Ajuste del calentamiento del soldador. Un sencillo regulador de temperatura para soldador. Regulador de potencia con display de información.
Un regulador de potencia para un soldador es un dispositivo que le permite controlar el proceso de soldadura. La calidad de este proceso se puede aumentar significativamente si se controlan los parámetros principales. Un soldador es una herramienta doméstica necesaria para una persona a la que le gusta hacer todo con sus propias manos.
La principal característica de la soldadura es la temperatura máxima en la punta del soldador. El regulador de potencia del soldador garantiza que se cambie en el modo deseado. Esto permite no sólo mejorar la calidad de la unión del metal, sino también aumentar la vida útil del propio dispositivo.
¿Para qué sirve un regulador?
La soldadura de metales se lleva a cabo debido al hecho de que la soldadura fundida llena el espacio entre las piezas que se unen y penetra parcialmente en su material. La resistencia de la costura de conexión depende en gran medida de la calidad de la masa fundida, es decir. sobre su temperatura de calentamiento. Si la punta del soldador no está a la temperatura suficiente, entonces será necesario aumentar el tiempo de calentamiento, lo que puede destruir el material de las piezas y provocar un fallo prematuro del propio dispositivo. El calentamiento excesivo del metal de aportación conduce a la formación de productos de descomposición térmica, lo que reduce significativamente la calidad de la soldadura.
La temperatura de la zona de trabajo de la punta del soldador y el tiempo que tarda en subir dependen de la potencia del elemento calefactor. Un cambio suave de voltaje le permite seleccionar el modo de funcionamiento óptimo del calentador. Por lo tanto, la tarea principal que debe resolver un regulador de potencia para un soldador es establecer el voltaje eléctrico requerido y mantenerlo durante el proceso de soldadura.
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Los esquemas más simples.
El circuito más simple de un regulador de potencia para un soldador se muestra en la Fig. 1. Este esquema se conoce desde hace más de 30 años y ha demostrado que funciona bien en casa. Le permite soldar piezas mientras regula la potencia entre un 50 y un 100 %.
Un circuito elemental de este tipo se ensambla en los extremos de salida de la resistencia variable R1 y se combina mediante cuatro puntos de soldadura. El terminal positivo del condensador C1, la pata de la resistencia R2 y el electrodo de control del tiristor VD2 están soldados entre sí. El cuerpo del tiristor actúa como ánodo, por lo que conviene aislarlo. Todo el circuito es de tamaño pequeño y cabe en una carcasa de una fuente de alimentación innecesaria de cualquier dispositivo.
En la pared de la carcasa se perfora un orificio de 10 mm de diámetro en el que se fija con su pata roscada una resistencia variable. Como carga se puede utilizar cualquier bombilla con una potencia de 20-40 W. El casquillo con la bombilla se fija en la carcasa y la parte superior de la bombilla se introduce en el orificio para poder controlar el funcionamiento del dispositivo mediante su brillo.
Piezas que se deben utilizar en el circuito recomendado: diodo 1N4007 (se puede utilizar cualquier similar para una corriente de 1 A y un voltaje de hasta 600 V); tiristor KU101G; condensador electrolítico con una capacidad de 4,7 μF para un voltaje de 100 V; resistencia de 27-33 kOhm con potencia de hasta 0,5 W; Resistencia variable SP-1 con una resistencia de hasta 47 kOhm. Se ha demostrado que el regulador de potencia de un soldador con dicho circuito funciona de forma fiable con soldadores del tipo EPSN.
Un circuito simple, pero más moderno, puede basarse en reemplazar el tiristor y el diodo por un triac, y también se puede usar una lámpara de neón del tipo MH3 o MH4 como carga. Se recomiendan las siguientes piezas: triac KU208G; condensador electrolítico 0,1 µF; resistencia variable hasta 220 kOhm; dos resistencias con una resistencia de 1 kOhm y 300 Ohm.
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Mejora del diseño
Un regulador de potencia ensamblado sobre la base de un circuito simple permite mantener el modo de soldadura, pero no garantiza la estabilidad total del proceso. Hay una serie de diseños bastante simples que le permiten garantizar un mantenimiento estable y la regulación de la temperatura en la punta del soldador.
La parte eléctrica del dispositivo se puede dividir en una sección de potencia y un circuito de control. La función de potencia está determinada por el tiristor VS1. El voltaje de la red eléctrica (220 V) se suministra al circuito de control desde el ánodo de este tiristor.
El funcionamiento del tiristor de potencia se controla mediante los transistores VT1 y VT2. El sistema de control está alimentado por un estabilizador paramétrico, que incluye la resistencia R5 (para eliminar el exceso de voltaje) y un diodo zener VD1 (para limitar el aumento de voltaje). La resistencia variable R2 proporciona regulación manual del voltaje en la salida del dispositivo.
El montaje del regulador a partir de la instalación de la sección de potencia del circuito se realiza de la siguiente manera. Las patas del diodo VD2 están soldadas a los terminales del tiristor. Las patas de resistencia R6 están conectadas al electrodo de control y al cátodo del tiristor, y una pata de resistencia R5 está conectada al ánodo del tiristor, la segunda pata está conectada al cátodo del diodo Zener VD1. El electrodo de control se conecta a la unidad de control conectando el transistor VT1 al emisor.
La unidad de control se basa en transistores de silicio KT315 y KT361. Con su ayuda, se establece la magnitud del voltaje creado en el electrodo de control del tiristor. Un tiristor pasa corriente solo si se aplica un voltaje de desbloqueo a su electrodo de control, y su valor determina la intensidad de la corriente que pasa.
