专利名称：无线焊接工具的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及一种电设备，尤其是，本发明涉及例如无线焊铁的便携式电设备。
背景技术：
当需要在不同电元件之间进行人工导电连接时经常使用焊铁。多种焊铁已经被研制用于包括修理印制电路板的多种应用场合中，并且被用于不同的产业，诸如电信业、计算机工业以及制造业。已知的焊铁在电源、应用领域、性能、形状、尺寸、温度、焊头类型、热源、价格以及便携性方面各有不同。
现有的焊铁包括有线和无线焊铁。其中一种类型的有线焊铁使用电源线从家用电源插座传送AC电源到焊铁。在这种有线焊铁中，使用降压器将提供给焊铁的电源从AC转换为DC，以加热焊铁焊头的电极。一种类型的无线焊铁是丁烷焊铁。该丁烷铁使用高度易燃气体来加热焊铁的焊头。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种包括便携式电源存储源的焊接工具，其中所述电源存储源具有低功率态。加热设备电连接到电源存储源以提供焊接连接。电压比较器电连接到电源存储源和加热设备，电压比较器能够检测电源存储源的低功率态。
本发明的另一个目的是提供一种具有主体以及与所述主体相联的电源存储源的电子装置。电源存储源包括正端子和负端子，其中电源存储源具有标准功率态以及低功率态。加热设备还与主体相联，其中加热设备的第一部分连接到正端子并且加热设备的第二部分连接到负端子，从而电可以被传送到加热设备。状态指示器电连接到电源存储源以及加热设备。状态指示器能够产生指示电源存储源的低功率态的信号。
本发明的又一个目的是提供一种由电源供电的焊铁。焊头可电连接到电源，可以基于施加的电产生热。开关被电连接到焊头和电源之间，该开关具有至少第一和第二位置，当开关位于第一位置时，使得焊头产生第一功率输出。当开关在第二位置时，焊头产生更高功率输出。
当结合附图，参考下面详细的描述，本发明的前述方面和许多附属的优点将变得更加容易理解，其中图1是根据本发明形成的焊铁的一个示例性实施例的正视图；图2是根据本发明形成的焊头的一个示例性实施例的前视图；图3是适于结合使用图1所示的焊铁的示例性实施例的电路的一个示例性
具体实施例方式
现在将参考附图描述本发明，在附图中相同的标记对应相同的元件。本发明的实施例意在说明焊接工具，该焊接工具包括电路，该电路提供多种功率模式并且检测低功率态或者在设备操作期间的电源压降。在本发明的实施例中，该电路检测跨过电源的压降或者低功率态，并且信号通知操作员。因此，以下的描述和这里的说明应当认为实际上是说明性的，因此，不会限制本发明要求保护的范围。
参考图1，根据本发明所形成的一种无线焊铁1的一个示例性实施例被示出。焊铁1包括连接到主体3的焊头2。焊铁1还包括位于主体3上的电灯4以照亮焊头2以及一些在焊铁1附近的周围工作表面。位于主体3上的开关5控制电灯4的操作。如图1所示，焊铁1还可能包括用于覆盖焊头2和电灯4的罩14。如下面详细描述的那样，焊铁1可以包括开关5A，该开关选择在焊头2产生的多个功率水平之一，并且提供一种“待命”模式，使焊头2实现与焊接材料或工件接触的电路。
可以从图1中看出，主体3包括拉长的、硬耐热材料构成的基本管状部件，硬耐热材料诸如是塑料或者本领域技术人员所公知的其它材料。主体3通常是一种整体结构，各部分被组装，并且具有这里所描述的子元件以及电路。本领域的技术人员可以认识到主体3的结构可以根据多种应用和工业的不同需求而大大改变。
图2是根据本发明的一个示例性实施例形成的焊头2的一个示例性实施例的正视图。如图所示，焊头2包括两个电极9和10，它们通过位于它们之间的绝缘体11相互电绝缘。绝缘体11可以由任何合适的用作电介质的材料形成。绝缘体11最好由固体介质材料形成，例如云母，该材料可以承受超过大约500°F的温度而不改变形态。焊头2的尺寸和形状可以根据特殊应用和/或工业所需要的焊接设备而改变。
电极9和10优选由诸如锗、石墨或者硅的半导体材料，或者包含诸如锗、石墨或者硅的半导体材料形成。但电极最好由锗制成。在另一个实施例中，电极9和10可以由电阻合金构成或者包括电阻合金，最好是NiCr(例如，NiCrA以及NiCrC结合本发明预期采用的电源会获得合适的结果)。
