Есть много схем контроллеров паяльных станций, однако абсолютно все замыкают петлю обратной связи по температуре, используя терморезистор нагревателя паяльника. Характеристики паяльной станции [1] можно улучшить, а схему сделать проще, если в цепь обратной связи включить и нагреватель.
При изготовлении керамического нагревательного элемента паяльника (для примера возьмем A1321 – 24 В/50 Вт) терморезистор и нагреватель формируют в едином технологическом цикле. Можно предположить, что температурные коэффициенты их тоже одинаковы. Прямое измерение подтверждает это.
Предлагается усовершенствованный вариант известной схемы контроллера на двух компараторах (Рисунок 1). В цепь обратной связи последовательно включены нагреватель (Rh) и терморезистор (Rt). Сопротивление Rh составляет приблизительно 10% от Rt и не должно, вроде, сильно влиять на порог переключения компаратора. Но это только на первый взгляд. При включении нагреватель нагревается до вишневого цвета, а это свидетельствует о его температуре, приближающейся к 800 °C, а может и выше. При этом сопротивление может превышать начальное в 4-5 раз, т.е. уже составлять около 20% от общего. Терморезистор, расположенный на удалении и находящийся в контакте с более холодным наконечником жала паяльника, нагрет гораздо меньше.
 | |
| Рисунок 1. | Схема аналогового контроллера паяльника. |
Элементарный вывод заключается в том, что нагреватель как термодатчик вносит достаточный вклад в общую картину, особенно при работе паяльника на высоких температурах. Косвенным свидетельством служит и тот факт, что время выхода на рубеж 360 °C при «холодном» старте в предложенной схеме больше почти на 10 с и составляет 60 с. При желании это просто проверить, подключив верхний по схеме вывод Rt к плюсовой шине. Чем сильнее нагрев, тем раньше его отключает схема, сохраняя при этом установленную температуру жала. Не стоит забывать, что из-за пространственного разнесения датчика и нагревателя неизбежна временнáя задержка в петле обратной связи, за которую температура последнего значительно превысит рабочую к моменту срабатывания компаратора. Возможно, предложенное решение, помимо своей элегантности, ограничивая максимальную температуру нагревательного элемента, продлит срок службы паяльника, незначительно «притупив» время реакции.
 | |
| Рисунок 2. | Прототип контроллера паяльника на беспаечной макетной плате. |
При указанных номиналах контроллер позволяет регулировать и стабилизировать температуру жала паяльника с точностью ±2 °C в диапазоне от 150 до 450 C. Регулировочная характеристика потенциометра R2 должна быть линейной. Номинальная мощность рассеивания резистора R4 – не менее 0.25 Вт. Схема работоспособна в широком диапазоне питающих напряжений при условии корректировки номиналов резисторов R1-R4. Для индикации режима параллельно нагревателю можно включить синий светодиод. Внешний вид макета контроллера показан на Рисунке 2.