DE2263018A1 - CIRCUIT FOR TEMPERATURE CONTROL OF AC HEATED TOOLS - Google Patents
CIRCUIT FOR TEMPERATURE CONTROL OF AC HEATED TOOLSInfo
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Description
Schaltung zur Temperaturregelung wechseistrombeheizter Werkzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Temperaturregelung wechseistrombeheizter Werkzeuge, wie Lötkolben, Entlötapparate und dergl., mit einem in einer Temperaturmeßbrücke angeordneten temperaturabhängigen Widerstand und einem von der Brückenausgangsspannung gesteuerten elektronischen Schalter zum Öffnen und Schließen des Heizkreises des Werkzeuges.Circuit for temperature control of AC heated tools The invention relates to a circuit for regulating the temperature of ac heated units Tools such as soldering irons, desoldering apparatus and the like., With one in a temperature measuring bridge arranged temperature-dependent resistor and one of the bridge output voltage controlled electronic switch for opening and closing the heating circuit of the Tool.
Temperaturempiindliche Bauelemente der Nachr#chtentechi#ik, vornebinlich Halbleiter, wie Transistoren und Tunneldioden, erfordern eine exakte Kontrolle der bei einem Lötvorgang auf--tretenden thermischen Belastung. Es ist auch häufig eine rasche Anpassung der Temperatur eines Lötgeräts bzw. einer Entlötapparatur an das jeweilige Montageproblem erforderlich.Temperature sensitive components of messaging technology, primarily Semiconductors, such as transistors and tunnel diodes, require precise control of the thermal stress occurring during a soldering process. It is also often one rapid adaptation of the temperature of a soldering device or desoldering apparatus to the respective assembly problem required.
Durch den Aufsatz "Temperaturregelung mit Vollwellensteuerungt' von Udo Horn, veröffentlicht in der Zeitschrift "Funkschau, 1972, Heft 2 Seiten 55 bis 56, ist eine Schaltung zur Temperaturregelung bekannt, bei der am Ausgang einer Temperaturmeßbrücke ein Transistor mit der Emitter-Basis-Strecke eingeschaltet ist und dieser entsprechend der Temperatur eines Thermistors und sich dadurch ergebender Potentialunterschiede an Basis und Emitter geöffnet oder gesperrt ist. Die dem Verbraucher zugeführte Energie wird dadurch gesteuert, daß ein vom Transistor angesteuerter elektronischer Schalter aus zwei Thyristoren 3e nach Bedarf über eine kleinere oder größere Periodenzahl der Heizspannung geöffnet oder gesperrt-- ist. Bei der hierbei verwendeten Temperaturmeßbrücke handelt es sich jedoch nicht um eine echte Brückenschaltung, da es keinen exakten Nullabgleich gibt. Schwierigkeiten bereitet bei dieser Schaltung die exakte Tenperatureinstellung sowie eine schnelle Nachregelung auf einen gewünschten Temperatu#wert. Ferner schaltet der Heizkörper bei überhöhter Temperatur nicht mehr ab, so daß in einem solchen Fall Brandgefahr besteht.Through the essay "Temperature control with full wave control" by Udo Horn, published in the magazine "Funkschau, 1972, issue 2 pages 55 bis 56, a circuit for temperature control is known in which at the output of a Temperaturmeßbrücke a transistor with the emitter-base path is switched on and this according to the temperature of a thermistor and the resultant Potential differences at the base and emitter is open or blocked. The consumer supplied energy is controlled by the fact that a transistor controlled electronic switch consisting of two thyristors 3e as required via a smaller or greater number of periods of the heating voltage is open or blocked. At this The temperature measuring bridge used, however, is not a real bridge circuit, since there is no exact zero balance gives. Causes difficulties with this circuit the exact temperature setting as well as a quick readjustment to a desired temperature. Furthermore, the radiator switches on when it is too high Temperature no longer drops, so that there is a risk of fire in such a case.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregeischaltung zu schaffen, de die eingangs genannten Forderungen erfüllt und dabei zugleich die Schwierigkeiten der bekannten Schaltung umgeht.The invention is based on the object of a temperature control circuit to create de that meets the requirements mentioned at the beginning and at the same time the Difficulties of the known circuit bypasses.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß in dem den temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten enthaltenden Längszweig der Temperaturmeßbrücke in Serie mit dem temperaturabhängigen Widerstand weitere, derart einstellbar ausgebildete Widerstände vorgesehen sind, daß zwischen zwei, jeweils einer bestimmten Temperatur des Werkzeuges entsprechenden Grenzwerten des temperaturabhängigen Widerstandes für jeden gewünschten Wert ein den Brückenabgleich bewirkender Widerstandswert einstellbar ist und daß die beiden Anschlußklemmen des Brückenausgangs mit den beiden Eingangsklemmen eines Differenzverstärkers verbunden sind, dessen Ausgang an den elektronischen Schalter geführt ist.This object is achieved according to the invention in such a way that in the one containing the temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient Series branch of the temperature measuring bridge in series with the temperature-dependent resistor further, so adjustable resistors are provided that between two limit values, each corresponding to a specific temperature of the tool of the temperature-dependent resistance for each desired value a bridge adjustment effecting resistance value is adjustable and that the two terminals of the Bridge output connected to the two input terminals of a differential amplifier whose output is led to the electronic switch.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Stromweg des temperaturabhängigen Widerstandes ein weiterer Differenzverstärker derart eingeschaltet, daß bei Unterbrechung einer Anschlußleitung des Temperaturfühlers der elektronische Schalter den Heizkreis des Werkzeugs unterbricht. Dabei ist in vorteilhafter Weise der eine Eingang des zweiten Differenzverstärkers mit dem temperaturabhängigen Widerstand und der andere über einen Spannungsteiler mit dem FuBpunkt der Brückenschaltung verbunden und ferner der Ausgang über eine Diode mit dem Verbindungspunkt vom Ausgang des ersten Differenzverstärkers und dem elektronischen Schalter einerseits und über eine Zenerdiode mit dem an den temperaturabhängigen Widerstand geführten Eingang des zweiten Differenzverstärkers andererseits verbunden-oder anstelle des Spannungsteilers ein an den Differenzverstärker angeschaltetes Potentiometer vorgesehen zum Einstellen der Eingangsspannung des Differenzverstärkerss dessen Eingangsklemmen in diesen Fall mit dem Temperaturfühler bzw. mit Masseanschluß verbunden sind.In a further embodiment of the invention, the temperature-dependent is in the current path Resistance another differential amplifier switched on in such a way that in the event of an interruption a connection line of the temperature sensor of the electronic switch the heating circuit of the tool interrupts. One input of the is in an advantageous manner second differential amplifier with the temperature-dependent resistor and the other connected via a voltage divider to the base of the bridge circuit and further the output via a diode with the connection point from the output of the first differential amplifier and the electronic switch on the one hand and via a zener diode with the input of the second differential amplifier that is led to the temperature-dependent resistor on the other hand connected - or instead of the voltage divider - to the differential amplifier Switched on potentiometer intended for setting the input voltage of the Differential amplifier whose input terminals in this case with the temperature sensor or are connected to the ground connection.
Der elektronische Schalter ist dabei in vorteilhafter Weise unter Venrendung von Thyristoren und Triacs derart aufgebaut, daß ein Triac im Stromweg des Heizwiderstandes angeordnet und über seinen Steueranschluß von einem vorgeschalteten Thyristor angesteuert ist.The electronic switch is advantageously below Use of thyristors and triacs constructed so that a triac in the current path of the heating resistor and arranged via its control connection from an upstream Thyristor is controlled.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment explained.
Es zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Regelschaltung; Fig. 2 die Brückenschaltung als Teil der Regelschaltung; Fig. 3 ein Schaltbild der Regelschaltung; Fig. 4 eine Detaildarstellung einer abgeänderten Regelschaltung nach Fig. 3 und Fig. 5 eine Lötkolbenspitze mit den Elementen der Rückkopplung.1 shows a basic circuit diagram of the control circuit; Fig. 2 the bridge circuit as part of the control circuit; Fig. 3 is a circuit diagram of the control circuit; 4 shows a detailed representation of a modified control circuit according to FIGS. 3 and 5 shows a soldering iron tip with the elements of the feedback.