在本发明的一些实施例中，电极9和10的电阻率接近250微欧厘米或者更大，最好接近750微欧厘米或者更大，更佳的是接近1500微欧厘米或者更大。在其它实施例中，电极9和10的电阻率大于约3000微欧厘米。在一些实施例中，电极9和10最好具有接近1.0至2.2g/cc的密度范围，最好是1.5至1.75g/cc，并且最好的是，挠曲强度至少为1500psi。由于电极的这些优选的特性值，通过加电电极9和10在几秒之内就达到超过500°F的温度，并且在超过大约1000°F的温度仍保持为固体。可以理解，本发明的实施例可以包括前述特性值的任意结合。
焊头2通常连接到焊铁1的主体3上，最好是以可拆卸的方式进行连接。在一些实施例中使焊头2可拆卸，从而，如果焊头2被损坏或者不能使用时，允许焊铁1的使用者可选择更换焊头2。而且，由于焊头2的可拆卸特性，所以当不同的焊接设备需要这样的通用性时，焊铁1的使用者可以使用不同的焊头。
图3示出了适于结合图1所示的示例性实施例使用的一个示例性电路。当焊头2被固定到焊铁1上时，电极9和10被单独电连接到电源8的正端和负端。在一个实施例中，金属触点(未示出)，最好是铍铜合金，被利用来提供电源给电极9和10。触点被联接到主体3上并且电连接到图3所示的电路的剩余元件。当电极被组装时，电极9和10以提供电互通的方式接触间隔触点。触点最好被弯曲以作为弹簧来最小化触点电阻。在图3所示的电路的情况下，电源8是电池(BT1)。但是，可以使用多种电源8，包括可充电或者不可充电的电池或者蓄电池组电池，或者通过电源供给设备提供的低压电源。在电源8的一个实施例中，如图3所示，电池BT1提供大于2.4伏的额定电压以及至少为700-750毫安的安培数。
其它的实施例可以使用电压范围为五(5)至(10)伏的电源8，而其它的实施例可以使用电压大于10伏的电源8。另外，采用本发明的实施例的电源8最好具有8-40瓦的瞬时功率以及大于700毫安的安培数。在本发明的一个示例性实施例中，电源8由五(5)个不可充电电池组成，其中每个电池都具有接近1.5伏的电压。电源的电池以传统的方式连接，以提供大约7.5伏的电源。在本发明的实施例中，当电池被作为电源时，电池触点最好是板簧型的，以增加表面接触面积以及相对于成一直线设置的电池施加压力，从而使损耗最小。
当电极9和10的末端接触到导电或者半导体材料，例如焊料或者工件上时，就形成了一个电路，该电路从电源8的正端开始，通过电极9，再通过焊头2接触的导电或者半导体材料，进而通过电极10，并最终返回到电源8的负端。在通过电极9和10以及与电极9和10结合使用的导电或者半导体材料来实现电路的过程中，来自电源8的电流使焊头2在几秒内加热到超过大约500°F的温度。结合电极9和10使用该材料的结果是，当焊接连接时焊头2不会焊接到接点。一旦电极9和10从导电或者半导体材料上移去或者不与导电或者半导体材料连接，连接到电源8的电路就不能实现，因此，焊铁变为不加热状态。在这个状态下，电极9和10冷却到安全温度。
再由图3所示，电路包括开关5以及串联的电灯4(例如，发光二极管)和电阻器R1。灯4位于焊铁的主体上从而照亮焊头2以及其它周围工作区域。由于电阻器R1、灯4以及开关5的平行设置，所以灯4可以单独操作或者与焊头2结合操作。也就是，即使电极9和10当前没有用于与导电或者半导体材料结合使用，闭合开关5也将产生电源8的正负端子之间的电连接。换句话说，具有灯4的电路部分与电极9和10结合产生的电路部分相独立。由于电灯4可以被接通而不加热焊头2，所以灯4可以被用来照亮周围环境而不须加热焊头2。在一个实施例中，电阻器R1的值最好是150欧。
应当理解，另一种开关，该开关未示出，可以与电源串联设置以作为焊铁的接通/断开开关，其中，当焊铁“接通”时，它以待命模式操作直到电极9和10保持与焊接材料或工件同时接触。此外，应当理解，开关5可以与电源串联设置，以形成开关能力。在后一实施例中，灯将根据接通/断开开关而工作。
图4A示出了适于结合图1所示的焊铁的一个示例性实施例使用的另一个示例性电路。当焊头2被固定到焊铁1上时，电极9和10通过下面将描述的元件各自电连接到电源8的正端和负端。在图4A所示的电路中，电源8是电池(BT1)。但是，可以使用多种不同的电源，包括可充电或者不可充电的电池或者蓄电池电池组，或者通过电源供给设备提供的低压电源。
还是如图4A所示，电路包括开关5A以及电灯4(例如，发光二极管)、多个二极管D1和D2，以及电阻器R1。如上所述，灯4位于焊铁的主体上从而照亮焊头2以及其它周围工作区域。由于开关5A设置相对于电源8串联设置，所以灯4与焊头2结合操作。另外，由于在这个实施例中开关5A串联设置在电源8与电极9和10之间，为了使电极9和10接收电能，开关5A需要处于闭合或者激活状态(例如，开关在“Hi”或者“Lo”位置)，以处于待命模式，从而用于能够由电极进行焊接连接。开关5A可以是所示的双极/三掷开关。
