可调恒温的电烙铁控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可调恒温的电烙铁控制器，通过PMOS管控制直流电源为电烙铁RL的供电，PMOS管受控于三极管T，采用运放UA间接采集温度并作为比较器实时校正实际与设置温度值差；采用运放UB控制三极管T的导通和截止；通过调整W1设定电烙铁的工作温度，由电容C2的充电时长决定RL的单位受电时长。该可调恒温的电烙铁控制器基于分时复用控制原理，易于实施，接线简单且控制响应快。
【专利说明】可调恒温的电烙铁控制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可调恒温的电烙铁控制器。
【背景技术】
[0002]要实现电烙铁的恒温精确控制，就必需有一套随时检测电烙铁实时温度并回馈至加热装置的控制器。现有可调、恒温电烙铁商业产品，无一例外均采用热电偶传感器作为控制采集头，方框图如图1，由于采集是弱电信号，而加热控制是强电信号，因此历来将两者各自单独建立分支电路。
[0003]其主要缺点是:(I)发热体、采集头为两个不同物理体，采集判断至控制动作，时延稍长；(2)采集头与烙铁芯间有物理间隙，采集结果与烙铁芯实际温度偏差较大大；(3)使用中，若采集头出现故障，则可导致烙铁芯温度不可控，直至烧坏；(4)烙铁芯至控制器最少需4线联接，接线复杂，便携受限，故障率高。
[0004]因此，有必要设计一种更好的可调恒温的电烙铁控制器。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种更好且独特的可调恒温的电烙铁控制器，该可调恒温的电烙铁控制器基于同线分时复用控制原理将供电与信号采集同用一对线，易于制造实施，便携使用，接线简单且控制响应快。
[0006]实用新型的技术解决方案如下:
[0007]一种可调恒温的电烙铁控制器，采用PMOS管控制直流电源为电烙铁RL的供电，直流电源的正极V+接PMOS管的S极，PMOS管的D极经RL接地；
[0008]V+经限压电阻Rl后通过三端稳压器TL431在P点建立稳压电源，P点通过二极管Dl和起校准作用的可调电阻W2接至PMOS管的D极；D1的负极接W2 ；
[0009]用于设置恒温点的可调电阻W1、电阻R3和电阻R4依次串接形成一条分压支路跨接在P点和地之间；
[0010]运放UA的正输入端经电阻R2接W2与RL的连接点；二极管D2的正极和负极分别接运放UA的正输入端和地；运放UA的负输入端接R3和R4的连接点；
[0011]运放UA的输出端经依次串接的电阻R5和电容C2接地；二极管D3与R5并联，且D3的负极接运放UA的输出端；
[0012]D3的正极接运放UB的负输入端，电阻R6和电阻R7组成的分压支路跨接在P点和地之间；R6和R7的连接点接运放UB的正输入端，UB的正输入端与UB的输出端之间跨接有电阻R8 ；UB的输出端通过电阻R9接三极管的b极；电阻RlO接在三极管T的b极和地之间；
[0013]三极管T的c极通过电阻R13接V+ ;三极管T的e极通过电阻R14接地；三极管T的c极接PMOS管的G极；所述的三极管T为NPN型三极管。
[0014]所述的可调恒温的电烙铁控制器还包括指示电路；指示电路包括发光管D4和电阻Rl5，D4的负极接地，D4的正极经Rl5接PMOS管的D极。
[0015]稳压电路由三端稳压器TL431、电阻Rll和电阻R12组成；电阻Rll和电阻R12形成分压支路跨接在P点和地之间；TL431的阳极A和阴极K分别接地和P点；TL431的参考极R接电阻Rll和电阻R12的连接点。
[0016]本实用新型的核心构思在于:
[0017](1)控制器强、弱信号同线分时复用。
[0018](2)充分应用烙铁芯受电发热温升与其内阻值对应变化。
