- Електричні принципові схеми регуляторів температури паяльника
- Класична тиристорна схема регулятора
- Найпростіша тиристорна схема регулятора
- Тиристорна схема регулятора не випромінює перешкоди
- Конструкція і деталі регулятора температури
- Як знизити рівень перешкод від тиристорних регуляторів потужності
Щоб пайка була красивою і якісною, необхідно правильно вибрати потужність паяльника, забезпечити температуру жала. Все це залежить від марки припою. На ваш вибір надаю декілька схем тиристорних регуляторів регулювання температури паяльника, які можна виготовити в домашніх умовах. Вони прості легко замінять промислові аналоги, до того ж ціна і складність буде відрізнятися.
Електричні принципові схеми регуляторів температури паяльника
Обережно! Дотик до елементів тиристорної схеми може призвести до травмування небезпечною для життя!
Щоб регулювати температуру жала паяльника використовуються паяльні станції, які в автоматичному і ручному режимах підтримує задану температуру. Доступність паяльної станції обмежується розміром гаманця. Я вирішив цю проблему, виготовивши ручний регулятор температура, що має плавне регулювання. Схема легко допрацьовується до автоматичної підтримки заданого режиму температури. Але я зробив висновок, що ручного регулювання досить, так як температура приміщення і ток мережі стабільні.
Класична тиристорна схема регулятора
Класична схема регулятора була погана тим, що мала випромінюють перешкоди, які видаються в ефір і мережу. Радіоаматорам ці перешкоди заважають при роботі. Якщо доопрацювати схему, включивши в неї фільтр, розміри конструкції значно збільшаться. Але це схема може використовуватися і в інших випадках, наприклад, якщо необхідно відрегулювати яскравість ламп розжарювання або нагрівальних приладів, потужність яких 20-60 Вт. Тому я уявляю цю схему.
Щоб зрозуміти, як це працює, розглянемо принцип роботи тиристора. Тиристор являє собою напівпровідниковий прилад закритого або відкритого типу. Щоб відкрити його, на керуючий електрод подається напруга рівне 2-5 В. Воно залежить від обраного тиристора, щодо катода (буква k на схемі). Тиристор відкрився, між катодом і анодом утворилося напруга рівне нулю. Через електрод його неможливо закрити. Він буде відкритий до того часу, поки значення напруги катода (k) і анода (a) не близько до нуля. Ось такий принцип. Схема працює в такий спосіб: через навантаження (обмотка паяльника або лампа розжарювання) подається напруга на діодний міст випрямляча, виконаний діодами VD1-VD4. Він служить для перетворення змінного струму в постійний, який змінюється за синусоїдальним законом (1 діаграма). В крайньому лівому положенні опір середнього виведення резистора дорівнює 0. При збільшенні напруги відбувається зарядка конденсатора С1. Коли напруга С1 дорівнюватиме 2-5 В, на VS1 піде струм через R2. При цьому відбудеться відкриття тиристора, закорочування діодного моста, максимальний струм пройде через навантаження (діаграма зверху). Якщо повернути ручку резистора R1, відбудеться збільшення опору, конденсатор С1 буде заряджатися довше. Отже, відкриття резистора відбудеться не відразу. Чим могутніше R1, тим більше часу піде на заряд С1. Обертаючи ручку вправо або вліво, можна регулювати температуру нагрівання жала паяльника.
На фото вище надана схема регулятора, зібрана на тиристори КУ202Н. Щоб управляти цим тиристором (в паспорті вказано ток 100мА, реально - 20 мА), необхідно зменшити номінали резисторів R1, R2, R3 виключаємо, ємність конденсатора збільшуємо. Ємність С1 необхідно підвищити до 20 мкФ.
Найпростіша тиристорна схема регулятора
Ось ще один варіант схеми, тільки спрощений, деталей мінімум. 4 діода замінені одним VD1. Відмінність даної схеми полягає в тому, що регулювання відбувається при позитивному періоді мережі. Негативний період, проходячи через діод VD1, залишається без змін, потужність можна регулювати від 50% до 100%. Якщо виключити VD1 зі схеми, потужність можна буде регулювати в діапазоні від 0% до 50%.