在其它实施例中，如图4B所示，灯4可以与电源8并联设置并且与另一个开关6A串联设置，如果需要时选择性地操作灯4。
开关5A允许使用者在多个功率输出中之间选择焊铁1的功率输出，例如高输出和低输出，以及选择关断位置。为了影响被开关5A控制的不同功率模式，当开关5A位于“Lo”位置时，电路包括位于开关5A的“Lo”节点与电极9之间的电路通道中的二极管D3，以减少由焊头电极9和10产生的总电源。结果是，当开关5A位于“Lo”位置时由焊头2所产生的输出功率小于当开关5A位于“Hi”位置时由焊头2所产生的输出功率。在一个实施例中，在高输出功率位置和低输出功率位置之间的输出功率差值接近十(10)瓦，尽管本发明可以实现其它不同的输出功率差值。应当理解，可以选择二极管使得产生的热可以保持为最小。但是，可以使用其它使提供给焊头2的电流减小的电路和元件，例如电阻器。
根据本发明的一方面，焊铁1也可以包括低压检测电路。该电路可以选择地利用图3和4所示的电路。当电路与图3或图4的电路结合时，该电路可以被用来检测低功率态、由电源8产生的操作压降，或者流过电极9和10(也就是，跨过电极的短路状态)的电流。
总体而言，电路通过位于焊铁1上的灯来指示电源8的低功率态、可操作压降或者跨过电极9和10的短路。通过比较在使用期间由以下称为操作电压的电源8(跨过电源8)产生的电压与预先选择的参考电压来实现这一点。如果电源是电池，参考电压可以在满充电池电压以及部分或者全部放电的电池电压之间选择。如果在使用中的任何时候电源的操作电压下降到参考电压以下，那么电路就点亮灯。应当理解，当电源8是电池时，操作电压根据设备的应用而改变。
可以用本发明来实现的低电压检测电路的一个合适实施例在图5中被示出。图5中示出的电路的连接可以通过图3和4中示出的连接点BATT+来实现。如图5所示，低压检测电路包括电压输出跟随器或者缓冲器24、参考电压发生器25以及电压比较器26。在一个实施例中，电压输出跟随器或者缓冲器24可以被构造为运算放大器17。在一个实施例中，参考电压发生器25可以由运算放大器19结合电阻器R2、R3、R4以及二极管D1和D2形成，其中运算放大器提供上述的参考电压。电阻器R5还与运算放大器19结合操作。电阻器R2最好时39千欧，电阻器R3最好是150千欧，电阻器R4最好是47千欧，以及电阻器R5最好是2.7兆欧。
由参考电压发生器25产生并且提供给电压输出跟随器或者缓冲器24的参考电压还提供给电压比较器26。从BATT+接收电力的分压器27给电压比较器26提供电压8的操作电压。例如，如果使用图3所示的电路，分压器27可以连续地给电压比较器26提供电源8的操作电压。应当理解，当开关5A被激活时，如果使用图4所示的电路，则分压器27给电压比较器26提供电源8的操作电压。在所示的实施例中，分压器27由电阻器R6和R7组成，电压比较器26由运算放大器18以及相关电路组成，包括电容器C1和电阻器R8。在所示的实施例中，电压缓冲器24的输出被提供给运算放大器18的同相输入，并且分压器27的输出被提供给运算放大器18的反相输入。电阻器R6最好是200千欧，而电阻器R7最好是47千欧。电容器C1最好是0.1UF，并且电阻器R8最好是1千欧。
最后，图5所示的电路包括与电灯16和电阻器R9电接触的晶体管T1。与电灯16和晶体管T1结合使用的电阻器R9的值最好是100欧。
在使用(例如，如果利用图4的电路，当开关5A被激活)期间，如果电源8的电压下降到预定阈值以下，也就是参考电压以下时，晶体管T1接通从而允许电灯16照明。当跨过电极9和10的电路短路或者当电源8在低功率态时，可能发生上述情况。例如，当检测和电极9和10之间焊接的焊接点时，可能发生压降，以确定电路的短路状态，例如，在电路板上的电路，或者当工件与电极9和10之间电通信时，也可能发生压降。根据每个特殊应用所选择的参考电压，当例如电池BT1的电源完全或者部分放电时，会出现低功率态。
不同的是，当图5的电路检测电源8上的负载时，该负载由流过电极9和10(跨过电极9和10的短路)的电流指示时，或者电源8在参考电压以下放电时，则电灯16打开。这是因为基于比较参考电压发生器25的参考电压与分压器27的操作电压的电压比较器26的比较结果使晶体管T1接通，从而允许提供的电流流过灯16。应当理解，这里描述的电路可以用于帮助操作者指示焊料何时位于电极9和10之间，以及工件何时产生跨过电极的短路，或者帮助检测是否存在跨过电路的两个节点之间的短路。另外，应当理解，电路可以用于提示使用者何时电源需要被替换或者再充电。在一个可选实施例中，焊铁1可以利用发音机构(未示出)实现，其中当检测到低功率态或者压降时发音机构产生听觉反应。
