Как уменьшить нагрев паяльника своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Для ремонта электроники или самостоятельного монтажа принципиальных схем радиолюбителю необходим паяльник. Большинство моделей электроинструмента, которые можно встретить в магазинах, имеют фиксированный предел мощности — 60 или 40 Вт. Модели с возможностью регулировки нагрева встречаются намного реже, а если и удаётся найти такое устройство, то его стоимость будет ощутимо больше обычных вариантов электроинструмента. Тратить деньги на паяльник с возможностью настройки нагрева совершенно необязательно. Каждый домашний мастер, который достаточно понимает в электронике, способен сделать регулятор температуры жала самостоятельно.

Простейший переключатель максимальный/минимальный нагрев

Самый простой способ сделать регулируемый паяльник — включить в его питающую цепь диод, рассчитанный на силу ток 1 А. Так получится сделать простейший переключатель максимального и минимального нагрева. Для этой цели хорошо подойдёт диод 1N4007. Ещё потребуется малогабаритный переключатель. Схема включается так, чтобы в одном положении переключателя на устройство поступало напряжение на прямую, а во втором через диод, который ограничит мощность термоэлемента.

Благодаря такому простому подходу паяльник можно переводить в щадящий режим при небольших паузах в работе — он и не остынет, и не перегреется. Дополнить конструкцию можно светодиодным индикатором, который через ограничительный резистор подключается к выводу диода.

Регулировка диммером

Для плавной регулировки температуры можно использовать диммер для осветительных ламп. Устройство врезается в цепь паяльника, и с помощью ручки выставляется необходимый уровень нагрева. Это очень простой метод, благодаря которому можно получить плавный подбор мощности электроинструмента.

Применение управляющих микросхем в рукоятке прибора

Популярны паяльники с ручкой регулировки температуры расположенной на рукоятке. Такие устройства работают на сложных микросхемах. Сделать подобную конструкцию самостоятельно удастся далеко не каждому. Основная сложность это правильная прошивка микроконтроллера, который является основным компонентом такого устройства. Для монтажа такой схемы радиолюбителю потребуется иметь под рукой программатор, а также желателен опыт в написании программ.

Внешний блок управления

Внешний блок управления также может состоять из сложных микросхем, но можно собрать и более простое устройство на основе полупроводниковых приборов — диод и тиристор, а также дополнительных конденсатора и резисторов. Принципиальная схема такого блока управления проста и компактна, а главное — её сможет собрать абсолютно каждый радиолюбитель. Устройство можно вмонтировать в корпус от сетевого адаптера, что будет очень удобно при его использовании.

Применение проволочного резистора

Плавную регулировку температуры можно сделать с помощью проволочного переменного резистора номиналом 1 кОм и мощностью 25 Вт. Его необходимо только заключить в подходящем корпусе из диэлектрического материала, подпаять к нему провода питания и сделать разъём для вилки паяльника. Это самый примитивный способ плавной регулировки, но большинству радиолюбителей этого будет вполне достаточно.

Паяльник – это инструмент, без которого домашнему мастеру не обойтись, но устраивает прибор не всегда. Дело в том, что обычный паяльник, не имеющий терморегулятора и нагревающийся вследствие этого до определенной температуры, обладает рядом недостатков.

Схема устройства паяльника.

Если при непродолжительной работе без регулятора температуры вполне возможно обойтись, то у обычного паяльника, длительное время включенного в сеть, его недостатки проявляются в полной мере:

припой скатывается с чрезмерно нагретого жала, в результате чего пайка оказывается непрочной;
на жале образуется окалина, которую приходится часто зачищать;
рабочая поверхность покрывается кратерами, а их необходимо удалять напильником;
он неэкономичен – в промежутках между сеансами пайки, порой достаточно длительными, продолжает потреблять из сети номинальную мощность.

Терморегулятор для паяльника позволяет оптимизировать его работу:

Рисунок 1. Схема простейшего терморегулятора.

