu R2 a riadiaca elektróda tyristora VD2 sú spolu spájkované. Telo tyristora funguje ako anóda, preto by malo byť izolované. Celý obvod je malých rozmerov a zapadá do krytu z zbytočného napájania akéhokoľvek zariadenia.

Na stene puzdra je vyvŕtaný otvor s priemerom 10 mm, do ktorého je závitovou nohou pripevnený variabilný odpor. Ako záťaž je možné použiť akúkoľvek žiarovku s výkonom 20-40 W. Objímka so žiarovkou je upevnená v puzdre a horná časť žiarovky je vysunutá do otvoru, takže činnosť zariadenia môže byť monitorovaná jej žiarou.

Časti, ktoré by sa mali použiť v odporúčanom obvode: dióda 1N4007 (možno použiť akúkoľvek podobnú pre prúd 1 A a napätie do 600 V); tyristor KU101G; elektrolytický kondenzátor s kapacitou 4,7 μF pre napätie 100 V; odpor 27-33 kOhm s výkonom do 0,5 W; variabilný odpor SP-1 s odporom až 47 kOhm. Regulátor výkonu spájkovačky s takýmto obvodom sa osvedčil spoľahlivo pri spájkovačkách typu EPSN.

Jednoduché, ale modernejšie zapojenie môže byť založené na výmene tyristora a diódy za triak a ako záťaž možno použiť aj neónovú lampu typu MH3 alebo MH4. Odporúčajú sa tieto diely: triak KU208G; elektrolytický kondenzátor 0,1 µF; variabilný odpor do 220 kOhm; dva odpory s odporom 1 kOhm a 300 Ohm.

Návrat k obsahu

Zlepšenie dizajnu

Regulátor výkonu zostavený na základe jednoduchého obvodu umožňuje udržiavať režim spájkovania, ale nezaručuje úplnú stabilitu procesu. Existuje množstvo pomerne jednoduchých dizajnov, ktoré vám umožňujú zabezpečiť stabilnú údržbu a reguláciu teploty na hrote spájkovačky.

Elektrickú časť zariadenia je možné rozdeliť na výkonovú časť a riadiaci obvod. Výkonovú funkciu určuje tyristor VS1. Z anódy tohto tyristora sa do riadiaceho obvodu privádza napätie z elektrickej siete (220 V).

Prevádzka výkonového tyristora je riadená na báze tranzistorov VT1 a VT2. Riadiaci systém je napájaný parametrickým stabilizátorom, ktorý obsahuje odpor R5 (pre elimináciu nadmerného napätia) a zenerovu diódu VD1 (pre obmedzenie nárastu napätia). Variabilný odpor R2 zabezpečuje manuálnu reguláciu napätia na výstupe zariadenia.

Zostavenie regulátora z inštalácie výkonovej časti obvodu prebieha nasledovne. Nohy diódy VD2 sú prispájkované k vývodom tyristora. Odporové nohy R6 sú spojené s riadiacou elektródou a katódou tyristora a jedno odporové rameno R5 je spojené s anódou tyristora, druhé rameno je spojené s katódou zenerovej diódy VD1. Riadiaca elektróda je pripojená k riadiacej jednotke pripojením tranzistora VT1 k emitoru.

Riadiaca jednotka je založená na kremíkových tranzistoroch KT315 a KT361. S ich pomocou sa nastavuje veľkosť napätia vytvoreného na riadiacej elektróde tyristora. Tyristor prechádza prúdom iba vtedy, ak je na jeho riadiacu elektródu privedené odblokovacie napätie a jeho hodnota určuje silu prechádzajúceho prúdu.

Celý obvod regulátora je malých rozmerov a ľahko sa zmestí do tela nástennej zásuvky. Na uľahčenie vŕtania otvorov by sa malo zvoliť plastové puzdro. Je vhodné namontovať výkonovú časť a riadiacu jednotku na rôzne panely a potom ich prepojiť tromi vodičmi. Najlepšou možnosťou je zostaviť panely na DPS pokryté fóliou, ale v praxi je možné všetky spoje vykonať tenkými drôtmi a panely je možné zostaviť na akúkoľvek izolačnú dosku (aj hrubý kartón).

Návrat k obsahu

DIY zostava regulátora výkonu

Zariadenie je namontované vo vnútri krytu zásuvky. Konce vývodov sa pripájajú na kontakty zásuvky, čo umožní pripojiť spájkovačku jednoduchým zasunutím zástrčky do zásuviek zásuvky. Najprv by sa mal v kryte upevniť variabilný odpor a jeho závitová časť by mala byť vyvedená cez vyvŕtaný otvor. Potom by mal byť do krytu umiestnený tyristor s pripojenou pohonnou jednotkou. Nakoniec je na ľubovoľnom voľnom mieste nainštalovaný ovládací panel. Zásuvka je v spodnej časti zakrytá vekom. Na vstup napájacej jednotky je pripojená šnúra so zástrčkou, ktorá je vytiahnutá z tela zásuvky pre pripojenie do elektrickej siete.

Pred pripojením spájkovačky by ste mali skontrolovať regulátor výkonu. Za týmto účelom pripojte voltmeter alebo multimeter na svorky zariadenia (do zásuvky). Na vstup prístroja sa privádza napätie 220 V Hladkým otáčaním gombíka s premenlivým odporom pozorujte zmenu čítania prístroja. Ak sa napätie na výstupe regulátora zvyšuje plynulo, potom je zariadenie správne zostavené. Prax používania zariadenia ukazuje, že optimálna hodnota výstupného napätia je 150 V. Táto hodnota by mala byť zaznamenaná červenou značkou označujúcou polohu gombíka s premenlivým odporom. Je užitočné zaznamenať niekoľko hodnôt napätia.

