快速升温智能无铅焊台控制器及其控制方法技术

本发明专利技术快速升温智能无铅焊台控制器及其控制方法涉及一种采用单片机作数字ＰＩＤ温度控制的快速升温智能无铅焊台控制器及其控制方法。控制器包括热电偶放大电路、冷端补偿电路、单片机、超温及故障检测电路、蜂鸣报警电路、继电器及其驱动电路、可控硅过零触发电路、ＬＥＤ数码管显示电路、整流稳压电路、键盘输入电路；热电偶放大电路由电阻（Ｒ９～Ｒ１２）、电容（Ｃ４）、运放（ＩＣ２Ａ）组成；冷端补偿电路由电阻（Ｒ４～Ｒ８）、二极管（Ｄ５）、可调电阻（Ｐ１）组成；超温及故障检测电路由电阻（Ｒ１３～Ｒ１６）、运放（ＩＣ２Ｂ）组成；可控硅过零触发电路由电阻（Ｒ２１～Ｒ２４）、可控硅光耦（ＩＣ４）、三极管（Ｎ４）、可控硅（Ｔ）组成；ＬＥＤ数码管显示电路由电阻（Ｒ２６～Ｒ３５）、三极管（Ｎ５～Ｎ７）、数码管（Ａ１～Ａ３）组成。

Fast temperature rise intelligent leadless welding platform controller and control method thereof

The invention relates to a fast temperature intelligent lead free welding platform controller and a control method thereof, relating to a fast temperature rise intelligent lead-free welding platform controller adopting a single chip microcomputer as a digital PID temperature control and a control method thereof. The controller comprises a thermocouple amplifier circuit, cold junction compensation circuit, MCU, overtemperature and fault detection circuit, alarm circuit, drive circuit, relay and thyristor zero trigger circuit, LED digital display circuit, a rectification voltage stabilizing circuit, keyboard input circuit; the amplifying circuit is composed of thermocouple resistance (R9 ~ R12), capacitance (C4), Op Amp (IC2A); cold end compensation circuit consists of a resistor (R4 ~ R8), diode (D5), adjustable resistance (P1); overtemperature and fault detection circuit is composed of resistors (R13 ~ R16), operational amplifier (IC2B); thyristor zero trigger resistance (routing R21 ~ R24), SCR optocoupler, transistor (IC4) (N4), silicon (T); LED digital tube display The circuit is composed of resistor (R26 to R35), triode (N5 to N7) and digital tube (A1 to A3).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种釆用单片机作数字PID温度控制的。属于锡焊电烙铁领域。
技术介绍
电烙铁在电子工业仪器仪表的工业生产上有着大量的使用范围，长期以 来存在着发热慢回温差的缺陷，特别是随着无铅焊接的广泛应用，传统的加 热方式的发热速度远远不能满足焊接要求。适应无铅焊接的烙铁(包括焊台 型烙铁)通常都要求90瓦以上的发热功率和较小热容量、较快热传导速度的 烙铁头，使得烙铁头的温度不容易控制精确。同时，因为大的加热功率和小 热容量的烙铁头，发生故障时烙铁头在短时间内就能烧红并烧毁，达到八九 百度以上，容易发生事故。烙铁头不使用时候空烧会大大縮短使用寿命。
技术实现思路
