Индукционная паяльная станция

Главным механизмом работы обыденных паяльных станций является передача термический энергии на нажимало паяльничка конкретно нагревательным элементом. Таковая традиционная схема устройства паяльных систем достаточно несовершенна. Это сказывается на большенном расходе потребляемой электронной энергии, низком КПД устройств и неизменном перегреве нажимала в зоне пайки. Индукционная паяльная станция (ИПС) не имеет таковых недочетов. Устройство новейшего поколения увлекателен собственной принципной схемой работы ИПС.

Паяльная индукционная станция

Что такое индукционная пайка

Индукционная паяльная система была разработана американской компанией «ОК Интернешнл». В крайнее время ИПС получили обширное распространение во всём мире. В паяльничке отсутствует передающий нагревательный элемент. Греется лишь нажимало. Потому корпус устройства не нуждается в теплоизоляции. Таковая разработка получила заглавие Smart Heat – Умное тепло.

Ферромагнитное покрытие нажимала перебегает в цельный сердечник, который заходит в индукционную катушку. Умная система сама активизирует нагрев наконечника паяльничка, повсевременно поддерживая нужный уровень температуры в зоне паяния.

Механизм работы индукционной паяльной станции

Чтоб осознать конструктивные индивидуальности ИПС, необходимо разглядеть механизм работы нагревательного элемента.

Схема нагревательного элемента ИПС: A – экран; B – проводка подачи напряжения на индуктор; C – держатель паяльничка; D – наконечник; E – индукционная катушка; F – ферромагнитная оболочка

Оперативным элементом индукционного паяльничка является наконечник. Нажимало имеет базу из меди, покрытую ферромагнитным сплавом F. Индукционная катушка E инициирует возникновение переменного магнитного поля. Под его действием ферромагнетик начинает интенсивно греться и передавать термическую энергию медному сердечнику. Медь сама по для себя «флегмантична» к магнитному полю, потому для этого нужна ферромагнитная оболочка нажимала паяльничка.

Достигнув определённой температуры (точки Кюри), оболочка наконечника D теряет способность принимать переменное магнитное поле. Во время пайки происходит активная утрата тепла ферромагнитным покрытием за счёт передачи термический энергии меди. Остывая, оболочка нажимала восстанавливает свои характеристики. Процесс нагрева возобновляется. В этом заключается принцип индукционного способа нагрева паяльного устройства. Отсюда и слово в заглавии способа «импульс».

В итоге рационального режима употребления термический энергии не происходит перегрева либо раннего остывания нажимала. Это существенно сберегает потребление электроэнергии, наращивает срок службы наконечников и увеличивает свойство пайки. На таком принципе работают все индукционные паяльные станции. Разрабом таковых станций является южноамериканская компания Metcal. Она же на сей день есть главный производитель и поставщик на рынок индукционных паяльных станций.

Основная рабочая частота электронного тока станций – 450 КГц. В крайнее время возникли новейшие дорогостоящие модели с рабочей частотой, достигающей величины 13 МГц. Это относится к проф аппаратам.

Паяльная станция Quick 2020

Одна из фаворитных моделей посреди населения на сей день является ИПС Quick 2020. Устройство заключён в металлопластиковый корпус с экраном. На мониторе отражается данный уровень нагрева наконечника, режим ожидания. В набор поставки станции входят паяльничек со сменными наконечниками-картриджами, железная подставка с держателем для паяльничка.

Паяльная станция Quick 2020

Сменные картриджы имеют различную форму, созданную для различных видов пайки. Их просто меняют, не выключая паяльничек. Паяльничек, вставленный в держатель, автоматом перебегает в режим ожидания. Нажимало в это время находится в нагретом состоянии в границах 100-1100 С. Кнопками управления задают время, по истечению которого инструмент стопроцентно остывает. Температура нагрева устанавливается поворотной клавишей от 0 до 4800 С.

