抵抗器のはんだごて。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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はんだごてはアマチュア無線家の主な「労働ツール」であり、非常に「繊細な」電界効果トランジスタや CMOS マイクロ回路が広く使用されているため、非常に厳しい要件が課されています。

最も一般的なはんだごての発熱体は、細い雲母管でロッドから絶縁されたニクロム コイルです。 マイカは非常に高い誘電率を持っているため (マイカコンデンサが最高であると考えられているのは当然のことです)、電源線を通ってはんだごてのスパイラルに入るすべての高電圧ピックアップは、ほとんど妨げられることなくその先端まで通過します。 同時にはんだごての先端が、電界効果トランジスタがはんだ付けされているトラックに触れた場合（これは頻繁に起こります）、このトランジスタの「寿命」は大きな危険にさらされます。 このようなはんだごてのもうXNUMXつの欠点は、強度が低いことです（打撃はもちろんのこと、はんだを除去する際の弱い横方向の力でも機能しなくなる可能性があります）。

明らかに、そのようなはんだごてを常に使用して作業するのは不便です。 したがって、多くのアマチュア無線家はさまざまな策略を講じます。

• はんだごてに低電圧 (12 ... 36 V) を供給します。 この電圧は電界効果トランジスタにとっては安全ですが、はんだごてには適切な電圧を備えた独自の電源が必要です。
• 誘電体（マイカ）の厚さを増やすと、加熱コイルからはんだごての先端への熱の伝達が妨げられます。
• 他の材料は発熱体として使用されます。

私が進むことにしたのは後者の道でした。 確かに誰もが PEV シリーズの強力な国産抵抗器を見たことがあるでしょう。 したがって、これらは30 ... 60 Wの電力を持つはんだごて用の既製の発熱体です。 なぜそれらに基づいたはんだごての記述が文献にほとんど見られないのか疑問に思うだけです。 結局のところ、強力な抵抗器は重大な過熱に備えて設計されています。 それらは500 ... 600℃までの加熱に痛みなく耐えますが、これははんだの融点よりも数倍高いです。 このような抵抗器の「非標準」使用と、PEV-7,5 抵抗器には直径 5 mm の内穴があるという事実が容易になります。 それらの。 標準的な 40 ワットのはんだごての先端と同じ直径です。 抵抗器のセラミック誘電体の厚さは約 3 mm ですが、これは厚さ 8 ミリメートルのマイカ層とは比較できません。

実践が示しているように、たとえ 220 V ネットワークから電力が供給されている場合でも、このようなはんだごてを使用して敏感な要素を無効にすることはほとんど不可能です。 さらに、抵抗器を使用すると、誘電体の破壊を忘れることができます（これは「マイカ」はんだごてで非常に頻繁に発生します）。 「抵抗器」はんだごてのもう XNUMX つの利点は、抵抗器の定格 (抵抗) の範囲が広いため、適切なものを選択するのは難しくなく、ヒーターが故障した場合でも抵抗器を交換するだけで済むことです。

工業用 40 ワットのはんだごては再加工に最適ですが (図 1)、ケースは自分で簡単に準備できます。 唯一の問題は、PEV-7,5 抵抗器 (このような抵抗器は、50 °C 以上の温度まで加熱しながら、長時間にわたって最大 500 W の電力を放散できます) の直径が、先端の金属製チップ ホルダーよりわずかに大きいことです。標準的なはんだごて。 管状に丸めた金属板から作られている場合は、抵抗器がその中に「登る」ように、針の側面からわずかに拡張（拡張）する必要があります（固体の管は長さに沿って切断する必要があります） ）。 抵抗器は摩擦によりチューブ内に保持され、非常に確実に保持されます。 抵抗器のリード線が突き出るように、抵抗器の付いたチューブを回転する必要があります。そうすれば、作業の妨げになりません。

図。 1

抵抗器のリード線にワイヤをはんだ付けするのは無意味です。リード線は抵抗器自体とほぼ同じ温度、つまりはんだの融点を超える温度まで加熱されます。 カーラジオ、冷蔵庫、その他の家庭用電化製品では、はんだ付けを行わずに信頼性の高い接触を提供する必要がある特殊なプラグを使用するのが最善です。 抵抗器からのワイヤーは、ハンドル自体の近くのホルダーチューブの穴に挿入され（そこの温度はそれほど高くなく、ワイヤーの絶縁には安全です）、その後、通常どおりハンドルを通して引き出されます。

車のバッテリーから電力を供給される 40W のはんだごての場合、抵抗器は約 5,1 オームでなければなりません (約 30W の電力を生成します)。 これはワイヤの抵抗 (約 1 オーム) を考慮しています。 この抵抗により、バッテリ電圧が 12 V を超える場合、はんだごては通常ウォームアップされ、最大値 (14,4 V) で過熱することはありません。

はんだごてが自動サーモスタット（先端に熱電対が取り付けられている）を介して接続されている場合、抵抗器の抵抗は3,6 ... 4,7オームに下げることができます。 そうすれば、2 ... 3 分ではなく、わずか 40 秒でさらに速く加熱されます。また、家庭用下水道は電流の過負荷に対して実質的に鈍感です。 他の電源電圧では、表からわかるように、抵抗器の抵抗値は異なる必要があります。 温度コントローラは、効率を高めて調整要素の加熱を減らすために、パルスモードで動作する必要があります。 はんだごての熱慣性は非常に大きく、電流パルスの周波数は 1 Hz 未満になる場合があります。 あまり大きくしすぎる（1 kHz を超える）ことは望ましくありません。 抵抗コイルと半田ごての間の静電容量は無視できますが、ご存知のとおり、周波数が高くなると静電容量は減少し、電源線に沿った高周波ピックアップに対処することがはるかに困難になります。

国産の抵抗器は特殊な塗料で覆われており、加熱すると黒ずみます（緑色から黒色に変わります）。 心配する必要はありません。冷めると再び緑色に戻ります。 ここで説明した設計は XNUMX 年以上にわたって機能しており、この間、抵抗器の外観に問題はありませんでした。 はんだごての先端が抵抗器に強く焼けますが、この欠点は従来のはんだごてにもありました。 また、抵抗器に適当な棒を差し込むと簡単に破壊できます。 確かに、あまり頑張りすぎないでください。抵抗器のセラミック本体は強い衝撃によって簡単に損傷します。

サーモスタットは、最も簡単なスキームに従って組み立てることができます（図2）。

図。 2

ほとんどのアマチュア無線家が利用できる熱センサーのうち、ここではサーミスターを使用するのが最適です。 半導体センサーではこのような高温を測定することは不可能です。数時間使用すると、センサーの特性が劣化します。 ディスクサーミスタも放棄する必要があります。リード線は通常のはんだ付けされており、はんだごてが加熱されると外れてしまいます。 管状サーミスタは優れていますが (従来の MLT-0,25 抵抗器の場合に似ており、長さが XNUMX 倍しかありません)、修正するのが非常に困難です。 サーミスタの初期抵抗は、ほぼ任意の値に設定できます。 加熱すると、すべての抵抗器の値が数十オームに減少します。 サーミスタをはんだごての先端に取り付ける前に、サーミスタ（先端）をアスベスト糸またはその他の耐熱絶縁体で包むことをお勧めします。

サーモスタットは、オペアンプDA1.1の電圧コンパレータとDA1.2のシュミットトリガという古典的なスキームに従って組み立てられています。 LM358 チップの特徴的な機能は、負の電源ピン (ピン 4) の電圧に振幅が近い電圧を比較できることです。 他のほとんどの安価な IC はこのモードでストライキに入ります。 ウクライナ製の ICPA358P、または 4 エレメント LM324 または KR1401UD2 と置き換えることができます。

トリミング抵抗 R1 はこて先温度を調整します。 抵抗が減少すると、温度も低下します。 R1と直列に、抵抗が約1kオームの定抵抗器を含めることが望ましいです。マイクロ回路は、その入力に印加される電源電圧の4/5を超える電圧を「好まない」のです。

チップ温度が低い間、サーミスタ R4 の抵抗は非常に大きく、DA1.1 の直接入力の電圧は逆入力の電圧よりも大きく、オペアンプの出力は高くなります。 出力DA1 2 - 同じレベルでは、トランジスタVT1が開き、はんだごてに電圧を供給します。 後者がウォームアップすると、サーミスタの抵抗が減少し、すぐに DA1.1 の両方の入力の電圧が等しくなります。 アンプはランダムにスイッチングを開始します (フィードバックはありません。フィードバックは通常、オペアンプ入力の電圧が電源電圧の半分に近い場合にのみ機能するため、フィードバックは非常に困難です)。ゼロより大きいのはわずか数百ミリボルトです）。

DA1.1 出力での高周波干渉に対処するために、DA1.2 アンプのシュミット トリガーが回路に追加されました。 DA0アンプの出力における信号の一定成分(任意の形状および周波数)が電源電圧の1.1/1未満になった後にのみ、論理「4」の状態に切り替わります。 はんだごてが動作温度に達した後。 その後、トランジスタ VT1 もオフになります。 しばらくすると、熱慣性によりはんだこて先の温度が上昇し、DA1.1 出力の電圧が低下します。 その後、刺し傷が冷え始め、DA1.1 の出力の電圧が増加します。 それ (一定成分) が電源電圧の 3/4 を超えるとすぐに、DA1.2 トリガーが再び切り替わり、はんだごてが加熱され始めます。

供給電圧は 5 ～ 20 V 以内である必要があり、電圧 U2 (負荷抵抗における) は任意です。 ただし、抵抗自体 (抵抗と電力) とトランジスタ VT1 を計算する必要があります。 バイポーラトランジスタを使用する場合 DA1.2の出力とトランジスタのベースの間には、100～470オームの抵抗が必要です(電圧が低いほど抵抗は低くなります)。VT1のエミッタは共通のワイヤに接続されています。 両方の電圧は調整されていない可能性があります。 U1 回路で消費される電流は XNUMX ミリアンペアを超えません。

特に電圧 U2 が 100 V 未満の場合、デバイス内で電界効果トランジスタを使用することが望ましいです。その場合、トランジスタは冷えてしまい、回路全体がはんだごてのハンドルに隠れる可能性があります。 この電圧のバイポーラ トランジスタには小さなヒートシンクが必要です。 コンデンサC3の静電容量は、より信頼性の高い動作のために、増加することが望ましい。 抵抗器 R1 で必要な温度を設定できない場合は、抵抗器 R3 を下げるか、できれば大きな抵抗値を持つサーミスタ R4 を選択する必要があります。

著者：A。コルドゥノフ、グロドノ。

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