30.03.21

[Домашняя]

В литературе и Интернете можно найти немало описаний самодельных фазовых регуляторов мощности для паяльников, однако автор не смог найти среди них подходящего. В одном не предусмотрен предварительным прогрев жала, другой слишком сложен, третий слишком велик по размерам. Поэтому автором был разработан оптимальный, по его мнению, вариант регулятора мощности для простого паяльника, о котором и пойдёт речь в статье. Он полностью аналоговый прост по схеме и лёгок в повторении. Каждый радиолюбитель рано или поздно сталкивается с необходимостью регулирования температуры жала паяльника. Это особенно актуально, если речь идет о паяльнике с медным жалом. Оно существенно удобнее в работе по сравнению с необгораемым жалом, покрытие на котором легко повредить, хватает одного погружения в некоторые флюсы. Плохое качество пайки, трудность лужения некоторых медных на вид проводов, отслоение печатных проводников от платы при пайке — вот не полный перечень проблем связанных с перегревом жала. Простые широкодоступные паяльники не имеют встроенного регулятора температуры (мощности). Существуют конечно, варианты со встроенным регулятором или более дорогие с термодатчиком, как у паяльной станции. Но зачастую они рассчитаны на работу с паяльником мощностью не более 60 Вт, а стандартное необгораемое жало непопулярно у профессионалов. Предлагаемый регулятор, используя фазовый метод регулирования, управляет мощностью, отдаваемой в чисто активную (омическую) нагрузку, которой является и паяльник. По существу, он превращает простой паяльник в «паяльную станцию», позволяя комфортно работать как с необгораемыми так и с медными жалами. В нем предусмотрены таймер предварительного режиме разогрева жала с сигнализирующим о режиме разогрева светодиодом и фильтр, ослабляющим высокочастотные помехи, создаваемые регулирующим элементом — тринистором. Плата описываемого регулятора мощности уместилась в корпусе зарядного устройства для сотового телефона. После доработки им заменяют стандартную сетевую вилку паяльника Схема регулятора представлена на рис. 1

Он состоит из следующих узлов:

- защитной цепи из плавкой вставки FU1 и варистора RU1, гасящего высоковольтные всплески напряжения.

—         помехоподавляющего фильтра C2C4L1, построенного из деталей от КЛЛ,

—         фазового регулятора из [1] на элементах С1. СЗ R2-R4, VS1,VS2

—         таймера на элементах С5. R6— R12. VT1,VT2 с кнопкой повторного запуска SB1:

—         переключателя мощности VT3 с сигнальным светодиодом HL1;

—         выпрямителя на диодном мосте VD2 для питания всего устройства;

—         узла питания таймера — резистоpoв R1, R5 и стабилитрона VD1.

