Регулятор мощности паяльника с цифровой индикацией и кнопочным управлением.
РадиоКот >Схемы >Питание >Преобразователи и UPS >Регулятор мощности паяльника с цифровой индикацией и кнопочным управлением.
Многие из нас проводят много времени в руках с паяльником. Не секрет, что хорошая пайка компонентов является залогом успешной
работы электронного устройства. Качество пайки определяется по характерному блеску. Сероватая и неровная пайка является
потенциальной причиной плохой работы схемы. Другая важная задача заключается в том, чтобы произвести пайку не перегревая
компонентов.
Хорошее качество пайки обеспечивают цифровые паяльные станции, которые контролируют температуру жала. Но они достаточно
дороги и трудоемки в сборке. Цифровые паяльные станции не всегда можно взять с собой для работы в полевых условиях.
В радиолюбительской практике для регулировки температуры обычных паяльников используются как промышленные, так и
самодельные регуляторы мощности, которые иначе называют диммерами.
Регулятор собран на pic16f628a. Тактирование микроконтроллера осуществляется встроенным генератором на частоте 4 МГц, т.е.
кварцевый резонатор не нужен. На плате предусмотрены посадочные места под кварцевый резонатор, что позволяет применять
устаревшие контроллеры (например, pic16f84a) и иные без внутреннего тактирования. В своем варианте регулятора я установила
семисегментный индикатор с общим катодом. На плате предусмотрена установка индикатора с общим анодом, путем перепайки
соответствующей перемычки. В исходниках программы закомментированы заготовки под контроллер pic16f84a и индикатор с общим
анодом.
Регулятор собран на двух платах: силовая и цифровая. На силовой плате расположен фильтр (для снижения уровня помех создаваемым регулятором) и схема бестрансформаторного питания. На цифровой плате расположен микроконтроллер и семисегментный индикатор.
Платы регулятора мощности с цифровой индикацией закреплены с помощью винтов в корпусе обычной мыльницы. Дизайн регулятора зависит от Вашей фантазии и способностей.
Красной кнопкой увеличиваем уровень мощности и температуру нагрева паяльника, синей – снижаем. Программа для микроконтроллера
написана на Ассемблере. Задержки, определяющие уровень мощности, подобраны экспериментально. Их можно легко изменить в
программе и подобрать для себя необходимые уровни. Всего 10 уровней. Символ «0» на индикаторе означает, что симистор закрыт.
Символ «9» означает, что симистор постоянно открыт и устройство работает на полную мощность.
Узлы схемы не являются чем-то необычным. Расчеты компонентов силовой части сделаны в соответствии с рекомендациями документов
из открытых источников:
1. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания
2. Transformerless Power Supply. Application Notes 91008b
Соблюдайте осторожность и помните про электробезопасность при работе с сетью переменного тока 220В. Правильно изготовленный
регулятор из исправных деталей не требует настройки и сразу начинает работать. Для обеспечения электромагнитной совместимости
следует лишь правильно подключить его к сети (фазу и нейтраль подключить так, как это показано на схеме).
Если
эти функции найдут Вашу поддержку, то следующая версия прошивки будет дополнена этими функциями. Файлы:
Схема
Плата
Исходники и прошивка
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Регулятор мощности паяльника с предварительным прогревом
В литературе и Интернете можно найти немало описаний самодельных фазовых регуляторов мощности для паяльников, однако автор не смог найти среди них подходящего. В одном не предусмотрен предварительный прогрев жала, другой слишком сложен, третий слишком велик по размерам. Поэтому автором был разработан оптимальный, по его мнению, вариант регулятора мощности для простого паяльника, о котором и пойдёт речь в статье. Он полностью аналоговый, прост по схеме и лёгок в повторении.
Каждый радиолюбитель рано или поздно сталкивается с необходимостью регулирования температуры жала паяльника. Это особенно актуально, если речь идёт о паяльнике с медным жалом. Оно существенно удобнее в работе по сравнению с необгораемым жалом, покрытие на котором легко повредить, хватает одного погружения в некоторые флюсы. Плохое качество пайки, трудность лужения некоторых медных на вид проводов, отслоение печатных проводников от платы при пайке — вот не полный перечень проблем, связанных с перегревом жала.
Простые широкодоступные паяльники не имеют встроенного регулятора температуры (мощности). Существуют, конечно, варианты со встроенным регулятором или более дорогие с термодатчиком, как у паяльной станции. Но зачастую они рассчитаны на работу с паяльником мощностью не более 60 Вт, а стандартное необгораемое жало непопулярно у профессионалов.
Предлагаемый регулятор, используя фазовый метод регулирования, управляет мощностью, отдаваемой в чисто активную (омическую) нагрузку, которой является и паяльник.
По существу, он превращает простой паяльник в «паяльную станцию», позволяя комфортно работать как с необгораемыми, так и с медными жалами. В нём предусмотрены таймер предварительного разогрева жала с сигнализирующим о режиме разогрева светодиодом и фильтр, ослабляющий высокочастотные помехи, создаваемые регулирующим элементом — тринистором.
Плата описываемого регулятора мощности уместилась в корпусе зарядного устройства для сотового телефона. После доработки им заменяют стандартную сетевую вилку паяльника.
Рис. 1. Схема регулятора
Схема регулятора представлена на рис. 1. Он состоит из следующих узлов:
— защитной цепи из плавкой вставки FU1 и варистора RU1, гасящего высоковольтные всплески напряжения;
— помехоподавляющего фильтра C2C4L1, построенного из деталей от КЛЛ;
— фазового регулятора из [1] на элементах C1, C3, R2-R4, VS1, VS2;
— таймера на элементах C5, R6- R12, VD3, VT1, VT2 с кнопкой повторного запуска SB1;
— переключателя мощности VT3 с сигнальным светодиодом HL1;
— выпрямителя на диодном мосте VD2 для питания всего устройства;
— узла питания таймера — резисторов R1, R5 и стабилитрона VD1.
Применение в качестве регулирующего элемента не симистора, а диодного моста VD2 в связке с тринистором VS2 обусловлено необходимостью питать таймер пульсирующим напряжением. RC-цепь R2R3C1 в начале каждого полупериода сетевого напряжения задерживает нарастание напряжения, приложенного к закрытому симметричному динистору VS1. Задержку регулируют переменным резистором R2 практически от нуля до длительности полупериода (10 мс). Как только напряжение на динисторе достигает приблизительно 32 В, он открывается и открывает мощный тринистор VS2. С этого момента и до конца полупериода напряжение сети поступает на нагрузку, а цепь питания узла управления зашунтирована открытым тринистором. В следующем полупериоде процесс повторяется. Чем больше задержка, тем меньше мощность, выделяемая на паяльнике, и ниже температура его жала.
Сопротивление резистора R3 подобрано так, чтобы при минимальном введённом сопротивлении переменного резистора R2 не перегружать управляющий электрод тринистора, добиться минимальной задержки и обеспечить приемлемую яркость свечения светодиода HL1.
Пороговый элемент таймера — триггер Шмитта на транзисторах VT1 и VT2, причём транзистор VT1 — полевой. Это необходимо для максимизации входного сопротивления триггера, что позволяет уменьшить его влияние на время-задающую цепь R6R7C5. При указанных на схеме номиналах этих элементов выдержка таймера регулируется в интервале 1…4,5 мин. Если нужны другие границы этого интервала, следует изменить номиналы резисторов R6, R7 и конденсатора C5.
В момент включения устройства в сеть конденсатор C5 разряжен, поэтому транзистор VT3 открыт. В этом состоянии резисторы R2 и R3 времязадающей цепи фазового регулятора зашунтированы открытым участком коллектор-эмиттер транзистора VT3 и светодиодом HL1. Поэтому задержка открывания тринистора VS2 минимальна, а мощность нагрева паяльника максимальна. Идёт его предварительный прогрев. Синее свечение светодиода HL1 показывает, что паяльник ещё холодный и не готов к работе. После зарядки конденсатора C5 до напряжения переключения триггера транзистор VT3 закрывается и регулятор переходит в нормальный рабочий режим с регулировкой мощности переменным резистором R2.
Нажатием на кнопку SB1 можно в любой момент перезапустить таймер и на время его выдержки перевести паяльник в режим максимальной мощности. Это бывает полезно при пайке массивных деталей и толстых проводов.
Примечание.В рассматриваемом устройстве ток разрядки конденсатора C5 при нажатии на кнопку SB1 ограничен только сопротивлением её контактов и ЭПС этого конденсатора. Поэтому полезно включить последовательно с кнопкой резистор сопротивлением несколько сотен ом, что устранит быстрое обгорание контактов кнопки и опасность повреждения самого конденсатора.
Таймер питается выпрямленным диодным мостом VD2 пульсирующим напряжением, стабилитрон VD1 ограничивает его амплитуду до 15 В. Такое решение позволяет уменьшить номиналы элементов времязадающих цепей. Кроме того, прерывистое питание устраняет неустойчивое состояние триггера Шмитта при медленном изменении напряжения на его входе.
Чертёж печатной платы регулятора изображён на рис. 2. Печать односторонняя, но детали размещены на двух её сторонах, как показано на том же рисунке.
При использовании указанных на схеме деталей регулятор пригоден для работы с паяльниками мощностью до 120 Вт. Для паяльника большей мощности придётся выбрать более мощные тринистор, диодный мост и дроссель. Но на предлагаемой печатной плате такие детали уже не уместятся, придётся разрабатывать новую.
Рис. 2. Чертёж печатной платы регулятора
Резисторы СА9Mh3,5-1MB и CA6Ph3,5-1MA, применённые в качестве соответственно R2 и R7, по своей конструкции подстроечные. Однако для резисторов серии CA9 производитель предлагает съёмные ручки [2] из изоляционного материала, превращающие их в регулировочные. Одной из этих ручек я и воспользовался. Кроме того, резистор R2 выбран с логарифмической зависимостью сопротивления от угла поворота движка. Это позволило получить более плавное изменение мощности вблизи её минимума.
Плёночные конденсаторы C2 и C4 извлечены из неисправных КЛЛ. Конденсатор C1 — полипропиленовый KEMET R79GC31504040K, подойдёт любой другой плёночный на указанное на схеме или большее напряжение.
К сожалению, применение здесь керамических конденсаторов или плёночных на меньшее напряжение приводило к неустойчивой работе регулятора, а в некоторых случаях он вовсе не работал.
Транзистор FMMT6520 в корпусе SOT-23 и с допустимым напряжением коллектор-эмиттер минус 350 В не имеет аналогов. Однако испытания показали устойчивую работу в качестве VT3 транзисторов MMBTA92, PMBTA92, KST92MTF, BF821 с предельным напряжением минус 300 В. Их намного легче найти.
Резистор R5 — металлоокисный С2-23 0,5 Вт. Его можно заменить двумя соединёнными последовательно углеродными резисторами сопротивлением 33 кОм и мощностью 0,25 Вт.
Плавкая вставка FU1 — Littelfuse 0672002 или отечественная серии ВП4. Дроссель L1 от КЛЛ применим при мощности нагрузки не более 40 Вт. Если мощность больше, он перегревается, его нужно заменить рассчитанным на больший ток, да и ёмкость конденсаторов C2 и C4 желательно увеличить до 0,15 мкФ. Параметры фильтра не критичны, можно и вовсе без него обойтись, однако при этом на близкорасположенную электронную технику могут воздействовать создаваемые тринисто-ром регулятора помехи.
Светодиод HL1 подойдёт суперъяркий любого свечения. Светящийся светодиод обычной яркости может оказаться практически незаметным, так как средний текущий через него ток очень мал.
Конденсатор C5 — многослойный керамический типоразмера 1206 для поверхностного монтажа. Оксидный конденсатор здесь недопустим из-за большого тока утечки. Чтобы иметь возможность составить конденсатор нужной ёмкости из двух меньшей ёмкости, на плате предусмотрено дополнительное посадочное место, обозначенное C5′.
В качестве диодного моста VD2 может быть использован любой из DB104-DB108. Перед монтажом плавкой вставки FU1 на её длинный вывод наденьте тонкую изоляционную трубку. Чтобы обеспечить пожаробезопасность, желательно защитить аналогичным образом и весь корпус вставки.
Внешний вид готовой платы регулятора показан на рис. 3. Перед первым включением её в сеть удалите остатки флюса со стороны печатных проводников. Устройство должно заработать сразу, в противном случае проверьте качество и правильность монтажа.
Налаживание регулятора заключается в установке длительности прогрева и проверке пределов регулировки мощности для конкретного паяльника.
Рис. 3. Внешний вид готовой платы регулятора
Прежде всего, поверните движки переменного и подстроечного резисторов в положения максимальной мощности и наиболее продолжительного прогрева (крайние по часовой стрелке). Секундомером засеките время от включения паяльника до достижения его жалом температуры плавления припоя и запомните его. Далее поверните оба движка до упора в противоположную сторону. Нажмите и отпустите кнопку SB1 для повторного запуска таймера. С помощью секундомера измерьте время, прошедшее от отпускания кнопки до выключения светодиода HL1. Постепенно поворачивая движок подстроечного резистора R7 в сторону увеличения этого времени и перезапуская таймер, установите продолжительность прогрева паяльника, близкую к требуемой.
Если требуемой продолжительности прогрева добиться не удаётся, можно сместить интервал её регулирования в нужную сторону, увеличив или уменьшив ёмкость конденсатора C5.
При необходимости параллельно этому конденсатору можно подключить ещё один.
После регулировки таймера дождитесь, пока светодиод HL1 погаснет, и установите переменным резистором R2 необходимую температуру паяльника. Наэтом налаживание регуляторазавер-шено. По его завершении рекомендую покрыть сторону печатных проводников платы тремя слоями влагозащитного лака Plastik-71. Готовую и налаженную плату поместите в корпус, например, от зарядного устройства для сотового телефона.
Этот корпус нужно вскрыть и удалить из него всё, находящееся внутри, за исключением сетевой вилки. Замерьте штангенциркулем извлечённую плату зарядного устройства. Обычно она имеет форму трапеции. Плата регулятора преднамеренно сделана с запасом по ширине, обрежьте её по этим размерам.
Примерьте плату к корпусу и как можно точнее обозначьте на его внутренней поверхности центр будущего отверстия для ручки управления переменным резистором R2. По этой метке просверлите в корпусе отверстие диаметром не более 1,5 мм.
Снова установите плату в корпус и оцените соосность просверленного отверстия с перекрестием на движке резистора. Если она удовлетворительна, можно перейти к следующему шагу, а в противном случае сделать снаружи корпуса новую, более точную метку.
Теперь следует приложить к корпусу шаблон, чертёж которого в масштабе 1:1 приведён на рис. 4. Центр наибольшего из отверстий шаблона совместите с просверленным отверстием или сделанной меткой, затем шилом наметьте центры остальных отверстий. По сделанной разметке просверлите в корпусе все нужные отверстия. Их диаметры указаны на шаблоне.
Рис. 4. Шаблон к корпусу регулятора
Завершив подготовку корпуса, отрежьте от шнура паяльника сетевую вилку. Затем пропустите шнур без вилки внутрь корпуса сквозь резиновый уплотнитель и припаяйте разделанные концы его проводов к контактным площадкам платы регулятора, обозначенным на рис. 2 «К EK1». Провода следует вставлять в отверстия контактных площадок со стороны установки крупных деталей.
Контактные площадки, обозначенные на рис. 2 «K XP1, соедините гибкими монтажными проводами со штырями имеющейся в корпусе сетевой вилки.
Прежде чем закрывать корпус, вытяните из него излишки шнура паяльника через резиновый уплотнитель и зафиксируйте шнур в уплотнителе каплей клея. Если мощность паяльника более 100 Вт, рекомендую сделать в корпусе регулятора несколько вентиляционных отверстий. Внешний вид паяльника с регулятором показан на рис. 5.
