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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estabilizador de calor para soldador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnologías de radioaficionados El autor de este artículo propone una idea muy interesante: utilizar su devanado calefactor como sensor de temperatura para un sistema de estabilización de temperatura de la punta de un soldador eléctrico. La implementación de la idea permite estabilizar térmicamente el soldador sin alterarlo. El dispositivo se puede utilizar para estabilizar la temperatura de otros dispositivos de calefacción. Los radioaficionados que utilizan soldadores eléctricos fabricados en fábrica suelen utilizar un regulador de potencia manual, en lugar de un estabilizador de calor, para regular la temperatura de su punta. Esto es comprensible, porque un estabilizador térmico requiere instalar un sensor de temperatura en el soldador, lo que implica cambiar su diseño. Los estabilizadores térmicos se suelen utilizar junto con soldadores eléctricos de bajo voltaje, que a menudo se fabrican de forma independiente. Si no existe la posibilidad o el deseo de fabricar un soldador con sensor de temperatura, puede utilizar un método sencillo que no requiere ninguna modificación en el soldador terminado. La idea es que el elemento calefactor del soldador sirva como sensor de temperatura. Se sabe que la resistencia eléctrica de los metales puros es directamente proporcional a la temperatura absoluta, por lo que midiendo la resistencia se puede juzgar la temperatura. Aunque la resistencia de los conductores utilizados para los elementos calefactores depende menos de la temperatura, este enfoque también es aplicable en este caso. En este caso conviene medir la temperatura del elemento calefactor por la corriente que consume. Las ventajas del método de estabilización de temperatura propuesto incluyen la facilidad de implementación, un calentamiento más rápido del soldador (en comparación con un regulador de potencia) y una estabilidad de la temperatura de la punta suficiente para la práctica de radioaficionados. La desventaja es la necesidad de un ajuste individual a la potencia de un soldador en particular. En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático de un estabilizador térmico que implementa la idea anterior. XNUMX.
La temperatura del calentador se regula cambiando el número de semiciclos de la tensión de red que se le suministra. El nodo de salida del dispositivo, que garantiza que el SCR se enciende cuando el voltaje de la red cruza cero, fue construido de acuerdo con las recomendaciones del artículo de A. Leontyev y S. Lukash "Nodo de salida del regulador de potencia" en "Radio ”, 1993, núm. 4, pág. 40,41. La temperatura de estabilización la establece la resistencia R4. Se puede configurar entre aproximadamente el 20...100 % del máximo. El dispositivo está diseñado para funcionar junto con un soldador con una potencia de 30 W y una tensión de alimentación de 220 V. A continuación se describe el uso de un estabilizador térmico con una carga de diferente potencia. Comencemos a observar el funcionamiento del estabilizador térmico desde el momento en que se abre el tiristor VS1. Los diagramas de tiempos que reflejan el funcionamiento del dispositivo se muestran en la Fig. 2.
La tensión de red rectificada por los diodos VD1 -VD4 crea una corriente pulsante a través del elemento calefactor Rн del soldador y las resistencias R1 y R2. El valor de esta corriente está determinado principalmente por la resistencia Rн, ya que es significativamente mayor que R1+R2. En este caso, el voltaje en la entrada no inversora del amplificador operacional DA1 tiene una amplitud de aproximadamente 3 V. El comparador, realizado en el amplificador operacional DA1, compara este voltaje con el voltaje eliminado de la resistencia variable R4. En la salida, el comparador genera pulsos rectangulares, cuya duración depende de cuánto excede el voltaje en las resistencias R1 y R2 el voltaje eliminado del motor de la resistencia R4. A medida que el soldador se calienta, la corriente a través de su calentador disminuye, por lo tanto, la caída de voltaje a través de las resistencias R1 y R2 disminuye y los pulsos en la salida del comparador se acortan. El comparador DA1 controla el funcionamiento del transistor VT1. El diodo Zener VD6 es necesario para cerrar el transistor mientras el nivel en la salida del comparador es bajo. Cuando se apaga el transistor VT1, el condensador C3 se carga a través de las resistencias R11 y R12. Un voltaje de alto nivel en la salida del comparador abre el transistor VT1 y el condensador C3 se descarga a través de la resistencia R12. Por tanto, el voltaje en este condensador