Fig. 1 zeigt die Regelschaltung in einem Blockschaltbild, anhand dessen das Prinzip der Regelung erläutert werden soll. Die Schaltung besteht aus einer Brückenschaltung, einem Differenzverstärker VI, einem Schalter S und einer Rückkopplung aus einer entsprechenden Anordnung des Heizwiderstandes H bzw. der Heizwicklung des Werkzeuges, dem zu heizenden Material LA und dem Temperaturfüliler R4. Die von der Spannung U1 gespeiste Brückenschaltung enthält in einem Längszweig die Widerstände R5 und R6 und im anderen Längszweig die Widerstände R und R4, wobei R4 der Temperaturfühler ist und aus einem NTC-Widerstand, d. h.Fig. 1 shows the control circuit in a block diagram on the basis of which the principle of the regulation should be explained. The circuit consists of one Bridge circuit, a differential amplifier VI, a switch S and a feedback from a corresponding arrangement of the heating resistor H or the heating winding the tool, the material to be heated LA and the temperature filler R4. The from The bridge circuit fed by the voltage U1 contains the resistors in a series branch R5 and R6 and in the other series branch the resistors R and R4, where R4 the Is a temperature sensor and consists of an NTC resistor, i. H.
einem temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, besteht. Die Brückenspannung @ U, das ist die bei nicht abgeglichener Brücke in Querzweig liegende Spannung, steuert über einen Differenzverstärker V1, an dessen zwei Eingangsklemmen die Anschlüsse des Brückenquerzweigs geführt sind, den Schalter S, der zwischen Differenzverstärker und Heizwicklung H bzw. Heizwiderstand des Werkzeuges angeordnet ist und die Heizwicklung ein- und ausschaltet. Entsprechend der Spannungsunterschiede bei nicht abgeglichener Brücke stellt sich im Querzweig der Brücke eine Spannung positiver oder negativer Polarität ein. Solange der Temperaturfühler (NTC-Widerstand) hinreichend kalt ist, ist die Spannung ,>+ U positiv, der Schalter S bleibt geschlossen und die Heizwicklung II des Werkzeuges erwärmt sich. Dem Werkzeug, beisp.iel.-weise einem Lötapparat LA und dem Temperaturfühler R4 wird Wärmeleistung zugeführt. Sobald nun die Spannung ÄU negatIv wird, unterbricht der Schalter S den Heizkreis. Dadurch kü@@en iTeizwidersta.d H, Lötapparat LA und Temperaturfühler R4 ab, die Spannung J IJ wird a]so wieder positiv und der Regelvorgang beginnt von neuem.a temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient, consists. The bridge voltage @ U, that is the one when the bridge in Transverse branch voltage, controls via a differential amplifier V1, at its two input terminals, the connections of the cross-branch of the bridge are routed, the switch S, the one between the differential amplifier and the heating coil H or the heating resistor of the tool is arranged and switches the heating coil on and off. According to the voltage differences if the bridge is not balanced, there is a voltage in the cross arm of the bridge positive or negative polarity. As long as the temperature sensor (NTC resistor) is sufficiently cold, the voltage> + U is positive, the switch S remains closed and the heating coil II of the tool heats up. The tool, for example A soldering machine LA and the temperature sensor R4 are supplied with thermal power. As soon now the voltage ÄU becomes negative, the switch S interrupts the heating circuit. Through this kü @@ en iTeizwidersta.d H, soldering apparatus LA and temperature sensor R4, the voltage J IJ becomes a] positive again and the control process begins anew.
in Fig. 2 ist die Bruckenschaltung dargestellt, die von der Gleichspannung U1 gespeist wird und in deren Querzweig zwischen den Punkten C und D die Spannung @U anliegt. Der eine Längszweig der Brückenschaltung wird vog den Widerständen R5 und R6 gebildet und der andere aus dem den Temperaturfühler darstellenden temperaturabhängigen Widerstand R4 (NTC-Widerstand) und der Anordnung aus den Widerständen R1, R2, R3. Der Widerstand R3 liegt dabei parallel zu der Serienschaltung aus dem Widerstand R1 und dem einstellbar ausgebildeten Widerstand R2, dessen Abgriff an den Verbindungspunkt A der beiden Widerstände Ri und R2 geführt ist. Der weitere Anschluß B des einstellbaren Widerstandes R2 (Potentiometer) ist mit dem Punkt C des Querzweiges verbunden. Zu jeder Stellung des Potentiometers R2 gibt es eine Temperatur T