Autor tohto článku L. ELIZAROV z mesta Makeevka v Doneckej oblasti ponúka niečo, čo môžu rádioamatéri zopakovať zariadenie na údržbu optimálne teplota hrotu spájkovačky meraním odporu jeho ohrievača pri periodických krátkodobých odpojeniach od siete.

Na stránkach rádiotechnických časopisov boli opakovane publikované rôzne zariadenia na kontrolu teploty hrotov spájkovačky, ktoré používajú ohrievač spájkovačky ako snímač teploty a udržiavajú ho na danej úrovni. Pri bližšom skúmaní sa ukazuje, že všetky tieto regulátory sú len stabilizátory tepelného výkonu ohrievača. Samozrejme, poskytujú určitý efekt: hrot menej horí a spájkovačka sa tak neprehrieva, keď leží na stojane. Ale to je ešte ďaleko od kontroly teploty hrotu.

Stručne zvážime dynamiku tepelných procesov v spájkovačke. Na obr. 1 sú znázornené grafy zmien teploty ohrievača a hrotu spájkovačky od okamihu vypnutia ohrievača

Grafy ukazujú, že v prvých zlomkoch sekundy je teplotný rozdiel taký veľký a nestabilný, že teplotu ohrievača v tomto momente nemožno použiť na presné určenie teploty hrotu, a presne takto fungujú všetky doteraz publikované regulátory , v ktorom sa ohrievač používa ako snímač teploty. Z obr. 1 je vidieť, že krivky závislosti teploty hrotu a ohrievača od času jeho vypnutia až po dvoch a ešte viac po troch alebo štyroch sekundách sú dostatočne blízke na to, aby bolo možné interpretovať teplotu ohrievača. ako teplota hrotu s dostatočnou presnosťou. Okrem toho sa teplotný rozdiel stáva nielen malým, ale aj takmer konštantným. Podľa autora je to práve regulátor, ktorý meria teplotu ohrievača určitý čas po jeho vypnutí, ktorý dokáže presnejšie regulovať teplotu hrotu.

Je zaujímavé porovnať výhody takéhoto regulátora so spájkovacou stanicou, ktorá využíva snímač teploty zabudovaný v hrote spájkovačky. V spájkovacej stanici zmena teploty hrotu spájkovačky okamžite vyvolá reakciu riadiaceho zariadenia a zvýšenie teploty ohrievača je úmerné zmene teploty hrotu. Vlna zmeny teploty dosiahne hrot spájkovačky za 5...7 s. Pri zmene teploty hrotu bežnej spájkovačky prechádza vlna zmeny teploty z hrotu na ohrievač (s blízkymi termodynamickými parametrami - 5...7 s). Jeho riadiaca jednotka bude fungovať za 1...7 s (závisí to od nastavenej prahovej hodnoty teploty) a zvýši teplotu ohrievača. Spätná vlna zmeny teploty dosiahne hrot spájkovačky za rovnakých 5...7 s. Z toho vyplýva, že doba odozvy klasickej spájkovačky s ohrievačom ako teplotným snímačom je 2...3 krát dlhšia ako u spájkovacej stanice so snímačom teploty zabudovaným v hrote.

Je zrejmé, že spájkovacia stanica má dve hlavné výhody oproti spájkovačke, ktorá používa ohrievač ako snímač teploty. Prvý (vedľajší) je digitálny ukazovateľ teploty. Druhým je teplotný senzor zabudovaný do hrotu. Digitálny indikátor je spočiatku jednoducho zaujímavý, ale potom sa regulácia stále riadi zásadou „trochu viac, trochu menej“.

Spájkovačka, ktorá používa ohrievač ako snímač teploty, má oproti spájkovacej stanici nasledujúce výhody:
- riadiaca jednotka nezaťažuje priestor na stole, pretože ju možno zabudovať do malého puzdra vo forme sieťového adaptéra;
- nižšia cena;
- riadiacu jednotku je možné použiť s takmer akoukoľvek domácou spájkovačkou;
- jednoduchosť opakovania, realizovateľná aj pre začínajúceho rádioamatéra.

Uvažujme o konštrukčných vlastnostiach spájkovačiek rôznych dizajnov a výkonu. V tabuľke sú uvedené hodnoty odporu ohrievačov rôznych spájkovačiek, kde Pw je výkon spájkovačky, W; Rx - odpor ohrievača studenej spájkovačky, Ohm; Rr - odpor tepla po zahriatí po dobu troch minút, Ohm.

PW, W	R X, Ohm	R G, Ohm	R Г -R X, Ohm
18	860	1800	940
25	700	1700	1000
30	1667	1767	100
40	1730	1770	40
80	547	565	18
100	604	624	20

Rozdiel medzi týmito teplotami ukazuje, že TCS ohrievačov sa môže líšiť 50-krát. Spájkovačky s veľkým TCS majú keramické ohrievače, aj keď existujú výnimky. Spájkovačky s malými TKS sú zastaraného dizajnu s nichrómovými ohrievačmi. Samostatne je potrebné poznamenať, že niektoré spájkovačky môžu mať vstavanú diódu - snímač teploty a narazil som na jednu spájkovačku, ktorá bola celkom zaujímavá: v jednej polarite bol TKS pozitívny a v druhej - negatívny. V tomto ohľade je potrebné najprv zmerať odpor spájkovačky v studenom a horúcom stave, aby sa pripojila k regulátoru v správnej polarite.

Obvod stabilizátora teploty spájkovačky

Schéma regulátora je znázornená na obr. 2. Doba zapnutia ohrievača je pevná a je 4...6 s. Trvanie vypnutého stavu závisí od teploty ohrievača, konštrukčných vlastností spájkovačky a je nastaviteľné v rozsahu 0...30 s. Môže existovať predpoklad, že teplota hrotu spájkovačky sa neustále „hojdá“ nahor a nadol. Merania ukázali, že zmena teploty hrotu pod vplyvom riadiacich impulzov nepresahuje jeden stupeň, čo sa vysvetľuje výraznou tepelnou zotrvačnosťou konštrukcie spájkovačky.