当检测到低功率因此电池不能超过期望电平放电时，完全隔离或者关断例如电池的电源，这在焊铁操作期间是有益的。
图6A是适于使用焊铁1的一个示例性实施例的低功率检测电路的一个可选实施例，以用于检测低功率态、由电源8产生的操作压降或者流过电极9和10的电流。如图6A最佳示出，电路包括与电源8以及多个电路通道30、31和32串联连接的开关5B。如图所示，电路通道与电源8并联连接。电路通道30包括电阻器R1和例如发光二极管(LED)的灯4，电路通道31包括集成电路(IC)35、二极管D1、电阻器R2以及例如发光二极管(LED)的电灯16，并且电路通道32包括电极9和10。因此，开关5B控制灯4、集成电路35以及电极9和10的激活。可选的是，如图6B最佳示出，开关5B可以沿着电路通道30与灯4串联设置。在这个实施例中，开关5B仅控制灯4的照明，并且可以独立焊铁焊头2和/或集成电路35操作。
在另一个实施例中，可以使用两个开关，其中一个与电源串联设置，作为接通/关断开关，另一个与灯串联设置，当与接通/关断开关结合工作时，其选择性地控制灯的操作。
集成电路35能在内部产生参考电压，能将参考电压作为电源8的操作电压，并且基于比较的结果激活开关，使灯16照亮。在一个实施例中使用的集成电路可以从Texas Instruments公司购买到，如型号No.TL7757。集成电路35与电源8和电极9和10并联连接。在一个实施例中，R2的值为100欧。应当理解，集成电路可以基于它产生的参考电压被专门选择。因此，基于它的应用，图6A和6B的电路可以使用其它集成电路，这些集成电路基本上类似于集成电路35，但是具有不同的参考电压。
在使用过程中，来自电源8的操作电压被提供给集成电路35。在图6A中，当开关5B被激活时，会发生上述情况。在图6B中，电被连续供给集成电路35。在另一个例子中，不管是否存在跨过电极9和10的短路都会发生上述的情况。包括产生参考电压的元件的集成电路35比较提供给集成电路35的操作电压和由集成电路35产生的参考电压。如果参考电压大于操作电压，集成电路35激活开关，传送流过灯16的电流，从而打开灯16。
例如，当跨过电极9和10发生短路时，由电极9和10以及电导体的电阻率而产生的电源8上的负载引起电源8的电压下降，电导体例如是产生短路情况的工件。应当理解，参考电压可以被选择以使得，如果跨过电极9和10发生短路，那么由集成电路35测量的操作电压将比参考电压低。结果是，灯16将打开，从而提供使用者一个直观的指示，即发生了跨过电极9和10的短路。
另外，应当理解，在一个实施例中，参考电压可以被选择以使得电源(例如，完全放电的电池)的低功率将引起灯16打开。因此，根据本发明的另一个方面，可以利用灯来指示电源何时需要替换或者再充电。
应当理解，除了灯16以外的其它状态指示器可以被焊铁1利用。例如，焊铁1可以利用发音机构(未示出)，当检测到低功率或者压降时，该发音机构可以产生听觉反应。
另一方面，如果参考电压比操作电压小，则集成电路35的开关保持打开，并且灯16不照亮。这会发生在跨过电极9和10不存在短路以及电源8具有足够的电荷的时候。
本领域的普通技术人员应当理解，图3-6B所示的电路可以用集成电路或者其它公知的电设备实施，其中公知的电设备用于提供预制电路给为大的用户市场生产的设备。而且，通常可行的是，图3-6B所示的电路的一个或多个部分可以包含在集成电路中，并且电路的其它部分可以由不专门集成到集成电路的电元件构成。
应当理解的是，术语“低功率态”也可被认为是当跨过电极发生短路时(例如，当负载位于电源上时)的情况，在这种情况下会引起电源的电压下降，从而获得低压状态。
虽然前述的实施例在这里被描述并且如上述那样作为一种可拆分式焊头设计，也就是具有由第一和第二电绝缘电极组成的焊头，但是本发明的焊铁也可以是单极型的。为了实现这种单极型焊铁，可以参考图7和8，它们示出了电设备的另一个实施例，也就是，根据本发明形成的焊铁101。除了以下将要描述的差异以外，焊铁110与图1-6B所示的焊铁在结构、材料和操作方面基本上类似。如图7最佳示出，焊铁101包括连接到焊铁主体103的焊铁焊头102。
