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    新型多功能無線電烙鐵

    2015-04-20 02:08,劉
    綠色科技 2015年12期
    關(guān)鍵詞:斷路套管鋰電池

    肖 瑞 ,劉 敏

    (惠州學(xué)院,廣東 惠 州516007)

    1 引言

    電烙鐵是電子研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試和維修不可缺少的工具。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí),電烙鐵也在不斷的更新?lián)Q代,以適應(yīng)人們的需求。本文所研制的多功能電烙鐵是一種新型的無線電烙鐵,能以兩種方式充電,具有低壓斷路保護(hù)和低壓報(bào)警功能,并且還帶有防燙保護(hù)套管和清潔器套管,不僅避免燙傷使用者,而且便于使用者清潔烙鐵頭,使用十分方便、安全且不受操作距離限制。該項(xiàng)科技成果已獲得國家實(shí)用新型專利權(quán)。

    2 背景技術(shù)

    現(xiàn)有的電烙鐵一般由烙鐵頭、烙鐵芯、手柄和電源線組成。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:電烙鐵電源線的長度為1.8 m以上。若電源線太長,則操作臺(tái)面會(huì)顯得凌亂,并且電烙鐵很容易燙壞電源線及其附近的物品;若電源線太短,則限制使用者的可操作范圍。市面上現(xiàn)有的無線電烙鐵一般都是槍形的,體積較大,攜帶不方便;充電方式單一,在無充電器的情況下,無法及時(shí)對(duì)電池充電;當(dāng)電池電量快耗盡時(shí),不能及時(shí)提醒使用者充電,使用起來不夠人性化。為了解決上述問題,本課題組研制出一種新型無線電烙鐵。

    3 無線電烙鐵的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

    3.1 電路設(shè)計(jì)

    該種無線電烙鐵的電子線路包括低壓報(bào)警電路、低壓斷路保護(hù)電路、加熱電路和穩(wěn)壓電路。電路原理如圖1所示。

    圖1 新型無線電烙鐵的電路原理

    圖1中,低壓報(bào)警電路包括串聯(lián)于鋰電池輸出端與地之間的電位器RP1,雙電壓集成比較器U1。電位器RP1的第三端連接集成比較器U1內(nèi)第一比較器的反相輸入端,比較器U1的同相輸入端接5V固定電壓,輸出端連接三極管T1。當(dāng)鋰電池電壓下降到一定電壓以下,使電位器RP1的輸出電壓低于第一比較器同相輸入端電壓,則第一比較器輸出高電平,三極管T1導(dǎo)通,指示燈D1亮,蜂鳴器B1鳴叫報(bào)警提醒使用者為鋰電池及時(shí)充電。蜂鳴器B1一端連接三極管開關(guān)電路,從三極管開關(guān)電路取電,而另一端通過開關(guān)K1接地,當(dāng)蜂鳴器B1報(bào)警后,可通過開關(guān)K1將其關(guān)閉,避免蜂鳴器B1的持續(xù)鳴叫干擾周圍,但指示燈D1仍然長亮提醒著使用者。

    低壓斷路保護(hù)電路包括串聯(lián)于鋰電池輸出端與地之間的電位器RP2,雙電壓集成比較器U1,電位器RP2第三端連接集成比較器U1內(nèi)第二比較器的反相輸入端,第二比較器的同相輸入端接5V固定電壓,輸出端連接一開關(guān)晶體管VT,開關(guān)晶體管VT連接一繼電器K。

    加熱電路包括一加熱絲R5,繼電器K的6號(hào)腳接地,1號(hào)腳接12 V鋰電池的陽極,2號(hào)腳接電烙鐵加熱絲R5的一端,加熱絲R5另一端接地。當(dāng)鋰電池電壓下降到危險(xiǎn)電壓以下使電位器RP2第三端輸出電壓低于第二比較器同相輸入端電壓,則第二比較器輸出高電平,晶體管VT導(dǎo)通,則繼電器K斷開鋰電池與加熱絲,對(duì)鋰電池進(jìn)行低壓斷路保護(hù),防止鋰電池過放損壞。

    穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓器LM7805,其1腳與12V鋰電池的陽極和電容C1的陽極連接,2腳與電容C1、C2的陰極、12V鋰電池的陰極連接,將12V鋰電池轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出。LM7805的3腳與電容C2陽極、電阻R2另一端、三極管T1的集電極、U1的3號(hào)腳、U1的5號(hào)腳、U1的8號(hào)腳、電阻R4的另一端、晶體管VT的集電極連接。

    3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    該種新型無線電烙鐵是一種手持內(nèi)熱式電烙鐵。根據(jù)人體工學(xué)之要求,考慮到人手的生理結(jié)構(gòu)和人操作的自然姿勢(shì),故將其設(shè)計(jì)為如圖2所示的結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)使用者操作時(shí),烙鐵手柄末端的彎角部分,剛好搭在人手的虎口上,使操作者抓握牢靠且長時(shí)間操作不易疲勞。

