Diagramas de controlador de temperatura faça você mesmo para um ferro de solda. Regulador de potência para ferro de soldar - uma variedade de opções e esquemas de fabricação

Tenho certeza de que todo rádio amador encontrou o problema de queda de trilhos no getinax e lata solta. A razão para isso é uma ponta do ferro de solda superaquecida ou insuficientemente aquecida. Como resolver este problema? Sim, é muito simples, ou melhor, um dispositivo muito simples, cuja montagem será possível até para um radioamador iniciante. O diagrama do circuito do regulador já foi publicado em uma revista Rádio:

Sobre o princípio de funcionamento: este esquema permite ajustar a potência do ferro de soldar ou da lâmpada de 50 a 100%. Na posição inferior do potenciômetro, o tiristor VS1 é fechado e a carga é alimentada através de VD2, ou seja, a tensão é reduzida pela metade. Quando o potenciômetro é girado, o circuito de controle começa a abrir o tiristor e ocorre um aumento gradual na tensão.

Você pode tirar print. Existem dois resistores P5 na placa - não se assuste, simplesmente não havia valor necessário. Se desejar, o sinete pode ser miniaturizado, eu o varro por princípio - em circuitos sem transformador e de potência eu sempre crio em grande escala - é mais seguro.

O esquema do ano foi usado com muita frequência e não teve uma única falha.

Atenção! O regulador do ferro de solda possui alimentação sem transformador de 220 V. Siga as normas de segurança e teste o circuito somente através de uma lâmpada!

Um problema típico ao trabalhar com um ferro de soldar é queimar a ponta. Isto é devido ao seu alto calor. Durante a operação, as operações de soldagem requerem potência desigual, portanto é necessário usar ferros de solda com potência diferente. Para proteger o dispositivo contra superaquecimento e taxa de variação de potência, é melhor usar um ferro de solda com temperatura controlada. Isso permitirá alterar os parâmetros operacionais em questão de segundos e prolongar a vida útil do dispositivo.

História de origem

Um ferro de soldar é uma ferramenta projetada para transferir calor para um material em contato com ele. Seu objetivo direto é criar uma conexão integral por meio da fusão da solda.

Antes do início do século 20, existiam dois tipos de ferramentas de solda: gás e cobre. Em 1921, o inventor alemão Ernst Sachs inventou e registrou a patente de um ferro de soldar aquecido por corrente elétrica. Em 1941, Karl Weller patenteou uma ferramenta em forma de transformador que lembra o formato de uma pistola. Passando a corrente pela ponta, ele aqueceu rapidamente.

Vinte anos depois, o mesmo inventor sugeriu a utilização de um termopar num ferro de soldar para controlar a temperatura de aquecimento. O projeto incluiu duas placas de metal pressionadas juntas com diferentes expansões térmicas. A partir de meados da década de 60, com o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores, as ferramentas de soldagem passaram a ser produzidas com trabalho do tipo pulsado e por indução.

Tipos de ferros de solda

A principal diferença entre os dispositivos de solda é a potência máxima, da qual também depende a temperatura de aquecimento. Além disso, os ferros de soldar elétricos são divididos de acordo com o valor da tensão que os alimenta. Eles são produzidos tanto para uma tensão CA de 220 volts quanto para seu valor constante de vários tamanhos. A separação dos ferros de soldar também ocorre de acordo com o tipo e princípio de funcionamento.

De acordo com o princípio de funcionamento existem:

nicromo;
cerâmica;
impulso;
indução;
ar quente;
infravermelho;
gás;
Tipo aberto.

Na aparência, eles são uma vara e um martelo. Os primeiros destinam-se ao aquecimento local e os segundos ao aquecimento de uma determinada área.

Princípio da Operação

A maioria dos dispositivos baseia-se na conversão de energia elétrica em energia térmica. Para isso, um elemento de aquecimento está localizado no interior do aparelho. Mas alguns tipos de dispositivos são simplesmente aquecidos no fogo ou usam um fluxo de gás direcional inflamado.

Os dispositivos de nicromo usam uma espiral de fio através da qual a corrente passa. A espiral está localizada no dielétrico. Quando aquecida, a espiral transfere calor para a ponta de cobre. A temperatura de aquecimento é regulada por um sensor de temperatura que, ao atingir um determinado valor de aquecimento, desconecta a espiral da linha elétrica e, quando esfria, a reconecta a ela. O sensor de temperatura nada mais é do que um termopar.

Os ferros de solda cerâmicos usam hastes como aquecedores. O ajuste neles é geralmente realizado diminuindo a tensão aplicada às hastes cerâmicas.

O equipamento de indução funciona devido ao indutor. A picada é coberta por um ferromagneto. Com o auxílio de uma bobina, um campo magnético é induzido e surgem correntes no condutor, levando ao aquecimento da ponta. Durante a operação, chega um momento em que a picada perde suas propriedades magnéticas, o aquecimento para e, quando esfria, as propriedades retornam e o aquecimento é restaurado.