如图8最佳示出，焊铁101还包括用于将焊铁焊头102加热到影响例如工件的焊接的合适温度的加热设备132。在一个实施例中，加热设备132定义一个孔134，其中焊铁焊头102的极端插入到该孔中。在加热设备132和焊铁焊头102之间的分界面最好具有干涉配合，以较好的在加热设备132和焊铁焊头102之间传递热量。在这个实施例中，金属夹138可以用来通过加热设备132传电，或者加热设备可以具有电端子以用于连接到电源。如果需要的话，还可以提供封闭加热设备132的热绝缘体(未示出)。热绝缘体可以由任意合适的材料构成，诸如耐热塑料或者陶瓷。
在图9和10所示的一个可选实施例中，加热设备132包括一个或多个加热元件150，该加热元件与焊铁焊头102之间具有热传送关系。通过例如支架、夹子、螺钉等等之一的机械技术或者例如环氧树脂、粘合剂的化学技术，加热元件最好被固定到焊头102或者保持邻接焊头102，从而保持它们之间正向连接。在所示的实施例中，加热元件150通过由诸如铜的金属材料构成的夹138固定。但是，也可以使用其它设置结构。例如，当组装时，焊铁主体103可以专门设计成具有凸缘、接头或者其它内部结构，一旦组装，这些结构就保持加热元件150与焊铁焊头102接触。夹子138也可以作为电源连接端子，以电通信连接加热元件150和电源108。
图8至10所示的加热装置132和加热元件150可以与焊铁焊头102电绝缘。在一些实施例中，可以通过将例如介电层的电绝缘屏蔽(未示出)置于加热设备或者元件和焊头102之间来实现该电绝缘。电绝缘屏蔽可以由聚酰亚胺基底形成，该基底最好通过粘结剂或类似物化学固定到其中一个表面上。可以用于本发明的这样一种介电聚酰亚胺基底例如可以是由DuPont生产的卡普顿带(KaPton tape)。在另一个实施例中，加热设备或者元件或者焊铁焊头102的外表面可以被例如酚醛树脂涂层的薄介电膜覆盖。在另一个实施例中，焊接焊头102可以由阳极化铝构成，其中焊头102的阳极表面作为焊铁焊头和加热设备或元件之间的电介质。应当理解，介电绝缘屏蔽的厚度应当被保持为最小，从而它不仅可以作为介电绝缘体，而且可以最小化可能减少的焊铁焊头102和加热设备或元件之间的热传送。
参考电极9和10所述，在图8-10的实施例中，加热设备132或者加热元件150最好由半导体材料形成，诸如锗、石墨或者硅(最好是锗)，或者由包含诸如锗、石墨或者硅(最好是锗)的半导体材料的材料形成。在本发明的一些实施例中，加热设备132或者加热元件150的电阻率接近250微欧厘米或者更大，最好是750微欧厘米或者更大，更好的是接近1500微欧厘米或更大。在其它实施例中，加热设备132或者加热元件150的电阻率大于约3000微欧厘米。在一些实施例中，加热设备132或者加热元件150最好具有接近1.0至2.0g/cc范围的密度，最好在1.4和1.8g/cc之间。根据上述的电阻率，当供给电源时，加热设备132或者加热元件150的温度可以上升到至少500°F。在所示的实施例中，由容纳在焊铁主体103内的内部电源108供给电源，例如一个或多个电池。
在另一个实施例中，加热设备可以包括电阻合金，最好是NiCr(例如，NiCrA和NiCrC结合本发明预期采用的电源会获得合适的结果)。例如，参考图11和12，示出了包括加热设备232和焊铁焊头202的焊头组件240的两个实施例。在这些实施例中，加热设备232包括电阻合金导线或者元件256，它们与焊头202有热传递的关系以加热焊铁焊头202。
在图13所示的另一个实施例中，焊头组件包括加热设备340和焊铁焊头302。加热设备340可以由绝缘体360和内部衬套362形成，其中绝缘体由陶瓷或者其它热绝缘材料形成，内部衬套由公知为扩展石墨的石墨薄膜形成。在另一个实施例中，正温度系数(PTC)加热器可以被用来代替石墨薄膜。
图14示出了可以结合图7所示的焊铁101使用的一个示例性电路400。除了加热设备132持续提供短路并且在图上被表示为电阻器以外，图14基本上类似于图3。加热设备132电连接到电源108的正端和负端。在一个实施例中，金属触点(未示出)，最好是铍铜合金，被用来提供电源给加热设备132。触点被联接到主体103并且电连接到图14所示的电路的剩余元件上。当组装时，加热设备132以电通信的方式接触间隔触点。在图14所示的电路的一个实施例中，电源108是电池(BT2)。但是，可以使用多种电源108，包括可再充电或者不可再充电电池或者蓄电池电池组，或者通过电源提供设备提供的低压电源。在一个实施例中，图14所示的电源108是电池BT1，该电池提供大于2.4伏的额定电压和至少700-750毫安的安培数，还可以使用其它的电压或电流值。
