Как увеличить мощность паяльника?

Повышающий регулятор мощности для паяльника

Иногда при пониженном напряжении в сети или пайке массивных деталей пользоваться паяльником становится просто невозможно. Вот тут на помощь и может придти повышающий регулятор мощности для паяльника.

Есть множество руководств и статей как выполнить качественную пайку. Кроме применения качественных флюсов и припоев качество пайки в немалой степени зависит от температуры паяльника.

Известно множество схем регуляторов мощности паяльника: от простейшего включения диода последовательно с паяльником до весьма сложных устройств, стабилизирующих температуру. Но, к сожалению, все подобные устройства могут работать только на понижение мощности, т.е. регулирование мощности происходит от 0…100% или 50…100%.

Но иногда мощности паяльника не хватает, например, когда напряжение в сети ниже, чем 220В, либо требуется прогреть большие детали. Чаще такое случается при выпаивании деталей из старых плат. Для подобных случаев просто незаменим регулятор мощности описанный ниже.

Идея сама по себе не новая: нагрузка (паяльник) питается выпрямленным сетевым напряжением, которое, после сглаживания электролитическим конденсатором, имеет величину в 1,41 раза больше, чем действующее напряжение сети. При напряжении в сети 220В выпрямленное постоянное напряжение на конденсаторе будет 310В. Даже, если напряжение в сети упадет до 170В, после выпрямителя будет 170*1,41=239,7В, что позволит нагреть паяльник до оптимальной температуры.

Электрическая принципиальная схема повышающего регулятора мощности для паяльника

Описание схемы регулятора мощности. Входной выпрямитель выполнен на мосте VD1 и электролитическом конденсаторе C1, рабочее напряжение которого должно быть не менее 400В.

Выходной каскад регулятора выполнен на ключевом полевом транзисторе IRF840, мощности которого вполне достаточно, чтобы даже без радиатора работать с паяльником до 65Вт. На практике замечено, что паяльники большой мощности в подобном повышающем регуляторе не нуждаются. Даже при пониженном напряжении в сети они нагреваются выше необходимой температуры.

Управление ключевым транзистором производится от ШИМ генератора, выполненного на микросхеме DD1. Конденсатор С2 задает частоту генератора.

На деталях R5, VD4, C3 выполнен стабилизатор параметрического типа, от которого питается микросхема DD1.

Диод VD5 установлен на случай включения нагрузки, имеющей индуктивный характер, чтобы защитить выходной транзистор от выбросов напряжения самоиндукции. Если конструкция будет использоваться только с паяльником, то его можно не ставить.

Конструкция и детали повышающего регулятора мощности для пояльника. Конструкция регулятора произвольная, например можно выполнить навесным монтажом прямо в корпусе розетки. В этом случае детали должны быть малогабаритными.

Все резисторы мощностью 0,125Вт, за исключением R5, мощность которого не менее двух ватт. Возможно, при настройке его номинал придется подобрать так, чтобы напряжение питания микросхемы было 11…12В.

Возможные замены деталей. Выпрямительный мостик можно выполнить из диодов на ток не менее 2А, микросхему можно заменить на К561ЛА7. В качестве выходного транзистора вполне подойдет IRF740.

При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже схема регулятора мощности паяльника в наладке не нуждается.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

РАЗБОРКА И ПЕРЕМОТКА ПАЯЛЬНИКА

Если ты, товарищ по увлечению, уже «перерос» паяльник с регулятором напряжения, но ещё «не дорос» в своих амбициях до профессиональной паяльной станции, то это может быть интересно. Умение изменить напряжение питания у паяльника рассчитанного на 220 В кроме всего прочего позволяет вернуть в строй уже перегоревший. И использовать его в дальнейшем например с импульсным блоком питания от импортного телевизора, который на выходе даёт ровно половину сетевого. Сведение этих двух изделий вместе и даёт в результате промежуточный вариант между паяльником с регулятором и полноценной паяльной станцией. Это под силу любому радиолюбителю. Как это сделать покажу на примере изменения напряжения питания паяльника китайского производства, который не вызывал доверия для использования без доработки.

Разбираем паяльник

Для разборки паяльника было необходимо полностью вывернуть два винта соединяющих защитный кожух с нагревательным элементом и держащих жало, и три самореза крепящих рабочую часть к ручке. С проводов сдвинуть изоляцию и раскрутить соединительные скрутки.

Слюда со спиралью паяльника

Внутри защитного кожуха нагревательный элемент. Им и предстоит заняться. Необходимо произвести изменение в количестве намотанного нихромового провода – изменить сопротивление нагревательного элемента. Сейчас оно составляет 1800 Ом, нужно 400 Ом. Почему именно столько? Работающий в настоящее время с ИБП, паяльник имеет сопротивление 347 Ом, его мощность от 19 до 28 Вт, второй есть желание сделать менее мощным вот и добавил Ом.

