Простой регулятор температуры паяльника

Регулятор мощности паяльника своими руками – варианты схем

1. Варианты монтажа
2. Варианты схем
   • Необходимые элементы для монтажа регулятора
   • Схема регулятора мощности паяльника
   • Регулятор мощности на тиристоре
   • Схема с тиристором и диодным мостом
   • Регулятор мощности паяльника на симисторе
   • Регулятор на симисторе с диодным мостом
   • Регулятор мощности паяльника на микроконтроллере

3. Советы по проверке и наладке

Старые паяльники, не оснащённые дополнительным функционалом, греют на полную, пока вилка в сети. А отключённые — быстро остывают. Перегретый паяльник способен испортить работу: им становится невозможно прочно припаять что-либо, флюс быстро испаряется, жало окисляется и припой скатывается с него. Недостаточно нагретый инструмент и вовсе может испортить детали, поскольку припой плохо плавится, паяльник можно передержать впритык к деталям.

Чтобы сделать работу комфортнее, можно собрать своими руками регулятор мощности паяльника, который ограничит напряжение и тем самым не даст жалу перегреваться.

Варианты монтажа регуляторов мощности паяльника

В зависимости от вида и набора радиодеталей, регуляторы мощности паяльника могут быть разных размеров, с разным функционалом. Можно собрать как небольшое простое устройство, в котором нагрев прекращается и возобновляется нажатием кнопки, так и габаритное — с цифровым индикатором и программным управлением.

В зависимости от мощности и задач регулятор можно поместить в несколько видов корпуса. Самый простой и довольной удобный — вилка. Для этого часто используют зарядное устройство смартфона или корпус любого адаптера. Останется только найти ручку и поместить её в стенке корпуса.

Если корпус паяльника позволяет (там достаточно места), можно разместить плату с деталями в нём. Такой регулятор мощности всегда находится вместе с паяльником — его нельзя забыть или потерять.

Другой вид корпуса для несложных регуляторов — розетка. Она может быть одинарной:

или представлять собой тройник-удлинитель. В последнем очень удобно поставить ручку со шкалой.

Как видите, на месте одной и розеток стоит ручка переключателя со шкалой.

Вариантов монтажа регулятора с индикатором напряжения своими руками тоже немало. Все зависит от сообразительности радиолюбителя и фантазии. Это может быть как очевидный вариант — удлинитель с вмонтированным туда индикатором, так и оригинальные решения.

Счетчик на корпусе дает точные цифры для работ, где важна строго определённая температура.

Плата здесь закреплена внутри винтами.

При монтаже нельзя забывать о правилах безопасности. Детали нужно изолировать — например, термоусадочной трубкой.

Варианты схем регулятора мощности паяльника

Регулятор мощности можно собрать по разным схемам. В основном различия состоят в полупроводниковой детали — приборе, который будет регулировать подачу тока. Это может быть тиристор или симистор. Для более точного управления работой тиристора или симистора в схему можно добавить микроконтроллер.

Можно сделать простейший регулятор с диодом и выключателем — чтобы оставить паяльник в рабочем состоянии на какое-то (возможно, длительное) время, не давая ему ни остывать, ни перегреваться. Остальные регуляторы дают возможность задать температуру жала паяльника более плавно — под различные нужды. Сборка устройства по любой из схем производится схожим способом. В фотографиях и видеороликах приведены примеры того, как можно собрать регулятор мощности для паяльника своими руками. На их основе можно сделать прибор с нужными лично вам вариациями и по собственной схеме.

Необходимые элементы для монтажа регулятора мощности паяльника своими руками

Тиристор — своеобразный электронный ключ. Пропускает ток только в одном направлении. В отличие от диода имеет 3 выхода — управляющий электрод, анод и катод. Открывается тиристор посредством подачи импульса на электрод. Закрывается при смене направления или прекращении подачи проходящего через него тока. Тиристор, его главные составные части и отображение на схемах:

Симистор, или триак — вид тиристора, только в отличие от этого прибора, двусторонний, проводит ток в обоих направлениях. Представляет собой, по сути, два тиристора, соединённые вместе. Основные части, принцип действия и способ отображения на схемах. А1 и А2 — силовые электроды, G — управляющий затвор:

В схему регулятора мощности для паяльника в зависимости от его возможностей также включают следующие радиодетали:

Резистор — служит для преобразования напряжения в силу тока и обратно.

Конденсатор — основная роль этого прибора в том, что он перестаёт проводить ток, как только разряжается. И начинает проводить вновь по мере того, как заряд достигает нужной величины. В схемах регуляторов конденсатор служит для того, чтобы выключить тиристор.

Диод — полупроводник, элемент, который пропускает ток в прямом направлении и не пропускает в обратном.

Так диод обозначается на схемах:

Стабилитрон — подвид диода, используется в устройствах для стабилизации напряжения.

Микроконтроллер — микросхема, при помощи которой обеспечивается электронное управление устройством. Бывает разной степени сложности.

Схема регулятора мощности паяльника с выключателем и диодом

Такой тип регулятора самый простой в сборке, с наименьшим количеством деталей. Его можно собирать без платы, на весу. Выключатель (кнопка) замыкает цепь — на паяльник подаётся всё напряжение, размыкает — напряжение падает, температура жала тоже. Паяльник при этом остаётся нагретым — такой способ хорош для режима ожидания. Подойдёт выпрямительный диод, рассчитанный на ток от 1 Ампера.

Необходимые детали и инструменты для регулятора мощности паяльника:

• диод (1N4007);
• выключатель с кнопкой;
• кабель с вилкой (это может быть кабель паяльника или же удлинителя — если есть страх испортить паяльник);
• провода;
• флюс;
• припой;
• паяльник;
• нож.

Сборка двухступенчатого регулятора на весу:

Зачистить и залудить провода. Залудить диод.

Припаять провода к диоду. Удалить лишние концы диода. Надеть термоусадочные трубки, обработать нагревом. Можно также использовать электроизоляционную трубку — кембрик.

Подготовить кабель с вилкой в том месте, где удобнее будет крепить выключатель. Разрезать изоляцию, перерезать один из находящихся внутри проводов. Часть изоляции и второй провод оставить целыми. Зачистить концы разрезанного провода.

Расположить диод внутри выключателя: минус диода — к вилке, плюс — к выключателю.

Скрутить концы разрезанного провода и проводов, подсоединённых к диоду. Диод должен находиться внутри разрыва.

Провода можно спаять. Подключить к клеммам, затянуть винты.

Собрать выключатель.

Видео о том, как сделать регулятор мощности с выключателем и диодом — пошагово и наглядно:

Регулятор мощности на тиристоре своими руками

Тиристорный регулятор позволяет плавно устанавливать температуру паяльника от 50 до 100 %. Чтобы расширить эту шкалу (от нуля до 100 %), в схему нужно добавить диодный мост. Сборка регуляторов и на тиристоре, и на симисторе похожа. Метод можно применить для любого устройства такого типа.

Мы предлагаем на выбор 2 схемы регулятора мощности. Первая — с маломощным тиристором:

Тиристор небольшой мощности — недорогой, занимает мало места. Его особенность в повышенной чувствительности. Для управления им используются переменный резистор и конденсатор. Подходит для устройств мощностью не более 40 Вт. Такой регулятор не требует дополнительного охлаждения.

Необходимые компоненты для сборки своими руками:

Простой регулятор температуры паяльника

Многим знаком недорогой паяльник с Алиэкспресс с встроенным регулятором напряжения. Димер это лучше, чем ничего, но нормальной работы с паяльником он не обеспечивает. В свое время Л. Елизаров из г. Макеевка Донецкой области опубликовал схему стабилизатора температуры для паяльника без датчика. За счет измерения изменения сопротивления нагревательного элемента. Схема много где публиковалась. Была еще одна статья в журнале Радио.

Некоторое время назад я уже применял первую схему для паяльника с керамическим нагревателем и пистолетной рукояткой. На снимке он верхний в уже переделанном виде.

Работа стабилизатора понравилась. Тот паяльник является основным для меня уже пожалуй с год. Но рукоять толстовата. Он тяжелее нового. Да и любопытно.

Дальше ориентируемся на измененную схему (Доработка стабилизатора жала паяльника).

Измерение сопротивления нагревателя с Али (нижний на снимке) дало результат около 450 Ом в холодном состоянии и около 1,5 килоом в хорошо прогретом. Т.е. сопротивление изменяется раза в три. Решил адаптировать схему и для него. По факту получилось по второй доработанной схеме. R1 – 820 Ом, R2 – подстроечник 200-500 Ом. R3 выведен наружу и сопротивление его 470-500 Ом. С такими номиналами мой паяльник регулирует температуру где то от 220 до 350 градусов.

В качестве корпуса использовал обычный разветвитель-двойник из магазина. Фото платы и корпуса далее.

Двойник разбирается с помощью болгарки, ножа, пассатижей, бокорезов убирается лишнее с верхней крышки. На снимке видно до какого состояния примерно.

Обратите внимание на полупрозрачную пленочку. Плата стала расслаиваться и я снял верхний слой. И он прекрасно подходит в качестве страховочной прокладки между шинами двойника (которые соединяю с платой проводами методом пайки) и платой. Внутрь это все вставляется примерно так:

Верхняя крышка, сборка. Устройство в сборе.

Доработка самого паяльника несложная вовсе

Суть ее проста – изъять симистор и соединить провод паяльника с нагревателем напрямую. Лично я провод заменил (провод с вилкой пригодится), а симистор повесил за одну ногу на плате паяльника. Родной регулятор уже не используется. Крутилку использую в качестве заглушки и фиксатора платы.

Практика с этим паяльником пока не велика, но не вижу причин для отрицательного результата. Первый переделанный работает прекрасно и является моим основным. Что нужно сделать, если вы решили переделать и свой? Измерьте сопротивление нагревателя в холодном виде и после прогрева. Естественно в отключенном от сети состоянии.

• Если они примерно совпадают с моими, смело можете повторять с моими номиналами.
• Если нет, то вам придется подобрать величины для R1, R2, R3.

С паяльниками имеющими нихромовые нагреватели не экспериментировал, рекомендаций дать не могу.

• Стабилитроны на 5,6 вольта с мощностью не менее 1 Вт.
• Мосты использовал 2 А 1000 вольт. Просто были в наличии.
• Симистор BT134-600. Тоже просто был.

