ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controlador de energia digital de ferro de solda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor A temperatura ideal da ponta de um ferro de soldar elétrico é a condição mais importante para obter uma solda de alta qualidade. Na prática do rádio amador, isso é de particular importância, pois ao instalar um aparelho de rádio, o projetista deve utilizar o mesmo ferro de soldar com pontas substituíveis que diferem significativamente em suas características térmicas. O uso de diversas soldas, cujas marcas muitas vezes são desconhecidas, também requer seleção experimental da temperatura da ponta do ferro de soldar. O autor do artigo analisa a eficácia dos reguladores de potência, familiares aos rádios amadores pelas publicações de nossa revista, e oferece para repetição sua própria versão de regulador de temperatura de aquecimento de ferro de solda - digital. O método de controle do aquecimento de um ferro de soldar [1], quando sua potência é regulada apenas no estado de inatividade (o ferro de solda está em um suporte), e no estado de funcionamento a potência é de 100%, dá resultados positivos apenas com uma ponta não substituível. A prática do rádio amador mostra que bons resultados podem ser alcançados regulando separadamente a potência do ferro de solda nos modos de operação e de espera. Este método é ainda preferível à estabilização precisa monomodo da temperatura da ponta, pois permite encontrar um compromisso entre a manutenção constante do ferro de soldar em estado de prontidão por muitas horas e o desgaste da parte funcional da ponta devido ao dissolução do cobre na solda. Atualmente, um certo “padrão de rádio amador” foi estabelecido para reguladores de potência média para aparelhos térmicos [2]. A sua essência reside no facto de a regulação ser efectuada pelo método da largura de impulso, com abertura do trinistor de potência ou triac em momentos próximos da transição da tensão da rede através de “zero”. Isso costuma ser chamado de método de "controle silencioso". O uso de chips CMOS fornece uma solução de circuito simples para gerar um sinal de largura de pulso. Suas desvantagens incluem a operação pouco clara do gerador nas posições extremas do ajuste do resistor do motor e a necessidade de marcação na escala de potência. O dispositivo [13], que utiliza o princípio digital de geração de um sinal de largura de pulso, está livre dessas deficiências. É especialmente conveniente ao criar controle de potência multimodo para um ferro de soldar, uma vez que não contém elementos que exijam ajuste ao alternar os modos. O diagrama desta versão do regulador de potência do ferro de solda digital é mostrado na Fig. 1. O regulador triac descrito em [4] foi utilizado como solução básica. Um LED NI foi adicionado à alimentação dos microcircuitos, sinalizando que o dispositivo está conectado à rede. Esta adição acabou sendo "gratuita* - o LED é alimentado por meia onda da corrente da rede elétrica, que recarrega o capacitor de extinção C1, diretamente para alimentar o dispositivo não utilizado. A corrente média que flui através do LED" não excede 15 mA. Quando a polaridade é alterada, quase toda a tensão reversa, igual em valor à soma das tensões de estabilização do diodo zener VDЗ e a queda de tensão direta através do diodo VD2, é aplicada ao diodo VD1, cuja resistência reversa é significativamente maior que a do LED. Se o dispositivo for operado em temperaturas elevadas, o que aumenta a corrente reversa do diodo VD1, para proteger o LED da tensão reversa, ele pode ser contornado com um resistor com resistência de 1...3 kOhm. O transistor VT1 é usado para destacar o momento em que a tensão da rede cruza zero. O diodo VD4 protege a junção do emissor deste transistor da tensão reversa de meia onda. O transistor VT2 inverte o sinal retirado do coletor do transistor VT1, aumenta a inclinação da frente, o que permite que ele seja alimentado diretamente na entrada CN do contador decimal DD1 sem nenhum modelador adicional. A borda do pulso de contagem na entrada do microcircuito é formada no final de cada meio ciclo positivo (em relação ao inferior no diagrama de fiação da rede) da tensão da rede. Neste caso, um sinal de funcionamento de alto nível (lógica 0) aparece nas saídas 9-1 do contador, que possui um decodificador embutido. Quando um sinal deste nível aparece na saída 9 (pino 11) do contador, um gatilho RS montado nos elementos DD2.1, DD2.2, é ajustado para um nível alto no pino 10 do elemento DD2.1, o que proíbe a operação do gerador de pulsos do gatilho triac VS1. O gerador é feito nos elementos DD2.3 , DD2.4. Neste estado, a carga do regulador é desenergizada. O acionamento da carga na rede ocorrerá após a comutação do gatilho RS para o estado oposto com um sinal de alto nível no pino 8 do elemento DD2.1. O momento de chegada do pulso de comutação de carga em relação ao pulso de comutação é determinado pelo número da saída do contador conectada ao pino 8 do elemento DD2.1. Assim, a potência fornecida ao ferro de soldar em modo de operação e modo de espera determina a posição dos contatos das chaves SA1 e