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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Contrôleur de puissance numérique pour fer à souder. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de puissance, thermomètres, stabilisateurs thermiques La température optimale de la pointe d'un fer à souder électrique est la condition la plus importante pour obtenir une soudure de haute qualité. Dans la pratique de la radio amateur, cela revêt une importance particulière, car lors de l'installation d'un dispositif d'ingénierie radio, le concepteur doit utiliser le même fer à souder avec des pointes interchangeables dont les caractéristiques thermiques diffèrent considérablement. L'utilisation de diverses soudures, dont les marques sont souvent inconnues, nécessite également une sélection expérimentale de la température de la panne à souder. L'auteur de l'article analyse l'efficacité des régulateurs de puissance, familiers aux radioamateurs à partir des publications de notre magazine, et propose pour répétition sa propre version du régulateur de température de chauffage du fer à souder - numérique. La méthode de contrôle du chauffage du fer à souder [1], lorsque sa puissance est régulée uniquement à l'état non fonctionnel (le fer à souder est sur un support) et que la puissance de travail est de 100%, ne donne des résultats positifs qu'avec un non remplaçable conseil. La pratique des radioamateurs montre que de bons résultats peuvent être obtenus par une régulation opérationnelle séparée de la puissance du fer à souder en mode de fonctionnement et en mode veille. Cette méthode est même préférable à la stabilisation en température fine monomode de la panne, car elle permet de trouver un compromis entre le maintien constant du fer à souder en état de marche pendant de nombreuses heures et l'usure de la partie travaillante de la panne due à la dissolution du cuivre dans la soudure. À l'heure actuelle, une "norme radioamateur" a été établie pour les régulateurs de puissance moyenne pour les appareils thermiques [2]. Son essence réside dans le fait que la régulation est effectuée par la méthode de la largeur d'impulsion, avec l'ouverture du trinistor ou du triac de puissance à des moments proches de la transition de la tension du secteur par "zéro". Elle est souvent qualifiée de méthode de « régulation silencieuse ». L'utilisation de puces CMOS fournit une solution de circuit simple pour générer un signal de largeur d'impulsion. Ses inconvénients incluent, peut-être, le flou du générateur dans les positions extrêmes du moteur de résistance de réglage et la nécessité de marquer l'échelle de puissance. De ces lacunes, le dispositif [13] est libre, dans lequel le principe numérique de formation d'un signal de largeur d'impulsion est appliqué. Il est particulièrement pratique lors de la formation d'un contrôle de puissance de fer à souder multimode, car il ne contient pas d'éléments nécessitant un réglage lors du changement de mode. Un schéma d'une telle variante du contrôleur de puissance numérique du fer à souder est illustré à la fig. 1. Le contrôleur triac décrit dans [4] a été utilisé comme solution de base. Une LED NI a été ajoutée à l'alimentation des microcircuits, signalant que l'appareil est connecté au réseau. Cet ajout s'est avéré pour ainsi dire "gratuit * - la LED est alimentée par une demi-onde de courant secteur qui recharge le condensateur d'extinction C1, qui n'est pas utilisé directement pour alimenter l'appareil. Le courant moyen traversant le LED" ne dépasse pas 15 mA. Lors du changement de polarité, presque toute la tension inverse, de valeur égale à la somme des tensions de stabilisation de la diode zener VDZ et de la chute de tension directe aux bornes de la diode VD2, est appliquée à la diode VD1, dont la résistance inverse est significativement supérieure à celle de la LED.
Si l'appareil est censé fonctionner à une température élevée, ce qui augmente le courant inverse de la diode VD1, il peut être shunté avec une résistance de 1 ... 3 kOhm pour protéger la LED de la tension inverse. Le transistor VT1 est utilisé pour mettre en évidence le moment de transition de la tension secteur par "zéro". La diode VD4 protège la jonction d'émetteur de ce transistor d'une alternance de tension inverse. Le transistor VT2 inverse le signal prélevé sur le collecteur du transistor VT1, augmente la pente du front, ce qui lui permet d'être alimenté directement à l'entrée CN du compteur décimal DD1 sans pilotes supplémentaires. Le front de l'impulsion de comptage à l'entrée du microcircuit est formé à la fin de chaque demi-cycle positif (par rapport au plus bas selon le schéma de câblage du réseau) de la tension secteur. En même temps, un "signal de haut niveau en cours d'exécution * (log. 0) apparaît aux sorties 9-1 du compteur, qui a un décodeur intégré. Lorsqu'un signal de ce niveau se produit à la sortie 9 (broche 11 ) du compteur, la bascule RS montée sur les éléments DD2.1 , DD2.2, est mise à un état haut sur la broche 10 de l'élément DD2.1, ce qui désactive le fonctionnement du générateur d'impulsions de déclenchement du triac VS1 Le générateur est réalisé sur les éléments DD2.3, DD2.4. Dans cet état, la charge du régulateur est désexcitée. Le réseau se produira après avoir commuté la bascule RS à l'état opposé par un haut- signal de niveau à la broche 8 de l'élément DD2.1. L'instant d'arrivée de l'impulsion de charge on par rapport à l'impulsion off est déterminé par le numéro de sortie du compteur connecté à la broche 8 de l'élément