Полезный инструмент - паяльник импульсный. Простой импульсный паяльник на базе электронного трансформатора Высокочастотный паяльник

Все больше приспособлений для работы радиолюбитель изготавливают самостоятельно. Импульсный паяльник не стал исключением. Его можно изготовить своими руками.

Радиолюбители со стажем хорошо помнят отечественный импульсный паяльник мгновенного нагрева «Момент» с лампочкой у нагревательного элемента.

Эта технология не забыта и сегодня. В магазинах радиотоваров можно купить паяльный пистолет за разумные деньги. А что если бесплатно? Запросто! Собрать такое устройство можно из элементарных деталей, которые есть в мастерской любого домашнего самоделкина.

Для начала рассмотрим устройство паяльника, работающего по импульсному принципу

Рабочее жало представляет собой кусочек медной проволоки диаметром 1-3 мм (в зависимости от деталей, которые надо паять). Разогрев рабочего наконечника производится за счет пропускания через него тока большой величины при минимальном рабочем напряжении.

Принцип короткого замыкания, или точечной сварки. Еще один элемент конструкции – преобразователь сетевого напряжения 50 Гц в высокочастотное, с частотой в десятки килогерц. Вторичная обмотка соединена с токосъемниками рабочего жала.

Прибор довольно экономичен. Главным образом по причине кратковременного использования. Главное отличие от обычного паяльника – его не нужно постоянно держать включенным, для поддержания рабочей температуры. Нагрев жала происходит в течение нескольких секунд. Поэтому большую часть времени прибор не расходует электроэнергию.

Как самостоятельно изготовить паяльник «Момент» из лампы-экономки

Необходимо найти составные части б/у, от старых домашних электроприборов:

Преобразователь (балласт) от лампы дневного света. Достаточно мощности 40 Вт;
Рабочий трансформатор;
Медная проволока 2-3 мм диаметром;

Корпус, точнее технология изготовления не принципиальна.
Схема устройства:

Фактически все, что мы видим на принципиальной схеме левее трансформатора Tr1 – входит в состав балласта от энергосберегающей лампы. Устройство комплектное, переделывать его или менять компоненты не требуется.

Характеристики преобразователя вполне подходят для импульсного паяльника средней мощности. Безопасность конструкции усиливает штатный предохранитель и контроль перегрева не терморезисторе.
Схема получается компактной, ее можно разместить в любом корпусе.

Рабочий трансформатор изготавливается самостоятельно. Для этого подойдет ферритовое кольцо от сломанного электронного трансформатора. Размер должен быть достаточным для размещения обмоток. Первичку мотаем из провода 0,5 мм. Количество витков 100-120.

Популярное: Как припаять без паяльника, или чем его заменить

Вторичная (силовая) обмотка делается из проволоки сечением 3-3,5 квадрата. Делаем один виток. Непосредственно к ней крепится жало паяльника из медной или нихромовой проволоки 1,5 – 2 мм.

ВАЖНО! Толщина вторичной обмотки должна быть больше, чем толщина жала.

Импульсный паяльник из энергосберегающей лампы готов. Остается придумать для него удобный корпус, установить выключатель, и можно оперативно заниматься ремонтом электроприборов.

Импульсный паяльник из китайского трансформатора

Необходимо найти исправный, или с перегоревшей вторичной обмоткой импульсный блок питания на 12 вольт. Подойдет любое китайское устройство, с более-менее адекватными комплектующими.

Извлекаем схему из корпуса, проверяем исправность деталей и монтажа. Преобразователь оставляем нетронутым, для переделки потребуется изменить лишь конфигурацию трансформатора.

Аккуратно удаляем вторичную обмотку трансформатора. Для изготовления новой, нам понадобится медная проволока сечением 1,5 – 3 квадратных мм. Если сечение маленькое – складываем проволоку вдвое. Ничего страшного в таком решении нет, нам важно общее сечение, оно должно быть не менее 3 квадратов.