Перемотка паяльника

Намотка жала паяльника

В нагреватель вновь вставляется жало, зажимается винтами и в патрон дрели. Если разборку и отмотку излишнего нихрома производить, держа нагревательный элемент в руках, то всё будет гораздо сложнее. Убирается увязочная проволока.

Снимаются освобождённые обёртки стеклоткани и слюды. В слюде со стороны жала есть прорезь, куда вставлен проводник, идущий от нихрома к сетевому проводу – поэтому не разматывается, а снимается с него ослабленная слюдяная обёртка. Слюда материал весьма хрупкий. Отсоединяется примотанный к проводнику конец нихромовой проволоки. Его толщина чуть более 4-х микрон.

Нихром сматывать в обязательном порядке на что-то круглое, идеальный вариант – катушка для ниток. Открутил – подмотал и так до конца. Отсоединять второй конец нихромовой проволоки не нужно.

Сопротивление паяльника провода

Теперь нужно намотать длину в 400 Ом, а в сантиметрах это будет примерно 70 (общая длина нихромовой проволоки 300 см это 1800 Ом, отсюда 400 Ом будет 66,66см). На длине 70 см ставится фиксатор (прищепка) и в висячем положении катушки, слегка направляя пальцами, производится намотка с интервалом, обеспечивающим её окончание у первого проводника. Норма попыток не ограничена, главное не порвать нихром. По окончанию намотки необходим контрольный замер сопротивления.

Как только получилось намотать необходимое количества нихрома, отрезаем проволоку с припуском в 1 — 2 см и приматываем к проводнику. Надеваем слюдяную обмотку, пропуская проводник в имеющуюся в ней прорезь и прижимаем к ней (естественно по верх неё).

Сверху устанавливаем обмотку из стеклоткани и уплотнив прижатием, наматываем увязочную проволоку. Нагревательный элемент рассчитанный на питание напряжением 85 – 106 В собран.

Сборка паяльника

Так как рабочая часть крепилась ранее к ручке невразумительно корявыми и короткими саморезами пришлось их заменить. Для этого в местах крепления на ручке были углублены отверстия под новые саморезы.

Перед тем как произвести соединение сетевого провода с проводниками идущими на нихромовый нагреватель на него был установлен и отрегулирован пластмассовый фиксатор.

Кожух нагревательного элемента заканчивается своего рода радиатором охлаждения, через отверстия в нём и крепится к ручке. Вот для увеличения эффекта охлаждения и был увеличен зазор между ним и ручкой при помощи металлических шайб.

Испытания

Потребление тока паяльника 190 мА

ИБП с которым будет работать паяльник на выходе под нагрузкой даёт от 85 до 106 В. Токопотребление 190 мА, это на минимуме напряжения. Мощность 16 Вт.

Потребление тока паяльника 240 мА

На максимуме напряжения токопотребление 260 мА. Мощность 26 Вт. Желаемое получено.

В заключении тест на продолжительность нагрева. До 257 градусов за 2 минуты 20 секунд. Прекрасный результат, если принять во внимание, что от сети с напряжением 225 В он он нагревался до 250 градусов за 5 с половиной минут.

Таблица. Зависимость сопротивлении нагревательного элемента от мощности и напряжения паяльника

И вот таблица, которая поможет сориентироваться в необходимом сопротивлении нагревательного элемента в зависимости от желаемой мощности и имеющегося в наличии напряжения питания. Автор — Babay iz Barnaula.

Как сделать хороший паяльник из дешёвого «китайского»?

Ремонт или переделка паяльника с 220 вольт на напряжение 12 вольт (или любое другое переменное/постоянное) с возможностью регулировки мощности (температуры нагрева жала). Простой способ расчёта и изготовления с использованием доступных в быту материалов.

В настоящее время довольно часто приходится сталкиваться с различными изделиями китайского производства, которые, как правило, отличаются не только низкой ценой, но и своей «одноразовостью». В данном случае речь пойдёт о паяльниках.

В своё время были приобретены два таких паяльника на напряжение 220 вольт и мощность 30 и 40 ватт. Оба проработали очень недолго, порядка двух месяцев и были отложены в «долгий ящик» как раритеты и напоминание о том, что покупать такое больше никогда не стоит! Даже если это дёшево. Затем выдалось свободное время и возникло естественное желание чем-нибудь заняться на досуге. Оба китайских паяльника были извлечены из ящика, разобраны и тщательно исследованы.

