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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Hitzestabilisator für Lötkolben. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Amateurfunk-Technologien Der Autor dieses Artikels schlägt eine sehr interessante Idee vor – seine Heizwicklung als Temperatursensor für ein System zur Temperaturstabilisierung einer elektrischen Lötkolbenspitze zu verwenden. Die Umsetzung der Idee ermöglicht es, den Lötkolben thermisch zu stabilisieren, ohne ihn zu verändern. Das Gerät kann zur Temperaturstabilisierung anderer Heizgeräte eingesetzt werden. Diejenigen Funkamateure, die werkseitig hergestellte elektrische Lötkolben verwenden, verwenden normalerweise einen manuellen Leistungsregler anstelle eines Wärmestabilisators, um die Temperatur ihrer Spitze zu regulieren. Dies ist verständlich, da ein thermischer Stabilisator die Installation eines Temperatursensors am Lötkolben erfordert, was eine Änderung seines Designs mit sich bringt. Wärmestabilisatoren werden normalerweise in Verbindung mit elektrischen Niederspannungslötkolben verwendet, die oft unabhängig voneinander hergestellt werden. Wenn keine Möglichkeit oder kein Wunsch besteht, einen Lötkolben mit Temperatursensor herzustellen, können Sie eine einfache Methode verwenden, die keine Änderungen am fertigen Lötkolben erfordert. Die Idee dahinter ist, dass das Heizelement des Lötkolbens als Temperatursensor dient. Es ist bekannt, dass der elektrische Widerstand reiner Metalle direkt proportional zur absoluten Temperatur ist. Daher kann man durch Messung des Widerstands die Temperatur beurteilen. Obwohl der Widerstand der für Heizelemente verwendeten Leiter weniger von der Temperatur abhängt, ist dieser Ansatz auch hier anwendbar. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Temperatur des Heizelements anhand des von ihm verbrauchten Stroms zu messen. Zu den Vorteilen der vorgeschlagenen Temperaturstabilisierungsmethode gehören eine einfache Implementierung, eine schnellere Erwärmung des Lötkolbens (im Vergleich zu einem Leistungsregler) und eine für die Amateurfunkpraxis ausreichende Temperaturstabilität der Spitze. Der Nachteil ist die Notwendigkeit einer individuellen Anpassung an die Leistung eines bestimmten Lötkolbens. Ein schematisches Diagramm eines thermischen Stabilisators, der die obige Idee umsetzt, ist in Abb. dargestellt. 1.
Die Temperatur des Heizgeräts wird durch Änderung der Anzahl der Halbzyklen der ihm zugeführten Netzspannung reguliert. Der Ausgangsknoten des Geräts, der sicherstellt, dass der SCR eingeschaltet wird, wenn die Netzspannung den Nullpunkt überschreitet, wurde gemäß den Empfehlungen des Artikels von A. Leontyev und S. Lukash „Ausgangsknoten des Leistungsreglers“ in „Radio“ gebaut “, 1993, Nr. 4, S. 40,41. Die Stabilisierungstemperatur wird durch den Widerstand R4 eingestellt. Er kann im Bereich von ca. 20...100 % des Maximums eingestellt werden. Das Gerät ist für den Betrieb mit einem Lötkolben mit einer Leistung von 30 W und einer Versorgungsspannung von 220 V ausgelegt. Im Folgenden wird die Verwendung eines Thermostabilisators mit einer Last anderer Leistung beschrieben. Beginnen wir mit der Betrachtung der Funktionsweise des Thermostabilisators ab dem Moment, in dem der Thyristor VS1 geöffnet ist. Zeitdiagramme, die den Betrieb des Geräts widerspiegeln, sind in Abb. dargestellt. 2.
Die durch die Dioden VD1 -VD4 gleichgerichtete Netzspannung erzeugt einen pulsierenden Strom durch das Heizelement Rн des Lötkolbens und die Widerstände R1 und R2. Der Wert dieses Stroms wird hauptsächlich durch den Widerstand Rn bestimmt, da dieser deutlich größer als R1+R2 ist. In diesem Fall hat die Spannung am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers DA1 eine Amplitude von etwa 3 V. Der auf dem Operationsverstärker DA1 aufgebaute Komparator vergleicht diese Spannung mit der vom variablen Widerstand R4 abgenommenen Spannung. Am Ausgang erzeugt der Komparator Rechteckimpulse, deren Dauer davon abhängt, um wie viel die Spannung an den Widerständen R1 und R2 die vom Motor des Widerstands R4 entfernte Spannung übersteigt. Wenn sich der Lötkolben erwärmt, nimmt der Strom durch seine Heizung ab, daher nimmt der Spannungsabfall an den Widerständen R1 und R2 ab und die Impulse am Komparatorausgang werden kürzer. Der Komparator DA1 steuert den Betrieb des Transistors VT1. Die Zenerdiode VD6 ist erforderlich, um den Transistor zu schließen, während der Pegel am Komparatorausgang niedrig ist. Wenn der Transistor VT1 ausgeschaltet ist, wird der Kondensator C3 über die Widerstände R11 und R12 aufgeladen. Eine hohe Spannung am Ausgang des Komparators öffnet den Transistor VT1 und der Kondensator C3 wird über den