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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Temperaturstabilisatorspitze eines Haushaltslötkolbens. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien Dieses einfach zu wiederholende Gerät gewährleistet die Stabilität der durch den Regler (variablen Widerstand) eingestellten Temperatur des Lötkolbens bei Änderungen der Netzspannung. Als Temperatursensor dient eine Miniaturglühlampe. Das Gerät, auf das Sie aufmerksam gemacht wurden, ist das Ergebnis des Wunsches des Autors, mit einem elektrischen Haushaltslötkolben, der für den Betrieb mit einer Netzspannung von 220 V mit seinen Schwankungen ausgelegt ist, hochwertige Lötverbindungen zu erzielen. Am Lötkolbenstab ist ein Temperatursensor befestigt, anhand dessen das Gerät die Heiztemperatur des Stabes auf einem bestimmten Niveau hält.
Die Stabilisatorschaltung ist in Abb. dargestellt. 1. Der Stabilisator besteht aus zwei Knoten: Mess- und Regelknoten, die durch einen Netztransformator T1 und einen Optokoppler U1 galvanisch getrennt sind. Die Messeinheit ist auf dem Operationsverstärker DA2 montiert, dient als Komparator und wird von der sekundären Abwärtswicklung des Netztransformators gespeist. Die daraus resultierende Wechselspannung wird von der VD1-Diodenbrücke gleichgerichtet, vom Kondensator C3 geglättet und dann von der DA12-Mikroschaltung – einem parallelen Spannungsregler – auf +1 V stabilisiert. Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA2 wird durch einen Teiler aus den Widerständen R7, R8 und einer Glühlampe EL1 bestimmt, deren Strom durch die Widerstände R3, R7 etwa 8 mA beträgt. Wie Sie wissen, ändert sich bei einer Temperaturänderung der Widerstand des Filaments. Diese Eigenschaft ermöglichte es, die Lampe als Temperatursensor (im Folgenden Sensor genannt) zu verwenden und sie am Lötkolbenstab zu befestigen. Die Heiztemperatur des Lötkolbenstabs wird durch einen variablen Widerstand R6 reguliert, der im Stromkreis eines weiteren Widerstandsteilers R3R4R5 enthalten ist. Beide Teiler bilden eine Messbrücke. Die Temperaturkontrollgrenzen werden durch den Widerstand r4 eingestellt. Wenn sich die Temperatur des Sensors ändert, ist die Brücke unsymmetrisch und die Spannung ändert sich am Ausgang des Operationsverstärkers DA2. Der Ausgang des Operationsverstärkers (Pin 6) steuert die HL1-LED und den Optokoppler U1 der Steuereinheit, montiert auf einem leistungsstarken Feldeffekttransistor VT1. Der Optokoppler steuert die Gate-Source-Spannung des Feldeffekttransistors VT1. Wenn die Temperatur des Sensors steigt, erhöht sich sein Widerstand und am Ausgang des Operationsverstärkers erscheint eine niedrige Spannung. Die HL1-LED erlischt und signalisiert einen Temperaturanstieg über den durch den variablen Widerstand R6 festgelegten Schwellenwert Die Sendediode des Optokopplers U1 schaltet sich ein und öffnet seinen Fototransistor. Ein offener Fototransistor schließt die Anschlüsse von Gate und Source des Feldeffekttransistors VT1, sein Kanal schließt und über die im Transistor eingebaute Diode wird der Lötkolbenheizung nur die halbe Periode der Netzspannung zugeführt. Der Lötkolben und der Sensor beginnen abzukühlen. Nach einer Weile führt ein Absinken der Temperatur des Sensors zum Auftreten einer hohen Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers, die HL1-LED leuchtet auf und signalisiert nun, dass die Temperatur unter dem angegebenen Schwellenwert liegt, und die Emission erfolgt Diode des Optokopplers erlischt. Der Transistor VT1 öffnet mit einer Spannung von 12 V am Gate und die volle Netzspannung liegt an der Heizung an. Die Lötkolbenspitze beginnt sich zu erhitzen. Dann wird der Vorgang wiederholt. Die Spannung an der Zenerdiode VD2 zum Öffnen des Feldeffekttransistors VT1 wird vom Netzwerk über die Gleichrichterdiode VD3 und den Löschwiderstand R12 geliefert. Kondensator C5 - Glättung.