Как и ожидалось, проблема была в нагревательном элементе, который представлял собой спираль из тонкой нихромовой проволоки, видимо — слишком тонкой, чтобы работать долго. Сам нагревательный «модуль» представлял собой стальную трубку-держатель для жала и пару сотен витков нихромовой спирали, изолированной несколькими трубками из слюды, как изоляции. Так как намотать такое количество витков новой проволоки довольно проблематично, было решено переделать нагревательный элемент для питания не от 220, а от 12 вольт.

На рисунке представлен переделанный нагревательный элемент паяльника с новой спиралью на 12 вольт. Для переделки, конечно. нужно сначала демонтировать старую намотку. Для этого следует аккуратно снять изоляционные трубки из слюды и удалить старую спираль. На держателе для жала (стальная трубка) должен остаться лишь первый изоляционный слой из слюды. С этими слюдяными изоляторами нужно обращаться весьма осторожно, так как они очень хрупкие (!).

В качестве нового нагревательного элемента можно применить, например, спираль от электроплитки или того же «китайского» фена для волос. Спираль следует предварительно растянуть и выпрямить. Необходимую длину намотки, от которой будет зависеть мощность нового паяльника, довольно несложно определить пользуясь элементарным законом Ома. Например, мы хотим получить паяльник мощностью 30 ватт.

Мощность, как известно определяется произведением тока на напряжение:

Мощность можно рассчитать по формуле:

То есть квадрат значения напряжения следует разделить на величину сопротивления, отсюда уже можно легко найти эту величину необходимого значения сопротивления:

С помощью любого доступного измерителя сопротивления (омметр, тестер, мультиметр) определяем длину нихромового проводника (из выпрямленной нами до этого нагревательной спирали) с необходимым значением сопротивления 4,8 Ом. Этот участок и будет составлять нашу новую обмотку-нагреватель для паяльника. При этом важно не забыть оставить концы нихромовой проволоки достаточной длины, которые будут являться выводами для соединения с проводом к источнику питания 12 вольт. Причём, эти концы нужно оставить с запасом, лучше длиной сантиметров по 30 или больше и вот почему.

Так как весь кусок провода из нихрома имеет одинаковое удельное сопротивление, то и сама спираль-нагреватель и эти концы-выводы будут нагреваться одинаково сильно, что, конечно, нам не нужно. Чтобы концы-выводы не нагревались, как спираль, их следует сделать толще, сложив провод несколько раз и скрутив затем «косичкой». В результате удельное сопротивление этих участков значительно снизится по сравнению со спиралью и сильно нагреваться они уже не будут.

Отмеченный нами участок сопротивлением 4,8 Ом следует равномерно намотать на стальную трубку-держатель жала паяльника поверх надетой на него слюдяной трубки и закрепить концы намотки. Сделать это можно кусками того же нихромового проводника, намотав два-три витка и зафиксировать скруткой, как показано на рисунке. Сверху следует изолировать спираль другой слюдяной трубкой с большим диаметром, снятой нами ранее. На выводные проводники нужно тоже надеть изоляционные кембрики из термостойкого материала (их можно взять от этого же, переделываемого паяльника).

Затем паяльник остаётся только собрать, закрепить провод питания и ручку. Перед включением проверить сопротивление всей «конструкции» тестером — оно должно быть в пределах 4,5 … 5,5 Ом. Небольшой «уход» сопротивления в ту или иную сторону не страшен, это лишь немного скажется на значении мощности, а мощность легко можно будет корректировать изменение питающего напряжения в небольших пределах. В качестве источника питания 12 вольт можно применить любой понижающий трансформатор подходящей мощности, очень удобны для этой цели импульсные преобразователи для питания галогенных ламп освещения (так называемые «Тошибры»). Они имеют малый вес и габариты.

В заключение можно сказать, что такой, переделанный, паяльник будет иметь много преимуществ!

Во-первых, он очень надёжен, так как спираль намотана проводом гораздо большего диаметра, чем у «родного» и сжечь её будет проблематично.

Во-вторых, он безопасен, благодаря низковольтному питанию, к тому же позволяет вести пайку автономно, например, от автомобильного (или другого) аккумулятора.

Ну и в-третьих — избавит от необходимости покупать новые «китайские» паяльники каждые два месяца, что тоже немаловажно в условиях постоянного «кризиса» и снижения уровня жизни простого населения.

Обзор регуляторов для паяльника

Паяльник – это специальное устройство, которое предназначается для пайки металлических элементов различного размера и сложности. Для того чтобы изменить уровень напряжения на нагревательном элементе паяльника, необходимо использовать специальный регулятор мощности. За счет плавного изменения мощности можно добиться плавного понижения и повышения температуры на жале паяльника. Читайте советы как выбрать паяльник для микросхем и прочее оборудование.

