Блок питания низковольтного паяльника своими руками

Блок питания низковольтного паяльника мощностью 18 Вт

В предлагаемой вниманию читателей статье описан импульсный блок с номинальным выходным напряжением 6 В для питания нагрузки мощностью до 18 Вт. Имеется возможность оперативного переключения на выходное напряжение 5 В. В авторском варианте блок используется для питания низковольтного паяльника, однако его можно применять для любой нагрузки соответствующей мощности, рассчитанной на напряжение 5 или 6 В.

В настоящее время микроэлектроника настолько широко распространилась в бытовой и промышленной технике, что паяльники на напряжение 220 В уже мало пригодны не только для её ремонта, но и для радиолюбительского творчества. Приходится пользоваться “мини-паяльниками” небольшой мощности с низким напряжением питания. Как правило, для работы с ними применяют классические трансформаторные блоки питания, имеющие солидные размеры и массу. Но современное направление на использование для питания в бытовой (и не только) аппаратуре обратноходовых импульсных источников питания (ИИП) и появление для этого широкого набора микросхем позволяют собрать лёгкий малогабаритный блок.

Предлагаемый вариант источника питания рассчитан для работы с паяльниками с номинальным напряжением 6 В мощностью до 18 Вт. В устройстве предусмотрено ступенчатое уменьшение напряжения питания паяльника до 5 В, что соответствует снижению мощности паяльника до 70 %. Малая проходная ёмкость ИИП позволяет использовать его для работы с элементами, которые подвержены воздействию статического электричества.

Основные технические характеристики

Интервал входного напряжения, В . 180. 250

Номинальная частота преобразования, кГц . 100

Номинальное выходное напряжение, В . 6

Ток нагрузки, А . 0. 3

На рис. 1 представлена схема преобразователя питания для паяльника. Основной элемент устройства – специализированная микросхема TOP223Y О проектировании подобных ИИП подробно рассказано в статье [1].

Устройство собрано на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5. 2 мм. Её чертёж показан на рис. 2. Для уменьшения габаритов в устройстве применены импортные оксидные конденсаторы. Конденсаторы С1, С5 – керамические или плёночные на номинальное постоянное напряжение не менее 400 В или переменное не менее 250 В, остальные – керамические на напряжение не менее 50 В. Резисторы R1, R2, R4, R8, диоды VD3, VD4 установлены перпендикулярно плате. Для повышения надёжности печатные проводники выходных цепей (от обмотки III трансформатора Т1 до выхода – на чертеже печатной платы они немного шире остальных) рекомендую “усилить” увеличенным при лужении слоем припоя.

Элементы R4 и C8 были зарезервированы согласно рекомендациям фирмы-производителя для случая неустойчивого запуска преобразователя, но необходимости в них не возникло. В выходном выпрямителе применён сдвоенный диод Шотки в корпусе ТО-220. Дроссель выходного фильтра L2 намотан на ферритовом магнитопроводе “гантелевидной” формы размерами 9×12 мм от неисправного блока питания персонального компьютера проводом ПЭВ-2 0,5 мм до заполнения. С рекомендациями по возможной замене применённых деталей также можно ознакомиться в статье [1].

Микросхема преобразователя DA1 и диод VD5 установлены на теплоотводы, изготовленные из листовой меди толщиной 1 мм. Благодаря гибкости материала удалось относительно легко изготовить теплоотводы с максимальной поверхностью охлаждения. О формах и размерах теплоотводов можно судить по внешнему виду платы устройства, показанной на рис. 3. Готовый вид изделия представлен на рис. 4.

Выключатель питания расположен на верхней крышке, светодиоды установлены на отдельной небольшой плате и приклеены к крышке. Светодиод HL2 – зелёного цвета свечения, HL1 – красного. Светодиод HL2 сигнализирует о наличии выходного напряжения, а HL1 включается переключателем SA2 при установке последнего в режим пониженного выходного напряжения.

В устройстве применены готовые изделия: дроссель L1 – сетевой фильтр PMCU-0330 0,4 А 300 В или самодельный, как предложено в статье [1]. Переключатель SA2 – B1550 (SS8) движковый 50 В импортный на два положения горизонтального исполнения. Разъём питания (на схеме не показан) – вилка RF-180S на блок угловая двухконтактная 250 В/2,5 A, выходной разъём (на схеме не показан) – DS-210. Выключатель питания SA1 – SC719 (SMRS-101), 250 В/1 A или аналогичный. Микросхему TOP223Y можно заменить по возрастающей мощности на ТОР224-6Убез изменений в схеме, разница только в удорожании конструкции.

Трансформатор преобразователя собран на Ш-образном магнитопроводе Ш6х6 размерами 24x24x6 мм с каркасом в низкопрофильном исполнении из феррита, предположительно, проницаемостью 1500. 2000. Комплект из каркаса и магнитопровода был приобретён в магазине, где, кроме цены, ничего выяснить не удалось.

Линейка микросхем TOP22Х имеет внутреннюю защиту от перегрузки по току за счёт встроенного токоограничительного резистора, поэтому параметры изготовленного трансформатора (в первую очередь, индуктивность первичной обмотки) имеют первостепенное значение.

Намотка трансформатора “вслепую” желаемых результатов не дала. Пришлось обзавестись приборами для измерения индуктивности, после чего проблема с определением числа витков первичной обмотки отпала.

Пользуясь рекомендациями в статье [1] для TOP223Y и указанного магнитопровода, я определился со значением индуктивности – 1300 мкГн. Как известно, индуктивность катушки с магнитопроводом (в микрогенри) рассчитывается по формуле

где N – число витков; K – параметр магнитопровода.