O funcionamento dos ferros de soldar pulsados é baseado na utilização de um transformador de alta frequência. O enrolamento secundário do transformador possui várias voltas feitas de fio grosso, cujas extremidades são os aquecedores. O conversor de frequência aumenta a frequência do sinal de entrada, que é reduzida pelo transformador. O aquecimento é controlado pelo controle de potência.

Um ferro de soldar a ar quente, ou, como é chamado, uma pistola de ar quente, utiliza ar quente durante o funcionamento, que aquece ao passar por uma espiral de nicrômio. A temperatura nele pode ser regulada reduzindo a tensão aplicada ao fio e alterando o fluxo de ar.

Um dos tipos de ferros de soldar são os dispositivos que utilizam radiação infravermelha. Seu trabalho é baseado no processo de aquecimento por radiação com comprimento de onda de até 10 mícrons. Para a regulação, é utilizada uma unidade de controle complexa que altera tanto o comprimento de onda quanto sua intensidade.

Os queimadores a gás são queimadores convencionais que utilizam bicos de diferentes diâmetros em vez de uma ponta. O controle da temperatura é quase impossível, exceto para alterar a intensidade da saída do gás por meio de um amortecedor.

Compreendendo o princípio de funcionamento do ferro de soldar, você pode não apenas consertá-lo sozinho, mas também modificar seu design, por exemplo, torná-lo ajustável.

Dispositivos para ajuste

O preço dos ferros de soldar com controle de temperatura é várias vezes superior ao preço dos aparelhos comuns. Portanto, em alguns casos, faz sentido comprar um bom ferro de soldar comum e fazer você mesmo o regulador. Por isso, o equipamento de soldagem é controlado por dois métodos de controle:

poder;
temperatura.

O controle de temperatura permite obter leituras mais precisas, mas é mais fácil implementar o controle de potência. Neste caso, o regulador pode ser independente e vários dispositivos podem ser conectados a ele.

Estabilizador universal

Um ferro de soldar com termostato pode ser feito usando um dimmer de fábrica ou projetado por analogia por conta própria. Um dimmer é um regulador que altera a potência fornecida ao ferro de soldar. Em uma rede de 220 volts, flui uma corrente variável com formato senoidal. Se este sinal for cortado, uma senóide já distorcida será fornecida ao ferro de solda, o que significa que o valor da potência também mudará. Para isso, antes da carga, é incluído no gap um dispositivo que passa a corrente apenas no momento em que o sinal atinge um determinado valor.

Os dimmers diferem no princípio de operação. Eles podem ser:

analógico;
impulso;
combinado.

O circuito dimmer é implementado usando vários componentes de rádio: tiristores, triacs, circuitos especializados. O modelo mais simples de dimmer vem com um botão mecânico. O princípio de funcionamento do modelo é baseado na mudança da resistência do circuito. Na verdade, este é o mesmo reostato. Os dimmers nos triacs cortam a borda principal da tensão de entrada. Os controladores usam um complexo circuito eletrônico de redução de tensão em seu trabalho.

É mais fácil fazer um dimmer sozinho usando um tiristor para isso. O circuito não precisa de peças escassas, e é montado por meio de uma instalação articulada simples.

A operação do dispositivo é baseada na capacidade de abrir o tiristor nos momentos em que um sinal é aplicado à sua saída de controle. A corrente de entrada, agindo sobre o capacitor através de uma cadeia de resistores, carrega-o. Neste caso, o dinistor abre e passa por si por um curto período a corrente fornecida ao controle do tiristor. O capacitor é descarregado e o tiristor fecha. No próximo ciclo, tudo se repete. Ao alterar a resistência do circuito, a duração da carga do capacitor é regulada e, portanto, o tempo de estado aberto do tiristor. Assim, é definido o tempo durante o qual o ferro de soldar fica conectado à rede de 220 volts.

Termostato simples

Usando o diodo Zener TL431 como base, você pode montar um termostato simples com suas próprias mãos. Esse circuito consiste em componentes de rádio baratos e praticamente não precisa ser sintonizado.

O diodo zener VD2 TL431 é conectado de acordo com o circuito comparador com uma entrada. O valor da tensão necessária é determinado por um divisor montado nos resistores R1-R3. Como R3, é utilizado um termistor cuja propriedade é reduzir a resistência quando aquecido. Usando R1, é definido o valor da temperatura na qual o dispositivo desliga o ferro de soldar.

Quando um valor de sinal superior a 2,5 volts é atingido no diodo zener, ele rompe e a energia é fornecida através dele ao relé de comutação K1. O relé envia um sinal para a saída de controle do triac e o ferro de solda é ligado. Quando aquecido, a resistência do sensor de temperatura R3 diminui. A tensão no TL431 cai abaixo da tensão comparada e o circuito da fonte de alimentação do triac quebra.

Para uma ferramenta de solda com potência de até 200 W, o triac pode ser usado sem dissipador de calor. RES55A com tensão operacional de 12 volts é adequado como relé.

Aumento de potência

Acontece que é necessário não só reduzir a potência dos equipamentos de solda, mas vice-versa, aumentá-la. O significado da ideia é que você pode usar a tensão que ocorre no capacitor da rede, cujo valor é 310 volts. Isso se deve ao fato da tensão da rede ter um valor de amplitude 1,41 vezes maior que seu valor efetivo. A partir desta tensão, são formados pulsos de amplitude retangular.