本专利技术目的是针对上述不足之处提供一种快速升温智能无铅焊台控制器 及其控制方法，采用单片机作数字PID温度控制的快速升温智能无铅焊台控 制器及其控制方法，使烙铁头在升温和回温速度极快的同时温度过冲小，恒 温精度高，故障时候能切断加热并报警，空闲时降温，防止烙铁头的空烧， 延长烙铁头的使用寿命。是采取以下方式案实现快速升温智能无铅焊台控制器包括热电偶放大电路、冷端补偿电路、单片机、 基准电压电路、超温及故障检测电路、蜂鸣报警电路、继电器及其驱动电路、可控硅过零触发电路、LED数码管显示电路、整流稳压电路、键盘输入电路、 基准电压电路。热电偶放大电路由电阻R9 R12、电容C4、运放IC2A组成。冷端补偿 电路由电阻R4 R8、 二极管D5、可调电阻Pl组成。单片机IC5采用 PIC16F819单片机。基准电压电路由电阻R1 R3、电压基准IC3、可调电阻 P2、电容C6等组成。超温及故障检测电路由电阻R13 R16、运放IC2B组 成。蜂鸣报警电路由电阻R17、三极管N1、蜂鸣器B组成。继电器及其驱 动电路由电阻R18 R20、三极管N2、 N3、 二极管D6、继电器J组成。可 控硅过零触发电路由电阻R21 R24、可控硅光耦IC4、三极管N4、可控硅T 组成。LED数码管显示电路由电阻R26 R35、三极管N5 N7、数码管A1 A3 组成。整流稳压电路由二极管D1 D4、电容C1 C3、稳压块IC1组成。键盘 输入电路由微动开关S1 S3、电阻R38组成。基准电压电路由电阻R1、电 压基准IC3组成。快速升温智能无铅焊台控制器的控制方法为热电偶放大电路对烙铁头 内的热电偶温度信号进行放大，冷端补偿电路对环境温度引起的热电偶信号 误差进行补偿，放大后的热电偶温度信号进入单片机内的AD转换电路转换 为数字信号，单片机根据设定温度和测量温度的差值计算出控制脉冲时间比 例，通过可控硅过零触发电路控制烙铁发热体加热功率的大小；同时单片机 将采集的实时温度信号送LED数码管进行数字显示。另外一路放大后的热电 偶信号进入超温及故障检测电路，若出现超温及故障时输出信号使得蜂鸣器报警电路报警，同时输出信号使继电器断开，切断加热电源。本专利技术的采用单片机PIC16F819控制的数字PID控温电路，在烙铁头温度接近设定温度时，用时间比例控制技术控制发热体的加热功率，使烙铁头温度接近无过冲的升到设 定温度，到达设定温度后，发热体在一个较低的加热功率下，使烙铁头的温 度波动范围较小，而当烙铁头温度偏离设定温度时候，单片机通过检测热电 偶信号智能判断加热功率的大小，使得温度回升过程中也不会偏离设定温度 过大，从而保证恒温的精度。同时，采用闲时休眠电路可降低能源消耗和延 长烙铁头使用寿命，故障检测电路可更加保证使用的安全。采用单片机PIC16F819控制 的数字PID (比例、积分、微分)烙铁头温度控制电路和附加的独立超温和 故障保护电路以及空闲状态的休眠功能。使烙铁头在升温和回温速度极快的 同时温度过冲小，恒温精度高。若有意外情况出现故障时候能够自动切断加 热电源并声讯报警。 一段时间不使用烙铁后，能自动降低烙铁头温度，防止 烙铁头的空烧，延长烙铁头的使用寿命。对烙铁头的温度控制采用可 控硅过零触发电路，用时间比例来调节烙铁头的加热功率，而加热功率又通 过数字PID算法来控制，从而达到升温及回温速度极快的同时温度过冲小， 恒温精度高的效果。采用附加的独立保护电路， 在焊台发生热电偶开路、可控硅短路等意外故障时能断开继电器J，切断烙 铁头的加热电源，并发出声讯报警，从而提醒工作人员检修和防止发生更大的故障或事故。快速升温智能无铅焊台控制器的空闲状态的休眠功能，通过烙铁头内置 的热电偶感知焊接时候的温度跌落，从而判断出焊台的使用情况，在一定时 间(如20分钟)不使用焊台时，焊台自动转到较低温度的休眠状态，可有效 延长烙铁头的使用寿命。 附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1是快速升温智能无铅焊台控制器的控制电路框图。图2是快速升温智能无铅焊台控制器的控制电路原理图1。 图3是快速升温智能无铅焊台控制器的控制电路原理图2。 具体实施例方式参照附图1 3，快速升温智能无铅焊台控制器包括热电偶放大电路、冷 端补偿电路、单片机、基准电压电路、超温及故障检测电路、蜂鸣报警电路、 继电器及其驱动电路、可控硅过零触发电路、LED数码管显示电路、整流稳 压电路、键盘输入电路、基准电压电路。热电偶放大电路由电阻R9 R12、电容C4、运放IC2A、热电偶RD组成。 冷端补偿电路由电阻R4 R8、 二极管D5、可调电阻P1组成。单片机IC5 采用PIC16F819单片机。基准电压电路由电阻R1 R3、电压基准IC3、可调 电阻P2、电容C6组成。