Все данные характеристики отражаются на мониторе устройства: рабочая температура нагрева нажимала, время ожидания и степень нагрева в этом режиме. Нажимало паяльничка добивается данный уровень температуры в течение 4-5 секунд.

Как создать индукционный паяльничек своими руками

В источниках массовой инфы можно отыскать огромное количество вариантов самодельных паяльничков, в том числе индукционного механизма работы. Необходимо подчеркнуть, что изготовленный индукционный паяльничек своими руками – не совершенно то, что приборы, описанные выше.

При изготовлении самоделок не используются ферромагнетики, нагрев нажимала просто осуществляется сердечником в индукционной катушке. Для корпуса употребляют светодиодные фонарики, старенькые паяльнички и пригодные по форме изделия.

Самодельный индукционный паяльничек

В корпус встраивают железную трубку, на которую навивают медную проволоку поперечником от 1 мм и наиболее. Обычно делают 9-12 витков. Железный стержень обёртывают теплостойкой изоляционной лентой. Медную спираль тоже покрывают слоем теплоизоляции. Непременно смотрят за тем, чтоб витки не смыкались. В трубку вставляют медный прут, который служит жалом.

Роль станции исполняет хоть какой маленький понижающий трансформатор. Нередко для самоделок употребляют трансформаторный блок для ламп дневного света.

В заключение можно сказать, кто раз воспользовался индукционным паяльничком, тот становится приверженцем таковых устройств. Резвый нагрев, лёгкий вес устройства и его экономичность – главные достоинства перед подобными «собратьями» по ремеслу.

Видео

Устройство и принцип деяния паяльных индукционных станций

Контактный способ нагрева нажимала, применяемый в традиционных схемах паяльных станций, несовершенен. Это проявляется в виде низкого КПД, большенный потребляемой мощности, локального перегрева нажимала в зоне контакта и т.д. Паяльная индукционная станция лишена таковых недочетов. Давайте разглядим механизм работы такового устройства, ознакомимся с несколькими пользующимися популярностью моделями и узнаем, как избрать устройство, исходя из области его внедрения.

Механизм работы

Начнем с конструктивных особенностей индукционного нагревательного элемента (см. набросок 1), это дозволит лучше осознать его принцип деяния.

Нагревательный элемент индукционного устройства

Обозначенные обозначения:

• А – экранирующая оболочка;
• В – провода, подающие напряжение к индуктору;
• С – ручка паяльничка;
• D – нажимало;
• Е – индукционная катушка;
• F – ферромагнитный слой.

Сейчас поверхностно поведаем о принципе деяния, не погружаясь в теоретические базы электромагнитной индукции. При поступлении в индукционную катушку частотного напряжения происходит формирование переменного магнитного поля. Так как скин-слой нажимала выполнен из ферромагнитного материала, то начинается процесс его перемагничивания, который сопровождается образованием вихревых токов. Это приводит к значительному выделению термический энергии.

Достоинства индукционного способа явны: так как в качестве нагревательного элемента выступает нажимало паяльничка, его нагрев происходит умеренно. Как следует, отсутствуют утраты от температурной инерции, и стопроцентно исключен локальный перегрев, вызывающий окисление и выгорание нажимала. В итоге, возрастает его срок эксплуатации и увеличивается КПД устройства.

Принцип управления нагревом

Управлять действием нагрева можно 2-мя методами:

1. Установив на нажимало термодатчик и подключив его к цифровому блоку управления. Таковой метод стабилизации температуры применяется фактически во всех дешевых индукционных паяльных станциях, к примеру: Quick 203H либо Yihua 900Н (показана на рисунке 2). Цифровая станция Yihua 900Н
2. Меняя состав ферромагнитного сплава, покрывающего нажимало. Данный принцип основан на том, что при определенной температуре (точка Кюри), ферромагнетики утрачивают свои характеристики, в итоге чего же паяльничек перестает греться. Таковой способ стабилизации температуры был патентован компанией Metcal под заглавием SmartHeat®, что дословно переводится как «умный нагрев». Применяется в моделях Metcal, OKI, ERSA, Weller и т.д. Набросок 3. Модель PS 900, может употребляться как для безсвинцовой пайки, так и обыкновенной

У всякого из представленных выше способов есть свои плюсы и недочеты. Станции с термодатчиком значительно дешевле, что делает их доступными не только лишь для экспертов, да и любителей. Точность и надежность такового оборудования впрямую зависят от цифрового блока управления.