Ao alterar o ciclo de trabalho, você pode controlar o valor efetivo do sinal de pulso de zero a 1,41 do valor efetivo da tensão de entrada. Assim, a potência de aquecimento do ferro de solda irá variar de zero a duas vezes a potência nominal.

A parte de entrada é um retificador montado padrão. A unidade de saída é feita em um transistor de efeito de campo VT1 IRF840 e é capaz de comutar um ferro de solda com potência de 65 watts. A operação do transistor é controlada por um microcircuito com modulação por largura de pulso DD1. O capacitor C2 está na cadeia corretiva e define a frequência de geração. O microcircuito é alimentado por componentes de rádio R5, VD4, C3. O diodo VD5 é usado para proteger o transistor.

Estação de Solda

Uma estação de solda é, em princípio, o mesmo ferro de solda ajustável. Sua diferença está na presença de uma indicação conveniente e dispositivos adicionais que ajudam a facilitar o processo de soldagem. Normalmente, um ferro de solda elétrico e um secador de cabelo são conectados a esse equipamento. Se você tem experiência como radioamador, pode tentar montar um circuito de estação de solda com suas próprias mãos. É baseado no microcontrolador (MK) ATMEGA328.

Tal MK é programado em um programador, Adruino ou um dispositivo caseiro é adequado para isso. Um indicador é conectado ao microcontrolador, que é usado como display de cristal líquido LCD1602. O controle da estação é simples, para isso é utilizada uma resistência variável de 10 kOhm. Girar o primeiro ajusta a temperatura do ferro de soldar, o segundo - o secador de cabelo, e o terceiro pode reduzir ou aumentar o fluxo de ar do secador de cabelo.

Um transistor de efeito de campo operando em modo chave, juntamente com um triac, é instalado em um radiador através de uma junta dielétrica. LEDs são utilizados com baixo consumo de corrente, não superior a 20 mA. O ferro de solda e o secador de cabelo conectados à estação devem possuir termopar embutido, cujo sinal é processado pelo MK. A potência recomendada do ferro de soldar é de 40 W e o secador de cabelo não passa de 600 W.

A fonte de alimentação precisará de 24 volts com corrente de pelo menos dois amperes. Para energia, você pode usar um adaptador pronto de um monobloco ou laptop. Além da tensão estabilizada, contém vários tipos de proteção. E você pode fazer isso sozinho tipo analógico. Isso exigirá um transformador com enrolamento secundário classificado para 18-20 volts e uma ponte retificadora com capacitor.

Após a montagem do circuito, ele é ajustado. Todas as operações consistem em ajustar a temperatura. Em primeiro lugar, é definida a temperatura do ferro de soldar. Por exemplo, definimos 300 graus no indicador. Em seguida, pressionando o termômetro até a ponta, com o auxílio de um resistor ajustável, a temperatura é ajustada de acordo com as leituras reais. A temperatura do secador de cabelo é calibrada da mesma forma.

Todos os radioelementos são convenientemente adquiridos em lojas online chinesas. Tal dispositivo, excluindo um case caseiro, custará cerca de cem dólares americanos com todos os acessórios. O firmware do dispositivo pode ser baixado aqui: http://x-shoker.ru/lay/pajalnaja_stancija.rar.

Obviamente, será difícil para um radioamador novato montar um controlador digital de temperatura com as próprias mãos. Portanto, você pode adquirir módulos de estabilização de temperatura prontos. São placas com conectores soldados e componentes de rádio. Você só precisa comprar uma caixa ou fazer você mesmo.

Assim, utilizando um estabilizador de aquecimento de ferro de soldar, é fácil alcançar sua versatilidade. Neste caso, a faixa de mudança de temperatura é alcançada na faixa de 0 a 140 por cento.

Para que a soldagem seja de alta qualidade, é necessário montar o regulador de potência do ferro de solda com suas próprias mãos. Abaixo serão apresentados os dispositivos montados em tiristores. Em alguns deles, a regulação da potência do ferro de soldar é realizada sem isolamento galvânico da rede elétrica, portanto todas as partes condutoras de corrente devem ser cuidadosamente isoladas.

Um regulador tiristor simples

Essa é a opção mais fácil. Ele usa o número mínimo de peças. Em vez de uma ponte de diodos convencional, apenas um diodo é usado. A regulação da temperatura ocorre apenas durante a meia onda positiva da corrente, e durante o período negativo a tensão passa pelo referido diodo sem alterações. Portanto, o ajuste da potência do ferro de soldar, neste caso, pode ser realizado na faixa de 50 a 100%. Se você remover o diodo, ele mudará na faixa de 0 a 49%. Se um dinistor (KN102A) for inserido na interrupção do circuito de resistência, o eletrólito pode ser alterado para um capacitor convencional com capacidade de 0,1 microfarads.

Para fazer tal regulador de potência, é necessário utilizar tiristores dos tipos KU103V, KU201L, KU202M, que operam com tensão direta superior a 350 V. Quaisquer diodos podem ser usados para uma diferença de potencial reversa de pelo menos 400 volts.

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A versão clássica do dispositivo tiristor

Dá interferência de rádio à rede e requer a instalação de um filtro. Mas pode ser usado com sucesso para alterar o brilho de lâmpadas incandescentes ou alterar a temperatura de elementos de aquecimento com potência de 20 a 40 watts.

Tal dispositivo funciona de acordo com o seguinte princípio:

o dispositivo é alimentado por um dispositivo cuja temperatura ou brilho deve ser alterado;
então a corrente passa para a ponte de diodos;
converte corrente alternada em corrente contínua;
através de um resistor variável e um filtro de duas resistências e um capacitor, entra na saída de controle do tiristor, que abre e passa a corrente máxima através de uma lâmpada ou ferro de solda;
se você girar o botão do resistor variável, esse processo ocorrerá com um atraso, que depende do tempo de descarga do capacitor;
o nível de temperatura ao qual a ponta do ferro de solda aquece depende disso.

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Regulador de potência de ferro de solda sem interferência de rádio

A diferença entre esta opção e a anterior é a ausência de captadores na rede elétrica. Funciona durante o período em que a tensão de alimentação passa pelo ponto zero. Não é difícil fazer esse regulador de ferro de soldar com as próprias mãos e sua eficiência chega a 98%. Bom para atualizações futuras.

O dispositivo funciona assim: a tensão da rede é suavizada por uma ponte de diodos, e a componente constante tem a forma de uma senóide, que pulsa na frequência de 100 Hz.

Depois de passar pela resistência e pelo diodo zener, a corrente tem amplitude máxima de tensão de 8,9 V. Seu formato muda e passa a ser pulsado, recarregando o capacitor.

Os microcircuitos recebem a energia necessária e as resistências são necessárias para reduzir a amplitude da tensão para cerca de 20-21 V e fornecer um sinal de clock para o LSI e células lógicas 2OR-NOT individuais, que são convertidas em pulsos de onda quadrada. Nos demais pinos dos microcircuitos ocorre a inversão e a formação de um ciclo de pulso para que o tiristor não possa afetar a lógica. Quando um sinal positivo passa para a saída de controle do tiristor, ele abre e a soldagem pode ser realizada.

Este tem uma faixa de 49-98%, o que permite afinar o instrumento na faixa de 21 a 39 watts.

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Instalação interna do dispositivo e suas outras peças

Todas as peças com as quais o regulador é montado estão localizadas em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro. Este dispositivo não contém isolamento galvânico e está conectado diretamente à rede elétrica, por isso é melhor instalar o dispositivo em uma caixa feita de qualquer material isolante, como plástico. Não deve ser maior que o adaptador. Você também precisará de um cabo elétrico com plugue.

No eixo do resistor variável, é necessário colocar uma alça feita de qualquer material isolante, por exemplo, textolite ou plástico. Ao seu redor, no corpo do regulador de potência do ferro de solda, são aplicados riscos com os números correspondentes, que mostrarão o grau de aquecimento da ponta.

O cabo que conecta o regulador ao ferro de soldar é soldado diretamente na placa. Você pode instalar conectores no gabinete e conectar vários ferros de solda. A corrente que o dispositivo descrito acima consome é bastante pequena. É igual a 2 mA, que é menor que o LED no interruptor retroiluminado. Portanto, nenhum esforço pode ser feito para garantir o regime de temperatura.

Após a montagem, o dispositivo não necessita de ajustes. Se não houver erros de instalação e todas as peças estiverem em boas condições, o regulador de energia deverá funcionar imediatamente após conectar o plugue.

Se o dispositivo descrito acima parecer difícil de fabricar, você poderá fazer um mais simples, mas terá que montar filtros adicionais para reduzir a interferência de rádio. Eles são feitos de anéis de ferrite, nos quais são enroladas bobinas de fio de cobre.

Você pode usar itens semelhantes retirados de fontes de alimentação de computadores, impressoras, TVs e outros equipamentos similares.

O filtro é instalado na frente da entrada do regulador, entre o aparelho e o cabo de alimentação.

Deve ser instalado o mais próximo possível do tiristor, que é a fonte da interferência de rádio. O filtro também pode ser colocado dentro ou dentro da caixa. Quanto mais voltas forem enroladas, mais confiável será a proteção da rede contra interferências. No caso mais simples, você pode enrolar 2 a 3 fios do cabo de alimentação ao redor do anel. Você pode remover núcleos de ferrite de computadores, impressoras inutilizáveis, monitores ou scanners antigos. A unidade de sistema do PC é conectada a eles por meio de um cabo espesso. Um filtro de ferrite está montado nele.

Para obter uma solda bonita e de alta qualidade, é necessário escolher a potência correta do ferro de solda e fornecer uma determinada temperatura de sua ponta, dependendo da marca de solda utilizada. Ofereço vários esquemas de controladores de temperatura tiristores caseiros para aquecimento de ferro de solda, que substituirão com sucesso muitos industriais que são incomparáveis em preço e complexidade.

Atenção, os seguintes circuitos tiristores de controladores de temperatura não são isolados galvanicamente da rede elétrica e tocar nos elementos condutores de corrente do circuito representa risco de vida!

