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无线电电子与电气工程百科全书 用于带恒温器的烙铁的开关电源。 无线电电子电气工程百科全书
使用电烙铁进行焊接可能一直是并且仍然是无线电业余爱好者工作中最常见的操作。 烙铁头的温度及其调节和稳定性、烙铁的加热速率是决定焊接质量和易用性的主要参数。 在业余无线电文献[1,2]中，已经描述了烙铁及其电源的设计，其中烙铁头的温度传感器是热电偶。 它们都值得关注，各有优点和缺点。 [1]中描述的电烙铁虽然通过两线电缆连接到电源，但不能提供最大的温度稳定性，因为热电偶不与烙铁头直接接触。 整个电源相当复杂：电子调节器中仅使用了5个集成电路，此外还必须提供3个电源电压，其中两个必须至少具有最简单的稳定器。 [2]中提出了一种更成功的构造。 由于非传统地包含运算放大器（无反馈、纹波电压电源），作者设法最大限度地减少了电源中的部件数量。 事实证明，烙铁的设计简单但可靠。 所有这些对于业余无线电爱好者来说都很重要。 具有一定开关电源设计经验的人可以制作具有脉冲宽度 (PW) 烙铁功率控制的电子单元。 由于没有低频变压器，该电源的重量和尺寸较小。 此外，与之前描述的按照“周期性加热-冷却”原理运行的设计不同，这里在SHI控制的帮助下使用功率的平滑变化，因此不存在周期性的温度波动。 烙铁电源电路如图1所示。 为了方便起见，可以在其中区分两个功能单元：模拟和数字。
模拟部分的基础是差分放大器，组装在运算放大器DA1上。 烙铁的热电偶引线按照指示的极性连接到连接器 X1 的触点 2-1，通过电阻器 R5、R6 连接到运算放大器的输入。 分压器 R2、R3 创建了一个人造情况 - 模拟公共线。 如果电阻器 R4、R9 和 R5、R6 相等，则增益由 R4/R5 或 R9/R6 的比率决定。 来自DA1输出的信号经过低通滤波器R14、C10、R15馈送到晶体管VT3的发射极，其基极施加参考电压，该电压取自发动机的电阻器R19。 根据图中所示的电阻器 R18-R20 的值，参考电压可以从 3,8 V 更改为 11,2 V（相对于 DA4 的引脚 1）。 大约在相同的限制内，当烙铁温度在指定温度范围内变化时，DA6 引脚 1 处的放大热电偶信号应该发生变化。 为此，使用引脚 1 或 5（在本例中为引脚 1）进行运算放大器平衡。 为了放大器的稳定性和消除电压转换器侧的干扰，使用了电容器C2-C5、C8、C9。 它们“从上方”缩小放大带宽，改善共模衰减，但不影响增益，因为该电路是直流放大器（严格来说，是缓慢变化的电流放大器）。 数字节点的操作（生成 SHI 信号的方案）将使用图 2 所示的简化波形图进行考虑。
矩形脉冲发生器（图2，a）组装在逻辑元件DD1.1、DD1.2上。 脉冲频率由元件 R1、C1 确定，并在调谐期间设置为约 40 kHz。 在到达触发器 DD2.1 时钟输入的每个脉冲边缘，后者切换到单一状态（引脚 13 - 高，引脚 12 - 低）。 从此时起，电容C7开始通过R12、R16、VT2充电。 当C7上的电压达到输入R处的触发复位阈值时，DD2.1切换到零，并且引脚12处的高电平电压打开晶体管VT1，从而快速对电容器C7放电。 R8C6 链强制执行此过程。 C7 的充电时间以及触发器产生的脉冲宽度由晶体管 VT2 调节。 在图2b中，曲线1描绘了热电偶放大器（引脚6DA1）的输出电压，直线2对应于电阻器R19引擎上的电压。 在最初的一段时间内，当冷烙铁接入网络时，其温度不断升高，DA1放大器的电压下降。 当该电压比引擎电阻器R1上设置的参考电压低1,2-19V时，晶体管VT3打开。 集电极电流VT3是晶体管VT2的基极电流，其在引脚13DD2.1处的高电压电平期间打开，将电容器C7的充电速率增加至阈值电压（图2，c）。 在这种情况下，触发器DD2.1产生的脉冲变得更短（图2d）。 来自输出13 DD2.1的这些脉冲被馈送到元件2I-NOT DD1.3和DD1.4的输入。 来自输出12 DD2.1的脉冲被馈送到分频器DD2.2。 除以2个反相信号被馈送到元件DD1.3、DD1.4的其他输入。 该电路的操作通过图2中的相应波形来说明，该波形相对于7个数字IC DD1、DD2的输出，除了最后一个波形之外。 图2中，k显示了施加到变压器T1的2-1绕组的电压的形状。 极性交替且间断的脉冲通过T1施加到半桥变换器的关键晶体管VT4和VT5的基极，并将它们一一打开。 从图2可以看出，烙铁加热时，脉冲之间的停顿时间最小（需要消除直通电流VT4、VT5），加热元件释放的功率最大。 