2-ой метод стабилизации температуры осуществляется за счет установки картриджей-наконечников с определенной точкой Кюри — он наиболее надежен. Но станции SmartHeat® имеют два существенных недочета:

1. Высочайшая стоимость, не любой специалист может для себя дозволить приобрести такое оборудование. Но новое поколение экономных моделей наиболее доступно.
2. При изменении режима пайки нужно устанавливать соответственный картридж-наконечник, которые, обычно, не входят в набор поставки и стоят дорого.

Лаконичный обзор

Начнем со станции с цифровым блоком управления Quick 203H (ее фото представлено на рисунке ниже).

Наружный вид станции QUICK 203Н

Уникальная модель данной станции стоит в границах $220-$240, китайский аналог можно отыскать по стоимости в два раза дешевле (при выбирании обращайте внимание на комплектацию, может поставляться без паяльничка). Непревзойденно совладевает с smd радиодеталями и содержащим свинец припоем.

Видео: обзор и работа в настоящих критериях станции QUICK 203Н

Отрицательные моменты: мощные элементы и бессвинцовый припой нужно длительно прогревать.

Свойства:

• Заявленная производителем мощность – 90Вт.
• Рабочая температура от 200С° до 420С°.
• На индукционную катушку подается напряжение 36В с частотой 400кГц.
• Стабилизация установленного термического режима производится с погрешностью 2С°.
• Нагрев до рабочей температуры 350С° занимает не наиболее 25 секунд.

Цифровой блок управления дозволяет задать 10 температурных профилей, установить блокировку по паролю на включение, выполнить калибровку, назначить время задержки включения спящего режима и отключения устройства.

Тем, кто заполучил китайский аналог устройства, рекомендуется сходу побеспокоиться о покупке необычного нажимала, так как то, что заходит в набор, быстрее, декоративное, чем рабочее.

Сейчас разглядим станцию PS-900, работающую по технологии SmartHeat® (ее наружный вид показан на рисунке 3). Это самая доступная модель из линейки OKI, ее приблизительная стоимость около $250.

Свойства:

• Малая мощность 5Вт, наибольшая – 60Вт (регулируется автоматом).
• Индуктор работает на частоте 470кГц.
• Потребляемая мощность – 90Вт.
• Напряжение питания от 90 до 240В.

Индивидуальности:

• Так как температурный режим задается картиджем-насадкой, панель блока управления облегчена до минимума, на ней имеется лишь клавиша включения питания.
• Имеется возможность поменять штатный индуктор с поперечником 7,5мм наименее массивным пятимиллиметровым на 35Вт. Это дает возможность создавать деликатную пайку с помощью микронаконечников.
• Паяльничек автоматом врубается при извлечении с подставки и выключается опосля установки назад.
• Нужно раздельно приобрести набор наконечников-картриджей для разных режимов пайки.

Приведем, в качестве сопоставления, главные свойства одной из моделей высшего уровня — MX-5241(см. набросок 6). Нужно сходу предупредить, что в руках любителя таковой инструмент станет дорогой игрушкой, не наиболее.

Набросок 6. МХ-5241 – техника для экспертов

Свойства:

• Спектр выходной мощности от 5 до 80Вт (регулируется автоматом).
• Частота работы индуктора – 13,56МГц.
• Потребляемая мощность – 125Вт.
• Напряжение питания от 90 до 240В.

