Ограничитель мощности для паяльника без термопары

Каждый практикующий радиолюбитель наверняка встречался с таким неприятным явлением, как перегрев паяльника, при котором пайки получаются некачественные, тусклые и неровные. С этим явлением можно легко бороться, используя паяльные станции, паяльники которых имеют, как правило, встроенную термопару. Для устранения перегрева обычного сетевого паяльника на 220 В можно собрать устройство, описание которого представлено в этой статье.

Схема ограничителя мощности для паяльника

Принципиальная схема ограничителя мощности для паяльника показана на рис.1. Данное устройство предназначено для предотвращения нагрева паяльника сверх нормы, независимо от колебаний напряжения сети в установленных стандартом пределах. Мощность паяльника может составлять 20…40 Вт. Принцип действия устройства основан на использовании изменения сопротивления нагревателя паяльника по мере его нагрева.

Так, сопротивление паяльника HAKKO мощностью 20 Вт, который рассчитан на работу в сети -220 В, при нагреве изменяется от 840 до 2700 Ом, соответственно уменьшается ток нагревателя. В цепь нагревателя включена токовая обмотка 1-2 трансформатора тока Т1 (рис.1). При этом на вторичной обмотке 3-4 будет получена ЭДС, пропорциональная току нагревателя паяльника. Эта ЭДС используется для управления пороговым устройством на элементах U1А и U1В микросхемы 14093. Эта МС — четыре двухвходовых триггера Шмитта с функцией «2И-НЕ».

В момент включения холодного паяльника, его ток протекает через обмотку 2-1 Т1 и электронный регулятор мощности (Dimmer). Так как сопротивление холодного паяльника мало, то ток через него и напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока Т1 будут велики. Это переменное напряжение выпрямляется диодом D1, создавая на входах U1a уровень лог. «1», При этом на выходе U1А и входах U1В формируется лог. «0», а на выходе U1В — лог. «1». Это обеспечивает отпирание транзистора Q1 и срабатывание реле К1А. Замыкается нормально разомкнутые контакты этого реле (NO-K1B), подключая нагреватель напрямую к сети. Зажигается также красная секция светодиода LED1 («НАГРЕВ»), По достижении номинальной мощности напряжение на обмотке 3-4 трансформатора тока Т1 уменьшается и далее не изменяется. Потенциометр TRIM 1 установлен в такое положение, что состояние триггеров Шмитта U1А и U1B меняется на противоположное. Реле обесточивается. При этом замыкаются нормально-замкнутые контакты этого реле (NC-K1B), подключая нагреватель паяльника к типовому регулятору мощности, установленному заранее на нужный режим нагрева. Режим (мощность) нагрева, при необходимости, можно менять потенциометром (РОТ) 500 кОм. В этом режиме вместо красной зажигается зелёная секция двухцветного светодиода LED1 («ПАЙКА») и срабатывает звуковой сигнал LS1 (BUZZER), сообщая о готовности паяльника к работе. Далее паяльник работает в стабильном режиме без перегрева.

Устройство следует настраивать под тот паяльник, с которым в дальнейшем предстоит работать. Для настройки нужно выбрать время, когда напряжение сети как можно ближе к номинальной величине. Ещё лучше воспользоваться ЛАТР-ом.

Подстроечный резистор TRIM1 установить в верхнее по схеме положение. К обмотке 3-4 трансформатора тока Т1 подключить вольтметр переменного тока. Подключить паяльник к устройству. Подключить устройство к сети и наблюдать за показаниями вольтметра. В момент, когда напряжение уменьшится до минимальной величины, медленно вращать подстроечный резистор TRIM 1 до момента обесточивания реле и зажигания зелёной секции светодиода. После правильной сборки и настройки, мощность паяльника никогда не превысит номинальную величину, независимо от колебаний напряжения сети в допустимых пределах. Будет только меняться время нагрева паяльника.

Схема управления звуковым сигнализатором представляет собой одновибратор, который срабатывает на несколько секунд, при поступлении на базу Q2 уровня лог. «1». Эта схема собрана на транзисторах Q2 и Q3 и триггерах Шмитта U1C и U1D. Собственно сам одновибратор собран на U1C и U1D. Q2 — эмиттерный повторитель на входе первого из этих триггеров, a Q3 — это ключ, обеспечивающий включение и выключение сигнализатора LS1. Длительность включения звукового сигнала определяется емкостью конденсатора С5 и сопротивлением резистора R4.

Заметим, что звуковой сигнализатор удобен, но необязателен.

Детали ограничителя мощности паяльника

В устройстве используется всего одна микросхема U1 типа 14093, которая содержит четыре триггера Шмитта с функцией «2И-НЕ». Светодиод LED1 любой двухцветный (красно-зелёный). Звуковой сигнализатор LS1 пьезокерамический постоянного тока со встроенным генератором.

Трансформатор несложно изготовить самостоятельно на кольцевом ферритовом сердечнике типоразмера 14,4x10x8 или немного большем. Первичная обмотка 1-2 содержит 30 витков провода диметром 0,3…0,35. Вторичная обмотка 3-4 содержит 660 витков провода 0,08…0,1 мм. Можно также подобрать готовый импульсный трансформатор, применявшийся в предоконечных усилителях строчной развёртки телевизоров или компьютерных дисплеев на ЭЛТ. Коэффициент трансформации равен 22. Для определения этого коэффициента у готового трансформатора можно примерно ориентироваться по сопротивлению обмоток. Для первичной обмотки он равен примерно 0,6 Ом, для вторичной — 85 Ом. Более точно коэффициент можно определить путём последовательного соединения первичной обмотки с нагревателем паяльника и подключения этой цепи к сети переменного тока.

Далее к вторичной обмотке следует подключить вольтметр переменного тока и зафиксировать измеряемое напряжение, когда оно уменьшилось до постоянной величины. Все эти измерения надо производить, соблюдая технику безопасности во избежание поражения током. Блок питания и конструкцию прибора можно выполнить по своему усмотрению. Регулятор мощности можно применить как фабричного производства, так и собрать самостоятельно.

Потенциометр 500 кОм следует установить на переднюю панель для возможности изменения мощности в зависимости от режима пайки. Для удобства потенциометр можно отградуировать на несколько положений.

Печатная плата для устройства не создавалась. Оно собрано и разведено тонким монтажным проводом на монтажной плате, которая подбиралась по размерам имевшегося в наличии пластмассового корпуса.

Источник: Радиоаматор №3 2013
Автор: Борис Штаркер, г. Иерусалим

C этой схемой также часто просматривают:

ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗА
Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов
Имитатор для проверки телефонных аппаратов
Простые датчики для охранной сигнализации
Радионяня, или передатчик для младенца
Стереопередатчик системы CCIR
Простое управление куллером компьютера
Схема рефлексного приёмника прямого усиления