[0019]经对谊华862D+拆焊台手柄烙铁芯不同温度时的内阻用三用表进行检测(先将焊台烙铁手柄温度数显设定到一定值，待加热至恒定时立即测量烙铁手柄内发热芯、热电偶
电阻值)，数值如下:
[0020]
温度数显设定发热芯电阻(Ω ) 热电偶电阻(Ω )备注
未加电时J 452
1005.585焊台最低设定为100
2007HO
3008.5135
40010160
45011173焊台最高设定为480
[0021]从由上表还是可看出，随温度的升高，发热芯的内阻是成正比例增大且在调控段内线性较好，大约温度每升高100度内阻增大1.5欧。
[0022]有益效果:
[0023]本实用新型的可调恒温的电烙铁控制器，基于烙铁芯的本身内电阻是随温度的升高而增大的物理特性，采用分时复用控制和间断(脉冲)加热的方式实现电烙铁的加热以及温度检测；具有以下突出优点:
[0024](1)采集头与发热芯间无物理间隙，采集结果与烙铁芯实际温度无偏差。
[0025](2)采集与发热同为一体，不会出现不可控的现象。
[0026](3)烙铁手柄至控制器最少只需2线联接且无极性限制，连线简单，通用性强，且工作可靠，故障率低。
[0027](4)电路简单，便于便携使用。
[0028](5)减少了手柄中的热电偶，生产制造更为简便且节约材料成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为现有的电烙铁温度控制器的方框图；
[0030]图2为本实用新型的可调恒温的电烙铁控制器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0031]以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明:[0032]实施例1:
[0033]如图2所示，本实用新型的可调恒温的电烙铁控制器工作原理和工作过程说明如下:
[0034]刚上电时，UB的第6脚为低电平，则7脚输出高电平，通过T使MOS管导通，烙铁芯受电升温。MOS管导通时，电源电压通过R2加在UA的第3脚上，由于D2的限压，3脚约
0.6伏左右，远大于2脚上电压(通过R4、R3与Wl设定在50?110毫伏之间)，使I脚输出高电平，经R5向C2充电。零点几秒后(时间由R5和C2决定，设置在I秒以内)，C2充满，UB的第6脚电平高于第5脚，使7脚输出低电平，MOS管关断。UA接成比较器，此时RL与W2的分压经R2加至其第3脚，与2脚上的控制电压进行比较(对应100?500°C的温度，通过调整W2使RL在100°C时与W2的分压值在50毫伏左右即可)。3脚电压小于2脚时，I脚输出低电平，C2通过D3、UA第I脚迅速放电(因D3的存在，时间在0.1秒以内)，MOS管导通，烙铁芯继续受电加热；反之则MOS管关断，烙铁芯停止加热，如此循环上述过程，维持烙铁芯温度的相对恒定。总之是控制器以脉冲状态为烙铁芯供电，单个脉冲宽度由C2的充电时长确定，脉冲间隙由C2通过D3放电至UB的第6脚电平刚低于5脚时的时长确定；实时温度检测在MOS管刚关断后的瞬间进行。通过调整Wl的大小就可以调整烙铁芯的温度高低，将Wl的旋柄的旋转角度标以对应温度值，进而在使用中很方便地将烙铁芯调整到所需温度点。
[0035]主要功能器件作用:RL_发热烙铁芯；PM0S-烙铁芯供、断电电子开关；UA_温度设置与实时采集比较器;UB-依据前级信号控制后级电子开关；D1-隔离电源电压对后级电路的影响；D2-钳位UA第3脚最高电位；D3-为C2提供快速放电通道；TL431-为采集控制单元提供稳压电源；W1-设置恒温点；W2-校正起始恒温点；R5与C2-单位供电周期时长控制；D4-RL受电状态指示。