Два независящих канала разрешают сразу употреблять термопинцет и паяльничек.

Благодаря индикатору моментальной мощности значительно упрощается подбор нужного картриджа-наконечника.

Стоимость этого «чудо-инструмента» наиболее $1200.

Выбор

Фактически, процесс выбора заключается в определении области внедрения станции. Экономная модель PS-900 непревзойденно подступает для промышленной ручной пайки и тем, кто планирует заниматься радиоэлектроникой на проф уровне.

Индукционные модели с цифровым блоком управления больше подступают для любителей, так как, установить нужный термический режим существенно проще, чем подбирать картридж-наконечник с соответственной точкой Кюри.

Следует учесть, что дешевые индукционные устройства не выполняются с термофеном. Если он станет нужным для работы — термовоздушная станция быть может приобретена раздельно.

Можно ли создать индукционную паяльную станцию своими руками?

Данный вопросец имеет, быстрее, теоретическую подоплеку, чем практическое применение. Непременно, можно создать самодельный блок управления под готовый индукционный паяльничек. Но стоимость такового проекта будет некординально различаться от серийного изделия, произведенного в Китае.

Существенно полезней видоизменять готовое устройство с целью его усовершенствования.

Механизм работы индукционного паяльничка

Нажимало обыденного резистивного паяльничка греется за счет электронного тока, который протекает через нихромовую спираль, намотанную на капсулу стержня. Недочеты этого процесса: маленький КПД, локальный прогрев, и как итог, огромное потребление электроэнергии.

Глиняние паяльнички наиболее совершенные, но они страшатся резких перепадов температур. Совершенно по другому принципу работает индукционная паяльная станция. Разогрев нажимала происходит стремительно, а регулировка нагрева очень обычная.

Механизм работы

Главным различием индукционного паяльничка от обыденного является нагревательный элемент, а поточнее, его полное отсутствие. Нагрев инструмента получается благодаря появлению вихревых индукционных токов под действием переменного магнитного поля.

В конструкции индукционного паяльничка предусмотрена катушка, в которую вставлен стержень нажимала устройства.

При подаче тока на катушку в ней генерируется магнитное поле. Оно повлияет на нажимало паяльничка, где и образуются индукционные токи, нагревающие сам стержень.

При всем этом нажимало паяльничка прогревается умеренно, поэтому что индукционный ток повлияет на него по всей длине. Срок эксплуатации такового инструмента возрастает, а его КПД увеличивается.

Сначало выпускались индукционные паяльные станции с частотой 470 кГц, но сейчас встречаются модели, в каких подается напряжение 13 МГц и выше. Разогрев происходит практически в секунду.

Регулировка нагрева

Сердечник индукционного паяльничка делают из меди (не магнитный материал), а заднюю его часть покрывают ферромагнитным материалом (сплав железа и никеля). Передняя часть служит жалом, сам сердечник именуют картриджем.

Регулировка нагрева медного нажимала происходит последующим образом:

• при подаче переменного напряжения, а означает и поля, в покрытии генерируются токи Фуко, которые разогревают материал;
• тепло передается меди;
• как температура покрытия добивается точки Кюри, магнитные характеристики исчезают и разогрев прекращается;
• в процессе работы индукционным паяльничком медное нажимало дает тепло детали и остывает, остывает также ферромагнитное покрытие;
• как покрытие остывает, ворачиваются магнитные характеристики, и одномоментно возобновляется нагрев.

Можно сказать, что происходит автоматическое регулирование температуры, при этом с высочайшей точностью.

Наибольший нагрев индукционного паяльничка зависит от параметров магнитного сплава и сердечника. Такое управление именуется умным теплом (smart heat).

Поменять температуру для определенных критерий пайки можно, установив температурный датчик, который подключается к блоку управления станцией, или же меняя картриджи (сердечник с наконечником) которые вставляют в ручку индукционного паяльничка.