Todo el circuito regulador es de tamaño pequeño y cabe fácilmente en el cuerpo de un enchufe de superficie. Se debe seleccionar una carcasa de plástico para facilitar la perforación de agujeros. Es recomendable montar la parte de potencia y la centralita en diferentes paneles, y luego conectarlos con tres cables. La mejor opción es montar los paneles sobre PCB cubiertos con papel de aluminio, pero en la práctica todas las conexiones se pueden realizar con cables finos y los paneles se pueden montar sobre cualquier placa aislante (incluso cartón grueso).
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Conjunto de regulador de potencia de bricolaje
El dispositivo se monta dentro de la carcasa del enchufe. Los extremos de los cables están conectados a los contactos del zócalo, lo que permitirá conectar un soldador simplemente insertando su enchufe en los zócalos del zócalo. Primero, se debe fijar una resistencia variable en la carcasa y sacar su parte roscada a través de un orificio perforado. Luego se debe colocar en la carcasa un tiristor con una unidad de potencia adjunta. Finalmente se instala un panel de control en cualquier espacio libre. El casquillo está cubierto con una tapa en la parte inferior. Se conecta un cable con un enchufe a la entrada de la unidad de alimentación, que se saca del cuerpo del enchufe para conectarse a la red eléctrica.
Antes de conectar el soldador, se debe verificar el regulador de potencia. Para hacer esto, conecte un voltímetro o multímetro a los terminales del dispositivo (en el enchufe). A la entrada del dispositivo se le suministra un voltaje de 220 V. Al girar suavemente la perilla de resistencia variable, observe el cambio en la lectura del dispositivo. Si el voltaje en la salida del regulador aumenta suavemente, entonces el dispositivo está ensamblado correctamente. La práctica de usar el dispositivo muestra que el valor óptimo del voltaje de salida es 150 V. Este valor debe registrarse con una marca roja que indica la posición de la perilla de resistencia variable. Es útil observar varios valores de voltaje.
Para obtener una soldadura hermosa y de alta calidad, es necesario seleccionar correctamente la potencia del soldador y garantizar una cierta temperatura de su punta, dependiendo de la marca de soldadura utilizada. Ofrezco varios circuitos de controladores de temperatura de tiristores caseros para calentar soldadores, que reemplazarán con éxito a muchos industriales que son incomparables en precio y complejidad.
Atención, los siguientes circuitos de tiristores de los controladores de temperatura no están aislados galvánicamente de la red eléctrica y tocar los elementos del circuito que transportan corriente es peligroso para la vida.
Para ajustar la temperatura de la punta del soldador, se utilizan estaciones de soldadura, en las que se mantiene la temperatura óptima de la punta del soldador en modo manual o automático. La disponibilidad de una estación de soldadura para un artesano doméstico está limitada por su elevado precio. Por mi parte, resolví el problema de la regulación de la temperatura desarrollando y fabricando un regulador con control de temperatura manual y continuo. El circuito se puede modificar para mantener automáticamente la temperatura, pero no veo el sentido en esto, y la práctica ha demostrado que el ajuste manual es suficiente, ya que el voltaje en la red es estable y la temperatura en la habitación también es estable. .
Circuito regulador de tiristores clásico
El clásico circuito de tiristores del regulador de potencia del soldador no cumplía uno de mis principales requisitos: la ausencia de interferencias radiantes en la red eléctrica y en las ondas de radio. Pero para un radioaficionado, tales interferencias hacen imposible dedicarse plenamente a lo que ama. Si el circuito se complementa con un filtro, el diseño resultará engorroso. Pero para muchos casos de uso, un circuito regulador de tiristores de este tipo se puede utilizar con éxito, por ejemplo, para ajustar el brillo de lámparas incandescentes y dispositivos de calefacción con una potencia de 20 a 60 W. Por eso decidí presentar este diagrama.
Para comprender cómo funciona el circuito, me detendré con más detalle en el principio de funcionamiento del tiristor. Un tiristor es un dispositivo semiconductor que está abierto o cerrado. para abrirlo, es necesario aplicar un voltaje positivo de 2-5 V al electrodo de control, según el tipo de tiristor, en relación con el cátodo (indicado por k en el diagrama). Una vez que el tiristor se ha abierto (la resistencia entre el ánodo y el cátodo se vuelve 0), no es posible cerrarlo a través del electrodo de control. El tiristor estará abierto hasta que el voltaje entre su ánodo y cátodo (indicados a y k en el diagrama) se acerque a cero. Es así de simple.
El circuito regulador clásico funciona de la siguiente manera. La tensión de red de CA se suministra a través de la carga (bombilla incandescente o devanado de soldador) a un circuito puente rectificador fabricado con diodos VD1-VD4. El puente de diodos convierte la tensión alterna en tensión continua, variando según una ley sinusoidal (diagrama 1). Cuando el terminal medio de la resistencia R1 está en la posición extrema izquierda, su resistencia es 0 y cuando el voltaje en la red comienza a aumentar, el capacitor C1 comienza a cargarse. Cuando C1 se carga a un voltaje de 2-5 V, la corriente fluirá a través de R2 hasta el electrodo de control VS1. El tiristor se abrirá, provocará un cortocircuito en el puente de diodos y la corriente máxima fluirá a través de la carga (diagrama superior).
Cuando gira la perilla de la resistencia variable R1, su resistencia aumentará, la corriente de carga del capacitor C1 disminuirá y tomará más tiempo para que el voltaje alcance 2-5 V, por lo que el tiristor no se abrirá inmediatamente. pero después de algún tiempo. Cuanto mayor sea el valor de R1 mayor será el tiempo de carga de C1, el tiristor se abrirá más tarde y la potencia recibida por la carga será proporcionalmente menor. Por lo tanto, al girar la perilla de resistencia variable, se controla la temperatura de calentamiento del soldador o el brillo de la bombilla incandescente.