Widerstand R12 entladen. Somit hängt die Spannung an diesem Kondensator vom Tastverhältnis der Impulse am Ausgang des Komparators ab. Solange die Spannung am Kondensator unter der Schaltschwelle des Elements DD1.3 liegt, ist der Betrieb des Ausgangsknotens zulässig. In Momenten, in denen die Netzspannung nahe Null liegt, erzeugt das Element DD1.3 Rechteckimpulse. Die Differenzierschaltung C4R14 und das Element DD1.4 verkürzen diese Impulse und der Emitterfolger am Transistor VT2 verstärkt sie im Strom. Zu Beginn der Halbwelle der Netzspannung öffnen sie den Thyristor VS1. Wenn die Temperatur des Lötkolbens steigt, nimmt die Spannungsamplitude an den Widerständen R1 und R2 ab und irgendwann reicht die Dauer der Impulse am Ausgang des Komparators nicht mehr aus, um den Kondensator bis zur Schaltschwelle des Logikelements DD1.3 zu entladen .XNUMX. Infolgedessen schaltet der Ausgangsknoten den Lötkolben aus. Das Gerät könnte auf unbestimmte Zeit in diesem Zustand bleiben. Um die Temperatur zu regeln, muss jedoch Strom durch das Heizelement fließen, daher wird in den Thermostabilisator ein Generator auf Basis der Elemente DD1.1 und DD1.2 eingeführt. Es erzeugt Impulse mit einer Dauer von ca. 0,1...0,2 s und einer Frequenz von ca. 1 Hz. Impulse vom Ausgang des Generators über den Widerstand R10 gelangen an die Basis des Transistors VT1 und öffnen ihn, der Kondensator C3 entlädt sich und der Ausgangsknoten liefert Spannung an den Lötkolben. Wenn es dem Lötkolben während der Pause gelungen ist, zumindest etwas abzukühlen, schaltet sich der Lötkolben nach dem Abfall des Generatorimpulses erst dann aus, wenn die Temperatur der Spitze auf den eingestellten Wert ansteigt. Das Gerät verwendet konstante Widerstände MLT, Abstimmwiderstände R2 - SP5-14 und variable Widerstände R4 - SP2-2-0,5. Die Kondensatoren C1, C3, C4 stammen aus der KM-Serie, Oxid C2 - K50-35. Der K561LE5-Chip ist durch den K1561LE5 austauschbar. Sie können auch K564LE5 verwenden, allerdings muss die Leiterplatte korrigiert werden. Der Komparator kann mit jedem beliebigen Buchstabenindex auf die Operationsverstärker K544UD1 und K544UD2 montiert werden. Anstelle von KS133A reicht jede Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 3,3...5,6 V. Transistoren – alle der Serien KT315, KT342, KT3102. Der Thermostabilisator ist auf einer Leiterplatte aus 1 mm dickem Folien-Glasfaserlaminat montiert. Die Platinenzeichnung ist in Abb. dargestellt. 3.
Die Platine ist in einer robusten Box aus Isoliermaterial eingebaut. Der Griff des variablen Widerstands R4 und die Buchse X1 werden auf der Frontplatte angezeigt. Der Kunststoffgriff des Widerstands R4 muss mechanisch und elektrisch stark sein. Es ist zu beachten, dass alle Teile des Gerätes unter Netzspannung stehen. Für die Einrichtung ist es praktisch, eine LED-Anzeige zu verwenden, deren Diagramm in Abb. dargestellt ist. 4. Der Anzeiger ist in Reihe mit dem Lötkolben geschaltet.
Der Schieberegler des Widerstands R2 ist gemäß dem Diagramm ganz links und der Schieberegler des Widerstands R4 ganz unten eingestellt, was der Einstellung der maximalen Temperatur der Heizung entspricht. Schalten Sie den Thermostabilisator ein und die Anzeige-LED sollte zuversichtlich leuchten. Wenn kein Glühen vorhanden ist, muss ein Widerstand R5 mit niedrigerem Widerstandswert gewählt werden. Nach einiger Zeit, wenn der Lötkolben seine maximale Temperatur erreicht, bewegen Sie den Schieberegler des Widerstands R2 entsprechend der Abbildung nach rechts, bis die LED zu blinken beginnt. Sollte dies nicht möglich sein, sollten Sie den Widerstand R5 erhöhen und den beschriebenen Vorgang wiederholen. Nachdem Sie die maximale Temperatur eingestellt haben, lassen Sie den Lötkolben abkühlen und überprüfen Sie die untere Regelgrenze mit dem Widerstand R4. Zur einfacheren Bedienung kann die Reglerskala kalibriert werden. Der Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 muss so bemessen sein, dass die Spannung am nichtinvertierenden Eingang OY DA1 innerhalb von 2,5...3,5 V liegt. Der Widerstandswert der Widerstände R4 und R5 ist so gewählt, dass die Spannung am Motor vom Widerstand R4 beeinflusst werden kann von dem Wert, der dem Spannungsabfall an den Widerständen R1 und R2 bei kaltem Lötkolben entspricht, auf den Spannungsabfall an diesen Widerständen bei warmem Lötkolben geändert werden. Das Gerät kann nicht nur zur Temperaturstabilisierung der Lötkolbenspitze, sondern auch in anderen Fällen beim Einsatz von Elektroheizungen eingesetzt werden. Wichtig ist lediglich, dass ein guter thermischer Kontakt zwischen der Heizung und dem erhitzten Medium gewährleistet ist. Autor: M.Kozlov, Naberzhny Chelny, Tatarstan
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