1-ый вариант дешевле второго, потому им сейчас пользуются не только лишь мастера. Зато 2-ой метод поточнее и надежнее.

Сборка своими руками

Вопросец, можно ли создать индукционный паяльничек своими руками, в главном носит теоретическую подоплеку. С практической стороны это необоснованно даже с чисто ценовой позиции.

Просто неважно какая китайская паяльная станция будет стоить столько же, сколько изготовленная своими руками. И разговор о самодельной конструкции в главном будет касаться конкретно блока управления. Для чего же придется получать индукционный паяльничек.

Что касается конкретно производства самого инструмента, то его можно создать из подручных материалов. Правда, таковой индукционный паяльничек будет маломощным.

Будет нужно резистор на 5-10 Ом, медная проволока и ферритовая бусинка для производства катушки, также провода для подачи электронного тока.

Сначала мультиметром инспектируют сопротивление резистора. Опосля чего же с одной его стороны снимают крышку. Сейчас будет нужно железная проволока.

Например, для этого можно употреблять скрепку. Ее разворачивают, и один конец залуживают. Вторым концом оборачивают резистор в месте удаленной крышки.

Дальше нужен кусок текстолита, который с 2-ух сторон также облуживается. Его размер подбирается так, чтоб он заходил свободно в будущий корпус катушки. Сейчас текстолитовую пластинку припаивают к проволоке из скрепки и проводу от резистора.

Дальше собирают катушку – на бусинку накручивают медную проволоку, к концам которой присоединяют проводки с вилкой. Луженая текстолитовая пластинка вставляется в приготовленную катушку. Во всех соединениях проводится пайка.

Остается лишь обмотать вокруг катушки изоленту, вставить в открытый резистор толстую медную проволоку, а саму катушку в приготовленный корпус. Например, это быть может дюралевая трубка.

Направьте внимание, что медная проволока обязана войти в резистор с натягом, чтоб нажимало индукционного паяльничка не шевелилось в собственном корпусе.

И крайнее – обмотка всего корпуса устройства изоляционной лентой. Вот таковая обычная схема сборки самодельного индукционного паяльничка. Им, естественно, огромные заготовки паять недозволено, а вот для маленький микросхемы он подойдет в самый раз.

Индивидуальности устройств

Посреди особенностей индукционных паяльничков нужно отметить узкий сменный картридж, от которого почти во всем зависит температура нагрева нажимала.

Он представляет собой узкую трубку, которая в сочетании с легким корпусом устройства дает возможность длительное время просиживать за действием пайки.

Рука не утомляется, а означает, не изменяется точность подвода нажимала и припоя, нет подтеков излишков материала, возрастает скорость проводимых операций. Отсутствует непростая электрическая схема, степень нагрева регулируется автоматом.

По всем показателям индукционный паяльничек наиболее совершенен, чем классические паяльные приборы. Хотя он еще не довольно обширно всераспространен, такую систему можно отнести к технике новейшего поколения.

Индукционный паяльничек и механизм работы паяльной станции

Электрикам, электронщикам и людям остальных близких профессий отлично понятно понятие пайки и инструмент для этих целей — паяльничек. Его устройство тоже не вызывает особенного недоумения, потому что строится на простых понятиях. А вот индукционный паяльничек известен далековато не многим. Принцип его деяния сумеет разъяснить даже не любой электрик. Хотя в базу работы такового устройства положены самые обыденные законы физики.

Станции для пайки

Сейчас в основном всераспространено внедрение обыденных паяльничков либо паяльных станций, механизм работы которых основан всё на том же использовании нагрева рабочей поверхности за счёт сопротивления проводника. Это дёшево, просто и комфортно. Но трудности, возникающие в процессе пайки, всё же есть.

Спецам, которые сталкиваются с сиим раз в день, они все отлично известны: огромное потребление мощности, маленький КПД, перегрев в месте контакта нажимала. Наиболее того, для разных видов спаиваемых частей устройства приходится употреблять то же различные. Хотя паяльные станции отчасти помогают решить схожую делему.