Печатная плата

Теперь главное. А зачем это все нужно, что это дает? Простой регулятор тока никак не обеспечивает стабилизацию. Если совсем мало, чтобы естественного охлаждения хватало, чтобы паяльник не перегревался, то при пайке будет явно не хватать мощности.

Если нормально при пайке, то при простое будет перегрев. Неизбежно.

Это сказывается очень сильно. Например мои китайские жала, которые шли вместе с паяльником (медные, кстати) таяли просто на глазах. Особенно жалко плоское. Топориком.

Кроме того, при перегреве и длительном простое обгорает кончик и порой его становится крайне сложно облудить. Естественно окисляется припой и превращается в серо-черную кашу. И прежде чем паять вам придется чистить кончик каждый раз. Словом сильно сокращается жизнь жала и комфортность пайки.

Доработанный таким образом паяльник приобретает черты паяльников совсем другой ценовой категории и качества. Фактически это паяльная станция.

Еще один аспект который проверил для себя. Иногда выпаиваю детали двумя паяльниками. Поскольку таких паяльников у меня теперь два, то имело смысл проверить, а не возникает ли между ними разности потенциалов, губительной для извлекаемой детали.

Измерение вольтметром показали нули на диапазоне 20 вольт постоянки и 200 вольт переменки. Одну из сетевых вилок переворачивал. Возможно просто качественная керамика в нагревателях. Правда стоит иметь в виду, в первом переделанном паяльнике вместо ИП на стабилитронах стоит китайский маленький ИБП на 12 вольт (не нашел тогда мощных стабилитронов). Возможно причина еще в этом.

Ну и почему именно такие паяльники особенно интересны для этой переделки.

В обычном режиме он быстро перегревается. А это говорит об избыточной температуре нагревателя. И избыточной мощности. Он имеет керамический нагреватель с достаточно большим сопротивлением и сильным изменением сопротивления при нагреве, что позволяет точнее отслеживать температуру.

Следовательно, после переделки он будет очень быстро нагреваться, так как напряжение подается не после диммера, в урезанном виде, а полное напряжение сети.

По этой же причине он будет быстрее восстанавливать температуру после интенсивного отбора тепла при пайке массивных деталей.

Немного о настройке схемы

Тут все просто. Сопротивление цепочки R1, R2 и R3 определяет минимальную температуру паяльника. Чем меньше сопротивление — тем меньше нагрев. То есть выведя движок сопротивления R3 в положение наименьшего сопротивления, подбором R1, R2 выставляют желаемую минимальную температуру. Ее выбрал в районе 200-220 градусов. А вот величина сопротивления R3 будет определять максимально возможную температуру паяльника. Я выбрал ее в районе 500 Ом. И получил на максимуме около 360 вольт.

Выбирать ее слишком большой не советую. При каком-то сопротивлении регулятор практически перестает отключать нагреватель (светодиод горит, лишь изредка помаргивая). Так легко вообще загробить жала.

При нормальной работе светодиод практически непрерывно светит после включения несколько секунд. Потом появляются паузы, которые по мере прогрева они становятся все длиннее. Мой паяльник на рабочий режим выходит секунд за 20-30.

Тришин А.О.
Г. Комсомольск-на-Амуре.
Ноябрь 2018 г.

Схемы тиристорных регуляторов

Для того, чтобы получить качественную и красивую пайку требуется правильно подобрать мощность паяльника и обеспечить определенную температуру его жала в зависимости от марки применяемого припоя. Предлагаю несколько схем самодельных тиристорных регуляторов температуры нагрева паяльника, которые с успехом заменят многие промышленные несравнимые по цене и сложности.

Внимание, нижеприведенные тиристорные схемы регуляторов температуры гальванически не развязаны с эклектической сетью и прикосновение к токоведущим элементам схемы может привести к поражению электрическим током!

Для регулировки температуры жала паяльника применяют паяльные станции, в которых в ручном или автоматическом режиме поддерживается оптимальная температура жала паяльника. Доступность паяльной станции для домашнего мастера ограничена высокой ценой. Для себя я вопрос по регулированию температуры решил, разработав и изготовив регулятор с ручной плавной регулировкой температуры. Схему можно доработать для автоматического поддержания температуры, но я не вижу в этом смысла, да и практика показала, вполне достаточно ручной регулировки, так как напряжение в сети стабильно и температура в помещении тоже.

Классическая тиристорная схема регулятора

Классическая тиристорная схема регулятора мощности паяльника не соответствовала одному из главных моих требований, отсутствию излучающих помех в питающую сеть и эфир. А для радиолюбителя такие помехи делают невозможным полноценно заниматься любимым делом. Если схему дополнить фильтром, то конструкция получится громоздкой. Но для многих случаев использования такая схема тиристорного регулятора может с успехом применяться, например, для регулировки яркости свечения ламп накаливания и нагревательных приборов мощностью 20-60вт. Поэтому я и решил представить эту схему.

Для того, что понять как работает схема, остановлюсь подробнее на принципе работы тиристора. Тиристор, это полупроводниковый прибор, который либо открыт, либо закрыт. чтобы его открыть, нужно на управляющий электрод подать положительное напряжение 2-5 В в зависимости от типа тиристора, относительно катода (на схеме обозначен k). После того, как тиристор открылся (сопротивление между анодом и катодом станет равно 0), закрыть его через управляющий электрод не возможно. Тиристор будет открыт до тех пор, пока напряжение между его анодом и катодом (на схеме обозначены a и k) не станет близким к нулевому значению. Вот так все просто.

