CN209318956U - 一种低频安全电压电烙铁加热控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低频安全电压电烙铁加热控制电路，包括电源、至少一个带中间抽头输出的工频变压器、至少两个N沟道增强型场效应管、至少一个肖特基二极管、至少一个稳压二极管、至少两个光电耦合器、至少一个NPN三极管、至少一个PNP三极管、至少一个电容、一个以上的电阻以及至少接一个阻性负载端；本实用新型可以大大降低电烙铁加热控制电路的开关损耗，提高热效率，达到节能的目的。

Description

一种低频安全电压电烙铁加热控制电路

技术领域

本实用新型涉及恒温加热控制领域，特别涉及一种低频安全电压电烙铁加热控制电路。

背景技术

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，随着时代的发展，现在的电烙铁的控温技术已经相对成熟。在低频交流电的温控电路中，工程人员通常使用双向可控硅作为电子开关器件，极少使用场效应管做为开关器件。

双向可控硅是个过零控制开关，在交流电的正负周期在其门极触发相应的正负电压即可实现可控硅的导通或者关闭，通常使用一个SCR光电耦合器就可以很方便地控制。

增强型N沟道场效应管导通需要满足栅极和源极有合适的正向才能导通，用在直流电可以很方便的控制其导通，但是用在交流电却很难，因为交流电有不断变化的正负周期，场效应管的的栅极控制电压和源极很难做到同步。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低频安全电压电烙铁加热控制电路，克服了场效应管在交流电控制难的问题，其驱动电路简单，控制方便，开关速度更快，可以代替可控硅，减少开关损耗，提升能源利用率，减少能源浪费，能够有效解决现有技术中的不足。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种低频安全电压电烙铁加热控制电路，包括电源、至少一个带中间抽头输出的工频变压器、至少两个N沟道增强型场效应管、至少一个肖特基二极管、至少一个稳压二极管、至少两个光电耦合器、至少一个NPN三极管、至少一个PNP三极管、至少一个电容、一个以上的电阻以及至少接一个阻性负载端；

变压器T1上输出端接负载端PL的1脚，负载端RL的2脚接增强型N沟道场效应管D1的D极，D1的S极和增强型N沟道场效应管D2的S极接在一起，D1的G极和D2的G极接在一起，D2的D极接到T1的下输出端；

变压器T1的中间抽头接肖特基二极管D3的阳极，D3阴极接限流电阻R1左边，R1右边输出接储能电容C1的正极和稳压二极管D4的阴极，并从C1正极引出栅极驱动电压GV，C1的负极和D4的阳极接D1和D2的公共点S极。

作为优选的技术方案，至少一个PNP三极管Q1的发射极接电源VCC，Q1的B极和NPN三极管Q2的B极接在一起并引出线头提供PWM信号输入，Q1的C极接光电耦合器OC1的发光二极管的阳极，OC1发光二极管的阴极接限流电阻R5的左边，R5的右边输出接到GND上。

作为优选的技术方案，光电耦合器OC1的集电极接栅极驱动电压GV，发射极接限流电阻R3的右边，R3的左边接限流电阻R4右边，R4的左边接D1、D2的公共点G极。

作为优选的技术方案，至少两个光电耦合器OC2的发光二极管阳极接电源VCC，阴极接Q2的集电极，Q2的发射极接到GND上，集电极接R3和R4的公共点，发射极接D1、D2的公共点S极。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型打破了场效应管在交流电上控制难的问题；

2.本实用新型用在安全交流电做电子开关，其导通内阻小，开关损耗小，能源利用率高；

3.本实用新型用在安全交流电做电子开关，开关发热量小，在中小功率的控制中可以不用安装散热器，节省生产成本；

4.本实用新型用在安全交流电做电子开关，所需元器件不多，开关控制简单、安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，包括电源、至少一个带中间抽头输出的工频变压器、至少两个N沟道增强型场效应管、至少一个肖特基二极管、至少一个稳压二极管、至少两个光电耦合器、至少一个NPN三极管、至少一个PNP三极管、至少一个电容、一个以上的电阻以及至少接一个阻性负载端；

变压器T1上输出端接负载端PL的1脚，负载端RL的2脚接增强型N沟道场效应管D1的D极，D1的S极和增强型N沟道场效应管D2的S极接在一起，D1的G极和D2的G极接在一起，D2的D极接到T1的下输出端；

变压器T1的中间抽头接肖特基二极管D3的阳极，D3阴极接限流电阻R1左边，R1右边输出接储能电容C1的正极和稳压二极管D4的阴极，并从C1正极引出栅极驱动电压GV，C1的负极和D4的阳极接D1和D2的公共点S极。