Uvažujme o činnosti regulátora. Podľa známeho obvodu je na usmerňovací mostík VD6 namontovaný napájací zdroj pre riadiacu jednotku, zhášacie kondenzátory C4, C5, zenerove diódy VD2, VD3 a vyhladzovací kondenzátor C2. Samotný uzol je zostavený na dvoch operačných zosilňovačoch spojených komparátormi. Neinvertujúci vstup (pin 3) operačného zosilňovača DA1.2 je napájaný referenčným napätím z odporového deliča R1R2. Jeho invertujúci vstup (pin 2) je napájaný napätím z deliča, ktorého horné rameno pozostáva z odporového obvodu R3-R5 a spodné rameno ohrievača pripojeného na vstup operačného zosilňovača cez diódu VD5. V okamihu zapnutia napájania sa odpor ohrievača zníži a napätie na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača DA1.2 je menšie ako napätie na neinvertujúcom vstupe. Výstup (pin 1) DA1.2 bude mať maximálne kladné napätie. Výstup DA1.2 je zaťažený v sériovom obvode pozostávajúcom z obmedzovacieho odporu R8, LED HL1 a vyžarovacej diódy zabudovanej v optočlene U1. LED signalizuje, že je ohrievač zapnutý a emitujúca dióda optočlena otvorí vstavaný fotosimistor. Do ohrievača sa privádza sieťové napätie 220 V usmernené mostíkom VD7. Dióda VD5 sa týmto napätím uzavrie. Vysoká úroveň napätia z výstupu DA1.2 cez kondenzátor SZ ovplyvňuje invertujúci vstup (pin 6) operačného zosilňovača DA1.1. Na jeho výstupe (pin 7) sa objaví nízka úroveň napätia, ktorá cez diódu VD1 a odpor R6 zníži napätie na invertujúcom vstupe operačného zosilňovača DA1.2 pod štandardné. Tým sa zabezpečí, že na výstupe tohto operačného zosilňovača sa udrží vysoká úroveň napätia. Tento stav zostane stabilný počas doby špecifikovanej diferenciačným obvodom C3R7. Keď je kondenzátor SZ nabitý, napätie na rezistore R7 obvodu klesá a keď je nižšie ako vzorová hodnota, nízka úroveň signálu na výstupe operačného zosilňovača DA1.1 sa zmení na vysokú. Vysoká úroveň signálu zatvorí diódu VD1 a napätie na invertujúcom vstupe DA1.2 bude vyššie ako štandardné, čo povedie k zmene vysokej úrovne signálu na výstupe operačného zosilňovača DA1.2. na nízku a vypnutie LED HL1 a optočlena U1. Uzavretý fototriak odpojí mostík VD7 a ohrievač spájkovačky od siete a otvorená dióda VD5 ho pripojí k invertnému vstupu operačného zosilňovača DA1.2. Zhasnutá LED HL1 signalizuje, že ohrievač je vypnutý. Na výstupe DA1.2 zostane hladina nízkeho napätia, kým v dôsledku ochladenia ohrievača spájkovačky neklesne jeho odpor na spínací bod DA1.2, špecifikovaný, ako je uvedené vyššie, referenčným napätím z deliča R1R2. . Do tej doby bude mať kondenzátor SZ čas na vybitie cez diódu VD4. Ďalej po prepnutí DA1.2 sa optočlen U1 opäť zapne a celý proces sa zopakuje. Doba chladenia ohrievača spájkovačky bude dlhšia, čím vyššia bude teplota celej spájkovačky a tým nižšia bude spotreba tepla na proces spájkovania. Kondenzátor C1 znižuje snímanie a vysokofrekvenčné rušenie zo siete.

Plošný spoj má rozmer 42x37 mm a je vyrobený zo sklolaminátu potiahnutého jednostrannou fóliou. Jeho kresba a usporiadanie prvkov sú znázornené na obr. 3.
Výkres DPS v laickom formáte - priložený

LED HL1, diódy VD1, VD4 - akékoľvek nízkoenergetické. Dióda VD5 - akýkoľvek typ pre napätie minimálne 400 V. Zenerove diódy KS456A1 sú vymeniteľné za KS456A alebo jednu 12 V zenerovu diódu s maximálnym prípustným prúdom viac ako 100 mA. Oxidový kondenzátor SZ sa musí skontrolovať na tesnosť. Pri kontrole kondenzátora pomocou ohmmetra by mal byť jeho odpor väčší ako 2 megaohmy. Kondenzátory C4, C5 sú dovážané filmové kondenzátory pre striedavé napätie 250 V alebo domáce K73-17 pre napätie 400 V. Mikroobvod LM358P je v tomto prípade vymeniteľný za LM393R podľa diagram musí byť pripojený na kladné napájacie vedenie riadiacej jednotky a anóda LED HL1 - priamo na výstup DA1.2 (pin 1). V tomto prípade nie je potrebné inštalovať diódu VD1. Odpor odporu R6 by sa mal zvoliť na základe existujúceho ohrievača. Mal by byť menší ako odpor ohrievača v studenom stave asi o 10%. Odpor ladiaceho odporu R5 je zvolený tak, aby interval nastavenia teploty nepresiahol 100 °C. Za týmto účelom vypočítajte rozdiel v odpore studenej a dobre zahriatej spájkovačky a vynásobte ho 3,5. Výsledná hodnota bude odpor rezistora R5 v ohmoch. Typ odporu - akýkoľvek viacotáčkový.

Zostavenú jednotku je potrebné upraviť. Obvod rezistorov R3-R5 je dočasne nahradený dvoma premennými zapojenými do série alebo upravenými odpormi 2,2 kOhm a 200...300 Ohm. Ďalej je blok s pripojenou spájkovačkou pripojený k sieti. Po dosiahnutí požadovanej teploty hrotu s dočasnými odporovými motormi sa zariadenie odpojí od siete. Odspájkujú sa odpory a zmeria sa celkový odpor vložených častí. Od výslednej hodnoty sa odpočíta polovica predtým vypočítaného odporu R5. Toto bude celkový odpor konštantných rezistorov R3, R4, ktoré sú vybrané z dostupných podľa hodnoty najbližšie k celkovej hodnote. Do medzery tohto odporového obvodu je možné umiestniť spínač. Po vypnutí sa spájkovačka prepne na nepretržitý ohrev. Pre tých, ktorí potrebujú spájkovačku pre niekoľko režimov spájkovania, navrhujem nainštalovať spínač a niekoľko odporových obvodov pre rôzne režimy. Napríklad pre mäkkú spájku a pre normálnu spájku. Ak sa obvod preruší, režim je vynútený. Výkon použitej spájkovačky je obmedzený maximálnym prúdom usmerňovacieho mostíka KTs407A (0,5 A) a optočlena MOS3063 (1 A). Pre spájkovačky s výkonom nad 100 W je preto potrebné nainštalovať výkonnejší usmerňovací mostík a optrón nahradiť optoelektronickým relé požadovaného výkonu.

Porovnanie činnosti rôznych spájkovačiek spolu s popísaným zariadením ukázalo, že najvhodnejšie sú spájkovačky s keramickým ohrievačom s veľkým TCR. Vzhľad jedného z variantov zostaveného bloku s odstráneným krytom je znázornený na obr. 4.

Pre získanie kvalitného a krásneho spájkovania je potrebné správne zvoliť výkon spájkovačky a zabezpečiť určitú teplotu jej hrotu v závislosti od značky použitej spájky. Ponúkam niekoľko okruhov domácich tyristorových regulátorov teploty na ohrev spájkovačky, ktoré úspešne nahradia mnohé priemyselné, ktoré sú cenovo a komplexne neporovnateľné.

Pozor, nasledujúce tyristorové obvody regulátorov teploty nie sú galvanicky izolované od elektrickej siete a dotyk s prúdovými prvkami obvodu je životu nebezpečný!

Na nastavenie teploty hrotu spájkovačky sa používajú spájkovacie stanice, v ktorých sa udržiava optimálna teplota hrotu spájkovačky v manuálnom alebo automatickom režime. Dostupnosť spájkovacej stanice pre domáceho majstra je obmedzená jej vysokou cenou. Pre seba som otázku regulácie teploty vyriešil vývojom a výrobou regulátora s manuálnou, plynulou reguláciou teploty. Obvod je možné upraviť na automatické udržiavanie teploty, ale nevidím v tom zmysel a prax ukázala, že úplne postačuje manuálne nastavenie, keďže napätie v sieti je stabilné a teplota v miestnosti je tiež stabilná. .

Klasický obvod tyristorového regulátora

Klasický tyristorový obvod regulátora výkonu spájkovačky nespĺňal jednu z mojich hlavných požiadaviek, absenciu vyžarovania rušenia do napájacej siete a éteru. Ale rádioamatérovi takéto rušenie znemožňuje naplno sa venovať tomu, čo miluje. Ak je obvod doplnený filtrom, dizajn sa ukáže ako objemný. Ale v mnohých prípadoch použitia môže byť takýto obvod tyristorového regulátora úspešne použitý napríklad na nastavenie jasu žiaroviek a vykurovacích zariadení s výkonom 20 - 60 W. Preto som sa rozhodol predstaviť tento diagram.

Aby som pochopil, ako obvod funguje, budem sa podrobnejšie zaoberať princípom činnosti tyristora. Tyristor je polovodičové zariadenie, ktoré je buď otvorené alebo zatvorené. aby ste ho otvorili, musíte na riadiacu elektródu priviesť kladné napätie 2-5 V, v závislosti od typu tyristora, vzhľadom na katódu (označené na diagrame k). Po otvorení tyristora (odpor medzi anódou a katódou je 0) nie je možné ho uzavrieť cez riadiacu elektródu. Tyristor bude otvorený, kým sa napätie medzi jeho anódou a katódou (označené a a k v diagrame) nepriblíži k nule. Je to také jednoduché.

Klasický obvod regulátora funguje nasledovne. Striedavé sieťové napätie je privádzané cez záťaž (žiarovka alebo vinutie spájkovačky) do obvodu usmerňovacieho mostíka vyrobeného pomocou diód VD1-VD4. Diódový mostík premieňa striedavé napätie na jednosmerné napätie, ktoré sa mení podľa sínusového zákona (schéma 1). Keď je stredná svorka rezistora R1 v krajnej ľavej polohe, jeho odpor je 0 a keď sa napätie v sieti začne zvyšovať, kondenzátor C1 sa začne nabíjať. Keď je C1 nabitý na napätie 2-5 V, prúd potečie cez R2 do riadiacej elektródy VS1. Tyristor sa otvorí, skratuje diódový mostík a záťažou pretečie maximálny prúd (horná schéma).

Keď otočíte gombíkom premenlivého odporu R1, jeho odpor sa zvýši, nabíjací prúd kondenzátora C1 sa zníži a bude trvať dlhšie, kým napätie na ňom dosiahne 2-5 V, takže tyristor sa okamžite neotvorí, ale po nejakom čase. Čím väčšia je hodnota R1, tým dlhší bude čas nabíjania C1, tyristor sa otvorí neskôr a výkon prijímaný záťažou bude úmerne menší. Otáčaním gombíka s premenlivým odporom teda ovládate teplotu ohrevu spájkovačky alebo jas žiarovky.