DD2.1. Ainsi, la puissance fournie au fer à souder en mode fonctionnement et en mode veille détermine la position des contacts des interrupteurs SA1 et SA2, respectivement. Le changement de mode se produit avec le switch SF1 lorsque son bouton est pressé avec une bascule qui maintient le fer à souder sur le support. Dans les deux modes, la puissance de 10 à 100 % par pas de 10 % est réglée par les interrupteurs SA1 et SA2. La résistance R7 élimine l'incertitude du signal à la broche 8 de l'élément DD2.1 lors de la commutation. Pendant les périodes de travail du réseau, le générateur d'impulsions de démarrage du triac \/S1 fonctionne en continu, ce qui vous permet d'allumer le triac avec une charge active de 60 W à une tension secteur d'environ 20 V. Vous pouvez évaluer visuellement la puissance relative délivré à la charge par la lueur de l'indicateur HL2. Bien que des impulsions de courant de l'électrode de commande du triac d'une valeur de plusieurs dizaines de milliampères la traversent, le courant moyen est de quelques milliampères. Étant donné que la composante constante du signal à la sortie du régulateur est proche de zéro, sous certaines restrictions, il peut contrôler la puissance des fers à souder basse tension connectés au réseau via un transformateur abaisseur. Les limitations sont liées à la particularité du fonctionnement du transformateur. Si la charge du transformateur est déconnectée, une inductance de haute qualité est connectée à la sortie du régulateur, sur laquelle se produisent des surtensions presque égales à deux fois la tension d'alimentation d'amplitude - environ 600 V. Ce mode est donc hautement indésirable pour assurer le sécurité du régulateur en cas de commutation accidentelle de charge, la sortie du régulateur est shuntée par une varistance R11 avec un point de rupture caractéristique de 350 ... 300 V. Mais si le régulateur est utilisé uniquement avec une charge active, la varistance peut être exclue . La deuxième limitation est associée aux processus transitoires dans les transformateurs en raison de leur faible fréquence de fonctionnement. Lorsque le transformateur est connecté au réseau (même à tension nulle), la première demi-période est consacrée à l'aimantation primaire du circuit magnétique, accompagnée d'une augmentation du courant de l'enroulement primaire. Par exemple, pour le fer à souder populaire EPSN 25/24 (GOST 7219-83), connecté au réseau via un transformateur, l'amplitude de l'impulsion de courant était de 2,5 A, soit 12 fois plus qu'en régime permanent. La valeur de l'amplitude du courant du deuxième demi-cycle a dépassé la valeur de l'état stable environ de 50%, et pour le troisième demi-cycle - environ 10%. Par conséquent, il est souhaitable d'allumer même un transformateur chargé aussi rarement que possible. Ceci est dû à l'utilisation d'un nombre entier de périodes pleines pour le contrôle de la puissance, qui fournit d'une part une valeur proche de zéro de la composante constante, et d'autre part un compromis entre l'inertie thermique de la charge, la facilité de mise en œuvre et une diminution du nombre de commutations de charge par unité de temps. À une certaine époque, notre industrie produisait des fers à souder basse tension, alimentés par le secteur via un condensateur d'extinction intégré dans un boîtier en plastique, de taille proche d'un transformateur de même puissance. Ces fers à souder ne peuvent pas être connectés au régulateur. Et si cela se produit encore, le fusible FU1 protégera le régulateur contre les pannes. L'apparence du régulateur est illustrée à la fig. 2, et la disposition et l'installation de ses pièces - sur la fig. 3. Structurellement, il se présente sous la forme d'un support pour fer à souder (un boîtier en plastique a été utilisé à partir d'une alimentation unifiée pour les équipements radio domestiques).La plupart des pièces sont placées et montées sur une carte de circuit imprimé universelle.
Le fer à souder est placé sur deux supports métalliques du support, pliés en fil d'acier d'un diamètre de 2,5 mm. La jambe de nez est mobile, sa bascule est reliée mécaniquement au bouton-poussoir SF1 (MP1-1). L'interrupteur ZV1 (type poussoir d'une lampe de table), les interrupteurs SA1, SA2 (MPN-1) et les LED НL1, HL2 sont placés sur le panneau supérieur de l'appareil. Étant donné que la position des contacts des interrupteurs SA1 et SA2 détermine de manière unique la puissance fournie à la charge, la LED HL2 n'est nécessaire que pour la surveillance générale des performances de l'appareil, elle peut donc être exclue si vous le souhaitez. Si l'acquisition d'interrupteurs multi-positions de petite taille est difficile, ils sont remplacés par la partie femelle d'un connecteur multi-broches à deux rangées, utilisant une partie à broche unique comme contact mobile, en y soudant un mince fil flexible. Pour éviter tout contact avec le secteur, il est préférable d'utiliser un connecteur à douilles encastrées et, pour ouvrir le circuit du contact mobile de l'interrupteur SF1, incluez une résistance d'une résistance de 91 ... 100 kOhm. Le régulateur est conçu pour une puissance de charge jusqu'à 150 W, de sorte que le triac peut fonctionner sans dissipateur thermique. Pour réduire l'encombrement et faciliter l'agencement des pièces de l'appareil, vous pouvez utiliser un triac miniature TC-106 dans un boîtier en plastique, monté sur un radiateur dissipateur à drapeau en aluminium d'une surface de 10 cm2. littérature
Auteur : P. Polyansky, Moscou
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