паяльник не перегревается;
появляется возможность подобрать значение температуры паяльника, оптимальное для конкретной работы;
во время перерывов достаточно с помощью регулятора температуры снизить нагрев жала, а затем в нужное время быстро восстановить требуемую степень нагрева.

Конечно, в качестве терморегулятора для паяльника на напряжение 220 В можно применить ЛАТР, а для паяльника на 42 В – блок питания КЭФ-8, но они имеются не у всех. Еще один выход из положения – применение в качестве регулятора температуры промышленного светорегулятора, но они не всегда имеются в продаже.

Регулятор температуры для паяльника своими руками

Простейший терморегулятор

Это устройство состоит всего из двух деталей (рис. 1):

Кнопочный выключатель SA с размыкающими контактами и фиксацией состояния.
Полупроводниковый диод VD, рассчитанный на прямой ток порядка 0,2 А и обратное напряжение не ниже 300 В.

Рисунок 2. Схема терморегулятора, работающего на конденсаторах.

Работает этот регулятор температуры следующим образом: в исходном состоянии контакты выключателя SA замкнуты и ток протекает через нагревательный элемент паяльника во время как положительных, так и отрицательных полупериодов (рис. 1а). При нажатии на кнопку SA его контакты размыкаются, но полупроводниковый диод VD пропускает ток лишь во время положительных полупериодов (рис. 1б). В результате мощность, потребляемая нагревателем, уменьшается вдвое.

В первом режиме паяльник быстро прогревается, во втором – его температура несколько снижается, перегрева не наступает. В результате можно паять в довольно комфортных условиях. Выключатель вместе с диодом включают в разрыв питающего провода.

Иногда выключатель SA монтируется на подставке и срабатывает, когда паяльник кладут на нее. В перерывах между пайкой контакты выключателя разомкнуты, мощность нагревателя снижена. Когда паяльник поднимают, потребляемая мощность возрастает и он быстро нагревается до рабочей температуры.

В качестве балластного сопротивления, с помощью которого можно уменьшить мощность, потребляемую нагревателем, можно использовать конденсаторы. Чем меньше их емкость, тем больше сопротивление протеканию переменного тока. Схема простого терморегулятора, работающего на этом принципе, приведена на рис. 2. Он рассчитан на подключение паяльника мощностью 40 Вт.

Когда разомкнуты все выключатели, тока в цепи нет. Комбинируя положение выключателей, можно получить три степени нагрева:

Рисунок 3. Схемы симисторных терморегуляторов.

Наименьшая степень нагрева соответствует замыканию контактов выключателя SA1. При этом последовательно с нагревателем включается конденсатор С1. Его сопротивление довольно велико, поэтому падение напряжения на нагревателе порядка 150 В.
Средняя степень нагрева соответствует замкнутым контактам выключателей SA1 и SA2. Конденсаторы С1 и С2 включаются параллельно, общая емкость увеличивается вдвое. Падение напряжения на нагревателе возрастает до 200 В.
При замыкании выключателя SA3 независимо от состояния SA1 и SA2 на нагреватель подается полное напряжение сети.

Конденсаторы С1 и С2 неполярные, рассчитанные на напряжение не менее 400 В. Для достижения необходимой емкости можно несколько конденсаторов соединить параллельно. Через резисторы R1 и R2 конденсаторы разряжаются после отключения регулятора от сети.

Есть еще один вариант простого регулятора, который по надежности и качеству работы не уступает электронным. Для этого последовательно с нагревателем включается переменный проволочный резистор СП5-30 или какой-нибудь иной, имеющий подходящую мощность. Например, для 40-ваттного паяльника подойдет резистор, рассчитанный на мощность 25 Вт и имеющий сопротивление порядка 1 кОм.

Тиристорный и симисторный терморегулятор

Работа схемы, приведенной на рис. 3а, очень похожа работу разобранной ранее схемы на рис. 1. Полупроводниковый диод VD1 пропускает отрицательные полупериоды, а во время положительных полупериодов ток проходит через тиристор VS1. Доля положительного полупериода, в течение которого тиристор VS1 открыт, зависит в конечном счете от положения движка переменного резистора R1, регулирующего ток управляющего электрода и, следовательно, угол отпирания.

Рисунок 4. Схема симисторного терморегулятора.

В одном крайнем положении тиристор открыт в течение всего положительного полупериода, во втором – полностью закрыт. Соответственно, мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется от 100% до 50%. Если отключить диод VD1, то мощность будет меняться от 50% до 0.

На схеме, приведенной на рис. 3б, тиристор с регулируемым углом отпирания VS1 включен в диагональ диодного моста VD1-VD4. Вследствие этого регулировка напряжения, при котором отпирается тиристор, происходит как во время положительного, так и в течение отрицательного полупериода. Мощность, рассеиваемая на нагревателе, меняется при повороте движка переменного резистора R1 от 100% до 0. Можно обойтись и без диодного моста, если в качестве регулирующего элемента применить не тиристор, а симистор (рис. 4а).

При всей привлекательности терморегулятор с тиристором или симистором в качестве регулирующего элемента обладает следующими недостатками:

при скачкообразном нарастании тока в нагрузке возникают сильные импульсные помехи, проникающие затем в осветительную сеть и эфир;
искажение формы сетевого напряжения за счет внесения в сеть нелинейных искажений;
снижение коэффициента мощности (cos ϕ) за счет внесения реактивной составляющей.

Схема ферритового кольца.

Для сведения к минимуму импульсных помех и нелинейных искажений желательна установка сетевых фильтров. Самое простое решение – ферритовый фильтр, представляющий собой несколько витков провода, намотанных на ферритовое кольцо. Такие фильтры применяют в большинстве импульсных блоков питания электронных устройств.

Ферритовое кольцо можно взять из проводов, соединяющих системный блок компьютера с периферийными устройствами (например, с монитором). Обычно на них есть цилиндрическое утолщение, внутри которого находится ферритовый фильтр. Устройство фильтра показано на рис. 4б. Чем больше витков, тем выше качество фильтра. Размещать ферритовый фильтр следует как можно ближе к источнику помех – тиристору или симистору.

В устройствах с плавным изменением мощности следует откалибровать движок регулятора и отметить маркером его положения. При настройке и установке следует отключить устройство от сети.

Схемы всех приведенных устройств достаточно просты и их в состоянии повторить человек, обладающий минимальными навыками в сборке электронных устройств.

Многим знаком недорогой паяльник с Алиэкспресс с встроенным регулятором напряжения. Димер это лучше, чем ничего, но нормальной работы с паяльником он не обеспечивает. В свое время Л. Елизаров из г. Макеевка Донецкой области опубликовал схему стабилизатора температуры для паяльника без датчика. За счет измерения изменения сопротивления нагревательного элемента. Схема много где публиковалась. Была еще одна статья в журнале Радио.

Некоторое время назад я уже применял первую схему для паяльника с керамическим нагревателем и пистолетной рукояткой. На снимке он верхний в уже переделанном виде.

Работа стабилизатора понравилась. Тот паяльник является основным для меня уже пожалуй с год. Но рукоять толстовата. Он тяжелее нового. Да и любопытно.

Дальше ориентируемся на измененную схему (Доработка стабилизатора жала паяльника).

Измерение сопротивления нагревателя с Али (нижний на снимке) дало результат около 450 Ом в холодном состоянии и около 1,5 килоом в хорошо прогретом. Т.е. сопротивление изменяется раза в три. Решил адаптировать схему и для него. По факту получилось по второй доработанной схеме. R1 – 820 Ом, R2 – подстроечник 200-500 Ом. R3 выведен наружу и сопротивление его 470-500 Ом. С такими номиналами мой паяльник регулирует температуру где то от 220 до 350 градусов.

В качестве корпуса использовал обычный разветвитель-двойник из магазина. Фото платы и корпуса далее.