Hore je klasické zapojenie tyristorového regulátora vyrobeného na tyristore KU202N. Keďže ovládanie tohto tyristora vyžaduje väčší prúd (podľa pasu 100 mA, skutočný je asi 20 mA), hodnoty rezistorov R1 a R2 sa znížia, R3 sa eliminuje a veľkosť elektrolytického kondenzátora sa zväčší. . Pri opakovaní obvodu môže byť potrebné zvýšiť hodnotu kondenzátora C1 na 20 μF.

Najjednoduchší obvod tyristorového regulátora

Tu je ďalší veľmi jednoduchý obvod tyristorového regulátora výkonu, zjednodušená verzia klasického regulátora. Počet dielov je obmedzený na minimum. Namiesto štyroch diód VD1-VD4 sa používa jedna VD1. Princíp činnosti je rovnaký ako pri klasickom obvode. Obvody sa líšia iba tým, že nastavenie v tomto obvode regulátora teploty nastáva iba počas kladnej periódy siete a záporná perióda prechádza cez VD1 bez zmien, takže výkon je možné nastaviť iba v rozsahu od 50 do 100%. Na nastavenie teploty ohrevu hrotu spájkovačky nie je potrebné nič viac. Ak je dióda VD1 vylúčená, rozsah nastavenia výkonu bude od 0 do 50 %.

Ak do otvoreného obvodu z R1 a R2 pridáte dinistor, napríklad KN102A, potom je možné elektrolytický kondenzátor C1 nahradiť obyčajným s kapacitou 0,1 mF. Vhodné sú tyristory pre vyššie uvedené obvody, KU103V, KU201K (L), KU202K (L, M, N), určené pre priepustné napätie viac ako 300 V. Diódy sú tiež takmer akékoľvek, určené pre spätné napätie minimálne 300 V.

Vyššie uvedené obvody tyristorových regulátorov výkonu možno úspešne použiť na reguláciu jasu svietidiel, v ktorých sú inštalované žiarovky. Jas nebude možné upraviť pri svietidlách, ktoré majú nainštalované energeticky úsporné alebo LED žiarovky, pretože takéto žiarovky majú zabudované elektronické obvody a regulátor jednoducho naruší ich normálnu prevádzku. Žiarovky budú svietiť na plný výkon alebo blikať, čo môže dokonca viesť k ich predčasnému zlyhaniu.

Obvody je možné použiť na reguláciu s napájacím napätím 36 V alebo 24 V AC. Stačí rádovo znížiť hodnoty odporu a použiť tyristor zodpovedajúci záťaži. Takže spájkovačka s výkonom 40 W pri napätí 36 V spotrebuje prúd 1,1 A.

Tyristorový obvod regulátora nevyžaruje rušenie

Hlavným rozdielom medzi obvodom prezentovaného regulátora výkonu spájkovačky a obvodmi uvedenými vyššie je úplná absencia rádiového rušenia do elektrickej siete, pretože všetky prechodné procesy sa vyskytujú v čase, keď je napätie v napájacej sieti nulové.

Pri začatí vývoja regulátora teploty pre spájkovačku som vychádzal z nasledujúcich úvah. Obvod musí byť jednoduchý, ľahko opakovateľný, komponenty musia byť lacné a dostupné, vysoká spoľahlivosť, minimálne rozmery, účinnosť blízka 100%, žiadne vyžarované rušenie a možnosť upgradu.

Obvod regulátora teploty funguje nasledovne. Striedavé napätie z napájacej siete je usmernené diódovým mostíkom VD1-VD4. Zo sínusového signálu sa získa konštantné napätie, ktoré sa mení v amplitúde ako polovica sínusoidy s frekvenciou 100 Hz (schéma 1). Ďalej prúd prechádza cez obmedzovací odpor R1 do zenerovej diódy VD6, kde je napätie obmedzené v amplitúde na 9 V a má iný tvar (schéma 2). Výsledné impulzy nabíjajú elektrolytický kondenzátor C1 cez diódu VD5, čím vytvárajú napájacie napätie asi 9 V pre mikroobvody DD1 a DD2. R2 vykonáva ochrannú funkciu, obmedzuje maximálne možné napätie na VD5 a VD6 na 22 V a zabezpečuje vytvorenie hodinového impulzu pre činnosť obvodu. Z R1 je vygenerovaný signál privádzaný na 5. a 6. kolík prvku 2OR-NOT logického digitálneho mikroobvodu DD1.1, ktorý invertuje prichádzajúci signál a konvertuje ho na krátke pravouhlé impulzy (schéma 3). Z kolíka 4 DD1 sa impulzy posielajú na kolík 8 spúšťača D DD2.1, ktorý pracuje v režime spúšťania RS. DD2.1, podobne ako DD1.1, vykonáva funkciu invertovania a tvorby signálu (Schéma 4).

Upozorňujeme, že signály v diagrame 2 a 4 sú takmer rovnaké a zdalo sa, že signál z R1 by mohol byť privedený priamo na kolík 5 DD2.1. Štúdie však ukázali, že signál za R1 obsahuje veľa rušenia prichádzajúceho z napájacej siete a bez dvojitého tvarovania obvod nefungoval stabilne. A inštalácia ďalších LC filtrov, keď sú voľné logické prvky, sa neodporúča.

Spúšť DD2.2 slúži na zostavenie riadiaceho obvodu pre regulátor teploty spájkovačky a funguje nasledovne. Kolík 3 DD2.2 prijíma pravouhlé impulzy z kolíka 13 DD2.1, ktoré s kladnou hranou prepisujú na kolíku 1 DD2.2 úroveň, ktorá je momentálne prítomná na vstupe D mikroobvodu (kolík 5). Na kolíku 2 je signál opačnej úrovne. Pozrime sa podrobne na fungovanie DD2.2. Povedzme na kolíku 2, logickej jednotke. Cez odpory R4, R5 sa bude kondenzátor C2 nabíjať na napájacie napätie. Keď príde prvý impulz s kladným poklesom, na kolíku 2 sa objaví 0 a kondenzátor C2 sa rýchlo vybije cez diódu VD7. Ďalší kladný pokles na kolíku 3 nastaví logickú jedničku na kolíku 2 a cez odpory R4, R5 sa začne nabíjať kondenzátor C2.

Čas nabíjania je určený časovou konštantou R5 a C2. Čím väčšia je hodnota R5, tým dlhšie bude nabíjanie C2 trvať. Kým C2 nie je nabitý na polovicu napájacieho napätia, na pine 5 bude logická nula a kladné poklesy impulzov na vstupe 3 nezmenia logickú úroveň na pine 2. Akonáhle je kondenzátor nabitý, proces sa zopakuje.

Na výstupy DD2.2 teda prejde len počet impulzov určený rezistorom R5 z napájacej siete a čo je najdôležitejšie, pri prechode napätia v napájacej sieti cez nulu dôjde k zmenám v týchto impulzoch. Z toho vyplýva absencia rušenia prevádzkou regulátora teploty.

Z kolíka 1 mikroobvodu DD2.2 sú impulzy privádzané do meniča DD1.2, ktorý slúži na elimináciu vplyvu tyristora VS1 na činnosť DD2.2. Rezistor R6 obmedzuje riadiaci prúd tyristora VS1. Keď sa na riadiacu elektródu VS1 privedie kladný potenciál, tyristor sa otvorí a na spájkovačku sa privedie napätie. Regulátor umožňuje nastaviť výkon spájkovačky od 50 do 99%. Aj keď je rezistor R5 premenlivý, nastavenie v dôsledku prevádzky ohrevu spájkovačky DD2.2 sa vykonáva v krokoch. Keď sa R5 rovná nule, dodáva sa 50% výkonu (schéma 5), pri otáčaní pod určitým uhlom je to už 66% (schéma 6), potom 75% (schéma 7). Čím bližšie k konštrukčnému výkonu spájkovačky, tým hladšie nastavenie funguje, čo uľahčuje nastavenie teploty hrotu spájkovačky. Napríklad 40 W spájkovačku je možné nakonfigurovať tak, aby fungovala od 20 do 40 W.

Dizajn a detaily regulátora teploty

Všetky časti tyristorového regulátora teploty sú umiestnené na doske plošných spojov zo sklolaminátu. Keďže obvod nemá galvanické oddelenie od elektrickej siete, doska je umiestnená v malom plastovom puzdre bývalého adaptéra s elektrickou zástrčkou. Na osi premenlivého odporu R5 je pripevnená plastová rukoväť. Okolo rukoväte na tele regulátora je pre pohodlie regulácie stupňa ohrevu spájkovačky umiestnená stupnica s konvenčnými číslami.

Kábel vychádzajúci z spájkovačky je prispájkovaný priamo na dosku plošných spojov. Pripojenie spájkovačky môžete urobiť rozoberateľné, potom bude možné k regulátoru teploty pripojiť ďalšie spájkovačky. Prekvapivo prúd spotrebovaný obvodom regulátora teploty nepresahuje 2 mA. To je menej, ako spotrebuje LED v osvetľovacom obvode spínačov svetla. Preto nie sú potrebné žiadne špeciálne opatrenia na zabezpečenie teplotných podmienok zariadenia.

Mikroobvody DD1 a DD2 sú akékoľvek série 176 alebo 561. Sovietsky tyristor KU103V je možné nahradiť napríklad moderným tyristorom MCR100-6 alebo MCR100-8, určeným pre spínací prúd do 0,8 A. V tomto prípade bude možné ovládať ohrev spájkovačky s výkonom až 150 W. Diódy VD1-VD4 sú ľubovoľné, určené pre spätné napätie minimálne 300 V a prúd minimálne 0,5 A. IN4007 (Uob = 1000 V, I = 1 A) je perfektný. Akékoľvek impulzné diódy VD5 a VD7. Akákoľvek nízkovýkonná zenerova dióda VD6 so stabilizačným napätím asi 9 V. Kondenzátory akéhokoľvek typu. Akékoľvek rezistory, R1 s výkonom 0,5 W.

Regulátor výkonu nie je potrebné nastavovať. Ak sú diely v dobrom stave a nie sú žiadne chyby pri inštalácii, bude to fungovať okamžite.

Obvod bol vyvinutý pred mnohými rokmi, keď v prírode ešte neexistovali počítače a hlavne laserové tlačiarne, a preto som plošný spoj nakreslil staromódnou technológiou na tabuľkový papier s rozstupom mriežky 2,5 mm. Potom sa kresba nalepila lepidlom Moment na hrubý papier a samotný papier sa nalepil na fóliu zo sklenených vlákien. Ďalej sa na domácej vŕtačke vyvŕtali otvory a ručne sa kreslili dráhy budúcich vodičov a kontaktných plôšok na spájkovanie dielov.

Nákres tyristorového regulátora teploty zostal zachovaný. Tu je jeho fotka. Spočiatku bol usmerňovací diódový mostík VD1-VD4 vyrobený na mikrozostave KTs407, ale po dvojnásobnom roztrhnutí mikrozostavy bol nahradený štyrmi diódami KD209.

