新型多功能無線電烙鐵

肖 瑞 ，劉 敏

（惠州學(xué)院，廣東 惠 州516007）

1 引言

電烙鐵是電子研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試和維修不可缺少的工具。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，電烙鐵也在不斷的更新?lián)Q代，以適應(yīng)人們的需求。本文所研制的多功能電烙鐵是一種新型的無線電烙鐵，能以兩種方式充電，具有低壓斷路保護(hù)和低壓報(bào)警功能，并且還帶有防燙保護(hù)套管和清潔器套管，不僅避免燙傷使用者，而且便于使用者清潔烙鐵頭，使用十分方便、安全且不受操作距離限制。該項(xiàng)科技成果已獲得國家實(shí)用新型專利權(quán)。

2 背景技術(shù)

現(xiàn)有的電烙鐵一般由烙鐵頭、烙鐵芯、手柄和電源線組成。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電烙鐵電源線的長度為1.8 m以上。若電源線太長，則操作臺(tái)面會(huì)顯得凌亂，并且電烙鐵很容易燙壞電源線及其附近的物品；若電源線太短，則限制使用者的可操作范圍。市面上現(xiàn)有的無線電烙鐵一般都是槍形的，體積較大，攜帶不方便；充電方式單一，在無充電器的情況下，無法及時(shí)對(duì)電池充電；當(dāng)電池電量快耗盡時(shí)，不能及時(shí)提醒使用者充電，使用起來不夠人性化。為了解決上述問題，本課題組研制出一種新型無線電烙鐵。

3 無線電烙鐵的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

3.1 電路設(shè)計(jì)

該種無線電烙鐵的電子線路包括低壓報(bào)警電路、低壓斷路保護(hù)電路、加熱電路和穩(wěn)壓電路。電路原理如圖1所示。

圖1 新型無線電烙鐵的電路原理

圖1中，低壓報(bào)警電路包括串聯(lián)于鋰電池輸出端與地之間的電位器RP1，雙電壓集成比較器U1。電位器RP1的第三端連接集成比較器U1內(nèi)第一比較器的反相輸入端，比較器U1的同相輸入端接5V固定電壓，輸出端連接三極管T1。當(dāng)鋰電池電壓下降到一定電壓以下，使電位器RP1的輸出電壓低于第一比較器同相輸入端電壓，則第一比較器輸出高電平，三極管T1導(dǎo)通，指示燈D1亮，蜂鳴器B1鳴叫報(bào)警提醒使用者為鋰電池及時(shí)充電。蜂鳴器B1一端連接三極管開關(guān)電路，從三極管開關(guān)電路取電，而另一端通過開關(guān)K1接地，當(dāng)蜂鳴器B1報(bào)警后，可通過開關(guān)K1將其關(guān)閉，避免蜂鳴器B1的持續(xù)鳴叫干擾周圍，但指示燈D1仍然長亮提醒著使用者。

低壓斷路保護(hù)電路包括串聯(lián)于鋰電池輸出端與地之間的電位器RP2，雙電壓集成比較器U1，電位器RP2第三端連接集成比較器U1內(nèi)第二比較器的反相輸入端，第二比較器的同相輸入端接5V固定電壓，輸出端連接一開關(guān)晶體管VT，開關(guān)晶體管VT連接一繼電器K。

加熱電路包括一加熱絲R5，繼電器K的6號(hào)腳接地，1號(hào)腳接12 V鋰電池的陽極，2號(hào)腳接電烙鐵加熱絲R5的一端，加熱絲R5另一端接地。當(dāng)鋰電池電壓下降到危險(xiǎn)電壓以下使電位器RP2第三端輸出電壓低于第二比較器同相輸入端電壓，則第二比較器輸出高電平，晶體管VT導(dǎo)通，則繼電器K斷開鋰電池與加熱絲，對(duì)鋰電池進(jìn)行低壓斷路保護(hù)，防止鋰電池過放損壞。

穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓器LM7805，其1腳與12V鋰電池的陽極和電容C1的陽極連接，2腳與電容C1、C2的陰極、12V鋰電池的陰極連接，將12V鋰電池轉(zhuǎn)換成5V電壓輸出。LM7805的3腳與電容C2陽極、電阻R2另一端、三極管T1的集電極、U1的3號(hào)腳、U1的5號(hào)腳、U1的8號(hào)腳、電阻R4的另一端、晶體管VT的集電極連接。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該種新型無線電烙鐵是一種手持內(nèi)熱式電烙鐵。根據(jù)人體工學(xué)之要求，考慮到人手的生理結(jié)構(gòu)和人操作的自然姿勢(shì)，故將其設(shè)計(jì)為如圖2所示的結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)使用者操作時(shí)，烙鐵手柄末端的彎角部分，剛好搭在人手的虎口上，使操作者抓握牢靠且長時(shí)間操作不易疲勞。