Далее экспериментальным путём определяем параметры подходящего магнитопровода. Для вычисления К наматываем на каркас пробную обмотку, например 50 витков, и собираем трансформатор обязательно с прокладками в крайних кернах толщиной 0,2 мм из немагнитного материала, например текстолита. Иногда магнитопроводы уже имеют готовый зазор, тогда дополнительный зазор не нужен.

После сборки трансформатора измеряем индуктивность обмотки и определяем коэффициент К имеющегося магнитопровода. Затем по формуле N = K√L вычисляем необходимое число витков первичной обмотки.

В моём варианте первичная обмотка содержит 92 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм. Обмотка II – 13 витков того же провода. Выходная обмотка содержит семь витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм, намотанных в три жилы. Соблюдение фазировки обмоток обязательно. Начало обмотки на схеме обозначено точкой.

Все обмотки изолированы между собой двойным слоем полиэфирной изоляционной ленты ТЕА 5К5, которую можно заменить лакотканью или другим материалом общей толщиной 0,1 мм. После окончательной сборки обязательно следует измерить индуктивность первичной обмотки.

Блок питания собран в корпусе BOX-KA12 размерами 90x65x35 мм. Для охлаждения в корпусе просверлены отверстия.

При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже налаживание ИИП не требуется. При первом включении необходимо обязательно вместо плавкой вставки FU1 использовать лампу накаливания мощностью 40-60 Вт. Это избавит от возможных неприятностей. Из собственного опыта выяснилось, что несоблюдение фазировки первичной обмотки и обмотки II гарантированно выводит из строя микросхему TOP223Y При несоблюдении фазировки выходной обмотки устройство “не держит” нагрузку, срабатывает внутренняя защита по току в микросхеме TOP223Y

В случае необходимости для замены и подбора магнитопровода можно обратиться к статье [5].

При самостоятельной разводке платы необходимо обязательно учитывать рекомендации фирмы-производителя. Топология печатной платы современных ИИП на высоких частотах преобразования имеет свои особенности. С ними, а также с параметрами микросхем серии TOP22Х можно ознакомиться в [6].

1. Косенко С. Проектирование обратноходовых ИИП наTOPSwitch-II с помощью программы VDS. – Радио, 2006, № 3, с. 30-32.

2. Терентьев Е. Измеритель ёмкости и индуктивности. – Радио, 1995, № 4, с. 37.

3. Потачин И. Приставка-измеритель LC к цифровому вольтметру. – Радио, 1998, № 12, с. 31.

4. БеленецкийС. Приставка для измерения индуктивности в практике радиолюбителя. – Радио, 2005, № 5, с. 26-28.

5. Косенко С. Подбор отечественных аналогов импортных трансформаторов в обратноходовом преобразователе. – Радио, 2006, № 5, с. 31.

Стабилизатор напряжения для низковольтного паяльника на базе электронного трансформатора

Появилась идея создать очень маленький и легкий блок питания для низковольтного паяльника. При этом очень просто реализуется разделение питания паяльника и электрической сети, что значительно повышает безопасность.

После ознакомления со статьей «Dimmer (регулятор яркости)» от igRoman [1], в которой управление аналогом однопереходного транзистора было реализовано на полевом транзисторе, появилась идея применения принципа управления, изложенного в этой статье, для создания стабилизатора напряжения для низковольтного паяльника на базе схемы электронного трансформатора.

Содержание / Contents

↑ Технические характеристики БП

↑ Принципиальная схема

Электронным трансформатором называют схему импульсного источника питания на основе трансформатора и высокочастотного генератора на полупроводниковых ключах. Его особенностью является то, что переключение транзисторов происходят в результате напряжений, наводимых на обмотках импульсного трансформатора и положительной обратной связи.

Началом возникновения генерации можно управлять с помощью RC цепи, работающей на однопереходной транзистор или его аналог, который выдает короткий импульс для первоначального запуска автогенератора в начале каждого полупериода сети. При этом на выходе образуются пакеты высокочастотных импульсов, длительность которых и определяет выходное напряжение автогенератора.

Применение аналога однопереходного транзистора связано с тем, что с нагрузкой или без нее программируемый однопереходный транзистор (ПОПТ) выдает только один импульс в течение полупериода и переходит в режим удержания.

↑ Оптоэлектрический преобразователь

К сожалению, однопереходной транзистор КТ117 выдает серию импульсов при работе без нагрузки, которые плохо влияют на работу выходного каскада электронного трансформатора.

После ряда экспериментов в качестве преобразователя импульсного выходного напряжения в значение эффективного для регулирования был применен оптоэлектрический преобразователь, состоящий из лампы накаливания, двуханодного стабилитрона, регулировочного резистора и фоторезистора. При этом, благодаря инерционности нити накала лампы, получилось прекрасное интегрирование значения выходного напряжения для цепей управления.

В первом варианте схемы, была сделана попытка применить TL431 для стабилизации выходного напряжения, но попытка потерпела неудачу (паразитные колебания, которые я не смог устранить).

↑ Стабилизация

При увеличении выходного напряжения зажигается лампа Л1, и напряжение на затворе VT1 снижается, что увеличивает время заряда конденсатора C3 и выходное напряжение снижается. При уменьшении напряжения процесс протекает в обратном порядке.

Для нормальной работы преобразователь должен быть нагружен, иначе прерывается обратная связь по току нагрузки, протекающему через трансформатор T1, и генерация может не возникнуть или будет неустойчивой.