    圖2 新型無線電烙鐵結(jié)構(gòu)

    新型無線電烙鐵主要由電烙鐵頭、手柄、電烙鐵防燙保護(hù)套管和清潔器套管組成。手柄上安裝有低壓報(bào)警指示燈2,低壓報(bào)警控制開關(guān)3,電源指示燈5,電源總開關(guān)6,充電器接口7,充電插頭的推動(dòng)按鈕8;在手柄內(nèi)部設(shè)有充電插頭9,充電鋰電池10,雙面電路板11和接線柱12;手柄4上與電烙鐵芯13相接的一端設(shè)有螺紋14,防燙保護(hù)套管15兩端設(shè)螺紋,一端螺紋15-1與烙鐵頭上的螺紋14相配合,另一端螺紋15-2與清潔器套管16上的螺紋16-1配合;清潔器套管16內(nèi)設(shè)清潔物品16-2,在清潔器套管側(cè)面設(shè)有用于支撐烙鐵頭的支架16-3,具體當(dāng)烙鐵架使用時(shí)見圖3。

    圖3 新型無線電烙鐵烙鐵架

    4 功能實(shí)現(xiàn)

    4.1 兩種充電方式

    新型無線電烙鐵可通過兩種方式給鋰電池充電。該種電烙鐵所采用鋰電池的規(guī)格是12 V,3 000 m A。當(dāng)充電接口7外接充電器時(shí),根據(jù)外接充電器的不同,快充一般需3 h即可充滿,慢充一般需要8 h;當(dāng)無外接充電器時(shí),可直接推出充電插頭的推動(dòng)按鈕8,將充電插頭9插入外部電源的插孔,給鋰電池進(jìn)行充電。充電鋰電池的電池盒內(nèi)部采用過載、過壓和短路保護(hù)電路,當(dāng)鋰電池使用不當(dāng)時(shí),內(nèi)部電路會(huì)自動(dòng)切斷電源造成無電壓輸出,此時(shí)只需重做一次充電步驟便能恢復(fù)電源輸出。如果充電鋰電池?fù)p壞,可打開電烙鐵的手柄,更換充電鋰電池后可繼續(xù)使用。

    4.2 低壓報(bào)警

    在操作過程中,當(dāng)工作電壓低于設(shè)定電壓時(shí),指示燈2即刻變亮,同時(shí)蜂鳴器B1鳴叫,提醒使用者及時(shí)充電,為了避免蜂鳴器的長時(shí)間鳴叫干擾周圍,可以通過低壓報(bào)警控制開關(guān)3關(guān)閉報(bào)警器,但此時(shí)指示燈2仍亮,直至低壓斷路保護(hù)系統(tǒng)斷開電源,指示燈熄滅。

    4.3 低壓斷路保護(hù)

    當(dāng)鋰電池電壓較低時(shí),為防止損壞鋰電池,在整個(gè)電路中設(shè)置了低壓斷路保護(hù)電路。一旦鋰電池電壓低于電池本身的保護(hù)電壓時(shí),電路將即刻切斷鋰電池供電線路。

    4.4 具有防燙保護(hù)和清潔烙鐵頭功能

    當(dāng)使用著長時(shí)間不用電烙鐵時(shí),可以擰上防燙保護(hù)套管,避免操作不當(dāng)引起燙傷;當(dāng)使用者需要清潔電烙鐵頭時(shí),只需將烙鐵頭插入清潔器套管即可清潔;當(dāng)使用者短時(shí)間不用電烙鐵時(shí),只需將清潔器套管取下即可當(dāng)烙鐵架使用,非常方便。

    5 結(jié)論

    該種新型多功能無線電烙鐵采用鋰電池供電,經(jīng)測(cè)試在電池充滿的情況下,以30 W的工作狀態(tài),可連續(xù)操作1 h,焊接120個(gè)焊點(diǎn)。與常見電烙鐵相比,一方面它擺脫了電源線的束縛,便于攜帶,并且能以兩種方式充電,具有低壓斷路保護(hù)功能和報(bào)警功能,電烙鐵本身帶有防燙保護(hù)套管和清潔器套管,增強(qiáng)了智能化和人性化設(shè)計(jì),使用更加安全可靠;另一方面其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,元器件選擇大眾化,易于轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品推廣。

    [1]崔雁松,郭繼昌,張榮新,等.一種安全智能型電烙鐵的研制[J].電子工藝技術(shù),2006,27(5):299~301.

    [2]伍卓章,廖 敏,徐利偉.焊吸兩用電烙鐵創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2010,31(24):32~35.

    [3]王向華,李 莉,劉南平.智能型多功能電烙鐵的研制[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào),2007,27(1):66~68.

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