- з різними напругами живлення та регулюванням температури нагріву Сергій Чернов, Самара km450 (at)...
- прикладна програма
з різними напругами живлення та регулюванням температури нагріву
Сергій Чернов, Самара
km450 (at) mail.ru
ks98 (at) email.ru
При тривалій роботі пов'язаної з пайкою млогабарітних деталей на друковані плати, особливо з використанням SMD компонент, доводиться використовувати малогабаритні малопотужні низьковольтні паяльники. При цьому велике значення має можливість регулювання температури нагріву жала паяльника. Описується пристрій призначений для роботи з двома паяльниками на напругу 6 і 36 вольт потужністю 15-20 пн. Велика різниця в живлять напругах позбавила змоги знайти готове задовільний рішення схеми. Зустрічалися вдалі схеми або на невелику напругу, або на велике 36-42 вольта, погано стикуються між собою. Хотілося мати єдиний блок, так з можливістю обдування місця пайки, щоб не дихати кіптявою від паяльника.
Розроблене пристрій призначений для живлення двох паяльників на 6 і 36 вольт з регулюванням потужності нагріву жала паяльника від 50 до 100 відсотків. В основному я працюю з паяльником напругою 6в і потужністю 18 пт.
Блок живлення має три канали харчування, причому 6-вольта є основним і опорним. Для установки вихідних напруг і їх контролю ланцюга зворотного зв'язку схеми порівняння DA1 UC3842 підключені саме до цього каналу.
12-вольта канал використовується для підключення вентиляторів обдування як самої конструкції, так і, при необхідності, місця пайки.
36-вольта канал повністю незалежний, і його напруга можна збільшити до 42 вольт перерахувавши кількість витків відповідної обмотки. Вихідна потужність блоку до 40 сб. Можна при необхідності, намотавши ще обмотки і перерахувавши витки, отримати додаткові напруги, відмінні від зазначених на схемі.
Зовнішній вигляд готової конструкції представлений на рис.1.
Рис. 1. Зовнішній вигляд готової конструкції
Блоку живлення реалізований на основі мікросхеми UC3842, розробленої спеціально для побудови імпульсних джерел для живлення телевізорів, монітрам, факсів тощо Простота схеми схеми забезпечується за рахунок мінімальної кількості елементів обв'язки мікросхеми. Застосування UC3842 дозволяє обійтися і без понижувального трансформатора і живити схему безпосередньо мережевим напругою. Але я відмовився від цього варіанту, оскільки мене цікавила простота, безпека і відсутність високовольтних деталей, габарити ж вироби для мене значення не мали. Харчування блоку здійснюється від понижуючого трансформатора на 32 вольта при струмі до 1.5 - 2А, що дозволило позбутися від високовольтних деталей і контролювати вихідну напругу безпосередньо з виходу блоку. Як понижувального трансформатора я застосував готовий від несправного ксерокса, тому намотувальних даних його не маю. Потужність його близько 50-60 пн.
При проектуванні використовувався пакет програм для проектування РЕА PCAD 4.5., Тому є електронний варіант блоку живлення. Для тих, хто хоче скористатися цим пакетом, в початковому вигляді схема ( Bp_6_36.sch ) І друкована плата ( Bp_6_36.pcb ) Знаходяться в додатку.
Схема блоку представлена на Рис.2, на Рис.3. Зазначено розташування елементів на платі. На малюнках 4 і 5 показані провідники з верхньої та нижньої сторони плати відповідно.
Рис 2. Принципова схема блоку живлення
Рис.3. Розташування елементів на платі.
Опис роботи.
Вхідна напруга надходить на вхід X1 плати. Вхідний понижуючий трансформатор, тумблер включення і вхідний запобіжник розташовані поза плати.
На транзисторі VT1 зібраний стабілізатор живлення мікросхеми DA1 UC3842.