Para ajustar a temperatura da ponta do ferro de soldar, são utilizadas estações de solda nas quais a temperatura ideal da ponta de solda é mantida em modo manual ou automático. A disponibilidade de uma estação de solda para o artesão doméstico é limitada pelo alto preço. Para mim, resolvi a questão do controle de temperatura desenvolvendo e fabricando um regulador com controle manual de temperatura suave. O circuito pode ser modificado para manter automaticamente a temperatura, mas não vejo sentido nisso, e a prática tem mostrado que o ajuste manual é suficiente, já que a tensão da rede é estável e a temperatura ambiente também.

Circuito regulador tiristor clássico

O circuito tiristor clássico do regulador de potência do ferro de solda não atendeu a um dos meus principais requisitos, a ausência de interferência radiante na rede elétrica e no ar. E para um radioamador, tal interferência torna impossível se envolver plenamente naquilo que você ama. Se o circuito for complementado com um filtro, o projeto será complicado. Mas para muitas aplicações, esse circuito regulador de tiristor pode ser usado com sucesso, por exemplo, para ajustar o brilho de lâmpadas incandescentes e aparelhos de aquecimento com potência de 20 a 60 watts. É por isso que decidi apresentar este esquema.

Para entender como funciona o circuito, me deterei mais detalhadamente no princípio de funcionamento do tiristor. Um tiristor é um dispositivo semicondutor aberto ou fechado. para abri-lo, é necessário aplicar uma tensão positiva de 2-5 V ao eletrodo de controle, dependendo do tipo de tiristor, em relação ao cátodo (k está indicado no diagrama). Após a abertura do tiristor (a resistência entre o ânodo e o cátodo passará a 0), não é possível fechá-lo através do eletrodo de controle. O tiristor ficará aberto até que a tensão entre seu ânodo e cátodo (marcados como a e k no diagrama) se torne próxima de zero. É simples assim.

O circuito do regulador clássico funciona da seguinte forma. A tensão da rede elétrica CA é fornecida através de uma carga (uma lâmpada incandescente ou um enrolamento de ferro de solda) para um circuito de ponte retificadora feito em diodos VD1-VD4. A ponte de diodos converte a tensão CA em uma tensão CC que muda de acordo com uma lei senoidal (diagrama 1). Quando o terminal intermediário do resistor R1 está na posição mais à esquerda, sua resistência é 0, e quando a tensão na rede começa a aumentar, o capacitor C1 começa a carregar. Quando C1 é carregado com uma tensão de 2-5 V, a corrente fluirá através de R2 para o eletrodo de controle VS1. O tiristor abrirá, causará um curto-circuito na ponte de diodos e a corrente máxima fluirá pela carga (diagrama superior).

Quando você gira o botão do resistor variável R1, sua resistência aumentará, a corrente de carga do capacitor C1 diminuirá e levará mais tempo para que a tensão nele atinja 2-5 V, então o tiristor não abrirá imediatamente , mas depois de algum tempo. Quanto maior o valor de R1, maior será o tempo de carga de C1, o tiristor abrirá posteriormente e a potência recebida pela carga será proporcionalmente menor. Assim, girando o botão do resistor variável, é controlada a temperatura de aquecimento do ferro de soldar ou o brilho da lâmpada incandescente.

Acima está um circuito controlador de tiristor clássico feito em um tiristor KU202N. Como é necessária mais corrente para controlar este tiristor (de acordo com o passaporte 100 mA, o real é cerca de 20 mA), os valores dos resistores R1 e R2 são reduzidos, e R3 é excluído, e o valor de o capacitor eletrolítico é aumentado. Ao repetir o circuito, pode ser necessário aumentar o valor do capacitor C1 para 20 microfarads.

O circuito regulador de tiristor mais simples

Aqui está outro dos circuitos controladores de potência de tiristores mais simples, uma versão simplificada do controlador clássico. O número de peças é reduzido ao mínimo. Em vez de quatro diodos VD1-VD4, é usado um VD1. Seu princípio de funcionamento é o mesmo do esquema clássico. Os esquemas diferem apenas porque o ajuste neste circuito controlador de temperatura ocorre apenas de acordo com o período positivo da rede, e o período negativo passa por VD1 sem alterações, portanto a potência só pode ser ajustada na faixa de 50 a 100%. Para ajustar a temperatura de aquecimento da ponta de solda, não é necessário mais. Se o diodo VD1 for excluído, a faixa de ajuste de potência será de 0 a 50%.

Se um dinistor, por exemplo KN102A, for adicionado ao disjuntor de R1 e R2, o capacitor eletrolítico C1 poderá ser substituído por um capacitor comum com capacidade de 0,1 mF. Os tiristores para os circuitos acima são adequados, KU103V, KU201K (L), KU202K (L, M, N), projetados para uma tensão direta de mais de 300 V. Os diodos também são quase todos, projetados para uma tensão reversa de pelo menos 300 V.