des NTC-Widerstandes R4, für die die Brücke abgeglichen ist, d. h. jeder Stellung des Abgriffes des Potentiometers R2 ist ein Wert des Widerstandes von R4 zugeordnet, bei dem die Brückenspannung U zu Null wird. Für die beiden Grenztemperaturen des Einstellbereiches ergeben sich dabei folgende Bedingungen: a) Obere Grenztemperatur: Befindet sich der Abgriff des Potentiometers R2 in der Stellung B, so muß der temperaturabhängige Widerstand R4 durch Zuführung von Wärme auf eine Temperatur gebracht werden, für die das Widerstandsverhältnis gilt R1 R3 ~ R5 (R1+R3)R4 R6 (1) Die maximale Temperatur wird erreicht, wenn der temperaturabhängige Widerstand R4 seinen minimalen Wert hat. Hierfür gilt die Beziehung R1 R3 R4 min = R1+R3, wenn R5=R6 ist.In Fig. 2, the bridge circuit is shown, which is from the DC voltage U1 is fed and the voltage in its cross arm between points C and D. @U is present. One series branch of the bridge circuit becomes the resistors R5 and R6 formed and the other from the temperature-dependent representing the temperature sensor Resistor R4 (NTC resistor) and the arrangement of resistors R1, R2, R3. The resistor R3 is parallel to the series circuit of the resistor R1 and the adjustable resistor R2, whose tap at the connection point A of the two resistors Ri and R2 is performed. The other connection B of the adjustable Resistor R2 (potentiometer) is connected to point C of the cross arm. to every position of the potentiometer R2 there is a temperature T the NTC resistor R4 for which the bridge is balanced, d. H. every position the tap of the potentiometer R2 is assigned a value of the resistance of R4, at which the bridge voltage U becomes zero. For the two limit temperatures of the The following conditions apply within the setting range: a) Upper limit temperature: If the tap of the potentiometer R2 is in position B, the temperature-dependent Resistor R4 can be brought to a temperature for which the resistance ratio applies R1 R3 ~ R5 (R1 + R3) R4 R6 (1) The maximum temperature is reached when the temperature-dependent resistor R4 has its minimum value Has. The relationship R1 R3 R4 min = R1 + R3 applies for this if R5 = R6.
b) Untere Grenztemperatur: Befindet sich der Abgriff des Potentiometers R2 in der Stellung A, so muß der temperaturabhängige Widerstand R4 durch Abkühlung eine Temperatur annehmen, bei der für das Widerstandsverhältnis die Gleichung R3 (R1+R2) R5 (2) (R1+R2+R3) R4 R6(R1+R2+R3) R4 erfüllt ist. Für den maximalen Widerstand bei minimaler Temperatur gilt hier die Beziehung R4 max = R3 (R1+R2) bei R5 = R6 R1+R2+R3 Durch geeignete Dimensionierung des Widerstandes R2 kann der widerstand R3 entfallen, so daß die minimal einstellbare Temperatur gegeben ist durch die Beziehung R4 max = R1 + R2.b) Lower limit temperature: The potentiometer tap is located R2 in position A, the temperature-dependent resistor R4 must cool down assume a temperature at which the equation R3 (R1 + R2) R5 (2) (R1 + R2 + R3) R4 R6 (R1 + R2 + R3) R4 is fulfilled. For maximum resistance At minimum temperature, the relationship R4 max = R3 (R1 + R2) applies here with R5 = R6 R1 + R2 + R3 Suitable dimensioning of the resistor R2 can the resistor R3 is omitted, so that the minimum adjustable temperature is given is by the relationship R4 max = R1 + R2.
Zur Auswertung von Polarität und Amplitude der Brückenspannung zwischen den Punkten C und D dient der Differenzverstärker lt dem ihm nachgeschalteten elektronischen Schalter zur Abschaltung der Ausgangs spannung.To evaluate the polarity and amplitude of the bridge voltage between Points C and D are used by the differential amplifier according to the downstream electronic amplifier Switch for switching off the output voltage.
Anhand der in Fig. 3 dargestellten Regelscha].tung wird die Wirkungsweise der Regelung erläutert. Die Regelschaltung besteht aus der Drückenschaltung mit den Widerständen R1, R2, R3 und R4 im einen und den Widerständen R,5 und R6 im anderen Längszweig (vgl. hierzu die entsprechenden Beschreibungsteile der Fig. 1 und 2).The mode of operation is based on the control circuit shown in FIG. 3 the scheme explained. The control circuit consists of the push circuit with the resistors R1, R2, R3 and R4 in one and the resistors R, 5 and R6 in the other Inline branch (cf. the corresponding parts of the description of FIGS. 1 and 2).
