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DADI 852高级热风焊台工作原理

DADI 852高级热风焊台工作原理

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  电原理见下图。该焊台除具备手柄热风枪还有一个24V恒温电烙铁。面板上有两个单刀双掷开关A和B,开关A只用了一半,用于管理24V恒温电烙铁的工作与否。开关B控制热风枪和气泵。活动臂由B-1位置转向处于B-2位置时,热风枪立即停止工作,气泵则延时工作一段时间。

DADI 852高级热风焊台原理图


  
  电路中使用了两块四运算放大器LM324,根据它们在印刷线路板的位置,笔者将位于上部那块编号为IC上,下部的编号为lC下。
  
  电路根据功能分为五大部分:
  
  第一部分交流电源,220V市电供气泵和手柄内电热丝:还有一个没有开关的变压器,只要插上电源插头,变压器就有两个低压输出,一个交流24V(实测26V)供恒温烙铁内电热丝;另一个交流9V,经整流、滤波、稳压后供各种控制电路使用。
  
  第二部分气泵控制部分,市电经继电器J的常闭触点J接到本部,工作原理和B.D.k 850热风焊台这部分基本一样,VR1调整信号放大器放大倍数,VR2为温度设定电位器。工作原理参见B.D.k 850热风焊台的气泵控制和调光台灯,这里不再重复。
  
  第三部分24V烙铁温度控制部分,和B.D.k 850手柄电热丝温控电路基本相同,不同的是供电为低压交流24V,IC上C为24V电烙铁热电偶信号放大器,lC上B为电压比较器,电压比较器输出⑦脚控制SCR3的导通与否,恒温控制过程参见B.D.k 850手柄电热丝温控过程,不再赘述。
  
  第四部分断电气泵延时控制部分,交流9V经D7半波整流,C3滤波得到平滑不稳的直流电,一路送继电器吸合线圈上端,一路送三端正稳压集成电路IC1,型号LM7806,IC1输出端③脚经C2滤波输出稳定的6V,供应相关控制电路。
  
  电压比较器IC上D的反相端13脚为R9与R10对6V分压得到的3V,再看同相端12脚电位,若单刀双掷开关B活动臂处于B-1位置时,12脚电位为0,此时电压比较器lC上D输出低电平Ov,NPN三极管Q2因发射结零电压偏置而截止,继电器J吸合线圈失电,其常闭触点J导通,图左下角的气泵电路被接通市电,气泵开始工作。
  
  当开关B转向B-2位置时,电压比较器lC上D的反相端13脚恒定为3V,观察同相端12脚电位,这处开关B接地被解除,电容C7开始被充电。但是,电容有个特点,两端电压不能跳变。因此,C7两端电压从O缓慢上升,⑥脚电位仍然小于3V,电压比较器IC上D继续输出低电平,三极管Q2保持截止,继电器J吸合线圈仍然失电,其常闭触点J仍然导通,气泵工作继续为手柄供气,电容C7随充电时间增加,两端电压不断上升,当12脚电位高于3V时,电压比较器lC上D反转,输出高电平,三极管Q2因发射结正向电压偏置大于0.6V而导通,继电器J因吸合线圈得电而吸合,其常闭触点J断开,气泵电路失去市电而停止工作,完成了延时冷却手柄的任务。
  
  第五部分手柄温度控制电路,这部分就是图中间斜着的那最长的一条。组成见下图 DADI 852焊台手柄温度控制部分方框图。

DADI 852焊台手柄温度控制部分方框图

  看上去复杂,基本功能和工作流程与前面介绍的温控电路结构类似:也是热电偶的信号经放大送电压比较器一个输入端,温度设定电位器电压送电压比较器另一个输入端,这两个电压经比较器比较后输出,去控制双向可控硅的门极G,操作SCR的导通与否。当然,具体电路是有区别的。
  
  其中一个区别:廉价焊台控制手柄电热丝双向可控硅门极G的触发脉冲来自直流低压控制电路,与市电相连的SCR和它直接相连,存在安全和干扰风险.,本焊台采用了一个光电双向可控硅耦合器MOC3023,将低压控制电路和市电部分进行了隔离。输入端是一只发光二极管,①脚正、②脚负。光接收端(光耦输出端)是光敏双向可控硅,当光耦输入①端脚到②脚有数毫安电流流过时,发光二极管发强光,光耦接收端④、⑥脚间导通。④、⑥脚导通时,SCR2被触发导通,即使④、⑥脚间变为截止,也维持导通,直到市电交流过零恢复截止。R12是限流电阻,保护SCR2的G不被击穿。
  
  接着研究上图,lC下D及其周边元件组成热电信号放大,送电压比较器lC下B同相端⑤脚,温度设定电位器VR6电压经电压跟随器- IC下A后送电压比较器IC下B反相端⑥脚。
  
