はんだごて温度調節器

はんだごて温度コントローラー回路と動作

電子愛好家の場合は、はんだごて装置に精通している必要があります。これは通常、PCB上の電子回路を設計するために使用されます。はんだ付けに調整可能なソルジャーアイアンを使用していない場合は、ICやデバイスにさえ損傷を与える可能性があります。

はんだ付け機の電圧要件は、デバイスで使用されるコンポーネントのはんだ定格に完全に依存します。たとえば、小さなデバイスまたはICは5ワットの電力しか必要としませんが、大きなデバイスは25〜30ワットのアイロンを必要とする場合があります。巨大なデバイスの中には、50ワット以上も必要なものもあります。

はんだごては多種多様で、電力容量も異なります。通常、デバイスは230V AC主電源で動作し、温度コントローラーは使用できません。これが、この記事ではんだごて用の低コストの温度コントローラーを設計することにした理由です。

場合によっては、一定のエネルギー消費により、はんだごての先端が劣化することがあります。この問題を克服するために、必要に応じて温度を調整するためにアイロンと一緒に温度コントローラーを使用することができます。温度コントローラーを備えた市場に存在するはんだごては非常に高価であり、誰もが簡単に手に入れることはできません。

この記事では、抵抗器、DIAC、トライアックなどの基本的な電子部品を使用して、はんだごて用の温度コントローラーを設計します。この回路の設計プロセスを開始する前に、回路で使用される主要なコンポーネント、つまりDIACとTRIACについて説明しましょう。回路で使用されている抵抗器とコンデンサーは説明を必要とせず、すべての趣味家に精通しているため、それらについても詳細に説明しました。

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DIAC

DIACは、対称トリガーダイオードとも呼ばれるディスクリート電子部品です。これは、順方向と逆方向の両方の極性で使用できる双方向半導体スイッチです。 DIACは、TRIACのトリガーに非常によく使用されます。これは、DIAC-TRIACの組み合わせで使用されることを意味します。 DIACの最も興味深い事実の1つは、DIACが双方向デバイスであり、任意の端末をメイン端末として使用できることです。

DIACの操作

DIACは、特定のブレークダウン電圧を超えた後にのみ電圧の伝導を開始します。ほとんどのDIACの絶縁破壊電圧は約30Vですが、実際の絶縁破壊電圧はそのコンポーネントタイプの仕様に完全に依存します。絶縁破壊電圧に達すると、部品の抵抗が急激に減少します。これにより、DIACの両端の電圧が急激に低下し、対応する電流が増加します。電流が保持電流を下回ると、DIACは非導通状態に戻ります。ここで、保持電流は、DIACが導通状態を維持するレベルです。

サイクルの電圧が低下するたびに、デバイスは導通状態にリセットされます。デバイスの動作は両方向で等しいため、DIACはACサイクルの両方の半分に等しいスイッチングを提供します。

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DIACの構築

DIACは3層と5層の構造で製造されています。両方の構造を1つずつ見てみましょう。

3層構造

この構造では、逆バイアスされたジャンクションで逆ブレークダウンが発生したときにスイッチングが発生します。これは、対称操作のため、実際に最も一般的に使用されるDIACです。この3層DIACは、一般に約30Vの絶縁破壊電圧に達することができ、スイッチング特性を十分に改善することができます。

DIACの5層構造

DIACの5層構造は、操作の点で大きく異なります。このデバイス構造は、3層バージョンのようなI-V曲線を形成します。この構造は、2つのブレークオーバーダイオードが背中合わせに接続されているように見えると言えます。

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DIACのアプリケーション

DIACは、対称操作の性質上、電子機器で非常に役立ちます。一般的なアプリケーションには次のものがあります。

TRIACデバイスと一緒に使用して、ACサイクルの両方の半分でスイッチングを対称にすることができます。
DIACは、調光スイッチまたは家庭用雷として広く使用されています
DIACは、蛍光灯のスターター回路としても使用されます

トライアック

名前が示すように、TRIACは電流の流れを制御する3端子デバイスです。これは、両方の半分のACの電流を制御するために使用されます。これは双方向デバイスであり、サイリスタファミリのメンバーでもあります。トライアックは、互いに背中合わせに接続された2つの従来のサイリスタとして動作します。

簡単に言うと、トライアックは、ゲート端子に負と正の両方のトリガーパルスを印加することで、負と正の両方の電圧によって導通状態にトリガーできます。

ほとんどのACスイッチングアプリケーションでは、TRIACのゲート端子がメイン端子に接続されています。

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トライアックの構築

トライアックの構成は4つのレイヤーで構成されています。このデバイスは、単一のパルスによってトリガーされると、どちらの方向にも導通できます。 PNPNは正の方向に配置され、NPNPは負の方向に配置されます。オフ状態で電流を遮断する開回路スイッチとして機能します。

トライアックを操作できるモードは次の4つです。

モードI+： MT2電流は正であり、ゲート電流も正です

モードI–： MT2電流は正で、ゲート電流も負です

モードIII+： MT2電流は負であり、ゲート電流も正です

モードIII–： MT2電流は負であり、ゲート電流も負です

トライアックは、ゲート端子に印加された正の電流によって導通状態になります。上記の説明では、これはモードIとしてラベル付けされています。モードΙ–に入る負のゲート電流によってトライアックをトリガーすることもできます。

同じプロセスに従って、象限ΙΙΙで負のゲート電流でトリガーすると、–ΙGはモードΙΙΙ–とモードΙΙΙ+の両方で一般的です。ただし、モードΙ–およびΙΙΙ+は感度が低く、トリガーを引き起こすためにゲート端子に大量の電流を必要とする構成は、Ι+およびΙΙΙ–のより一般的なトライアックトリガーモードよりも高くなります。

トライアックは、波形のクロスオーバーポイントで導通を維持するために最小の保持電流を必要とします。

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トライアックのアプリケーション

家庭で使用される制御およびスイッチングアプリケーションで広く使用されています
ほとんどのACアプリケーションで位相制御デバイスとして使用されます
これは、ファンの速度を制御するためにも使用されます
モーターで使用されます
ランプの輝度制御としても使用されます

DIACとトライアックについて十分な知識をお持ちであることを願っています。上記の説明では、はんだごて温度コントローラーの両方のコンポーネントの使用法を理解するのに役立つように、両方のデバイスの動作について説明しました。これら2つとは別に、回路でポテンショメータを使用して、ノブで温度を制御しました。

次のコンポーネントを集めて、はんだごての温度制御回路を設計します。

抵抗器– 2.2 k（1個）
ポテンショメータ– 100 K（1個）
400Vコンデンサ– 0.1uF（1個）
DB3 DIAC（1番号）
BT136トライアック（1番号）

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はんだごて温度コントローラーの回路図

このはんだごて温度コントローラーは、設計が非常に簡単です。回路は、上記のリストに記載されている最も単純な電子部品のいくつかを使用して作られています。 2K抵抗の一方の端はDIAC端子に接続され、もう一方の端はポテンショメータを介して220 V電源に接続され、温度を制御します。もう一方の端では、DIACはTRIACのゲート端子に接続され、TRIACのスイッチングを制御します。

はんだごて温度コントローラーの動作

このコントローラー回路の温度は、熱放散を調整するために最大値から変更できます。この回路をはんだごてに接続すると、すぐにこての温度が上がります。ここで回路に接続されているトライアックは、AC波形の両方の部分で高電流と高電圧を切り替えます。トライアックは、0度から最大までさまざまな温度レベルを取得するためにさまざまな角度で発射されます。接続されたDIACは両方向の発砲を制御します。ここでは、ポテンショメータを使用してそれに応じて温度を設定できます。

このはんだごて温度コントローラーの動作は非常にシンプルで理解しやすいものです。回路をはんだごてに接続するだけで、それに応じて温度を変えることができます。

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はんだごて温度コントローラーのアプリケーション

はんだごて温度コントローラーは、はんだごての温度を制御するために使用されます。このコントローラーを接続することで、はんだごて温度の上昇時間を短縮できます。これは、敏感なコンポーネントをはんだ付けするときに非常に便利です。

結論：

温度コントローラー付きのはんだごては非常に高価で、誰にとっても手頃な価格ではありません。ここで、はんだごて用のこの温度コントローラーは、非常に低コストで基本的な電子部品を使用して設計されています。これをはんだごてと一緒に使用すると、温度を自動的に制御できます。また、上記の説明では、トライアックとダイアックである主要コンポーネントの動作と仕様を定義しました。これは、はんだごての働きを簡単に理解するのに非常に役立ちます。これで、この低電力で信頼性の高い回路を不便なく設計できるようになることを願っています。