其它的实施例可以使用具有五(5)至(10)伏范围内的电压的电源108，而另一些实施例可以使用大于10伏的电压的电源108。另外，被本发明的实施例利用的电源108最好具有8-40瓦之间的瞬时功率和大于700毫安的安培数。在本发明的一个示例性实施例中，电源8由五(5)个非可再充电电池构成，这个电池均具有接近1.5伏的电压。电源的电池以传统的方式连接以提供接近7.5伏的电源。在本发明的实施例中，当电池被作为电源使用时，电池触点最好是板簧型的，以增加表面接触面积以及相对于成一直线设置的电池施加压力，从而使损耗最小。
进一步如图14所示，电路400包括开关105以及可选电灯104(例如，发光二极管)和电阻器R1。如上所描述的，灯104位于焊铁的主体上以照亮焊头102和周围的工作区域。开关105可以与电阻器R1和灯4串联设置，从而开关控制了灯的操作和焊头的加热，因此，该开关可以被称为接通/关断开关。可选的是，开关105可以与电源108并联并与灯4串联设置，因此开关仅仅控制灯4的操作。在其它实施例中，电路中可以包括并且合适的连接其它开关，从而允许灯和/或焊铁焊头的独立操作。
图15示出了适于结合图7所示的焊铁的示例性实施例使用的另一个示例性电路500。电路500与参考图4A的上述的电路基本上相同。电路500包括电源选择开关105A，该开关允许使用者在多个功率输出和关断位置之间选择焊铁101的功率输出，多个功率输出例如是高输出和低输出。为了影响由开关105A控制的不同功率模式，该电路包括在电路通道中、在开关105A的“Lo”节点和加热设备132之间的二极管D3，以减少当开关105A位于“Lo”位置时由焊头102所产生的总功率。结果是，当开关105A位于“Lo”位置时由焊头102所产生的功率输出小于当开关105A位于“Hi”位置时由焊头102所产生的功率输出。
图7-15的焊铁101还可以包括其它特征，其中一些特征将被更详细的描述。例如，焊铁101可以包括基本类似于图5-6B所描述的电路，该电路用于检测低功率态、电源引起的操作压降或者流过加热设备的电流。通常，通过位于装置上的灯，电路可以指示电源的低功率态或者操作压降。这可以通过比较使用期间由电源产生的电压(跨过电源)和预先选择的参考电压来实现，由电源产生的电压以下称为操作电压。如图16A所示，参考电压可以由集成电路产生，参考电压或者还可以由模拟电路产生，最好如图17所示。如果在使用的任何时候电源的操作电压下降到参考电压以下，那么该电路打开灯。在如图16A所示的实施例中，集成电路比较参考电压和电源的操作电压，在图17所示的实施例中，模拟比较器电路比较参考电压和电源的操作电压。为了得到这些电路更详细的描述，请参见根据图5-6B的描述。
相据本发明的一个方面，焊铁101可以包括节电模式，该模式终止或者关断加热设备132的电源。在一个实施例中，如图18所示，例如水银开关的一个动作开关172可以串联的电连接到加热设备132上。动作开关172合适的位于焊铁外壳内，因此当焊铁焊头从水平方向向下倾斜时，动作开关被闭合，从而允许电流过加热设备。通过使焊铁焊头返回到水平方向，比如使焊铁停留在一个工作台上，动作开关172断开，从而阻止电流到加热设备132。
图19示出了可以应用于本发明的焊铁的系统900的一个方框图。系统900可以提供一种节电模式。在这个实施例中，系统600包括动能连接到控制器978的定时器976，该定时器可以与动作开关974结合。因此，当焊铁焊头倾斜到合适的位置时，时钟信号由动作开关974产生并被传送到控制器978。控制器978接收时钟信号并且启动定时器976。控制器监视定时器976，直到从动作开关974接收到第二时钟信号(例如，焊铁倾斜到一个合适位置)，从而复位定时器976。但是，如果在预先选择的时间周期例如五分钟之前没有接收到第二时钟信号，那么控制器自动关断加热设备132的电源以增加电源寿命。例如，控制器978可以输出一个设备合适信号给可控开关988，指示开关断开(也就是，阻止电流过它们)。当焊铁处于节电模式时，可以提供适合连接到剩余元件的状态指示器980，例如灯，以给使用者发出指示。
根据本发明的另一个方面，图7-13所示的焊铁可以包括这样一种机构，该机构允许使用者在多个输出功率以及关断位置之间选择焊铁焊头102上的焊铁101的期望输出功率，多个输出功率例如是高输出和低输出。在上述简要描述的、图15所示的一个实施例中，该机构可以在电路中以高/低开关和二极管d3来实现。这样的电路在之前被图4A详细的描述。但是，其它的电路也可以构建，以允许使用者选择期望的功率输出。例如，代替掷开关和二极管，可以使用例如电位器的可变电阻器，以在预定限制之间产生来自加热设备的不同电源。
应当理解，模拟和数字电路可以用来选择性地调整加热设备的功率输出。例如，图19示出了可以应用于本发明的系统900的一个示例性实施例的方框图。系统900包括加热设备132，其通过电源选择开关984电连接到电源存储源108。电源选择开关984可以是任何能够输出多个离散信号的公知的开关。该系统900还包括可控开关988。该开关被控制器978控制，控制器978输出控制信号给开关，从而1)闭合开关从而使电可以从电源流到加热元件，或者2)打开开关从而阻止电流到加热元件。控制器978可以包括用于测定开关以及以下描述的其它元件的操作的逻辑系统。本领域的技术人员应当理解，逻辑可以由多种结构实现，包括但不限制于模拟电路、数字电路、处理单元等等。可选的是，可控开关988可以由合适的脉冲电路代替，例如脉宽调制(PWM)电路，用于调制提供给加热元件的电源。应当理解，脉冲电路可以由本领域的技术人员实现，因此这里就不详细描述了。
在一个实施例中，控制器978可以包括以传统方式连接的处理单元、存储器以及输入/输出(I/O)电路。存储器可以包括随机存储器(RAM)，只读存储器(ROM)或者其它类型的数字资料存储装置。I/O电路可包括传统缓冲器、驱动器、继电器等等，以用于发送设备合适信号给开关或者脉宽调制(PWM)电路以及其它电路元件。
在操作中，控制器从电源选择开关接收指示用户期望的电平的多个离散信号之一。响应于接收信号，控制器输出设备合适控制信号给开关或者PWM电路。基于电源选择开关的输出，由控制器传送的信号控制开关或者PWM电路的操作，以建立用户期望的功率输出。应当理解，当建立期望的焊铁焊头的功率输出时，控制器可以被编程化，以持续或选择性地改变PWM电路的占空度。电路可以包括其它公知的元件，例如反馈传感器，以获得期望的功率输出。
图20示出了可以结合根据本发明构造的焊铁使用的电路1000的另一个实施例。该电路除了将描述的差异以外，基本上与参考图15所描述的电路类似。在这个实施例中，当开关105A在低和高位置之间转换时，代替使用二极管去改变焊铁焊头102的输出功率，焊铁101包括两个具有不同电阻值的加热元件132A和132B。因此，当开关105A在低位置时，电流通过加热元件132B。当开关105A在高位置时，电流通过加热元件132A，该加热元件的电阻值大于加热元件132B。
本发明的优选实施例已经被说明和描述，然而，应当理解，不脱离本发明的精神和范围可以作出各种改变。无线焊铁被示出并被描述，然而，应当理解，通过本领域技术人员公知的合适电路，焊铁可以包括连接到焊铁的元件的电源线，从而焊铁可以被AC电源单独供电，AC电源例如是普通家用电源接口。应当理解，可以在电源接口提供的电源端采用降压变压器和/或整流器电路来运行焊铁的元件。
权利要求
1.一种焊接工具，包括电源存储源，其中所述电源存储源具有低功率态；电连接到电源存储源、用于提供焊接连接的加热设备；以及电连接到电源存储源和加热设备的电压比较器，该电压比较器能够检测电源存储源的低功率态。
2.根据权利要求1的电路，其中当负载通过加热设备位于电源存储源上时，电源存储源实现低功率态。
3.根据权利要求1的电路，其中所述加热设备包括以隔开方式设置的第一和第二电极，其中第一电极连接到电源存储源的正端，并且第二电极连接到电源存储源的负端。
4.根据权利要求3的电路，其中当提供焊接连接时，如果一个电导体位于第一和第二电极之间，电源存储源实现低功率态。
5.根据权利要求4的电路，其中电导体是焊料或者工件。
6.根据权利要求1的电路，其中低功率态是电源存储源撤换或再充电状态。
7.根据权利要求6的电路，其中当电源存储源充分放电时，电源存储源发生撤换或者再充电状态。
8.根据权利要求1的电路，其中电压比较器包括集成电路，它比较供给电压和内部产生的参考电压。
9.根据权利要求1的电路，还包括参考电压发生器，电压比较器能够接收来自参考电压发生器的参考电压以及电源存储源的操作电压，比较接收到的电压，以及输出指示低功率态的信号。
10.根据权利要求1的电路，其中当电源存储设备的操作电压比参考电压低时，低压态被确定。
11.根据权利要求1的电路，其中电源存储源包括至少一个电池。
12.根据权利要求1的电路，其中电源存储源具有5至10伏的电压。