Применение в качестве регулирующего элемента не симистора, а диодного моста VD2 в связке с тринистором VS2 обусловлено необходимостью питать таймер пульсирующим напряжением. RC-цепь R2R3C1 вначале каждого полупериода сетевого напряжения задерживает нарастание напряжения, приложенного к закрытому симметричному динистору VS1. Задержку регулируют племенным резистором R2 практически от нуля до длительности полупериода (10 мс). Как только напряжение на динисторе достигает приблизительно 32 В, он открывается и открывает мощный тринистор VS2. С этого момента и до конца полупериода напряжение сети поступает на нагрузку, а цепь питания узла управления зашунтирована открытым тринистором В следующем полупериоде процесс повторяется. Чем больше задержка, тем меньше мощность, выделяемая на паяльнике, и ниже температура его жала. Сопротивление резистора R3 подобрано так, чтобы при минимальном введенном сопротивлении переменного резистора R2 не перегружать управляющий электрод тринистора, добиться минимальном задержки и обеспечить приемлемую яркость свечения светодиода HL1. Пороговый элемент таймера — триггер Шмитта на транзисторах VT1 и VT2, причем транзистор VT1 — полевой. Это необходимо для максимизации входного сопротивления триггера, что позволит уменьшить его влияние на время - задающую цепь R6R7C5. При указанных на схеме номиналах этих элементов выдержка таймера регулируется в интервале 1...4.5 мин. Если нужны другие границы этого интервала, следует изменить номиналы резисторов R6, R7 и конденсатора С5. В момент включения устройства в сеть конденсатор С5 разрежен, поэтому транзистор VT3 открыт. В этом состоянии резисторы R2 и R3 времязадающей цепи фазового регулятора зашунтированы открытым участком коллектор—эмиттер транзистора VT3 и светодиодом HL1. Поэтому задержка открывание тринистора VS2 минимальна, а мощность нагрева паяльника максимальна. Идет его предварительным прогрев. Синее свечение светодиода HL1 показывает, что паяльник еще холодный и не готов к работе. После зарядки конденсатора С5 до напряжения переключения триггера транзистор VT3 закрывается и регулятор переходит в нормальный рабочим режим с регулировкой мощности переменным резистором R2. Нажатием на кнопку SВ1 можно в любой момент перезапустить таймер на время его выдержки перевести паяльник в режим максимальной мощности. Это бывает полезно при пайке массивных деталей и толстых проводов. Таймер питается выпрямленным диодным мостом VD2 пульсирующим напряжением, стабилитрон VD1 ограничивает его амплитуду до 15 В. Такое решение позволяет уменьшить номиналы элементов времязадающих цепей. Кроме того, прерывистое питание устраняет неустойчивое состояние триггера Шмитта при медленном изменения напряжения на его входе. Чертеж печатном штаты регулятора изображен на рис. 2.

Печать односторонняя, но детали размещены на двух ее сторонах, как показано не тем же рисунке. При использовании указанных на схеме деталей регулятор пригоден для работы с паяльниками мощностью до 120 Вт. Для паяльника большей мощности придется выбрать более мощный тринистор. диодный мост и дроссель. Но из предлагаемой печатной плате такие детали уже не уместятся, придется разрабатывать новую. Резисторы СА9МН2.5-1МВ и СА6РН2.5- 1MA, примененные в качестве соответственно R2 и R7, по своей конструкции подстроечные. Однако для резисторов серии СА9 производитель предлагает съемные ручки [2] из изоляционного материала, превращающие их в регулирующие.  Одной из этих ручек я и воспользовался. Кроме того, резистор R2 выбран с логарифмической зависимостью сопротивления от угла поворота движка. Это позволило получить более плавное изменение мощности вблизи ее минимума. Пленочные конденсаторы С2 и С4 извлечены из неисправных КЛЛ. Конденсатор C1 — полипропиленовый КЕМЕТ R79GC31504040K подойдет любой другой пленочный на большее напряжение. К сожалению, применение здесь керамических  конденсаторов или пленочных на меньшее напряжение приводило неустойчивой работе регулятора, а в некоторых случаях он вовсе не работал. Транзистор FMMT6520 в корпусе SOT-23 и с допустимым напряжением коллектор—эмиттер минус 350 В не имеет аналогов. Однако испытания показали устойчивую работу в качестве VT3 транзисторов ММВТА92, РМВТА92, KST32MTF, BF821 с предельным напряжением минус 300 в. Их намного легче найти. Резистор R5 — металлоокисный С2-23 0,5Вт. Его можно заменить двумя соединенными последовательно углеродными резисторами сопротивлением 33 кОм и мощностью 0.25 Вт. Светодиод HL1 подойдет суперъяркий любого свечения. Светящийся светодиод обычной яркости может оказаться практически незаметным, так как средний текущий через него ток очень мал. Конденсатор C5 — многослойный керамический типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Оксидный конденсатор здесь недопустим из-за большого тока утечки. Чтобы иметь возможность составить конденсатор нужной емкости из двух меньшей ёмкости, на плате предусмотрено дополнительное посадочное место, обозначенное С5*. В качестве диодного моста VD2 может быть использован любой из DB104—DB108. Перед монтажам плавкой вставки FU1 на ее длинный вывод наденьте гонкую изоляционную трубку Чтобы обеспечить пожаробезопасность, желательно защитить аналогичным образом и весь корпус вставки. Внешний вид готовой платы регулятора показан на рис. 3.