Arriba se muestra un circuito clásico de un regulador de tiristores fabricado con un tiristor KU202N. Dado que para controlar este tiristor se requiere una corriente mayor (según el pasaporte, 100 mA, la real es de aproximadamente 20 mA), los valores de las resistencias R1 y R2 se reducen, se elimina R3 y se aumenta el tamaño del condensador electrolítico. . Al repetir el circuito, puede ser necesario aumentar el valor del condensador C1 a 20 μF.
El circuito regulador de tiristores más simple.
Aquí hay otro circuito muy simple de un regulador de potencia de tiristores, una versión simplificada del regulador clásico. El número de piezas se mantiene al mínimo. En lugar de cuatro diodos VD1-VD4, se utiliza un VD1. Su principio de funcionamiento es el mismo que el del circuito clásico. Los circuitos se diferencian únicamente en que el ajuste en este circuito controlador de temperatura se produce solo durante el período positivo de la red, y el período negativo pasa por VD1 sin cambios, por lo que la potencia solo se puede ajustar en el rango del 50 al 100%. Para ajustar la temperatura de calentamiento de la punta del soldador, no se requiere más. Si se excluye el diodo VD1, el rango de ajuste de potencia será de 0 a 50%.
Si agrega un dinistor al circuito abierto de R1 y R2, por ejemplo KN102A, entonces el condensador electrolítico C1 se puede reemplazar por uno normal con una capacidad de 0,1 mF. Son adecuados los tiristores para los circuitos anteriores, KU103V, KU201K (L), KU202K (L, M, N), diseñados para una tensión directa de más de 300 V. También hay casi cualquier diodo, diseñado para una tensión inversa de al menos 300 V. v.
Los circuitos anteriores de reguladores de potencia de tiristores se pueden utilizar con éxito para regular el brillo de lámparas en las que están instaladas bombillas incandescentes. No será posible ajustar el brillo de las lámparas que tienen instaladas bombillas LED o de bajo consumo, ya que dichas bombillas tienen circuitos electrónicos incorporados y el regulador simplemente interrumpirá su funcionamiento normal. Las bombillas brillarán a plena potencia o parpadearán, lo que puede provocar incluso un fallo prematuro.
Los circuitos se pueden utilizar para el ajuste con una tensión de alimentación de 36 V o 24 V CA, solo es necesario reducir los valores de las resistencias en un orden de magnitud y utilizar un tiristor que coincida con la carga. Entonces, un soldador con una potencia de 40 W a un voltaje de 36 V consumirá una corriente de 1,1 A.
El circuito de tiristores del regulador no emite interferencias.
La principal diferencia entre el circuito del regulador de potencia del soldador presentado y los presentados anteriormente es la ausencia total de interferencias de radio en la red eléctrica, ya que todos los procesos transitorios ocurren en un momento en que el voltaje en la red de suministro es cero.
Al comenzar a desarrollar un controlador de temperatura para un soldador, partí de las siguientes consideraciones. El circuito debe ser simple, fácilmente repetible, los componentes deben ser baratos y estar disponibles, alta confiabilidad, dimensiones mínimas, eficiencia cercana al 100%, sin interferencias radiadas y posibilidad de actualización.
El circuito controlador de temperatura funciona de la siguiente manera. La tensión alterna de la red de suministro se rectifica mediante el puente de diodos VD1-VD4. A partir de una señal sinusoidal se obtiene un voltaje constante, que varía en amplitud como media sinusoide con una frecuencia de 100 Hz (diagrama 1). A continuación, la corriente pasa a través de la resistencia limitadora R1 al diodo zener VD6, donde el voltaje tiene una amplitud limitada a 9 V y tiene una forma diferente (diagrama 2). Los pulsos resultantes cargan el condensador electrolítico C1 a través del diodo VD5, creando una tensión de alimentación de aproximadamente 9 V para los microcircuitos DD1 y DD2. R2 realiza una función protectora, limitando el voltaje máximo posible en VD5 y VD6 a 22 V, y asegura la formación de un pulso de reloj para el funcionamiento del circuito. Desde R1, la señal generada se suministra a los pines 5 y 6 del elemento 2OR-NOT del microcircuito digital lógico DD1.1, que invierte la señal entrante y la convierte en pulsos rectangulares cortos (diagrama 3). Desde el pin 4 de DD1, los pulsos se envían al pin 8 del disparador D DD2.1, operando en modo de disparo RS. DD2.1, al igual que DD1.1, realiza la función de inversión y generación de señales (Diagrama 4).
Tenga en cuenta que las señales en los diagramas 2 y 4 son casi iguales y parecía que la señal de R1 podría aplicarse directamente al pin 5 de DD2.1. Pero los estudios han demostrado que la señal después de R1 contiene muchas interferencias provenientes de la red de suministro y, sin una doble configuración, el circuito no funciona de manera estable. Y no es aconsejable instalar filtros LC adicionales cuando quedan elementos lógicos libres.
El disparador DD2.2 se utiliza para ensamblar un circuito de control para el controlador de temperatura del soldador y funciona de la siguiente manera. El pin 3 de DD2.2 recibe pulsos rectangulares del pin 13 de DD2.1, que con un flanco positivo sobrescribe en el pin 1 de DD2.2 el nivel que está presente actualmente en la entrada D del microcircuito (pin 5). En el pin 2 hay una señal del nivel opuesto. Consideremos el funcionamiento de DD2.2 en detalle. Digamos en el pin 2, el lógico. A través de las resistencias R4, R5, el condensador C2 se cargará a la tensión de alimentación. Cuando llegue el primer pulso con caída positiva, aparecerá 0 en el pin 2 y el condensador C2 se descargará rápidamente a través del diodo VD7. La siguiente caída positiva en el pin 3 establecerá una lógica en el pin 2 y a través de las resistencias R4, R5, el condensador C2 comenzará a cargarse.