[0036]R1-1.5ΚΩ、R4-200 Ω、R5-620K Ω , R14_510Q，R2、R3、R6 ?R13、R15_10KQ*11，Wl-O ?IOK Ω、W2-400 Ω ?IK Ω，C1-470PF、C2-0.33UF、C3-4.7UF。
[0037]为保证运放等控制单元工作稳定可靠，必需由稳压电源供电，本处TL431设定为5伏。
[0038]PMOS管上端为S接V+，下端为D接RL。
[0039]依据前所述原理制作了实验电路进行测试，当烙铁芯温度低于设定温度点较多时，指示灯几乎常亮；相近时则成闪烁状态，而当温度高于设定温度点较多时，指示灯不亮只有相近时也成闪烁状态。将温度控制设定为100-450°C，用24伏直流电源供电，接原谊华862D+拆焊台烙铁手柄(不用原热电偶作采集头)，上电后(以三用表检测同芯中的热电偶阻，对照前表值作为相应温度参考值)，10秒内烙铁头升温至最低起控点100°C恒定。上调恒温点后，从100°C升温至300°C约20秒；从100°C升温至450°C约50秒。换用日常所见的笔记本19伏适配电源供电，从100°C升温至300°C约30秒；从100°C升温至400°C约60秒。对比原焊台上的时间稍有延长(注:烙铁手柄在原焊台上从100°C升温至300°C约17秒，从100°C升温至450°C约，45秒)，但相对于更少的制造成本，更简洁小巧的控制电路，应该是有着更高的性价比，且可抛掉又大又重的焊台控制盒，更方便使用。本方案电路若采用贴片式元件、双面PCB板组装，完全可以置于烙铁手柄内。
[0040]本实用新型能使恒温电烙铁的应用更加广泛、方便，制造生产更为简单，成本更低，使用更加安全可靠。
【权利要求】
1.一种可调恒温的电烙铁控制器，其特征在于，采用PMOS管控制直流电源为电烙铁(RL)的供电，直流电源的正极(V+)接PMOS管的S极，PMOS管的D极经电烙铁(RL)接地； 直流电源的正极(V+)经限压电阻(Rl)后通过三端稳压器(TL431)在P点建立稳压电源，P点通过二极管(Dl)和起校准作用的第二可调电阻(W2)接至PMOS管的D极；二极管(Dl)的负极接第二可调电阻(W2)； 用于设置恒温点的第一可调电阻(Wl)、第一电阻(R3)和第二电阻(R4)依次串接形成一条分压支路跨接在P点和地之间； 第一运放(UA)的正输入端经第三电阻(R2)接第二可调电阻(W2)与电烙铁(RL)的连接点；第二二极管(D2)的正极和负极分别接第一运放(UA)的正输入端和地；第一运放(UA)的负输入端接第一电阻(R3)和第二电阻(R4)的连接点； 第一运放(UA)的输出端经依次串接的第四电阻(R5)和电容(C2)接地；第三二极管(D3)与第四电阻(R5)并联，且第三二极管(D3)的负极接第一运放(UA)的输出端； 第三二极管(D3)的正极接第二运放(UB)的负输入端，第五电阻(R6)和第六电阻(R7)组成的分压支路跨接在P点和地之间；第五电阻(R6)和第六电阻(R7)的连接点接第二运放(UB)的正输入端，第二运放(UB)的正输入端与输出端之间跨接有第七电阻(R8);第二运放(UB)的输出端通过第八电阻(R9)接三极管(T)的b极；第九电阻(RlO)接在三极管(T)的b极和地之间； 三极管⑴的c极通过第十电阻(R13)接直流电源的正极(V+);三极管⑴的e极通过第十一电阻(R14)接地；三极管⑴的c极接PMOS管的G极；所述的三极管⑴为NPN型三极管。
2.根据权利要求2所述的可调恒温的电烙铁控制器，其特征在于，还包括指示电路；指示电路包括发光管(D4)和第十二电阻(R15)，发光管(D4)的负极接地，发光管(D4)的正极经第十二电阻(R15)接PMOS管的D极。
【文档编号】B23K3/03GK203471097SQ201320406273
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】戴征岐 申请人:大唐湘潭发电有限责任公司