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無線電子工学および電気工学の百科事典 サーモスタット付はんだごて用スイッチング電源。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
電気はんだごてを使ったはんだ付けは、おそらくアマチュア無線家の仕事で最も一般的な作業であり、今もそうです。 こて先の温度、その調整と安定性、はんだごての加熱速度は、はんだ付けの品質と使いやすさを決定する主なパラメーターです。 アマチュア無線の文献 [1,2、XNUMX] では、こて先の温度センサーが熱電対であるはんだごてとその電源の設計がすでに説明されています。 それらはすべて注目に値し、長所と短所があります。 [1] に記載されている電気はんだごては、XNUMX 線式ケーブルで電源に接続されていますが、熱電対がはんだごての先端に直接接触していないため、最大限の温度安定性を提供することはできません。 電源全体はかなり複雑であることがわかります。電子レギュレーターには 5 つの集積回路しか使用されておらず、さらに 3 つの電源電圧を提供する必要があり、そのうちの XNUMX つは少なくとも最も単純な安定器を備えている必要があります。 より成功した構築が [2] で提案されています。 従来とは異なるオペアンプ（フィードバックなし、リップル電圧供給）を組み込んだおかげで、著者は電源の部品数を最小限に抑えることができました。 はんだごての設計はシンプルですが信頼できることが判明しました。 これらはすべて、アマチュア無線の初心者にとって重要です。 スイッチング電源の設計にある程度の経験がある人は、パルス幅 (PW) はんだごての電力制御を備えた電子ユニットを構築できます。 低周波トランスがないため、電源の重量と寸法が小さくなります。 さらに、「周期的な加熱 - 冷却」の原理に基づいて動作する前述の設計とは異なり、ここでは SHI 制御の助けを借りて電力の滑らかな変化が使用されるため、周期的な温度変動がありません。 はんだごての電源回路を図1に示します。 便宜上、アナログとデジタルの XNUMX つの機能単位を区別できます。
アナログ部分の基礎は、オペアンプ DA1 上に組み込まれた差動アンプです。 はんだごての熱電対リード線は、指定された極性でコネクタ X1 の接点 2 ～ 1 に、抵抗器 R5、R6 を介してオペアンプの入力に接続されます。 分周器 R2、R3 は、人工的なケース、つまりアナログ共通線を作成します。 抵抗器 R4、R9 と R5、R6 のペアが等しい場合、ゲインは比 R4/R5 または R9/R6 によって決まります。 DA1 からの信号はローパス フィルター R14 C10 R15 を通って出力され、トランジスタ VT3 のエミッターに供給され、抵抗器 R19 のエンジンから得られる基準電圧がそのベースに印加されます。 図に示されている抵抗R18〜R20の値により、基準電圧を3,8〜11,2V（DA4のピン1に対して）に変更できます。 ほぼ同じ制限内で、はんだごての温度が指定温度の範囲内で変化すると、DA6 のピン 1 の増幅された熱電対信号も変化するはずです。 この目的のために、ピン 1 または 5 (この場合はピン 1) を使用してオペアンプのバランスが使用されます。 アンプの安定性と電圧コンバータ側からの干渉の除去のために、コンデンサ C2 ～ C5、C8、C9 が使用されます。 これらは、増幅帯域幅を「上から」狭め、コモンモード減衰を改善しますが、回路は DC アンプ (厳密に言えば、ゆっくりと変化する電流アンプ) であるため、ゲインには影響しません。 デジタルノードの動作、つまりSHI信号を生成するスキームを、図2に示す簡略化されたオシログラムを使用して検討します。