  电压跟随器实质是一个放大倍数为1的放大器。优点一是输入阻抗非常高,这对信号源设定电位器索取少、影响小;优点二是,输出阻抗极低,输出带负载能力强;优点三是输入、输出之间相互影响小。
  
  lC下C及其周边元件组成了一个频率可变的非标准施密特振荡器:
  
  正反馈通路有正反馈电阻R39,它和R30对IC下C的⑧脚输出进行分压,然后送同相端⑩脚。这脚是比较电压参考端,振荡器振荡时,⑩脚在高、低两个电压问切换。理论计算,高压值恒定,约为3V6左右,低压值受温度设定电位器VR6控制,大约在0.8V到1.6V之间。
  
  反相端⑨脚与地之间接有电容C8,lC下C输出⑧脚和⑨脚间通路有R37、D5和D6、R38两条。输出⑧脚高电平时,⑧脚经R37、D5为C8充电;输出⑧脚低电平时,相当于⑧脚接地,C8经D6、R38对⑧脚地放电。
  
  振荡过程,设输出端⑧脚高电平即6V时,一方面经R39和R30分压约为3V6送同相端⑩脚,一方面经R37、D5为C8充电,C8两端电压由0V逐步升高,当反相端⑨脚高于3V6时,IC下C反转,⑧脚输出低电平0V,相当于接地。此时,参考端⑩脚电压由高压值3V6变为低压值,而不是0V。这低压值来自温度设定电位器和跟随器一,经R33与R30ⅡR39并联后分压决定,假设此低压值为1V1。C8的3V6经D6、R38放电,C8两端电压逐步降低,当反相端⑨脚低于低压值1V1时,lC下C再次反转,⑧脚又输出高电平6V--…如此反复形成振荡,IC下C的⑧脚输出幅度6V的脉冲。
  
  但是,如果将参考端⑩脚电压拉低到0.5V,振荡器将停止振荡。停振时,lC下C的⑧脚输出低电平ov。
  
  振荡器频率除受充、放电时间常数控制外,还受比较器IC下C的⑩脚参考电压控制。此电压低压值升高频率升高,反之,低压值降低频率降低。参见图4下部的波形图,图上部矩形波为lC下C的⑧脚输出波形,下部为反相端⑨脚C8的电压波形,虚线为低压值。左部为低压值变低频率降低的情况,右部为低压值升高频率变高的情况。
  
  前面强调过,SCR导通角的大小都是由半周期内,第一个脉冲前沿到来的早晚决定,这里参考的低压值降低,振荡频率降低意味着第一脉冲到来的晚,导通角变小;反之参考的低压值升高,振荡频率升高意味着第一脉冲来的早,导通角大。
  
  恒温控制过程如下,这部分电路开始加电,温度设定电位器VR6电压经跟随器- IC下A输出,一路送电压比较器IC下B的反相端⑥脚,一路经R33、R30分压送振荡器lC下C的参考端⑩脚。
  
  再看热电偶信号通路:此时手柄热电偶因温度还低,热电压经IC下D放大送电压比较器IC下B的同相端⑤脚,电压因低于反相端⑥脚,该比较器输出低电平0V,停振开关NPN三极管Ql因发射结零电压偏置而截止,对上面电路没有任何影响。振荡器IC下C正常振荡,其输出是矩形脉冲,经另一个跟随器二IC上A输出6V脉冲,驱动光电耦合器MOC3023输入端的发光二极管发光,光电耦合器输出端④、⑥脚导通,SCR2导通,电热丝得市电升温,热电偶信号电压随之升高。
  
  当温升到电压比较器IC下B的同相端⑤脚处电压高于反相端⑤脚时,比较器⑦脚输出高电平6V,停振开关NPN三极管Q1因发射结正向电压偏置并大于0.6V而导通,将参考端⑩脚电压拉低到0.5V以下,振荡器停止振荡,IC下C⑧脚输出低电平0V。跟随器二IC上A的①脚输出0V,MOC3023输入端的发光二极管停止发光,MOC3023输出端④、⑥脚截止,SCR2不能导通,电热丝失电降温,热电偶信号电压降低。当温度低到IC下B的⑤脚低于⑥脚→IC下B再次反转一⑦脚输出低电平0V→停振开关Q1截止-振荡器正常振荡一跟随器二IC上A的①脚输出脉冲一MOC3023的①、②脚有电流通过→MOC3023的④、⑥脚导通- SCR2导通一电热丝得市电升温一热电偶信号电压升高。电热丝虽然一会儿有电、一会儿没电,但凭热惰性保持了“恒温”。
  
  恒温二字带引号表明是有波动的,这款DADI 852高级焊台比前面B.D.k 850焊台的波动小得多。这是因为B.D.k 850焊台控制电热丝的双向可控硅,导通控制在一、四象限,导通角不是近180度,就是0度。换句话,热增量和减量的基本单位都是市电的半个周期。
  
  DADI 852高级焊台控制电热丝的双向可控硅,导通控制在一、三象限,因导通角是连续可调的,故热增量和减量的基本单位都可以小于市电的半个周期。




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