1 引言

目前，普通電烙鐵一般用220 V電壓直接加熱，難以根據(jù)實際需要控制溫度，不能滿足特殊應用需求，且一直處于加熱狀態(tài)，造成電能浪費。雖然目前功能強大的電烙鐵。由于其制造工藝復雜，價格較高，操作復雜，難以推廣應用。因此，這里給出一種新型可控溫度電烙鐵的設計方案。該可控溫度電烙鐵使用方便、結構簡單、靈敏度高，可廣泛應用。

2 電路整體設計

該可控溫度電烙鐵電路設計主要由降壓整流、自動控制和加熱指示3部分構成。其中自動控制模塊的負溫度系數(shù)電阻（NTC）附在電熱絲上，能即時感應其溫度變化，將信息反饋給振蕩器，形成自動控制。圖1為可控溫度電烙鐵原理圖。

3 電容降壓整流電路

將220 V交流市電壓轉換為低壓直流的常規(guī)方法是高壓整流濾波電路，由于該電路設計要充分考慮體積、成本等限制性因素，因此，這里采用電容和穩(wěn)壓管構成的電容降壓整流電路，如圖2所示。其工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產(chǎn)生的容抗限制最大工作電流。例如，50 Hz工頻條件下，1μF的電容所產(chǎn)生的容抗約3 180 Ω。在電容器兩端施加220 V的交流電壓時，流過電容最大電流約70 mA。該降壓整流電路可為555定時器提供穩(wěn)定的5 V電壓。

圖3是試驗測試波形，其中uo1為穩(wěn)壓管VD1的輸出波形，uo2為二極管VD2整流后輸出波形，由輸出波形可見，該電容降壓整流電路能為可控硅提供穩(wěn)定的直流電壓。

4 自動控制電路

自動控制電路為該可控溫度電烙鐵的核心部分，通過一系列簡單反饋網(wǎng)絡，實現(xiàn)自動鎖定溫度和用戶設計溫度鎖定功能。它是由串聯(lián)分壓式三極管控制電路、555多諧振蕩器以及雙向可控硅控制電路組成。

4．1 串聯(lián)分壓式三極管控制電路

圖4為串聯(lián)分壓式三極管控制電路，該電路由熱敏電阻器NTC、晶體管BJT等元件構成。圖中，R1是保護電阻，防止熱敏電阻R2降低較多時BJT基極電壓過大而使其損壞。同時熱敏電阻和可調(diào)電阻R4形成分壓電路，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻控制晶體三極管VQ1的基極電壓，控制VQ1的導通和截止。

4. 2 555多諧振蕩器

555定時集成電路構成的多諧振蕩器是一種常用的充放電回路分開的振蕩器。通過調(diào)整此振蕩器可產(chǎn)生一定頻率和占空比的電平信號，觸發(fā)雙向可控硅抑制其導通或截止，形成自動開關。

4．3 雙向可控硅控制電路

多諧振蕩器所產(chǎn)生的矩形波控制雙向可控硅的導通，從而控制電烙鐵加熱與斷電的時間間隔。555多諧振蕩器輸出高電平時，觸發(fā)雙向可控硅使之導通；輸出低電平時觸發(fā)雙向可控硅使之截止。

5 指示電路

為了顯示電烙鐵工作狀態(tài)，設計中增加了工作狀態(tài)指示電路。紅色發(fā)光二極管LED和保護電阻串聯(lián)后再與電熱絲并聯(lián)在220 V電壓兩端，當電烙鐵工作時LED指示燈為紅色，以指示用戶。

綠色發(fā)光二極管和三極管集電極串聯(lián)。三極管導通，多諧振蕩器通過放電回路放電，發(fā)光二極管為綠色，以指示用戶電烙鐵已處于斷電停止工作狀態(tài)。

6 電路工作原理

圖5為可控溫度電烙鐵電路，接通220 V電源后，由于熱敏電阻阻值較大，通過分壓使VQ1處于截止狀態(tài)，此時電源向電容C3充電，使得555集成電路構成的多諧振蕩器產(chǎn)生高電平信號，觸發(fā)雙向可控硅導通，電烙鐵通電工作。隨著通電加熱時間增加，電烙鐵中電熱絲溫度升高，附在電熱絲上的熱敏電阻阻值降低，V Q1基極電壓升高，當達到一定值時，VQ1導通，555定時器與之構成的放電回路通過三極管開始放電。此時，多諧振蕩器產(chǎn)生低電平觸發(fā)雙向可控硅截止。電烙鐵停止加熱。之后，隨著電熱絲溫度降低，熱敏電阻阻值升高，VQ1再次截止，555多諧振蕩器產(chǎn)生高平信號觸發(fā)雙向可控硅使之導通，電烙鐵再次通電，如此周而復始，使得電烙鐵自動處以用戶設定的溫度范圍內(nèi)。

通過調(diào)節(jié)可變電阻器，設定電烙鐵溫度。其工作原理是通過調(diào)節(jié)可變電阻，控制晶體三極管導通與截止時間，即控制雙向可控硅導通截止時間。進而控制電烙鐵通電工作時間。最終使得電烙鐵根據(jù)用戶需要產(chǎn)生不同溫度范圍，實現(xiàn)其多范圍和自動功能。

7 設計注意事項

（1）NTC選擇NTC熱敏電阻根據(jù)其溫度特性可分為功率型、補償型、測溫型等。根據(jù)設計需求，選用測溫型NTC熱敏電阻，此熱敏電阻器阻值對應溫度變化精度可達0.1℃．感溫時間少于10 s，完全滿足設計要求。

（2）可控硅的選擇在選擇可控硅時，主要考慮其參數(shù)，諸如額定平均電流，正反向峰值電壓，控制級的觸發(fā)電壓，控制級觸發(fā)電流。由于器件資料手冊給定的參數(shù)都是在規(guī)定條件下測定，而實際使用環(huán)境往往與規(guī)定條件有所不同，而且極有可能發(fā)生突發(fā)事故超過其規(guī)定承受。其保護措施只能限制過壓，而不能完全消除過壓。所以為了確保可控制在安全電壓下工作，特別是在交流220 V的情況下應按額定電壓為實際工作電壓的最大值的2～3倍來選用可控硅，針對該設計外加的電壓為交流220 V，其有效值轉換最大值約為310 V，取2～3倍裕量，至少要選用600 V以上，最好是900 V。

8 結語

基于555定時器的可控溫度電烙鐵比傳統(tǒng)的電烙鐵更實用，并具備反應靈敏、體積小巧、結構簡單、易于生產(chǎn)、高性價比等特點，可以在多種焊接工藝中使用，因此前景廣闊。

責任編輯：gt