专利名称：一种定热量电烙铁装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种定热量电烙铁装置及控制方法，属电子焊接工具技术领域。
背景技术：
电子焊接过程中，电烙铁是常用的焊接工具，焊接中因为热量释放使得温度升 高，熔接焊接材料和工件到达焊接目的。但在焊接过程工艺中，为了保证焊接质量，常 常需控制焊接材料和工件的接触时间，而达到焊接质量。但由于焊接工具和操纵人员的 熟练程度，时常因接触时间长，出现将被焊接的工件损坏。在焊接工艺过程中，焊接类 似导线与薄膜工件，如触摸屏、液晶显示器引接线的焊接时，常规(包括恒温)电烙铁， 容易烫伤薄膜。本发明采用通过设定定热量电烙铁装置及控制方法，可有效避免常规电 烙铁容易烫伤薄膜。目前，电子焊接过程中，常用的焊接工具电烙铁，主要有以下几种形式(1)电烙铁没有任何控制，焊接质量完全靠操作人员的熟练程度来控制。这类电 烙铁焊接的工件往往属于粗放形式，不适合焊接工艺要求高的工件。(2)大规范电路焊接 中，往往采用波峰焊接，其可以提高焊接效率和焊接质量(与助熔剂有关)，但其不能够 焊接类似如触摸屏、液晶显示器引接线的焊接。(3)恒温电烙铁，在焊接过程工艺中，温 度虽然是恒定的，但烙铁头长时间与工件接触，仍然会将工件损坏的，尤其是要求焊接 比较精密的工件。(4)热风焊接工具常常用来焊接精密的贴片元件，对于类似如触摸屏、 液晶显示器引接线的焊接是不适用的。
发明内容
本发明的目的之一为了提供一种通过参数设定来产生精确热量输出，使得电烙 铁在一定热量的基础上产生温度，焊接工件；本发明的目的之二在于提供一种方法，通 过改变高频PWM控制信号的占空比，去驱动IGBT(绝缘栅双级晶体管)，产生高频电源 对电烙铁加热。本发明的技术方案是，所述定热量电烙铁装置包括键盘、显示屏、控制电路、 电源整流主回路电路及电烙铁电阻丝。控制电路由键盘输入电路、MUC控制电路、 PWM驱动电路、温度检测电路、显示电路及供给控制电路的直流电源所构成。所述装 置通过键盘设定控制PWM信号输出的脉冲数量，PWM控制信号的频率固定为40KHz ； PWM的控制信号分为两组，为Al，Α2 ΠΒ1，Β2，它们分别与全桥四个IGBT(绝缘栅 双级晶体管)Tl，Τ4和Τ2，Τ3连接，控制PWM信号输出的脉冲数量，使得四个IGBT 元件Tl，Τ4和Τ2，Τ3分别导通和关断，电能通过电容耦合输送给电烙铁加热电阻丝， 通过控制四个IGBT元件Tl，Τ4和Τ2，Τ3导通和关断的次数而到达控制电烙铁加热电 阻丝产生定热量。本发明将50Hz的交流220v采用直接整流滤波，其中将整理滤波后的直流电通 过分压、稳压、滤波等简单处理，变换成控制元件所需要的直流电源(MUC控制电路电源为直流5V，PWM驱动电路电源为直流15V)；交流220v整流滤波后直接与全桥四个 IGBT控制管四个IGBT元件Tl，T4禾ΠΤ2，T3如图一所示连接，四个IGBT元件Tl，T4 和T2，T3的控制极分别与PWM的控制驱动电路的信号Al，A2和Bi，B2连接；四个 IGBT控制管的Tl，T4和T2，T3分别导通和截止，通过电容C2耦合将电能量传递给电 烙铁的加热电阻丝产生热量；通过键盘电路设定工作状况，设定控制PWM驱动信号输 出的脉冲数量，频率固定为40KHz，占空比为35%，通过MUC控制处理内部程序计算， 通过显示电路以数字形式显示出产生热量的多少；更直观控制焊接过程中产生热量，有 利于类似如触摸屏、液晶显示器引接线的焊接。本发明通过调节高频PWM控制信号占空比的方法，去驱动IGBT，产生高频电 源对电铬铁电阻丝加热，通过调节占空比的工作方式来改变定热量电烙铁的温度。通过 键盘设定，使定热量的电烙铁工作在正常时间工作状态，键盘设定电路是MUC控制电路 使得PWM驱动电路为连续输出频率固定为40KHz、通过调节占空比的工作方式来改变 定热量电烙铁的温度，通过温度检测电路，调节控制PWM驱动信号占空比，温度高于设 定温度，调节控制PWM驱动信号占空比减少；温度低于设定温度，调节控制PWM驱动 信号占空比增加，减少或增加的占空比根据温度检测信号参数数据，通过MUC控制电路 软件编程来实现，并由MUC控制电路通过显示电路将设定温度和实际温度显示在显示屏 上。通过调节占空比的工作方法，会使得电烙铁迅速加热到设定的温度，并能够精确维 持在设定恒定温度工作状态，占空比调节方法用于定热恒温电烙铁具有一定节能效果。本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明采用定热量电烙铁装置对电烙铁 的热量进行控制，可有效避免常规电烙铁容易烫伤薄膜，从而保证了电烙铁的焊接质 量，大大减少了焊接的报废率。本发明适用于需要定热量控制焊接质量的电铬铁。
