Меню

Перегреватель для паяльника

Внимание!

Эта поделка использует сетевые напряжения и конструировать ее следует осторожно и аккуратно.

Наше главное оружие — это паяльник! Но порой, особенно когда надо что-то отпаять или заменить, сталкиваемся с тем, что температуры как-будто не хватает — припой на плате еле плавится, особенно если это точка пайки на полигоне значительной площади.

В чем тут дело? Посмотрим внимательно. На паяльнике указана номинальная мощность, например, на моем — 25 Ватт. Однако, не будем спешить — возьмем мультиметр и замеряем его сопротивление. Чаще всего оно выше ожидаемого. Например в моем случае — 2.43 кОм. Высчитываем мощность паяльника по школьному закону Джоуля-Ленца P=U2/R:

Чуть меньше 20 Ватт!

Что за фокусы? Может, бракованный? Но эти «фокусы» наблюдаются с большинством паяльников, утюгов, чайников и т.п. которые мы найдем под рукой…

Все проще. Паяльник рассчитан на входное напряжение больше номинального. Часто так и написано «220-240 В» например. А на деле мощность посчитана для напряжения 245-250 Ватт. Производитель «перестраховывается». Мы же от этой перестраховки получаем недостаточно нагретый паяльник. Мощность снижается пропорционально квадрату напряжения — а снижение ее на 20% здорово сказывается на температуре. Припой на весу плавится (т.к. обычному ПОС-61 хватит меньше 200 градусов) — а на плате температура падает еще ниже и начинаются мучения.

Конечно, можно взять паяльник помощнее. Но понятно что инструмент на 40 Ватт не дает в полтора раза выше температуру по сравнению с 25 Ваттами. Он скорее позволяет прогревать бОльший объем материала. Купить паяльную станцию? Но дешевые зачастую не дают заявленной температуры, а дорогая — не всегда доступный вариант для начинающего мастера.

Рассмотрим очень простое решение на базе уже изученного нами диодного моста. Оно настолько просто, что компоненты для него можно взять из разобранного блока питания или даже вышедшей из строя энергосберегающей лампы.

Чем же поможет диодный мост? Паяльник-то будет работать и от выпрямленного напряжения. Но что нам с этого толку? Вспомним, что максимальное (пиковое) напряжение на выходе диодного моста — не 220 Вольт, а чуть ли не 310. Если сглаживающий конденсатор отсутствует, среднеквадратичное напряжение будет примерно равно входному… Но с конденсатором ситуация меняется — он не дает напряжению проседать до нуля, приподнимает его между пиками – благодаря этому и среднеквадратичное значение увеличивается — при конденсаторе очень большой ёмкости даже почти до пикового.

На графике ниже красная линия показывает как увеличивается это “действующее” напряжение.

Рассчитать точное значение действующего напряжения на выходе сложно (т.к. аналитическая формула состоит из обрезков синусоиды и обратной экспоненты). Но можно его оценить.

Будем считать что конденсатор полностью (до 312 Вольт) заряжается до момента пика. После пика, если он не слишком маленький, напряжение выхода диодного моста спадает быстрее чем на конденсаторе. Значит нагрузка питается только от конденсатора. Происходит это в течение почти целого полупериода, то есть 10 мс. Предположим, мы взяли конденсатор емкостью 10 мкФ. При указанном напряжении заряд на нем составил (заряд на конденсаторе это произведение напряжения на ёмкость) 10 * 312 = 3120 микро-Кулон (или 0.003 Кулона).

Кулон это заряд который получается, если ток в 1 Ампер течет в течение 1 секунды. В нашем случае, конечно, по мере разряда конденсатора напряжение и ток немного падают, но предположим что падают они ненамного – и посчитаем, насколько именно.

Итак, ток разряда конденсатора через наш паяльник, по закону Ома, это напряжение деленное на сопротивление. То есть 312 / 2430 = 0.12 Ампер. Такой ток в течение 10 мс (или 0.01 сек) “украдет” с конденсатора заряд всего в 0.12 * 0.01 = 0.001 Кл, то есть одну треть имеющегося. А значит и напряжение на конденсаторе упадет только на одну треть, до примерно 200 Вольт.

Среднее значение между этими максимальной и минимальной точкой будет где-то 255 Вольт, а среднеквадратичное даже немного больше (точное значение не будем искать, т.к. мы сделали довольно много мелких допущений которые на точность повлияют все равно).

Один из выводов для нас заключается в том, что для более мощной нагрузки конденсатор нужно увеличивать пропорционально.

Итак, конденсатор всего в несколько микрофарад позволит нам подать на паяльник 250-270 Вольт по желанию — и получить мощность равную или больше номинальной. Добавив переключатель, мы сможем к тому же ловко манипулировать температурой, повышая ее лишь когда это действительно нужно. Например, на улучшенной схеме предложены 2 конденсатора, а трех-позиционный тумблер может либо подключить один из них, либо оставить схему без конденсатора, если повышение температуры не требуется.

Помимо выключателя на входе схемы можно добавить резистор (или лучше терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом) – привычный способ ограничить бросок тока через незаряженный изначально конденсатор (если вы никогда не сжигали диодные мосты, поставьте конденсатор на 100-470 мкФ и посмотрите что получится – только производите этот эксперимент очень осторожно).

Готовое устройство можно смонтировать в корпусе обычного удлинителя (с вилкой и розеткой), как показано на фотографии. Использовать его в этом случае можно не только с паяльником, но и с некоторыми другими приборами не требующими строго переменного тока на входе (однако если вы плохо представляете о чем речь, лучше не экспериментировать).

Диодный мост можно взять любой на 600… 1000 Вольт и 1 Ампер (с запасом). Конденсатор электролитический на 400 Вольт и 4.7… 10 мкФ (больше можно, но сильный перегрев может сократить срок службы паяльника).

материал предоставил

Родион Горковенко

лаборатория электроники

Лицей “Физико-Техническая Школа”

Санкт-Петербург




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *