Простая схема бп для низковольтного паяльника


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 Простая схема бп для низковольтного паяльника . 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 коробо.


ранения 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

Источник: kazus.ru

Главная Простая схема бп для низковольтного паяльника Радиолюбителю 
Простая схема бп для низковольтного паяльника Электропитание


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].

Схема преобразователя питания для паяльника

Рис. 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.


Чертёж устройства на печатной плате

Рис. 2

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.


Внешний вид платы устройства

Рис. 3

Внешний вид изделия

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

L = (N/K)2,

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].

Литература

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.

6. TOP221 -TOP227. TOPSwitch-II. Three-terminal Off-line PWM Switch. — URL: http://www. powerint.com/sites/default/files/product-docs/top221 -227.pdf (04.09.14).

Автор: С. Чернов, г. Самара

Источник: www.radioradar.net

Недавно приобрел (на сдачу) паяльник на 12 Вольт — маленький, легкий, мощностью 6 или 8 Ватт. Но при заявленном питании в 12 Вольт очень сильно греется, вплоть до перегрева. А перегрев, как известно, ведет к некачественным результатам пайки.


Данные, полученные опытным путем, показали, что для нормальной работы с припоем ПОС-61 на паяльник достаточно подавать напряжение 10,2-10,6 Вольт, при этом потребляемый ток будет не более 500-600 мА.

По результатам опытов было решено сделать для паяльника регулятор нагрева. Вначале была мысль сделать на обычном аналоговом регуляторе напряжения, хотя бы даже на LM317. Но в таком случае ее придется как-то охлаждать, потому что при токах нагрузки более 200-300 мА LM317 становится очень неплохим генератором тепла. Я обратил внимание на старую и проверенную годами и опытом миллионов радиолюбителей микросхему-таймер NE555 (у меня был ее аналог — SA555).

На таймере собран ШИМ-регулятор. Регулировка ШИМ (скважности) осуществляется ручкой резистора R2. С выхода таймера (ножка 3) сигнал идет на простейший драйвер, собранный на сдвоенном транзисторе (BC847BPN – сборка, состоящая из 2-х биполярных транзисторов разной проводимости). Драйвер раскачивает MOSFET, нагрузкой которого является паяльник. Оба MOSFET-а (IRLML6401TR) в корпусе SOT-23, но, тем не менее, согласно даташиту на них, могут выдерживать ток около 4 Ампер, а этого более чем достаточно для питания такого паяльника.

Питание на схему подается через MOSFET, режим работы которого определяется кнопкой U2.1. Казалось бы, почему не подать питание на схему через кнопку? Дело в том, что применяемая кнопка (PSW-1) может коммутировать всего 100 мА. А паяльник потребляет, минимум, в 5 раз больше…


Все это уместилось на печатной платы довольно скромных размеров.

Что получилось в итоге (на момент написания, к сожалению, не удалось найти насадку на кнопку включения/выключения, так что пока без нее), даже немного похоже на то, что задумывалось:

На печатной плате, к сожалению, не обошлось без нескольких перемычек, ну это и не страшно:

Для удобства и индикации режима работы был добавлен светодиод, яркость которого зависит от мощности, отдаваемой в паяльник – чем горячее паяльник, тем ярче горит светодиод.

В качестве источника питания используется попавшийся под руку стабилизированный адаптер 12 Вольт:

Файлы для самостоятельного (чем черт не шутит, вдруг кому понадобится) изготовления (схема и плата в формате DipTrace) можно скачать здесь.

Источник: www.drive2.ru

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.

 

Простая схема бп для низковольтного паяльника

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 2. Принципиальная схема блока питания

Рис 3. Расположение элементов на плате.

Рис.3. Расположение элементов на плате.

Рис 4. Рисунок проводников со стороны деталей.   Рис 5. Рисунок проводников со стороны пайки.
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 сборки   Рис 7. Установка платы в корпусе и подключение внешних элементов
Рис 6. Готовая плата после сборки   Рис 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.
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.

Источник: www.qrz.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.