Рис. 5. Внешний вид паяльника с регулятором
Литература
1. Кузнецов А. Симисторный регулятор мощности с низким уровнем помех. — Радио, 1998, №6, с. 60, 61.
2. CA9 — CE9 Shafts. — URL: https://www. acptechnologies.com/catalogue/potentiome ters/ca9-ce9/ca9-ce9-shafts/ (17.02.19)
Автор: В. Иншаков, г. Балашиха Московской обл.
Весьма простой и полезный регулятор мощности 2000W
Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о весьма полезном регуляторе мощности/диммере, рассчитанном на 2000W и позволяющем регулировать выходную мощность всевозможных устройств.
Upd, добавил пару тестов с бОльшей нагрузкой
Общий вид:
Краткие ТТХ:
— Максимальная мощность – 2000W
— Напряжение питания – 50-220V
— Корпус — нет
— Размеры — 52мм*50мм*30мм
— Вес – 41г
Габариты:
Регулятор мощности/диммер поставляется в стандартном пакетике и имеет небольшие габариты. Вот сравнение с тысячной банкнотой и коробком спичек:
Внешний вид:
Регулятор имеет лишь один рабочий орган, позволяющий изменять выходную мощность больше или меньше:
Количество деталей небольшое, пайка хорошая, флюс отмыт:
Для подключения к сети/приборам, на плате распаян клеммник с защитными бортами:
По подключению все просто: две левые клеммы (IN) для подключения к сети 220V, две правые (OUT) для подключения нагрузки.
К сожалению, какого-либо корпуса устройство не имеет, поэтому при эксплуатации в таком виде будьте осторожны!
Тестирование:
В качестве примера попробуем регулировать мощность паяльника ЭПЦН-40, мощностью 40W:
Контролировать параметры будем самодельным ваттметром:
В номинальном режиме паяльник потребляет около 39W:
Минимально-возможная мощность с данным регулятором составила 10W:
Максимально-возможная мощность через регулятор – 38W:
Разницу в 1-2W можно скостить на потери в дополнительных проводах и различном входном напряжении, т.
е. при положении регулятора в MAX, выходная мощность почти ничем не ограничивается.Многие спросят, мол, зачем изменять мощность паяльника. Отвечу – для минимизации выгорания жала. При гораздо меньших размерах жала или при больших мощностях паяльника, при длительном нахождении его в режиме «ожидания», жало «выгорает». Если постоянно выключать питание паяльника, то необходимо будет ждать несколько минут, чтобы он опять нагрелся до нужной температуры. Согласитесь – не очень удобно. Данный регулятор, в свою очередь, лишь немного снижает температуру и для того, чтобы при необходимости довести параметры паяльника до номинальных, понадобится гораздо меньше времени, нежели при полном нагреве. При этом износ жала небольшой, разогревается до номинальной температуры за полминуты. На фото ниже установлена мощность около 30W:
По просьбам читателей добавляю небольшой тест с более мощной нагрузкой, которой выступает термофен KLT-3A. Самодельный ваттметр включил на выход регулятора.
При нагрузке 700W (ползунок регуляторов в MAX), радиатор симистора теплый, за 5 минут нагрелся до 35°С:
В таком режиме может работать продолжительное время. Во втором режиме термофена (ползунок регуляторов в MAX), за минуту температура достигла 50°С. Мощность при этом составила около 1350W:
При такой мощности, данного радиатора недостаточно для продолжительной работы, необходимо прикрутить более массивный радиатор или активное охлаждение (кулер). На мой взгляд, до 800-900W можно использовать регулятор «как есть», при бОльших мощностях и продолжительных режимах работы необходимо доработать охлаждение!
Чуть больше среднего:
Весьма распространенные применения регулятора:
— Изменение оборотов коллекторных двигателей:
Подойдет в качестве бюджетного регулятора для большинства электроинструмента (УШМ/болгарки, дрели, перфораторы, рубанки, шлифмашинки).
Очень удобная вешь для моделей, не имеющих встроенного регулятора оборотов или систем плавного пуска, например, тех же бюджетных болгарок с номинальными оборотами шпинделя 11000 об/мин. Единственное, что необходимо помнить – с понижением мощности, падает и крутящий момент на валу, плюс система охлаждения рассчитана под номинальные обороты и не будет должным образом охлаждать при сниженных оборотах. Есть риск спалить инструмент от перегрева— Регулировка мощности нагревательных приборов: ТЭНы, паяльники
Итого, регулятор годный, радиатор практически не греется на небольших мощностях (до 800-900W), при бОльших мощностях желательно доработать охлаждение и дорожки на плате. регулятор дешевый, рекомендуется к приобретению…
Товар предоставлен для написания обзора магазином.
Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Регулятор мощности паяльника
Данная конструкция позволяет регулировать мощность паяльника с диапазоном регулирования от 0 Вт до удвоенной номинальной мощности. Хотя идея, реализованная в регуляторе, не нова, автору не встречались схемы регуляторов, позволяющие развивать в нагрузке мощность, превышающую номинальную.
Идея, реализованная в устройстве, состоит в том, что сетевое напряжение предварительно выпрямляется и сглаживается. При этом получается постоянное напряжение в 1,41 раза большее, чем действующее напряжение сети. Для коммутации нагрузки используется мощный полевой МОП-транзистор. Нагрузка питается импульсным напряжением, а регулирование производится изменением скважности управляющих импульсов, подаваемых на затвор ключевого транзистора.
Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и сглаживается электролитическим конденсатором С1. На С1 присутствует постоянное напряжение, равное амплитудному значению напряжения сети.
Нагрузка подключена через ключевой транзистор VT1 типа IRF840. Узел управления собран на широко распространенной микросхеме К176ЛА7. Но элементах DD1.1 и DD1.2, R1, R4 собран триггер Шмитта, который охвачен отрицательной обратной связью через элементы R2, R3, VD2, VD3, С2. Наличие временной задержки в цепи ОС приводит к возникновению колебаний, причем скважность генерируемых импульсов зависит от положения движка резистора R2.
На элементе DD1.3 собран буферный каскад, управляющий транзистором VT1. Диод VD5 предназначен для защиты ключевого транзистора от выбросов напряжения самоиндукции, возникающих при быстром закрытии VT1 в случае активно-индуктивной нагрузки регулятора.
На элементах R5, VD4, СЗ выполнен параметрический стабилизатор напряжения 11 В для питания микросхемы DD1. Конденсатор СЗ обеспечивает импульсы тока, необходимые для быстрого переключения элементов.
Конструктивно регулятор собран навесным монтажом в корпусе розетки. С одной стороны, благодаря сглаживанию выпрямленного напряжения, даже при входном напряжении 170 В на конденсаторе С1 будет около 240 В, что оставляет некоторый запас по регулированию. С другой — при нормальном сетевом напряжении повышенная мощность позволит намного быстрее подготовить паяльник к работе.
Диодный мост VD1 импортный малогабаритный на ток 2 А и обратное напряжение до 1000 В. Здесь можно применить любой диодный мост или дискретные диоды с обратным напряжением от 400 В и подходящим прямым током. Конденсатор С1 импортный 47 мкФ на напряжение 400 В. Транзистор VT1 типа IRF840 или аналогичный. Установлен без радиатора и не греется даже при работе с 65-ваттным паяльником. Возможна его замена другим МОП-транзистором с аналогичными характеристиками. Микросхему DD1 можно заменить К561ЛА7. Резисторы типа МЛТ-0,125, исключение составляет R5 типа МЛТ-2. Максимальная мощность нагрузки определяется параметрами VD1, C1, VT1. Устанавливая более мощные элементы и обеспечивая достаточное охлаждение, можно увеличить максимальную мощность нагрузки до сотен ватт.
скачать архив
схема регулировки температуры. Как сделать регулятор нагрева на симисторе?
Для качественного соединения радиодеталей и медных проводов пользуются разнообразными специальными приборами.
Важной тонкостью при пайке является необходимость точного поддержания температуры в точке работы. Для этого применяется схема регулировки мощности прибора.
Такой прибор можно собрать своими руками буквально за один вечер. Если тщательно продумать конструкцию, он найдёт в быту применение не только для управления паяльником. Можно плавно регулировать яркость настольной лампы. Такой аппарат также обеспечит плавную регулировку температуры электроплитки или небольшой кухонной духовки.
Инструменты и материалы
Несмотря на простоту конструкции, симисторный регулятор является радиоэлектронной схемой. Для изготовления такого прибора потребуются инструменты для механической обработки металла и пластмассы.
При монтаже электроники придётся использовать уже имеющийся паяльник. Разумеется, для сборки даже самого простого регулятора мастер должен обладать некоторыми знаниями и навыками изготовления радиоконструкций.
В первую очередь, определившись с потребностями и замыслом, приобретите нужные электронные компоненты по списку. Ключевым и самым дорогим элементом конструкции является симистор.
Эта небольшая деталь должна надёжно работать при подключении нагрузки запланированной мощности, поэтому лучше купить более дорогую деталь с некоторым запасом мощности.
Схемы регуляторов настолько похожи, что подобрать детали поможет продавец-консультант прямо в магазине радиотоваров.
Ещё проще найти на сайте магазина радиодеталей готовый комплект для сборки. В нём уже будут все нужные компоненты и инструкция по сборке.
Не менее важной деталью является корпус будущего регулятора. Он должен быть компактным, но вмещать все нужные элементы. Большое значение имеет удобство подключения потребителя. В качестве корпуса можно использовать готовую электромонтажную коробку со встроенной электророзеткой. В магазинах радиотоваров также продаются готовые корпуса для самоделок.
Ручка регулятора должна крепко держаться на оси переменного резистора, которым задаётся нужная температура. При этом материал ручки должен гарантировать изоляцию от напряжения бытовой электросети. Хорошо подходят ручки от старых радиоприёмников или электроприборов.
Потребуются и такие предметы:
- провода, рассчитанные на подключение в сеть 220 В;
- изолента;
- винты и шурупы;
- набор для пайки (припой, флюс, средство для отмывки паяных соединений).
Для проверки работы готового прибора удобно пользоваться электрической лампой накаливания. Можно использовать любую настольную лампу.
Только учтите, что светодиодные или люминисцентные лампы для этого не годятся, потому что неправильно работают с простыми симисторными регуляторами напряжения.
Способы изготовления
Если будете собирать простой симисторный регулятор на базе готового набора деталей, надо сразу же выбрать в магазине подходящую заготовку корпуса. Если есть желание сделать необычную конструкцию, можно использовать для корпуса любой старый электроприбор подходящего размера.
Регулятор небольшой мощности можно собрать в корпусе старого блока питания, включаемого в розетку. Очень необычно также смотрятся самодельные корпуса из древесины, но они трудоёмки в изготовлении. В общем, есть широчайший простор для творчества.
Выбрав корпус будущего регулятора, продумайте расположение элементов внутри него. Если использовать для сборки регулятора на симисторе электротехническую коробку с вилкой и розеткой, придётся поломать голову над способом размещения внутри неё платы регулятора. Кроме того, место расположения ручки регулятора должно быть удобным.
Простой прибор регулировки напряжения на симисторе обычно не содержит элементов обратной связи. Поворотом ручки приблизительно выставляется лишь процент подводимой мощности. Например, среднее положение ручки обеспечивает подачу примерно двух третей мощности.
Если есть желание сделать более точный терморегулятор, можно воспользоваться специальными паяльниками, которые содержат встроенный термодатчик.
Такие приборы обычно применяются для работы в составе паяльных станций и питаются пониженным напряжением.
Их также можно использовать совместно с самодельным регулятором температуры на симисторе. Но схема получится более сложной и будет включать в себя блок питания, понижающий напряжение 220 В до стандартного для паяльных станций – 23-28 В. Кроме того, такой регулятор содержит в конструкции компаратор, который сравнивает заданную температуру с той, которая фактически измерена датчиком температуры.
Выбирая паяльник со встроенным датчиком, обратите внимание на тип измерительного прибора. Более дешёвые модели имеют чувствительный элемент в виде терморезистора. Такие паяльники применимы с самыми простыми регуляторами температуры.
Более дорогие модели имеют датчик в виде термопары.
Такие датчики позволяют измерять и регулировать температуру очень точно. Но компаратор, применяемый совместно с термопарой, имеет более сложную и капризную схему.Симисторные регуляторы, способные работать совместно с термопарой, проще покупать в виде готовых наборов для сборки.
Многие наборы для сборки симисторного регулятора с датчиком температуры имеют схемы, прямо отображающую на индикаторе измеренную температуру паяльника. Это даёт неоценимое удобство работы, но не ведет к значительному удорожанию конструкции. Место для размещения индикатора также надо тщательно продумать.
Следует предусмотреть достаточное охлаждение ключевого элемента. Несмотря на то что симисторные ключи при работе почти не нагреваются, некоторая вентиляция всё равно нужна. Кроме того, могут сильно греться резисторы, ограничивающие ток на контактах симистора. Это следует учитывать, проектируя регулятор температуры на мощность более 200 Вт.
При сборке самодельного симисторного регулятора следует использовать стандартные припои и флюс для пайки. Электронные компоненты и медные провода паяются очень хорошо, и в качестве флюса вполне достаточно сосновой канифоли. Активные флюсы лучше не применять, потому что пайка с их применением может начать быстро разрушаться.
Проверка и наладка
Перед первым включением тщательно проверьте правильность сборки схемы. Особое внимание уделите надёжности паяных соединений и качеству изоляции всех цепей.
Симисторный регулятор включается непосредственно в электросеть, и все его части, включая переменный резистор задания температуры, находятся под напряжением, опасным для жизни.
Включать в розетку можно только прибор, все детали которого надёжно закреплены, а корпус закрыт и обеспечивает полную изоляцию. Первое включение можно произвести без нагрузки.
Если всё сделано правильно, подключите нагрузку в виде паяльника или лампы накаливания. Как правило, собранный из исправных деталей симисторный регулятор в особой наладке не нуждается.
Требуемая температура паяльника выставляется приблизительным поворотом ручки регулятора. Особая точность при этом не требуется, поэтому ручка резистора часто даже не снабжается шкалой.
При необходимости можно разметить шкалу температуры, ориентируясь на известные признаки при пайке. Например, распространённый припой марки ПОС-60 плавится при температуре 245°С.
Канифоль плавится при 100°С, а при 260-320°С дымит и обугливается. Такая разметка шкалы регулятора позволит заранее устанавливать приблизительно нужный режим пайки.
При любых работах с паяльником соблюдайте общие правила безопасности. Следите за качеством вентиляции в помещении. Пары припоя содержат ядовитые пары свинца, а дым горящего флюса является канцерогеном. Лучше всего производить пайку под вытяжкой.
Остерегайтесь ожогов и всегда возвращайте неиспользуемый паяльник на специальную подставку во избежание нагрева поверхностей. Опасность представляют также капли расплавленного припоя и брызги кипящего флюса.
О том, как сделать для паяльника регулятор мощности своими руками, смотрите далее.
cxema.org — Хороший регулятор мощности паяльника
Давно известно, что когда паяльник перегревается, то жало покрывается окислами и быстро выгорает, особенно у дешевых китайских. Поэтому соберем хорошую схему регулятора мощности, которая будет управлять степенью его нагрева.
Основным элементом схемы является мощный симистор (симметричный тиристор). Он работает также как тиристор, но не имеет анода и катода, ток в нем может протекать в обоих направлениях. Управляет симистор симетричный динистор или диак, в данном случае DB3 (советский аналог КН 102).
Динистор можно найти в балласте эконом лампы, в электронном трансформаторе или купить (стоит копейки). Динистор можно условно назвать разрядником. Он имеет определенное напряжение пробоя и откроется только по достижении этого значения.
По даташиту на DB3 это в среднем 28- 30В. При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С1 заряжается через R1 и R2. Когда напряжение дойдет до значения пробоя динистора, он откроется и на управляющий электрод симистора поступит напряжение. Симистор сработает (откроется), ток пойдет через нагрузку.
