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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Controlador de potencia digital de soldador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Reguladores de potencia, termómetros, estabilizadores de calor La temperatura óptima de la punta de un soldador eléctrico es la condición más importante para obtener una soldadura de alta calidad. En la práctica de la radioafición, esto es de particular importancia, ya que al instalar un dispositivo de ingeniería de radio, el diseñador debe usar el mismo soldador con puntas intercambiables que difieren significativamente en sus características térmicas. El uso de varias soldaduras, cuyas marcas a menudo son desconocidas, también requiere una selección experimental de la temperatura de la punta de soldadura. El autor del artículo analiza la efectividad de los reguladores de potencia, familiares para los radioaficionados de las publicaciones en nuestra revista, y ofrece para repetir su propia versión del regulador de temperatura de calentamiento del soldador: digital. El método de control de calentamiento del soldador [1], cuando su potencia se regula solo en el estado que no funciona (el soldador está en un soporte), y en el poder de trabajo es 100%, da resultados positivos solo con un no reemplazable consejo. La práctica de radioaficionados muestra que se pueden lograr buenos resultados mediante la regulación operativa separada de la potencia del soldador en los modos de funcionamiento y de espera. Este método es incluso preferible a la estabilización de temperatura fina de modo único de la punta, ya que le permite encontrar un compromiso entre mantener constantemente el soldador en estado de preparación durante muchas horas y el desgaste de la parte de trabajo de la punta debido a la disolución de cobre en la soldadura. En la actualidad, se ha establecido algún "estándar de radioaficionado" para reguladores de potencia media para dispositivos térmicos [2]. Su esencia radica en el hecho de que la regulación se lleva a cabo por el método de ancho de pulso, con la apertura del trinistor o triac de potencia en momentos cercanos a la transición de la tensión de red a través de "cero". A menudo se lo conoce como el método de "regulación silenciosa". El uso de chips CMOS proporciona una solución de circuito simple para generar una señal de ancho de pulso. Sus desventajas incluyen, quizás, la borrosidad del generador en las posiciones extremas del motor de resistencia de ajuste y la necesidad de marcar la escala de potencia. De estas deficiencias, el dispositivo [13] está libre, en el que se aplica el principio digital de formar una señal de ancho de pulso. Es especialmente conveniente cuando se forma un control de potencia de soldador multimodo, ya que no contiene elementos que requieran ajuste al cambiar de modo. Un diagrama de una variante de este tipo del controlador de potencia digital del soldador se muestra en la fig. 1. El controlador triac descrito en [4] se utilizó como solución básica. Se ha agregado un LED NI a la fuente de alimentación de los microcircuitos, lo que indica que el dispositivo está conectado a la red. Esta adición resultó ser, por así decirlo, "gratis *: el LED funciona con media onda de corriente de red que recarga el condensador de extinción C1, que no se usa directamente para alimentar el dispositivo. La corriente promedio que fluye a través del LED" no supera los 15 mA. Al cambiar la polaridad, casi todo el voltaje inverso, igual en valor a la suma de los voltajes de estabilización del diodo zener VDZ y la caída de voltaje directo en el diodo VD2, se aplica al diodo VD1, cuya resistencia inversa es significativamente mayor que la del LED.
Si se supone que el dispositivo debe funcionar a una temperatura elevada, lo que aumenta la corriente inversa del diodo VD1, se puede derivar con una resistencia de 1 ... 3 kΩ para proteger el LED del voltaje inverso. El transistor VT1 se utiliza para resaltar el momento de transición de la tensión de red a través de "cero". El diodo VD4 protege la unión del emisor de este transistor de una media onda de voltaje inverso. El transistor VT2 invierte la señal tomada del colector del transistor VT1, aumenta la pendiente del frente, lo que permite alimentarlo directamente a la entrada CN del contador decimal DD1 sin controladores adicionales. El frente del pulso de conteo en la entrada del microcircuito se forma al final de cada medio ciclo positivo (en relación con el inferior según el diagrama de cableado de la red) de la tensión de red. Al mismo tiempo, aparece una señal de alto nivel "en ejecución * (log. 0) en las salidas 9-1 del contador, que tiene un decodificador incorporado. Cuando se produce una señal de este nivel en la salida 9 (pin 11 ) del contador, el flip-flop RS ensamblado en los elementos DD2.1, DD2.2, se establece en un estado de alto nivel en el pin 10 del elemento DD2.1, lo que desactiva el funcionamiento del generador de pulsos de disparo triac VS1 El generador está hecho en los elementos DD2.3, DD2.4. En este estado, la carga del regulador está desenergizada. La red ocurrirá después de cambiar el RS-flip-flop al estado opuesto por un alto- señal de nivel en el pin 8 del elemento DD2.1. El momento de llegada del pulso de carga en relación con el pulso de apagado está determinado por el número de salida del contador conectado al pin 8 del elemento DD2.1. Por lo tanto, la potencia suministrada al soldador en modo operativo y en modo de espera determina la posición de los contactos de los interruptores SA1 y SA2, respectivamente. El cambio de modos ocurre con el interruptor SF1 cuando se presiona su botón con un balancín que sostiene el soldador en el soporte. En ambos modos, la potencia del 10 al 100 % en incrementos del 10 % se establece mediante los interruptores SA1 y SA2. La resistencia R7 elimina la incertidumbre de la señal en el pin 8 del elemento DD2.1 al cambiar. En los períodos de trabajo de la red, el generador de impulsos de activación del triac \ / S1 funciona de forma continua, lo que le permite encender el triac con una carga activa de 60 W a una tensión de red de aproximadamente 20 V. Puede evaluar visualmente la potencia relativa entregado a la carga por el brillo del indicador HL2. Aunque lo atraviesan impulsos de corriente del electrodo de control del triac con un valor de varias decenas de miliamperios, la corriente media es de unos pocos miliamperios. Dado que el componente constante de la señal en la salida del regulador es cercano a cero, bajo ciertas restricciones puede controlar la potencia de los soldadores de bajo voltaje conectados a la red a través de un transformador reductor. Las limitaciones están relacionadas con la peculiaridad de la operación del transformador. Si se desconecta la carga del transformador, se conecta un inductor de alta calidad a la salida del regulador, en el que se producen picos de tensión que son casi iguales al doble de la tensión de alimentación de amplitud, aproximadamente 600 V. Por lo tanto, este modo es muy indeseable para garantizar la seguridad del regulador en caso de conmutación de carga accidental, la salida del regulador es desviada por un varistor R11 con un punto de ruptura característico de 350 ... 300 V. Pero si el regulador se usa solo con una carga activa, el varistor puede excluirse . La segunda limitación está asociada a procesos transitorios en transformadores debido a su baja frecuencia de operación. Cuando el transformador está conectado a la red (incluso con voltaje cero), el primer medio ciclo se dedica a la magnetización primaria del circuito magnético, acompañada de un aumento de corriente del devanado primario. Por ejemplo, para el popular soldador EPSN 25/24 (GOST 7219-83), conectado a la red a través de un transformador, la amplitud del pulso de corriente fue de 2,5 A, que es 12 veces mayor que en estado estacionario. El valor de la amplitud de corriente del segundo medio ciclo superó el valor de estado estable aproximadamente en un 50%, y para el tercer medio ciclo, alrededor del 10%. Por lo tanto, es deseable encender incluso un transformador cargado con la menor frecuencia posible. Esto se debe al uso de un número entero de períodos completos para el control de potencia, lo que, por un lado, proporciona un valor cercano a cero de la componente constante y, por otro lado, un compromiso entre la inercia térmica de la carga, la facilidad de implementación y una disminución en el número de cambios de carga por unidad de tiempo. En una época, nuestra industria producía soldadores de bajo voltaje, alimentados desde la red eléctrica a través de un condensador de extinción integrado en una caja de plástico, de tamaño similar a una unidad transformadora de la misma potencia. Estos soldadores no se pueden conectar al regulador. Y si esto aún sucede, el fusible FU1 protegerá al regulador de fallas. La apariencia del regulador se muestra en la fig. 2, y el diseño e instalación de sus partes - en la fig. 3. Estructuralmente, está hecho en forma de soporte para un soldador (se usó una caja de plástico de una fuente de alimentación unificada para equipos de radio domésticos).La mayoría de las piezas se colocan y montan en una placa de circuito impreso universal.
El soldador se coloca en dos bastidores de metal del soporte, doblado con alambre de acero con un diámetro de 2,5 mm. El puntal de morro es móvil, su balancín está conectado mecánicamente al interruptor de botón SF1 (MP1-1). El interruptor ZV1 (tipo pulsador de una lámpara de mesa), los interruptores SA1, SA2 (MPN-1) y los LED НL1, HL2 se colocan en el panel superior del dispositivo. Dado que la posición de los contactos de los interruptores SA1 y SA2 determina de manera única la potencia entregada a la carga, el LED HL2 solo se necesita para el monitoreo general del rendimiento del dispositivo, por lo que puede excluirse si se desea. Si la adquisición de interruptores multiposición de pequeño tamaño es difícil, se reemplazan por la parte hembra de un conector multipolo de dos filas, utilizando una parte de un solo pin como contacto móvil, soldándole un cable delgado y flexible. Para evitar el contacto con la red, es mejor usar un conector con enchufes empotrados y, para abrir el circuito del contacto móvil del interruptor SF1, incluya una resistencia con una resistencia de 91 ... 100 kOhm. El regulador está diseñado para una potencia de carga de hasta 150 W, por lo que el triac puede funcionar sin disipador de calor. Para reducir el tamaño y facilitar la disposición de las partes del dispositivo, puede utilizar un triac en miniatura TC-106 en una caja de plástico, montado en un radiador disipador de bandera de aluminio con una superficie de 10 cm2. Literatura
Autor: P. Polyansky, Moscú
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