Паяльник с регулятором мощности на фото

Как работают?

Принцип работы регулятора для паяльника сводится к тому, что при помощи отдельного небольшого устройства, которое подведено к проводу паяльника можно осуществлять регулировку таких технических показателей, как температура, напряжение и мощность.

Изменять количественные технические характеристики можно с помощью резисторов. То есть получается, что при повороте ручки на регуляторе будет изменяться либо температура, либо напряжение устройства.

Регуляторы мощности и напряжения

На сегодняшний день существуют следующие варианты регуляторов, которые используются для паяльника:

    На симисторе – устройство может функционировать только за счет симистра;

Симисторный регулятор мощности для паяльника на фото

На снимке представлен повышающий регулятор мощности для паяльника

Беспомеховый регулятор мощности для паяльника на снимке

Еще можно самостоятельно собрать регулятор мощности паяльника с керамическим жалом. Главное, о чем нужно помнить – это о соблюдении правил сборки электрической схемы. Смотрите руководство как правильно паять паяльником здесь: https://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/instrumenty/payalniki/rukovodstvo-kak-pravilno-payat-payalnikom.html.

Температуры

Если говорить о каком-то конкретном типе регуляторов, то стоит уделить внимание регуляторам, отвечающим за показатель температуры:

    В принципиальной схеме тиристорного в основе лежит тиристор;

Тиристорный регулятор температуры для паяльника на снимке

На фотографии изображен цифровой регулятор температуры для паяльника

На фото регулятор температуры паяльника на симисторе

Для низковольтных паяльников

Если был приобретен профессиональный паяльник, то наверняка, он будет обладать пониженными мощностными характеристиками. Впрочем, и для таких устройств нужны регуляторы:

  • регулятор для паяльника 12 вольт – используют для устройств с рабочей мощностью в 12В.
  • регулятор для паяльника на 36 вольт – предназначается для паяльника с напряжением в 36В.
  • регулятор для паяльника на микроконтроллере – что касается этого регулятора то контролирующий элемент должен обладать повышенной чувствительностью.

Регулятор для низковольтных паяльников на снимке

Для разных видов паяльников

При использовании разных видов паяльников и паяльных установок нужно делать акцент на тип используемых регуляторов, без них вести контроль за техническими показателями паяльника будет очень тяжело. Существуют такие элементы:

    На ку202н – высококачественное устройство с повышенными техническими характеристиками;

Самодельный регулятор для паяльника на ку202н

Регулятор мощности и паяльника на тиратроне МТХ 90

Паяльник с регулятором температуры zd 708 на фото

Схемы

В зависимости от типа регулятора и от устройства к которому он будет относиться будет зависеть схема его сборки. Так, на данный момент существуют такие схему регулирующих механизмов:

    В данном случае идет акцент на регулировку показателя температуры;

Схема регулятора температуры для паяльника на рисунке

На рисунке изображена схема простого регулятора мощности паяльника

Регулятор мощности паяльника РадиоКот на схеме

Схема низковольтного регулятора для паяльника на рисунке

Схема регулятора для паяльника на 36 вольт

Как собрать регулятор?

Выполнить сборку регулятора температуры и мощности можно собственными руками, для этого требуется следовать пошаговой инструкции. Читайте что такое гофра для кабеля и проводов и как выбрать на этой странице.

  • Шаг №1. Необходимо придерживаться принципиальной схемы сборки устройства.
  • Шаг №2 Следует подготовить тристор VS1, VT1 и VT2 транзисторы, стабилизатор параметрический, резисторы и сабилитрон.

Процесс сборки регулятора мощности для паяльника

Регулятор мощности паяльника в разобранном виде

Стоимость

Приобрести паяльник с регулятором можно по цене от 900 рублей. Стоимость устройства зависит от качества изделия и от его технических характеристик.

Где купить паяльник с регулировкой температуры и мощности?

  1. Торговая компания г. Москва, ул. Электродная, д. 10 Контактный телефон:8 (495) 672-70-20;
  2. Торговая компания ЧипРезистер г. Москва, ул. Большая Черемушкинская д.25, стр. 97 Контактный телефон: +7 (499) 755-5078;

  1. Автоинструмент “АИСТ” г.Санкт-Петербург ул. Рашетова, д 6 Контактный телефон: 8 812 407-22-54;
  2. Торговая копания «Соnrad» г.Санкт-Петербург Парголовская ул., д. 3 (ст. метро “Лесная”) Контактный телефон: +7 (812) 309 36 18,+7 (812) 591 74 40;
  3. Торговая компания Протех, г.Санкт-Петербург Маршала Говорова д.35, корпус 5, литера Ж, 4 этаж, офис 421 Контактный телефон: +7 (812) 643-23-55.

