Архив за день: 21.03.2017

О недостатках схемы паяльной станции

О недостатках схемы паяльной станции

Важнейший момент в схеме 1 [1] — это некорректное использование стабилитрона Д818Е. Он выполняет функцию источника опорного напряжения.

Применение простейшего параметрического стабилизатора напряжения в таком ответственном месте схемы недопустимо. Чтобы вся схема стабильно работала, требуется стабильный ток (10 мА) для Д818Е, т.е. вместо балластного резистора 131 (750 Ом) нужен генератор стабильного тока. Для этого нужно заменить Д818Е на"П431 в типовом включении. Еще проще — установить вместо Д818Е ИМС стабилизатора напряжения. Например,подходит 7809.

В данном случае, при питании через балластный резистор [1] стабилитрон Д818Е обеспечить высокой стабильности напряжения не может.

Во-первых, по причине коммутации нагревателя паяльника.

Во-вторых, сетевое напряжение в наших электросетях также не стоит на месте.

И все это влияет на значение напряжения Д818Е и стабильность температуры жала.

Частотозадающие элементы С4 и И5 схемы [1] должны быть высокостабильными. Об этом в [1] также ничего не сказано.

Узел управления нагревателем паяльника [1] выполнен не оптимально, так как от параметров экземпляра 11216 (давно устаревшего германиевого транзистора) зависит надежность этого узла.

Автор данной публикации экспериментировал с подобными схемами. Были проведены испытания схем З и 4 применительно к схеме 1, чтобы заменять ПТ типа 1ВЕ248Ы. Интерес к тематике, собрать «что-то из ничего», всегда был и будет, особенно на периферии. Тем более что у многих сохранились старые транзисторы в большом количестве.

Согласно справочным данным, германиевые транзисторы типов П216, П217 имеют разброс по величине напряжения насыщения икэнас в пять раз и более. Однако германиевые транзисторы имеются свои нюансы, которые нужно учитывать. Иначе падение напряжения на открытом германиевом транзисторе будет не меньше, чем на кремниевом.

На первый взгляд может показаться, что схемы З и 4 почти не отличаются. Но для З в качестве УТ1 нужен транзистор с большим И21Э, и самым серьезным недостатком схем З и 2 [1] является именно неоптимальное управление П216.

При токе базы (П216) Іб=30 мА, для б21э=60, при работе на паяльник (11н=12 Ом) требуется мощный резистор 112. Рассеиваемая на нем мощность расходуется впустую. Это плата за «простоту» схемы. Если П216 имеет И21Э меньше 60, то сопротивление И2 придется уменьшать. При б21э=30 — в два раза. Мощность на резисторе Я2 также возрастет вдвое. И 2-ваттным резистором уже не обойтись.

Все сказанное относится и к 4, только вместо И2 подразумевается 137. Обращает на себя внимание и наличие низкоомного мощного резистора 139 в схеме 4, который ухудшает параметры схемы.

Включение резистора в цепь базы П216 не приносит никаких преимуществ в данном случае, если сравнивать 2 и 4. Недостаток же схемы 4 проявляется как раз в том, что часть коллекторного тока (1к) транзистора \/Т2 уходит не на то, чтобы «получше» открыть УТ1, а на бесполезный нагрев 139. Поэтому в схеме З применяли ИЗ мощностью всего в 0,25 Вт, а не 2 Вт, как на 2. Вот такие «мелочи» в четырех резисторах.

Типовое значение 1п21э для П216 обычно 20…30. Для надежного управления П216 требуется запас по току от схемы управления (драйвера) \/Т1 и УТ2.

В схеме 2 при 132=510 Ом был икэнас=270 мВ, а при 132=300 Ом — икэнас=170 мВ, что уже приближается к полевому транзистору 113Р540. Поэтому для П216Д в схеме 2 никакой радиатор не был нужен (при икэ_ нас=170 МВ).

В схеме 2 практически нет запаса по току 1б для П216, т.е. эта схема наиболее критична к подбору экземпляра П216 с максимальным значением б21э.

Избавились от недостатков из-за нагрева мощных резисторов в схеме 4. Обе схемы ключей были испытаны в схеме 1 взамен мощного ПТ. При этом оксидный конденсатор в выпрямителе не устанавливался.

Впрочем, и мощные резисторы в ней не нужны, так как в схеме З весь ток базы П216 проходит через 13н, не разогревая никаких резисторов.

В качестве \/Т1 используется маломощный транзистор с небольшим И21э. Составной транзистор в данной позиции не нужен. Включение дополнительного транзистора позволяет разрешить проблему низкого |121э П216. Результирующее усиление равно произведению И21э обоих транзисторов, т.е. И21эобщ=Ь21э \/Т2 ^21э^ТЗ, так как схема уже является составной. У нее есть недостаток — увеличенное икэнас. Поэтому в качестве драйвера (\/Т2) тоже установлен германиевый транзистор, т.е. для сохранения малого, минимально достижимого икэнас для УТЗ, требуется такой \/Т2, который его сможет обеспечить.