El tiempo de carga está determinado por las constantes de tiempo R5 y C2. Cuanto mayor sea el valor de R5, más tardará C2 en cargarse. Hasta que C2 se cargue a la mitad del voltaje de suministro, habrá un cero lógico en el pin 5 y las caídas de pulso positivas en la entrada 3 no cambiarán el nivel lógico en el pin 2. Tan pronto como se cargue el capacitor, el proceso se repetirá.
Por lo tanto, solo el número de pulsos especificado por la resistencia R5 de la red de suministro pasará a las salidas de DD2.2 y, lo más importante, se producirán cambios en estos pulsos durante la transición de voltaje en la red de suministro a través de cero. De ahí la ausencia de interferencias en el funcionamiento del controlador de temperatura.
Desde el pin 1 del microcircuito DD2.2, se suministran pulsos al inversor DD1.2, que sirve para eliminar la influencia del tiristor VS1 en el funcionamiento de DD2.2. La resistencia R6 limita la corriente de control del tiristor VS1. Cuando se aplica un potencial positivo al electrodo de control VS1, el tiristor se abre y se aplica voltaje al soldador. El regulador le permite ajustar la potencia del soldador del 50 al 99%. Aunque la resistencia R5 es variable, el ajuste debido al funcionamiento del DD2.2 que calienta el soldador se realiza en pasos. Cuando R5 es igual a cero, se suministra el 50% de la potencia (esquema 5), al girar en cierto ángulo ya es el 66% (esquema 6), luego el 75% (esquema 7). Por lo tanto, cuanto más cerca de la potencia de diseño del soldador, más suave será el ajuste, lo que facilita el ajuste de la temperatura de la punta del soldador. Por ejemplo, un soldador de 40 W se puede configurar para que funcione entre 20 y 40 W.
Diseño y detalles del controlador de temperatura.
Todas las partes del controlador de temperatura de tiristores están colocadas en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio. Dado que el circuito no tiene aislamiento galvánico de la red eléctrica, la placa se coloca en una pequeña caja de plástico de un antiguo adaptador con enchufe eléctrico. Se adjunta un mango de plástico al eje de la resistencia variable R5. Alrededor del mango en el cuerpo del regulador, para facilitar la regulación del grado de calentamiento del soldador, hay una escala con números convencionales.
El cable que sale del soldador se suelda directamente a la placa de circuito impreso. Puede hacer que la conexión del soldador sea desmontable, luego será posible conectar otros soldadores al controlador de temperatura. Sorprendentemente, la corriente consumida por el circuito de control del controlador de temperatura no supera los 2 mA. Esto es menos de lo que consume el LED en el circuito de iluminación de los interruptores de luz. Por tanto, no se requieren medidas especiales para garantizar las condiciones de temperatura del dispositivo.
Los microcircuitos DD1 y DD2 son cualquier serie 176 o 561. El tiristor soviético KU103V se puede reemplazar, por ejemplo, con un tiristor moderno MCR100-6 o MCR100-8, diseñado para una corriente de conmutación de hasta 0,8 A. En este caso, será posible controlar el calentamiento del soldador. con una potencia de hasta 150 W. Los diodos VD1-VD4 son cualquiera, diseñados para una tensión inversa de al menos 300 V y una corriente de al menos 0,5 A. IN4007 (Uob = 1000 V, I = 1 A) es perfecto. Cualquier diodo de pulso VD5 y VD7. Cualquier diodo zener de baja potencia VD6 con una tensión de estabilización de unos 9 V. Condensadores de cualquier tipo. Cualquier resistencia, R1 con una potencia de 0,5 W.
No es necesario ajustar el regulador de potencia. Si las piezas están en buen estado y no hay errores de instalación, funcionará inmediatamente.
El circuito se desarrolló hace muchos años, cuando las computadoras y especialmente las impresoras láser no existían en la naturaleza, por lo que hice un dibujo de la placa de circuito impreso utilizando tecnología antigua en papel cuadriculado con un paso de cuadrícula de 2,5 mm. Luego, el dibujo se pegó con pegamento Moment sobre papel grueso y el papel en sí se pegó a una lámina de fibra de vidrio. A continuación, se perforaron agujeros en una perforadora casera y se dibujaron a mano los caminos de los futuros conductores y las almohadillas de contacto para soldar piezas.
Se ha conservado el dibujo del controlador de temperatura de tiristores. Aquí está su foto. Inicialmente, el puente de diodos rectificadores VD1-VD4 se fabricó en un microconjunto KTs407, pero después de que el microconjunto se rompió dos veces, fue reemplazado por cuatro diodos KD209.
Cómo reducir el nivel de interferencia de los reguladores de tiristores.
Para reducir la interferencia emitida por los reguladores de potencia de tiristores en la red eléctrica, se utilizan filtros de ferrita, que son un anillo de ferrita con vueltas de alambre enrolladas. Estos filtros de ferrita se pueden encontrar en todas las fuentes de alimentación conmutadas para ordenadores, televisores y otros productos. Se puede instalar un filtro de ferrita eficaz y supresor de ruido en cualquier regulador de tiristores. Basta con pasar el cable que conecta a la red eléctrica a través del anillo de ferrita.
El filtro de ferrita debe instalarse lo más cerca posible de la fuente de interferencia, es decir, del lugar de instalación del tiristor. El filtro de ferrita se puede colocar tanto en el interior del cuerpo del dispositivo como en el exterior. Cuantas más vueltas, mejor suprimirá el filtro de ferrita las interferencias, pero basta con pasar el cable de alimentación a través del anillo.