图1为本发明的结构框图；
具体实施例方式本发明的具体实施方式
如附图所示，下面对照附图对本发明作进一步详细说 明。一种定热量电烙铁装置，由键盘、显示屏、控制电路、电源整流主回路电路及 电烙铁电阻丝所组成。220v交流电经过AC/DC整流电路，并由电容Cl进行滤波处理， 得到310V左右的直流电压，直流电压通过四个全桥IGBT控制管元件Tl，T4和T2，T3 开通和截止给加热电阻丝加热；当TI和T4导通，T2和T3截止时，通过耦合电容C2对 加热电阻加热；当T2和T3导通，Tl和T4截止时，电能量同样通过耦合电容C2对加热 电阻加热；而TI和T4导通或截止，或T2和T3截止或导通，由MUC控制电路根据键盘 输入电路来设定的，通过PWM驱动电路来实现的。输出的能量通过直流电压，PWM脉 冲信号占空比、频率以及PWM脉冲信号的数量，输出热量Q = ^^，其中Utl为输出电 压，Utl = KU, K为占空比，U为310直流电压；Itl为输出电流，由负载确定；t为给定 一定频率的脉冲数量，频率为40KHz，占空比为35%由键盘输入设定给出，软件编程设
4定每10000个脉冲为一个设定热量单位，加热电烙铁是30W，这样电烙铁加热产生一定 热量，设定两次，三次等产生加热热量不同，键盘输入设定可为不间断连续设定，使得 电烙铁每次产生设定热量，不间断连续产生，维持焊接工艺的需要；如果加热电烙铁设定为恒温，其实现是这样的；在恒温工作方式下，通过键盘输入电路，输入设定的焊接温度，MUC控制电路 驱动PWM电路产生频率为40KHz，占空比随电烙铁温度的高低而变化，温度检测电路检 测到电烙铁温度信号通过转换，输入到MUC控制电路，并通过软件计算出设定温度与实 际温度的差值，以此作为调节PWM驱动信号占空比的变化，温度高，占空比小；温度 低，占空比大。通过占空比来调节加热温度产生热量速度快，控制温度精度高；在不同 占空比的情况下，当T2和T3导通，Tl禾口 T4截止时，或者当T2和T3截止，Tl禾口 T4 导通时，电流都会通过偶合电容C2对加热电阻加热；而电流的大小与T2和T3导通， Tl和T4截止或者T2和T3截止，Tl和T4导通的占空比有着直接的联系，通过调节四 个IGBT元件Tl，T4和T2，T3控制极驱动信号PWM的占空比的变化，实现加热温度 产生热量速度快，提高和控制恒温温度的精度。
权利要求
1.一种定热量电烙铁装置，包括键盘、显示屏、控制电路、电源整流主回路电路及 电烙铁电阻丝，其特征是，所述控制电路由键盘输入电路、MUC控制电路、PWM驱动 电路、温度检测电路、显示电路及供给控制电路的直流电源所构成；通过键盘设定控制 PWM信号输出的脉冲数量，使得四个IGBT元件Tl，T4和T2，T3分别导通和关断，电 能通过电容耦合输送给电烙铁加热电阻丝，通过控制四个IGBT元件Tl，T4和T2，T3 导通和关断的次数而到达控制电烙铁加热电阻丝产生定热量。
2.—种定热量电烙铁装置的控制方法，其特征是，所述方法通过调节高频PWM控制 信号占空比，去驱动IGBT，产生高频电源对电铬铁电阻丝加热，通过调节PWM控制信 号占空比的工作方式来改变定热量电烙铁的温度。
3.根据权利要求2所述的一种定热量电烙铁装置的控制方法，其特征是，所述调节 PWM控制信号占空比根据温度检测信号参数数据，通过MUC控制电路软件编程来实 现，并由MUC控制电路通过显示电路将设定温度和实际温度显示在显示屏上。
全文摘要
一种定热量电烙铁装置及控制方法，包括键盘、显示屏、控制电路、电源整流主回路电路及电烙铁电阻丝，所述控制电路由键盘输入电路、MUC控制电路、PWM驱动电路、温度检测电路、显示电路及供给控制电路的直流电源所构成；该装置通过键盘设定控制PWM信号输出的脉冲数量，使得四个IGBT元件T1，T4和T2，T3分别导通和关断，电能通过电容耦合输送给电烙铁加热电阻丝，通过控制四个IGBT元件T1，T4和T2，T3导通和关断的次数而到达控制电烙铁加热电阻丝产生定热量。所述方法通过调节高频PWM控制信号的占空比，去驱动IGBT，产生高频电源对电铬铁电阻丝加热，通过调节占空比的工作方式来改变定热量电烙铁的温度。
文档编号B23K3/03GK102009243SQ20101052179
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者丁阳喜, 余刚良, 刘百芬, 甘方成 申请人:华东交通大学