ЦепочкаVD1, VD2,C2, R3 предназначена для нормального срабатывания тиристора при минимальной выходной мощности. Принцип работы всех аналогичных схем одинаков: чем больше время задержки включения тиристора, тем меньше выходная мощность.
Данная схема отличается тем, что стабильно работает при любой выходной мощности. Заменив только тиристор на более мощный можно получить регулятор, способный коммутировать нагрузку в десятки киловатт. Например, у меня прошлой зимой он использовался с обогревателем на 5кВт. Если регулятор используется для паяльника то можно обойтись без теплоотвода. В случае мощных нагрузок понадобится соответствующий радиатор.
Печатная плата компактная и может поместиться в спичечном коробке, можно собрать регулятор даже в рукоятке паяльника. Я собрал его в небольшом корпусе. Кстати, многие китайские промышленные паяльники дополненые таким простым регулятором анонсируют как “паяльную станцию”.
Список компонентов
- Купить готовый регулятор мощности можно тут
- Купить симистор можно тут
- Динистор 30шт за 0,85$ купить можно тут
- Диоды 1n4007 100шт за 0,75$ купить можно тут
- Переменный резистор 500k 5шт за 2,7$ купить можно тут
- Набор резисторов 600шт за 2,85$ купить можно тут
Скачать архив проекта
Автоматический ограничитель тепла для паяльника
Обычно паяльнику требуется пара минут, чтобы должным образом нагреться и расплавить припой, после чего выделяемое тепло намного превышает требуемое и тратится впустую. Сам припой также производит токсичный дым, который необходимо удалять с помощью вытяжных устройств Integrated Air Systems. Более того, чрезмерное нагревание снижает срок службы бита и элемента, вызывая серьезные повреждения хрупких микросхем, конденсаторов и дорожек печатной платы.
Распространенным решением этой проблемы является использование диода, включенного последовательно с сетью и нагрузкой, так что утюг получает только половину цикла переменного тока. Но у этого процесса есть один серьезный недостаток — он замедляет нормальную скорость нагрева. Таким образом, после включения питания приходится долго ждать начала работы. Это может сильно раздражать, особенно если вы торопитесь.
| ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ | |
| R1 | 220? |
| R2 | 82К? |
| R3 | 10К? |
| R4 | 150 К? |
| R5 | СМОТРЕТЬ ТЕКСТ |
| C1 | 100 мкФ 25 В |
| C2 | 100 мкФ 25 В |
| C3 | 220 мкФ 16 В |
| D1 | IN4007 |
| D2 | IN4007 |
| D3 | IN4007 |
| D4 | ЖЕЛТЫЙ светодиод |
| D5 | IN4007 |
| D6 | 12 В 400 мВт стабилитрон |
| Т1 | SL 100 |
| T2 | г. до н.э. 108 |
| RL1 | 6В 300? Реле |
Описанная здесь схема решает эту проблему простым и недорогим способом и может использоваться с различными типами нагрузок до 80 Вт.При включении сети обнаруживается падение примерно 15 В положительного полупериода на R5, которое подается на T1, который действует как регулятор напряжения.
Стабилитрон D6 вместе с диодом D4 (желтый светодиод) стабилизирует напряжение эмиттера T1 на уровне 13,2 В постоянного тока, которое затем подается в схему реле, построенную вокруг T2 и C3. Конденсаторы C3 заряжаются по цепи база-эмиттер T2 и вызывают срабатывание реле. что, в свою очередь, позволяет обоим полупериодам сети переменного тока проходить через диод D3 и R5 к нагрузке, чтобы нагреть ее с нормальной скоростью.
По прошествии определенного времени (задано около 2 минут), C3 насыщается, и T2 перестает проводить через реле, таким образом, включается последовательный диод D2, чтобы пропустить через нагрузку только половину цикла переменного тока.
После выключения системы C3 очень медленно разряжается через R3 и R4. До того, как C3 полностью разрядится, если питание снова будет включено, C3 потребуется более короткое время для достижения уровня насыщения, таким образом, последовательный диод D2 переключается намного раньше, чем заданное время, чтобы предотвратить двойной нагрев нагрузки.
Однако, если цепь включается только через несколько секунд после выключения, C3 не успевает разрядиться, и реле вообще не срабатывает. Более того, если релейная цепь выходит из строя по какой-либо причине и T2 не проводит, нагрузке не причиняется никакого вреда, потому что в этом случае D2 остается последовательно с ней. Таким образом, схема обеспечивает полную защиту нагрузки.
Как указывалось ранее, данное значение C3 дает задержку в 2 минуты. Тем не менее, конденсатор емкостью 1000 мкФ также можно использовать для создания задержки 41/2 минуты.R5 поддерживает падение напряжения около 15 В. Таким образом, для использования в различных условиях нагрузки его значение изменяется, как показано в таблице 1.
| ТАБЛИЦА 1 | ||||||
| мощность нагрузки | 10 Вт | 18 Вт | 25 Вт | 35 Вт | 65 Вт | 80 Вт |
| Значение R5 (в омах) | 330 | 180 | 136 (68 + 68) | 100 | 56 | 44 (22 + 22) |
| Мощность R5 (в ваттах) | 1 | 2 | 2 | 4 | 5 | 6.5 |
Вся схема может быть установлена на печатной плате и помещена в корпус адаптера (7,6 см * 5,1 см * 6,4 см) и использоваться в качестве сетевой вилки. Поскольку во время работы R5 нагревается, его следует изолировать от других компонентов.
Присылайте свои идеи, они очень важны для нашего успеха…
с таймером предварительного нагрева — Поделиться Проект
Мы все хорошо знаем, какие проблемы могут возникнуть, если паять перегретым паяльником.Качество пайки ухудшается, дорожки на печатной плате отслаиваются, паяльник быстро выгорает, и этот список можно продолжать и продолжать. Особенно плохо видеть, как быстро выгорают медные паяльные жала, огнеупорные жала не устойчивы к активному флюсу и имеют меньшую теплоемкость, поэтому при замене огнестойкого жала паяльника на медное приходится понижать мощность. Посмотрите видео об устройстве ниже (с английскими субтитрами):
Модуль управления питанием с таймером — очень удобный вариант, если вы хотите улучшить свой паяльник, чтобы он не перегревался.Можно сказать, что вы вполне можете купить китайский, и в этом есть смысл, но только отчасти. Несмотря на то, что у таких паяльников есть функция регулировки мощности, они все равно перегреваются даже со своими стандартными негорючими наконечниками. Решить эту проблему можно, купив паяльник с датчиком температуры, но он стоит дороже; к тому же трудно найти более мощностью 60 ватт .
Еще можно попробовать найти регулятор мощности фазы для паяльника, но это все равно полностью проблему не решит.С одной стороны, такие элементы управления легко достать, но с другой стороны, они сделаны для общих целей, слишком громоздки и не содержат фильтров. Ну и, конечно же, таймер. Такие устройства не оснащены таймером, паяльниками и регуляторами общего назначения.
Вкратце: если вам нужен паяльный инструмент 60 … 120 Вт , позволяющий выпаивать конденсаторы из материнской платы, паять массивные медные детали и безопасно паять небольшую часть, то этот полезно для вас.
Есть миниатюрный модуль регулятора мощности паяльника, который встроен в корпус зарядного устройства телефона и имеет на борту удобный таймер. Это простое и удобное решение проблемы фазорегулятора мощности для паяльников до 120 Вт. Тиристор (SCR) VS1 — это компонент управления мощностью внутри этого модуля, который также имеет одну очень приятную особенность. На плате есть аналоговый таймер, который устанавливает максимальную мощность паяльника для быстрого нагрева, но затем включает ограничение мощности.Конечно, он настраивается при сборке и не имеет обратной связи, но, с другой стороны, нет микроконтроллеров и проблем в результате. Это просто и элегантно.
Всё это дополняется фильтром шумоподавления C1C2L1, что хорошо. По правде говоря, из-за огромного количества импульсных источников питания в жилых домах часто страшно смотреть, как выглядит их сетевое напряжение.