Якщо застосувати динистор КН102А в розрив від R1 і R2, доведеться замінити С1 на конденсатор ємністю 0,1 мкФ. Для цієї схеми підійдуть такі номінали тиристорів: КУ201Л (К), КУ202К (Н, М, Л), КУ103В, напругою для них більше 300 В. Діоди будь-які, зворотна напруга яких не менше, ніж 300 В.
Вище згадані схеми успішно підійдуть для регулювання ламп розжарювання в світильниках. Регулювати світлодіодні і енергозберігаючі лампи не вдасться, так як вони мають електронні схеми управління. Це призведе до блимання або роботі лампи на повну потужність, що в кінцевому підсумку виведе її з ладу.
Якщо ви хочете застосувати регулятори для роботи в мережі 24,36 В, доведеться зменшити номінали резисторів і замінити тиристор на відповідний. Якщо потужність паяльника 40 Вт, напруга мережі 36 В, він буде споживати 1,1 А.
Тиристорна схема регулятора не випромінює перешкоди
Ця схема відрізняється від попередньої повною відсутністю досліджуваних радіоперешкод, так як процеси протікають в той момент, коли напруга мережі дорівнює 0. Приступаючи до створення регулятора, я виходив з таких міркувань: комплектуючі повинні мати низьку ціну, високу надійність, малі габарити, сама схема повинна бути проста, легко повторювана, ККД повинен бути близьким до 100%, перешкоди повинні бути відсутніми. Схема повинна мати можливість модернізації.
Принцип роботи схеми наступний. VD1-VD4 випрямляють напругу мережі. Получающееся постійна напруга змінюється по амплітуді дорівнює половині синусоїди частотою 100 Гц (1 діаграма). Струм, проходячи через R1 на VD6 - стабілітрон, 9В (2 діаграма), має іншу форму. Через VD5 імпульси заряджають С1, створюючи 9 В напруги для мікросхем DD1, DD2. Для захисту застосовується R2. Він служить для обмеження напруги, поступаемого на VD5, VD6 до 22 В і формує тактовий імпульс для роботи схеми. R1 передає сигнал на 5, 6 висновок елемента 2 або не логічну цифрову мікросхему DD1.1, яка в свою чергу інвертує сигнал і перетворює його в короткий прямокутний імпульс (3 діаграма). Імпульс виходить з 4-го виведення DD1 і приходить на висновок D №8 тригера DD2.1, який працює в RS режимі. Принцип роботи DD2.1 такий же і, як і DD1.1 (4 діаграма). Розглянувши діаграми №2 та 4, можна зробити висновки, що відмінності практично немає. Виходить, що з R1 можна подати сигнал на висновок №5 DD2.1. Але це не так, R1 має безліч перешкод. Доведеться встановлювати фільтр, що не доцільно. Без подвійного формування схеми стабільної роботи не буде.
Схема управління регулятора зібрана на базі тригера DD2.2, працює вона за наступним принципом. C виведення №13 тригера DD2.1 надходять імпульси на 3 висновок DD2.2, перезапис рівня яких відбувається на виведення №1 DD2.2, які на даному етапі знаходяться на D вході мікросхеми (5 висновок). Протилежний рівень сигналу знаходиться на 2 виведення. Пропоную розглянути принцип роботи DD2.2. Припустимо, що на 2 виведення, логічна одиниця. С2 заряджається до необхідного напруги через R4, R5. Коли з'явиться перший імпульс з позитивним перепадом на 2 виведення утворюється 0, через VD7 відбудеться розрядка С2. Подальший перепад на 3 виведення встановить на 2 виведення логічну одиницю, С2 почне накопичувати ємність через R4, R5. Час зарядки залежить від R5. Чим воно більше, тим довше буде відбуватися зарядка С2. Поки конденсатор С2 не назбирав 1 \ 2 ємності, на 5 виведення буде 0. Перепад імпульсів на 3 вході не буде впливати на зміну логічного рівня на 2 виведення. При досягненні повного заряду конденсатора, відбудеться повторення процесу. Кількість імпульсів, заданих резистором R5, буде надходити на DD2.2. Перепад імпульсів буде відбуватися тільки в ті моменти, коли напруга мережі буде переходити через 0. Ось чому відсутні перешкоди на даному регуляторі. З 1 виведення DD2.2 на DD1.2 подаються імпульси. DD1.2 виключає вплив VS1 (тиристор) на DD2.2. R6 встановлений для обмеження струму управління VS1. На паяльник подається напруга за рахунок відкриття тиристора. Це відбувається через те, що на тиристор надходить позитивний потенціал з керуючого електрода VS1. Цей регулятор дозволяє проводити регулювання потужності в діапазоні 50-99%. Хоч резистор R5 - змінний, за рахунок включеного DD2.2 регулювання паяльника здійснюється ступінчастим чином. Коли R5 = 0, відбувається подача 50% потужності (5 діаграма), якщо повернути на певний кут, буде 66% (6 діаграма), потім 75% (7 діаграма). Чим ближче до розрахованої потужності паяльника, тим плавні робота регулятора. Припустимо, є паяльник на 40 Вт, його потужність можна регулювати в районі 20-40 Вт.