Токовый трансформатор T1 работает в режиме насыщения и определяет частоту генерации. Поэтому число витков катушки связи подбирается по замедлению роста напряжения на базовой обмотке. После этого рассчитывается число витков базовой обмотки так, чтобы на ней было напряжение около 2 — 3 Вольт . Затем рассчитывается сопротивления в базовых цепях из расчета величины базового тока 0,1 — 0,3А.

↑ Описание работы схемы

Питание осуществляется от сети 220 Вольт .
На входе стоит помехоподавляющий конденсатор C1 и защитный резистор R1, который работает как предохранитель.

Читайте также:  Простейший дачный рукомойник

Транзистор VT1 управляет током заряда времязадающего конденсатора C3. Управление происходит с помощью фоторезистивной пары Л1 и R11.

Аналог однопереходного транзистора собран на VT2 и VT3. Короткие импульсы запуска с аналога через резистор R18 поступают на базу нижнего плеча силового ключа VT5 и VT4 и вызывают начало генерации в каждом полупериоде сети.

К силовым ключам, через обмотку обратной связи трансформатора Т1, подключен выходной трансформатор Т2.
Трансформатор T1 работает в режиме насыщения и от его параметров зависит частота генерации.
Трансформатор T2 работает без захода в режим насыщения.

Диоды D6 и D11 служат для обеспечения полного разряда конденсатора C3 при прохождении напряжения питающей сети через ноль. При этом гарантируется стабильное время заряда C3 с начала следующего полупериода.

Двуханодный стабилитрон D10 делает регулировочную характеристику более жесткой, чем повышает стабильность выходного напряжения.

Для питания встроенного вольтметра сделана отдельная обмотка, которая питает вольтметр, и с нее же снимается значение выходного напряжения и после интегрирования поступает на измерительный вход вольтметра.

С диодного моста Br1 выпрямленное и сглаженное напряжение поступает на гнезда 50 Вольт для питания микродрели.

Отдельная обмотка на 5 Вольт (эффективного значения) и ток до 5А предназначена для питания «обжигалки» для снятия изоляции проводов.

↑ Конструкция и детали




Корпус сделан из тонкой жести.

↑ Оптоэлектрический преобразователь

Лампочка Л1 — миниатюрная с гибкими выводами от подсветки в автомобильных магнитолах.

Фоторезистор применен с темновым сопротивлением 1М или больше.

К силовым транзисторам прикручен небольшой радиатор (2,5×4 см), который практически не греется при работе (температура около 40 градусов).

Конденсаторы C8 и C9 на напряжение 250 Вольт , а C7 на напряжение 63 вольта.
Резистор R2 МЛТ-2, 62 ком 2 вт.
Резистор R13 — ППБ-2А 680 ом.

Двуханодный стабилитрон D10 может быть заменен двумя одинаковыми встречно включенными стабилитронами.

↑ Моточные изделия

Моточные данные трансформаторов указаны на принципиальной схеме.
Сердечник трансформатора T1 взят от энергосберегающей лампы. Обмотки 2×2 витков и 3 витка.
Число витков зависит от сердечника трансформатора T1 и уточняется при настройке.

↑ Встроенный вольтметр

Для измерения выходного напряжения применен миниатюрный вольтметр на семисегментном LED индикаторе и PIC16F684 [2], который плотно вставлен в лицевую панель.

↑ Налаживание

Число витков трансформатора T1 уточняется при настройке, чтобы получить частоту генерации примерно 35 — 55 кГц при работе блока на нагрузку мощностью не менее 10 Вт.
R5 — определяет минимальное выходное напряжение.

Блок питания для двух малогабаритных низковольтных паяльников

с различными напряжениями питания и регулировкой температуры нагрева

Сергей Чернов, Самара
km450 (at) mail.ru
ks98 (at) email.ru

При длительной работе связанной с пайкой млогабаритных деталей на печатные платы, особенно с использованием SMD компонент, приходится использовать малогабаритные маломощные низковольтные паяльники. При этом большое значение имеет возможность регулировки температуры нагрева жала паяльника. Описываемое устройство предназначено для работы с двумя паяльниками на напряжение 6 и 36 вольт мощностью 15-20 вт. Большая разница в питающих напряжениях не позволило найти готовое удовлетворительное решения схемы. Встречались удачные схемы либо на небольшое напряжение, либо на большое 36-42 вольта, плохо стыкуемые между собой. Хотелось иметь единый блок, да с возможностью обдува места пайки, чтобы не дышать копотью от паяльника.

Разработанное устройство предназначено для питания двух паяльников на 6 и 36 вольт с регулировкой мощности нагрева жала паяльника от 50 до 100 процентов. В основном я работаю с паяльником напряжением 6в и мощностью 18 вт.

Блок питания имеет три канала питания, причем 6-вольтовый является основным и опорным. Для установки выходных напряжений и их контроля цепи обратной связи схемы сравнения DA1 UC3842 подключены именно к этому каналу.

12-вольтовый канал используется для подключения вентиляторов обдува как самой конструкции, так и, при необходимости, места пайки.

36-вольтовый канал полностью независимый, и его напряжение можно увеличить до 42 вольт пересчитав количество витков соответствующей обмотки. Выходная мощность блока до 40 вт. Можно при необходимости, намотав еще обмотки и пересчитав витки, получить дополнительные напряжения, отличные от указанных на схеме.

Внешний вид готовой конструкции представлен на рис.1.

