Контроллер керамического нагревателя паяльника без датчика температуры

Нагреватель паяльника 60W

Первая редакция статьи опубликована на сайте Радиолоцман. Описаны две схемы контроллеров, их работа и недостатки предложенного решения. Данная публикация дополняет первую в части снижения напряжения питания схемы управления, что влечет существенное уменьшение рассеиваемой мощности гасящим резистором R4.

Контроллер предназначен для регулировки и стабилизации керамического нагревателя мощностью 60 Вт во всем диапазоне температур, с высокой точностью и малым временем реакции. Схема проста, компоненты доступны.

Керамические нагреватели паяльников, с термодатчиком или без него, производятся по одной технологии и имеют бо’льший, по сравнению с нихромом, положительный температурный коэффициент, что позволяет использовать нагреватель одновременно датчиком. В нашем случае, как и в случае со встроенным термодатчиком, под жалом паяльника находится кусок керамики с постоянной температурой, задаваемой пользователем.

Контроллер содержит мостовой выпрямитель (D2), силовой ключ с маломощным оптотриаком (U1), преобразователь ток-напряжение (ПТН) с верхним монитором тока ZXCT1009 (A1) и компаратор (Q1) TL432 с порогом 1,24 В, который управляет ключом. Токоизмерительный резистор R6 состоит из двух параллельно включенных резисторов 10 и 100 ом. Подбор более высокоомного позволяет точно настроить максимальную температуру жала паяльника.

Работу схемы удобно рассмотреть с момента включения паяльника с регулятором в сеть. Ключ заперт, через ПТН и нагреватель (Rh на схеме) протекает ток, зависящий от напряжения питания контроллера и сопротивления нагревателя. Для керамического, с положительным температурным коэффициентом, этот ток будет максимальным.

В схеме через резисторы R2-R3 потечет ток, пропорциональный току через нагреватель, и сформируется уровень напряжения, который заведомо больше порога срабатывания компаратора (1,24 В), т.к. паяльник еще холодный и его сопротивление минимально. Триак откроется как только это будет возможно. Нагреватель получит полпериода сетевого напряжения и немного нагреется, а диод D1 отсечет ток ПТН, отключив тем самым ток управления триаком. С завершением полупериода процесс повторяется до момента равенства амплитуды импульса на R2-R3 пороговому напряжению TL432. На осциллограмме это выглядит как импульс с уменьшающейся амплитудой длительностью чуть менее 100 мкС. При равенстве порогу компаратор не срабатывает и оптотриак остается запертым. Импульс не формируется, на осциллограмме «полка» и продолжается контроль тока. Открывающий ток триак получит, только после того как немного остынет нагреватель, и включится при переходе напряжения сети через ноль. Контроллер работает в диапазоне напряжений 110-230В и принципиально не создает коммутационных помех.

.

.

Номинал R4 на схеме указан для напряжения питания паяльника 220 В. Если планируется работа с пониженным напряжением сети (вплоть до 110В), рекомендуется уменьшить номинал до 16 К. Уменьшить необходимо и в случае использования паяльника при пониженной температуре для гарантированного запуска схемы. Обычно достаточно 20 К, резистор остается чуть теплым в самом наихудшем случае. Вместо MOC3063 надежнее применять BRT21 (Vishay) или IL4116 (Simens) с большим средним током.

SMD компоненты позволяют разместить контроллер в ручке паяльника. Параллельно нагревателю можно включить цепь из резистора 100К и светодиода, который прекрасно информирует о достижении установленной регулятором R2 (150-450 °C) температуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *