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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur thermique pour fer à souder. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radio-amateur Technologies L'auteur de cet article propose une idée très intéressante : utiliser son enroulement chauffant comme capteur de température pour un système de stabilisation de la température d'une panne de fer à souder électrique. La mise en œuvre de l'idée permet de stabiliser thermiquement le fer à souder sans le modifier. L'appareil peut être utilisé pour stabiliser la température d'autres appareils de chauffage. Les radioamateurs qui utilisent des fers à souder électriques fabriqués en usine utilisent généralement un régulateur de puissance manuel, plutôt qu'un stabilisateur thermique, pour réguler la température de leur panne. Cela est compréhensible, car un stabilisateur thermique nécessite l'installation d'un capteur de température sur le fer à souder, ce qui entraîne une modification de sa conception. Les stabilisateurs thermiques sont généralement utilisés avec des fers à souder électriques basse tension, souvent fabriqués indépendamment. S'il n'y a aucune possibilité ou désir de fabriquer un fer à souder avec un capteur de température, vous pouvez utiliser une méthode simple qui ne nécessite aucune modification du fer à souder fini. L’idée est que l’élément chauffant du fer à souder sert de capteur de température. On sait que la résistance électrique des métaux purs est directement proportionnelle à la température absolue, donc en mesurant la résistance, on peut juger de la température. Bien que la résistance des conducteurs utilisés pour les éléments chauffants dépende moins de la température, cette approche est également applicable ici. Dans ce cas, il convient de mesurer la température de l'élément chauffant par le courant qu'il consomme. Les avantages de la méthode de stabilisation de la température proposée incluent la facilité de mise en œuvre, un chauffage plus rapide du fer à souder (par rapport à un régulateur de puissance) et une stabilité de la température de la pointe suffisante pour la pratique de la radio amateur. L'inconvénient est la nécessité d'un ajustement individuel à la puissance d'un fer à souder particulier. Un diagramme schématique d'un stabilisateur thermique qui met en œuvre l'idée ci-dessus est présenté sur la Fig. 1.
La température du radiateur est régulée en modifiant le nombre de demi-cycles de la tension secteur qui lui est fournie. Le nœud de sortie de l'appareil, qui garantit l'activation du SCR lorsque la tension du secteur dépasse zéro, a été construit selon les recommandations de l'article de A. Leontyev et S. Lukash « Nœud de sortie du régulateur de puissance » dans « Radio », 1993, n° 4, p. 40,41. La température de stabilisation est fixée par la résistance R4. Il peut être réglé entre 20 et 100 % environ du maximum. L'appareil est conçu pour fonctionner avec un fer à souder d'une puissance de 30 W et d'une tension d'alimentation de 220 V. L'utilisation d'un stabilisateur thermique avec une charge de puissance différente est décrite ci-dessous. Commençons par examiner le fonctionnement du stabilisateur thermique à partir du moment où le thyristor VS1 est ouvert. Des chronogrammes reflétant le fonctionnement de l'appareil sont présentés sur la Fig. 2.
La tension secteur redressée par les diodes VD1 -VD4 crée un courant pulsé à travers l'élément chauffant Rн du fer à souder et les résistances R1 et R2. La valeur de ce courant est déterminée principalement par la résistance Rн, puisqu'elle est nettement supérieure à R1+R2. Dans ce cas, la tension à l'entrée non inverseuse de l'ampli opérationnel DA1 a une amplitude d'environ 3 V. Le comparateur, réalisé sur l'amplificateur opérationnel DA1, compare cette tension avec la tension retirée de la résistance variable R4. En sortie, le comparateur génère des impulsions rectangulaires dont la durée dépend de l'excédent de la tension sur les résistances R1 et R2 à la tension retirée du moteur de la résistance R4. À mesure que le fer à souder chauffe, le courant traversant son élément chauffant diminue, par conséquent, la chute de tension aux bornes des résistances R1 et R2 diminue et les impulsions à la sortie du comparateur deviennent plus courtes. Le comparateur DA1 contrôle le fonctionnement du transistor VT1. La diode Zener VD6 est nécessaire pour fermer le transistor alors que le niveau à la sortie du comparateur est bas. Lorsque le transistor VT1 est bloqué, le condensateur C3 est chargé via les résistances R11 et R12. Une tension de niveau haut à la sortie du comparateur ouvre le transistor VT1 et le condensateur C3 se décharge à travers la résistance R12. Ainsi, la tension sur ce condensateur dépend du rapport