Включаем низковольтовый паяльник в сеть 220 без трансформатора – Своими Руками

Включаем низковольтовый паяльник в сеть 220 без трансформатора – Своими Руками

В каждом полупериоде для нагрева паяльника используется начало полуволны от 0 до примерно 100. 120 Вольт пик и симметрично такой же конец полуволны от 100. 120 до 0 вольт.

Действующее напряжение при этом примерно 30-36 вольт.

Это режим не “обратный” общепринятому, а некий другой, форма напряжения на паяльнике напоминает букву М . Хорошо что паяльнику пофиг какой формой напряжения его питать.

Предыдущая конструкция, которой я пользовался лет 15 -простой тиристорный регулятор , работающий в одном полупериоде и включающий нагрузку от четверти синусоиды до 0 Вольт (ну тиристор, он такой )
Четверть синусоиды в 1 полупериоде это вообщето 55 вольт действующего напряжения , реально регулировка с 6-7 миллисекунды до окончания полупериода была. Недостатком предыдущей конструкции было потрескивание паяльника в работе , довольно хорошо слышимое и надоедающее. И не было стабилизации выходного напряжения в нагрузке.
В предложенной разработке есть стабилизация !! точнее компенсация действующего напряжения при изменении входного напряжения 180-240 вольт паяльник не меняет температуру!

С помехами проблем нету , как вобщем то и при старой конструкции с тиристорным регулятором (а там ток включения и пик напряжения был выше раза в 2-2,5). Ну какая может быть помеха если втыкать 50 ом в розетку. Конденсатор по входу сети тоже не зря стоит. Есть еще одна хитрость , довольно большая емкость затвора полевика и маломощность выхода драйвера по току , делают фронты включения выключения примерно по 400 nS , а это очень плавно по сранению с импульсниками питателями. Динамических потерь никаких практически нет , так как частота включения выключения Оочень низка. Только статика – потери.

Если работать с цифровой/силовой/импульсной техникой, то – да, помехи там непринципиальны. А если со звуком – то мне пришлось поменять общепринятый тиристорный регулятор (правда, для 220 В паяльника) на устройство с периодическим включением/отключением (как этот вид называется – запамятовал). Потому и был вопрос по помехам: ну о-о-очень было слышно, приходилось даже отключать паяльник, особенно при работе с микрофонными и подобными им усилителями.

Насколько я разобрался в схеме, “изюминка” данной разработки заключается в узле на VT1R3R4R6R6VR5. Все остальное может быть построено по-всякому (в качестве драйвера – инвертор, и регулирующий транзистор – даже биполярный)?

Насчет помех на высокочувствительную технику и микрофоны – может быть. Но во время концертов не стоит паять, имхо. С другой стороны – даже в пылесосах фирмы Филипс с диммерным регулятором оборотов стоит простая схема на симисторе и в качестве фильтра один конденсатор 0,22 мкф по входу сети. Такие аппараты даже сертификацию проходят (и по помехам в сеть), а моща там 1-1,5 квт . Опять же диммерные регуляторы освещения – моща на порядок выше и конденсатор если и есть по входу то 0,1 мкф. Люди пользуют дома и даже караоке иногда включают.
Вобщем я не заморачивался на дополнительный фильтр.
Хотелось уместить все в минимальный объем.

В качестве драйвера я долго думал что поставить, надо чтобы
1) минимум потребления , чтобы не рассевать в маленькой коробочке лишнее тепло
2) чтобы была защита от недонапряжения питания затвора полевика (супервизор питания), нехорошо если при включении напряжение питания схемы растет постепенно и полевик вдруг получит импульсы на затвор не 10V как положено , а 4 или 5 , может вышибить полевик.
IR2104 включит полевик только при установившемся на С1 напряжении не менее 9V.
3) при минимальном потреблении (у IR2104 0,15mA)импульсные токи затвора на включение/выключение были хотя бы 100 mA , для устранения динамических потерь на полевике.
4) питание драйвера осуществить от опорного напряжения компаратора, С1, VD1, R2 так чтобы не нарушить функцию компенсации при изменении напряжения сети и минимизировать количество элементов.
5) Для биполяра управление базой требует больших токов , это заставит рассеивать в коробочке лишнюю мощность.

Насчет изюминок , скорее всего это С1 и R6 . Введена петля гистерезиса за счет положительной обратной связи через R6. Это устраняет ложные срабатывания компаратора при “насадке помехи” на сетевой синусоиде. Но чтобы амплитуда импульса в нагрузке на подъёме синусоиды и на ее спаде были примерно равны, используется пульсация 100Гц на С1, за счет выбора емкости именно 2,2 мкф эта пульсация (примерно 2V) полностью нейтрализует “перекос” из-за гистерезиса

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.

↑ 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.

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.

Поделки своими руками для автолюбителей

Паяльник быстрого нагрева своими руками

Всем привет, часто меня просят сделать для них такой паяльник, который нагревался бы мгновенно, то есть за пару секунд. Достаточно давно я делал всякие разные импульсные, сетевые паяльники, которые способны быстро нагреваться, имеют легкий вес и относительно компактный размер.

Еще один такой паяльник нужно было сделать для родственника, поэтому сразу перейдем к делу.

Такие паяльники имеют простой принцип работы, по факту это трансформатор, вторичная обмотка которого представляет из себя несколько витков толстой шины, которая обеспечивает солидный ток.

Если замкнуть выход этой обмотки более тонкой, металлической проволокой, то последняя начнет нагреваться, именно эта проволока в таких паяльниках в роли жало.

