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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estabilizador de calor de punta de soldador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnologías de radioaficionados El autor ofrece un dispositivo que se puede replicar para mantener la temperatura óptima de la punta de un soldador midiendo la resistencia del calentador durante desconexiones breves de la red. En las páginas de revistas de ingeniería de radio se han publicado repetidamente varios dispositivos de control de temperatura de puntas de soldador, que utilizan el calentador del soldador como sensor de temperatura y lo mantienen en un nivel determinado. Tras un examen más detenido, resulta que todos estos reguladores son solo estabilizadores de la potencia térmica del calentador. Por supuesto, tienen un cierto efecto: la punta se quema menos y el soldador no se sobrecalienta tanto mientras está sobre el soporte. Pero aún queda un largo camino por recorrer para controlar la temperatura de la punta. Consideremos brevemente la dinámica de los procesos térmicos en un soldador. En la Fig. 1 muestra gráficos de cambios en la temperatura del calentador y la punta del soldador desde el momento en que se apaga el calentador. Los gráficos muestran que en las primeras fracciones de segundo la diferencia de temperatura es tan grande e inestable que la temperatura del calentador en este momento no se puede utilizar para determinar con precisión la temperatura de la punta, y así es exactamente como funcionan todos los reguladores publicados anteriormente. , en el que el calentador se utiliza como sensor de temperatura. De la Fig. 1 se puede ver que las curvas de dependencia de la temperatura de la punta y del calentador con respecto al momento de su apagado solo después de dos y más aún tres o cuatro segundos son lo suficientemente cercanas para interpretar la temperatura del calentador. como la temperatura de la punta con suficiente precisión. Además, la diferencia de temperatura no sólo se vuelve pequeña, sino también casi constante. Según el autor, es el regulador que mide la temperatura del calentador un cierto tiempo después de su apagado el que puede controlar con mayor precisión la temperatura de la punta.
Es interesante comparar las ventajas de un regulador de este tipo con una estación de soldadura que utiliza un sensor de temperatura integrado en la punta del soldador. En una estación de soldadura, un cambio en la temperatura de la punta del soldador provoca inmediatamente una reacción del dispositivo de control, y el aumento en la temperatura del calentador es proporcional al cambio en la temperatura de la punta. La onda de cambio de temperatura llega a la punta del soldador en 5...7 s. Cuando cambia la temperatura de la punta de un soldador convencional, la onda de cambio de temperatura va desde la punta al calentador (con parámetros termodinámicos cercanos: 5...7 s). Su unidad de control funcionará en 1...7 s (esto depende del umbral de temperatura establecido) y elevará la temperatura del calentador. La onda inversa del cambio de temperatura llegará a la punta del soldador en los mismos 5...7 s. De ello se deduce que el tiempo de respuesta de un soldador convencional que utiliza un calentador como sensor de temperatura es 2...3 veces más largo que el de una estación de soldadura con un sensor de temperatura integrado en la punta. Obviamente, una estación de soldadura tiene dos ventajas principales sobre un soldador que utiliza un calentador como sensor de temperatura. El primero (menor) es un indicador de temperatura digital. El segundo es un sensor de temperatura integrado en la punta. Al principio, el indicador digital es sencillamente interesante, pero luego la regulación sigue el principio de "un poco más, un poco menos". Un soldador que utiliza un calentador como sensor de temperatura tiene las siguientes ventajas sobre una estación de soldadura: - la unidad de control no satura el espacio sobre la mesa, ya que se puede integrar en una carcasa de tamaño pequeño en forma de adaptador de red;
Consideremos las características de diseño de soldadores de diferentes diseños y potencias. La tabla muestra los valores de resistencia de los calentadores de varios soldadores, donde Pw - potencia del soldador, W; RK - resistencia del calentador del soldador en frío, Ohm; Rr- - resistencia al calor después de calentar durante tres minutos, Ohm. La diferencia entre estas temperaturas muestra que el TCS de los calentadores puede diferir 50 veces. Los soldadores con un TCS grande tienen calentadores cerámicos, aunque existen excepciones. Los soldadores con TKS pequeños tienen un diseño obsoleto con calentadores de nicromo. Cabe señalar por separado que algunos soldadores pueden tener un diodo incorporado, un sensor de temperatura, y me encontré con un soldador que era bastante interesante: en una polaridad, el TKS era positivo y en la otra, negativo. En este sentido, primero se debe medir la resistencia del soldador en estado frío y caliente para poder conectarlo al regulador en la polaridad correcta. El diagrama del regulador se muestra en la Fig. 2. La duración del estado encendido del calentador es fija y es de 4...6 s. La duración del estado apagado depende de la temperatura del calentador y de las características de diseño del soldador y es ajustable en el rango de 0...30 s. Se puede suponer que la temperatura de la punta del soldador está constantemente "oscilando" hacia arriba y hacia abajo. Las mediciones han demostrado que el cambio en la temperatura de la punta bajo la influencia de los pulsos de control no excede un grado, y esto se explica por la importante inercia térmica del diseño del soldador.