cyclique des impulsions en sortie du comparateur. Tant que la tension sur le condensateur est inférieure au seuil de commutation de l'élément DD1.3, le fonctionnement du nœud de sortie est autorisé. Aux moments où la tension secteur est proche de zéro, l'élément DD1.3 génère des impulsions rectangulaires. Le circuit différenciateur C4R14 et l'élément DD1.4 raccourcissent ces impulsions, et l'émetteur suiveur du transistor VT2 les amplifie en courant. Au début de l'alternance de la tension secteur, ils ouvrent le thyristor VS1. À mesure que la température du fer à souder augmente, l'amplitude de tension aux bornes des résistances R1 et R2 diminue et, à un moment donné, la durée des impulsions à la sortie du comparateur deviendra insuffisante pour décharger le condensateur jusqu'au seuil de commutation de l'élément logique DD1.3. .XNUMX. En conséquence, le nœud de sortie éteindra le fer à souder. L'appareil pourrait rester dans cet état indéfiniment. Mais pour contrôler la température, le courant doit circuler à travers l'élément chauffant, c'est pourquoi un générateur basé sur les éléments DD1.1 et DD1.2 est introduit dans le thermostabilisateur. Il génère des impulsions d'une durée d'environ 0,1...0,2 s et d'une fréquence d'environ 1 Hz. Les impulsions de la sortie du générateur via la résistance R10 arrivent à la base du transistor VT1 et l'ouvrent, le condensateur C3 se décharge et le nœud de sortie fournit une tension au fer à souder. Si, pendant la pause, le fer à souder parvient à refroidir au moins un peu, une fois l'impulsion du générateur diminuée, le fer à souder ne s'éteindra pas tant que la température de la panne n'atteindra pas celle réglée. L'appareil utilise des résistances constantes MLT, des résistances d'accord R2 - SP5-14, des résistances variables R4 - SP2-2-0,5. Les condensateurs C1, C3, C4 sont de la série KM, oxyde C2 - K50-35. La puce K561LE5 est remplaçable par la K1561LE5. Vous pouvez également utiliser le K564LE5, mais le circuit imprimé devra être corrigé. Le comparateur peut être assemblé sur les amplis opérationnels K544UD1, K544UD2 avec n'importe quelle lettre d'index. Au lieu du KS133A, n'importe quelle diode Zener fera l'affaire avec une tension de stabilisation de 3,3...5,6 V. Transistors - n'importe quelle série KT315, KT342, KT3102. Le stabilisateur thermique est assemblé sur un circuit imprimé en feuille de fibre de verre stratifiée de 1 mm d'épaisseur. Le dessin du tableau est présenté sur la Fig. 3.
Le panneau est installé dans un boîtier durable en matériau isolant. La poignée de la résistance variable R4 et la prise X1 sont affichées sur le panneau avant. La poignée en plastique de la résistance R4 doit être résistante mécaniquement et électriquement. Il ne faut pas oublier que toutes les parties de l'appareil sont sous tension secteur. Pour la configuration, il est pratique d'utiliser un indicateur LED dont le schéma est illustré à la Fig. 4. L'indicateur est connecté en série avec le fer à souder.
Le curseur de la résistance R2 est placé à l'extrême gauche selon le schéma, et le curseur de la résistance R4 est placé en bas, ce qui correspond au réglage de la température maximale du radiateur. Allumez le stabilisateur thermique et le voyant LED devrait briller en toute confiance. S'il n'y a pas de lueur, il faut sélectionner une résistance R5 de résistance inférieure. Après un certain temps, lorsque le fer à souder atteint sa température maximale, déplacez le curseur de la résistance R2 vers la droite selon le schéma jusqu'à ce que la LED commence à clignoter. Si cela ne peut pas être réalisé, vous devez augmenter la résistance de la résistance R5 et répéter la procédure décrite. Après avoir réglé la température maximale, laissez refroidir le fer à souder et vérifiez la limite inférieure de régulation avec la résistance R4. Pour faciliter l'utilisation, l'échelle du régulateur peut être calibrée. La résistance des résistances R1 et R2 doit être telle que la tension à l'entrée non inverseuse OY DA1 soit comprise entre 2,5 et 3,5 V. La résistance des résistances R4 et R5 est choisie de manière à ce que la tension sur le moteur de la résistance R4 puisse passer de la valeur correspondant à la chute de tension aux bornes des résistances R1 et R2 lorsque le fer à souder est froid à la valeur correspondant à la chute de tension aux bornes de ces résistances lorsque le fer à souder est chaud. L'appareil peut être utilisé non seulement pour stabiliser la température de la panne du fer à souder, mais également dans d'autres cas lorsque des radiateurs électriques sont utilisés. Il est seulement important d'assurer un bon contact thermique entre le radiateur et le fluide chauffé. Auteur: M.Kozlov, Naberzhny Chelny, Tatarstan
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