Температурный контроллер паяльника на DIAC и TRIAC: схема и принцип работы

Схема и работа температурного контроллера паяльника

Если вы увлекаетесь электроникой, вы знаете паяльник — основной инструмент монтажа печатных плат. Без регулировки температуры легко повредить чувствительные микросхемы или саму плату.

Необходимая мощность паяльника зависит от паяемых компонентов: малые микросхемы — 5 Вт, крупные детали — 25–30 Вт, очень большие — 50+ Вт. Паяльники выпускаются с разной мощностью. Обычно работают от 230 В переменного тока без терморегулятора. Поэтому мы проектируем недорогой температурный контроллер.

Постоянное нагревание изнашивает стык паяльника. Контроллер температуры решает эту проблему, регулируя нагрев. Готовые паяльники с терморегулятором дороги и не доступны всем.

В статье спроектируем контроллер на базовых компонентах: резисторы, DIAC, TRIAC. Резисторы и конденсаторы хорошо известны, рассмотрим DIAC и TRIAC подробнее.

DIAC — симметричный диак (диодный ключ)

DIAC (Diode AC switch) — двунаправленный полупроводниковый ключ, работает в прямой и обратной полярности. Часто используется для управления TRIAC (пара DIAC-TRIAC). Любой вывод может быть главным — симметричная структура.

Принцип работы DIAC

DIAC открывается только после преодоления пробойного напряжения (обычно ~30 В, зависит от типа). При пробое сопротивление резко падает, напряжение на DIAC падает, ток резко возрастает. Когда ток падает ниже удерживающего — DIAC закрывается. Удерживающий ток — минимальный ток для открытого состояния. Каждый полупериод напряжения сбрасывает DIAC в закрытое состояние. Обеспечивает симметричное управление обеими полуволнами переменного тока.

Конструкция DIAC

Трехслойная и пятислойная структуры.

Трехслойная структура

Ключевание при пробое обратного смещения p-n-перехода. Наиболее распространена за симметричность. Пробой ~30 В, хорошие коммутационные характеристики.

Пятислойная структура

Работает иначе. Вольт-амперная характеристика похожа на трехслойную. Можно представить как два диода пробоя, соединенных обратной параллелью.

Применение DIAC

• Симметричное управление TRIAC для обеих полуволн переменного тока
• Регуляторы яркости (диммеры), бытовое освещение
• Стартовые схемы люминесцентных ламп

TRIAC — триак (симметричный тиристор)

Трехвыводное устройство управления током переменного тока в обеих полуволнах. Двунаправленное, из семейства тиристоров. Ведет себя как два обычных тиристора, соединенных обратной параллелью.

Может быть открыт положительным и отрицательным напряжением/током на затворе (GATE). В большинстве приложений затвор соединен с главным выводом.

Конструкция TRIAC

Четырехслойная (PNPN + NPNP). Проводит в любую сторону при одном импульсе на затворе. В закрытом состоянии — разомкнутый ключ.

Четыре квадранта работы:

• I+: MT2+, G+
• I–: MT2+, G–
• III+: MT2–, G+
• III–: MT2–, G–

Наиболее чувствительные режимы: I+ и III–. Режимы I– и III+ требуют большего затворного тока. TRIAC требует минимальный удерживающий ток для поддержания проводности при переходе через ноль.

Применение TRIAC

• Бытовое управление и коммутация
• Фазовое управление в AC-цепях
• Регуляторы скорости вентиляторов
• Управление двигателями
• Регуляторы яркости ламп

Теперь у вас есть понимание DIAC и TRIAC. В схеме также используется потенциометр для ручной регулировки температуры.

Компоненты контроллера температуры паяльника

• Резистор 2,2 кОм (1 шт.)
• Потенциометр 100 кОм (1 шт.)
• Конденсатор 400 В, 0,1 мкФ (1 шт.)
• DIAC DB3 (1 шт.)
• TRIAC BT136 (1 шт.)

Схема температурного контроллера паяльника

Один конец резистора 2,2 кОм к DIAC, другой — к сети 220 В через потенциометр. DIAC управляет затвором TRIAC.

Принцип работы

Температура регулируется от максимума вниз. Подключаем к паяльнику — быстрый нагрев. TRIAC коммутирует большой ток/напряжение по обеим полуволнам. Угол открытия TRIAC меняется для разных температур (0° до макс.). DIAC обеспечивает симметричное управление. Потенциометр задает угол открытия → температуру.

Работа проста: подключаете к паяльнику, регулируете потенциометром.

Применение

Контроль температуры паяльника. Уменьшает время нагрева. Полезен при пайке чувствительных компонентов.

Итог: Паяльники с терморегулятором дороги. Этот контроллер — дешевый, на базовых компонентах. Автоматически регулирует температуру. Разобраны TRIAC и DIAC для понимания работы. Надеемся, вы соберете эту надежную низковольтную схему без проблем.