Что касается элементов управления, то у нас есть два переменных резистора.Более крупный R3 регулирует мощность. Меньший R11 устанавливает таймер нагрева. Есть светодиод HL1, который показывает, что идет нагрев, мощность максимальна и паяльник еще не достаточно горячий. Также есть кнопка сброса таймера SB1. Фактически, использование этой кнопки позволяет включить максимальную мощность на время, установленное таймером. Это может быть удобно при пайке теплоемких полигонов.
Сборка очень проста. Снимаем внутренности зарядного устройства, проверяем размер и форму платы регулятора мощности, при необходимости обрезаем ее края, чтобы плата подошла прямо к корпусу зарядного устройства.Припаиваем к разъему на 230 вольт, для удобства можно нанести на контакты паяльную кислоту. Далее нам нужно отрезать заглушку от паяльника, который мы собираемся модернизировать, надеть кусок резиновой трубки, чтобы сделать ее жесткой (она входит в комплект) и припаять. Затем очищаем плату от остатков флюса и собираем корпус.
После сборки сначала нужно установить таймер. Поверните потенциометры вправо до максимума по часовой стрелке (CCW). Таким образом мы установим максимальную мощность и максимальное время таймера.Затем вам нужно намотать припой и рассчитать продолжительность процесса нагрева. Для этого поверните оба потенциометра влево против часовой стрелки и измерьте время, за которое светодиод погаснет. Чтобы перезапустить таймер, нажмите кнопку и отрегулируйте время, поворачивая небольшой потенциометр. Установка завершена, нанесите 3 слоя защитного лака на нижнюю часть влагозащиты печатной платы.
Схема паяльника с регулируемой температурой
Одна из причин, по которой коммерческие паяльные станции дороги, заключается в том, что, как правило, они требуют использования паяльников со встроенными датчиками температуры, такими как термопары.Эта схема устраняет необходимость в специальном датчике, поскольку она определяет температуру нагревательного элемента паяльника непосредственно по его сопротивлению. Таким образом, эта схема, в принципе, будет работать с любым утюгом с сопротивлением, которое предсказуемо и в правильном направлении изменяется с температурой (то есть с положительным температурным коэффициентом).
Паяльник, идеально подходящий для использования с этим контроллером, можно приобрести в компании Dick Smith Electronics (Cat T-2100). Эта схема работает от батареи 12 В или источника постоянного тока, работающего от сети.Он работает следующим образом: преобразователь постоянного тока в постоянный (IC1, Q1, D1, Q2, T1, D2, L1 и т. Д.) Увеличивает входное напряжение 12 В постоянного тока примерно до 16 В. Более высокое напряжение увеличивает мощность утюга и сокращает время прогрева. Это выходное напряжение подается на резистивный мост, в котором нагревательный элемент утюга образует одну ногу.
Принципиальная схема:
Остальные компоненты моста включают резисторы R7-R9 и потенциометры VR2-VR4. Когда утюг достигает заданной температуры, установленной VR4, выход IC2a становится высоким, посылая сигнал на переключающий регулятор IC1.Это приводит к относительно низкому напряжению на выходе преобразователя. Двухцветный светодиодный индикатор показывает, что утюг достиг заданной температуры, меняя цвет с красного на зеленый. Теперь утюг начинает охлаждаться до тех пор, пока его температура не упадет ниже заданной температуры, после чего выходное напряжение преобразователя постоянного тока снова становится высоким, и цикл повторяется.
Степень гистерезиса, встроенная в схему, заставляет светодиодный индикатор мигать между красным и зеленым, пока температура утюга поддерживается на заданной температуре. Откалибруйте схему следующим образом: пока утюг еще относительно холодный, контролируйте входное напряжение и ток и отрегулируйте VR1 так, чтобы входная мощность (Вольт x Ампер) была около 50 Вт.Когда вы это сделаете, установите VR4 на максимум и настройте VR2 так, чтобы светодиодный индикатор мигал между красным и зеленым, когда утюг достиг желаемой максимальной температуры.
Наконец, установите VR4 в среднее положение и настройте VR3 так, чтобы светодиодный индикатор мигал, когда утюг достигает желаемой средней рабочей температуры. Например, вы можете установить максимальную температуру примерно на 400 ° C и среднюю рабочую температуру примерно на 350 ° C. В этом случае общий температурный диапазон должен составлять приблизительно от 280 ° C до 400 ° C.Проверьте правильность калибровки и при необходимости повторите процедуру регулировки. При регулировке используйте датчик температуры, желательно разработанный специально для паяльников, а не наугад.
Примечание:
- VR4 должен иметь логарифмический конус для компенсации нелинейности характеристики термостойкости паяльника.
Автор: Герман Нацинович — Авторское право: Silicon Chip
»Примечания по электронике
— обзор основ схем линейных и импульсных стабилизаторов напряжения, используемых в источниках питания электроники.
Пособие по схемам источника питания и руководство Включает:
Обзор электроники источника питания
Линейный источник питания
Импульсный источник питания Защита от перенапряжения
Характеристики блока питания
Цифровая мощность
Шина управления питанием: PMbus
Бесперебойный источник питания
Регуляторы напряжения широко используются в схемах питания электроники. Они обеспечивают очень высокую степень регулирования и низкий уровень пульсаций, хотя их уровни эффективности намного ниже, чем у другой популярной формы регулятора, называемой регулятором режима переключения.Однако линейные регуляторы все еще используются в больших количествах из-за их относительной простоты и высокого уровня производительности.
Можно изготавливать схемы регулятора напряжения как из дискретных компонентов, так и использовать регуляторы IC. Регуляторы IC позволяют достичь очень высоких уровней производительности, часто с использованием сравнительно небольшого количества компонентов, но часто для многих проектов можно использовать несколько доступных компонентов, чтобы создать идеально подходящую схему регулятора напряжения.
Базовая концепция схем регулятора напряжения
Несмотря на то, что существует множество различных схем регуляторов напряжения и интегральных схем регуляторов, основные концепции этих схем делятся на две основные категории:
- Последовательная схема регулятора
- Цепь параллельного или шунтирующего регулятора.
Все цепи регулятора напряжения попадают в одну из этих категорий, хотя из этих двух наиболее распространенным типом, наблюдаемым для цепей регулятора полного напряжения, является последовательный регулятор.
В дополнение к тому, что регуляторы напряжения классифицируются как последовательные и шунтирующие регуляторы, их также можно разделить на две другие категории в зависимости от режима работы:
- Линейные регуляторы напряжения.
- Импульсные регуляторы напряжения.
Широко используются как линейные, так и импульсные схемы регуляторов. У каждого типа есть свои преимущества и недостатки, поэтому выбор типа регулятора необходимо делать в зависимости от предполагаемого применения.
Схема последовательного регулятора напряжения
Цепи последовательного регулятора напряжения работают с использованием последовательного элемента управления, такого как биполярный транзистор или полевой транзистор. Принцип работы схемы основан на контроле проводимости этого последовательного элемента с помощью управляющего напряжения. Если выходное напряжение имеет тенденцию к повышению, это будет обнаружено, и управляющее напряжение будет отрегулировано для уменьшения проводимости последовательного элемента, что вызовет повышение напряжения на последовательном элементе.Поскольку последовательный элемент и нагрузка образуют схему делителя потенциала, любое увеличение напряжения на последовательном элементе управления приведет к падению напряжения на нагрузке.
Точно так же, если напряжение на нагрузке имеет тенденцию падать слишком низко, это будет обнаружено, управляющее напряжение для последовательного элемента затем приведет к повышению проводимости последовательного элемента, и напряжение на нагрузке будет поддерживаться.
Это типичная форма системы отрицательной обратной связи.Управляющее напряжение должно иметь эталон, с которым можно сравнивать выходной сигнал. Это часто обеспечивается опорного напряжения схемы, основанной вокруг стабилитрона. Выходное напряжение регулятора снимается, часто через делитель потенциала, и сравнивается с опорным напряжением, а напряжение ошибки возвращается в качестве управляющего напряжения для изменения проводимости последовательного элемента управления.