Рис. 1. Внешний вид готовой конструкции

Блока питания реализован на основе микросхемы UC3842, разработанной специально для построения импульсных источников для питания телевизоров, монитров, факсов и т.д. Простота схемы схемы обеспечивается за счет минимального количества элементов обвязки микросхемы. Применение UC3842 позволяет обойтись и без понижающего трансформатора и питать схему непосредственно сетевым напряжением. Но я отказался от этого варианта, поскольку меня интересовала простота, безопасность и отсутствие высоковольтных деталей, габариты же изделия для меня значения не имели. Питание блока осуществляется от понижающего трансформатора на 32 вольта при токе до 1.5 – 2А, что позволило избавиться от высоковольтных деталей и контролировать выходное напряжение непосредственно с выхода блока. В качестве понижающего трансформатора я применил готовый от неисправного ксерокса, поэтому намоточных данных его не имею. Мощность его порядка 50-60 вт.

При проектировании использовался пакет программ для проектирования РЭА PCAD 4.5., поэтому имеется электронный вариант блока питания. Для тех, кто хочет воспользоваться этим пакетом, в исходном виде схема (Bp_6_36.sch) и печатная плата (Bp_6_36.pcb) находятся в приложении.

Схема блока представлена на Рис.2, на Рис.3. Указано расположение элементов на плате. На рисунках 4 и 5 показаны проводники с верхней и нижней стороны платы соответственно.

Рис 2. Принципиальная схема блока питания

Рис.3. Расположение элементов на плате.

Рис 4. Рисунок проводников со стороны деталей.Рис 5. Рисунок проводников со стороны пайки.

Описание работы.

Входное напряжение поступает на вход X1 платы. Входной понижающий трансформатор, тумблер включения и входной предохранитель расположены вне платы.

На транзисторе VT1 собран стабилизатор питания микросхемы DA1 UC3842.

Выходное напряжение канала 6 вольт является основным для работы устройства. Регулировка выходного напряжения осуществляется резистором RP REG, расположенным на передней панели, через разъем X3. Стрелочный индикатор предназначен для визуальной оценки степени нагрева жала паяльника и подключен через разъем X5. Подстроечный резистор RP1 (типа СП5-2) позволяет установить стрелку индикатора наконечную отметку шкалы при максимальном напряжении, стабилитрон VD11 на 4.7 вольта “растягивает” рабочий участок шкалы. Выходное напряжение канала 6 вольт регулируется в пределах 4.3-6.1 вольт, а канала 36 вольт – 26-36.5 в, что соответствут регулировки мощности паяльника от 50 до 100 процентов. Стабилитрон VD12 на 6.2в предотвращает значительное увеличение выходных напряжений в случае плохого контакта с выводами регулировочного резистора RP REG (резистор “скрепит”).

При указанных номиналов элементов обвязки DA1 частота преобразования около 50 килогерц. В канале на 6 вольт в выпрямителе, из-за большого потребляемого тока паяльником и, как следствие, выделение значительного тепла на VD10, использованы диоды Шоттки. Остальные диоды импульсные.

Применение пар резисторов R3-R4 и R5-R6 в цепях гашения обратных импульсов было выбрано для облегчения их подбора при макетировании. Их можно заменить одним резистором сложив соответственно их номиналы, и увеличив мощность рассеивания до 1 вт. Мощность рассеивания всех резисторов, если это отдельно не указано на схеме, не более 0.25 вт. Рабочее напряжение конденсаторов в каналах 6, 12 и 36в должно быть соответственно на 12, 25 и 50 вольт. Конденсаторы C9 и C10 в цепях гашения обратных импульсов должны иметь рабочее напряжение не ниже 300в.

Охлаждение платы осуществляется внутренним вентилятором, подключенным к разъему X2. Для индикации работы устройства используется два светодиода, подключенных к разъему X4. Зеленый сигнализирует об исправности сетевого предохранителя на входе понижающего трансформатора и наличии питания UC3842, красный о перегорании предохранителя FU1 на 3А. Выход напряжений 6 и 12 вольт осуществляется на разъемы VS1 и XS2 соответственно, причем центральный штырь разъема XS2 в канале 12 вольт выбран более толстым для исключения ошибочного подключения 6-вольтового паяльника на выход 12 вольт.

Внешний вентилятор, при необходимости, подключается к разъему XS2. Паяльник на 36 вольт подключается к разъему XS3, в качестве которого применен пятиконтактный разъем, например, как для клавиатуры PC или магнитофонный.

На Рис.6. представлена готовая плата. По ней можно ориентироваться на размеры радиаторов охлаждения элементов.

Рис 6. Готовая плата после сборкиРис 7. Установка платы в корпусе
и подключение внешних элементов

Трансформатор T1 собран на ферритовом Ш-образном магнитопроводе с размерами 32*28*10 мм (ширина*высота*толщина) и имеет зазор 1 мм на центральном стержне. Наличие зазора обязательно. При его отсутствии в качестве зазора можно использовать полоску из текстолита по всей длине толщиной 0.5мм. Все обмотки выполнены проводом 0.38 мм. Обмотка 5-7 содержит 25 витков в два провода, 1-3 – 10 витков, 12-14 – 29 витков в два провода, 8-10 – 5 витков в четыре провода.

Начала обмоток на схеме помечены, переполюсовка их не допускается. Поскольку питающее напряжение невелико, то особой изоляции при намотке между обмотками трансформатора не требуется.

При изготовлении T1 я использовал трансформатор от старого монитора. Для разборки трансформатора применяю свой хорошо зарекомендовавший себя способ.

Берем ненужную кастрюлю, кладем в нее трансформатор, заливаем водой и буквально провариваем в течении 10-12 часов, периодически доливая воду, после чего половинки легко разделяются лезвием безопасной бритвы.

