T12烙铁 电路原件分析

2020/12 18 16:12

T12烙铁是一种性能不错的烙铁。

优点:由于采用一体化设计,加热体与检测体,距焊头距离近,热容小,连接部分导热小,所以具有:加热快,回温快,热损失小,可适应10-30V直流电,温度控制较精确,可热态换烙铁头。
缺点:必须加适配器,由于采用PWM控制,烙铁头电感有反峰感应高压,采用开关电源,由于Y电容存在,烙铁头有110V感应电压,若电源不接地,烙铁头不接地,两者叠加,有烧毁MOS器件的可能。
电路工作原理(以示图为例):
采用位式调节,开关控制。
运放LM358A,组成比较器,正端输入基准值,负端输入测量值(热电势),热电势低于基准,输出正电压;LM324B,组成带施密特特性的比较器,当负端输入正,输出为负,Q1失去基极电流截止,Q2导通,为烙铁提供电源。反之停止。
B10K电位器提供0-5V电压,由R1,R2分压,得到可热电偶热电势对应的毫伏值,但由于和热电偶热电势不线性,故加R0,让其起始值,在200度左右,但这样和电压表不对应,故电压表只在250度以后,基本可实际温度对应,电压表调成0-5V,显示0-830度,对应200-830度左右。
由于热电偶和加热丝共用,只能间断测量,D1,R3起到限压作用,限制烙铁加热时24V电压,不超过0.7V,保护LM358A,C5,起到滤波作用,抑制烙铁头的反压,同时,和烙铁头电阻的放电时间,决定了检测时间,该时间越短,电源利用率越高。
D7,R4,C3,决定了加热时间,该时间越长,电源利用率越高,但烙铁头温度波动越大,C3在没有接后面电感,L1,电容C4时,选值203。
R6,R5分压得到LM358B的偏压,R7组成正反馈。形成施密特电路,让电路更稳定可靠。
R8,R9组成Q1的基极供电电路,Q1导通,Q2失去栅压关断。
Q2采用NMOS管,这里接成源极跟随器,故必须提供比G,S导通值高的电压(要比电源24伏高),所以采用自举电路。
D,D7,C,R10,R12,组成自举电路,电路第一次工作,没有自举(倍压)作用,Q1导通,C通过D2,D,充到电源电压,但由于D2为稳压管,只能充到12V。(在Q1截止时被限制)。Q1第一次导通,电流由R11限制,以后由R10限制,
U1,78L05组成5V稳压电路,保证电源在8V以上工作稳定。C1,C2为去耦电容,D1为防止C1电压反送电源。
采用NMOS管,导通时间由R10,和栅极电容决定,关断由管子关断时间决定(PMOS管相反)实际时间很短微秒-几十纳秒。
由于有烙铁头有关断反峰,故加C4,以延长烙铁头关断时间,L1为限制Q2冲击电流,D2,为续流二极管,为L1的能量提供放电通道。
增加该电路,使烙铁头感应电明显降低,经过反复实验,在不接电源地的情况下,不会再烧MOS(管)电路。
改后缺憾:检测时间加长,故加大C3(10倍),实际升温时间变长,波动加大。(不影响使用)
建议:使用PMOS管,好处,省掉自举电路,可以增加电源电压加大功率,因有些场管栅压,规定正负20V,若用自举电路,24V电源,倍压就超了过多,所以用12V稳压管,但那也达到32V(当然可以考虑稳压位置),还有就是用PMOS管,后沿好控,但控制多长合适,管子温升多少?
所以最好加地线,就不用考虑反压问题了。
一点设想:用低失调电压,低温飘的运算放大器,代替LM358,可获得更准确的温度控制,加上负电源,可准确显示温度(需看看热电偶曲线)
用单片机AD转换,控制,显示,可以做到记忆常用温度,显示更准确,温度矫正更省事。加上简易PID调节(有实际意义),则升温更快,波动更小,还可做到休眠等多种功能,8位AD,只能做到5度一档,10位AD,可能勉强做到1V一档(800度)
供大家讨论,批判!

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