185837. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés elektromos forrasztókészülékek, különösen forrasztópákák fűtőtestének hőmérsékletszabályozására
1 185 837 2 A találmány tárgya elektromos forrasztókészülékek, különösen forrasztópákák fűtőtestének üzem közbeni hőmérsékletszabályozására szolgáló kapcsolási elrendezés. Ismeretes korábbról olyan műszaki megoldás — például a 26 46 705 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból —, amelynél elektromos forrasztópáka forrasztóhegyében, tehát egyszersmind a fűtőtest környezetében hőelemet helyeznek el, amely hőmérsékletérzékelőként szolgál. A hőelem által mért értéket kapcsolási elrendezés fogadja, kiértékeli és felhasználja a fűtőtest üzemi hőmérsékletének szabályozására, amely a műszaki színvonalat reprezentáló hivatkozott dokumentum szerint fűtőtekercs. A hőelem elhelyezése többletköltséget okoz a forrasztóhegynek, illetve magával a forrasztópákának a gyártása során. A találmány révén elérendő cél elektromos forrasztókészülékek fűtőtestének üzem közbeni hőmérsékletszabályozására szolgáló olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amely kapcsolástechnikailag egyszerű felépítésű, valamint amelyhez nem szükséges a forrasztópáka forrasztóhegye, illetve a fűtőteste környezetében hőérzékelőt elhelyezni. A találmány szerint a fenti cél elérésére olyan kapcsolási elrendezést alakítottunk ki, amelynél a fűtőtest fűtőáramkörében átfolyó áram figyelésére alkalmas mérőellenállás van beiktatva, a mérőellenállás és a fűtőtest között TRIAC kapcsolóelem van. A TRIAC kapcsolóelem kompará toregységgel van vezérlőkapcsolatban, amelynek a mérőellenálláson lévő feszültségeséstől függő kétféle állapota van, nevezetesen a TRIAC kapcsolóelemet bekapcsoló állapota és impulzusegység bekapcsolási küszöb méréséhez szükséges impulzusait átbocsátó második állapota van. Az impulzusegység a váltóáramú hálózattal polaritásváltást érzékelő nullátmenet egységen át szinkronizáló kapcsolatban van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés csekély műszaki ráfordítással előállítható, alkalmazásához nincs szükség hőérzékelőre az elektromos forrasztókészülék forrasztóhegyének, illetve fűtőtestének környezetében. A találmány szerint a fűtőtest fűtőáramkörébe csupán egy mérőellenállást és egy TRIAC kapcsolóelemet kell beiktatni. A TRIAC kapcsolóelem bekapcsolása főleg a mérőellenálláson lévő feszültségeséstől függ. Fűtőtestként fűtőtekercs vagy keramikus fűtőelem alkalmazható. Lényeges, hogy a fűtőtest hőmérsékletfüggése pozitív (PTC-tulajdonságú) vagy adott esetben negatív (NTC-tulajdonságú) legyen. A találmány szerint alkalmazandó fűtőtest hideg/meleg aránya például 4:1. ezzel szemben viszont a hagyományos fűtőtestek, például pákabetétek hideg/meleg viszonya 1 : 1, vagyis nincs mérhető hőfokegyütthatójuk. Lényeges ismérve a találmány szerinti megoldásnak, hogy a kapcsolási elrendezés folytatólagosan átkapcsol mérési és fűtési üzem között, egyúttal hőmérséklet-mérő elemként a meglévő fűtőtestet használja, vagyis a fűtőtestnek kétszeres rendeltetést kölcsönöz. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyösen valósítható mégolyán kivitelben, amelynek a méröellenállás feszültségescsét feszüllsegosztó alapjel feszültségével összehasonlító erősítő egysége van. Az erősítőben az alapjel-feszültségnek a feszültségesés általi elérése, illetve túllépése esetén feltöltődő integráló kondenzátor van. Az erősítő egység összehasonlító feszültséghez viszonyított vezérlő kapcsolatban van a komparátor egységgel, oly módon, hogy a TRIAC kapcsolóelem bekapcsolt állapotban van, ha az integráló kondenzátor kimenetén a feszültség nagyobb, mint az összehasonlító feszültség, és kikapcsolt állapotban van, ha az integráló kondenzálj tor kimenetén a feszültség kisebb, mint az összehasonlító feszültség. Előnyös, ha az erősítő egység integráló kondenzátora a TRIAC kapcsolóelem kikapcsolása utáni fűtőtest utánfűtésre szolgáló időelemként van kialakítva. 10 Célszerű, ha a TRIAC kapcsolóelemnek a fűtőtest újbóli felfűtését előidéző újbóli bekapcsolt állapotában a mérőcllenálláson a feszültségesés nagyobb, mint a feszültségosztó alapjelfeszültsége és az integráló kondenzátor feszültsége nagyobb, mint az összehasonlító 1Ç feszültség. Ha a feszültségosztó egyenirányító szabályozatlan egyenfeszültségűhez csatlakozik, akkor kompenzálhatok a tápfeszültség ingadozásai, amelyek megváltoztatják a fűtőtesten átfolyó áramot, amely viszont megváltoztatja 20 a mérőellenálláson átfolyó áramot és a rajta eső feszültséget. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egységei célszerűen integrált áramkörökkel alakíthatók ki. A nullát menet-egység integrált áramkörének nem invertáló be- 25 menete a fűtőáramkör váltófeszültségének meghatározott hányadával van működtetve, invertáló bernenete testfeszültségen van és a váltófeszültség testponthoz képesti negatívból pozitívba való átmenete esetén, azaz nullátmenctkor az integrált áramkör kimenete pozitívra 3Q változik és kimenete sorbakapcsolt kondenzátoron át az impulzusegység integrált áramkörének nem invertáló bemenetére kapcsolódik és az impulzusegység integrált áramkörének impulzusait a nullátmencthez szinkronizálja. 35 A találmány szerinti kapcsolási elrendezés fentebb leírt előnyös alakjainál a kedvező szabályozás három mérőfeszültség segítségével történik, nevezetesen a mérőellenálláson cső feszültséggel, a feszültségosztó alapjel feszültségével és az integráló kondenzátor kimenő- 40 feszültségével, amely egyúttal időtagot képez a fűtőtest utánfűtéséhez. A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. 45 A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlatát, a 2. ábra pedig kapcsolási rajzát mutatja. b0 Az 1. ábrán bemutatott blokkvázlat soros kapcsolású fűtőáramkört mutat, amelyet a tápellátást szolgáltató hálózati 1 transzformátor szekunderoldalából, nem ábrázolt elektromos forrasztópáka fűtőtekercsként kialakított 2 fűtőtestéből, amely PTC-tulajdonságú, azaz pozi- Î55 tív hőmérsékleti együtthatóval rendelkezik, továbbá TRIAC-ként kialakított 3 kapcsolóelemből és 4 mérőellenállásból van összeállítva. A fűtőáramkörhöz az 1. ábrán megadott módon 10 egyenirányító, nullátmenetet érzékelő nullát menet 20 egység, impulzusokat előállító 50 impulzus 30 egység D4 diódával és integráló C5 kondenzátorral ellátott erősítő 40 egység és komparátor 50 egység csatlakozik. A fűtőáramkör és az erősitő 40 egység közé a 2 fűtőtest üzemi hőmérsékletének beállítására alkalmas 5 potenciométer van csatlakoztatva. A 10 55 egyenirányító kimenete és a fűtőáramkör közé sorba-2