13.根据权利要求1的电路，其中电源存储源产生大于700毫安的DC电流。
14.根据权利要求1的电路，还包括产生指示低功率态的信号的状态指示器。
15.根据权利要求16的电路，其中状态指示器是灯。
16.根据权利要求1的电路，还包括选择性地控制加热设备的功率输出的功率输出开关。
17.一种电子装置，包括主体；与所述主体相联的电源存储源，所述电源存储源包括正负端，其中电源存储源具有额定功率态和低功率态；与所述主体相联的加热设备，其中加热设备的第一部分连接到正端，并且加热设备的第二部分连接到负端，从而电可以被传送到加热设备；以及电连接到电源存储源和加热设备的状态指示器，状态指示器能够产生指示电源存储源的低功率态的信号。
18.根据权利要求17的装置，还包括可控开关，其中该开关基于确定低功率态发生而被激活，开关的激活将电源存储源从加热设备电断开。
19.根据权利要求17的装置，其中当跨过电源存储源的压降被影响时，发生低功率态。
20.根据权利要求17的装置，其中当电源存储源被完全放电时发生低功率态。
21.根据权利要求17的装置，其中加热设备包括与第二电极分隔开的第一电极，第一电极电连接到电源存储源的正端，第二电极电连接到电源存储源的负端。
22.根据权利要求21的装置，其中当跨过第一和第二电极发生短路时，发生低功率态。
23.根据权利要求17的装置，其中该装置是无线焊铁。
24.根据权利要求17的装置，其中电源存储源包括至少一个电池。
25.根据权利要求17的装置，其中状态指示器是灯。
26.一种电子装置，包括具有至少一个低功率态的电源；电连接到电源的加热设备；用于检测电源的至少一个低功率态的装置；以及用于指示至少一个功率态的装置。
27.根据权利要求26的装置，其中电源包括至少一个电池。
28.根据权利要求26的装置，其中指示装置是灯。
29.根据权利要求26的装置，其中该装置是焊铁。
30.一种由电源供电的电子装置，包括接收来自电源的电的加热设备；以及当加热设备从电源接收电时，用于检测电源的至少一个低功率态的装置。
31.一种适于接收来自电源的电的焊铁，该焊铁包括可电连接到电源的焊头，该焊头当施加电时产生热量；以及电连接到焊头和电源之间的开关，该开关具有至少第一和第二位置，当开关位于第一位置时，使得焊头产生第一功率输出，当开关位于第二位置时，焊头产生更高的功率输出。
32.一种焊铁，包括具有低功率态的电源存储源；电连接到电源的焊头，该焊头当施加电时可产生热量；以及电连接到电源存储源和焊头的电压比较器，该电压比较器能够检测电源存储源的低功率态。
33.根据权利要求32的焊铁，其中当负载通过加热设备位于电源存储源上时，电源存储源实现低功率态。
34.根据权利要求33的焊铁，其中焊头包括以隔开方式设置的第一和第二电极。
35.根据权利要求34的焊铁，其中当跨过第一和第二电极存在短路时，电源存储源实现低功率态。
36.根据权利要求35的焊铁，其中通过设置电导体与第一和第二电极电联通，使得跨过第一和第二电极存在短路。
37.根据权利要求36的焊铁，其中电导体是焊料或者是工件。
38.根据权利要求32的焊铁，其中低功率态是电源存储源撤换或者再充电状态。
39.根据权利要求38的焊铁，其中当电源存储源部分或完全放电时，发生源存储源撤换或者再充电状态。
40.根据权利要求32的焊铁，其中电压比较器包括集成电路，它比较供给电压和内部产生的参考电压。
41.根据权利要求32的焊铁，还包括参考电压发生器，电压比较器能够接收参考电压发生器的参考电压和电源存储源的操作电压，比较接收到的电压，并且输出指示低功率态的信号。
42.根据权利要求32的焊铁，其中电源存储源包括至少一个电池。
43.一种焊铁，包括产生直流(DC)和具有低功率态的电源存储源；电连接到电源的焊头，该焊头包括当施加电时产生热量的第一和第二电极；电连接到电源存储源和焊头的电压比较器，该电压比较器能够检测低功率态；以及状态指示器，其响应于检测低功率态的电压比较器而产生信号提供给用户。
全文摘要
一种便携式电子设备，例如焊铁，具有由电阻性材料形成或者包含电阻性材料的两个电极。电极电连接到电源。当两个电极被施加到电导体材料上时，例如被焊接的材料，就实现了电极和电源之间的电路。
文档编号B23K3/04GK1820886SQ200510048400
公开日2006年8月23日 申请日期2005年10月13日 优先权日2004年10月13日
发明者杰弗·坎贝尔, 约翰·卢, 拉塞尔·博格曼, 格里戈雷·阿克辛特 申请人:亥伯龙创新公司