烙铁头热稳定剂。方案、说明

烙铁头热稳定剂。无线电电子电气工程百科全书

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作者提出了一种可重复的装置，通过在短期断开电源期间测量加热器的电阻来维持烙铁头的最佳温度。

各种烙铁头温度控制装置已多次发表在无线电工程杂志的页面上，使用烙铁加热器作为温度传感器并将其保持在给定水平。经过仔细检查，发现所有这些调节器都只是加热器热量输出的稳定器。当然，它们具有一定的效果：烙铁头烧坏的情况较少，而且烙铁放在支架上时也不会过热。但这还远远不能控制蜇伤的温度。

让我们简要考虑一下烙铁中热过程的动力学。上图。图1显示了从加热器关闭时起加热器和烙铁头的温度变化的图表。图表显示，在最初的几分之一秒内，温差如此之大且不稳定，以至于此时加热器的温度无法用于准确确定尖端温度，而这正是所有先前发布的控制器的工作原理，其中加热器用作温度传感器。从图。从图1可以看出，仅在两秒，甚至三或四秒后，尖端和加热器的温度对其关闭时间的依赖性曲线就充分收敛，以便以足够的精度将加热器的温度解释为尖端的温度。此外，温差不仅变得很小，而且几乎恒定。据笔者介绍，调节器是在加热器关闭后一定时间后测量加热器的温度，这样能够更准确地控制烙铁头的温度。

烙铁头热稳定剂
米。 1. 从关闭加热器那一刻起，加热器和烙铁头的温度变化图

将这种调节器与使用焊头内置温度传感器的焊台的优点进行比较是很有趣的。在焊台中，烙铁头温度的变化立即引起控制装置的反应，加热器温度的升高与烙铁头温度的变化成正比。温度变化波在 5...7 秒内到达烙铁头。当传统烙铁头的温度发生变化时，温度变化波从烙铁头传至加热器（具有接近的热力学参数 - 5 ... 7 秒）。其控制单元将在 1...7 秒内运行（取决于设定的温度阈值）并升高加热器的温度。温度变化的反向波将在同样的 5...7 秒内到达烙铁头。由此可见，使用加热器作为温度传感器的传统烙铁的反应时间比烙铁头内置温度传感器的焊台烙铁的反应时间长 2...3 倍。

显然，与使用加热器作为温度传感器的烙铁相比，焊台有两个主要优点。第一个（次要）是数字温度指示器。第二个是内置于刺中的温度传感器。起初，数字指示器只是有趣，然后按照“多一点，少一点”的原则，调节就继续进行。

使用加热器作为温度传感器的烙铁比焊台具有以下优点：

- 控制单元不会弄乱桌子上的空间，因为它可以以网络适配器的形式内置在一个小机箱中；
- 更低的花费;
- 控制单元几乎可以与任何家用烙铁一起使用；
- 易于重复，对于初学者无线电爱好者来说是可行的。

考虑不同设计和容量的烙铁的设计特点。表中给出了各种烙铁加热器的电阻值，其中P_w ——烙铁功率，W； R_K - 冷烙铁加热器的电阻，欧姆；右_r- - 预热三分钟后的热阻，欧姆。这些温度之间的差异表明加热器的 TCS 可能相差 50 倍。高 TCR 烙铁具有陶瓷加热器，但也有例外。带有小型 TKS 的烙铁 - 带有镍铬合金加热器的过时设计。应该单独指出的是，在某些烙铁中可以内置二极管 - 温度传感器，我遇到了一个非常有趣的烙铁：在打开 TCS 的一个极性中它是正极，而在另一个极性中它是负极。对此，必须首先在冷态和热态下测量烙铁的电阻，以便将其以正确的极性连接至调节器。

控制器电路如图所示。 2. 加热器开启状态的持续时间是固定的，总计 4...6 秒。关闭状态的持续时间取决于加热器的温度、烙铁的设计特征，并且可在 0...30 秒的范围内调节。可以假设焊头的温度不断地上下“摆动”。测量结果表明，在控制脉冲的影响下，烙铁头的温度变化不超过一度，这可以通过烙铁设计的显着热惯性来解释。

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米。 2.稳压电路

考虑调节器的操作。根据众所周知的方案，由整流桥VD6、淬火电容器C4、C5、稳压二极管VD2、VD3和平滑电容器C2组成控制单元电源。该节点本身组装在两个运算放大器上，包括比较器。从电阻分压器 R3R1.2 向运算放大器 DA1 的同相输入（引脚 2）施加示例性电压。其反相输入（引脚 2）由分压器供电，分压器的上臂由电阻电路 R3-R5 组成，加热器的下臂通过 VD5 二极管连接到运算放大器的输入。