Работает схема классического регулятора следующим образом. Сетевое напряжение переменного тока подается через нагрузку (лампочку накаливания или обмотку паяльника), на мостовую схему выпрямителя, выполненную на диодах VD1-VD4. Диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, изменяющееся по синусоидальному закону (диаграмма 1). При нахождении среднего вывода резистора R1 в крайнем левом положении, его сопротивление равно 0 и когда напряжение в сети начинает увеличиваться, конденсатор С1 начинает заряжаться. Когда С1 зарядится до напряжения 2-5 В, через R2 ток пойдет на управляющий электрод VS1. Тиристор откроется, закоротит диодный мост и через нагрузку пойдет максимальный ток (верхняя диаграмма).

При повороте ручки переменного резистора R1, его сопротивление увеличится, ток заряда конденсатора С1 уменьшится и надо будет больше времени, чтобы напряжение на нем достигло 2-5 В, по этому тиристор уже откроется не сразу, а спустя некоторое время. Чем больше будет величина R1, тем больше будет время заряда С1, тиристор будет открываться позднее и получаемая мощность нагрузкой будет пропорционально меньше. Таким образом, вращением ручки переменного резистора, осуществляется управление температурой нагрева паяльника или яркостью свечения лампочки накаливания.

Выше приведена классическая схема тиристорного регулятора выполненная на тиристоре КУ202Н. Так как для управления этим тиристором нужен больший ток (по паспорту 100 мА, реальный около 20 мА), то уменьшены номиналы резисторов R1 и R2, а R3 исключен, а величина электролитического конденсатора увеличена. При повторении схемы может возникнуть необходимость увеличения номинала конденсатора С1 до 20 мкФ.

Простейшая тиристорная схема регулятора

Вот еще одна самая простая схема тиристорного регулятора мощности, упрощенный вариант классического регулятора. Количество деталей сведено к минимуму. Вместо четырех диодов VD1-VD4 используется один VD1. Принцип работы ее такой же, как и классической схемы. Отличаются схемы только тем, что регулировка в данной схеме регулятора температуры происходит только по положительному периоду сети, а отрицательный период проходи через VD1 без изменений, поэтому мощность можно регулировать только в диапазоне от 50 до 100%. Для регулировки температуры нагрева жала паяльника большего и не требуется. Если диод VD1 исключить, то диапазон регулировки мощности станет от 0 до 50%.

Если в разрыв цепи от R1 и R2 добавить динистор, например КН102А, то электролитический конденсатор С1 можно будет заменить на обыкновенный емкостью 0,1 mF. Тиристоры для выше приведенных схем подойдут, КУ103В, КУ201К (Л), КУ202К (Л, М, Н), рассчитанные на прямое напряжение более 300 В. Диоды тоже практически любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В.

Приведенные выше схемы тиристорных регуляторов мощности с успехом можно применять для регулирования яркости свечения светильников, в которых установлены лампочки накаливания. Регулировать яркость свечения светильников, в которых установлены энергосберегающие или светодиодные лампочками, не получится, так как в таких лампочках вмонтированы электронные схемы, и регулятор просто будет нарушать их нормальную работу. Лампочки будут светить на полную мощность или мигать и это может даже привести к преждевременному выходу их из строя.

Схемы можно применять для регулировки при питающем напряжении в сети переменного тока 36 В или 24 В. Нужно только на порядок уменьшить номиналы резисторов и применить тиристор, соответствующий нагрузке. Так паяльник мощностью 40 Вт при напряжении 36 В будет потреблять ток 1,1 А.

Тиристорная схема регулятора не излучающая помехи

Главное отличие схемы представляемого регулятора мощности паяльника от выше представленных, это полное отсутствие радиопомех в электрическую сеть, так как все переходные процессы происходят во время, когда напряжение в питающей сети равно нулю.

Приступая к разработке регулятора температуры для паяльника, я исходил из следующих соображений. Схема должна быть простой, легко повторяемой, комплектующие должны быть дешевыми и доступными, высокая надежность, габариты минимальными, КПД близок к 100%, отсутствие излучающих помех, возможность модернизации.

Работает схема регулятора температуры следующим образом. Напряжение переменного тока от питающей сети выпрямляется диодным мостом VD1-VD4. Из синусоидального сигнала получается постоянное напряжение, изменяющееся по амплитуде как половина синусоиды с частотой 100 Гц (диаграмма 1). Далее ток проходит через ограничительный резистор R1 на стабилитрон VD6, где напряжение ограничивается по амплитуде до 9 В, и имеет уже другую форму (диаграмма 2). Полученные импульсы заряжают через диод VD5 электролитический конденсатор С1, создавая питающее напряжение около 9 В для микросхем DD1 и DD2. R2 выполняет защитную функцию, ограничивая максимально возможное напряжение на VD5 и VD6 до 22 В, и обеспечивает формирование тактового импульса для работы схемы. С R1 сформированный сигнал подается еще на 5 и 6 выводы элемента 2ИЛИ-НЕ логической цифровой микросхемы DD1.1, которая инвертирует поступающий сигнал и преобразовывает в короткие импульсы прямоугольной формы (диаграмма 3). С 4 вывода DD1 импульсы поступают на 8 вывод D триггера DD2.1, работающего в режиме RS триггера. DD2.1 тоже, как и DD1.1 выполняет функцию инвертирования и формирования сигнала (диаграмма 4).