El anillo de ferrita se puede extraer de los cables de interfaz de equipos informáticos, monitores, impresoras y escáneres. Si presta atención al cable que conecta la unidad del sistema informático al monitor o la impresora, notará un engrosamiento cilíndrico del aislamiento en el cable. En este lugar se encuentra un filtro de ferrita para interferencias de alta frecuencia.
Basta con cortar el aislamiento de plástico con un cuchillo y quitar el anillo de ferrita. Seguramente usted o alguien que conoce tiene un cable de interfaz innecesario de una impresora de inyección de tinta o de un monitor CRT antiguo.
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La principal diferencia entre el circuito del controlador de temperatura del soldador presentado y muchos de los existentes es su simplicidad y la ausencia total de interferencias de radio irradiadas en la red eléctrica, ya que todos los procesos transitorios ocurren en un momento en que el voltaje en la red de suministro es cero.
Diagramas de circuitos eléctricos de controladores de temperatura para soldadores.
¡Atención, los circuitos del controlador de temperatura que aparecen a continuación no están aislados galvánicamente de la red eléctrica y tocar los elementos conductores de corriente del circuito es peligroso para la vida!
Para ajustar la temperatura de la punta del soldador, se utilizan estaciones de soldadura, en las que se mantiene la temperatura óptima de la punta del soldador en modo manual o automático. La disponibilidad de una estación de soldadura para un artesano doméstico está limitada por su elevado precio. Por mi parte, resolví el problema de la regulación de la temperatura desarrollando y fabricando un regulador con control de temperatura manual y continuo. El circuito se puede modificar para mantener automáticamente la temperatura, pero no veo el sentido en esto, y la práctica ha demostrado que el ajuste manual es suficiente, ya que el voltaje en la red es estable y la temperatura en la habitación también es estable. .
Al comenzar a desarrollar un controlador de temperatura para un soldador, partí de las siguientes consideraciones. El circuito debe ser simple, fácilmente repetible, los componentes deben ser baratos y estar disponibles, alta confiabilidad, dimensiones mínimas, eficiencia cercana al 100%, sin interferencias radiadas y posibilidad de actualización.
Circuito regulador de tiristores clásico
El clásico circuito de tiristores del controlador de temperatura del soldador no cumplía uno de mis principales requisitos: la ausencia de interferencias radiantes en la red eléctrica y en las ondas de radio. Pero para un radioaficionado, tales interferencias hacen imposible dedicarse plenamente a lo que ama. Si el circuito se complementa con un filtro, el diseño resultará engorroso. Pero para muchos casos de uso, un circuito regulador de tiristores de este tipo se puede utilizar con éxito, por ejemplo, para ajustar el brillo de lámparas incandescentes y dispositivos de calefacción con una potencia de 20 a 60 W. Por eso decidí presentar este diagrama.
Para comprender cómo funciona el circuito, me detendré con más detalle en el principio de funcionamiento del tiristor. Un tiristor es un dispositivo semiconductor que está abierto o cerrado. Para abrirlo, es necesario aplicar un voltaje positivo de 2-5 V al electrodo de control, según el tipo de tiristor, en relación con el cátodo (indicado por k en el diagrama). Una vez que el tiristor se ha abierto (la resistencia entre el ánodo y el cátodo se vuelve 0), no es posible cerrarlo a través del electrodo de control. El tiristor estará abierto hasta que el voltaje entre su ánodo y cátodo (indicados a y k en el diagrama) se acerque a cero. Es así de simple.
El circuito regulador clásico funciona de la siguiente manera. La tensión de red se suministra a través de una carga (bombilla incandescente o devanado de soldador) a un circuito puente rectificador fabricado con diodos VD1-VD4. El puente de diodos convierte la tensión alterna en tensión continua, variando según una ley sinusoidal (diagrama 1). Cuando el terminal medio de la resistencia R1 está en la posición extrema izquierda, su resistencia es 0 y cuando el voltaje en la red comienza a aumentar, el capacitor C1 comienza a cargarse. Cuando C1 se carga a un voltaje de 2-5 V, la corriente fluirá a través de R2 hasta el electrodo de control VS1. El tiristor se abrirá, provocará un cortocircuito en el puente de diodos y la corriente máxima fluirá a través de la carga (diagrama superior). Cuando gira la perilla de la resistencia variable R1, su resistencia aumentará, la corriente de carga del capacitor C1 disminuirá y tomará más tiempo para que el voltaje alcance 2-5 V, por lo que el tiristor no se abrirá inmediatamente, sino después de algún tiempo. Cuanto mayor sea el valor de R1 mayor será el tiempo de carga de C1, el tiristor se abrirá más tarde y la potencia recibida por la carga será proporcionalmente menor. Por lo tanto, al girar la perilla de resistencia variable, se controla la temperatura de calentamiento del soldador o el brillo de la bombilla incandescente.
El circuito regulador de tiristores más simple.
Aquí hay otro circuito muy simple de un regulador de potencia de tiristores, una versión simplificada del regulador clásico. El número de piezas se mantiene al mínimo. En lugar de cuatro diodos VD1-VD4, se utiliza un VD1. Su principio de funcionamiento es el mismo que el del circuito clásico. Los circuitos se diferencian únicamente en que el ajuste en este circuito controlador de temperatura se produce solo durante el período positivo de la red, y el período negativo pasa por VD1 sin cambios, por lo que la potencia solo se puede ajustar en el rango del 50 al 100%. Para ajustar la temperatura de calentamiento de la punta del soldador, no se requiere más. Si se excluye el diodo VD1, el rango de ajuste de potencia será de 0 a 50%. 