Двойник разбирается с помощью болгарки, ножа, пассатижей, бокорезов убирается лишнее с верхней крышки. На снимке видно до какого состояния примерно.

Обратите внимание на полупрозрачную пленочку. Плата стала расслаиваться и я снял верхний слой. И он прекрасно подходит в качестве страховочной прокладки между шинами двойника (которые соединяю с платой проводами методом пайки) и платой. Внутрь это все вставляется примерно так:

Верхняя крышка, сборка. Устройство в сборе.

Доработка самого паяльника несложная вовсе

Суть ее проста – изъять симистор и соединить провод паяльника с нагревателем напрямую. Лично я провод заменил (провод с вилкой пригодится), а симистор повесил за одну ногу на плате паяльника. Родной регулятор уже не используется. Крутилку использую в качестве заглушки и фиксатора платы.

Практика с этим паяльником пока не велика, но не вижу причин для отрицательного результата. Первый переделанный работает прекрасно и является моим основным. Что нужно сделать, если вы решили переделать и свой? Измерьте сопротивление нагревателя в холодном виде и после прогрева. Естественно в отключенном от сети состоянии.

Если они примерно совпадают с моими, смело можете повторять с моими номиналами.
Если нет, то вам придется подобрать величины для R1, R2, R3.

С паяльниками имеющими нихромовые нагреватели не экспериментировал, рекомендаций дать не могу.

О деталях

Стабилитроны на 5,6 вольта с мощностью не менее 1 Вт.
Мосты использовал 2 А 1000 вольт. Просто были в наличии.
Симистор BT134-600. Тоже просто был.

Печатная плата

Теперь главное. А зачем это все нужно, что это дает? Простой регулятор тока никак не обеспечивает стабилизацию. Если совсем мало, чтобы естественного охлаждения хватало, чтобы паяльник не перегревался, то при пайке будет явно не хватать мощности.

Если нормально при пайке, то при простое будет перегрев. Неизбежно.

Это сказывается очень сильно. Например мои китайские жала, которые шли вместе с паяльником (медные, кстати) таяли просто на глазах. Особенно жалко плоское. Топориком.

Кроме того, при перегреве и длительном простое обгорает кончик и порой его становится крайне сложно облудить. Естественно окисляется припой и превращается в серо-черную кашу. И прежде чем паять вам придется чистить кончик каждый раз. Словом сильно сокращается жизнь жала и комфортность пайки.

Доработанный таким образом паяльник приобретает черты паяльников совсем другой ценовой категории и качества. Фактически это паяльная станция.

Еще один аспект который проверил для себя. Иногда выпаиваю детали двумя паяльниками. Поскольку таких паяльников у меня теперь два, то имело смысл проверить, а не возникает ли между ними разности потенциалов, губительной для извлекаемой детали.

Измерение вольтметром показали нули на диапазоне 20 вольт постоянки и 200 вольт переменки. Одну из сетевых вилок переворачивал. Возможно просто качественная керамика в нагревателях. Правда стоит иметь в виду, в первом переделанном паяльнике вместо ИП на стабилитронах стоит китайский маленький ИБП на 12 вольт (не нашел тогда мощных стабилитронов). Возможно причина еще в этом.

Ну и почему именно такие паяльники особенно интересны для этой переделки.

В обычном режиме он быстро перегревается. А это говорит об избыточной температуре нагревателя. И избыточной мощности. Он имеет керамический нагреватель с достаточно большим сопротивлением и сильным изменением сопротивления при нагреве, что позволяет точнее отслеживать температуру.

Следовательно, после переделки он будет очень быстро нагреваться, так как напряжение подается не после диммера, в урезанном виде, а полное напряжение сети.

По этой же причине он будет быстрее восстанавливать температуру после интенсивного отбора тепла при пайке массивных деталей.