Os circuitos acima de controladores de potência de tiristores podem ser usados com sucesso para controlar o brilho do brilho das lâmpadas nas quais lâmpadas incandescentes estão instaladas. Não funcionará regular o brilho do brilho das lâmpadas nas quais estão instaladas lâmpadas economizadoras ou LED, uma vez que nessas lâmpadas são montados circuitos eletrônicos e o regulador simplesmente atrapalhará seu funcionamento normal. As lâmpadas brilharão com potência máxima ou piscarão e isso pode até levar à falha prematura.

Os circuitos podem ser utilizados para regulação com tensão de alimentação de 36 V ou 24 V CA. Basta reduzir os valores do resistor em uma ordem de grandeza e utilizar um tiristor adequado à carga. Portanto, um ferro de solda com potência de 40 W e tensão de 36 V consumirá uma corrente de 1,1 A.

Circuito regulador tiristor não emite interferência

A principal diferença entre o circuito do regulador de potência do ferro de solda apresentado e os apresentados acima é a completa ausência de interferência de rádio na rede elétrica, uma vez que todos os transitórios ocorrem no momento em que a tensão na rede de alimentação é zero.

Começando a desenvolver um controlador de temperatura para um ferro de soldar, parti das seguintes considerações. O esquema deve ser simples, facilmente repetível, os componentes devem ser baratos e disponíveis, alta confiabilidade, dimensões mínimas, eficiência próxima de 100%, sem interferência radiante, possibilidade de modernização.

O circuito controlador de temperatura funciona da seguinte maneira. A tensão CA da rede elétrica é retificada por uma ponte de diodos VD1-VD4. A partir de um sinal senoidal obtém-se uma tensão constante, variando em amplitude como meia senóide com frequência de 100 Hz (diagrama 1). Além disso, a corrente passa pelo resistor limitador R1 até o diodo zener VD6, onde a tensão é limitada em amplitude a 9 V e tem um formato diferente (diagrama 2). Os pulsos resultantes carregam o capacitor eletrolítico C1 através do diodo VD5, criando uma tensão de alimentação de cerca de 9 V para os microcircuitos DD1 e DD2. R2 desempenha uma função de proteção, limitando a tensão máxima possível em VD5 e VD6 a 22 V, e garante a formação de um pulso de clock para o funcionamento do circuito. Com R1, o sinal gerado é alimentado nas 5ª e 6ª saídas do elemento 2OR-NOT do microcircuito digital lógico DD1.1, que inverte o sinal de entrada e o converte em pulsos retangulares curtos (diagrama 3). Da 4ª saída do DD1, os pulsos são alimentados para a 8ª saída do gatilho D DD2.1, operando no modo de disparo RS. DD2.1, assim como DD1.1, também desempenha a função de inversão e condicionamento de sinal (diagrama 4).

Observe que os sinais nos diagramas 2 e 4 são quase iguais e parecia que era possível aplicar um sinal de R1 diretamente ao pino 5 de DD2.1. Mas estudos mostraram que no sinal após R1 há muita interferência vinda da rede elétrica e, sem dupla modelagem, o circuito não funcionou de forma estável. E não é aconselhável instalar filtros LC adicionais quando houver elementos lógicos livres.

No gatilho DD2.2, um circuito de controle do controlador de temperatura do ferro de solda é montado e funciona da seguinte maneira. Pulsos retangulares chegam ao pino 3 DD2.2 do pino 13 DD2.1, que com borda positiva sobrescreve no pino 1 DD2.2 o nível que está atualmente presente na entrada D do microcircuito (pino 5). No pino 2, o sinal está no nível oposto. Considere o trabalho do DD2.2 em detalhes. Digamos que no pino 2, uma unidade lógica. Através dos resistores R4, R5, o capacitor C2 é carregado com a tensão de alimentação. Ao receber o primeiro pulso com queda positiva, 0 aparecerá no pino 2 e o capacitor C2 descarregará rapidamente através do diodo VD7. A próxima queda positiva no pino 3 definirá uma unidade lógica no pino 2 e o capacitor C2 começará a carregar através dos resistores R4, R5.

O tempo de carga é determinado pelas constantes de tempo R5 e C2. Quanto maior o R5, mais tempo levará para o C2 carregar. Até que C2 seja carregado com metade da tensão de alimentação no pino 5, haverá um zero lógico e quedas de pulso positivas na entrada 3 não alterarão o nível lógico no pino 2. Assim que o capacitor estiver carregado, o processo se repetirá.

Assim, apenas o número de pulsos da rede de alimentação especificado pelo resistor R5 passará para as saídas DD2.2 e, o mais importante, esses pulsos flutuarão durante a transição da tensão na rede de alimentação através de zero. Daí a ausência de interferência no funcionamento do controlador de temperatura.

Do pino 1 do microcircuito DD2.2, os pulsos são alimentados ao inversor DD1.2, que serve para eliminar a influência do tiristor VS1 no funcionamento do DD2.2. O resistor R6 limita a corrente de controle do tiristor VS1. Quando um potencial positivo é aplicado ao eletrodo de controle VS1, o tiristor abre e a tensão é aplicada ao ferro de solda. O regulador permite ajustar a potência do ferro de soldar de 50 a 99%. Embora o resistor R5 seja variável, o ajuste devido ao funcionamento do DD2.2 aquecendo o ferro de solda é feito em etapas. Com R5 igual a zero, 50% da potência é fornecida (diagrama 5), ao girar em um determinado ângulo já é 66% (diagrama 6), depois já 75% (diagrama 7). Assim, quanto mais próximo da potência nominal do ferro de soldar, mais suave será o ajuste, o que facilita o ajuste da temperatura da ponta de solda. Por exemplo, um ferro de solda de 40W pode ser configurado para 20W a 40W.