О предотвращении возможных проблем

О предотвращении возможных проблем

Если схема изготовлена на печатной плате [2], то проблем с ВЧ генерацией ОУ в схеме не было. При другом исполнении вероятны непредвиденные ситуации. Чтобы исключить влияние вольтметра на схему компаратора ЭА2.1, ВКЛЮЧен ДОПОЛНИТеЛЬНЫЙ реЗИСТОр Ядоп- Сопротивление резистора Вдоп выбирают в пределах 10…33 кОм.

Все ОУ должны работать «чисто» на постоянном токе. Для проверки подключаем по очереди к выходам всех трех ОУ осциллограф, через его штатный емкостной делитель 10/1. Никаких следов самовозбуждений не должно быть. Компаратор и ОА2.2 должны четко переключаться. Никаких ВЧ «заполнений» при переключении ОУ не должно быть. Если что-то подобное и появилось, то его обязательно устраняют, так как ВЧ самовозбуждение ОУ ухудшает точностные параметры схемы.

В проводящем состоянии на переходе сток-исток падение напряжения должно быть минимальным [2].

Следует отметить, что конденсатор на выходе мостового выпрямителя — это головная боль и потенциальная проблема во всех конструкциях, где только он установлен. Ремонтники знают сколько от них хлопот. В схеме 1 оксидный конденсатор в выпрямителе 30 В не нужен.

В итоге, авторская конструкция паяльной станции 1 поместилась в небольшом перфорированном металлическом корпусе размерами 160x145x63 мм. Т.е. более сложная конструкция [2] размещена в значительно меньшем корпусе, чем простая схема [1].

О точности поддержания температуры

О точности поддержания температуры

Автор не занимался исследованиями в отношении прецизионности поддержания температуры потому, что точность поддержания температуры в схеме 1 оказалась достаточной практически для любых монтажных работ.

Нарекания были только к самой конструкции жала. Особенно досаждает его специальное покрытие, которое, конечно, продлевает срок службы жала, но изрядно досаждает в работе с паяльником. Удобство такой конструкции жала в работе с малогабаритными и поверхностными компонентами неоспоримо. Однако поверхность такого жала чрезмерно чувствительна к «чистоте» канифоли и другим факторам.

В результате, поверхность жала быстро покрывается слоем «грязи», которая мешает при пайке. Благо, что этот слой удаляется без особых осложнений.

В результате, приходится дополнительно присматриваться к используемым флюсам и припоям. Это идет только на пользу всему делу. Ведь низкокачественные паяльные материалы проявляются не только на «блеске» пайки, но и на прочности паяного соединения.

Для реализации максимальных возможностей схемы в качестве R1, R3, R5, R6, R8, R16 и R19 использованы прецизионные резисторы. Связано это с тем, что для получения максимальной стабильности температуры требуется максимальная стабильность опорного напряжения на выводе 3 ОУ DA2.1 и стабильное усиление каскада DA1. Если задаться целью «выжать из схемы все», то нужен и качественный переменный резистор R7, например, многооборотный.

Можно поступить иначе. Регулировку всего диапазона температур разбивают на поддиапазоны. При этом каждому из них соответствует и свой более узкий участок регулировки. Потребуется ступенчатое переключение. Сузив диапазон, повышаем точность установки температуры и долговременную ее стабильность. Это позволяет отказаться от использования переменного резистора.

Для контроля температуры в прибор добавлено гнездо ХТ1. К нему можно подключить цифровой вольтметр.

Следует отметить тот факт, что большинство заводских конструкций паяльных станций сложны именно по причине наличия вспомогательных функций.

Зачастую сама схема стабилизации температуры оказывается гораздо проще, чем вся остальная схема.

Плата за применение термопары — это наличие дополнительного каскада усиления напряжения, снимаемого с термопары. Каскад усиления выполнен на дешевом прецизионном зарубежном ОУ.

Весь алгоритм, вся «сложность» работы схемы сосредоточены на сравнении между собой двух напряжений на входах компаратора ОА2.1. Поэтому, если вдруг понадобилась особая ювелирная точность поддержания температуры, то в качестве ОА2.1 можно применять компаратор, а не ОУ.

Точностные характеристики схемы 1 по сравнению с [1] улучшены, поскольку изменено включение прецизионного ОУ. Устранена неработоспособность схемы прототипа.

Использован и совсем иной стабилизатор напряжения. Все это подробно рассмотрено в [2].

О причинах выбора такого режима работы схемы

О причинах выбора такого режима работы схемы

При интенсивной работе с чувствительными аудиоусилителями (и не только с ними) «жужжащий» паяльник малопригоден или совсем не подходит. Паяльник, эффективно излучающий помехи, создает много нештатных ситуаций. Их можно минимизировать, не применяя импульсных схем. Однако схема [1 ] при включенном паяльнике всегда коммутируется с частотой 25 Гц.