Обратите внимание, что сигналы на диаграмме 2 и 4 практически одинаковые, и казалось, что можно сигнал с R1 подавать прямо на 5 вывод DD2.1. Но исследования показали, что в сигнале после R1 находится много приходящих из питающей сети помех и без двойного формирования схема работала не стабильно. А ставить дополнительно LC фильтры, когда есть свободные логические элементы не целесообразно.

На триггере DD2.2 собрана схема управления регулятора температуры паяльника и работает она следующим образом. На вывод 3 DD2.2 с вывода 13 DD2.1 поступают прямоугольные импульсы, которые положительным фронтом перезаписывают на выводе 1 DD2.2 уровень, который в данный момент присутствует на D входе микросхемы (вывод 5). На выводе 2 сигнал противоположного уровня. Рассмотрим работу DD2.2 подробно. Допустим на выводе 2, логическая единица. Через резисторы R4, R5 конденсатор С2 зарядится до напряжения питания. При поступлении первого же импульса с положительным перепадом на выводе 2 появится 0 и конденсатор С2 через диод VD7 быстро разрядится. Следующий положительный перепад на выводе 3 установит на выводе 2 логическую единицу и через резисторы R4, R5 конденсатор С2 начнет заряжаться.

Время заряда определяется постоянной времени R5 и С2. Чем величина R5 больше, тем дольше будет заряжаться С2. Пока С2 не зарядится до половины питающего напряжения на выводе 5 будет логический ноль и положительные перепады импульсов на входе 3 не будут изменять логический уровень на выводе 2. Как только конденсатор зарядится, процесс повторится.

Таким образом, на выходы DD2.2 будет проходить только заданное резистором R5 количество импульсов из питающей сети, и самое главное, перепады этих импульсов будут происходить, во время перехода напряжения в питающей сети через ноль. Отсюда и отсутствие помех от работы регулятора температуры.

С вывода 1 микросхемы DD2.2 импульсы подаются на инвертор DD1.2, который служит для исключения влияния тиристора VS1 на работу DD2.2. Резистор R6 ограничивает ток управления тиристором VS1. Когда на управляющий электрод VS1 подается положительный потенциал, тиристор открывается и на паяльник подается напряжение. Регулятор позволяет регулировать мощность паяльника от 50 до 99%. Хотя резистор R5 переменный, регулировка за счет работы DD2.2 нагрева паяльника осуществляется ступенчато. При R5 равному нулю, подается 50% мощности (диаграмма 5), при повороте на некоторый угол уже 66% (диаграмма 6), далее уже 75% (диаграмма 7). Таким образом, чем ближе к расчетной мощности паяльника, тем плавне работает регулировка, что позволяет легко отрегулировать температуру жала паяльника. Например, паяльник 40 Вт, можно будет настроить на мощность от 20 до 40 Вт.

Конструкция и детали регулятора температуры

Все детали тиристорного регулятора температуры размещены на печатной плате из стеклотекстолита. Так как схема не имеет гальванической развязки с электрической сетью, плата помещена в небольшой пластмассовый корпус бывшего адаптера с электрической вилкой. На ось переменного резистора R5 надета ручка из пластмассы. Вокруг ручки на корпусе регулятора, для удобства регулирования степени нагрева паяльника, нанесена шкала с условными цифрами.

Шнур, идущий от паяльника, припаян непосредственно к печатной плате. Можно сделать подключение паяльника разъемным, тогда будет возможность подключать к регулятору температуры другие паяльники. Как это ни удивительно, но ток, потребляемый схемой управления регулятора температуры, не превышает 2 мА. Это меньше, чем потребляет светодиод в схеме подсветки выключателей освещения. Поэтому принятия специальных мер по обеспечению температурного режима устройства не требуется.

Микросхемы DD1 и DD2 любые 176 или 561 серии. Советский тиристор КУ103В можно заменить, например, современным тиристором MCR100-6 или MCR100-8, рассчитанные на ток коммутации до 0,8 А. В таком случае можно будет управлять нагревом паяльника мощностью до 150 Вт. Диоды VD1-VD4 любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 300 В и ток не менее 0,5 А. Отлично подойдет IN4007 (Uоб=1000 В, I=1 А). Диоды VD5 и VD7 любые импульсные. Стабилитрон VD6 любой маломощный на напряжение стабилизации около 9 В. Конденсаторы любого типа. Резисторы любые, R1 мощностью 0,5 Вт.

Регулятор мощности настраивать не требуется. При исправных деталях и без ошибок монтажа заработает сразу.

Схема разработана много лет назад, когда компьютеров и тем более лазерных принтеров не было в природе и поэтому чертеж печатной платы я делал по дедовской технологии на диаграммной бумаге с шагом сетки 2,5 мм. Затем чертеж приклеивал клеем «Момент» на плотную бумагу, а саму бумагу к фольгированному стеклотекстолиту. Далее сверлились отверстия на самодельном сверлильном станке и руками вычерчивались дорожки будущих проводников и контактные площадки для пайки деталей.

Чертеж тиристорного регулятора температуры сохранился. Вот его фотография. Изначально выпрямительный диодный мост VD1-VD4 был выполнен на микросборке КЦ407, но после того, как два раза микросборку разорвало, заменил ее четырьмя диодами КД209.

Как снизить уровень помех от тиристорных регуляторов

Для уменьшения помех излучаемых тиристорными регуляторами мощности в электрическую сеть применяют ферритовые фильтры, представляющие собой ферритовое кольцо с намотанными витками провода. Такие ферритовые фильтры можно встретить во всех импульсных блоках питания компьютеров, телевизоров и в других изделиях. Эффективным, подавляющим помехи ферритовым фильтром можно дооснастить любой тиристорный регулятор. Достаточно пропустить провод подключения к электрической сети через ферритовое кольцо.

Устанавливать ферритовый фильтр нужно как можно ближе к источнику помехи, то есть к месту установки тиристора. Ферритовый фильтр можно размещать как внутри корпуса прибора, так и с внешней его стороны. Чем больше витков, тем лучше ферритовый фильтр будет подавлять помехи, но достаточно и просто продеть сетевой провод через кольцо.

Ферритовое кольцо можно взять с интерфейсных проводов компьютерной техники, мониторов, принтеров, сканеров. Если Вы обратите внимание на провод, соединяющий системный блок компьютера с монитором или принтером, то заметите на проводе цилиндрическое утолщение изоляции. В этом месте находится ферритовый фильтр высокочастотных помех.

Достаточно ножиком разрезать пластиковую изоляцию и извлечь ферритовое кольцо. Наверняка у Вас или Ваших знакомых найдется не нужный интерфейсный кабель от струйного принтера или старого кинескопного монитора.

Простые регуляторы температуры паяльника

При пайке радиокомпонентов сетевым паяль­ником (

220 В) часто требуется оперативное из­менение его температуры и подводимой к нему мощности. Простейшее решение, которым часто пользуются радиолюбители, состоит из последо­вательного подключения к паяльнику диода, кото­рый, при необходимости повышения температу­ры, закорачивается тумблером. Такое решение не всегда приемлемо, особенно когда имеется необходимость пайки на плате планарных микро­схем и соединяющих или подключаемых к плате проводников. Использование с этой целью паяль­ной станции значительно облегчает процесс пай­ки, но такая станция обходится довольно дорого. В настоящей статье рассмотрены схемы регуля­торов на интегральном таймере 555, позволяю­щие осуществить плавную регулировку темпера­туры паяльника в широких пределах.

В технической литературе и Интернете можно встретить множество схем регулирования темпе­ратуры паяльника, принцип действия которых ос­нован на регулировании тока через паяльник с помощью тиристора или симистора.

В таких схемах среднее значе­ние тока паяльника зависит от руч­ного регулирования момента его включения в каждый полупериод напряжения сети. Известны также регуляторы, в которых через регу­лируемые промежутки времени ис­ключаются целые полупериоды и периоды питающего напряжения. Все эти устройства отличаются ди­апазонами регулировки и, в боль­шинстве случаев, имеют довольно большие габариты.

Для регулирования температуры паяльника в широких пределах на­ми испытаны и предлагаются для использования схемы регуляторов, показанные на рис.1 и рис.2. Ос­новой этих схем являются генера­тор с широтно-импульсной модуля­цией (ШИМ), реализованный на интегральном 555-м таймере, кото­рый управляет выходным ключом.

Рассмотрим работу такого гене­ратора по схеме рис.1. На таймер (выводы 4 и 8) подается напря­жение питания. В момент включения на выводе 3 таймера появляется напряжение, практически равное напряжению питания. Это напряжение через открытый диод VD4, резистор R2 и нижнюю часть потенциометра R1 постепен­но заряжает конденсатор С3. Когда напряжение на конденсаторе достигнет значения 2/3 напряжения питания, компараторы таймера устанавливают на выходе 3 низкий уровень напряжения (практически 0 В). При этом диод VD4 закрывается и клю­чевой транзистор внутри таймера закорачивает вывод 7 на «землю». Начинается разряд конденса­тора через верхнюю часть потенциометра Р1 и резистор Р3. Когда оно снизится до трети напря­жения питания, то на выходе 3 вновь устанавли­вается высокий уровень напряжения (близкий к напряжению питания), и процесс перезаряда кон­денсатора С3 повторяется. Пороги срабатывания компараторов таймера определяются его внутрен­ним делителем напряжения. Из [1] известно, что время заряда конденсатора С3 от значения от 1/3 до 2/3 напряжения питания равно

Т = t₁ + t₂ = 0,69 • С3 • (2 • R3 + R1). Следовательно, период и частота генератора практически не зависят от положения движка по­тенциометра. Коэффициент заполнения выходных импульсов таймера зависит от положения движка и равен

D = t₁/Т = (R3 + α• R1) / (2 • R3 + R1). Минимальное значение коэффициента запол­нения выходных импульсов получается в нижнем положении движка Р3, а максимальное — в верх­нем положении движка этого потенциометра. Та­ким образом, предложенная схема, не изменяя ча­стоты, обеспечивает плавное изменение ширины импульсов практически от нуля до полного их за­полнения и может применяться не только в устрой­ствах для регулирования температуры.