Si agrega un dinistor al circuito abierto de R1 y R2, por ejemplo KN102A, entonces el condensador electrolítico C1 se puede reemplazar por uno normal con una capacidad de 0,1 mF. Son adecuados los tiristores para los circuitos anteriores, KU103V, KU201K (L), KU202K (L, M, N), diseñados para una tensión directa de más de 300 V. También hay casi todos los diodos, diseñados para un voltaje inverso de al menos 300 V.
Los circuitos anteriores de reguladores de potencia de tiristores se pueden utilizar con éxito para regular el brillo de lámparas en las que están instaladas bombillas incandescentes. No será posible ajustar el brillo de las lámparas que tienen instaladas bombillas LED o de bajo consumo, ya que dichas bombillas tienen circuitos electrónicos incorporados y el regulador simplemente interrumpirá su funcionamiento normal. Las bombillas brillarán a plena potencia o parpadearán, lo que puede provocar incluso un fallo prematuro.
Los circuitos se pueden utilizar para el ajuste con una tensión de alimentación de 36 V o 24 V CA. Solo necesita reducir los valores de las resistencias en un orden de magnitud y usar un tiristor que coincida con la carga. Entonces, un soldador con una potencia de 40 vatios a un voltaje de 36 V consumirá una corriente de 1,1 A.
El circuito de tiristores del regulador no emite interferencias.
Como no estaba satisfecho con los reguladores que emitían interferencias y no existía un circuito controlador de temperatura adecuado y listo para usar para el soldador, tuve que empezar a desarrollarlo yo mismo. El controlador de temperatura ha estado en servicio sin problemas durante más de 5 años. 
El circuito controlador de temperatura funciona de la siguiente manera. La tensión de la red de suministro se rectifica mediante el puente de diodos VD1-VD4. A partir de una señal sinusoidal se obtiene un voltaje constante, que varía en amplitud como media sinusoide con una frecuencia de 100 Hz (diagrama 1). A continuación, la corriente pasa a través de la resistencia limitadora R1 al diodo zener VD6, donde el voltaje tiene una amplitud limitada a 9 V y tiene una forma diferente (diagrama 2). Los pulsos resultantes cargan el condensador electrolítico C1 a través del diodo VD5, creando un voltaje de suministro de aproximadamente 9 V para los microcircuitos DD1 y DD2. R2 realiza una función protectora, limitando el voltaje máximo posible en VD5 y VD6 a 22 V y asegura la formación de un pulso de reloj para el funcionamiento del circuito. Desde R1, la señal generada se suministra a los pines 5 y 6 del elemento 2OR-NOT del microcircuito digital lógico DD1.1, que invierte la señal entrante y la convierte en pulsos rectangulares cortos (diagrama 3). Desde el pin 4 de DD1, los pulsos se envían al pin 8 del disparador D DD2.1, operando en modo de disparo RS. DD2.1, al igual que DD1.1, realiza la función de inversión y generación de señales (Diagrama 4). Tenga en cuenta que las señales en los diagramas 2 y 4 son casi iguales y parecía que la señal de R1 podría aplicarse directamente al pin 5 de DD2.1. Pero los estudios han demostrado que la señal después de R1 contiene muchas interferencias provenientes de la red de suministro y, sin una doble configuración, el circuito no funciona de manera estable. Y no es aconsejable instalar filtros LC adicionales cuando quedan elementos lógicos libres.
El disparador DD2.2 se utiliza para ensamblar un circuito de control para el controlador de temperatura del soldador y funciona de la siguiente manera. El pin 3 de DD2.2 recibe pulsos rectangulares del pin 13 de DD2.1, que con un flanco positivo sobrescribe en el pin 1 de DD2.2 el nivel que está presente actualmente en la entrada D del microcircuito (pin 5). En el pin 2 hay una señal del nivel opuesto. Consideremos el funcionamiento de DD2.2 en detalle. Digamos en el pin 2, el lógico. A través de las resistencias R4, R5, el condensador C2 se cargará a la tensión de alimentación. Cuando llegue el primer pulso con caída positiva, aparecerá 0 en el pin 2 y el condensador C2 se descargará rápidamente a través del diodo VD7. La siguiente caída positiva en el pin 3 establecerá una lógica en el pin 2 y a través de las resistencias R4, R5, el condensador C2 comenzará a cargarse. El tiempo de carga está determinado por las constantes de tiempo R5 y C2. Cuanto mayor sea el valor de R5, más tardará C2 en cargarse. Hasta que C2 se cargue a la mitad del voltaje de suministro, habrá un cero lógico en el pin 5 y las caídas de pulso positivas en la entrada 3 no cambiarán el nivel lógico en el pin 2. Tan pronto como se cargue el capacitor, el proceso se repetirá.
Por lo tanto, solo el número de pulsos especificado por la resistencia R5 de la red de suministro pasará a las salidas de DD2.2 y, lo más importante, se producirán cambios en estos pulsos durante la transición de voltaje en la red de suministro a través de cero. De ahí la ausencia de interferencias en el funcionamiento del controlador de temperatura.
Desde el pin 1 del microcircuito DD2.2, se suministran pulsos al inversor DD1.2, que sirve para eliminar la influencia del tiristor VS1 en el funcionamiento de DD2.2. La resistencia R6 limita la corriente de control del tiristor VS1. Cuando se aplica un potencial positivo al electrodo de control VS1, el tiristor se abre y se aplica voltaje al soldador. El regulador le permite ajustar la potencia del soldador del 50 al 99%. Aunque la resistencia R5 es variable, el ajuste debido al funcionamiento del DD2.2 que calienta el soldador se realiza en pasos. Cuando R5 es igual a cero, se suministra el 50% de la potencia (esquema 5), al girar en cierto ángulo ya es el 66% (esquema 6), luego el 75% (esquema 7). Por lo tanto, cuanto más cerca de la potencia de diseño del soldador, más suave será el ajuste, lo que facilita el ajuste de la temperatura de la punta del soldador. Por ejemplo, un soldador de 40 W se puede configurar para que funcione entre 20 y 40 W.