Старые провода для намотки конечно уже использовать нельзя. Результат работы представлен на рисунках: Рис.8. – трансформаторы до проварки, Рис.9. – после. Данный способ меня не подводил ни разу, выход 100-процентный. После намотки и сборки трансформатора желательно установить на нем экран в виде ленточного кольца из медной фольги, например сняв полоску фольги с текстолита, поверх сердечника с обмоткой. Это резко снижает помехи от работающего блока.

Рис 8. Трансформаторы до разборки.Рис 9. Трансформаторы после разборки.

Выпрямители собраны с использованием LC-фильтров, преставляющих из себя ферритовый стержень диаметров 5-6 мм и длиной 15-20 мм, на котором намотано 10-15 витков толстым проводом. На плате они установлены вертикально. Наличие в выпрямителях такого количества конденсаторов обусловлено желанием получить качественный блок питания.

При изготовлении платы, поскольку токи потребляемые паяльниками велики, ширину печатных проводников выполнять как можно максимальнее. Это же относится и для подводящих цепей первичной обмотки Т1. При лужении плат, в таких случаях, подводящие цепи покрывают утолщенным слоем припоя. Земляной контур должен быть выполнен по всему периметру платы тоже максимально возможной шириной проводника.

Для желающих “облегчить” схему укажу обязательные элементы в выпрямителях: C13, C22, L2, C15, C24, C18, C27, C20 и C11. Отсутствие L2 приводит к нестабильности работы преобразователя, вследствие пролезания помех в схему сравнения DA1 UC3842. Емкость блокировочных конденсаторов можно уменьшить до 0.1 мкф, но наличие их обязательно. Их отсутствие, как правило, приводит к “вздутию” электролитов, поскольку обычные не предназначены для работы в высокочастотных цепях. Для этого применяют специальные типы конденсаторов, но как правило они реже встречаются, да и стоят дороже.

Силовые элементы установлены на радиаторах. Их размеры можно ориентировочно прикинуть по Рис.6. Диод VD8 в канале 12 вольт радиатора не имеет. Диодный мост VD1 в выпрямителе питания имеет небольшой пластинчатый радиатор. В качестве моста можно применить любой подходящий на ток не менее 3 А, например RBV-402, которые имеют в корпусе отверстие для крепления радиатора охлаждения. Конденсатор C1 должен быть на напряжение не ниже 50 вольт, емкость может быть уменьшена до 2200 мкф.

Каждый канал должен для нормальной работы иметь небольшую нагрузку (на случай работы на холостом ходу) – резисторы R20, R21 и R7.

У меня в работе два паяльника одновременно не используется. При работе с двумя паяльниками возможно придется подобрать резистор R19 в сторону уменьшения до 0.15 ома, или увеличить входное напряжение на входе платы до 36 вольт.

При длительной работе блока нагрева элементов выше 40 градусов не наблюдалось. Для тех кого устраивает нагрев элементов до 70-80 градусов, наличие внутреннего вентилятора не обязательно.

С принципами построения и описание работы блоков питания с использованием UC3842 подробно можно ознакомиться в статье “Простой импульсный источник питания” Олега Николайчика, опубликованной в журнале “Схемотехника” N7 в июле 2001 года стр. 8-11. Статья взята мной по ссылке поисковиком в интернете и приведена в приложении – Bp_3842.pdf. В этой же статье можно подробно прочитать о типах применяемых элементах, их назначениях и допустимых заменах. Вопросы по этой статье направляте автору по приведенному там же адресу. Внимательно изучив приведенный материал, у меня не возникло вопросов что и как применять, и что на что заменять.

Наши руки не для скуки: самодельный паяльник 12 В из подручных материалов

Сейчас в магазинах можно приобрести паяльники на любой вкус и цвет. Однако иногда хочется создать что-то своими руками, особенно если свободного времени достаточно. Сегодняшний поэтапный обзор, который в редакцию Homius прислал Леонид Владимирович Оренбуркин из города Тверь, расскажет о том, как сделать паяльник на 12 В из того, что есть под рукой практически у каждого домашнего мастера, увлечённого самоделками.

Отработав долгое время электромонтёром в РЭС (районных электросетях) я вынужден был уволиться по состоянию здоровья, поэтому свободного времени появилось более, чем достаточно. Первое время не знал, чем себя занять. И вот однажды пришла в голову мысль оборудовать небольшую мастерскую. С этого и началось моё увлечение самоделками. Изготовление одной из таких я и хотел бы описать в своей статье в надежде, что это будет кому-то интересно.

Первые шаги: подготовка ручки-корпуса будущего паяльника

Для начала был взят деревянный черенок (лучше брать берёзу или клён), обточен «под руку» и зашлифован. Форму ему можно придать любую, но для первого раза я не стал делать лишнюю работу. Слишком длинным его также не следует делать, хотя, это дело вкуса.

Деревянный черенок, который будет использован в качестве ручки

Далее в работу вступила дрель с толстым сверлом, на котором при помощи изоленты я обозначил ограничитель отверстия. Глубины в 2-3 см для мини-паяльника на 12 В было вполне достаточно. Проделанное по центру ручки с торца отверстие будет служить для установки гнезда питания и протяжки проводов к нагревательному элементу.

С обратной стороны было просверлено идентичное отверстие, которое послужит для установки жала паяльника.

Высверливаем одинаковые отверстия с двух сторон ручки паяльника

Подготовка пазов для питающего провода

На расстоянии 2-3 см от того края, где планируется установить гнездо для питающего штекера, делаем разметку для двух отверстий (по противоположным сторонам). Для удобства замера расстояния можно использовать то же сверло с отмеченной изолентой глубиной. Определив места расположения отверстий при помощи маркера, снова берёмся за дрель, но с уже более тонким сверлом.