Die Leiterplattenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 2. Es besteht aus einseitiger Glasfaserfolie und ist anstelle der daraus entfernten Gleichrichterplatine mit einem Glättungskondensator und einem Schiebeschalter in einem Gehäuse eines Netzteils mit geringer Leistung untergebracht. Als Transformator T1 wird der Netztransformator des Netzteils verwendet. Alle Widerstände werden senkrecht zur Platine installiert. Unter der nach außen ragenden Achse des variablen Widerstands R6 ist ein Loch in das Gehäuse gebohrt. Die elektrische Verbindung der Platine mit der Heizung und dem Sensor erfolgt über den Stecker ONTS-VG-11-6/16 (die Nummern seiner Kontakte sind in Abb. 2 dargestellt). Für den Stecker ist im Gehäuse ein entsprechendes Loch angebracht. Der Stecker selbst ist in der Abbildung nicht dargestellt. Der Transistor VT1 ist außerhalb der Platine auf einem Kühlkörper befestigt – einer Kupferplatte mit den Maßen 90 x 12 x 1 mm, gebogen mit dem Buchstaben „P“ um den Transformator. Bei einer Lötkolbenleistung von maximal 25 W ist kein Kühlkörper erforderlich. Der Varistor RU1 ist direkt an den Anschlüssen des Transistors VT1 montiert. Als Sensor wurde eine kleine Glühlampe der DL1250-Serie (Spannung - 12 V, Strom - 50 mA) mit den Abmessungen 3,2x6 mm und einer Leitungslänge von 25 mm verwendet. Im kalten Zustand beträgt der Widerstand des Fadens etwa 30 Ohm. Bei einer Temperatur von 200 ... 230 °C - ca. 50 Ohm. Hitzebeständige stromführende Drähte mit einem Durchmesser von 0,2 ... 0,25 mm und einer Länge von 250 mm, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bestehen aus Konstantandraht und werden entlang des Lötkolbenkörpers verlegt. Die Verbindung der Drähte mit der Lampe erfolgt durch Schweißen, da sonst die Temperatur des Stabes mit der Zeit „schwebt“. Draht für Drähte kann aus leistungsstarken niederohmigen Widerständen PEV, C5-35 gewickelt werden. Nichrom-Draht funktioniert auch, hat aber den doppelten spezifischen Widerstand und ist schwieriger sicher anzuschließen. Die geschweißten Leitungen werden mit Fluorkunststoffrohrstücken vom MGTF-Draht isoliert und für Klempnerarbeiten mit einem Fluorkunststoffband FUM-O (PTFE) umwickelt. Dann befestigen sie, indem sie mit dem gleichen Klebeband umwickeln, eine Sensorlampe, die an den Heizstab gedrückt wird, und an zwei oder drei Stellen entlang des Körpers - stromführende Drähte. Es empfiehlt sich, am Kupferstab des Lötkolbens für die Lampe eine kleine Kerbe anzubringen. Besonderes Augenmerk sollte auf die Zuverlässigkeit der elektrischen Isolierung der stromführenden Drähte und Schweißpunkte vom Körper gelegt werden. Operationsverstärker LM301A – allgemeine Anwendung, wir werden ihn beispielsweise durch KR140UD7, K153UD2, LM741 ersetzen. Der Parallelstabilisator TL431 kann durch eine Zenerdiode KS212Zh, KS212V oder ein importiertes Gegenstück ersetzt werden. Der Transistor VT1 für eine Betriebsspannung von mindestens 500 V wird durch MTP6N60, BUZ90 oder die Haushaltsserien KP707, KP726 ersetzt. Der Varistor RU1 darf nicht eingebaut werden. Die W08M-Diodenbrücke kann durch eine aus separaten Low-Power-Dioden zusammengesetzte Brücke ersetzt werden, zum Beispiel 1N4148, KD521A. Oxidkondensatoren - importiert, C2, C4 - Keramik KM. Widerstand R6 - SP4-1. Festwiderstände – beliebiger Ausgang. Der DL1250 kann durch einen DL1265 mit einem Nennstrom von 65 mA bei 12 V ersetzt werden (siehe unten).
Das Aussehen des zusammengebauten Stabilisators ist in Abb. 3. Die Einstellung des Stabilisators erfolgt in der folgenden Reihenfolge. Der Motor des variablen Widerstands R6 wird gemäß Diagramm auf die untere Position eingestellt und anstelle des Widerstands R8 wird vorübergehend ein variabler (oder abstimmbarer) Widerstand mit einem Widerstand von 3 kOhm mit einem Rheostat verbunden. Wenn der Stabilisator mit dem Netzwerk verbunden ist, sollte die HL1-LED nicht aufleuchten. Außerdem wird der Widerstandswert des vorübergehend angeschlossenen variablen Widerstands verringert, bis die LED aufleuchtet. Der Widerstand des in den Stromkreis eingeführten Teils des Widerstands wird gemessen und stattdessen ein konstanter Widerstand mit geringem Widerstand eingelötet. Anschließend ggf. mit Widerstand R4 den gewünschten Heiztemperaturbereich auswählen. Neben dem Glühfaden der Lampe wird insbesondere beim Austausch auch der Widerstand des Temperatursensors durch die Anschlussdrähte beeinflusst, sodass die Widerstände der Widerstände R4, R8 geringfügig von den im Diagramm angegebenen Werten abweichen können. Der Stabilisator wurde mit 25W-, 40W- und 90W-Lötkolben getestet. Die Temperaturinstabilität betrug 15...20 оC. Dies hängt hauptsächlich von der Qualität des thermischen Kontakts zwischen der Sensorlampenbirne und dem Lötkolbenstab ab. Der Autor verwendet seit mehr als einem Jahr einen Stabilisator mit einem Lötkolben mit einer Leistung von 25 W. Eine Anpassung der Temperatur ist praktisch nicht erforderlich. Das Vorhandensein eines Sensors in einem Glasbehälter, der auf einem Lötkolbenstab montiert ist, erfordert natürlich eine gewisse Sorgfalt im Betrieb, um mechanische Beschädigungen zu vermeiden. Ein spezieller Ständer ist erforderlich. Autor: A. Zvirbulis
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