Обмотка состоит из одного неполного витка. Аккуратно продеваем полученную обмотку в корпус трансформатора, предварительно согнув ее по принципу шпильки для волос.

Трансформатор припаиваем обратно к плате управления, новую вторичную обмотку фиксируем любым диэлектрическим клеем, например – холодной сваркой.

Самое главное техника безопасности при работе с паяльником, поэтому схему возвращаем обратно в корпус.

В качестве ручки прекрасно подойдет деревянная, от обычного паяльника. Возможны варианты, учитывая общую компактность устройства. В ручку устанавливаем не фиксируемый выключатель.

ВАЖНО! Работа импульсного паяльника основана на коротком замыкании вторичной обмотки, продолжительный нагрев может привести к пожару и разрушению трансформатора.

Поэтому фиксируемый пускатель недопустим.
Собираем прибор полностью, остается установить фиксаторы для жала.

В электрике, при электромонтаже, а чаще в электронике нередко необходимо жёстко зафиксировать между собой или на плате проводники, полупроводниковые детали или микросхемы. Осуществляют это, как правило, методом пайки, с помощью паяльника. В процессе кратковременно разогревают до жидкого состояния легкоплавкий металл, что позволяет надёжно произвести качественную и долговечную фиксацию.

В зависимости от вида работ, могут применяться паяльники различной конструкции, устройства и мощности, от индукционных до ультразвуковых. Обычный заводской паяльник, который постоянно находится в нагретом состоянии, хорош по своей эффективности, но имеет некоторые недостатки. Например, сам процесс пайки занимает очень незначительное время, по отношению ко всему процессу. Ведь нужно зачистить и подготовить спаиваемые поверхности. И всё это время паяльник находится во включённом состоянии. А это приводит не только к растратам электроэнергии впустую, но и к быстрому износу самого прибора.

Чтобы во время простоя паяльник постоянно не находился в рабочем состоянии, придумали импульсный паяльник, который отлично выполняет свою функцию и, одновременно, не находится постоянно разогретым. Именно из-за своей особенности потреблять электричество импульсами он и был так назван. Основные отличия импульсного паяльника от обычного:

Способ нагрева;
Высокая скорость нагрева до рабочей температуры;
Незначительное энергопотребление;
Возможность управления мощностью.

Принцип работы приспособления

Импульсный инструмент для пайки имеет довольно простое устройство. Нагревательный элемент представляет собой изогнутую U-образно проволоку от 1 до 3 мм, в зависимости от степени выполняемых работ. Непосредственно разогрев наконечника происходит за счёт того, что через него проходит ток минимального рабочего напряжения, но большой величины. Это вызывает принцип короткого замыкания или так называемой точечной сварки.

Добиться подобного эффекта помогает встроенный в корпус маломощный высокочастотный и преобразователь, выдающий электрический ток частотой от 18 до 40 кГц. На концах вторичной обмотки располагаются токосъёмники, на которых и закрепляется жало.

Создание изделия своими руками

Безусловно, «импульсник» вполне можно купить и успешно пользоваться заводской версией. Однако, есть два минуса, которые говорят в пользу самодельных аналогов:

Низкое качество инструмента китайского производства на прилавках. Хотя и по приемлемой цене.
Слишком дорогие «импульсники» известных брендов.

Для начала нам понадобятся следующие составляющие:

электронный трансформатор;
медная проволока для наконечника;
индикаторы светодиодные;
кнопка включения-выключения;
пластиковая коробочка для корпуса;
стойка с диэлектрическими характеристиками.

Безусловно, ко всему прочему нам понадобится ещё и схема импульсного паяльника:

Нам понадобится импульсный блок питания, который можно взять из лампы дневного света на 40 ватт. Сделать нам придётся электронный трансформатор своими руками, то есть доработать взятый из лампы для её запуска.

Для этого нужно удалить вторичную обмотку и заменить её на один-два витка проволоки диаметром 1 мм. После проделанной работы останется лишь поместить всё это в подготовленный корпус. Для удобства желательно корпус делать в виде пистолета с ручкой, что будет значительно удобнее при работе.