Первые такие паяльники имели большой вес из- за примененного в них железного сетевого трансформатора, сейчас тот же принцип можно реализовать с применением простых, импульсных источников питания, которые гораздо компактнее и имеют легкий вес.

В моём проекте все началось поиском соответствующего корпуса и как на зло в наличии не было корпусов от электронных трансформаторов, которые отлично подходят по размерам для такого паяльника, поэтому корпус пришлось сделать из стеклотекстолита.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Нарезал лист, обработал края заготовок и склеил всё это дело супер клеем с добавлением соды, корпус вышел очень прочным.

Далее была изготовлена печатная плата (скачать её можно вместе с общим архивом проекта по ссылке в конце статьи).

Большую часть компонентов можно изъять с плат балластов старых экономок, включая силовые транзисторы.

Сама схема полумостовая, автогенераторная по факту упрощенная схема электронного трансформатора для низковольтных, офисных галогенных ламп.

Силовые транзисторы можно взять из линейки MJE, отлично подходит MJE 13005, 007, 009,

в моём же случае использованы аналогичные высоковольтные транзисторы Д209, которые когда то выдрал из компьютерного блока питания.

На плате имеем всего несколько компонентов, транзисторы и ёмкости в схеме полумостового преобразователя, имеем также задающий элемент, симметричный динистор DB3 с частото-задающей цепью.

Трансформатор управления и трансформатор силовой.

Силовой трансформатор можно взять от компьютерного блока питания, при том от любого, смотать все заводские обмотки и намотать новую.

Первичная обмотка намотана проводом 0,55 миллиметра и состоит из 60 витков, намотку делают послойно, каждый слой изолирует например термостойким скотчем.

Вторичная обмотка, один, два витка медной шины, в моём случае шина взята с обмотки статора автомобильного стартера, уложить такую шину довольно трудно, но возможно.

Размеры использованного мною сердечника сейчас перед вами

в принципе трансформатор для такого блока питания особо не критичен, плюс-минус несколько витков большой роли не играют.

Позже в своем хламе нашел трансформатор, который когда-то делался именно для такого паяльника, на нём уже имелись обмотки и цанговый держатель для жала от промышленного паяльника такого плана, поэтому в самый последний момент принял решение использовать именно этот трансформатор.

Трансформатор кольцевой от промышленного электронного трансформатора, проницаемость две с половиной тысячи, размеры сейчас перед вами

сетевая обмотка намотанная проводом 0,5 миллиметров и состоит из 90 витков, вторичная обмотка два витка тройным проводом по 16 авг, провод многожильный в термостойкой силиконовой изоляции.

В качестве бонуса на силовом трансформаторе можно намотать дополнительную обмотку из нескольких витков, которые будут питать подсветку.

Входной диодный мост — можно использовать готовый диодный мост с током от 2 ампер и обратным напряжением не менее 400 вольт, либо собрать мост из четырех отдельных диодов.

Я же использовал готовые мостик KBU 1010, это 10 амперный мост с обратным напряжением один киловольт, для такого источника питания это слишком жирно, но мостики были в наличии поэтому и поставил.

Ёмкости полу моста подбираются на напряжение 400 вольт,

минимум 250, ну и трансформатор управления — он имеет 3 обмотки, 2 базовых для управления ключами и обмотка обратной связи по току, которая состоит всего лишь из одного витка.

Трансформатор намотан на ферритовом колечки, такие кольца можно найти на тех же платах балласта от экономламп, на схеме указаны начала всех обмоток, если полярность намотки не соблюдается схема работать не будет.

Готовую плату необходимо проверить, при том последовательно с одним из сетевых проводов подключают сетевую страховочную лампу накаливания с мощностью в 40-60 ватт.

Данная схема не запускается без выходной нагрузки, поэтому при первом включении она может не подавать признаков жизни, но стоит чем-нибудь нагрузить выход и схема запустится.

В нашем случае выход нагружен жалом,

жало можно сделать например из медного провода с диаметром около одного миллиметра, такое жало будет обладать высокой теплопроводностью, но менять его нужно довольно часто,

второй вариант жала использовать железный провод, из-за большого сопротивления железа, жало будет нагреваться быстрее, такое жало более долговечное, но не сияет высокой теплопроводностью, кстати в промышленных паяльниках очень часто применяют именно железное жало.

Схема работает очень спокойно, сильно будет греться только вторичная обмотка, которой передаётся нагрев от жала.

Силовые транзисторы в принципе не перегреваются, но желательно установить их на небольшие алюминиевые радиаторы, в случае использования общего радиатора, транзисторы обязательно нужно изолировать пластиковыми втулками и теплопроводящими изолирующими прокладками.

После проверки работоспособности паяльник можно включить в сеть без страховочной лампы, а после установить в корпус.

Важно, чтобы корпус был безопасным так, как на плате имеется высокое напряжение, для постройки корпуса лучше использовать стеклотекстолит или пластик.

Так как паяльник такого класса нагревается практически моментально, нет необходимости оставлять его включенным, поэтому сетевой выключатель представляет из себя кнопку без фиксации, которая запускает паяльник.

Кнопку, как правило устанавливают в рукоятке паяльника.

Источники:

http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=8535
http://datagor.ru/practice/power/3109-stabilizator-naprjazhenija-dlja-nizkovoltnogo-pajalnika-na-baze-jelektronnogo-transformatora.html
http://xn--100–j4dau4ec0ao.xn--p1ai/payalnik-bystrogo-nagreva-svoimi-rukami/