Отмечаем точки сверления отверстий под провода

Засверливание под провода следует производить под небольшим углом – так их впоследствии будет проще протянуть. В итоге должно получиться так, чтобы провод входил с торца и под небольшим изломом прокладывался далее, к обратному концу рукоятки, на которой будет расположено жало паяльника.

Высверливаем более тонкие отверстия под углом для упрощения протяжки проводов

Теперь необходимо сделать так, чтобы тянущиеся от гнезда питания вдоль ручки провода не мешали при работе с паяльником. Для этого, от отверстий до того края, где будет расположено жало, я прорезал пазы. Сделать это несложно при помощи обычного канцелярского ножа. Конечно, если бы рукоятка делалась из сосны, резать по волокнам было бы гораздо проще, однако такой материал был «отметён» сразу. Причиной тому стало то, что дополнительное покрытие ручки не планировалось, а значит, была вероятность того, что руки при работе могут испачкаться в смоле.

Прорезаем пазы, в которые впоследствии будет проложен провод

Когда пазы прорезаны, их желательно немного подработать обычным круглым надфилем. Ведь несмотря на кустарное производство паяльника на 12 В, им предполагается работать, а значит, аккуратность здесь будет совсем не лишней. В итоге, получилась рукоятка с отверстиями с двух сторон и пазами под провод, которая готова к дальнейшей работе – сборке начинки устройства для пайки проводов.

Рукоятка готова, можно приступать к сборке

Монтаж гнезда питания паяльника, протяжка проводов

К обычному гнезду, подходящему к адаптеру от старого телевизора, я припаял 2 провода – красный и чёрный, которые были протянуты сначала через центр, а после разведены по двум сторонам ручки сквозь более тонкие отверстия. Гнездо для подключения штекера от блока питания было погружено в рукоятку с торца, после чего зафиксировано при помощи термоклея. Остывает он быстро, после чего, соединение становится достаточно жёстким.

Конечно, можно было сразу протянуть провода от адаптера, отрезав штекер, однако я решил, что вариант с отсоединяемым блоком питания будет намного удобнее не только при хранении, но и в процессе эксплуатации. И, забегая немного вперёд, могу сказать, что не прогадал.

Фиксируем гнездо в рукоятке при помощи термоклея

Выбор медной жилы от кабеля для жала паяльника

Жало не должно быть слишком толстым, чтобы мощности адаптера хватило на его прогрев. Однако и слишком тонкое будет здесь некстати – оно будет гнуться при малейшем давлении, что совершенно неприемлемо. Оптимальная толщина была подобрана методом проб и ошибок. В моём случае она составила 2,7 мм в диаметре.

Медная жила для жала паяльника подобрана

Отрезав кусок медной жилы подходящей длины, я установил его в приготовленное в рукоятке отверстие (с противоположной от гнезда питания стороны). Предварительно оно было заполнено строительным гипсом. Этот материал, помимо жёсткой фиксации жала, играет и другую немаловажную роль. Поглощая тепло, он не даст древесине прогореть под воздействием высоких температур в процессе работы паяльника.

После того, как жало оказалось на месте, следовало подравнять гипс с торца ручки

Выбор блока питания с выходом 12 В для паяльника

Все адаптеры имеют различия по выходной силе тока, поэтому и длину нагревательного элемента в каждом случае придётся вымерять опытным путём. В моём случае, выход составил 12 В/1 А. По сути, большей силы тока для миниатюрного паяльника и не требуется, поэтому таким блоком питания, я остался вполне доволен.

Данные по блоку питания, который я использовал для изготовления паяльника

Замеры длины нихрома, достаточной для работы паяльника

Тонкую нихромовую проволоку, которая была использована для изготовления нагревательного элемента, следовало подключить к блоку питания, чтобы понять, какой должна быть длина. Для этого в брусок я вкрутил 2 шурупа, между которыми она и была натянута. Далее, при помощи «крокодильчиков», которые постепенно сдвигались, я определил размер, при котором паяльник будет разогреваться до температуры плавления припоя. Иными словами, нихром должен раскалиться до красна.

Опытным путём вымеряем длину нагревательного элемента

Подготовка жала, монтаж нагревателя

Теперь было необходимо изолировать жало от нихрома. Для этого был использован кембрик из стеклоткани. Он был одет на медную жилу примерно до середины, после чего зафиксирован по краям тонкой медной проволокой. Стоит отметить, что концы её удалять не нужно – они должны торчать примерно на 4-5 см. В дальнейшей работе это нам пригодится.

«Чехол» из стеклоткани зафиксирован при помощи тонкой медной проволоки

Поверх стеклоткани была намотана тонкая нихромовая проволока, вымеренная по длине ранее, её концы скручены с медными жилками, расположенными вначале и в конце кембрика. Результатом стал полноценный нагревательный элемент, способный повысить температуру жала до необходимой.

Здесь стоит отметить, что чем больше будет длина жала от нагревателя до рабочего края, тем дольше будет происходить повышение температуры. При небольшой мощности блока питания и слишком длинном жале паяльника возможно, что устройство и вовсе не достигнет рабочей температуры. Но здесь можно поэкспериментировать и рассчитать всё так, чтобы в итоге получилось некое подобие паяльной станции, которая имеет меньшие рабочие температуры для работы с микросхемами и иными SMD-элементами.