После этого монтируется диэлектрическая стойка на месте «ствола», а уже на ней закрепляют само жало в виде петли. Само же жало подключается ко вторичной обмотке. В рукоятку «пистолета» необходимо вмонтировать кнопку и светодиод, который будет сигнализировать о включении во время работы. Нажав на кнопку, наконечник будет греться. Долго держать прибор включённым не рекомендуется, так как может выйти из строя вся конструкция.

Импульсник из энергосберегающей лампы

Если до этого мы использовали лишь часть энергосберегающей лампы, то в этом будем основываться полностью на ней. Ведь по своей сути это готовый импульсный блок питания. Таким образом, мы сделаем «импульсник» из энергосберегающей лампы по схеме (красным обозначены детали для удаления):

После удаления «лишних» деталей места, обозначенные «А» и «А», следует соединить при помощи перемычки. По аналогии с предыдущим способом трансформатор нужно переделать. Если места для лишней обмотки не хватает, то необходимо воспользоваться дополнительным трансформатором, который подключается первичной обмоткой в места, обозначенные красными линиями на рисунке:

Выполненные таким способом «импульсник» довольно лёгкий и удобный для работы. Тем более что оказывается практически бесплатным.

Микросхемное изделие импульсного принципа

Более сложный по своей конструкции, но и более надёжный — это импульсный паяльник на микросхеме. Этот прибор будет иметь защиту от перегрева, что автоматически сделает его более долговечным и надёжным.

В таких приборах для защиты микросхемы от перегревов реализуется специальное устройство, которое исключает возникновение поломок из-за перегрева. Роль блока питания здесь осуществляет резистор, а само устройство должно обладать регулируемым входом напряжения, изменяемое от 0 до 15 В. Резистор МЛТ с номиналом 8 Ом и мощностью 0,5 кВт обеспечивает нагрев наконечника.

Чтобы сделать такой резистор, одну ножку элемента удаляют, а там, где она закрепляется просверливают отверстие с помощью сверла на 11 мм. Во избежание прикосновения с внутренней полостью чаши резистора, когда устанавливается жало, создаётся защита торца с помощью слюды. Для индикации включения в цепь добавляется светодиод, который при нажатии на кнопку сигнализирует о работе прибора.

Вышеописанные электропаяльники очень удобны и практичны в работе. Моментальный нагрев позволяет паять без траты времени. Но стоит понимать, что далеко не для всех видов пайки они подойдут. Зато в своей области применения это по-настоящему отличный помощник, способный облегчить работу своему владельцу. К тому же почти бесплатный, что зачастую немаловажно.

Домашнему мастеру приходится выполнять разные работы, соединять детали всевозможными способами. Среди них метод пайки провода, металлов и пластмасс остается одним из наиболее доступных.

Несмотря на большое количество в продаже промышленных моделей вашему вниманию предлагается ознакомиться с технологией изготовления удобного электрического паяльника своими руками, уяснить принцип его конструкции.

По предлагаемой статье несложно изготовить такой паяльник.

Неоспоримым преимуществом этой модели является практически мгновенный вывод в рабочее положение пайки из холодного состояния и быстрое остывание нагревательного элемента при отключении.

Это значительно уменьшает дымы и запахи, сопровождающие длительный разогрев обычного наконечника, используемого в резистивных моделях.

Электрический паяльник, взятый за образец

Вот такой раритетный экспонат уже четвертое десятилетие продолжает успешно работать в домашней мастерской практически без всяких поломок. Диэлектрическая рукоятка удобна при пайке, кнопка включения очень легко управляет нагревом, а лампочка накаливания освещает любое затененное рабочее место.

Мощности в 65 ватт вполне достаточно для пайки транзисторов, микросхем, проводов и других радиотехнических изделий.

Единственное условие поддержания работоспособности - своевременно заменять рабочее жало - наконечник, которое под действием высокой температуры со временем перегорает.