Consideremos el funcionamiento del regulador. Según el circuito conocido, en el puente rectificador VD6 se monta una fuente de alimentación para la unidad de control, condensadores de extinción C4, C5, diodos zener VD2, VD3 y condensador de filtrado C2. El nodo en sí está ensamblado en dos amplificadores operacionales conectados por comparadores. La entrada no inversora (pin 3) del amplificador operacional DA1.2 recibe un voltaje de referencia del divisor resistivo R1R2. Su entrada inversora (pin 2) recibe voltaje de un divisor, cuyo brazo superior consta de un circuito resistivo R3-R5 y el brazo inferior de un calentador conectado a la entrada del amplificador operacional a través de un diodo VD5. En el momento en que se enciende la alimentación, la resistencia del calentador se reduce y el voltaje en la entrada inversora del amplificador operacional DA1.2 es menor que el voltaje en la entrada no inversora. La salida (pin 1) de DA1.2 tendrá el voltaje positivo máximo. La salida de DA1.2 se carga en un circuito en serie que consta de una resistencia limitadora R8, un LED HL1 y un diodo emisor integrado en el optoacoplador U1. El LED HL1 indica que el calentador está encendido y el diodo emisor del optoacoplador abre el fototriaco incorporado. Al calefactor se le suministra la tensión de red de 7 V rectificada por el puente VD220. El diodo VD5 se cerrará con este voltaje. El nivel de alto voltaje de la salida DA1.2 a través del capacitor SZ actúa sobre la entrada inversora (pin 6) del amplificador operacional dA 1.1. En su salida (pin 7) aparece un nivel de voltaje bajo que, a través del diodo VD1 y la resistencia R6, reducirá el voltaje en la entrada inversora del amplificador operacional DA1.2 por debajo del estándar. Esto asegurará que se mantenga un alto nivel de voltaje en la salida de este amplificador operacional. Este estado permanece estable durante el tiempo especificado por el circuito diferenciador C3R7. A medida que se carga el condensador C3, el voltaje a través de la resistencia R7 del circuito cae, y cuando cae por debajo del valor estándar, en la salida del amplificador operacional DA1. 1 nivel de señal bajo cambiará a alto. Un nivel de señal alto cerrará el diodo VD1 y el voltaje en la entrada inversora DA1.2 será más alto que el estándar, lo que provocará un cambio en el nivel de señal alto en la salida del amplificador operacional DA1.2. a uno bajo y apagando el LED HL1 y el optoacoplador U1. El fototriac cerrado desconectará el puente VD7 y el calentador del soldador de la red, y el diodo VD5 abierto lo conectará a la entrada inversora del amplificador operacional DA1.2. El LED HL1 apagado indica que el calentador está apagado. En la salida DA1.2, el nivel de voltaje bajo se mantendrá hasta que, como resultado del enfriamiento del calentador del soldador, su resistencia caiga al punto de conmutación DA1.2, especificado, como se mencionó anteriormente, por el voltaje de referencia del divisor R1R2. . En ese momento, el condensador C3 tendrá tiempo de descargarse a través del diodo VD4. A continuación, después de cambiar DA1.2, el optoacoplador U1 se encenderá nuevamente y se repetirá todo el proceso. El tiempo de enfriamiento del calentador del soldador será mayor cuanto mayor sea la temperatura de todo el soldador y menor sea el consumo de calor para el proceso de soldadura. El condensador C1 reduce la captación y la interferencia de alta frecuencia de la red. La placa de circuito impreso mide 42x37 mm y está hecha de fibra de vidrio recubierta con una lámina por una cara. Su dibujo y disposición de elementos se muestran en la Fig. 3.
