CN218396358U - 一种低成本感应加热式精确调温高频焊台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，包括测温传感器、单片机、内部电路主体、电烙铁和外壳，内部电路主体设于外壳内，内部电路主体与外壳电连接，电烙铁与内部电路主体电连接，单片机与内部电路主体电连接，电烙铁包括电烙铁手柄和电烙铁头部，测温传感器设于电烙铁头部，内部电路主体包括控制板和功率板，功率板上集成的电路包括电源电路、振荡电路和振荡电路后级电路，功率板上还集成了转接控制板电路、转接热风扇电路、转接电烙铁电路和转接电源指示灯电路。本实用新型涉及高频焊台技术领域，具体提供了一种成本低，方便学生学习实验的低成本感应加热式精确调温高频焊台。
Description
技术领域
本实用新型涉及高频焊台技术领域，具体为一种低成本感应加热式精确调温高频焊台。
背景技术
焊台是一种常用于电子焊接工艺的手动工具，通过给焊料（通常是指锡丝）供热，使其熔化，从而使两个工件焊接起来。市场上已有的高频焊台虽然功能丰富，但并不适合在学校实验中学习使用，而更适合于工厂中工作使用。且市场上高频焊台价格较高，功率大，操作复杂，如操作不慎可能产生安全事故，对于初学者的学生来说存在诸多不便；加之市场中的高频焊台如果损坏也无法自行维修，只能找售后服务，而学生由于未经过专业训练，很容易造成设备损坏，从来产生很多不必要的麻烦。因此，本实用新型开发了一款简单使用，且具有学校实验室特色的高频焊台，以供学校实验室节省成本，方便学习使用。
实用新型内容
针对上述情况，为弥补现在市场上高频焊台的不足，本实用新型提供了一种成本低，方便学生学习实验的低成本感应加热式精确调温高频焊台。
本实用新型提供如下的技术方案：本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，包括测温传感器、单片机、内部电路主体、电烙铁和外壳，所述内部电路主体设于外壳内，所述内部电路主体与外壳电连接，所述电烙铁与内部电路主体电连接，所述单片机与内部电路主体电连接，所述电烙铁包括电烙铁手柄和电烙铁头部，所述测温传感器设于电烙铁头部，本方案的高频焊台采用高温涡流加热方式，所述内部电路主体包括控制板和功率板，测温传感器、单片机、控制板、功率板和电烙铁手柄内部通过电路连接以传递互相需要的信号来实现功能，所述功率板上集成的电路包括电源电路、振荡电路和振荡电路后级电路，所述功率板上还集成了转接控制板电路、转接热风扇电路、转接电烙铁电路和转接电源指示灯电路，所述控制板上集成的电路包括PWM控温电路和热电偶信号放大电路，单片机通过AD采集温度并通过pid算法控制PWM信号发生器来实现精准控温，所述控制板上集成了转接数码管电路、串口下载电路、调温旋钮电路、ADC基准源电路以及STC8A8K64S4A12主控芯片，所述外壳的正面上设有当前温度显示数码管、设定温度显示数码管、电源开关按钮、调温旋钮、工作指示灯和六芯航空插头公头，所述外壳的左侧面和右侧面上设有散热开口，外壳的上侧面仅起封装连接作用，无特殊设计，故不加论述，所述外壳的后侧面上设有散热风扇开口、电源插口部分以及保险丝取出旋钮，所述当前温度显示数码管和设定温度显示数码管通过螺栓连接在正面上，所述电源开关旋钮、调温旋钮、工作指示灯以及六芯航空插头公头通过电子线路与控制板和功率板连接以实现控制功能。
进一步地，所述数码管电路包括数码管和74F164芯片，数码管电路控制信号由控制板传入，实现当前温度和设定温度的实时显示。
作为优选地，所述测温传感器为K型热电偶测温传感器。
作为优选地，所述电源插口为三芯电源插口。
采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，集电烙铁加热功能、过热保护功能、数码管实时显示功能、自动休眠功能、实时调温功能集成为一体，节约成本、安全高效，解决了当前市场上焊台价格较高、操作复杂等问题，为学校学习使用节约了成本，减少了安全隐含以及方便检修，拥有广阔的应用前景。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的正面结构图；
图2为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的侧面结构图；
图3为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的后侧面结构图；
图4为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的整体流程图；
图5为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的电源电路图；
图6为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的振荡电路图；
图7为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的振荡电路后级电路图；
图8为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的PWM控温电路图；
图9为本实用新型提出的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台的热电偶信号放大电路图。