O design e detalhes do controlador de temperatura

Todas as peças do controlador de temperatura tiristorizado são colocadas em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro. Como o circuito não possui isolamento galvânico da rede elétrica, a placa é colocada em uma pequena caixa plástica do antigo adaptador com plugue elétrico. Uma alça de plástico é colocada no eixo do resistor variável R5. Ao redor da alça do corpo do regulador, para a comodidade de ajustar o grau de aquecimento do ferro de soldar, é aplicada uma escala com números condicionais.

O cabo do ferro de solda é soldado diretamente na placa de circuito impresso. Você pode fazer a conexão do ferro de soldar destacável, então será possível conectar outros ferros de soldar ao controlador de temperatura. Surpreendentemente, a corrente consumida pelo circuito de controle do controlador de temperatura não excede 2 mA. Isso é menor que o consumo do LED no circuito de iluminação dos interruptores de luz. Portanto, não são necessárias medidas especiais para garantir o regime de temperatura do dispositivo.

Chips DD1 e DD2 de qualquer série 176 ou 561. O tiristor soviético KU103V pode ser substituído, por exemplo, por um moderno tiristor MCR100-6 ou MCR100-8, projetado para uma corrente de comutação de até 0,8 A. Neste caso, será possível controlar o aquecimento de um ferro de solda com potência de até 150 W. Os diodos VD1-VD4 são quaisquer, projetados para uma tensão reversa de pelo menos 300 V e uma corrente de pelo menos 0,5 A. IN4007 é perfeito (Uob = 1000 V, I = 1 A). Diodos VD5 e VD7 qualquer pulso. Qualquer diodo zener VD6 de baixa potência para uma tensão de estabilização de cerca de 9 V. Capacitores de qualquer tipo. Quaisquer resistores, R1 com potência de 0,5 W.

O regulador de potência não precisa ser ajustado. Com peças reparáveis e sem erros de instalação, funcionará imediatamente.

O circuito foi desenvolvido há muitos anos, quando não existiam computadores, e mais ainda impressoras a laser, na natureza, por isso fiz um desenho de placa de circuito impresso usando tecnologia antiquada em papel quadriculado com espaçamento de grade de 2,5 mm. Em seguida, o desenho foi colado com cola Moment em papel grosso e o próprio papel em folha de fibra de vidro. Em seguida, foram feitos furos em uma furadeira caseira e os caminhos dos futuros condutores e placas de contato para soldar as peças foram desenhados à mão.

O desenho do controlador de temperatura do tiristor foi preservado. Aqui está a foto dele. Inicialmente, a ponte de diodo retificador VD1-VD4 foi feita no microconjunto KTs407, mas depois que o microconjunto foi rasgado duas vezes, ela foi substituída por quatro diodos KD209.

Como reduzir o nível de interferência dos reguladores tiristores

Para reduzir a interferência emitida pelos controladores de potência tiristorizados na rede elétrica, são utilizados filtros de ferrite, que são um anel de ferrite com voltas de fio enroladas. Esses filtros de ferrite podem ser encontrados em todas as fontes de alimentação chaveadas para computadores, TVs e outros produtos. Um filtro de ferrite eficiente e supressor de interferências pode ser adaptado a qualquer controlador de tiristor. Basta passar o fio de ligação à rede elétrica pelo anel de ferrite.

É necessário instalar um filtro de ferrite o mais próximo possível da fonte de interferência, ou seja, do local onde está instalado o tiristor. O filtro de ferrite pode ser colocado tanto dentro da caixa do instrumento quanto na parte externa. Quanto mais voltas, melhor o filtro de ferrite suprimirá as interferências, mas é suficiente e simples para passar o fio da rede elétrica pelo anel.

O anel de ferrite pode ser retirado dos fios de interface de equipamentos de informática, monitores, impressoras, scanners. Se você prestar atenção ao fio que conecta a unidade do sistema do computador ao monitor ou impressora, notará um espessamento cilíndrico do isolamento do fio. Este local contém um filtro de ruído de ferrite de alta frequência.

Basta cortar o isolamento plástico com uma faca e retirar o anel de ferrite. Certamente você ou seus amigos encontrarão um cabo de interface desnecessário em uma impressora jato de tinta ou em um monitor de cinescópio antigo.

Todo mundo que sabe usar um ferro de soldar tenta lidar com o fenômeno de superaquecimento da ponta e, consequentemente, com a deterioração da qualidade da solda. Para combater esse fato não muito agradável, sugiro que você monte com suas próprias mãos um dos circuitos reguladores de potência de ferro de solda simples e confiáveis.