LED HL1, diodos VD1, VD4: cualquiera de baja potencia. Diodo VD5: cualquier tipo para un voltaje de al menos 400 V. Los diodos Zener KS456A1 son reemplazables por KS456A o un diodo Zener de 12 V con una corriente máxima permitida de más de 100 mA. Se debe comprobar si el condensador de óxido C3 tiene fugas. Al comprobar un condensador con un óhmetro, su resistencia debe ser superior a 2 megaohmios. Los condensadores C4, C5 son condensadores de película importados para una tensión alterna de 250 V o K73-17 domésticos para una tensión de 400 V. El microcircuito LM358P se puede reemplazar por un LM393P. En este caso, el terminal derecho de la resistencia R8 según la El diagrama debe conectarse a la línea de alimentación positiva de la unidad de control y el ánodo del LED HL1, directamente a la salida DA1.2 (pin 1). En este caso, no es necesario instalar el diodo VD1. La resistencia de la resistencia R6 debe seleccionarse según el calentador existente. Debe ser aproximadamente un 10% menor que la resistencia del calentador en estado frío. La resistencia de la resistencia de sintonización R5 se selecciona de modo que el intervalo de ajuste de temperatura no exceda los 100 оC. Para ello, calcule la diferencia de resistencia de un soldador frío y uno bien calentado y multiplíquela por 3,5. El valor resultante será la resistencia de la resistencia R5 en ohmios. Tipo de resistencia: cualquier multivuelta. Es necesario ajustar la unidad ensamblada. El circuito de resistencias R3-R5 se reemplaza temporalmente con dos variables conectadas en serie o resistencias de ajuste de 2,2 kOhm y 200...300 Ohm. A continuación, el bloque con el soldador conectado se conecta a la red. Una vez alcanzada la temperatura deseada en la punta con los motores de resistencia temporal, el dispositivo se desconecta de la red. Se sueldan las resistencias y se mide la resistencia total de las piezas insertadas. Del valor obtenido se resta la mitad de la resistencia R5 previamente calculada. Esta será la resistencia total de las resistencias constantes R3, R4, que se seleccionan entre las disponibles según el valor más cercano al valor total. Se puede colocar un interruptor en el espacio de este circuito resistivo. Cuando se apaga, el soldador cambiará a calentamiento continuo. Para aquellos que necesitan un soldador para varios modos de soldadura, sugiero instalar un interruptor y varios circuitos resistivos para diferentes modos. Por ejemplo, para soldadura blanda y para soldadura normal. Si el circuito se rompe, el modo se fuerza. La potencia del soldador utilizado está limitada por la corriente máxima del puente rectificador KTs407A (0,5 A) y el optoacoplador MOS3063 (1 A). Por lo tanto, para soldadores con una potencia superior a 100 W, es necesario instalar un puente rectificador más potente y reemplazar el optoacoplador con un relé optoelectrónico de la potencia requerida. Una comparación del funcionamiento de diferentes soldadores junto con el dispositivo descrito mostró que los soldadores con calentador cerámico con un TCR grande son los más adecuados. El aspecto de una de las variantes del bloque ensamblado sin la tapa se muestra en la Fig. 4.
Les recuerdo las precauciones de seguridad. Tenga cuidado, especialmente durante la instalación: ¡la unidad no tiene aislamiento galvánico de la tensión de alimentación de 220 V! Autor: L. Elizarov
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