其中，1、当前温度显示数码管，2、设定温度显示数码管，3、电源开关按钮，4、调温旋钮，5、工作指示灯，6、六芯航空插头公头，7、散热开口，8、散热风扇开口，9、电源插口部分，10、保险丝取出旋钮，11、电烙铁手柄，12、电源电路，13、振荡电路，14、振荡电路后级电路，15、PWM控温电路，16、热电偶信号放大电路，17、控制板，18、功率板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1~图9所示，一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，包括测温传感器、单片机、内部电路主体、电烙铁和外壳，内部电路主体主要由控制板17、功率板18组成；外壳部分主要由当前温度显示数码管1、设定温度显示数码管2、电源开关按钮3、调温旋钮4、工作指示灯5、六芯航空插头公头6、散热开口7、散热风扇开口8、电源插口9、以及保险丝取出旋钮10组成。
本实用新型工作过程：其中控制板17的工作流程如下，先由市电接入经过变压器再经过整流滤波电路得到大概56V的直流电，电源电路12的前端接了一个压敏电阻、一个安规电容和一个共模电感来保护电路，整流后将56V直流电传入一个buck芯片，型号为XL7053,降压得到12V电压，由XL7035组成的buck电路需要耐压值较高的二极管，此实用新型选择了s310以防止二极管击穿。在得到12V电压后将12V电压作为功率板18上的散热风扇、工作指示灯5、振荡器、光电耦合器的电源，其中振荡器的使能信号由光电耦合器传入，光电耦合器的输入端接入PWM信号，然后将光电耦合器来使能振荡器，从而实现对加热功率的控制，其中振荡电路13部分采用皮尔斯振荡器，其中使用的与非门采用CD4011，光电耦合器采用的是PC817。在振荡电路后级电路14首先经过一个互补输出级来增加带负载能力，之后振荡电路后级电路14中的加热电路由两个电感以及四个电容组成LC谐振电路，选出正弦波输出到电烙铁手柄11的加热线圈。
控制板17工作流程如下，首先将12V电压输入到PWM控温电路15，PWM控温电路15通过7805线性电源降压为5V，作为控制板17的工作电压。热电偶信号放大电路16会将很小的热电偶电信号放大，进而输入到单片机中去，热电偶信号放大电路16在输入端首先使用π型滤波器滤除高频噪声，然后通过电桥进行一个冷端补偿，之后通过放大器进行125倍的放大，最后输入到单片机中去。主控芯片使用宏晶的stc8a8k64s4a12，这里主要使用的是12位的AD和PWM信号发生器，片上ADC的基准电压使用mc1403来产生，另一边的调温旋钮4部分连接的是一个三脚的接插件，外面连接一个电位器，通过读取电位器的中间端的电压来调整目标温度。
温度显示部分使用串口线+移位寄存器构成静态数码管的方式来实现，这种实现方式的目的一是为了省IO口，二是显示数字更稳定，进而实现当前温度与设定温度的实时显示，温度显示范围在200℃到400℃之间，满足基本所有焊接所需的温度范围。
调温部分由调温旋钮4来控制，由控制板17来实现调温功能，调温旋钮4的调温功能每旋转旋钮一格可以实现10℃的温度调整，再将设定温度显示到数码管。
电烙铁采用型号为203H，测温传感器是K型热电偶，本实用新型测温所测的位置为电烙铁头部的温度，从而实现温度的实时准确检测，电烙铁手柄11对外接口是六芯航空插头，六芯航空插头安全可靠，不存在任何安全隐患，很适用于这种高功率应用场景。
自动休眠功能设置为了防止存在忘记关闭电源且长时间不使用状态，当电烙铁在被使用的时候，无论是焊接锡丝、接触海绵还是涂抹松香，都会使烙铁头温度发生较大波动，而未使用的时候烙铁头的温度则会较为稳定的稳定在一个状态，当主控单片机检测到烙铁头温度长期稳定，或者只有轻微波动时间达到20分钟，焊台会自动进入休眠状态，以防止长时间工作而损害电路。
本实用新型实测当开机升温时功率在115W，当到达设定温度后功率会在30W左右对电烙铁温度进行调整，升温到300℃在20秒左右，升温到400℃仅需不到30秒。
要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，包括测温传感器、单片机、内部电路主体、电烙铁和外壳，其特征在于：所述内部电路主体设于外壳内，所述内部电路主体与外壳电连接，所述电烙铁与内部电路主体电连接，所述单片机与内部电路主体电连接，所述电烙铁包括电烙铁手柄和电烙铁头部，所述测温传感器设于电烙铁头部，所述内部电路主体包括控制板和功率板，所述功率板上集成的电路包括电源电路、振荡电路和振荡电路后级电路，所述功率板上还集成了转接控制板电路、转接热风扇电路、转接电烙铁电路和转接电源指示灯电路，所述控制板上集成的电路包括PWM控温电路和热电偶信号放大电路，所述控制板上集成了转接数码管电路、串口下载电路、调温旋钮电路、ADC基准源电路以及STC8A8K64S4A12主控芯片，所述外壳的正面上设有当前温度显示数码管、设定温度显示数码管、电源开关按钮、调温旋钮、工作指示灯和六芯航空插头公头，所述外壳的左侧面和右侧面上设有散热开口，所述外壳的后侧面上设有散热风扇开口、电源插口部分以及保险丝取出旋钮，所述当前温度显示数码管和设定温度显示数码管通过螺栓连接在正面上，所述电源开关旋钮、调温旋钮、工作指示灯以及六芯航空插头公头通过电子线路与控制板和功率板连接。
2.根据权利要求1所述的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，其特征在于：所述数码管电路包括数码管和74F164芯片。
3.根据权利要求1所述的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，其特征在于：所述测温传感器为K型热电偶测温传感器。
4.根据权利要求1所述的一种低成本感应加热式精确调温高频焊台，其特征在于：所述电源插口为三芯电源插口。
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