Наконечник выгибается круглогубцами из медной одножильной монтажной проволоки с поперечным сечением 1,5 мм квадратных. На концах создаются кольца, затягиваемые по ходу вращения крепежных гаек. Для обеспечения хорошего электрического контакта места соприкосновения проволоки, шайб и силовой шины необходимо поддерживать в чистоте, отчищать от нагара ножом или отверткой при замене жала.

Принцип работы электрической схемы паяльника

Трансформатор

В основу конструкции положен обыкновенный трансформатор, состоящий из:

первичной обмотки на 220 вольт;
закороченной вторичной силовой обмотки из двух витков;
магнитопровода.

Для удобства пайки можно создать дополнительную вторичную обмотку на 4,5 вольта, питающую лампочку накаливания от карманного фонарика или мощный светодиод. Когда пространство магнитопровода ограничено, то допускается для цепи подсветки делать низковольтное ответвление от первичной обмотки по принципу автотрансформатора. Создастся экономия пространства и провода.

Силовая вторичная обмотка выполнена из толстой медной шины, постоянно работает в режиме короткого замыкания на более тонкий наконечник из меди. За счет большого теплового воздействия тока КЗ происходит быстрый разогрев жала паяльника до рабочей температуры.

Отвод тепла в окружающую среду и на расплавление припоя в кратковременном режиме пайки обеспечивают тепловой баланс, исключающий перегрев обмоток трансформатора и наконечника до критической температуры.

Схема питания трансформатора

220 вольт подается через обычную электрическую вилку со шнуром. Внутри рукоятки паяльника размещают микровыключатель, задействованный через нормально отключенный контакт с кнопкой управления.

При нажатии на кнопку питания напряжение подается на трансформатор, а при отпускании - снимается. В целях обеспечения электроинструментом рекомендуется устанавливать не одиночный, а сдвоенный микрик в разрыв каждого провода питания.

В такой конструкции опасный всегда будет отсутствовать на трансформаторе при разомкнутых контактах выключателя.

Материалы, необходимые для сборки паяльника

Чтобы собрать самодельный паяльник потребуется разобрать несколько однотипных трансформаторов, которые раньше широко использовались в старых ламповых телевизорах, магнитофонах, радиоприемниках и другой подобной аппаратуре.

Их пластины из трансформаторного железа будут использованы для создания магнитопровода, а лакированные провода обмотки пойдут на намотку катушки первичной обмотки и лампы подсветки.

Для изготовления вторичной силовой обмотки потребуется медная шинка прямоугольного сечения. У меня оно составляет 3х8 мм. Можно чуть меньше, но сильно занижать не желательно- увеличивается электрическое сопротивление цепи. Более толстые шинки займут все свободное место, не позволят намотать первичную обмотку.

Если прямоугольной медной шинки найти не удается, то можно попробовать использовать круглый проводник соответствующего сечения.

Также для сборки потребуются:

микровыключатель;
электрическая вилка;
шнур питания или провод;
лампочка;
рукоятка, которую можно использовать от пластмассовых игрушечных пистолетов;
бумага или лакоткань для изоляции;
кусок жести для корпуса.

Последовательность расчета деталей электрической схемы

Выбор мощности паяльника

Основным показателем эффективности конструкции является количество теплоты, выделяемой на жале в момент прохождения через него электрического тока. Его сила, специально увеличенная режимом короткого замыкания, как раз и разогревает медь наконечника.

Ток, проходящий через жало моего паяльника, немного превышает 200 ампер. Специально проверял токоизмерительными клещами. А вот напряжение, даже в режиме холостого хода, меньше десятых долей вольта. Поэтому оно не представляет особой опасности при пайке.

Произведение тока, проходящего по силовой обмотке на величину напряжения на ней, характеризуется вторичной или выходной мощностью трансформатора S2. Вот эта величина нас и интересует. Однако, для упрощения расчета будем начинать оперировать с первичной мощностью S1, определяющей потребление электроэнергии.

Она отличается на коэффициент полезного действия - кпд. Ее значение в 65 ватт взято за основу промышленного образца, показанного на первой фотографии. Для своих целей я выбрал 80 ватт.