Diseño y detalles del controlador de temperatura.
Todas las partes del controlador de temperatura están ubicadas en la placa de circuito impreso. Como el circuito no tiene aislamiento galvánico de la fuente de alimentación, la placa se coloca en una pequeña caja de plástico, que también sirve como enchufe. La varilla de la resistencia variable R5 está provista de un mango de plástico. 
El cable que sale del soldador se suelda directamente a la placa de circuito impreso. Puede hacer que la conexión del soldador sea desmontable, luego será posible conectar otros soldadores al controlador de temperatura. Sorprendentemente, la corriente consumida por el circuito de control del controlador de temperatura no supera los 2 mA. Esto es menos de lo que consume el LED en el circuito de iluminación de los interruptores de luz. Por tanto, no se requieren medidas especiales para garantizar las condiciones de temperatura del dispositivo.
Los microcircuitos DD1 y DD2 son cualquier serie 176 o 561. Los diodos VD1-VD4 son cualquiera, diseñados para un voltaje inverso de al menos 300 V y una corriente de al menos 0,5 A. VD5 y VD7 cualquier pulso. El diodo Zener VD6 es cualquier diodo de baja potencia con un voltaje de estabilización de aproximadamente 9 V. Condensadores de cualquier tipo. Cualquier resistencia, R1 con una potencia de 0,5 W. No es necesario ajustar el controlador de temperatura. Si las piezas están en buen estado y no hay errores de instalación, funcionará inmediatamente.
Soldador móvil
Incluso las personas que están familiarizadas con el soldador a menudo se ven detenidas por la imposibilidad de soldar cables debido a la falta de conexión eléctrica. Si el lugar de soldadura no está lejos y es posible extender un cable de extensión, entonces no siempre es seguro trabajar con un soldador alimentado desde una red eléctrica de 220 voltios en habitaciones con alta humedad y temperatura, con pisos conductores. Para poder soldar en cualquier lugar y de forma segura, ofrezco una versión simple de un soldador independiente.
Alimentar el soldador desde la batería UPS de la computadora
Al conectar el soldador a la batería utilizando el método siguiente, no estará atado a la red eléctrica y podrá soldar donde sea necesario sin cables de extensión, cumpliendo con los requisitos de las reglas para un trabajo seguro.
Está claro que para poder soldar de forma autónoma se necesita una batería de mayor capacidad. Recuerdo inmediatamente el del automóvil. Pero es muy pesado, a partir de 12 kg. Sin embargo, existen otros tamaños de baterías, por ejemplo, las que se utilizan en sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) para equipos informáticos. Con un peso de sólo 1,7 kg, tienen una capacidad de 7 Ah y producen una tensión de 12 V. Una batería de este tipo se puede transportar fácilmente.
Para hacer un soldador móvil común, debe tomar una placa de madera contrachapada, perforar 2 orificios con un diámetro igual al grosor del cable de soporte del soldador y pegar la placa a la batería. Al doblar el soporte, el ancho del lugar donde se instala el soldador debe hacerse un poco más pequeño que el diámetro del tubo con el calentador del soldador. Luego se insertará el soldador con tensión y se fijará. Será conveniente almacenar y transportar.
Para soldar cables con un diámetro de hasta 1 mm, es adecuado un soldador diseñado para funcionar a un voltaje de 12 voltios y una potencia de 15 vatios o más. El tiempo de funcionamiento continuo con una batería de soldador recién cargada será de más de 5 horas. Si planea soldar cables de mayor diámetro, debe llevar un soldador con una potencia de 30 a 40 vatios. Entonces el tiempo de funcionamiento continuo será de al menos 2 horas.
Las baterías son muy adecuadas para alimentar un soldador, ya que ya no pueden garantizar el funcionamiento normal de los sistemas de alimentación ininterrumpida debido a la pérdida de capacidad con el tiempo. Después de todo, para alimentar una computadora se necesitan al menos 250 vatios de potencia. Incluso si la capacidad de la batería ha disminuido a 1 A*hora, seguirá proporcionando funcionamiento a un soldador de 30 vatios durante 15 minutos. Este tiempo es suficiente para completar el trabajo de soldar varios conductores.
En caso de que sea necesario realizar una soldadura por única vez, puede retirar temporalmente la batería del sistema de alimentación ininterrumpida y devolverla a su lugar después de soldar.
Solo queda instalar conectores en los extremos del cable del soldador presionando o soldando, colocarlos en los terminales de la batería y el soldador móvil está listo para usar. Capítulo.
El principal elemento regulador de muchos circuitos es un tiristor o triac. Veamos varios circuitos construidos sobre esta base de elementos.
Opción 1.
A continuación se muestra el primer diagrama del regulador, como puedes ver probablemente no podría ser más sencillo. El puente de diodos se ensambla con diodos D226, en la diagonal del puente se incluye un tiristor KU202N con sus propios circuitos de control.
Aquí hay otro esquema similar que se puede encontrar en Internet, pero no nos detendremos en él.
Para indicar la presencia de tensión se puede complementar el regulador con un LED, cuya conexión se muestra en la siguiente figura.
Puede instalar un interruptor delante del puente de diodos de alimentación. Si utiliza un interruptor de palanca como interruptor, asegúrese de que sus contactos puedan soportar la corriente de carga.
Opcion 2.
