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設計一款12V直流電烙鐵供電電源

[日期:2018-03-06] 來源:  作者:湖南 王學文 [字體: ]

 

  搞維修的師傅好多都會有淘汰下來的電腦電源。電腦的+12V電源輸出電流達10A以上,用 作12V直流電烙鐵的供電電源,再也合適不過。其原理圖如下圖。
  
  本電路利用負載電阻的溫度特性作為傳感器。從電阻絲的物理特性可知,電阻絲具有特定的溫度特性,以前廣泛使用的白熾燈就具有明顯的溫度特性,普通的電爐絲也具有明顯的溫度特性。白熾燈的損壞一般是在開燈的瞬間發生斷絲現象,這是因為白熾燈的冷態電阻很小,開燈的瞬間流過很大的沖擊電流所致。所以,我們使用測量白熾燈的冷態電阻來利用歐姆定律計算白熾燈的功率顯然是不可能的,結果會出現數倍的誤差!實測一只25W/220V的白熾燈在室溫8℃時的冷態電阻為165Ω(實際電阻應該為1936Ω),按歐姆定律計算其功率為293W,遠遠高于其標稱功率25W。附圖電路正是利用了電烙鐵芯中的電阻絲的電阻隨溫度升高而阻值增大的關系將負載電烙鐵芯的電阻值作為溫度傳感器使用從而實現恒溫控制的設計目的。
  
  電路中,555時基電路U1設計成不對稱的方波發生器電路,由于R1的阻值遠大于R2的阻值,555時基電路的充電時間遠大于放電時間,這樣,在555時基電路的③腳得到一個比較高的占空比的方波脈沖,在③腳輸出高電平期間,MOS管VT導通,負載烙鐵芯RL得到工作電流發熱。與此同時,負載RL兩端的電壓降作為電壓比較器U2A和U2B的反相輸入端的一個信號。電壓比較器U1A作為負載失電也就是負載狀態檢測比較器用于檢測負載是否在工作狀態,當負載RL處于工作狀態時,RL兩端的電壓降比較大,肯定大于10V,這樣,U2A輸出低電平,此時,不管U2B輸出狀態如何,U3初級都無法獲得工作電流,只有當負載RL處于待檢測狀態(非工作狀態)時,U2A輸出高電平。也就是在555時基電路③腳輸出低電平時,MOS管處于關斷狀態時,U2A才輸出高電平。電壓比較器U2B作為溫度檢測處理比較器使用,在負載RL工作時,雖然U2B輸出低電平,但由于U2A輸出低電平,所以,U3初級無法獲得工作電流而處于待機狀態。在負載處于非工作狀態時,R5與RL的分壓送到電壓比較器U2A,U2B的反相輸入端,此時,如果溫度比較低,低于設定溫度,則RL阻值比較小,與R5分壓的結果使U2B反相輸入端電位低于同相輸入端電位,U2B輸出高電平,U3初級無法獲得工作電流而使其初級光敏三極管呈高阻態,555時基電路的復位端④腳輸入高電平,電路正常工作。一旦溫度升高達到設定溫度,此時,RL阻值升高導致U2B的反相輸入端電位升高大于其同相輸入端電位,U2B輸出低電平,此時,由于U2A的同相輸入端電位設置比U2B的要高一些,所以U2A仍然輸出高電平,U3初級達到工作電流,其初級光敏三極管導通呈低阻態,將555時基電路的復位端④腳置低電平使555時基電路處于復位狀態,③腳輸出低電平,負載失電,停止加熱。溫度不再上升,隨著加熱停止,烙鐵頭與環境的熱交換,溫度開始下降,RL阻值開始變小,當溫度低于設定溫度時,RL小于設定阻值,與R5的分壓使得U2B的反相輸入端電位低于同相輸入端電位,此時,U2B輸出高電平,U3初級失去工作電流,其次級光敏三極管呈高阻態解除555時基電路4腳的復位信號,555時基電路重新進入工作狀態。如此循環,使電烙鐵溫度保持在一定的恒定狀態實現恒溫控制。
  
  RP作為溫度設定電位器,調節RP可以將溫度設定在不同溫度值。
  
  電路巧妙的利用負載工作間隙來檢測負載電阻阻值,將負載電阻阻值隨溫度變化而變化的信息送至檢測處理電路來實現自動控制的。電路一改傳統電路需要設置一個溫度傳感器的做法,充分利用了負載的溫度特性實現無需獨立傳感器檢測溫度信息。這對象電烙鐵這樣的空間小,溫度高,設置傳感器比較可能的場合無疑很有好處。由于電烙鐵的恒溫要求不高,這個電路的設計有很大的實用與商業價值。

12V直流電烙鐵供電電源電路


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