Вихідна напруга каналу 6 вольт є основним для роботи пристрою. Регулювання вихідної напруги здійснюється резистором RP REG, розташованим на передній панелі, через роз'єм X3. Стрілочний індикатор призначений для візуальної оцінки ступеня нагріву жала паяльника і підключений через роз'єм X5. Підлаштування резистор RP1 (типу СП5-2) дозволяє встановити стрілку індикатора Наконечний позначку шкали при максимальній напрузі, стабілітрон VD11 на 4.7 вольта "розтягує" робочий ділянку шкали. Вихідна напруга каналу 6 вольт регулюється в межах 4.3-6.1 вольт, а каналу 36 вольт - 26-36.5 в, що соответствут регулювання потужності паяльника від 50 до 100 відсотків. Стабілітрон VD12 на 6.2в запобігає значне збільшення вихідної напруги в разі поганого контакту з висновками регулювального резистора RP REG (резистор "скріпить").
При зазначених номіналів елементів обв'язки DA1 частота перетворення близько 50 кілогерц. У каналі на 6 вольт у випрямлячі, через велику споживаного струму паяльником і, як наслідок, виділення значної тепла на VD10, використані діоди Шотткі. Решта діоди імпульсні.
Застосування пар резисторів R3-R4 і R5-R6 в ланцюгах гасіння зворотних імпульсів було вибрано для полегшення їх підбору при макетування. Їх можна замінити одним резистором склавши відповідно їх номінали, і збільшивши потужність розсіювання до 1 пн. Потужність розсіювання всіх резисторів, якщо це окремо не вказано на схемі, не більше 0.25 пн. Робоча напруга конденсаторів в каналах 6, 12 і 36в має бути відповідно на 12, 25 і 50 вольт. Конденсатори C9 і C10 в ланцюгах гасіння зворотних імпульсів повинні мати робочу напругу не нижче 300В.
Охолодження плати здійснюється внутрішнім вентилятором, підключеним до роз'єму X2. Для індикації роботи пристрою використовується два світлодіода, підключених до гнізда X4. Зелений сигналізує про справність мережевого запобіжника на вході понижувального трансформатора і наявності харчування UC3842, червоний про перегорання запобіжника FU1 на 3А. Вихід напруг 6 і 12 вольт здійснюється на роз'єми VS1 і XS2 відповідно, причому центральний штир роз'єму XS2 в каналі 12 вольт обраний товщим для виключення помилкового підключення 6-вольта паяльника на вихід 12 вольт.
Зовнішній вентилятор, при необхідності, підключається до роз'єму XS2. Паяльник на 36 вольт підключається до гнізда XS3, в якості якого застосовано пятіконтактний роз'єм, наприклад, як для клавіатури PC або магнітофонний.
На Рис.6. представлена готова плата. По ній можна орієнтуватися на розміри радіаторів охолодження елементів.
Трансформатор T1 зібраний на ферритовом Ш-подібному магнітопроводі з розмірами 32 * 28 * 10 мм (ширина * висота * товщина) і має зазор 1 мм на центральному стрижні. Наявність зазору обов'язково. При його відсутності в якості зазору можна використовувати смужку з текстоліту по всій довжині товщиною 0.5мм. Всі обмотки виконані проводом 0.38 мм. Обмотка 5-7 містить 25 витків в два дроти, 1-3 - 10 витків, 12-14 - 29 витків в два дроти, 8-10 - 5 витків в чотири дроти.
Почала обмоток на схемі позначені, переполюсовка їх не допускається. Оскільки напруга живлення невелика, то особливої ізоляції під час намотування між обмотками трансформатора не потрібно.
При виготовленні T1 я використовував трансформатор від старого монітора. Для розбирання трансформатора застосовую свій добре зарекомендував себе спосіб.
Беремо непотрібну каструлю, кладемо в неї трансформатор, заливаємо водою і буквально проварюємо протягом 10-12 годин, періодично доливаючи воду, після чого половинки легко розділяються лезом безпечної бритви.
