Для регулировки мощности нагревателя часто используется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Типовые схемы ШИ модуляторов содержат, как минимум, два операционных усилителя. Известна схема широтно-импульсного модулятора на базе одного ОУ крутизны (Operational transconductance amplifier, OTA) [1]. Эти компоненты сравнительно дороги и практически не используются в паяльной технике и любительских конструкциях.
Известно использование обычного ОУ в данной схеме ШИМ [2], стоимость и доступность которого не оставляют надежды на широкое применение. Кстати, советуем просмотреть эту публикацию и позволить автору не упражняться в словесности, объясняя принцип.
В данной схеме при соответствующем включении можно применить доступный и недорогой ОУ. На примере управления температурой покажем, как можно упростить контроллер нагревателя паяльника (Рисунок 1).
 | |
| Рисунок 1. | Схема контроллера паяльника. |
Схема предназначена для работы с керамическим нагревателем паяльника типа A1321 (24 В, 50 Вт) с PTC (Positive Temperature Coefficient) терморезистором. Такие паяльники сейчас самые доступные и недорогие. Элементы нагревателя указаны как Rt и Rh (терморезистор и нагреватель). С указанными номиналами контроллер регулирует и стабилизирует температуру жала паяльника в диапазоне 70-430 °C при напряжении питания 19 В. Время выхода на режим стабилизации около 90 с. Устойчиво работает от 6 до 24 В, не требует стабилизированного питания. Двухцветный светодиод прекрасно информирует о режимах работы.
Полевой транзистор любой, с током стока не менее 10 А, так как при «холодном старте» ток нагревателя может достигать 5 А. При напряжении питания выше 20 В потребуется защитить затвор полевого транзистора стабилитроном на 20 В. Резистор R1 должен рассеивать не менее ¼ Вт. Если встроить контроллер в ручку, можно обойтись двухпроводным подключением паяльника к блоку питания. Внешний вид макета контроллера показан на Рисунке 2.
 | |
| Рисунок 2. | Прототип контроллера паяльника на беспаечной макетной плате. |
Настройка заключается в переводе регулятора в нижнее по схеме положение и подбор R5 под максимальную температуру. В верхнем положении регулятор выключает нагрев. Немного увеличив номинал R3, можно поднять нижнюю границу температуры и «растянуть» шкалу градуировки. Возможно придется подобрать R8/R10 по своему предпочтению. Максимальная потребляемая мощность в установившемся режиме около 16 Вт.
Несколько «вредных» советов напоследок. Увеличив емкость до 1 мкФ, дальтоники приобретут комфорт. Включив вместо полевого транзистора оптопару, можно управлять нагревателем на 220 В (тип нагревателя A1324). Взяв подходящие PTC термистор и нагреватель, можно получить термостат нужных размеров.