Para fazer isso, você precisará de um resistor variável de fio enrolado do tipo SP5-30 ou similar e uma lata de café. Depois de fazer um furo no centro do fundo da lata, instalamos um resistor ali e fazemos a fiação

Este dispositivo muito simples melhorará a qualidade da soldagem e também será capaz de proteger a ponta do ferro de solda contra destruição devido ao superaquecimento.

O gênio é simples. Comparado a um diodo, um resistor variável não é mais simples nem mais confiável. Mas o ferro de solda com diodo é bastante fraco, e o resistor permite que você trabalhe sem superaquecimento e sem disparo insuficiente. Onde posso obter um resistor variável poderoso e adequado em termos de resistência? É mais fácil encontrar um permanente e substituir a chave usada no circuito "clássico" por uma de três posições

O funcionamento e o aquecimento máximo do ferro de soldar serão complementados pelo ideal, correspondente à posição intermediária do interruptor. O aquecimento do resistor em comparação com diminuirá e a confiabilidade da operação aumentará.

Outro desenvolvimento de rádio amador muito simples, mas diferente dos dois primeiros com maior eficiência

Reguladores de resistores e transistores não são econômicos. Você também pode aumentar a eficiência ligando o diodo. Isto alcança um limite de controle mais conveniente (50-100%). Dispositivos semicondutores podem ser colocados em um único dissipador de calor.

A tensão dos diodos retificadores é fornecida a um regulador de tensão paramétrico, composto por resistência R1, diodo zener VD5 e capacitância C2. A tensão de nove volts que ele criou é usada para alimentar o chip contador K561IE8.

Além disso, a tensão previamente retificada, através da capacitância C1 em forma de meio ciclo com frequência de 100 Hz, passa para a entrada 14 do contador.

K561IE8 é um contador decimal comum, portanto, a cada pulso na entrada CN, uma unidade lógica será configurada sequencialmente nas saídas. Se movermos a chave do circuito para a saída 10, então com o aparecimento de cada quinto pulso, o contador será zerado e a contagem começará novamente, e no pino 3 a unidade lógica será definida apenas pela duração de metade -ciclo. Portanto, o transistor e o tiristor abrirão somente após quatro semiciclos. Com a chave seletora SA1, você pode ajustar o número de meios ciclos perdidos e a potência do circuito.

Usamos uma ponte de diodos em um circuito com potência tal que corresponda à potência da carga conectada. Como dispositivos de aquecimento, você pode usar fogões elétricos, elementos de aquecimento, etc.

O circuito é muito simples e consiste em duas partes: potência e controle. A primeira parte inclui o tiristor VS1, de cujo ânodo sai uma tensão ajustável ao ferro de soldar.

O circuito de controle, implementado nos transistores VT1 e VT2, controla o funcionamento do tiristor mencionado anteriormente. Ele recebe energia através de um estabilizador paramétrico montado em um resistor R5 e um diodo zener VD1. O diodo zener é projetado para estabilizar e limitar a tensão que alimenta a estrutura. A resistência R5 amortece o excesso de tensão e a resistência variável R2 ajusta a tensão de saída.

Como corpo da estrutura, tomemos um soquete normal. Na hora de comprar escolha que seja de plástico.

Este botão controla a potência de zero ao máximo. HL1 (lâmpada neon MH3 ... MH13, etc.) - lineariza o controle e desempenha simultaneamente a função de indicador indicador. Capacitor C1 (capacidade 0,1 microfarad) - gera um pulso dente de serra e implementa a função de proteger o circuito de controle contra interferências. Resistência R1 (220 kOhm) - regulador de potência. Resistor R2 (1 kOhm) - limita a corrente que flui através do ânodo - cátodo VS1 e R1. R3 (300 Ohm) - limita a corrente através do néon HL1 () e do eletrodo de controle do triac.

O regulador é montado em uma caixa a partir da fonte de alimentação de uma calculadora soviética. O triac e o potenciômetro são fixados em um canto de aço com 0,5 mm de espessura. O ângulo é aparafusado ao corpo com dois parafusos M2.5 usando arruelas isolantes. Os resistores R2, R3 e neon HL1 são colocados em um tubo isolante (cambraia) e fixados por montagem em superfície.

T1: triac BT139, T2: transistor BC547, D1: dinistor DB3, D2 e D3: diodo 1N4007, C1: 47nF/400V, C2:220uF/25V, R1 e R3: 470K, R2: 2K6, R4: 100R, P1: 2M2, LED 5mm vermelho.

Triac BT139 é utilizado para ajustar a fase da carga "resistiva" do elemento de aquecimento do ferro de soldar. O LED vermelho é um indicador visual da atividade da estrutura.

A base do circuito MK PIC16F628A, que realiza o controle PWM do consumo de energia fornecido ao instrumento principal do rádio amador.

Se o seu ferro de soldar tiver uma potência alta de 40 watts ou mais, ao soldar pequenos elementos de rádio, especialmente componentes smd, será difícil encontrar o momento em que a soldagem é ideal. E simplesmente não é possível soldar pequenas coisas neles. Para não gastar dinheiro na compra de uma estação de solda, principalmente se você não precisa dela com frequência. Proponho montar este prefixo para o seu principal instrumento de rádio amador.