При разработке схем регулирования основное внимание обращено на минимальное потребление, простоту и дешевизну регуляторов. В зависимости от имеющегося в наличии силового транзистора предлагаются две схемы регулирования. На рис.1 показана схема на высоковольтном биполярном транзисторе VT1 и таймере NE555 (КР1006ВИ1). Напряжение сети 220 В выпрямляется диодным мостиком VD1 и подается на паяльник. Для полу­чения напряжения питания таймера использован гасящий конденсатор С1, стабилитрон VD2 и однополупериодный выпрямитель на диоде VD3. Так как суммарный ток, потребляемый таймером и цепью базы транзистора VT1, довольно большой, то ис­пользование вместо конденсатора С1 гасящего ре­зистора нерационально из-за его нагрева. Необхо­димое сглаживание питающего напряжения осуществляется конденсатором С2. Транзистор VT1 работает как ключ, поэтому он не требует ох­лаждающего радиатора.

На рис.2 показана схема регулирования на си­ловом полевом транзисторе с рабочим напряже­нием 400 В и током 4,5 А типа IRF730 (КП726А). В схеме можно применить любой полевой транзи­стор с таким же или большим рабочим напряже­нием. Так как полевой транзистор управляется на­пряжением, то ток, потребляемый таймером, не превышает 8 мА. Поэтому в схеме питания тайме­ра вместо конденсатора можно применить гася­щие резисторы. На схеме рис.2 гасящие резисто­ры — это R1 и R2 мощностью 2 Вт. Показанное на схеме включение конденсатора фильтра С1 позво­ляет уменьшить до минимума пульсации питающе­го напряжения, поэтому отпадает необходимость шунтирования стабилитрона VD2 конденсатором большой емкости. В схеме можно применить лю­бой маломощный стабилитрон на напряжение 9,1 В. Если потребуется увеличить диапазон регу­лировки напряжения паяльника в сторону увели­чения, то можно подключить к диодному мосту конденсатор С3.

Существует также интегральный таймер 7555 на полевых транзисторах, который является полным аналогом таймера 555, но его ток потре­бления не превышает 0,5 мА. Этот таймер также испытан нами в приведенных схемах. Простая за­мена таймера в схеме рис.1 заметного эффекта не дает, кроме уменьшения емкости конденсато­ра С1 до 0,51 мкФ. Если биполярный транзистор VT1 заменить полевым, то можно дополнительно уменьшить значение емкости С1 и также умень­шить емкость С2 до 20 мкФ. Замена таймера в схе­ме рис.2 позволяет увеличить значения сопротив­ления каждого из резисторов R1 и R2 до 33 кОм и уменьшить их мощностью до 0,5 Вт, поэтому такой схеме следует отдать предпочтение.

В заключение следует отметить, что предло­женная схема регулирования имеет очень широ­кий диапазон регулирования: практически от ну­ля и до напряжения сети. Если применить для регулирования тока нагрузки потенциометр с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (тип А), то также линейно будет изменяться и ток разогрева. Если необходимо ограничить диапазон регулирования со стороны минимальной температуры, то для этого доста­точно увеличить величину резистора R4 (рис.2). С регулятором также можно использовать низ­ковольтный паяльник, например, на 127 В. Для исключения его перегрева следует увеличить со­противление резистора R5. Включение парал­лельно выходу диодного моста небольшой емко­сти С3 увеличивает ток через паяльник, что можно использовать для его быстрого разогрева. Поле­вые силовые транзисторы рассчитаны на большие токи, поэтому без изменения схемы мощность паяльника можно увеличить в несколько раз.

Литература

1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемо­техника. 12-е изд. Том 1: Пер. с нем. — М.: ДМК ПРЕСС, 2008.

Автор: Александр Алексенцев, Роман Проць, г. Львов

Простой регулятор температуры паяльника

Регулятор мощности в вилке паяльника

Автор: Александр Сычугов
Опубликовано 12.04.2012
Создано при помощи КотоРед.

О регуляторах мощности для паяльников очень много написано статей и приведено множество разнообразных схем, в том числе и на сайте РадиоКот. Интерес к данному типу устройств, как видно не ослабевает, да это и понятно, ведь от него зависит качество пайки, долговечность жала паяльника и самого паяльника. И тот кто делает первые шаги в электронике, в первую очередь должен позаботится о комфортных условиях пайки. Наверно кто-то скажет: « ну вот опять о регуляторе мощности », но тем не менее хочется поделится ещё одной конструкцией, именно для паяльника, возможно она окажется кому нибудь полезной (а точнее несколькими конструкциями на данную тему).