Нагревательный элемент готов, можно приступать к завершающему этапу изготовления паяльника

Окончательная сборка паяльника с питанием от 12 В

Для финального этапа сборки понадобились ещё 2 куска тонкого термостойкого кембрика. Они были одеты на «усы» тонких медных жил, к которым присоединён нагревательный элемент. Свободные их концы были скручены с проводами, идущими от гнезда питания. Уже после я подумал, что неплохо было бы установить на ручке небольшой тумблер, который позволит отключать подачу напряжения на нагреватель, не вытаскивая блок питания из розетки или гнезда в рукоятке паяльника. Но это уже частности. Если кто-либо из читателей будет собирать такое устройство, стоит иметь в виду такую возможность.

Скручиваем провода максимально плотно – контакт должен быть хорошим

Финальные штрихи: облагораживаем внешний вид самодельного паяльника

Вообще здесь можно обойтись двумя отрезками изоленты, обёрнутыми вокруг ручки, которые зафиксируют питающие провода. Но тут уже дело вкуса. Кто-то захочет обмотать изолентой ручку полностью или использовать иные материалы, которые придадут изделию интересный внешний вид, на работоспособность паяльника это уже никак не повлияет. В любом случае, все электротехнические работы уже выполнены. Можно приступать к первому включению паяльника в сеть и его проверке.

Фиксации проводов в двух местах вполне достаточно

Что происходит при первичном включении: некоторые нюансы, которые нужно учесть

Когда готовый паяльник с питанием от 12 В впервые включается в сеть, и нихром раскаляется, стеклоткань под ним начинает сильно дымить. Этого не следует пугаться – изоляционный слой не сможет прогореть. Упомянул я об этом потому, что один из «мастеров» пытался мне высказать, что паяльник, собранный по моему методу, неработоспособен. А такой вывод он сделал только на основании возникновения дыма после первичной подачи питания на нагреватель.

Спустя буквально минуту, стеклоткань перестанет дымить. Немного подождав, можно попробовать расплавить припой. И вот тут есть ещё один нюанс. Если мощности паяльника недостаточно, чтобы расплавить толстый пруток олова, это не значит, что изготовленный паяльник неработоспособен. Для подобного материала требуются большие мощности и температуры. Стоит взять в качестве припоя тонкую оловянную проволоку. С ней работа пойдёт веселее.

Предлагаю посмотреть несколько фотопримеров работы с новым паяльником.

Готовая спайка – не хуже, чем заводским устройством

Заключение

На сегодняшний день мне уже неинтересно пользоваться паяльником, приобретённым в магазине. Гораздо приятнее держать в руках прибор, который изготовил я сам. Да и работает он ничуть не хуже, чем заводской. В планах самостоятельно собрать полноценную паяльную станцию с датчиком температуры и регулировкой её величины, чтобы можно было перепаивать светодиоды и иные SMD-элементы. А для паяльника, изготовление которого описано в статье, уже почти готов портативный автономный блок питания, состоящий из компактных аккумуляторов на 12 В, приобретённых на одном из китайских ресурсов.

Для подобной работы лучше пользоваться паяльной станцией – велика опасность перегрева элементов

Очень надеюсь, что мой обзор поможет кому-либо из читателей. Вопросы по теме можно задать в комментариях ниже. Не обещаю очень быстрого ответа, но то, что он будет – это несомненно. Также хотелось бы узнать личное мнение читателей о подобной самоделке. Будет ли она полезна для ремонта бытовых приборов в квартире или частном доме? Я же на этом прощаюсь, спасибо за внимание.

ПОДСТАВКА И РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НИЗКОВОЛЬТНОГО ПАЯЛЬНИКА

Как-то в обычном радиомагазине попался на глаза обычный низковольтный паяльник на 12 вольт/8 ватт, но вот цена была несколько необычной, всего 80 рублей против 120, как в прочих торговых точках. Всё собирался сделать что-то подобное сам, а тут случай лишил такой возможности. Продавец заверил, что исправный и даже проверил, подключив к блоку питания. Пришёл домой, стал пробовать его в деле. Стабилизированный ИПБ как раз на его напряжение. Вроде всё нормально, олово плавит, только чуть медленнее обычного. В конце концов, разобрался и почему цена занижена и почему в работе «заторможенный». Оказалось паяльнику для нормальной работы нужно не 12 вольт, а чуть больше. Вспомнил о сыре в мышеловке, хотя конечно здесь немного другой случай. Для полноценной эксплуатации паяльника решил собрать простейший регулятор напряжения и питать его от блока питания на 17 вольт.

Схема регулятора

Схема проста «до неприличия» (из-за чего даже подвергалась жёсткой критике на одном из родственных сайтов) и должна, да нет, просто обязана заработать.

Тем не менее, произвёл предварительную сборку. В течении часа всё было в полном объёме смонтировано на импровизированную монтажную плату. И компоненты и установочные. Сразу появилась возможность для полноценной работы паяльником.

Тестировать собранное устройство, для полного понимания полученного результата, привлёк вольтметр и амперметр. Наблюдение изменения конкретных величин тока и напряжения всегда поможет быть объективным к результату своих стараний.

Видео

Напряжение на выходе до 16 вольт, максимальное токопотребление до 500 мА. В результате проделанных манипуляций пришёл к выводу, что транзистор стоит поставить по-мощнее. Например КТ829А. Мало ли куда удумаю подключить готовый регулятор и что через него запитать. Стабилизированного напряжения на выходе данный регулятор не даёт, замечено некоторое увеличение, хоть и очень медленное. А так как производить пайку планирую по времени непродолжительно, то это не препятствие.