Die der Vollständigkeit wegen in der Fig. 3 mit enthaltenden, nur teilweise mit Werten und Bezugszeichen versehenen Schaltungsteile der Stromversorgung werden hierbei nicht näher beschrieben. Die Netzspannung von 220 Volt wird über einen Transformator Tr auf eine Spannung von 24 Volt heruntertransfo -miert und von dieser werden die Brückenspannung von einigen hundert Millivolt und weitere Betriebsspannungen von mehreren Volt abgeleitet. Die Ausgangsklemmen der Brückenschaltung sind mit den beiden Eingangsklemmen des Differenzverstärkers Vi verbunden, und zwar der Verbindungspunkt der Widerstände R5 und R6 (ihr Widerstandswert beträgt z. B. je 50 Ohm) mit dem positiven Pol und der Verbindungspunkt der Widerstände RI, R2 und dem Widerstand R4 (R1 beträgt z. B. 100 Ohm und R2 sei 5 kOhm mit logarithmischer Einstellung) mit dem negativen Pol des Differenzverstärkers. An die Ausgangsklemme des Differenzverstärkers V1 ist über eine Diode und einen ohmschen Widerstand der elektronische Schalter angeschaltet. Der elektroniscre Schalter besteht aus einem Thyristor Th und einem Triac Tr.Those included in FIG. 3 for the sake of completeness, only Circuit parts of the power supply, some of which are provided with values and reference symbols are not described in detail here. The mains voltage of 220 volts is over transforms a transformer Tr down to a voltage of 24 volts and from this the bridge voltage of a few hundred millivolts and more Operating voltages derived from several volts. The output terminals of the bridge circuit are connected to the two input terminals of the differential amplifier Vi, namely the connection point of resistors R5 and R6 (their resistance value is e.g. 50 Ohm each) with the positive pole and the connection point of the resistors RI, R2 and the resistor R4 (R1 is, for example, 100 ohms and R2 is 5 kOhm with a logarithmic Setting) to the negative pole of the differential amplifier. To the output terminal of the differential amplifier V1 is via a diode and an ohmic resistor electronic switch turned on. The electronic counter consists of a thyristor Th and a triac Tr.
Die Steuerleketrode Gk des Thyristors Th ist mit dem Ausgang des Differenzverstärkers V1 verbunden und die Anode ist über einen ohmschen Widerstand R12 und eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode D2 an die Steuerlektrode St des Triacs Tr geführt. Ferner ist die Anode des Thyristors Th über einen ot schen Widerstand R13 an die Spannungsquelle angeschlossen.The control electrode Gk of the thyristor Th is connected to the output of the differential amplifier V1 connected and the anode is through an ohmic resistor R12 and one in the forward direction Polarized diode D2 led to the control electrode St of the triac Tr. Furthermore, the Anode of the thyristor Th via an ot's resistor R13 to the voltage source connected.
Der Triac Tr ist mit einer Elektrode 2 an der Spannungsquelle angeschlossen und mit der weiteren Elektrode i über den Heizwidc-stand H (Heizer) und eine zu diesem parallel liegende KontrDllalnpe KL an Masse geführt. Parallel zum Heizlez.iderst.nd H und der Kontrollampe KL liegt die Serienschaltung einer Diode D3, einen ohmschen Widerstand R14 und einem Kondensator C1.The triac Tr is connected to the voltage source with an electrode 2 and with the other electrode i via the Heizwidc-stand H (heater) and one closed This parallel KontrDllalnpe KL led to ground. Parallel to the heating element H and the control lamp KL is the series connection of a diode D3, an ohmic one Resistor R14 and a capacitor C1.
Zwischen dem Verbindungspunkt der Diode D3 mit dem ohmschen Widerstand R14 und der Steuelektrode St des Triac Tr ist eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode D4 eingeschaltet.Between the connection point of the diode D3 with the ohmic resistor R14 and the control electrode St of the triac Tr is a forward-polarized diode D4 switched on.
Die Brücke ist abgeglichen bei gleichem Spannungspotential an den Brückenklemmen C und D des Querzweiges. Bei nicht abgeglichener Brücke erscheint am Ausgang des Differenzverstärkers 1 je nach den Potentialunterschieden an den Eingangsklemmen des Differenzverstä.-rkers eine Spannung positiver oder negativer Polarität. Es wird nun angenommen, daß am Ausgang des Differenzverstärkers V1 eine genügend hohe negative Spannung anliegt.The bridge is balanced with the same voltage potential on the Bridge terminals C and D of the cross branch. If the bridge is not adjusted, appears at the output of the differential amplifier 1 depending on the potential differences at the Input terminals of the differential amplifier a voltage positive or negative Polarity. It is now assumed that at the output of the differential amplifier V1 a sufficiently high negative voltage is present.
der Thyristor Th bleibt dabei bei positiver wie negativer Spannung am Punkt E, das ist der von Thyristor Th und Triac Tr an die Spannungsquelle geführte Punkt, noch gesperrt. Nach dem Null-Durchgang steige die Spannung am Punkt E stetig in positier Richtung an, das entspricht der positiven Sinushalbwelle.the thyristor Th remains with positive and negative voltage at point E, that is the one from thyristor Th and triac Tr to the voltage source Period, still locked. After the zero crossing, the voltage at point E increases steadily in the positive direction, which corresponds to the positive half-sine wave.