Немного о настройке схемы

Тут все просто. Сопротивление цепочки R1, R2 и R3 определяет минимальную температуру паяльника. Чем меньше сопротивление - тем меньше нагрев. То есть выведя движок сопротивления R3 в положение наименьшего сопротивления, подбором R1, R2 выставляют желаемую минимальную температуру. Ее выбрал в районе 200-220 градусов. А вот величина сопротивления R3 будет определять максимально возможную температуру паяльника. Я выбрал ее в районе 500 Ом. И получил на максимуме около 360 вольт.

Выбирать ее слишком большой не советую. При каком-то сопротивлении регулятор практически перестает отключать нагреватель (светодиод горит, лишь изредка помаргивая). Так легко вообще загробить жала.

При нормальной работе светодиод практически непрерывно светит после включения несколько секунд. Потом появляются паузы, которые по мере прогрева они становятся все длиннее. Мой паяльник на рабочий режим выходит секунд за 20-30.

Тришин А.О.
Г. Комсомольск-на-Амуре.
Ноябрь 2018 г.

Форум по обсуждению материала СТАБИЛИЗАТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ПАЯЛЬНИКА

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Как сделать, чтобы паяльник не перегревался

Если облуженное жало паяльника моментально становится непригодным для пайки, то, скорее всего, дело в перегревании паяльника. Этим грешат не только китайские паяльники, но и советские, без возможности регулировать температуру.

В результате, паять таким паяльником нельзя. Жало из-за перегрева моментально выгорает, от флюса и припоя не остается и следа. Как сделать так, чтобы паяльник не перегревался? Какие способы являются наиболее эффективными, чтобы можно было легко регулировать температуру паяльника?

Компактный регулятор температуры для паяльника

Лично я подключил свой паяльник без терморегулятора к компактному диммеру, который приобрёл всего за 110 рублей. Такой регулятор имеет плавный переключатель с возможностью регулировки напряжения от 110 до 250 Вольт. С тех пор паяльник больше не перегревается.

Можно также использовать и другие приспособления для регулировки напряжения, а соответственно и температуры паяльника. Например, диммер для ламп на 220 Вольт или обычный ЛАТР.

Что такое ЛАТР и где он применяется?

ЛАТР — это автотрансформатор с ручной регулировкой выходного напряжения. Наверняка многие помнят советские ЛАТРы в кружках юного радиолюбителя. Так вот, именно такой ЛАТР и можно использовать для того, чтобы самостоятельно регулировать температуру паяльника.

Автотрансформатор имеет достаточно широкий диапазон регулировки напряжения, но паяльщику ведь всего этого не нужно. Достаточно и того, чтобы ЛАТР повышал или понижал выходное напряжение, чтобы паяльник не перегревался или наоборот, нормально работал при пониженном напряжении в сети.

Конденсатор и диод для регулировки температуры паяльника

Также многие решают проблему с перегревом паяльников, параллельной установкой конденсатора и диода. Конденсатор нужен не менее чем на 250 Вольт, а при его подключении следует строго соблюдать полярность. Что же касается установки диода, то обычно для этих целей применяется 226 диод.

Однако я бы все-таки не экспериментировал и приобрёл уже готовое устройство в виде диммера или ЛАТРа, чтобы осуществлять регулировку выходного напряжения. В любом случае это будет намного безопасней, чем без знаний модернизировать паяльник диодами и конденсаторами, с учётом всех рисков.

Добавочный термостат для паяльника

Также можно последовательно с жалом паяльника поставить добавочный термостат, подключив его к кабелю питания. В таком случае при достижении жала паяльника выставленной температуры, термостат автоматически отключит питание электроприбора. В результате этого жало не будет выгорать, а питание паяльника можно будет осуществлять автоматическим путем.

В общем, как видно, существует достаточно много вариантов решения данной проблемы. А ведь проблема достаточно серьезная, ведь если жало паяльника сильно обгорает, то и паять таким инструментом нормально не получится. Кроме того, есть риск перегреть некоторые компоненты во время пайки, что грозит выходом из строя всего устройства.

Читайте также: