Простая паяльная станция

you_go · 03.01.2011, 20:03

Не каждому радиолюбителю (особенно молодому) по карману купить паяльную станцию. А кто не сталкивался с тем, что достаточно сложно выдерживать оптимальную температуру паяльника, чтобы пайка получалась красивой и надежной, а жало не обгорало. Я не рассматриваю сейчас паяльников с встроенными термодатчиками - речь идет о простых дешевых китайских. Схем тиристорных регуляторов было описано много, но они не решают полностью проблемы. Современные паяльники работают в форсированном режиме - разогреваются очень быстро и так же быстро и перегреваются. Требуется как-то стабилизировать температуру. В свое время я задумался, а нельзя ли использовать в качестве термодатчика саму нагревательную спираль? Я замерил разницу сопротивлений холодной и горячей спирали, и это вселило надежду на успех. К примеру, если сопротивление холодной спирали 1,75К, то при разогреве до нормальной температуре оно возрастает до 1,85К и более. И вот у меня что вышло:

У меня был и более простой вариант (в частности, можно сделать и без трансформатора - по просьбам добавляю схему). Но в трансформаторном варианте есть возможность дополнительно форсировать нагрев паяльника, добавив напряжение со вторичной обмотки (переключатель в положении F). В двух предложенных вариантах используется сбалансированная мостовая схема с компаратором либо на транзисторах, либо на микросхеме. Паяльник включен в одно плечо моста, а в другом плече - резистор с номиналом соответствующе требуемой температуре. В каждом полупериоде, пока выпрямленное напряжение не достигло постоянного за счет того, что мост всегда запитан от вторичного источника, происходит измерение. Если нагреватель "холодный", то через оптрон течет ток и тирстор открывается и пропускает полупериод выпрямленного напряжения сети (в схеме стоит симистор, но это не принципиально - просто он более доступен). Если нагреватель "перегрет" - то ничего не происходит и ожидается следующий полупериод. Диод VD4 защищает вход компаратора от высокого напряжения при открытом симисторе. Диод VD5 служит для сохранения симметрии моста.
В транзисторном варианте желательно подобрать транзисторы с близкими коэффициентами усиления по току. Желательно, чтобы он был не менне 300. В качестве U1 можно также использовать MOC3023M (без контроля перехода через ноль - слегка увеличатся помехи по сети за счет открывания симистора не в момент перехода нуля, но поскольку нагрузка небольшая, это несущественно ). У меня был вариант и с использованием обычного оптрона TLP621 или 4N35. Транзисторы в них низковольтные, и для управления симисторомв этом случае нужен дополнительный источник 5-7v (двухваттный резистор со стабилитроном с плюса высоковольтного моста VD2). С оптосимистором красивее.
Вместо неонки для индикации можно использовать и светодиод, но тогда резистор R3 придется уменьшить в 10 раз, соответственно на нем будет рассеиваться около 1 ватта, что тоже не есть хорошо.

Falconist · 03.01.2011, 20:29

Респект! Большой!

Но сразу же - пара вопросов:
1. Насколько хорош К140УД6 (НЕ Rail-to-Rail по выходу, по крайней мере в минус)?
2. Роль диода VD3?

borodach · 03.01.2011, 20:39

Спасибо за схемы.

Два вопроса:
1. Можно ли простым способом ввести в схему индикатор температуры паяльника?
2. Интересно посмотреть Ваш вариант без дополнительного трансформатора... .

Alex9797 · 03.01.2011, 20:50

Способ красивый. Но есть проблемка. Ведь фактически стабилизируется температура не жала, а нагревателя. Температура нити нагревателя, и температура жала - в общем случае не одно и то же. И разница температур будет зависеть от конструктивных особенностей, от теплопроводности материалов, и т.п.

Минус - это затяжной выход на заданный режим, особенно при низкой температуре окружающего воздуха, и обдуве жала. Чтобы этого избежать, придется при разогреве выставлять немного завышенную температуру, а после выхода на режим - снизить задатчик до нормы.

Плюс - жало никогда не перегреется, даже кратковременно.

Falconist · 03.01.2011, 20:57

Сообщение от Alex9797

...фактически стабилизируется температура не жала, а нагревателя.

IMHO лучше хоть такой стабилизатор, чем никакого. Тем более, что он "беспомеховый", что есть зерр гут!

У меня - паяльник от простенькой станции, рабочее напряжение порядка 170...180 В (пользуюсь регулятором), потому дополнительная вольтодобавка не нужна. А вот избавиться от трансформатора - было бы весьма и весьма кстати.

По поводу симистора - есть тиристоры BT150...BT152, тоже легко "доставабельны", так что это - не проблема. Интересно было бы другое: избавиться вообще от мощного диодного мостика, поставив симистор. А вот сопротивление нагревателя - хорошо бы и мерить через маломощный диодный мостик...

you_go · 03.01.2011, 21:05

Поскольку в форсированном режиме (переключатель в положении F) напряжение с моста вторичного источника суммируется с основным и должно оставаться пульсирующим, необходим диод VD3 (предотвращает разряд С1). Если не использовать режим F, то он не нужен.
Действительно, поддерживается температура не жала, а спирали. Для этого я использовал различные способы увеличения теплопередачи (жало вставлял с термопастой). Конечно, это ни в коей мере не заменяет жала с термодатчиком, но работает - когда открываешь форточку - почти сразу включается форсированный подогрев (неонка какое-то время постоянно горит).
А операционник можно взять любой подходящий - фактически, это компаратор. Просто у меня завалялось их полно

. Согласен, что можно подобрать что-то получше.

Falconist · 03.01.2011, 21:13

Сообщение от you_go

Вместо неонки для индикации можно использовать и светодиод, но тогда резистор R3 придется уменьшить в 10 раз, соответственно на нем будет рассеиваться около 1 ватта, что тоже не есть хорошо.

Действительно нехорошо. А если применить косвенную индикацию работы - поставить светодиод последовательно со светодиодом оптрона? Можно поставить и МОС3041/3043 (с узлом выделения перехода через ноль) - они на 400 В, что для активной нагрузки (нагревателя) вполне достаточно.

you_go · 03.01.2011, 21:21

Ха, кабы так! Дело в том, что при открывании тиристора (симистора) мгновенно происходит обратное опрокидывание компаратора, и светодиод гаснет. Импульсы короткие получаются - абсолютно не наглядно

Falconist, спасибо - и я прошу прощения, что вначале у меня получилось подряд два поста (не допер сам подредактировать, я тоже не люблю лишний флуд). Но в результате всего этого потерялась "спасибка" от borodach-а, мнение которого я очень уважаю.

Falconist · 03.01.2011, 21:23

Понято. Вопрос снимается (тщательно работу схемы еще не анализировал). А как со схемой с бестрансформаторным питанием?

А мы Бородача попросим еще разок!

Alex9797 · 03.01.2011, 21:30

Эта схема была бы полезна даже при наличии датчика температуры жала, и наличии схемы стабилизации температуры жала. Часто изготовителям плевать, какой ценой достигается заданная температура жала, до какой температуры при этом нагревается нагреватель. А может он добела раскаляется, при выходе на режим? И жить ему в таком случае недолго. А цена его кусачая...

Подобная схема могла бы ограничивать максимальную температуру нагревателя, и продлила бы ему жизнь.