方形パルスの発生器 (図 2、a) は、論理要素 DD1.1、DD1.2 上に組み立てられます。 パルス周波数は要素 R1、C1 によって決定され、チューニング中に約 40 kHz に設定されます。 トリガ DD2.1 のクロック入力に到着する各パルスのエッジで、トリガ DD13 は単一状態 (ピン 12 - ハイ、ピン 7 - ロー) に切り替わります。 この瞬間から、R12、R16、VT2 を介してコンデンサ C7 の充電が始まります。 C2.1 の電圧が入力 R のトリガ リセット スレッショルドに達すると、DD12 がゼロに切り替わり、ピン 1 の高レベル電圧によりトランジスタ VT7 が開き、コンデンサ C8 が急速に放電されます。 R6C7 チェーンはこのプロセスを強制します。 C2 の充電時間、つまりトリガーによって生成されるパルスの幅は、トランジスタ VTXNUMX によって調整されます。 図 2b では、曲線 1 は熱電対アンプ (ピン 6 DA1) の出力電圧を示し、直線 2 は抵抗 R19 エンジンの電圧に対応します。 初期段階では、冷はんだごてがネットワークに接続されると、温度が継続的に上昇し、DA1 アンプの電圧が低下します。 この電圧がエンジン抵抗器 R1 に設定された基準電圧よりも 1,2 ～ 19 V 低くなると、トランジスタ VT3 が開きます。 コレクタ電流 VT3 はトランジスタ VT2 のベース電流であり、ピン 13 DD2.1 の高電圧レベルの間に開き、コンデンサ C7 の充電速度をしきい値電圧まで増加させます (図 2、c)。 この場合、トリガー DD2.1 によって生成されるパルスは短くなります (図 2d)。 出力１３ ＤＤ２．１からのこれらのパルスは、要素２Ｉ－ＮＯＴ ＤＤ１．３およびＤＤ１．４の入力に供給される。 出力 13 DD2.1 からのパルスは分周器 DD2 に供給されます。 2 で分周された逆相信号は、要素 DD1.3、DD1.4 の他の入力に供給されます。 この回路の動作は、最後の波形を除いて、2 つのデジタル IC DD7、DD1 の出力に関して取られた、図 2 の対応する波形によって示されています。 図2のkは、トランスT1の巻線2-1に印加される電圧の形状を示しています。 休止期間を挟んで極性が交互に変化するパルスが、T1 を介してハーフブリッジ コンバータのキー トランジスタ VT4 と VT5 のベースに印加され、それらを 2 つずつ開きます。 図 4 からわかるように、はんだごてが加熱されると、パルス間の休止時間が最小限になり (貫通電流 VT5、VTXNUMX を排除するために必要です)、発熱体によって放出される電力が最大になります。 はんだごての先端が設定温度まで加熱されるとすぐに、一時停止が増加し、パルスが同じ量だけ短くなり、その結果、電力が減少し、温度が安定します。 回路全体は、フィルター L220 L1 C2 C17 を通過する 18 V の整流電圧によって電力を供給されます。 はんだごての発熱体は、T3 トランスの巻線 4 ～ 2 に接続されています。 別個の巻線 1-2 は、熱電対のガルバニック絶縁にも使用されます。 この巻線の電圧はブリッジ VD4 によって整流され、コンデンサ C13 をパルスの振幅に近く、パルス幅にはほとんど依存しない電圧まで充電します。 電力は、C13 からパラメトリック スタビライザー R21 VD3 を介してマイクロ回路に供給されます。 コンバータを開始するには、SA1 ボタンを短く押します。 この場合、コンデンサC300から電流制限抵抗R16、R22を介して26Vの電圧がツェナーダイオードVD3に接続され、マイクロ回路に初期電源電圧を供給します。 コンバータは、起動すると、SA12 ボタンを放した後、巻線 2 T1 から回路に電力を供給します。 R23、R26 は電気的安全性を提供しますが、はんだごての先端に触れながらスタート ボタンを同時に押すことは避けてください。 最後のはんだごてを放した後、ネットワークから完全にガルバニック絶縁されます。 HL12 LED は、R2 を介して変圧器 T22 の巻線 1 に接続されています。これは、はんだごてが入っていることを知らせるだけでなく、熱安定器の動作モードの一種のインジケーターとしても機能します。 LEDは最高の明るさ（最大出力）で点灯しますが、こて先が安定温度まで加熱されると、輝きの明るさがわずかに減少し、はんだごての作業準備が整ったことを示します。 デバイスは、電力図に示されている MLT 抵抗を使用できます。 R19 - 任意の小さなサイズの変数。 ノブ R19 の回転角度に対する温度の依存性は抵抗と同じであることに注意してください。したがって、線形の温度スケールが必要な場合は、グループ A の抵抗が使用されます。コンデンサ C14、C15、C17、 C18タイプK73-17; C12、C13、C16 - K50-27、K50-29、K50-35。 