Паяльные станции [1] и [2] конструктивно также кардинально отличаются. Первое, и это самое главное,

в [2] используется профессиональный вариант — паяльник с термопарой. В [1] использован терморезистор. Однако большинство терморезисторов не могут обеспечивать такие точностные характеристики, как термопары. Именно использование термопары и определяет кажущаяся «сложность» конструкции.

Если же сравнивать схему 1 с большинством солидных заводских конструкций паяльных станций, то мы обнаружим, что эта схема явно проще.

Простые паяльные станции

Простые паяльные станции

В статье [1] предлагается схемотехнически простая конструкция паяльной станции. Автор конструкции ут

верждает, что она проще в повторении, чем конструкция [2]. Но будет ли конструкция [1] в повторении действительно проще, нежели конструкция 1? Оказывается, нет.

Высокую повторяемость схемы, прежде всего, определяют затраты времени на налаживание. Неспроста заводы-изготовители усложняют схемотехнику — зато наладка, как правило, резко упрощается. Если монтаж платы [2] отнимает не более нескольких часов, а наладка и того меньше, то повторяемость конструкции высокая. Получается, что изготовить и наладить устройство можно, следуя описанию, за один-два выходных дня.

В этом и заключается основное отличие между конструкциями [1] и [2]. Налаживание схемы [1] отнимает намного больше времени, чем ее монтаж. Это специфика всех «простых» импульсных схем.

Таким образом, конструкция [2] «сложнее» лишь в количестве паяных соединений. Чтобы удобнее рассматривать все вопросы, ее схема показана на 1.

В схему внесены некоторые дополнения. В частности, предусмотрена возможность для подключения цифрового вольтметра (дешевого китайского тестера). Так можно проще оценивать установку требуемой температуры. На практике достаточным оказывается нанесение отметок шкалы температуры на передней панели конструкции.

В конструкции 1 использован ключевой режим управления «включено/выключено» Никаких управляемых высокочастотных ШИМ генераторов в схеме 1 не предусмотрено.

Т.е. ШИМ регулирование имеет место исключительно в самом алгоритме «включено/выключено». Но все идет на инфранизких частотах и весь процесс проходит в режимах «близких» к постоянному току. Никогда при работе схема 1 не срабатывает на частотах в 10 Гц или более.

Пожалуй, один из важнейших моментов — это непосредственно конструкция паяльника [1]. На практике очень важно само изготовление паяльника с термодатчиком, а именно как установлен терморезистор возле нагревателя.

Иначе от повторяемости конструкции не остается и следа. Эти вопросы в [1] совершенно упущены из вида. В итоге, изготовление паяльника и является камнем преткновения конструкции [1]. В любом случае, внедрение в конструкцию паяльника, тем более его самостоятельное изготовление создает серьезные неудобства и проблемы при конструировании самодельных паяльных станций. Вот почему в конструкции [2] применен готовый заводской паяльник с термопарой. Такие паяльники не являются дефицитом, как было несколько лет назад.

изготовление генераторов большой мощности

изготовление генераторов большой мощности

Для изготовления генераторов большой мощности по предлагаемой технологии необходимы более мощные магниты и большее количество полюсов статора, кроме того, нужно учесть следующие основные рекомендации:

• для минимизации замыканий и утечек магнитной энергии ротора вал и основание генератора должны быть изготовлены из немагнитных материалов;

• для получения максимального КПД генератора зазоры между полюсами ротора и статора должны быть минимальными, что может быть достигнуто достаточной прочностью стакана, минимальным люфтом подшипников вала ротора, жестким креплением стакана к основанию генератора и отсутствием радиальных биений полюсов ротора;

• для исключения боковых изгибов длинных сердечников под воздействием магнитного поля враща

ющегося ротора необходимо верхние части сердечников зафиксировать кольцом из немагнитного материала.

В заключение необходимо отметить, что по данному принципу могут быть изготовлены следующие варианты составных частей генератора:

• сердечники статора могут быть П-образными, что позволит намотать катушки большего объема, а также вынимать ротор, не снимая сердечников;

• сердечники статора могут быть из магнитов, а ротор из магнитомягкой стали, который при вращении замыкает и размыкает магнитные поля сердечников статора;

• пары полюсов роторов больших диаметров могут быть индивидуальными со своими магнитами, размещенными на диске из немагнитного материала, и с возможностью центровки этих полюсов;

• основание генератора может быть из плоской прочной пластины, а сердечники статора крепиться с помощью специальных кронштейнов, содержащих регулировочные элементы для установки зазоров между полюсами ротора и статора.

Возможен также вариант генератора с многозубцовым ротором и статором, содержащим от одной до нескольких пар сердечников с катушками. При этом сердечники с катушками желательно равномерно удалить друг от друга для размещения более объемных катушек, соблюдая тот принцип, что одна половина сердечников располагается против зубцов ротора, а другая половина — между ними.

Опрос

Какая услуга Вам необходима?

Показать результаты

Загрузка ... Загрузка ...
Март 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Фев   Апр »
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031