Ako znížiť úroveň rušenia tyristorovými regulátormi

Na zníženie rušenia emitovaného tyristorovými regulátormi výkonu do elektrickej siete sa používajú feritové filtre, ktoré sú feritovým krúžkom s navinutými závitmi drôtu. Takéto feritové filtre možno nájsť vo všetkých spínaných zdrojoch napájania pre počítače, televízory a iné produkty. Účinný feritový filter potláčajúci hluk je možné dodatočne namontovať na akýkoľvek tyristorový regulátor. Stačí pretiahnuť vodič pripojený k elektrickej sieti cez feritový krúžok.

Feritový filter musí byť inštalovaný čo najbližšie k zdroju rušenia, to znamená k miestu inštalácie tyristora. Feritový filter môže byť umiestnený ako vo vnútri tela zariadenia, tak aj na jeho vonkajšej strane. Čím viac závitov, tým lepšie bude feritový filter potláčať rušenie, ale stačí prevliecť napájací kábel cez krúžok.

Feritový krúžok je možné odobrať z prepojovacích vodičov počítačového vybavenia, monitorov, tlačiarní, skenerov. Ak venujete pozornosť káblu spájajúcemu jednotku počítačového systému s monitorom alebo tlačiarňou, všimnete si valcovité zhrubnutie izolácie na drôte. V tomto mieste sa nachádza feritový filter pre vysokofrekvenčné rušenie.

Plastovú izoláciu stačí narezať nožom a odstrániť feritový krúžok. Určite máte vy alebo niekto z vašich známych nepotrebný prepojovací kábel z atramentovej tlačiarne alebo starého CRT monitora.

Aby bolo spájkovanie vysoko kvalitné, musíte regulátor výkonu spájkovačky zostaviť vlastnými rukami. Nižšie uvedieme také zariadenia, ktoré sú zostavené pomocou tyristorov. V niektorých z nich je výkon spájkovačky riadený bez galvanického oddelenia od elektrickej siete, takže všetky živé časti musia byť starostlivo izolované.

Jednoduchý tyristorový regulátor

Toto je najjednoduchšia možnosť. Používa minimálny počet dielov. Namiesto klasického diódového mostíka je použitá len jedna dióda. Regulácia teploty prebieha len pri kladnej polvlne prúdu a pri zápornej perióde prechádza napätie cez spomínanú diódu bez zmien. Preto je v tomto prípade možné nastavenie výkonu spájkovačky vlastnými rukami v rozsahu od 50 do 100%. Ak diódu odstránite, posunie sa do rozsahu 0-49%. Ak je do prerušenia odporového reťazca vložený dinistor (KN102A), potom je možné elektrolyt nahradiť bežným kondenzátorom s kapacitou 0,1 mikrofaradu.

Na výrobu takéhoto regulátora výkonu je potrebné použiť tyristory, ako sú KU103V, KU201L, KU202M, ktoré pracujú s napätím vpred viac ako 350 V. Pre spätný potenciálny rozdiel najmenej 400 voltov je možné použiť akékoľvek diódy.

Návrat k obsahu

Klasická verzia tyristorového zariadenia

Poskytuje rádiové rušenie siete a vyžaduje inštaláciu filtra. Môže sa však úspešne použiť na zmenu jasu žiaroviek alebo zmenu teploty vykurovacích telies s výkonom 20 až 40 W.

Toto zariadenie funguje podľa nasledujúceho princípu:

zariadenie je napájané cez zariadenie, ktorého teplota alebo jas sa musí zmeniť;
potom prúd prechádza do diódového mostíka;
premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd;
cez premenlivý odpor a filter dvoch odporov a kondenzátor sa dostane na riadiacu svorku tyristora, ktorý sa otvorí a prejde cez žiarovku alebo spájkovačku maximálnu hodnotu prúdu;
ak otočíte gombíkom premenlivého odporu, tento proces nastane s oneskorením, ktoré závisí od času vybitia kondenzátora;
Od toho závisí úroveň teploty, na ktorú sa hrot spájkovačky zahreje.

Návrat k obsahu

Regulátor výkonu spájkovačky bez rádiového rušenia

Rozdiel medzi touto možnosťou a predchádzajúcou je absencia rušenia do elektrickej siete. Pracuje v období, keď napájacie napätie prechádza nulovým bodom. Nie je ťažké vyrobiť takýto regulátor spájkovačky vlastnými rukami a jeho účinnosť dosahuje 98%. Prispôsobiteľné následnej modernizácii.

Zariadenie funguje takto: sieťové napätie je vyhladené diódovým mostíkom a konštantná zložka má tvar sínusoidy, ktorá pulzuje s frekvenciou 100 Hz.

Po prechode cez odpor a zenerovu diódu má prúd maximálnu amplitúdu napätia 8,9 V. Jeho tvar sa mení a stáva sa impulzným a nabíja kondenzátor.

Mikroobvody dostávajú potrebný výkon a odpory sú potrebné na zníženie amplitúdy napätia asi 20-21 V a poskytujú hodinový signál pre LSI a jednotlivé logické bunky 2OR-NOT, ktoré sa všetky konvertujú na obdĺžnikové impulzy. Na ostatných kolíkoch mikroobvodov dochádza k inverzii a tvorbe pulzných hodín, takže tyristor nemôže ovplyvniť logiku. Keď kladný signál prejde na riadiacu svorku tyristora, otvorí sa a môže sa vykonať spájkovanie.

Tento má rozsah 49-98%, čo vám umožňuje naladiť nástroj od 21 do 39 Wattov.

Návrat k obsahu

Vnútorná inštalácia zariadenia a jeho ďalších častí

Všetky diely, z ktorých je regulátor zostavený, sú umiestnené na doske plošných spojov, ktorá je vyrobená zo sklolaminátu. Toto zariadenie neobsahuje galvanickú izoláciu a je priamo pripojené k elektrickej sieti, preto je lepšie inštalovať zariadenie do krabice z akéhokoľvek izolačného materiálu, napríklad plastu. Nemal by byť väčší ako adaptér. Budete tiež potrebovať elektrický kábel a zástrčku.