Влияние КПД

Конструктивное соотношение между вторичной мощностью трансформаторов для радиоэлектронных устройств и кпд приведено в таблице.

КПД	Мощность в ваттах
0,95÷0,98	≥1000
0,93÷0,95	300÷1000
0,90÷0,93	150÷300
0,80÷0,90	50÷150
0,50÷0,80	15÷50

Набор магнитопровода пластинами из трансформаторного железа

Магнитные характеристики магнитопровода и трансформатора в целом определяются:

объемом железа;
и его свойствами.

На второй параметр мы особо повлиять не можем, ибо используем то железо от старого трансформатора, которое попало под руку. Поэтому применяем самую простую усредненную методику, не особо вдаваясь в сложные коэффициенты, поправки, графики.

Для паяльника мы можем выбрать магнитопровод одной из форм:

прямоугольника;
Ш-образный.

Площадь его сечения для каждого случая показана на картинке. Здесь же приведены формулы для расчета.

Выбрав первичную мощность паяльника в ваттах и зная форму магнитопровода вычисляем Qc - площадь сечения по эмпирической формуле.

Определив ее и измерив размер «А» на железе можно рассчитать глубину «В», которую потребуется набрать определенным количеством пластин.

Расчет провода для обмотки катушки

Определение диаметра

По первичной мощности, например, 80 ватт и напряжению 220 вольт не сложно рассчитать ток, который будет протекать по первичной катушке.

Где d - диаметр проволоки в мм, а I - ток в амперах.

Определение числа витков

Используем эмпирическую закономерность, называемую количеством витков на вольт - ω’. Ее вычисляют:

Первичная катушка

Qc уже вычислена раньше. Определив ω’ следует эту величину умножить на 220, ибо у нас в первичной обмотке действует такое напряжение, а не один вольт.

Вторичная катушка

Для цепи подсветки напряжение 4,5 вольта. На него и умножаем полученное значение ω’.

Обе вычисленные величины: диаметр и количество витков усреднены. Ими придется варьировать в небольших пределах с учетом того, что пространство в окне магнитопровода ограничено. Диаметр провода лучше сразу занизить - паяльник работает в кратковременном режиме.

А вот с числом витков поступать следует осторожнее. Они сильно влияют на вольтамперную характеристику паяльника и общую картину нагрева жала.

Силовая катушка делается двумя витками.

Сборка паяльника

Каркас обмотки

Обычную катушку для намотки провода можно сделать из трансформаторного картона или даже от обычных коробок. Только лучше выбирать плотный материал.

Внутри каркаса должны поместиться все пластины железа, а между их полостями снаружи следует уложить витки провода. Все обмотки между собой изолируют лакотканью или бумагой. Первичная и вторичные обмотки отделяются гальванической развязкой.

Силовая обмотка

Ее потребуется выгнуть из медной шинки. Такую работу поможет выполнить металлический шаблон из куска металла по габаритам полости каркаса для железа. Работу выполняют в слесарных тисках аккуратными ударами молотка по заготовке.

На картинке показана последовательность выгиба, начатая с одного конца шинки. Несколько проще выполнять ее одновременно с середины обмотки.

Когда шинка выгнута, то ее витки изолируют между собой полоской бумаги, а затем размещают внутри картонного каркаса. Останется намотать остальные обмотки, обеспечив их изоляцию, и надеть железные пластины, создав их плотное прилегание с минимально возможными зазорами.

Паяльник - основное «оружие» электронщика. Достаточно мощный, компактный и легкий паяльник можно изготовить своими руками. Такой самодельный паяльник отличается от известных нам аппаратов тем, что тут нет обогревателя жала, точнее он есть, но принцип работы совсем другой. В обычных паяльниках используется достаточно простой и безотказный принцип обогрева жала - нихромовая спираль. Спираль играет роль обогревательного элемента, теплота которого передается жалу. Все мы привыкли ждать некоторое время, пока паяльник не погреется - это иногда очень раздражает, если работа срочная.