接通电源的一瞬间，加热器的电阻减小，运放DA1.2反相输入端的电压小于同相输入端的电压。输出（引脚 1）DA1.2 将是最大正电压。 DA1.2 输出负载有一个由限流电阻 R8、一个 HL1 LED 和一个内置于光耦合器 U1 中的发光二极管组成的串联电路。 HL1 LED 发出加热器已打开的信号，光耦合器的发光二极管打开内置光电双向可控硅开关。经VD7桥整流后的220V电源电压提供给加热器。二极管VD5将被该电压关闭。输出 DA1.2 通过电容器 C6 产生的高电压电平会影响 OU dA 1.1 的反相输入（引脚 7）。在其输出端（引脚 1），出现低电压电平，该低电压电平通过二极管 VD6 和电阻器 R1.2，将运算放大器 DA3 反相输入端的电压降低至示例电压以下。这将确保运放输出端的电压电平保持在高电平，并在微分电路 C7RXNUMX 指定的时间内保持稳定。

当电容器C3充电时，电路的电阻器R7两端的电压下降，并且当其变得低于示例性电压时，在运算放大器DA1的输出处。 1 低信号电平将变为高电平。高信号电平将关闭二极管VD1，并且反相输入端DA1.2处的电压将变得高于示例性的电压，这将导致运算放大器DA1.2输出处的高信号电平变为低信号电平并关闭HL1 LED和光耦合器U1。闭合的光电双向可控硅开关将断开 VD7 电桥和烙铁加热器与电源的连接，而开路的 VD5 二极管将其连接到运算放大器 DA1.2 的反相输入。 HL1 LED 熄灭表示加热器已关闭。

在 DA1.2 输出处，将保持低电压电平，直到由于烙铁加热器冷却，其电阻下降至 DA1.2 开关点，该点由来自 R1R2 分压器的示例性电压设置，如上所述。到那时电容器C3将有时间通过二极管VD4放电。进一步，切换DA1.2后，光耦U1将再次导通，重复整个过程。烙铁加热器的冷却时间越长，整个烙铁的温度就越高，焊接过程的热量消耗就越低。电容C1减少来自网络的干扰和高频干扰。

42x37 毫米印刷电路板由单面镀箔玻璃纤维制成。其图式及元件排列如图所示。 3.

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米。 3. 印刷电路板的绘图及其上元件的位置

LED HL1、二极管VD1、VD4——任意低功率。二极管 VD5 - 电压至少为 400 V 的任何类型。齐纳二极管 KS456A1 可用 KS456A 或一个最大允许电流超过 12 mA 的 100 V 齐纳二极管代替。必须检查氧化电容C3是否漏电。用欧姆表检查电容器时，其阻值必须大于2MΩ。电容C4、C5——250V交流电压采用进口薄膜，73V交流电压采用国产K17-400。LM358P芯片可用LM393P代替。这种情况下，图中电阻R8的右侧输出必须连接到控制单元的正极电源线，HL1 LED的阳极——直接连接到输出DA1.2（引脚1）。此时，VD1二极管可以省略。

电阻R6的阻值必须根据现有的加热器来选择。应比加热器冷态时的电阻小10%左右。选择调谐电阻R5的阻值，使得温度调节间隔不超过100 ^оC. 为此，请计算冷烙铁和充分加热的烙铁的电阻差，并将其乘以 3,5。结果值为电阻器 R5 的电阻（以欧姆为单位）。电阻器类型 - 任何多匝。

组装好的块必须进行调整。电阻器 R3-R5 链暂时由 2,2 kOhm 和 200 ... 300 Ohm 的两个串联可变或微调电阻替代。接下来，将连接有烙铁的设备连接到网络。通过临时电阻器的引擎达到所需的尖端温度后，设备将与网络断开连接。焊接电阻器并测量引入部件的总电阻。从获得的值中减去先前计算的电阻 R5 的一半。这将是固定电阻器 R3、R4 的总电阻，它们是从最接近总值的可用电阻中选择的。可以在该电阻电路的断路处放置一个开关。关闭时，烙铁将切换为连续加热。

对于那些需要烙铁用于多种焊接模式的人，我建议在不同模式下放置一个开关和几个电阻电路。例如，对于软焊料和普通焊料。当电路断线时——强制模式。所用烙铁的功率受到KTs407A整流桥（0,5A）和MOS3063光耦（1A）限流的限制。因此，对于功率超过100W的烙铁，需要安装功率更大的整流桥，并用所需功率的光电继电器代替光耦。

对不同烙铁的操作与所述装置的比较表明，具有大TCR的陶瓷加热器的烙铁是最合适的。拆下盖子后的组装块的一种变体的外观如图 4 所示。 XNUMX.

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米。 4. 拆下盖板的组装块变体之一的外观

我提醒你注意安全。请小心，尤其是在设置时：该装置没有与 220 V 电源电压进行电流隔离！

作者：L. Elizarov

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