其中，PNP三极管Q1的发射极接电源VCC，Q1的B极和NPN三极管Q2的B极接在一起并引出线头提供PWM信号输入，Q1的C极接光电耦合器OC1的发光二极管的阳极，OC1发光二极管的阴极接限流电阻R5的左边，R5的右边输出接到GND上。

光电耦合器OC1的集电极接栅极驱动电压GV，发射极接限流电阻R3的右边，R3的左边接限流电阻R4右边，R4的左边接D1、D2的公共点G极。

两个光电耦合器OC2的发光二极管阳极接电源VCC，阴极接Q2的集电极，Q2的发射极接到GND上，集电极接R3和R4的公共点，发射极接D1、D2的公共点S极。

工作原理如下：

T1输出的中间抽头电压经D3整流后到C1的正极，当输出交流电是正半周时，C1负极经过D1的S极并通过D1内部的寄生二极管到负载端RL，回到T1的输出端，C1完成输出交流电正周期时的充电；当输出交流电为负半周时，C1负极经过D2的S极并通过内部寄生二极管回到T1输出端，C1完成交流电负周期的充电。所以，不论输出交流电正负周期怎么变化，C1都能得到正向充电电压，D4稳压管则对C1进行稳压，仿止C1充电电压过高。因C1的负极接的是两个N沟道场效应管的S极，所以使用C1的正电压就可以作为驱动电压给两个场效应管栅极提供驱动源，场效应管就可以不受交流电正负周期的影响作为交流电子开关。

而OC1、OC2、Q1、Q2则是对栅极驱动电压GV接通到D1、D2栅极的隔离控制。

当场效应管需要导通时，PWM控制信号出低电平，三极管Q1导通，Q2关闭光电耦合器OC1开启，OC2关闭，GV电压通过R3、R2给场效应管D1、D2的栅极提供驱动，D1、D2同时导通，RL负载完成加热。

当场效应管需要关闭时，PWM控制信号出高电平，三极管Q1关闭，Q2导通，光电耦合器OC1关闭，停止输出GV给D1、D2，光电耦合器OC2开启并对D1、D2栅极上残留的电压拉低至S极，加速D1、D2的关断。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型打破了场效应管在交流电上控制难的问题；

2.本实用新型用在安全交流电做电子开关，其导通内阻小，开关损耗小，能源利用率高；

3.本实用新型用在安全交流电做电子开关，开关发热量小，在中小功率的控制中可以不用安装散热器，节省生产成本；

4.本实用新型用在安全交流电做电子开关，所需元器件不多，开关控制简单、安全。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种低频安全电压电烙铁加热控制电路，其特征在于：包括电源、至少一个带中间抽头输出的工频变压器、至少两个N沟道增强型场效应管、至少一个肖特基二极管、至少一个稳压二极管、至少两个光电耦合器、至少一个NPN三极管、至少一个PNP三极管、至少一个电容、一个以上的电阻以及至少接一个阻性负载端；

变压器T1上输出端接负载端PL的1脚，负载端RL的2脚接增强型N沟道场效应管D1的D极，D1的S极和增强型N沟道场效应管D2的S极接在一起，D1的G极和D2的G极接在一起，D2的D极接到T1的下输出端；

变压器T1的中间抽头接肖特基二极管D3的阳极，D3阴极接限流电阻R1左边，R1右边输出接储能电容C1的正极和稳压二极管D4的阴极，并从C1正极引出栅极驱动电压GV，C1的负极和D4的阳极接D1和D2的公共点S极。

2.如权利要求1所述的低频安全电压电烙铁加热控制电路，其特征在于：至少一个PNP三极管Q1的发射极接电源VCC，Q1的B极和NPN三极管Q2的B极接在一起并引出线头提供PWM信号输入，Q1的C极接光电耦合器OC1的发光二极管的阳极，OC1发光二极管的阴极接限流电阻R5的左边，R5的右边输出接到GND上。

3.如权利要求1所述的低频安全电压电烙铁加热控制电路，其特征在于：光电耦合器OC1的集电极接栅极驱动电压GV，发射极接限流电阻R3的右边，R3的左边接限流电阻R4右边，R4的左边接D1、D2的公共点G极。

4.如权利要求1所述的低频安全电压电烙铁加热控制电路，其特征在于：至少两个光电耦合器OC2的发光二极管阳极接电源VCC，阴极接Q2的集电极，Q2的发射极接到GND上，集电极接R3和R4的公共点，发射极接D1、D2的公共点S极。