Как сделать импульсный паяльник

Паяльник, который мы собираемся изготовить, разогревается всего за 5 секунд , за это время он приобретает способность плавить олово. Основа такого паяльника - импульсный блок питания, в качестве которого использована схема управления (балласт) от ЛДС на 40 ватт. Балласт имеет сетевой фильтр, состоящий из дросселей для фильтрации ВЧ помех и конденсаторов для фильтрации сетевых НЧ помех. Также на плате имеется сетевой предохранитель и терморезистор.

Принцип работы импульсного паяльника основан на коротком замыкании вторичной обмотки трансформатора, вследствие чего, происходит нагрев. Жало паяльника одновременно является частью вторичной обмотки.

Вторичная обмотка состоит из медной шины с диаметром 3,5мм, в моем случае использовались две жилы 1,7мм каждая из них. Обмотка состоит всего из одного витка.

Жало - медный или никелевый провод с диаметром 1,5-2мм подключено непосредственно к вторичной обмотке трансформатора.

Трансформатор - ферритовое кольцо от импульсного преобразователя (можно использовать кольца от блоков электронных трансформаторов). Размеры кольца не критичны, главное поместить обмотки. Первичная обмотка (сетевая) состоит из 100-120 витков провода 0,5мм, растянута равномерно по всему кольцу.

Данная идея родилась, после того, как один хороший друг сделал аналогичный паяльник, где был использован ЭТ (электронный трансформатор) для питания галогенных ламп на 12 Вольт. По сути, я ничего нового не придумал, а только собрал аналогичный паяльник с применением более компактного и маломощного электронного трансформатора на 50 ватт. В отличии от ЭТ высокой мощности, трансформатор выполнен на Ш-образном сердечнике, намотать нужную обмотку очень неудобно, поэтому для начала нужно выпаять и разобрать трансформатор.

Обмотка на 12 Вольт состоит из 8-10 витков провода 0,8-1мм, нам нужно отмотать эту обмотку и мотать новую.

Силовая обмотка состоит всего из одного витка, намотка делается шиной с сечением 5-6 мм. В моем случае в качестве шины использовался экран от телевизионного кабеля.

После намотки обмотке нужно предать некую стойкость. Для этого с боковых сторон сердечника вставлены кусочки картона.
Ранее у меня имелся немецкий паяльник в виде пистолета. Основа работы такого паяльника та же, что и у импульсного, только в нем применен сетевой трансформатор. Работать этим паяльником крайне неудобно из-за большого веса, а при долговременном включении трансформатор перегревается очень сильно (однажды даже перегорела сетевая обмотка, пришлось мотать самому).

В нашей же схеме нет таких недостатков, даже без теплоотводов тепловыделение на ключах незначительное.
Концы шины попросту запаяны к держателю жала, тепловыделения тут практически нет, значит припой будет держаться.

Плату электронного трансформатора укрепил с помощью обычного силикона, никаких дополнительных примочек и приспособлений не использовал.
Схема таких ЭТ стандартная - полумостовой инвертор, в отличии от схем производителя Taschibra, этот блок достаточно стабилен, тут нет отдельного трансформатора ОС, а базовые обмотки ключей намотаны на основном трансформаторе. Схему смотрим ниже.

В ходе работы обмотка не греется, но при долговременном включение теплота передается от жала к обмотке.

Паяльник получился достаточно легким, жало греется всего за 5-6 секунд.Его можно использовать для монтажных работ, но для более масштабных дел (лужение плат и т.п.) такой паяльник не самый лучший вариант.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
VT1, VT2	Биполярный транзистор	MJE13003	2	В блокнот
	Выпрямительный диод	1N4007	4	В блокнот
VD1, VD2	Выпрямительный диод	1N4007	2	В блокнот
R1	Резистор	4.7 Ом	1	В блокнот
R2, R3	Резистор	470 кОм	1	В блокнот
C1, C2	Конденсатор	1 нФ	1