Este regulador está construido sobre un triac VTA 16-600. La diferencia con la versión anterior es que hay una lámpara de neón en el circuito del electrodo de control del triac. Si elige este regulador, deberá elegir un neón con un voltaje de ruptura bajo, de esto dependerá la suavidad del ajuste de potencia del soldador. Se puede cortar una bombilla de neón del encendedor utilizado en las lámparas SUD. La capacidad C1 es cerámica a U=400V. La resistencia R4 en el diagrama indica la carga que regularemos.
El funcionamiento del regulador se comprobó utilizando una lámpara de mesa normal, ver foto a continuación.
Si utiliza este regulador para un soldador con una potencia que no exceda los 100 W, entonces no es necesario instalar el triac en el radiador.
Opción 3.
Este circuito es un poco más complicado que los anteriores; contiene un elemento lógico (contador K561IE8), cuyo uso permitió que el regulador tuviera 9 posiciones fijas, es decir 9 etapas de regulación. La carga también está controlada por un tiristor. Después del puente de diodos se encuentra un estabilizador paramétrico convencional, del que se toma la energía para el microcircuito. Elige diodos para el puente rectificador de forma que su potencia coincida con la carga que regularás.
El diagrama del dispositivo se muestra en la siguiente figura:
Material de referencia para el chip K561IE8:
Diagrama de funcionamiento del chip K561IE8:
Opción 4.
Bueno, la última opción que consideraremos ahora es cómo hacer usted mismo una estación de soldadura con la función de regular la potencia del soldador.
El circuito es bastante común, nada complicado, repetido muchas veces por muchas piezas no escasas, complementado por un LED que muestra si el regulador está encendido o apagado, y una unidad de control visual de la potencia instalada. Tensión de salida de 130 a 220 voltios.
Así es como se ve el tablero regulador ensamblado:
La placa de circuito impreso modificada se ve así:
Como indicador se utilizó el cabezal M68501, que se utilizaba antiguamente en grabadoras. Se decidió modificar un poco el cabezal, se instaló un LED en la esquina superior derecha, que mostrará si está encendido/apagado y resaltará la escala de pequeño a pequeño.
El asunto quedó en manos del cuerpo. Se decidió hacerlo de plástico (espuma de poliestireno), que se utiliza para hacer todo tipo de anuncios publicitarios, es fácil de cortar, está bien elaborado, se pega bien y la pintura se deposita uniformemente. Recortamos los espacios en blanco, limpiamos los bordes y los pegamos con “cosmofen” (pegamento para plástico).
Para un trabajo de soldadura de calidad decente, un artesano doméstico, y más aún un radioaficionado, necesitará un regulador de temperatura de punta de soldador simple y conveniente. La primera vez que vi un diagrama del dispositivo en la revista "Joven Técnico" a principios de los años 80, y después de haber coleccionado varias copias, todavía lo uso.
Para ensamblar el dispositivo necesitará:
- diodo 1N4007 o cualquier otro, con una corriente permitida de 1A y una tensión de 400 - 600V.
- tiristor KU101G.
-condensador electrolítico de 4,7 microfaradios con una tensión de funcionamiento de 50 - 100V.
-resistencia 27 - 33 kiloohmios con potencia permitida 0,25 - 0,5 vatios.
-resistencia variable SP-1 de 30 o 47 kiloohmios, con característica lineal.
Para mayor simplicidad y claridad, dibujé la ubicación y la interconexión de las piezas.
Antes del montaje es necesario aislar y moldear los conductores de las piezas. Colocamos tubos aislantes de 20 mm de largo en los terminales del tiristor y de 5 mm de largo en los terminales de diodo y resistencia. Para mayor claridad, puede utilizar aislamiento de PVC de color extraído de los cables adecuados o aplicar termorretráctil. Intentando no dañar el aislamiento, doblamos los conductores, guiándonos por el dibujo y las fotografías.
Todas las piezas están montadas en los terminales de una resistencia variable, conectadas en un circuito con cuatro puntos de soldadura. Insertamos los conductores de los componentes en los orificios de los terminales de la resistencia variable, recortamos todo y lo soldamos. Acortamos los cables de los elementos de radio. El terminal positivo del condensador, el electrodo de control del tiristor y el terminal de resistencia están conectados entre sí y fijados mediante soldadura. El cuerpo del tiristor es el ánodo, por seguridad lo aislamos.
Para darle al diseño un aspecto acabado, es conveniente utilizar una carcasa de una fuente de alimentación con un enchufe.
En el borde superior de la caja perforamos un agujero con un diámetro de 10 mm. Insertamos la parte roscada de la resistencia variable en el orificio y la aseguramos con una tuerca.
Para conectar la carga utilicé dos conectores con orificios para pasadores de 4 mm de diámetro. En la carrocería marcamos los centros de los agujeros, con una distancia entre ellos de 19 mm. En agujeros perforados con un diámetro de 10 mm. Inserte los conectores y asegúrelos con tuercas. Conectamos el enchufe a la carcasa, los conectores de salida y el circuito ensamblado, los puntos de soldadura se pueden proteger con termorretráctil. Para una resistencia variable, es necesario seleccionar un mango hecho de material aislante de tal forma y tamaño que cubra el eje y la tuerca. Montamos el cuerpo y fijamos de forma segura el mango del regulador.
Verificamos el regulador conectando una lámpara incandescente de 20 a 40 vatios como carga. Girando el mando nos aseguramos de que el brillo de la lámpara cambia suavemente, desde medio brillo hasta intensidad total.
Cuando se trabaja con soldaduras blandas (por ejemplo POS-61), con un soldador EPSN 25 es suficiente el 75% de la potencia (la posición del mando de control es aproximadamente en la mitad de la carrera). Importante: ¡todos los elementos del circuito tienen una tensión de alimentación de 220 voltios! Se deben observar precauciones de seguridad eléctrica.