За неделю несколько раз попользовался временной сборкой, работа устроила. Пора придать устройство более-менее «человеческий» вид. Подсобрал комплектующие: корпус, для его устойчивости металлический ролик, держатель паяльника и соединительный винт.

Так как ролик решил использовать ещё и как дополнительный радиатор, то изолировал его от держателя паяльника при помощи пластмассовой шайбы.

После размещения основных компонентов установил на вход и выход гнёзда RGB (напряжение и ток не большие), это позволит избежать установки постоянных проводов (которые всегда вечно путаются). И пользоваться уже готовыми, полностью оборудованными. Со времён видеомагнитофонов их скопилось предостаточно.

Основных компонентов транзистор да два резистора, а проводов всё равно хватает.

Вот, что получилось. Светодиод не случайно подключён на выход регулятора – с изменением выходного напряжения изменяется яркость его свечения, причём весьма значительно. Оборудовать регулятор чем-то вроде шкалы не стал – на корпусе вокруг осталось вполне достаточное количество рисок от прежнего его предназначения. Вот так благодаря схеме, увиденной на форуме сайта, удалось решить вопрос питания низковольтного паяльника с нестандартным напряжением питания. Сборку произвёл Babay iz Barnaula.

Обсудить статью ПОДСТАВКА И РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НИЗКОВОЛЬТНОГО ПАЯЛЬНИКА

KOMITART – развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Схемы простых регуляторов для паяльника.

Если вы читаете эту статью, значит объяснять, для чего нужен регулятор нагрева паяльника вам не нужно. Конечно, покупать паяльную станцию в которой уже имеется устройство регулирования накладно, а собрать регулятор самому многим из вас не составит больших усилий, поэтому в этой статье мы решили поделиться с вами схемками самых простых устройств, предназначенных для этих целей.

Основным регулирующим элементом многих схем является тиристор или симистор. Давайте рассмотрим несколько схем построенных на этой элементной базе.

Ниже представлена первая схема регулятора, как видите проще наверно уже и некуда. Диодный мост собран на диодах Д226, в диагональ моста включен тиристор КУ202Н со своими цепями управления.

Вот еще одна подобная схема, которую можно встретить в интернете, но на ней мы останавливаться не будем.

Для индикации наличия напряжения можно дополнить регулятор светодиодом, подключение которого показано на следующем рисунке.

Перед диодным мостом по питанию можно врезать выключатель. Если будете применять в качестве выключателя тумблер, проследите, чтобы его контакты могли выдерживать ток нагрузки.

Этот регулятор построен на симисторе ВТА 16-600. Отличие от предыдущего варианта в том, что в цепи управляющего электрода симистора стоит неоновая лампа. Если остановите выбор на этом регуляторе, то неонку нужно будет выбрать с невысоким напряжением пробоя, от этого будет зависеть плавность регулировки мощности паяльника. Неоновую лампочку можно выкусить из стартера, применяемого в светильниках ЛДС. Емкость С1 – керамическая на U=400В. Резистором R4 на схеме обозначена нагрузка, которую и будем регулировать.

Проверка работы регулятора осуществлялась с применением обычного настольного светильника, смотри фото ниже.

Если использовать данный регулятор для паяльника мощностью не выше 100 Вт, то симистор не нуждается в установке на радиатор.

Эта схема чуть сложнее предыдущих, в ней присутствует элемент логики (счетчик К561ИЕ8), применение которого позволило регулятору иметь 9 фиксированных положений, т.е. 9 ступеней регулирования. Нагрузкой так же управляет тиристор. После диодного моста стоит обычный параметрический стабилизатор, с которого берется питание для микросхемы. Диоды для выпрямительного моста выбирайте такие, чтобы их мощность соответствовала той нагрузке, которую вы будете регулировать.

Схема устройства показана на рисунке ниже:

Спавочный материал по микросхеме К561ИЕ8:

Таблица функционирования микросхемы К561ИЕ8:

Диаграмма работы микросхемы К561ИЕ8:

Ну и последний вариант, который мы сейчас рассмотрим, как самому сделать паяльную станцию с функцией регулирования мощности паяльника.

Схема довольно распространенная, не сложная, многими уже не раз повторяемая, никаких дефицитных деталей, дополнена светодиодом, который показывает, включен или выключен регулятор, и узлом визуального контроля установленной мощности. Выходное напряжение от 130 до 220 вольт.

Так выглядит плата собранного регулятора:

Доработанная печатная плата выглядит вот так:

В качестве индикатора была использована головка М68501, такие раньше стояли в магнитофонах. Головку было решено немного доработать, в правом верхнем углу установили светодиод, он и включение/отключение покажет, и шкалу мал-мал подсветит.

Дело осталось за корпусом. Его было решено сделать из пластика (вспененного полистирола), который применяется для изготовления всякого рода реклам, легко режется, хорошо обрабатывается, склеивается намертво, краска ровно ложится. Вырезаем заготовки, зачищаем края, клеим “космофеном” (клей для пластика).

Внешний вид склеенной коробки:

Красим, собираем “потроха”, получаем чтото типа такого:

Ну и в заключение, если вы собираетесь использовать с данным регулятором паяльники разной мощности, то в вышеприведенной схеме стоит заменить узел визуального контроля на такой:

С предыдущим вариантом схемы индикатора (которая без транзистора), измерялся ток потребления паяльника, а при подключении паяльников разной мощности, показания различные, а это не есть хорошо.

Вместо импортной диодной сборки 1N4007 можно поставить отечественную , например КЦ405а.

Читайте также:  Уборка и сушка чеснока для хорошего и долгого хранения
Ссылка на основную публикацию