Можно изменить выходное напряжение, изменив величину, на которую выход делится в меньшую сторону.Поместив переменный резистор в делитель потенциала, можно изменить напряжение, которое сравнивается с опорным напряжением. Это, в свою очередь, изменит выходное напряжение схемы регулятора напряжения.
Схема параллельного регулятора напряжения
Как следует из названия, шунтирующий регулятор напряжения работает параллельно с нагрузкой, а не последовательно с ней. Используя устройство постоянного тока, которое может быть столь же простым, как резистор, оно работает параллельно с нагрузкой, шунтируя или поглощая ток, так что напряжение на нагрузке остается неизменным.
В простейших формах шунтирующих стабилизаторов используются устройства постоянного напряжения, такие как стабилитроны. В этих схемах используется последовательный резистор для обеспечения действия по ограничению тока, а стабилитрон помещается между резистором и землей параллельно нагрузке. Поскольку стабилитрон поддерживает постоянное напряжение, а изменения тока нагрузкой не вызовут каких-либо (значительных) изменений напряжения, потому что диод будет поддерживать постоянное напряжение, принимая любые изменения тока. Естественно, существуют и другие, более сложные формы шунтирующего регулятора, но вариант с стабилитроном является наиболее простым и понятным.
Линейный регулятор напряжения
Схема линейного регулятора напряжения — это схема, в которой проводимость элемента последовательного регулятора изменяется линейно, чтобы гарантировать поддержание требуемого напряжения на выходе. Таким образом, выходное напряжение поддерживается настолько точно, насколько это возможно, и получается самый чистый выходной сигнал.
Хотя схема линейного регулятора напряжения обеспечивает очень высокие уровни производительности с точки зрения шума, пульсаций и регулирования, этот тип схемы неэффективен.Элемент последовательного регулятора требует значительного падения напряжения на нем, чтобы он мог поддерживать высокий уровень шума и подавления пульсаций. Элемент последовательного регулятора должен быть способен рассеивать значительные уровни мощности в зависимости от требуемой выходной мощности. Это означает, что эти блоки питания могут быть большими и тяжелыми.
Импульсный регулятор напряжения
В отличие от линейных регуляторов, в которых последовательный элемент изменяется линейно, последовательный элемент в импульсных регуляторах имеет только два состояния — включено и выключено.Регулятор работает, заряжая большой конденсатор на выходе. Когда напряжение падает, поскольку заряд используется для питания нагрузки, включается последовательный регулятор. После достижения необходимого напряжения он снова отключается. Благодаря наличию на выходе емкостного конденсатора достаточно большого размера переключающие выбросы устраняются в основном.
Преимущество импульсных регуляторов заключается в их гораздо более высоком уровне эффективности, который они могут предложить. Последовательный элемент рассеивает очень мало энергии как во включенном, так и в выключенном состоянии.В результате эти источники питания не только очень эффективны, но и могут быть значительно меньше. Проблема в том, что на выходе всегда присутствуют всплески переключения, а общий уровень шума на выходе выше, чем у линейных регуляторов. Однако они вполне подходят для многих приложений и в результате очень широко используются.
Резюме
Линейные регуляторы напряжения очень широко используются в электронных схемах. В цепях, работающих на высоких скоростях и требующих точного обслуживания шин питания, цепи регулятора напряжения используются для обеспечения питания большинства цепей.
Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей
Схемы операционных усилителей
Цепи питания
Конструкция транзистора
Транзистор Дарлингтона
Транзисторные схемы
Схемы на полевых транзисторах
Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .
IC Регуляторы напряжения
Рис. 2.3.1 Типовые блоки серии LM78xx
- Изучив этот раздел, вы сможете:
- Распознавать часто используемые I.C. Регуляторы напряжения.
- По отношению к регуляторам напряжения серии 78xx:
- • Выберите соответствующие компоненты развязки.
- • Разберитесь с термином «отсев».
- • Узнайте о возможных причинах отказа ИС и их предотвращении.
- • Изучите методы производства положительных, отрицательных и двойных расходных материалов.
Диапазон интегральных схем (I.C.) LM78Xxx
Наличие схем регулятора в I.C. form значительно упростил конструкцию источников питания, и с момента их появления разнообразие конструкций, их мощность и надежность постоянно улучшались. Стабилизаторы на интегральных схемах доступны с различными номинальными значениями тока и напряжения для шунтирующих или последовательных приложений, а также для полных типов с переключаемым режимом. В настоящее время довольно редко можно найти регуляторы в действительно дискретных формах, описанных в модулях блока питания с 2.1 по 2.3, но популярные типы регуляторов 78Xxx (где X указывает подтип, а xx представляет собой выходное напряжение) используют почти те же принципы с улучшенной схемой. , в интегрированном виде.
Существуют различные диапазоны в нескольких типах корпусов от многих производителей компонентов, некоторые из которых показаны на рис. 2.4.1. Выбор пакета зависит от требований к пространству и производительности. Типичные диапазоны приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Диапазон | Выходные напряжения (V OUT ) | Максимальный ток | Максимальное входное напряжение | Типичное падение напряжения |
| LM78Lxx | 5.0 В, 6,2 В, 8,2 В, 9,0 В, 12 В, 15 В | 100 мА | 35V | В ВЫХ + 1,7 В |
| LM78Mxx | 5В, 12В, 15В | 500 мА | 35V | В ВЫХ + 2 В |
| LM78xx | 5,0 В, 5,2 В, 6,0 В, 8,0 В, 8,5 В, 9,0 В, 12,0 В, 15,0 В, 18,0 В, 24,0 В | 1A | 35 или 40 В в зависимости от типа | В ВЫХ + 2.5В |
Падение напряжения
Одна из важных частей данных, опубликованных в технических паспортах линейных I.C. регуляторами напряжения питания устройства. В любом линейном регуляторе, состоящем из дискретных компонентов или интегрированном, таком как серия 78, выходное напряжение поддерживается стабильным для различных протеканий тока за счет изменения сопротивления регулятора (фактически, путем изменения проводимости транзистора, как описано в Модуле источников питания. 2.2).
По этой причине должны выполняться две вещи:
1.Выходное напряжение всегда должно быть ниже входного.
2. Чем больше разница между входным и выходным напряжениями (при одинаковом токе), тем больше мощности должно рассеиваться в цепи регулятора, поэтому тем сильнее она становится.
Падение напряжения для любого регулятора указывает минимально допустимую разницу между выходным и входным напряжениями, если выходной сигнал должен поддерживаться на правильном уровне. Например, если регулятор LM7805 должен обеспечивать на выходе 5 В, входное напряжение должно быть не ниже 5 В +2.5 В = 7,5 В.
Однако падение напряжения не является абсолютным значением, оно может изменяться примерно на 1 В в зависимости от тока, потребляемого на выходе, и температуры, при которой работает регулятор. Поэтому кажется разумным оставить комфортный запас между минимально возможным входным напряжением и минимально допустимым напряжением (выходное напряжение + падение напряжения).
Максимальное входное напряжение, указанное в таблице 1, показывает, что существует значительная допустимая разница между максимальным и минимальным входным напряжением, однако следует помнить, что чем выше входное напряжение для данного выхода, тем больше мощности необходимо рассеять через регулятор.Слишком высокое входное напряжение и потери энергии плохо сказываются на сроке службы батарей в портативном оборудовании и плохо для надежности мощного оборудования, поскольку большее количество тепла означает большую вероятность неисправностей.
Например, LM7805, дающий 1 А при 5 В на нагрузку, означает, что нагрузка потребляет 5 Вт. Если входное напряжение составляет 8 В, ток через регулятор по-прежнему составляет 1 А, что составляет 8 Вт; поэтому регулятор рассеивает 8 Вт — 5 Вт = 3 Вт. Однако, если входное напряжение составляет, например, 20 В, то избыточная мощность, которая должна рассеиваться регулятором, теперь составляет 20 В x 1 А = 20 Вт минус 5 Вт, потребляемые нагрузкой = 15 Вт.