Bei Erreichen eines bestimmten Spannungswertes wird der Triac Tr über die Widerstände R13, R12 und die Diode D2 eingeschaltet.When a certain voltage value is reached, the triac Tr is over the resistors R13, R12 and the diode D2 turned on.
Die Spannung am Punkt F, das ist der an die Elektrode 1 des Triac Tr geführte Punkt, folgt der am Punkt E, und durch den Heizwiderstand H fließt der Strom. Gleichzeitig lädt sich in der zum Heizwiderstand H parallelen Serienschaltung über die Diode D3 und den Widerstand R14 der Kondensator C1 auf den Spitzenwert der positiven Halbwelle auf. Nach dem nächsten Null-Durchgang wächst die Spannung an Punkt E in negativer Richtung; das entspricht der negativen Halbwelle. Die Dioden D2 und D3 sind nun gesperrt; an Punkt G, das ist der mit der Steuerleketrode des Triac Tr verbundene Punkt liest eine stetig wachsende negative Spannung. ueber die Diode D4 entlädt sich nun der Kondensator C1 und zündet den Triac Tr zu Beginn der negativen Halbwelle. Die Spannung an Punkt F folgt wiederum der an Punkt E, und der Heizwiderstand H erhält Strom von umgekehrter Polarität. Liegt am Ausgang des Differenzverstärkers V1 eine Spannung positiver Polarität, so ist der Thyristor Th gezündet. Damit beträgt das Potential an der Anode An des Thyristors Th etwa O Volt nach dem Null-Durchgang der Wechsel spannung in positiver Richtung und der Triac Tr kann nicht gezündet werden. Der Triac Tr bleibt während der positiven Halbwelle gesperrt. Da sich dadurch jedoch auch der Kondensator C1 nicht aufladen kann, wird der Triac auch während der folgenden negativen Halbwelle nicht gezündet.The voltage at point F, that is to the electrode 1 of the triac Tr is followed by that at point E, and through the heating resistor H the flows Current. At the same time, the series circuit parallel to the heating resistor H is charged about the Diode D3 and resistor R14 on capacitor C1 the peak value of the positive half-wave. After the next zero crossing, it grows the voltage at point E in the negative direction; this corresponds to the negative half-wave. The diodes D2 and D3 are now blocked; at point G, that's the one with the control electrode The point connected to the Triac Tr reads a steadily increasing negative voltage. above the diode D4 discharges the capacitor C1 and ignites the triac Tr at the beginning the negative half-wave. The voltage at point F in turn follows that at point E, and the heating resistor H receives current of reverse polarity. Located at the exit of the differential amplifier V1 is a voltage of positive polarity, then the thyristor Th ignited. The potential at the anode An of the thyristor Th is thus approximately O volts after the zero crossing of the alternating voltage in the positive direction and the Triac Tr cannot be ignited. The triac Tr remains during the positive half-wave locked. However, since this also prevents the capacitor C1 from being charged, becomes the triac also does not ignite during the following negative half-wave.
Mit der Rückkopplung aus der zweckentsprechenden Anordnung des Heizwiderstandes H, des zu beheizenden Iillaterials, beispielsweise der Lötkolbenspitze LS und dem Temperaturfühler R4 arbeitet die Schaltung als Regelkreis. Der Abgriff des Potentiometers R2 werde in eine beliebige Stellung gebracht.With the feedback from the appropriate arrangement of the heating resistor H, the Iillaterials to be heated, for example the soldering iron tip LS and the Temperature sensor R4, the circuit works as a control circuit. The tap of the potentiometer R2 is brought into any position.
Ist die Temperatur des zu heizenden Materials und damit auch die des Temperaturfühlers R4 zu gering, so ist der Widerst#ndswert des Temperaturfühlers R4 zu groß. Das Spannungspotential an der negativen Eingangsklemme des Differenzverstärkers Vi ist also höher als das an der positiven Eingangsklemme, so daß am Ausgang des Differenzverstärkers V1 eine negative Spannung erscheint. Der Triac Tr ist damit während voller Sinusperioden eingeschaltet und der Heizwiderstand H wird stetig erwämrt.Is the temperature of the material to be heated and thus also that of the If the temperature sensor R4 is too low, the resistance value of the temperature sensor is too low R4 too big. The voltage potential at the negative input terminal of the differential amplifier Vi is higher than that at the positive input terminal, so that at the output of the Differential amplifier V1 a negative voltage appears. The triac Tr is with it switched on during full sine periods and the heating resistor H becomes steady warmed up.