depende del ciclo de trabajo de los pulsos en la salida del comparador. Mientras el voltaje en el capacitor sea menor que el umbral de conmutación del elemento DD1.3, se permite el funcionamiento del nodo de salida. En momentos en que la tensión de red es cercana a cero, el elemento DD1.3 genera pulsos rectangulares. El circuito diferenciador C4R14 y el elemento DD1.4 acortan estos pulsos y el seguidor de emisor en el transistor VT2 los amplifica en corriente. Al comienzo del semiciclo de la tensión de red, abren el tiristor VS1. A medida que aumenta la temperatura del soldador, la amplitud del voltaje a través de las resistencias R1 y R2 disminuye y, en algún momento, la duración de los pulsos en la salida del comparador será insuficiente para descargar el capacitor hasta el umbral de conmutación del elemento lógico DD1.3. .XNUMX. Como resultado, la unidad de salida apagará el soldador. El dispositivo podría permanecer en este estado indefinidamente. Pero para controlar la temperatura, la corriente debe fluir a través del elemento calefactor, por lo que se introduce en el termoestabilizador un generador basado en los elementos DD1.1 y DD1.2. Genera pulsos con una duración de aproximadamente 0,1...0,2 sy una frecuencia de aproximadamente 1 Hz. Los pulsos de la salida del generador a través de la resistencia R10 llegan a la base del transistor VT1 y lo abren, el condensador C3 se descarga y el nodo de salida suministra voltaje al soldador. Si durante la pausa el soldador logró enfriarse al menos un poco, luego de que caiga el pulso del generador, el soldador no se apagará hasta que la temperatura de la punta suba a la establecida. El dispositivo utiliza resistencias constantes MLT, resistencias de sintonización R2 - SP5-14, resistencias variables R4 - SP2-2-0,5. Los condensadores C1, C3, C4 son de la serie KM, óxido C2 - K50-35. El chip K561LE5 es reemplazable por el K1561LE5. También puede utilizar K564LE5, pero será necesario corregir la placa de circuito impreso. El comparador se puede montar en los amplificadores operacionales K544UD1, K544UD2 con cualquier índice de letras. En lugar de KS133A, servirá cualquier diodo zener con un voltaje de estabilización de 3,3...5,6 V. Transistores: cualquiera de las series KT315, KT342, KT3102. El estabilizador térmico se ensambla sobre una placa de circuito impreso hecha de un laminado de fibra de vidrio recubierto con una lámina de 1 mm de espesor. El dibujo del tablero se muestra en la Fig. 3.
El tablero se instala en una caja duradera hecha de material aislante. El mango de la resistencia variable R4 y el zócalo X1 se muestran en el panel frontal. El mango de plástico de la resistencia R4 debe ser resistente mecánica y eléctricamente. Debe recordarse que todas las partes del dispositivo están bajo tensión de red. Para la configuración, es conveniente utilizar un indicador LED, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 4. El indicador está conectado en serie con el soldador.
El control deslizante de la resistencia R2 se coloca en la posición extrema izquierda según el diagrama, y el control deslizante de la resistencia R4 se coloca en la parte inferior, lo que corresponde al ajuste de la temperatura máxima del calentador. Encienda el estabilizador térmico y el LED indicador debería brillar con confianza. Si no hay brillo, es necesario seleccionar una resistencia R5 de menor resistencia. Después de un tiempo, cuando el soldador alcance su temperatura máxima, mueva el control deslizante de la resistencia R2 hacia la derecha según el diagrama hasta que el LED comience a parpadear. Si esto no se puede lograr, debe aumentar la resistencia de la resistencia R5 y repetir el procedimiento descrito. Después de configurar la temperatura máxima, deje que el soldador se enfríe y verifique el límite inferior de regulación con la resistencia R4. Para facilitar su uso, la escala del regulador se puede calibrar. La resistencia de las resistencias R1 y R2 debe ser tal que el voltaje en la entrada no inversora OY DA1 esté dentro de 2,5...3,5 V. La resistencia de las resistencias R4 y R5 se elige de modo que el voltaje en el motor de la resistencia R4 pueda Se puede cambiar del valor correspondiente a la caída de voltaje a través de las resistencias R1 y R2 cuando el soldador está frío a la caída de voltaje a través de estas resistencias cuando el soldador está caliente. El dispositivo se puede utilizar no sólo para estabilizar la temperatura de la punta del soldador, sino también en otros casos en los que se utilizan calentadores eléctricos. Sólo es importante asegurar un buen contacto térmico entre el calentador y el medio calentado. Autor: M.Kozlov, Naberzhny Chelny, Tatarstán
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