超温及故障检测电路由电阻R13 R16、运放IC2B 组成。蜂鸣报警电路由电阻R17、三极管N1、蜂鸣器B组成。继电器及其 驱动电路由电阻R18 R20、三极管N2、 N3、 二极管D6、继电器J组成。 可控硅过零触发电路由电阻R21 R24、可控硅光耦IC4、三极管N4、可控硅T组成。LED数码管显示电路由电阻R26 R35、三极管N5 N7、数码管A1 A3 组成。整流稳压电路由二极管D1 D4、电容C1 C3、稳压块IC1组成。键盘 输入电路由微动开关S1 S3、电阻R38组成。基准电压电路由电阻R1、电 压基准IC3组成。在快速升温智能无铅焊台控制器的控制器电路中，电源变压器输出的一组 电压 V1与二极管D1 D4相连，二极管D1 D4与电容C1、 C2相连，电容 Cl、 C2与稳压块IC1的1脚相连，稳压块IC1的3脚与电阻R24、电容C3、 电阻R1、 R25、 R14、电容C5、电阻R19、 二极管D6、继电器J、蜂鸣器B、 运放IC2的8脚、单片机IC5的14脚、电容C9、 CIO、三极管N5、 N6、 N7 相连，稳压块IC1的2脚与电容C1、 C2、 C3、三极管N1 N4、电阻R15、 发光二极管Ll、电容C9、 CIO、电阻R38、单片机IC5的5脚相连；运放IC2A 的4脚与电容C4、电阻Rll、 R8、 二极管D5、电阻R5、电压基准IC3、电 阻R3、单片机IC5的1脚相连；单片机IC5的18脚(VCTL)与电阻R21 相连，电阻R21与三极管N4相连，三极管N4与可控硅光耦IC4的2脚相 连，可控硅光耦IC4的1脚与电阻R24相连；电源变压器的另一组输出电压 V2连接到负载RL和继电器J的常开触点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速升温智能无铅焊台控制器，其特征在于包括热电偶放大电路、冷端补偿电路、单片机（ＩＣ５）、超温及故障检测电路、蜂鸣报警电路、继电器及其驱动电路、可控硅过零触发电路、ＬＥＤ数码管显示电路、整流稳压电路、键盘输入电路、基准电压电路； 热电偶放大电路由电阻（Ｒ９～Ｒ１２）、电容（Ｃ４）、运放（ＩＣ２Ａ）、热电偶（ＲＤ）组成；冷端补偿电路由电阻（Ｒ４～Ｒ８）、二极管（Ｄ５）、可调电阻（Ｐ１）组成；超温及故障检测电路由电阻（Ｒ１３～Ｒ１６）、运放（ＩＣ２Ｂ）组成；蜂鸣报警电路由电阻（Ｒ１７）、三极管（Ｎ１）、蜂鸣器（Ｂ）组成；继电器及其驱动电路由电阻（Ｒ１８～Ｒ２０）、三极管（Ｎ２、Ｎ３）、二极管（Ｄ６）、继电器（Ｊ）组成；可控硅过零触发电路由电阻（Ｒ２１～Ｒ２４）、可控硅光耦（ＩＣ４）、三极管（Ｎ４）、可控硅（Ｔ）组成；ＬＥＤ数码管显示电路由电阻（Ｒ２６～Ｒ３５）、三极管（Ｎ５～Ｎ７）、数码管（Ａ１～Ａ３）组成；整流稳压电路由二极管（Ｄ１～Ｄ４）、电容（Ｃ１～Ｃ３）、稳压块（ＩＣ１）组成；键盘输入电路由微动开关（Ｓ１～Ｓ３）、电阻（Ｒ３８）组成；基准电压电路由电阻Ｒ１、电压基准ＩＣ３组成；在控制器电路中，电源变压器输出的一组电压～Ｖ１与二极管（Ｄ１～Ｄ４）相连，二极管（Ｄ１～Ｄ４）与电容（Ｃ１、Ｃ２）相连，电容（Ｃ１、Ｃ２）与稳压块（ＩＣ１）的１脚相连，稳压块（ＩＣ１）的 ３脚与电阻（Ｒ２４）、电容（Ｃ３）、电阻（Ｒ１、Ｒ２５、Ｒ１４）、电容（Ｃ５）、电阻（Ｒ１９）、二极管（Ｄ６）、继电器（Ｊ）、蜂鸣器（Ｂ）、运放（ＩＣ２）的８脚、单片机（ＩＣ５）的１４脚、电容（Ｃ９、Ｃ１０）、三极管（Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７）相连，稳压块（ＩＣ１）的２脚与电容（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、三极管（Ｎ１～Ｎ４）、电阻（Ｒ１５）、发光二极管（Ｌ１）、电容（Ｃ９、Ｃ１０）、电阻（Ｒ３８）、单片机（ＩＣ５）的５脚相连；运放（ＩＣ２Ａ）的４脚与电容（Ｃ４）、电阻（Ｒ１１、Ｒ８）、二极管（Ｄ５）、电阻（Ｒ５）、电压基准ＩＣ３、电阻（Ｒ３）、单片机（ＩＣ５）的１脚相连；单片机（ＩＣ５）的１８脚（ＶＣＴＬ）与电阻（Ｒ２１）相连，电阻（Ｒ２１）与三极管（Ｎ４）相连，三极管（Ｎ４）与可控硅光耦（ＩＣ４）的２脚相连，可控硅光耦（ＩＣ４）的１脚与电阻（Ｒ２４）相连；电源变压器的另一组输出电压～Ｖ２连接到负载（ＲＬ）和继电器（Ｊ）的常开触点，负载（ＲＬ）连接...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓉建，刘德林，周春生，
申请(专利权)人：南京华夏电器有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]