Ist die eingestellte Temperatur erreicht, so wird das Spannungspotential an der negativen Anschlußklemme gleich oder kleiner als das an der positiven Anschlußklemme; das Potential am Ausgang des Differenzverstärkers V1 wird positiv.When the set temperature is reached, the voltage potential at the negative connection terminal is the same or smaller than that the positive terminal; the potential at the output of the differential amplifier V1 becomes positive.
Der Thyristor Th ist gesperrt und damit die Stromzufuhr durch den Heizwiderstand H abgeschaltet. Bei plötzlichen Wärmeentzug, beispielsweise beim Lötvorgang kühlt sich die Spitze des Lötkolbens ab, der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes R4 steigt an und die Spitze wird vqn neuem erwärmt.The thyristor Th is blocked and thus the power supply through the Heating resistor H switched off. In the case of sudden heat deprivation, for example when Soldering process cools down the tip of the soldering iron, the resistance value of the temperature-dependent Resistance R4 increases and the tip is heated again.
Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Schaltung ein zweiter Differen#verstärker V2 im Stromweg des temperaturabhängigen Widerstandes R4 vorgesehen zum Schutz gegen überhöhte Temperaturen des Heizers H bei Unterbrechung einer Zuführungsleitung zum Temperaturfühler. Die negative Anschlußklemme des DiffexenzveXstärkers V2 ist mit dem temperaturabhängigen Widerstand R4 verbunden und die positve Anschlußklemme mit dem Verbindungspunkt eines an der positiven Betriebsspannung liegenden Spannungsteilers aus den Widerständen R7 und R8, wobei R7 einen Wert von mehreren k0hm und R8 einen Wert von einigen Ohm aufweist. Der Ausgang des Differenzverstärkers V2 ist über eine Diode D5 an den Verbindungspunkt der im Ausgangskreis des Differenzverstärkers V1 angeordneten Diode Di und des ohmschen Widerstandes R11 geführt. Außerdem ist vom Ausgang des Differenzverstärkers V2 über eine Zenerdiode Z eine Verbindung zum temperaturabhängigen Widerstand R4 vorgesehen.Furthermore, a second differential amplifier is in the circuit according to the invention V2 in the current path of the temperature-dependent resistor R4 provided for protection against excessive temperatures of the heater H when a supply line is interrupted to the Temperature sensor. The negative connection terminal of the DiffexenzveX amplifier V2 is with connected to the temperature-dependent resistor R4 and the positve connection terminal with the connection point of a voltage divider connected to the positive operating voltage from the resistors R7 and R8, where R7 has a value of several kOhm and R8 one Has a value of a few ohms. The output of the differential amplifier V2 is over a diode D5 to the junction point in the output circuit of the differential amplifier V1 arranged diode Di and the ohmic resistor R11 out. Also is from the output of the differential amplifier V2 via a Zener diode Z a connection to the temperature-dependent resistor R4 provided.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß bei einem Bruch eines Anschlusses zum Temperaturfühler der elektronische Schalter die Heizung abschaltet und damit eine Überhitzung des Heizwiderstandes verhindert wird". Andernfalls würde bei einem derartigen Defekt die Heizung eingeschaltet bleiben, da die Brückenausgangsspannung einen positiven und somit die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers V1 einen negativen Wert beibehält. Die nunmehr durch den Spannungsteiler und die Zenerdiode Z an den Eingangskle:'uen des zweiten Differenzverstärkers V2 auftretende Spannung bewirkt eine soweit positive Auansrpannung, daß der Thyristor Th über die Diode D5 gezündet wird und damit, wie vorstehend bereits ererläutert, der Triac Tr gesperrt bleibt, wodurch der Stromkreis für den Heizwiderstand unterbrochen ist.These measures ensure that if a connection breaks to the temperature sensor the electronic switch turns off the heating and thus overheating of the heating resistor is prevented ". Otherwise, a such defect the heater will stay on because the bridge output voltage a positive and thus the output voltage of the differential amplifier V1 one negative Maintains value. The now through the voltage divider and the Zener diode Z to the input terminals of the second differential amplifier V2 Occurring voltage causes a positive voltage that the thyristor Th is ignited via the diode D5 and thus, as already explained above, the Triac Tr remains blocked, whereby the circuit for the heating resistor is interrupted is.
Im Falle eines Kurzschlusses der beiden Leitungen zum Temperaturfühler R4 stellt sich in der Brückendiagonale C-D für jede Stellung des Abgriffes des Potentiometers R2 eine neg;ative Spannung ein. Am Ausgang des Verstärkers V1 stellt sich ein hinreichend positives Potential ein; der Triac bleibt gesperrt und dem Heizer wird keine elektrische Leistung zugeführt.In the event of a short circuit between the two lines to the temperature sensor R4 is in the bridge diagonal C-D for each position of the potentiometer tap R2 a negative voltage. At the output of the amplifier V1 there is sufficient positive potential a; the triac remains blocked and the heater does not get any electrical Power supplied.
Eine andere Ausführungsform des Schaltungsteiles zum Schutz gegen überhöhte Tempeaturen des Heizwiderstandes H bei Unterbrechung einer Zuführungsleitung zum Temperaturfühler R4 zeigt Fig. 4. Hierbei ist ein Potentiometor P an den Difi-erenzverstärker V2 angeschaltet, dessen Abgriff auf Massepotential liegt. Die negative Eingangsklemme des Differenzverstärkers ist mit dem temperaturabhängigen Widerstand R4, die positive mit Nasseanschluß verbunden. Bei diesem Offset-Abgleich wird das Potentiometer P jeweils so eingestellt, daß die Eingangsspannung am Differenzverstärker V2, d. h. die Spannung zwischen dem Plus- und Ninus-Eingang, 0 Volt beträgt.Another embodiment of the circuit part for protection against Excessive temperatures of the heating resistor H when a supply line is interrupted Fig. 4 shows the temperature sensor R4. A potentiometer P is connected to the dif-erence amplifier V2 switched on, the tap of which is at ground potential. The negative input terminal of the differential amplifier is with the temperature-dependent resistor R4, the positive connected to wet connection. With this offset adjustment, the potentiometer P each set so that the input voltage at the differential amplifier V2, i. H. the voltage between the plus and ninus inputs is 0 volts.
In Fig. 5 ist als Anwendungsbeispiel für eine solche Schaltung zur Temperaturregelung ein Lötkolben in einer Teildarstellung gezeigt. Die Lötkolbenspitze LS, welche das zu heizende Material bildet, ist von dem Heizwiderstand H in Form einer konzentrisch angeordneten Wicklung umgeben. In einer zentrischen, in Längsrichtung der Lötkolbenspitze verlaufenden Bohrung ist der Temperaturfühler R4, ein NTC-Widerstand, angeordnet.In Fig. 5 is an application example for such a circuit for Temperature control of a soldering iron shown in a partial representation. The soldering iron tip LS, which forms the material to be heated, is in the form of the heating resistor H. surrounded by a concentrically arranged winding. In a centric, longitudinal direction the hole running through the soldering iron tip is the temperature sensor R4, an NTC resistor, arranged.
5 Patentansprüche 5 Figuren - - - - - - - - -5 claims 5 figures - - - - - - - - -
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722263018 DE2263018C3 (en) | 1972-12-22 | Circuit for temperature control of AC heated tools |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19722263018 DE2263018C3 (en) | 1972-12-22 | Circuit for temperature control of AC heated tools |
Publications (3)
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| DE2263018B2 DE2263018B2 (en) | 1975-09-04 |
| DE2263018C3 DE2263018C3 (en) | 1976-04-15 |
Family
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1983000574A1 (en) * | 1981-08-05 | 1983-02-17 | Wright, Archibald, Robert | Temperature controlling or detecting device |
| WO1988003455A1 (en) * | 1986-11-05 | 1988-05-19 | Giovanni Santoro | Soldering iron, especially adapted for soft soldering, silver soldering and the like |
| DE3812139A1 (en) * | 1988-04-12 | 1989-10-26 | Sachs Ersa Kg | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A SOLDERING STATION |
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| US5021634A (en) * | 1986-11-05 | 1991-06-04 | Giovanni Santoro | Temperature controlled soldering iron employing a variable resistance heating element for temperature sensing |
| DE3812139A1 (en) * | 1988-04-12 | 1989-10-26 | Sachs Ersa Kg | METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A SOLDERING STATION |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2263018B2 (en) | 1975-09-04 |
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