一旦烙铁头加热到设定温度，停顿时间就会增加，脉冲也会缩短相同的量，从而功率降低并且温度稳定。 整个电路由经过滤波器L220 L1 C2 C17的18V整流电压供电。 烙铁的加热元件连接到T3变压器的绕组4-2。 单独的绕组 1-2 还用于热电偶的电流隔离。 该绕组的电压由电桥 VD4 整流，将电容器 C13 充电至接近脉冲幅度且几乎不依赖于脉冲宽度的电压。 通过参数稳定器 R13 VD21 从 C3 向微电路供电。 要启动转换器，请短按 SA1 按钮。 此时，来自电容器C300的16V电压经限流电阻R22、R26连接至稳压二极管VD3，为微电路提供初始电源电压。 转换器启动后，松开SA12按钮后，从绕组2T1向电路供电。 虽然R23、R26提供电气安全，但应避免在接触烙铁头的同时按下启动按钮。 释放最后一个烙铁后，与网络完全电隔离。 HL12 LED通过R2连接到变压器T22的绕组1，它不仅发出烙铁加入的信号，而且还作为热稳定器工作模式的一种指示器：当烙铁打开时， LED 以最高亮度（最大功率）亮起，当烙铁头加热到稳定温度时，发光亮度略有下降，表明烙铁已准备好工作。 该器件可以使用电源图上所示的 MLT 电阻器。 R19 - 任何小尺寸变量。 需要注意的是，温度对旋钮 R19 旋转角度的依赖性与电阻相同，因此，如果需要线性温标，则使用 A 组电阻。电容器 C14、C15、C17、 C18型K73-17； C12、C13、C16 - K50-27、K50-29、K50-35。 其余的都是陶瓷的。 晶体管VT4、VT5可替换为KT858A、KT859A、KT872A等高压、K561LA7、K561TM2微电路——564、164系列相应的SA1开关——任何小尺寸，无需固定。 线圈 L1、L2 缠绕在由 M16HM10 铁氧体制成的 K4,5x2000x1 环形磁路上，并包含 20 匝对折的 PELSHO-0,25 线。 对于变压器T1，使用与L1、L2相同的磁芯。 绕组 1-2 包含 150 匝 PELSHO-0,15 电线，绕组 3-4、5-6 - 每个 14 匝 PELSHO-0,25。 T2变压器缠绕在由M28HM16铁氧体制成的K9x2000x1环上。 首先，在绕组上缠绕 5-6 - 230 匝 PELSHO0,25 线。 绕组 1-2 包含 53 匝 PELSHO-0,15。 绕组 3-4 最后用 PEV-2 1,0 线缠绕。 对于加热元件电阻为15欧姆的烙铁，3-4绕组包含42匝，最大功率约为40瓦。 为了使具有不同加热器电阻的烙铁可以从制造的块供电，绕组3-4由抽头制成。 电源的设计是任意的。 这完全取决于业余无线电爱好者的品味和能力。 我设法将设备放入一个尺寸为 85x80x20 毫米的盒子中，用聚苯乙烯粘合并用金属盖封闭。 事实证明，安装非常密集——印刷铰链。 电子单元在面包板上进行了预组装、调整和测试。 烙铁可以使用[2]中描述的技术来制造。 确实，在我看来，选择灯泡电流源来制作热电偶并不完全成功：那里的电线太粗，长度不够。 为此，使用直径为0,2-0,3毫米的线材更为方便。 为了建立该设备，将 30-35 V 的外部直流电源连接到电容器 C13（电源的“正极” - 连接到 C13 的“正极”），将烙铁的热电偶连接到插座 1-2（ X1 连接器的指示极性）。 为了调节烙铁的温度，其加热元件由 LATR 供电。 首先，运算放大器通过电阻器 R11 进行平衡，如有必要，可通过选择电阻器 R5 和 R6 来调整增益，使它们保持相等。 当模式设置正确时，DA6 引脚 4 相对于引脚 1 的电压从 10-11 V（烙铁头最低温度）变为 3-4 V（最高）。 例如，为了确定温度，可以使用聚乙烯（下限）和铅（上限）的熔化。 接下来，他们使用示波器检查特征点处是否存在相应的波形图（图 2）。 应特别注意脉冲宽度（图2，e），它对应于保护间隔t3——晶体管VT4和VT5关闭的时间间隔，用冷焊将t3设置为4-5μs选择 R16 进行熨烫。 总之，断开C13的外部电源，将烙铁加热器连接到X3连接器的4-1插槽，打开电源，按SA1按钮启动它，同时HL1 LED应该亮向上。 选择绕线抽头3-4 T2，使烙铁在30-50秒内加热到工作温度，并且在R19调节旋钮的任何位置，电源都处于温度稳定模式。 您可以通过这种方式验证这一点。 在稳定状态下，将温度控制旋钮向一个方向转动小角度，然后再向另一个方向转动，LED 的亮度在一种情况下会明显降低，在另一种情况下会增加。 将设备放入外壳后，校准温度控制器的刻度。 参考文献：
作者：I.N.Tanasiychuk
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