В современном линейном I.C. Однако регуляторы, а также защита от перегрузки по току и защита от перенапряжения, как описано в модуле 2.3 блока питания, существуют дополнительные схемы термического отключения для предотвращения сбоя из-за перегрева, так что если мощность слишком велика, вместо того, чтобы разрушать ИС, выход будет упадет до 0 В, пока ИС не остынет.
Даже при более разумных входных напряжениях стабилизатор I.Cs. действительно выделяют значительное количество тепла, поэтому важно, чтобы избыточное тепло эффективно рассеивалось за счет использования соответствующих радиаторов.Критерии использования радиаторов те же, что и для силовых транзисторов, обсуждаемые в Модуле 5.1 усилителей.
Дополняет серию 78xx серия 79, которая предлагает I.Cs. для обычно используемых отрицательных напряжений питания в том же диапазоне характеристик, что и серия 78, но с отрицательным выходным напряжением.
Рис. 2.3.2 Базовая схема блока питания с использованием линейного регулятора 7805 I.C.
Уменьшение пульсаций переменного тока
На рис. 2.3.2 показан регулятор серии I.C. и его связи.Обратите внимание, что C1 и C2 намного меньше, чем в источнике питания дискретных компонентов. Большой накопительный конденсатор не требуется, поскольку регулирующее действие I.C. уменьшит амплитуду пульсаций переменного тока (в пределах максимального диапазона входного напряжения) до нескольких милливольт на выходе.
Обеспечение устойчивости
C2 больше не является традиционным фильтрующим конденсатором, но предназначен для улучшения переходной характеристики, защиты от внезапных изменений в сети или условиях нагрузки e.грамм. скачки. Использование этих конденсаторов с указанными значениями будет поляризованного танталового типа и, хотя это не является строго обязательным во всех схемах, рекомендуется для обеспечения максимальной стабильности, предотвращая любую тенденцию И. колебаться. Они должны быть установлены как можно ближе к регулятору, а I.C. заземляющее соединение должно быть подключено к 0 В как можно физически ближе к заземлению нагрузки. Эти проблемы лучше всего решить, если регулятор I.C. используется в качестве регулятора «точки нагрузки», а не (или как) главный регулятор для всей системы электропитания.
Надежность
Применение линейного регулятора I.Cs. значительно повысил надежность источников питания, но поскольку эти ИС часто располагаются на подключаемых субпанелях с системой, существует опасность повреждения ИС регулятора. (а также с другими компонентами), если панели вставляются или удаляются, когда основной источник питания все еще находится под напряжением. Это может быть связано либо с тем, что система все еще подключена к электросети, либо потому, что конденсаторы основного источника питания не полностью разряжены.
Причина в том, что при отсоединении или подключении многоходовых разъемов нет гарантии, в каком порядке отдельные контакты подключаются или отключаются, и это может привести к неожиданному короткому замыканию или разомкнутой цепи, возникающим на мгновение во время процесса подключения или отключения.
Рис. 2.3.3 Защитный диод, используемый с 7805 и большими конденсаторами
Чтобы предотвратить такую возможность, можно разработать несколько дополнительных мер безопасности вокруг схемы регулятора для защиты I.С.
В некоторых схемах электролитические конденсаторы могут использоваться для C1 и C2 в качестве альтернативы использованию танталовых или полиэфирных конденсаторов, но в этом случае использование емкости будет значительно больше, 25 мкФ или более. Однако в схемах, где C2 составляет 100 мкФ или более, существует вероятность того, что, если вход закорочен на землю, временно (или постоянно из-за неисправности) заряд на C2 вызовет протекание большого тока обратно в I.C. выходной терминал, повредив I.C. Чтобы предотвратить это, диод, такой как 1N4002, может быть подключен через I.C. как показано на рис. 2.3.3, так что, если в любой момент времени на входной клемме будет более низкий потенциал, чем на выходе, диод будет проводить любой заряд на выходной клемме на землю, вместо того, чтобы пропускать ток через I.C.
Рис. 2.3.4 Влияние разомкнутой цепи заземления на 7812 IC
Если коммутационная панель отключена при подаче напряжения, возможно, что заземление заземлено на I.C. может быть отключен на мгновение перед вводом, как показано на рис. 2.3.4. В таком случае выходная клемма может подняться до уровня напряжения нерегулируемого входа, что может вызвать повреждение компонентов, питаемых от регулятора. Также, если панель подключена к уже имеющемуся питанию, такая же ситуация с мгновенным размыканием цепи заземления, а затем повреждение I.C. похоже.
Так как регуляторы напряжения обычно питаются от основного источника питания, они могут быть восприимчивы к любым скачкам сетевого напряжения, а также к обратному току.м.ф. скачки напряжения от других частей схемы. Любые положительные всплески напряжения, превышающие максимально допустимое входное напряжение (около 35 В или 40 В), или любые отрицательные всплески, превышающие -0,8 В, которые имеют достаточную энергию, чтобы вызвать протекание значительных токов, вероятно, повредят ИС. Некоторая защита может быть обеспечена путем использования конденсатора большой емкости на входной клемме и / или обеспечения минимизации вероятных причин переходных процессов за счет использования ограничителей переходных процессов на входе сети и предотвращения обратного тока.m.fs. как описано в модуле 3.2 теории переменного тока.
Двойные и отрицательные расходные материалы
Линейные стабилизаторыI.C. могут также использоваться для обеспечения регулируемого отрицательного напряжения с помощью регуляторов серии LM79xx, доступных в том же диапазоне напряжений, что и серии 78xx, но с отрицательными выходами. Их можно использовать для регулирования шин отрицательного или двойного питания.
Схема инверторадля паяльника под Repository-circuit -33205-: Next.gr
- Дом
- Новые схемы
- Категории ▼ Категории
- Аудио ▼ Аудио
- Аудио фильтры
- Стерео схемы
- Ультразвуковые цепи
- Усилители
- Аудио генераторы
- Предусилители
- Аудиомикшеры
- Эквалайзеры
- Тональный баланс
- Зуммер зуммера
- Клапаны с вакуумными трубками
- Мюзикл и эффекты
- Микрофонные схемы
- ВЧ-схемы ▼ ВЧ-схемы
- Цепи ФАПЧ
- Цепи УВЧ
- Цепи УКВ
- FM-радио
- Цепи GPS
- Цепи глушителя
- РЧ передатчики
- Радиоприемники
- ВЧ-усилители
- AM-радио
- FM-передатчик
- Схемы приемопередатчика
- Антенные схемы
- Активные антенны
- Антенные тюнеры
- Антенны Yagi Uda
- Антенны проекты
- Рамочные антенны
- Датчики Детекторы ▼ Датчики Детекторы
- Цепи металлоискателя
- Цепи измерения жидкости
- Светочувствительные цепи
- Цепи детектора напряжения
- Цепи обнаружения газа и воздуха
- Цепи восприятия человека
- RF и радиация
- Медицинские цепи
- Цепи датчика
- Магнитные цепи
- Цепи оптических датчиков
- Эффект Холла
- Цепи осциллятора ▼ Цепи осциллятора
- Цепи Varius
- Astable
- Colpitts
- Кристалл
- Хартли
- РФ
- Синусоида
- прямоугольная волна
- Вольт управляемый
- Мост Вайна
- Моностабильные схемы
- Пирс
- Источники питания ▼ Источники питания
- Tesla Circuits
- Инверторные схемы
- Цепи свободной энергии
- Зарядные устройства
- AC в DC и DC в DC
- Схемы солнечных элементов
- Ограничение тока
- Микросхемы питания
- Высокое напряжение
- Импульсные источники питания
- Счетчики Счетчики ▼ Счетчики Счетчики
- Цепи таймера
- Вольтметры
- Частотомер
- Цепи счетчиков
- Счетчики
- Часовые схемы
- Контрольные схемы
- Цепи задержки
- Цепи термометра
- VU-метры
- Световой лазер Светодиод ▼ Световой лазерный светодиод
- Инфракрасный
- Ксенон
- Освещение
- Светочувствительность
- Лазер
- Светодиодные схемы
- Флуоресцентные схемы
- ЖК-схемы
- Диммеры
- Цифровые схемы ▼ Цифровые схемы
- Аудио ▼ Аудио