Перед первым включением ее в сеть удалите остатки флюса со сторожа печатных просодии ков. Устройство должно заработать сразу, в противном случае проверьте качество и правильность монтажа. Налаживание регулятора заключается в установке длительности прогрева и проверке пределов регулировки мощности для конкретного паяльника. Прежде всего, поверните движки переменного и подстроечного резисторов в положения максимальной мощности и наиболее продолжительного прогрева (крайнее по часовой стрелке). Секундомером засеките время от включения паяльника до достижения его жалом температуры плавления припоя и запомните его. Далее поверните оба движка до упора в противоположную сторону. Нажмите и отпустите кнопку SB1 для повторного запуска таймера. С помощью секундомера измерьте время, прошедшее от отпускания кнопки до выключения светодиода HL1. Постепенно поворачивая движок подстроечного резистора R7 в сторону увеличения этого времени и перезапуская таймер, установите продолжительность прогрева паяльника, близкую к требуемой. Если требуемо« продолжительности прогрева добиться не удается, можно сместить интервал ее регулирования в нужную сторону, увеличив или уменьшив ёмкость конденсатора С5. При необходимости параллельно этому конденсатору можно подключить еще один. После регулировки таймера дождитесь, пока светодиод HL1 погаснет, и установите переменным резистором R2 необходимую температуру паяльника. На этом налаживание регулятора завершено. По его завершении рекомендую покрыть сторону печатных проводников платы тремя слоями влагозащитного лака Rastik-71. Готовую и налаженную плату поместите в корпус, например, от зарядного устройства для сотового телефона. Этот корпус нужно вскрыть и удалить из него все, находящееся внутри, за исключением сетевой вилки. Замерьте штангенциркулем извлечённую штату зарядного устройства. Обычно она имеет форму трапеции. Плата регулятора преднамеренно сделана с запасом по ширине, обрежьте её по этим размерам. Примерьте плату к корпусу и как можно точнее обозначьте на его внутренней поверхности центр будущего отверстии для ручки управления переменным резистором R2. По этой метке просверлите в корпусе отверстие диаметром не более 1,5 мм. Снова установите плату в корпус и оцените соосность просверленного отверстия с перекрестием на движке резистора. Если она удовлетворительна, можно перейти к следующему шагу, а в противном случае сделать снаружи корпуса новую, более точную метку. Теперь следует приложить к корпусу шаблон, чертеж которого в масштабе 1:1 приведен на рис. 4.

Центр наибольшего из отверстии шаблона совместите с просверленным отверстием или сделанной меткой, затем шилом наметьте центры остальных отверстий. По сделанной разметке просверлите в корпусе все нужные отверстия. Их диаметры указаны на шаблоне. Завершив подготовку корпуса, от режьте от шнура паяльника сетевую вилку. Затем пропустите шнур без вилки внутрь корпуса сквозь резиновый уплотнитель и припаяйте разделанные концы его проводов к контактным площадкам платы регулятора, обозначенным на рис. 2 «К ЕКГ». Провода следует вставлять в отверстия контактных площадок со стороны установки крупных деталей. Контактные площадки, обозначенные на рис. 2 "К ХР1, соедините гибкими монтажными проводами со штырями имеющейся в корпусе сетевой вилки. Прежде чем закрывать корпус вытяните из него излишки шнура паяльника через резиновый уплотнитель и зафиксируйте шнур в уплотнителе каплей клея. Если мощность паяльника более 100 Вт. рекомендую сделать в корпусе регулятора несколько вентиляционных отверстий. Внешний вид паяльника с регулятором показан те рис. 5.

Радио №4 2019г стр. 28