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焊台的原理_百度文库

  焊台的原理_计算机软件及应用_IT/计算机_专业资料。自制 936 焊台的原理分析和测试报告 自制 936 焊台的原理分析和测试报告 (国产控制板+二手白光手柄+二手白光头) 原创:wxleasyland 日期:2009 年 7 月-8 月 本文引用了部

  自制 936 焊台的原理分析和测试报告 自制 936 焊台的原理分析和测试报告 (国产控制板+二手白光手柄+二手白光头) 原创:wxleasyland 日期:2009 年 7 月-8 月 本文引用了部分 SHENGMG、别人或其它论坛的图片。 一、各个部分分析 1.控制板原理分析 控制板是向论坛或淘宝的 SHENGMG 买的,板 30 元,航空插头 7 元,邮费 10 元。 这个板的原理和 HAOSEN 936B 型恒温铬铁原理图是一样的。 下面是网上流传的 HAOSEN 936B 型恒温铬铁的原理图(可放大),画得很乱,看 不懂吧: 下面是我画的 SHENGMG 板原理图(可放大),容易看懂了吧: SHENGMG 板的 R13 未接(实际是不好的,应该要接)。R10 是 150 欧。ZD4 是 4. 3V 的。 原理分析: 由双向可控硅 BT137 控制对烙铁芯中加热丝的通电,由烙铁芯的热电阻 Rx 反馈 温度。 温度检测是通过电压比较来实现,ZD2 提供稳压电压,通过 R4、Rx 分压。烙铁 温度越高,热电阻 Rx 越大,Rx 上的电压越大。 Rx 上的电压被第一个 LM358 放大,放大倍数由微调电阻 VR2 控制。再进入第二 个 LM358 进行电压比较。ZD2 和 ZD4 之间提供设定电压,由电位器 W 控制。我们通 过调节 W,来设定焊台的温度。 温度低时,Rx 上电压不高,第二个 LM358 输出为负电压,Q2 导通,BT137 导通, 对芯加热。达到设定温度时,第二个 LM358 输出为正电压,Q2 截止,BT137 截止, 停止加热。 注意,这里 ZD2 和 ZD1 给 LM358 提供正负电压,相当于是双电压供电,ZD2 的正 极可认为是零点。 R8 的作用是:触发 BT137 导通。C2 上的电压通过 R8、BT137 的 T1 端、BT137 的 G 端、Q2、R17,再回到 C2,这样使 BT137 控制端 G 导通,从而 BT137 的 T2、T1 端 得以导通。 2.白光手柄和分析 二手白光手柄是在 TAOBAO 上给 ROOR 买的,加一个二手白光 3C 头,加邮费,一 百多元了。手柄锈迹斑斑,橡胶套烂得不成样子,上面的 K 头也已经很烂了,也生 锈了。用 WD40 处理了一遍,好了一些。后来又去电子城买了一个 10 元的“白光”B 头。 手柄和头是这样子的: K 头结构,最前面是二个斜面的,挺怪的。 烙铁芯是这样子的:(应该是原装二手的芯吧?) 尺寸测量: 白光 K 头内孔孔径 4.4mm,外径 6.5mm,内孔深 25mm,外径长 25.7mm 白光 3C 头内孔孔径 4.1mm,外径 6.4mm,内孔深 24mm,外径长 25.5mm “白光”B 头内孔孔径 4.1mm,外径 6.4mm,内孔深 24.5mm,外径长 25.9mm 烙铁芯直径是 3.8mm。加热后,烙铁芯直径变化很小。 烙铁头内孔与烙铁芯之间有 0.3mm 的空隙,并没有完全匹配。(如果是旧的 K 头,就是 0.6mm 了,超级大) 套管与螺纹头之间有一定的间隙。 烙铁头可以被磁铁吸起来,3C 的内孔有光亮铜色。符合白光头性质。 发热丝在常温下测电阻是 3Ω多,加热后,拔下来再测电阻是 6Ω多。电阻不大, 可能温度还不够高。 936 烙铁芯 A1321,里面的温度传感器是热电阻,不是热电偶,特性符合热电阻 的性质。(国产焊台有的是用 1322 芯,就不一样了) 测出的数据:(个人实验条件所限,温度、电阻测出的值均存在一些误差) 常温 29℃下,热电阻约 50.6Ω 常温 28℃下,热电阻约 49.9Ω 冰水 3℃下,热电阻约 45.3Ω 冰水 2℃下,热电阻约 45.1Ω 沸水 100℃下,热电阻约 63.6Ω 调和油 153℃下,热电阻约 73Ω(油的温度一直在变,故测的会不太准,有滞后) 调和油 250-260℃下,热电阻约 90-91Ω左右(油的温度一直在变,故测的会 不太准,有滞后,看个大概了) 可以看出,阻值基本符合铂热电阻的性质。0℃时电阻大约在 45-46Ω左右。 注:铂热电阻的计算公式为:在 0~850℃范围内:R=R0(1+At+Bt2) A=3.90802×10^-3 B=-5.802×10^-7 (R0 为 0℃时的电阻值,t 为温度℃) 注:铜热电阻计算公式就不一样了。听说国产便宜的 A1321 芯不是用铂材质的, 不知道是用铜,还是用别的什么材质?高温用铜是不好的,温度高了会氧化,测不 准了。 3.变压器 在厦门电子城买的,24V 100VA 的控制变压器,55 元一个。 卡尺测了一下变压器次级线mm,这样估计次级电流约 2.3-2.8A,估 计变压器实际功率是 60-70W 左右。 4.外壳 在厦门电子城,要啥没啥,一个小外壳就要 10 元了,只能放下电路板,变压器 放不了。后来在沃尔玛买了一个透明的塑料盒子,10 元,比较大个,还能手提,哈。 这样,一整套加起来 250 元了,还没有烙铁架。 最终成品图: 二、实际测试 1.