Конструкція і деталі регулятора температури
Деталі регулятора розташовуються на стеклотекстолитовую друкованій платі. Плата поміщена в пластиковий корпус від колишнього адаптера, що має електричну вилку. Ручка з пластика надіта на вісь резистора R5. На корпусі регулятора є позначки з цифрами, що дозволяють розуміти, який температурний режим обраний.
Шнур паяльника припаяний до плати. Підключення паяльника до регулятора можна зробити роз'ємним, щоб мати можливість підключити інші об'єкти. Схема споживає струм не перевищує 2мА. Це навіть менше, ніж споживання світлодіода в підсвічуванні вимикача. Спеціальні заходи щодо забезпечення режим роботи пристрою не потрібні.
При напрузі 300 В і струмі 0,5 А застосовуються мікросхеми DD1, DD2 і серії 176 або 561; діоди будь VD1-VD4. VD5, VD7 - імпульсні, будь-які; VD6 - малопотужний стабілітрон з напругою 9 В. Конденсатори будь-які, резистори теж. Потужність R1 повинна бути 0,5 Вт. Додаткового налаштування регулятора не буде потрібно. Якщо деталі справні і при підключенні не виникало помилок, він запрацює одразу.
Схема була розроблена давно, коли лазерних принтерів і комп'ютерів не було. З цієї причини друкована плата виготовлялася за дідівським методом, використовувалася диаграммная папір, крок сітки якої 2,5 мм. Далі креслення приклеювався «Моментом» на папір по щільніше, а сам папір на фольгований склотекстоліт. Навіщо свердлили отвори, доріжки провідників і контактних майданчиків викреслювати вручну.
У мене зберігся креслення регулятора. На фото показаний. Спочатку застосовувався діодний міст номіналом КЦ407 (VD1-VD4). Їх розривало пару раз, довелося замінити 4 діодами типу КД209.
Як знизити рівень перешкод від тиристорних регуляторів потужності
Щоб зменшити перешкоди, які випромінює тиристорним регулятором, застосовують ферритові фільтри. Вони являють собою ферритові кільце, що має обмотку. Ці фільтри зустрічаються в імпульсних блоках живлення телевізорів, комп'ютерів та інших виробів. Будь-тиристорний регулятор можна оснастити фільтром, який буде ефективно гасити перешкоди. Для цього необхідно пропустити через ферритові кільце шнур живлення.
Ферітовий фільтр слід ставити біля джерел, які видають перешкоди, безпосередньо в місці установки тиристора. Фільтр може бути розташований як зовні корпусу, так і всередині. Чим більше кількість витків, тим якісніше фільтр буде придушувати перешкоди, але і досить протягнути дріт, що йде до розетки, через кільце.
Кільце можна вилучити з інтерфейсних проводів комп'ютерної периферії, принтерів, моніторів, сканерів. Якщо подивитися на провід, який з'єднує монітор або принтер з системним блоком, можна помітити циліндричне потовщення на ньому. Саме в цьому місці розташований феритовий фільтр, службовець для захисту від високочастотних перешкод.
Беремо ніж, розрізаємо ізоляцію і витягаємо ферритові кільце. Напевно у ваших друзів або у вас завалявся старий інтерфейсний кабель од кінескопного монітора або струменевого принтера.
За матеріалами сайту: ydoma.info