Регулятор мощности для паяльника

миниатюра поста

Довольно часто в процессе пайки схем, после замены элемента нужно протестировать работу схемы, провести некоторые измерения. Паяльник при этом остается включенным, и, если тестирование схемы затянется, жало начинает обгорать. Чтобы избежать этого приходится отключать паяльник, а когда он вновь понадобится ждать его разогрева. Но можно собрать регулятор мощности. Когда паяльник не нужен просто уменьшаем мощность чтобы жало не обгорало, а когда нужен увеличиваем мощность и разогрев происходит быстрее.

Первая схема на тиристоре:

регулятор мощности на тиристоре

Здесь тиристор замыкает диодный мост. После подачи питания через резисторы R1, R2 начинает заряжаться конденсатор C1. Когда напряжение на нем станет достаточным для отпирания тиристора, он откроется, замкнет диодный мост и включит нагрузку. Затем начнется разряд конденсатора через резисторы R3, R4. Ток выпрямленный диодным мостом имеет пульсирующую форму(меняется от нуля до максимума). Когда он станет меньше тока удержания тиристора, он закроется и отключит нагрузку, до тех пор пока не зарядится конденсатор и вновь не откроет тиристор.

Следующая схема на симисторе и динисторе:

регулятор мощности на симисторе

Здесь не нужен диодный мост, т.к. симистор пропускает ток в обоих направлениях. Принцип действия такой же как и у предыдущей схемы, только теперь для открытия симистора напряжение на конденсаторе должно достигнуть напряжения пробоя динистора. Светодиод D2 служит для индикации работы, а D3 защищает светодиод от пробоя обратным напряжением. Эти диоды ставить не обязательно.

Это простые схемы, но они создают помехи во время работы. Чтобы их уменьшить нужно включать и выключать нагрузку в те моменты, когда сетевое напряжение близко к нулю. Нужен детектор перехода напряжения через ноль. Существует много вариантов реализации такого детектора, но я решил воспользоваться готовым решением - симисторной оптопарой со встроенным детектором нуля MOC3063. В качестве управляющего сигнала ШИМ с низкой частотой, реализованный на таймере ne555. Сигналом шим с высокой частотой управлять оптопарой не получиться, поэтому для регулировки яркости ламп накаливания этот регулятор не подойдет. А вот для всяких нагревательных приборов схема подходит хорошо из-за их инерционности.

регулятор мощности на NE555

На таймере NE555 собран генератор с изменяемой скважностью. Период колебаний зависит от величины переменного резистора R2 и емкости конденсатора C3. Переменный резистор нужен линейный, чтобы среднее положение движка соответствовало коэффициенту заполнения 50%. У меня не нашлось переменного резистора на 100кОм и я поставил на 15кОм, емкость конденсатора при этом увеличил до 1000µF.

Схема включения оптосимистора стандартная, из даташита. Снабберную цепь R7, C4 можно не ставить. Она нужна только если нагрузка имеет индуктивный характер(электродвигатель). Не перепутайте местами выводы симистора, иначе он не будет работать. Первый вывод к нижнему по схеме проводу, второй к верхнему, третий управляющий.

Период колебаний шим можно выбрать в несколько секунд. Для мощных нагревателей можно и побольше. Увеличивая период шим сигнала с одной стороны сокращаем количество переключений и соответственно помех, но с другой стороны увеличивается разброс температур, что может несколько сократить срок службы нагревателя. Период в несколько минут может подойти например для управления компрессором в аквариуме или вентиляцией помещения.

Для питания управляющей части хотел использовать бестрансформаторный блок питания, который собирал ранее. Но с ним на максимальной мощности регулятора не хватало тока для открытия оптосимистора, большая его часть уходила на зарядку конденсатора.

В итоге поставил на питание зарядку от телефона на 5В коих у меня много. Боялся что питания может не хватить, ведь минимальное напряжение питания NE555 4.5В. Но и от 5В все заработало как надо. Резистор в цепи светодиода оптосимистора уменьшил до 100 Ом. Индикаторный светодиод должен быть с током 20мА. Светодиоды с меньшим током можно подключить параллельно оптосимисторному через свой токоограничивающий резистор.

Я собирался помимо паяльника регулировать мощность электроплиты на 1кВт, а для такой мощности уже нужен большой радиатор для симистора. Поэтому детали разместил в корпусе от реле изохрон м. В нем есть две розетки и два позиционных переключателя на 10 положений, которые я использовал вместо переменного резистора. Резисторы в переключателях поставил на 10кОм. Один переключатель регулирует длительность включенного состояния, а другой - длительность паузы. Двумя переключателями можно менять не только скважность колебаний, но и их периодичность.

детали в корпусе от реле изохрон

Внутри корпуса поместилась плата регулятора и плата от зарядки телефона, а симистор с радиатором пришлось разместить снаружи, на дне корпуса.

радиатор симистора закреплен снаружи

Это радиатор из блока питания компьютера. При мощности нагрузки 1кВт нагревается до 40 градусов. Думаю и максимальные для BTA16-600 3кВт выдержит. У симисторов серии BTA корпус изолирован от выводов, так что на радиаторе нет опасного напряжения.

Если же нужно только паяльник регулировать, то симистор можно взять маломощный, например BT131-600, снабберную цепь убрать, детали разместить в более миниатюрном корпусе, а сетевой провод и провод паяльника припаять непосредственно к плате, без розеток. В таком формате обычно выполнены блоки питания ноутбуков.

готовый регулятор

Работа схемы на видео:

Дата публикацииThu, 15 Sep 2022 00:21:34 GMT Просмотры13
Реклама
Похожие материалы