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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Erhöhter Lötkolben-Leistungsregler. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien Das den Lesern zur Kenntnis gebrachte Gerät dient zur Regelung der Leistung von Lötkolben und anderen Heizgeräten mit einer Leistung von bis zu 100 W. Es kann auch zur Stromversorgung von Beleuchtungskörpern mit Glühlampen gleicher Leistung bei reduzierter Netzspannung verwendet werden. Eine Besonderheit des Geräts ist seine Fähigkeit, die an die Last übertragene Leistung nicht nur in Richtung einer Verringerung, sondern auch in Richtung einer Erhöhung gegenüber dem Nennwert zu regulieren. Das Regelintervall ist sehr breit – von 1 bis 180 % der Nennleistung der angeschlossenen Last. Bekanntlich ist der Amplitudenwert der sinusförmigen Netzspannung 1,41-mal größer als der effektive. Aus diesem Grund können Sie durch den Anschluss eines Gleichrichters mit Glättungsfilter an das Netzwerk eine konstante Spannung von etwa 310 V erhalten. Es ist einfach, daraus Rechteckimpulse einer solchen Amplitude zu bilden, und durch Ändern ihres Arbeitszyklus ist dies möglich Stellen Sie den Effektivwert der Impulsspannung von Null auf 1,41 Effektivwerte der ursprünglichen Sinusspannung ein. Die Wärmeleistung eines Lötkolbens oder eines anderen Heizgeräts, das mit einer solchen Spannung betrieben wird, variiert zwischen Null und dem Doppelten der Nennleistung. Eine Beschreibung eines Geräts, das nach dem oben beschriebenen Prinzip arbeitet, wurde zuvor in dem Artikel von S. Lusta „Step-up-Spannungsregler“ (Radio, 2006, Nr. 5, S. 39) veröffentlicht. Der darin vorgeschlagene Regler ist einfach und kompakt, weist jedoch einige Nachteile auf. Die eingestellte Leistungsstufe wird nicht angezeigt; sie wird durch Drehen des variablen Widerstandsknopfs reguliert. Darüber hinaus müssen beim Anschluss des Geräts an das Netzwerk bestimmte Regeln beachtet werden, da es sonst zu Schäden kommen kann. Ich mache die Leser auf einen Regler aufmerksam, der auf einem Mikrocontroller montiert ist. Es verfügt über eine Druckknopfsteuerung und eine digitale Anzeige der installierten Leistung. Drei durch Drücken der entsprechenden Tasten wählbare Betriebsmodi ermöglichen ein schnelles Aufheizen des Lötkolbens auch bei niedriger Spannung und die Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur. Die eingestellte Leistung für jede Betriebsart kann auch durch Drücken der Tasten geändert werden. Der eingestellte Wert wird automatisch im nichtflüchtigen Speicher des Mikrocontrollers gespeichert. Mit dem Regler können Lötkolben mit einer Leistung bis 100 W sowie Beleuchtungsgeräte mit Glühlampen angeschlossen werden. Die Leistungsreglerschaltung ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der Mikrocontroller PIC16F628 (DD1), der über ein PWM-Modul verfügt, das am RB3-Ausgang Rechteckimpulse mit programmierbarem Tastverhältnis erzeugt. Die Wiederholungsrate dieser Impulse beträgt etwa 360 Hz, wenn der Mikrocontroller mit dem eingebauten RC-Oszillator betrieben wird. Ihr Tastverhältnis (der Kehrwert des Tastverhältnisses) ist proportional zum eingestellten Ausgangsleistungswert.
Die Impulse gelangen zur Sendediode des Optokopplers U1, die für die galvanische Trennung der Leistungs- und Niederspannungsteile des Gerätes notwendig ist. Vom Kollektor des Fototransistors des Optokopplers werden Steuerimpulse dem Gate des Feldeffekttransistors VT3 zugeführt, der die Last schaltet. Die zwischen Gate und Source des Transistors geschaltete Zenerdiode VD6 begrenzt die Amplitude der Steuerimpulse auf einen sicheren Wert. Der Impulsformer wird von einem Netzspannungsgleichrichter auf einer Diodenbrücke VD5 mit einem Glättungskondensator C4 gespeist. Um den Ladestrom dieses Kondensators zu begrenzen, sobald das Gerät an das Netzwerk angeschlossen wird, wird ein Thermistor RK1 verwendet. Der Filter L1C1C2 verhindert, dass Störungen vom Gerät in das Stromversorgungsnetz gelangen. Eine vierstellige LED-Anzeige HG4 mit sieben Elementen, die nur drei Ziffern verwendet, ist über den DD7-Codekonverter mit den Ausgängen RB2-RB1 des Mikrocontrollers verbunden. Die gemeinsamen Anoden der Entladungselemente sind mit den Emittern der Transistoren VT1, VT2, VT4 verbunden. An die Ausgänge RA3, RA6, RA7 des Mikrocontrollers sind LEDs angeschlossen, die den gewählten Betriebsmodus anzeigen. Steuertasten werden an die RBO-RB2-Eingänge angeschlossen. Der digitale Teil des Geräts wird von einem Spannungsstabilisator auf dem DA1-Chip gespeist. Seine Ausgangsspannung beträgt 5 V bei einem Laststrom von bis zu 0,4 A. Das Gerät verwendet MLT-Widerstände und importierte Oxidkondensatoren. KT503D-Transistoren können durch Geräte derselben Serie mit einem beliebigen Buchstabenindex, Transistor 2SK2761 – durch IRF830 oder KP707V2 ersetzt werden. Optokoppler PC817 – auf PC 120. Anstelle der LED FYL-3014UGC können Sie jede grüne LED und anstelle der LED FYL-3014src jede rote Leuchtfarbe verwenden. Knöpfe – alle kleinen. Der CA56-21SRWA-Indikator kann durch einen BQ-M51DRD ersetzt werden oder drei einstellige Sieben-Element-Indikatoren mit einer gemeinsamen Anode verwenden, zum Beispiel ALS324B oder ALS3ZZB2. Die Kathoden der gleichen Elemente solcher Indikatoren werden zusammengefasst und über die Widerstände R9-R15 mit den entsprechenden Ausgängen des Codewandlers verbunden. Als C1, C2 müssen importierte Kondensatoren verwendet werden, die für den Betrieb in Wechselstromkreisen ausgelegt sind. Als letzten Ausweg können Sie die Kondensatoren K73-17 für eine konstante Spannung von 630 V verwenden. Induktivität L1 und Thermistor RK1 stammen aus dem IBM PC-Netzteil. Alle Teile des Gerätes, mit Ausnahme des Netzteils (bestehend aus Transformator T1, Dioden VD1-VD4, Mikroschaltung DA1, Kondensatoren C3, C5, C6), sind auf einer Leiterplatte montiert, deren Zeichnung in dargestellt ist Feige. 2.
Der HG1-Indikator wird am Rand der Platine senkrecht zu ihrer Oberfläche installiert, seine Leitungen werden mit dünnen Montagedrahtstücken mit den entsprechenden Kontaktpads verbunden. Das Netzteil ist auf einer separaten Leiterplatte montiert, eine Zeichnung davon liegt nicht bei. Es kann jeder kleine Abwärtstransformator mit einer Spannung an der Sekundärwicklung von 7...10 V bei einem Laststrom von 0,4 A verwendet werden. Einige einheitliche Transformatoren der TPP-Serie sind geeignet, beispielsweise TPP220-127/220 -50. Um die erforderliche Spannung zu erhalten, müssen bei diesem Transformator alle Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet werden, mit Ausnahme einer mit einer Spannung von 2,5 V. Außerdem sollten die Klemmen 3 und 7 der Primärwicklungen verbunden werden, und a An den Klemmen 220 und 2 sollte eine Spannung von 9 V anliegen. Der DA1-Stabilisator sollte mit einem Kühlkörper mit einer Fläche von 5...7 cm ausgestattet sein2 aus Aluminiumblech. Zur Stromversorgung des Reglers können Sie auch einen vorgefertigten Transformator oder ein Schaltnetzteil verwenden, das eine stabilisierte Spannung von 5 V bei einem Laststrom von mindestens 0,4 A liefert. Zum Beispiel ein Schaltnetzteil von einem defekten DVD-Player. Das Aussehen des Reglers ist in Abb. dargestellt. 3. Es wird in das CD-ROM-Laufwerkgehäuse eines Personalcomputers eingebaut. Auf der Vorderseite befinden sich die HG1-Anzeige, Bedientasten und LEDs. Auf der oberen Abdeckung befinden sich Halterungen für einen Lötkolben, an der Rückwand ist eine XS1-Buchse zum Anschluss angebracht.
Nach der Montage müssen Sie die Versorgungsspannung an den Regler anlegen und sicherstellen, dass sein digitaler Teil ordnungsgemäß funktioniert. Anschließend sollten Sie mit einem Oszilloskop die Amplitude und Form der Impulse am Gate des Transistors VT3 überprüfen. Ihre Amplitude sollte mindestens 10 V betragen und ihre Form sollte annähernd rechteckig sein. Ist dies nicht der Fall, müssen Sie den Widerstand R8 auswählen. Ich mache die Leser darauf aufmerksam, dass bei der Durchführung der oben beschriebenen Vorgänge der gemeinsame Draht des Oszilloskops mit der Source des Transistors VT3 verbunden werden muss, der eine galvanische Verbindung mit dem Versorgungsnetz hat. Achten Sie beim Arbeiten mit einem auf diese Weise angeschlossenen Oszilloskop darauf, keinen Stromschlag zu erleiden. Beim Betrieb des Geräts ist zu beachten, dass es nicht zur Stromversorgung elektrischer Geräte mit induktiven Elementen (Transformatoren, Drosseln, Elektromotoren) sowie elektronischer Komponenten verwendet werden darf. Wenn Sie eine Last mit einer Leistung versorgen, die über der Nennleistung liegt, denken Sie daran, dass dies zu einer starken Verkürzung der Lebensdauer führt und schwerwiegendere Probleme möglich ist. Halten Sie sich strikt an die Brandschutzvorschriften und lassen Sie eingeschaltete Heizgeräte nicht unbeaufsichtigt. Das Mikrocontroller-Programm kann von ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/01/power.zip heruntergeladen werden. Autor: A. Abramowitsch
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