残りはセラミックです。 トランジスタ VT4、VT5 は、KT858A、KT859A、KT872A およびその他の高電圧、K561LA7、K561TM2 マイクロ回路 - 564、164 シリーズの対応するものと置き換えることができます SA1 スイッチ - 固定のない任意の小型サイズ。 コイル L1、L2 は、M16HM10 フェライトで作られた K4,5x2000x1 トロイダル磁気回路に巻かれており、半分に折り返された PELSHO-20 ワイヤーが 0,25 回巻かれています。 トランス T1 には、L1、L2 と同じコアが使用されます。 巻線 1 ～ 2 には PELSHO-150 ワイヤが 0,15 巻、巻線 3 ～ 4、5 ～ 6 - それぞれに PELSHO-14 が 0,25 巻含まれています。 T2 トランスは、M28HM16 フェライトで作られた K9x2000x1 リングに巻かれています。 まず巻線はPELSHO5線を6～230～0,25ターン巻きます。 ワインディング 1 ～ 2 には PELSHO-53 が 0,15 ターン含まれています。 巻線 3 ～ 4 は最後に PEV-2 1,0 ワイヤで巻かれます。 発熱体の抵抗が 15 オームのはんだごての場合、巻線 3 ～ 4 には 42 ターンが含まれ、最大電力は約 40 ワットになります。 異なるヒーター抵抗を持つはんだごてに製造されたブロックから電力を供給できるように、巻線 3 ～ 4 にはタップが付いています。 電源の設計は任意です。 すべてはアマチュア無線家の好みと能力にかかっています。 私はデバイスを85x80x20 mmのケースに入れ、ポリスチレンを接着し、金属製の蓋で閉めることに成功しました。 インスタレーションは非常に緻密で、プリントヒンジ付きであることが判明しました。 電子ユニットは事前に組み立てられ、調整され、ブレッドボード上でテストされました。 はんだごては、[2] に記載されている技術を使用して作成できます。 確かに、私の意見では、熱電対を作成するための電球電流供給スタンドの選択は完全に成功したわけではありません。ワイヤーが太すぎて長さが不十分です。 この目的のためには、直径0,2〜0,3 mmのワイヤーを使用するのがより便利です。 デバイスを確立するには、30〜35 Vの外部DC電源をコンデンサC13（電源の「プラス」 - C13の「プラス」）、はんだごての熱電対 - ソケット1〜2（ X1 コネクタの極性を指定してください。 はんだごての温度を調整するために、その発熱体は LATR から通電されます。 まず、オペアンプは抵抗 R11 でバランスがとられ、必要に応じて抵抗 R5 と R6 を選択してゲインを調整し、それらを等しく保ちます。 モードが正しく設定されている場合、DA6 のピン 4 に対するピン 1 の電圧は、10 ～ 11 V (はんだこて先の最低温度) から 3 ～ 4 V (最高温度) に変化します。 温度を決定するには、たとえば、ポリエチレン (下限) と鉛 (上限) の融解を使用できます。 次に、オシロスコープを使用して、特徴的な点に対応するオシログラムが存在するかどうかを確認します (図 2)。 パルス幅（図2、e）に特に注意を払う必要があります。ガードインターバルt3（トランジスタVT4とVT5が閉じる時間間隔）に対応します。t3は冷間はんだ付けでは4〜5μsに設定されます。アイロンはR16を選択してください。 結論として、外部電源を C13 から切り離し、はんだごてヒーターを X3 コネクタのスロット 4 ～ 1 に接続し、電源をオンにして SA1 ボタンを押して起動すると、HL1 LED が点灯します。上。 巻線タップ 3 ～ 4 T2 は、はんだごてが 30 ～ 50 秒で動作温度まで加熱し、R19 レギュレータ ノブのどの位置でも電源が温度安定化モードになるように選択されます。 このようにして確認できます。 定常状態で、温度制御ノブを一方向に小さい角度で回し、次に別の方向に回すと、LED の明るさが顕著に減少する場合と、増加する場合があります。 デバイスをハウジングに配置したら、温度コントローラーのスケールを調整します。 文学：
著者: I.N.Tanasiychuk
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