SA2, respectivamente. Os modos são alterados usando a chave SF1 quando você pressiona seu botão com um balancim segurando o ferro de solda no suporte. Em ambos os modos, a potência de 10 a 100% em incrementos de 10% é definida pelas chaves SA1 e SA2. O resistor R7 elimina a incerteza do sinal no pino 8 do elemento DD2.1 durante a comutação. Durante os períodos de operação da rede, o gerador de pulsos de disparo triac \/S1 opera continuamente, o que permite ligar o triac com uma carga ativa de 60 W a uma tensão de rede de cerca de 20 V. Você pode avaliar visualmente a potência relativa fornecida à carga pelo brilho do indicador HL2. Embora pulsos de corrente do eletrodo de controle do triac com um valor de várias dezenas de miliamperes passem por ele, a corrente média é de alguns miliamperes. Como a componente constante do sinal na saída do regulador é próxima de zero, sob certas restrições ele pode controlar a potência de ferros de solda de baixa tensão conectados à rede por meio de um transformador abaixador. As limitações estão relacionadas às características operacionais do transformador. Se a carga do transformador estiver desconectada, um indutor de alta qualidade é conectado à saída do regulador, no qual ocorrem picos de tensão quase iguais ao dobro da amplitude da tensão de alimentação - cerca de 600 V. Este modo é extremamente indesejável, portanto, para Para garantir a segurança do regulador durante manobras aleatórias de carga, a saída do regulador é desviada por um varistor R11 com ponto de interrupção característico de 350...300 V. Mas se o regulador for usado apenas com carga ativa, o varistor pode ser eliminado . A segunda limitação está associada a processos transitórios em transformadores devido à sua baixa frequência de operação. Quando o transformador é conectado à rede (mesmo em tensão zero), o primeiro meio ciclo é gasto na magnetização primária do circuito magnético, acompanhado por um aumento de corrente no enrolamento primário. Por exemplo, para o popular ferro de solda EPSN 25/24 (GOST 7219-83), conectado à rede através de um transformador, a amplitude do pulso de corrente foi de 2,5 A, que é 12 vezes maior do que no estado estacionário. O valor da amplitude da corrente do segundo meio ciclo excedeu o valor do estado estacionário aproximadamente em 50%, e para o terceiro meio ciclo - cerca de 10%. Portanto, mesmo um transformador carregado é aconselhável ligar o mais raramente possível. Isto determina a utilização de um número inteiro de períodos completos para regular a potência, o que, por um lado, proporciona um valor próximo de zero da componente constante, e por outro, um compromisso entre a inércia térmica da carga, facilidade de implementação e redução no número de manobras de carga por unidade de tempo. Ao mesmo tempo, nossa indústria produzia ferros de soldar de baixa tensão, alimentados pela rede elétrica por meio de um capacitor de extinção embutido em uma caixa de plástico, de tamanho semelhante a uma unidade transformadora de mesma potência. Estes ferros de soldar não podem ser conectados ao regulador. E se isso acontecer, o regulador estará protegido contra falhas pelo fusível FU1. A aparência do regulador é mostrada na Fig. 2, e o layout e instalação de suas peças são mostrados na Fig. 3. Estruturalmente, é feito em forma de suporte para ferro de soldar (é utilizada uma caixa plástica de uma fonte de alimentação unificada para equipamentos de rádio domésticos) A maioria das peças é colocada e montada em uma placa de circuito impresso universal. O ferro de soldar é colocado sobre dois suportes metálicos do suporte, dobrados em fio de aço com diâmetro de 2,5 mm. O suporte do nariz é móvel, seu balancim é conectado mecanicamente ao botão da chave SF1 (MP1-1). O interruptor ZB1 (tipo push de um abajur), os interruptores SA1, SA2 (MPN-1) e os LEDs HL1, HL2 estão localizados no painel superior do dispositivo. Como a posição dos contatos das chaves SA1 e SA2 determina exclusivamente a potência fornecida à carga, o LED HL2 é necessário apenas para monitoramento geral do desempenho do dispositivo, podendo ser excluído se desejado. Se for difícil comprar interruptores multiposições de pequeno porte, eles serão substituídos pela parte fêmea de um conector multipinos de duas fileiras, usando uma peça de pino único como contato móvel, soldando um fio fino e flexível a ele. Para evitar o contato com a fonte de alimentação, é melhor usar um conector com soquete embutido e conectar um resistor com resistência de 1 ... 91 kOhm ao circuito aberto do contato móvel da chave SF100. O regulador foi projetado para potência de carga de até 150 W, para que o triac possa operar sem dissipador de calor. Para reduzir as dimensões e facilitar a disposição das peças do dispositivo, pode-se utilizar um triac miniatura TS-106 em uma caixa de plástico montada em um dissipador de calor de bandeira de alumínio com área de superfície de 10 cm2. Literatura
Autor: P. Polyansky, Moscou Veja outros artigos seção Reguladores de potência, termômetros, estabilizadores de calor. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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