温度检测 从上面的分析知道,热电阻 Rx 与其上的压降是成比例的,可以测其上的电压值 (或者测第一个 LM358 的输出电压,再除以放大倍数),换算成电阻值,再通过热 电阻公式,得到温度值。 实际通过 Rx 换算出的温度值,与烙铁头焊锡处上用万用表或烙铁温度计测出的 温度值有一定的差距,即温度差。(烙铁温度计 191 的自制,很简单,可参考我的 另一篇文章) 在 R6 上串一个 12K 电阻,使第一个 LM358 的放大倍数为 8.2 倍左右。再实测数 据: 191 感温 热电阻 头和芯 万用表 URx UR4 R4 Rx 线+万用 换算成 之间的 测温℃ 表测温℃ 温度℃ 温差 备注 0.60 6.7 99 89.88 186 - 265 79 7 25 0.67 6.6 99 101.00 230 228 335 105 5 55 99 0.73 6.6 110.05 262 5 - 393 131 0.79 6.5 99 121.32 298 5 25 - 466 168 0.85 6.4 99 132.51 341 9 55 烙铁头有点 - 541 200 变黑 6.4 99 0.88 136.17 356 35 352 566 烙铁头有点 210 变黑,变黑 得快 温度越高时,芯和头之间的温度差越大。 这个温度差,个人觉得原因是:热电阻测的是烙铁芯内部的温度,通过热传递到 烙铁头焊锡处后,就有一定的温度差了,而烙铁温度计直接测的是烙铁头焊锡处的 温度。另外,烙铁芯和烙铁头内孔之间还有 0.15mm 的距离,也影响了热传递。 所以,不能直接以热电阻 Rx 测得的温度值,来代表烙铁头焊锡处的温度。焊台 用之前,是需要先校准温度的。而且可能不同的烙铁头,或新旧不同的头,温度差 值都是不一样的。 不知道 T12、T10 这种烙铁头和发热芯一体化的烙铁头,内部是 K 热电偶,是否 会存在温度差值?T12、T10 的结构应该会更好一些。 2. 加热时的电压电流 在室温下冷态开始,从电热丝开始加热时,拿二个数字万用表测的(有一些误差, 因为数字万用表反应偏慢,响应没有机械表快,但机械表又不太准),测变压器输 出的交流电压和交流电流,数据如下: 空载时变压器电压为 22.5-22.7V 左右。 电压 V 电流 A 功率 W 换算出电热丝的电阻 17.9 3.8 68 4.7 18.2 3.54 64.4 5.1 18.5 3.4 62.9 5.4 18.8 3.18 59.8 5.9 18.7 3.09 57.8 6.1 19 3.01 57.2 6.3 18.9 2.94 55.6 6.4 19.1 2.87 54.8 6.7 19.3 2.76 53.3 7 19.5 2.6 50.7 7.5 19.5 2.39 46.6 8.2 19.7 2.19 43.1 9 20.1 2 40.2 10.1 20.3 1.9 38.6 10.7 这时已经加热到了设定温度(温度未测)。加热时间约 20 多秒。 三、改进 1.原设计第一级的 LM358 放大倍数偏小(VR2 调到 5K 左右),为 6.2 倍左右, 使得烙铁芯的温度可以升到很高,Rx 为 192Ω左右时才会停止加热,换算成温度是 980℃,很吓人了。需要将放大倍数调大,于是在 R6 上串一个 12K 电阻,使第一个 LM358 的放大倍数为 8.2 倍左右,Rx 为 140Ω左右时会停止加热,换算成温度是 60 0℃。这个温度是芯的温度,不是头的温度。 2.SHENGMG 板的 R13 未接,实际是不行的,这样 ZD4 未达到工作电流,稳压值未 达到规定的稳压值,实测其稳压值是 3.21V 左右。接上 R13 后(电路板的 VR1 处需 要短路掉),再测 ZD4 的稳压值是 4.37V,正常了。ZD4 的电压值影响到最小的温度 值,ZD4 电压升高后,最小温度值比较合理了。 这时,未接烙铁时,测得数据如下: UR1: 11.2-11.6V UZD2: 7.31V UZD1: 7.51V UZD4: 4.37V UZD3: 1.33V UC2: 10.65V UC3: 8.13V 本报告基本完成,总体来说,这个电路板原理简单,功能还不错,维修容易。 附加: 网上流传的白光 936 焊台原理图要么原理难以看懂,要么有些错误,我重新整理 了一下,简单明了,很容易进行原理分析,并修正了一些错误。原理图如下(可放 大): ZD2 和 ZD1 为 324 运放提供双电压供电,相当于 ZD2 的正极是零点。324 的 8 脚 对正电压进行跟随,给后续电路使用。 烙铁芯的热电阻经过 324 运放一次放大,再经过二次放大,从 1 脚输出,经 R14 进入 C1701C 的 4 脚。这个电压与烙铁芯的热电阻 Rx 是成比例的,烙铁头温度越高 时,Rx 越大,则 C1701C 的 4 脚的电压越高,这样达到对热电阻检测的目的。 VR1 用作温度调节,它取出电压分压,经 324 运放跟随后,从 7 脚输出,进入 C 1701C 的 3 脚。 C1701C 是过零同步 IC,它的 4、3 脚是一个运放,这里进行电压比较。如果烙铁 未加热到设定值,则 4 脚电压比 3 脚低,则 2 脚输出为低,使 LED 点亮。6 脚有触 发低脉冲输出,使 Q1 可控硅导通,从而烙铁芯进行加热。8 脚是交流电同步信号输 入检测端。


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