Работая в сфере промышленной автоматики, частенько приходится производить ремонтные работы с участием паяльника на различных объектах, отдалённых от основного рабочего места, и бывает забываешь брать с собой регулятор, да и иногда приходится одалживать паяльник лицам, которые возвращают потом его с обгоревшим жалом. Кроме того, я не единственный пользователь этого паяльника, так как работаю по сменам, после этого приходится опять браться за напильник и приводить жало в порядок, к тому же из-за повышенного напряжения в сети (238В) он быстро перегревался. Размышляя над всем этим, мне пришла идея, вместо стандартной вилки паяльника использовать миниатюрный регулятор мощности, который был бы непосредственно закреплён на шнуре паяльника и сопровождал бы его всюду где он нужен. За основу была взята схема с амплитудно-фазовым принципом работы и содержащая наименьшее число деталей, дополненная индикатором включения регулируемой фазы, что упрощает регулировку за счёт визуализации по яркости свечения светодиода. Смотри схему и плату:

Плату конечно нужно проектировать под конкретный корпус. Плата 63Х32

Использование одного полупериода для регулировки себя оправдывает в отличии от двухполупериодных регуляторах с использованием симисторов, которые хороши для регулировки освещения и нагревательных приборов, не требующих дежурного режима. Паяльник всегда должен быть нагретым, даже если им какое-то время не пользуются. Это хорошо реализуется за счёт одного полупериода — повернул рукоятку влево до отказа и он всегда будет готов к работе. При необходимости осуществлять пайку — повернул рукоятку в право до зажигания индикатора и далее по яркости индикатора и можно паять. Индикатор зажигается при напряжении на нагрузке= 150. 160В и далее яркость плавно увеличивается при увеличении напряжения до 220В. Ниже 150..160В индикатор гаснет, вернее, еле заметно подсвечивается, напряжение при этом на нагрузке соответствует 127. 130В в зависимости от напряжения в сети. Для каждого паяльника своё оптимальное напряжение. Подобный регулятор я использую дома вот уже почти 30 лет и за всё время он не разу не отказал и паяльник служит столько же . Вот этот антиквариат : (проверка работоспособности, дежурный режим).

В качестве корпуса для вилки я использовал корпус от зарядного устройства для сотового телефона смотри фото: (плата и корпус)

Момент зажигания индикатора 150. 160В

Теперь регулятор мощности всегда с паяльником, как неразлучные друзья. И я забыл о проблемах с жалом паяльника. ( В данном варианте можно использовать паяльник не более 40 Вт.) . Используемые детали:

VS1 = КУ101Е; С1= 22мкФ Х 63В К50-29; R2 = ОМЛТ -0.5 10К; R3 = СП-04 0. 5Вт 47К; VD1 = SY103/ 05 ; R1 = ОМЛТ 0.5 47К ; VD2 = LED от китайского зарядного устройства. VD3 = КД209А,Б

В плате сделан вырез для резистора СП-04. Если использовать СП4-1 то вырез не нужен.

Вот ещё один вариант исполнения переносного регулятора мощности для паяльника. В данном варианте используется схема с импульсно-фазовым управлением. В отличии от предыдущей схемы, импульсно фазовый способ осуществляет более точное регулирование, смотри схему:

Данный регулятор так же снабжён индикатором мощности ( в конструкции он пока отсутствует). Регулировка осуществляется плавно от 130В до 220В. Резистор R1 = 100К, но установлен на 120К для более чёткого выражения зоны ( 45 град. Поворота рукоятки где напряжение практически не изменяется и соответствует 130В). В этом варианте используются более мощные диоды Д246Б и тиристор КУ202Л, что позволяет подключать нагрузку до 500Вт ( паяльник на 100Вт). Если использовать двухполупериодное регулирование, включив тиристор в диагональ моста из диодов Д246Б, то регулировка осуществляется от 50В до 220В. Регулятор собран в корпусе от сетевого источника питания-адаптера (пустые корпуса продаются в специализированных магазинах и стоят 40р). В корпус вмонтированы двойная клемма для вилки паяльника (от старого ТВ) и регулировочный резистор R1 120 К СП-04 0.5Вт. Используются номиналы в скобках. Под рукояткой резистора сделана шкала, проградуированная в Вольтах действующего значения 127. 220В, для точной установки мощности паяльника, смотри фото: (Плата и внешний вид) Плата 57х46

Ну уж и за одно ещё регулятор мощности для паяльника, реализующий широтно-импульсный принцип регулирования для одного полупериода напряжения. Схема этого регулятора была опубликована в одном из старых журналов радио (без транзистора VT3) и немного другой схемотехникой управления выходным тиристором. После изготовления прибора по схеме из журнала устройство не совсем хорошо работало: при повышенном напряжении сети 238В тиристор во время паузы самопроизвольно включался, при напряжении в сети 227. 230В -отрабатывал импульсы и паузы, но при этом другие экземпляры тиристоров в обще не включались (видимо, рабочий экземпляр попался с заниженными параметрами). В процессе наладки было установлено, что причиной не работоспособности являлся недостаточный ток управляющего электрода тиристора КУ202Л, поэтому был в ведён дополнительный каскад усиления на транзисторе КТ940А, смотри схему:

При этом проблемы устранились, все экземпляры тиристоров КУ202Л и КУ202Н с доработанной схемой работали.

Индикатор на тиратроне показывает длительности включения и отключения тиристора, по которым можно судить о средней мощности на паяльнике: 50% ( при минимальном импульсе), 75% (при равенстве длительности импульса и паузы) , 100% (при максимальной длительности импульса)

В регуляторе использованы транзисторы МП26А PNP Ik max= 150mA Uk э =70В U эбо = 70В h21= 20. 5 0. Тиратрон МТХ-90 VD1=Д814A VS1 = КУ202Л VT3 =КТ940А.

Все резисторы МЛТ 0.25Вт. Кроме R9 =18К 2Вт. И R11= 3.3К 0.5Вт.

В качестве корпуса для прибора так же можно использовать корпус от сетевого адаптера.