Старі дроти для намотування звичайно вже використовувати не можна. Результат роботи представлений на малюнках: Рис.8. - трансформатори до проварки, Рис.9. - після. Даний спосіб мене не підводив жодного разу, вихід 100-відсотковий. Після намотування і збірки трансформатора бажано встановити на ньому екран у вигляді стрічкового кільця з мідної фольги, наприклад знявши смужку фольги з текстоліту, поверх сердечника з обмоткою. Це різко знижує перешкоди від працюючого блоку.
Випрямлячі зібрані з використанням LC-фільтрів, преставляет з себе феритовий стрижень діаметрів 5-6 мм і довжиною 15-20 мм, на якому намотано 10-15 витків товстим проводом. На платі вони встановлені вертикально. Наявність в випрямлячах такої кількості конденсаторів обумовлено бажанням отримати якісний блок живлення.
При виготовленні плати, оскільки струми споживані паяльниками великі, ширину друкованих провідників виконувати якомога максимально. Це саме можна сказати і для підвідних ланцюгів первинної обмотки Т1. При лудінні плат, в таких випадках, що підводять ланцюга покривають потовщеним шаром припою. Земляний контур повинен бути виконаний по всьому периметру плати теж максимально можливої шириною провідника.
Для бажаючих "полегшити" схему вкажу обов'язкові елементи в випрямлячах: C13, C22, L2, C15, C24, C18, C27, C20 і C11. Відсутність L2 призводить до нестабільності роботи перетворювача, внаслідок пролезания перешкод в схему порівняння DA1 UC3842. Ємність блокувальних конденсаторів можна зменшити до 0.1 мкф, але наявність їх обов'язково. Їх відсутність, як правило, призводить до "здуття" електролітів, оскільки звичайні не призначені для роботи в високочастотних ланцюгах. Для цього застосовують спеціальні типи конденсаторів, але як правило вони рідше зустрічаються, та й коштують дорожче.
Силові елементи встановлені на радіаторах. Їх розміри можна орієнтовно прикинути по Рис.6. Діод VD8 в каналі 12 вольт радіатора не має. Діодний міст VD1 у випрямлячі харчування має невеликий пластинчастий радіатор. Як моста можна застосувати будь-який відповідний на струм не менше 3 А, наприклад RBV-402, які мають в корпусі отвір для кріплення радіатора охолодження. Конденсатор C1 повинен бути на напругу не нижче 50 вольт, ємність може бути зменшена до 2200 МКФ.
Кожен канал має для нормальної роботи мати невелике навантаження (на випадок роботи на холостому ходу) - резистори R20, R21 і R7.
У мене в роботі два паяльника одночасно не використовується. При роботі з двома паяльниками можливо доведеться підібрати резистор R19 в сторону зменшення до 0.15 ома, або збільшити вхідна напруга на вході плати до 36 вольт.
При тривалій роботі блоку нагріву елементів вище 40 градусів не спостерігалося. Для тих кого влаштовує нагрівання елементів до 70-80 градусів, наявність внутрішнього вентилятора не обов'язково.
З принципами побудови і опис роботи блоків живлення з використанням UC3842 детально можна ознайомитися в статті "Простий імпульсний джерело живлення" Олега Миколайчика, опублікованій в журналі "Схемотехніка" N7 в липні 2001 року стор. 8-11. Стаття взята мною по посиланню пошукачем в інтернеті і приведена в додатку - Bp_3842.pdf. У цій же статті можна докладно прочитати про типах застосовуваних елементах, їх призначення та допустимих замінах. Питання по цій статті направляти автору за наведеним там же адресою. Уважно вивчивши наведений матеріал, у мене не виникло питань що і як застосовувати, і що на що замінювати.
прикладна програма
- Uc3842.pdf - Опис м / сх UC3842 з сайту виробника.
- Принципова схема і друкована плата блоку харчування в форматі PCAD 4.5
- Bp_3842.pdf Стаття "Простий імпульсний джерело живлення" з журналу "Схемотехніка", N7 за 2001р. стр. 8-11.