Совершенно по-другому обстоит дело с устройством под заглавием . И это не умопомрачительно, ведь в базе работы таковых систем стоят абсолютно другие законы физики.

А это дозволяет не только лишь проводить пайку наиболее комфортно, да и избежать огромного количества противных моментов, возникающих в процессе работы. И всё благодаря применению индукции.

Механизм работы паяльного элемента

Принцип деяния индукционного паяльного устройства основан на действии электромагнитной индукции. И для начала стоит разглядеть базы деяния паяльного элемента, поэтому что конкретно он является главный частью паяльничка. Устройство устройства:

1. Наконечник;
2. Индукционная катушка;
3. Экранирующий элемент;
4. Ферромагнитное покрытие;
5. Ручка;
6. Провод.

При подаче на индукционную катушку токов высочайшей частоты формируется электромагнитное поле. Нажимало же имеет слой ферромагнитного материала, который под действием электромагнитного поля начинает перемагничиваться. Это вызывает появление вихревых токов, в итоге чего же происходит выделение огромного количества тепла. Конкретно оно и необходимо для пайки.

Плюсы такового способа полностью явны: при работе разогревается конкретно само нажимало, что содействует не только лишь равномерному нагреву, да и исключению термический инерции, присущей обыденным паяльным установкам.

Это дозволяет предупредить перегрев, что наращивает его срок эксплуатации. Отсюда же вытекает и увеличение КПД.

Система управления нагревом

Хотя паяльный элемент и делает основную функцию, но без подачи электроэнергии ничего не получится. И любая паяльная станция с индукционным принципом деяния имеет блок управления, который и регулирует нагрев.

Для управления нагревом можно употреблять два метода:

1. На нажимало устанавливается датчик температуры, который подключается к цифровому блоку, управляющему действием. Схожая схема употребляется почаще в дешёвых моделях.
2. Внедрение способа стабилизации температуры SmartHeat® наиболее желательно и употребляется в фирменных, наиболее дорогих макетах. Основывается он на изменении способностей ферромагнитного вещества. При достижении точки Кюри ферромагнетики, покрывающие нажимало паяльничка, теряют свои характеристики и перестают нагреваться. Таковой метод контроля за нагревом именуется «умный нагрев».

Любой метод имеет свои достоинства и нехорошие стороны. 1-ый по кармашку даже любителю, что делает его более легкодоступным.

2-ой для пайки в различных вариантах просит смены жала-картриджа с различной точкой Кюри. Кроме этого, он малодоступен из-за собственной цены.

Выбор пригодной модели

Главным аспектом при выбирании нужной модели может служить только сфера внедрения паяльной станции. Если предполагается внедрение на производстве либо в проф целях, то рекомендуется выбирать приборы с «умным нагревом», хотя и стоят они наиболее 1 тыс. у.е.

Любителям же лучше употреблять системы с цифровым блоком. Их полностью хватит для высококачественной и комфортной работы. Правда, в таковых вариантах будет отсутствовать фен, но его можно приобрести и раздельно. Комфортен таковой вариант ещё и тем, что нет необходимости всякий раз подбирать наконечник с данной точкой Кюри, а это очень упрощает работу.

Можно ли создать своими руками

Любители всё создавать своими силами непременно заинтересуются возможностью сделать индукционную станцию без помощи других. Тем наиболее беря во внимание ценовую таблицу, создать это захочется не только лишь «самоделкиным».

И тут желающих сберечь охото разочаровать. На теоретическом уровне, естественно, создать можно всё. Но по собственной конструкции для самостоятельного производства паяльный элемент очень сложен. Что все-таки касается цифрового блока, то сделать его можно и самому, но тут пропадает смысл, потому что обойдётся это фактически в ту же сумму, сколько будет стоит целая китайская паяльная станция.