Видео

Смотрите подробный видео-ролик о том, что такое регулятор для паяльника:

Очень важно помнить о том, что предпочтение лучше отдавать регуляторам, которые были собраны на заводе. Ведь при работе с электричеством нужно помнить в первую очередь о безопасности, а устройство кустарного происхождения имеет низкий уровень надежности.

ШИМ регулятор для USB паяльника. Доработка паяльника.

Зачем нужно регулирование?

Паяльник, на самом деле, очень даже неплохой. Он очень быстро нагревается, он лёгкий, он маленький, и его можно запитать от чего угодно, у чего есть USB разъём. Например от зарядного устройства смартфона, от зарядного устройства через прикуриватель в автомобиле или от пауэрбанка. Разве что от USB разъёма компьютера питать паяльник не советую.

Но большинство владельцев этих паяльников сталкивались с проблемами в их работе, а именно:

  • паяльник может не включаться
  • паяльник может не выключаться
  • паяльник перегревается

Перечисленные проблемы приводят к тому, что USB паяльником неудобно, а порой и невозможно работать.

Существующие варианты доработки

Естественно, люди пытались устранить проблемы. Я нашёл несколько самых популярных способов доработки паяльников:

  • можно припаять параллельно стабилитрону резистор на 2МОм, что убрать помехи
  • можно вместо шарика (сенсора) поставить микровыключатель
  • можно использовать микроконтроллер для включения/выключения паяльника

Первый способ мне не понравился тем, что хотя паяльник и начинает включаться и выключаться при касании сенсора, но, тем не менее, всё равно будет крайне проблематично контролировать нужную температуру так, чтобы паяльник не остывал и не перегревался.

Второй способ имеет такие же недостатки, как и первый. Кстати, китайцы, не найдя лучшего решения, сами уже начали ставить кнопки вместо сенсора. Такие упрощённые паяльники продаются с серым колпачком вместо жёлтого и надписью «Press Switch» вместо «Touch Switch» на упаковке. Такой паяльник вы не сможете переделать под ШИМ регулирование.

Третий способ предполагает наличие «спящего режима». Когда человек касается шарика — паяльник нагревается до температуры, примерно 250 градусов за 20 секунд. Ещё касание — паяльник греется на полную в течении определённого времени. Статья с этой доработкой есть на муське — статья. Недостатком данного способа считаю дискретность управления — либо 250 градусов, либо 500. Никакой промежуточной температуры. Ну и сложность конечно. Не у каждого есть программатор под рукой.

ШИМ регулятор для паяльника

Так как мне не понравился ни один из существующих вариантов доработки, я решил пойти своим путём.
Ниже вы можете увидеть схему USB паяльника. Схема сделана пользователем JVX79 с драйв2.

На схеме видно, что для включения и задержки выключения нагрева в паяльнике используется таймер NE555. А для чего ещё используется этот таймер? Для ШИМ регулирования! То есть для доработки паяльника уже практически всё есть!

Всё, что нужно сделать для доработки паяльника, это:

  • добавить один постоянный резистор на 6,8к
  • добавить один переменный резистор на 2,4к
  • заменить один резистор с номиналом 200к на резистор 1к
  • выпаять стабилитрон и перерезать пару дорожек


Самое сложное — это найти и разместить переменный резистор в маленьком корпусе USB паяльника.
Резистор я взял из регулятора громкости от старых наушников. Фото регулятора громкости не сделал, так что приложу фотографию из интернета, чтобы вы понимали, про что я говорю.

Резистор разместил по центру корпуса над микросхемой таймера. В верхней половине корпуса сделал небольшой вырез для переменного резистора.

После сборки и проверки паяльника определил диапазон нагрева — от 230 до 500 градусов. При 230 градусах уже плавится припой пос60 и можно не бояться за сохранность жала, а при 500 градусах можно припаивать и выпаивать даже крупные элементы.

Ну и самое главное — вы можете выставлять любую температуру в пределах указанного диапазона для пайки элементов различного размера и теплоёмкости.

Также советую посмотреть видео с демонстрацией работы паяльника и подробным описанием работы ШИМ регулятора.

Надеюсь, что информация, приведённая в данной статье, будет для вас полезной. И ещё раз напомню — не ошибитесь при покупке паяльника. Надо брать версию с жёлтым колпачком и надписью «Touch Switch» на упаковке.