Na osi premenlivého odporu musí byť umiestnená rukoväť vyrobená z akéhokoľvek izolačného materiálu, napríklad textolitu alebo plastu. Okolo neho sú na tele regulátora výkonu spájkovačky aplikované značky so zodpovedajúcimi číslami, ktoré znázorňujú stupeň zahriatia hrotu.

Kábel spájajúci regulátor so spájkovačkou je prispájkovaný priamo na dosku. Namiesto toho môžete na puzdro nainštalovať konektory a potom môžete pripojiť niekoľko spájkovačiek. Prúd spotrebovaný vyššie popísaným zariadením je dosť malý. To sa rovná 2 mA, čo je menej, ako odoberá LED dióda v podsvietenom spínači. Preto nemusíte vynakladať žiadne úsilie na zabezpečenie teplotného režimu.

Po montáži zariadenie nevyžaduje nastavovanie. Ak sa pri inštalácii nevyskytnú žiadne chyby a všetky časti sú funkčné, potom by regulátor výkonu mal fungovať ihneď po pripojení zástrčky k sieti.

Ak sa zdá, že vyššie opísané zariadenie je náročné na výrobu, potom je možné vyrobiť jednoduchšie, ale na zníženie rádiového rušenia bude potrebné nainštalovať ďalšie filtre. Sú vyrobené z feritových krúžkov, na ktorých sú navinuté závity medeného drôtu.

Môžete použiť podobné prvky odstránené z počítačových zdrojov, tlačiarní, televízorov a iných podobných zariadení.

Filter sa inštaluje pred vstup regulátora medzi zariadenie a napájací kábel.

Mal by byť inštalovaný čo najbližšie k tyristoru, ktorý je zdrojom rádiového rušenia. Filter môže byť tiež umiestnený vo vnútri alebo na vnútornej strane krytu. Čím viac závitov je na ňom navinutých, tým spoľahlivejšie je sieť chránená pred rušením. V najjednoduchšom prípade môžete okolo krúžku omotať 2-3 vodiče napájacieho kábla. Feritové jadrá môžete odstrániť z počítačov, nepotrebných tlačiarní, starých monitorov alebo skenerov. Systémová jednotka PC je k nim pripojená káblom, ktorý má zosilnenie. Je v ňom namontovaný feritový filter.

Pre kvalitnú spájkovaciu prácu bude domáci majster a ešte viac rádioamatér potrebovať jednoduchý a pohodlný regulátor teploty hrotu spájkovačky. Prvýkrát som videl schému zariadenia v časopise „Mladý technik“ začiatkom 80-tych rokov a po zhromaždení niekoľkých kópií ho stále používam.

Na zostavenie zariadenia budete potrebovať:
- dióda 1N4007 alebo akákoľvek iná, s prípustným prúdom 1A a napätím 400 - 600V.
- tyristor KU101G.
-elektrolytický kondenzátor 4,7 mikrofarad s pracovným napätím 50 - 100V.
-odpor 27 - 33 kiloohmov s prípustným výkonom 0,25 - 0,5 wattu.
-variabilný odpor 30 alebo 47 kiloohm SP-1, s lineárnou charakteristikou.

Pre jednoduchosť a prehľadnosť som nakreslil rozmiestnenie a prepojenie dielov.

Pred montážou je potrebné izolovať a vytvarovať vývody dielov. Na svorky tyristora nasadíme 20 mm dlhé izolačné trubice a na svorky diódy a rezistora 5 mm. Pre prehľadnosť môžete použiť farebnú PVC izoláciu odstránenú z vhodných drôtov alebo použiť tepelnú zmršťovaciu. V snahe nepoškodiť izoláciu ohýbame vodiče podľa výkresu a fotografií.

Všetky diely sú namontované na svorkách variabilného odporu, zapojeného do obvodu so štyrmi spájkovacími bodmi. Vodiče súčiastok vložíme do otvorov na svorkách premenlivého odporu, všetko orežeme a prispájkujeme. Skracujeme vývody rádiových prvkov. Kladná svorka kondenzátora, riadiaca elektróda tyristora, odporová svorka sú navzájom spojené a upevnené spájkovaním. Telo tyristora je anóda, kvôli bezpečnosti ju izolujeme.

Aby bol dizajn dokončený, je vhodné použiť kryt z napájacieho zdroja so zástrčkou.

Na hornom okraji puzdra vyvŕtame otvor s priemerom 10 mm. Závitovú časť variabilného odporu vložíme do otvoru a zaistíme maticou.

Na pripojenie záťaže som použil dva konektory s otvormi pre kolíky s priemerom 4 mm. Na tele označíme stredy otvorov so vzdialenosťou medzi nimi 19 mm. Vo vyvŕtaných otvoroch s priemerom 10 mm. vložte konektory a zaistite maticami. Pripojíme zástrčku na puzdro, výstupné konektory a zostavený obvod môžu byť chránené tepelným zmršťovaním. Pre premenlivý odpor je potrebné zvoliť rukoväť z izolačného materiálu takého tvaru a veľkosti, aby zakryla osku a maticu. Zmontujeme telo a bezpečne upevníme rukoväť regulátora.

Regulátor skontrolujeme pripojením 20 - 40 wattovej žiarovky ako záťaže. Otáčaním gombíka sa postaráme o to, aby sa jas svietidla plynule menil, od polovičného jasu až po plnú intenzitu.

Pri práci s mäkkými spájkami (napríklad POS-61) s spájkovačkou EPSN 25 postačuje 75% výkonu (poloha ovládacieho gombíka je približne v strede zdvihu). Dôležité: všetky prvky obvodu majú napájacie napätie 220 voltov! Musia sa dodržiavať elektrické bezpečnostné opatrenia.