圖2 新型無線電烙鐵結(jié)構(gòu)

新型無線電烙鐵主要由電烙鐵頭、手柄、電烙鐵防燙保護(hù)套管和清潔器套管組成。手柄上安裝有低壓報(bào)警指示燈2，低壓報(bào)警控制開關(guān)3，電源指示燈5，電源總開關(guān)6，充電器接口7，充電插頭的推動(dòng)按鈕8；在手柄內(nèi)部設(shè)有充電插頭9，充電鋰電池10，雙面電路板11和接線柱12；手柄4上與電烙鐵芯13相接的一端設(shè)有螺紋14，防燙保護(hù)套管15兩端設(shè)螺紋，一端螺紋15－1與烙鐵頭上的螺紋14相配合，另一端螺紋15－2與清潔器套管16上的螺紋16－1配合；清潔器套管16內(nèi)設(shè)清潔物品16－2，在清潔器套管側(cè)面設(shè)有用于支撐烙鐵頭的支架16－3，具體當(dāng)烙鐵架使用時(shí)見圖3。

圖3 新型無線電烙鐵烙鐵架

4 功能實(shí)現(xiàn)

4.1 兩種充電方式

新型無線電烙鐵可通過兩種方式給鋰電池充電。該種電烙鐵所采用鋰電池的規(guī)格是12 V，3 000 m A。當(dāng)充電接口7外接充電器時(shí)，根據(jù)外接充電器的不同，快充一般需3 h即可充滿，慢充一般需要8 h；當(dāng)無外接充電器時(shí)，可直接推出充電插頭的推動(dòng)按鈕8，將充電插頭9插入外部電源的插孔，給鋰電池進(jìn)行充電。充電鋰電池的電池盒內(nèi)部采用過載、過壓和短路保護(hù)電路，當(dāng)鋰電池使用不當(dāng)時(shí)，內(nèi)部電路會(huì)自動(dòng)切斷電源造成無電壓輸出，此時(shí)只需重做一次充電步驟便能恢復(fù)電源輸出。如果充電鋰電池?fù)p壞，可打開電烙鐵的手柄，更換充電鋰電池后可繼續(xù)使用。

4.2 低壓報(bào)警

在操作過程中，當(dāng)工作電壓低于設(shè)定電壓時(shí)，指示燈2即刻變亮，同時(shí)蜂鳴器B1鳴叫，提醒使用者及時(shí)充電，為了避免蜂鳴器的長時(shí)間鳴叫干擾周圍，可以通過低壓報(bào)警控制開關(guān)3關(guān)閉報(bào)警器，但此時(shí)指示燈2仍亮，直至低壓斷路保護(hù)系統(tǒng)斷開電源，指示燈熄滅。

4.3 低壓斷路保護(hù)

當(dāng)鋰電池電壓較低時(shí)，為防止損壞鋰電池，在整個(gè)電路中設(shè)置了低壓斷路保護(hù)電路。一旦鋰電池電壓低于電池本身的保護(hù)電壓時(shí)，電路將即刻切斷鋰電池供電線路。

4.4 具有防燙保護(hù)和清潔烙鐵頭功能

當(dāng)使用著長時(shí)間不用電烙鐵時(shí)，可以擰上防燙保護(hù)套管，避免操作不當(dāng)引起燙傷；當(dāng)使用者需要清潔電烙鐵頭時(shí)，只需將烙鐵頭插入清潔器套管即可清潔；當(dāng)使用者短時(shí)間不用電烙鐵時(shí)，只需將清潔器套管取下即可當(dāng)烙鐵架使用，非常方便。

5 結(jié)論

該種新型多功能無線電烙鐵采用鋰電池供電，經(jīng)測(cè)試在電池充滿的情況下，以30 W的工作狀態(tài)，可連續(xù)操作1 h，焊接120個(gè)焊點(diǎn)。與常見電烙鐵相比，一方面它擺脫了電源線的束縛，便于攜帶，并且能以兩種方式充電，具有低壓斷路保護(hù)功能和報(bào)警功能，電烙鐵本身帶有防燙保護(hù)套管和清潔器套管，增強(qiáng)了智能化和人性化設(shè)計(jì)，使用更加安全可靠；另一方面其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，元器件選擇大眾化，易于轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品推廣。

［1］崔雁松，郭繼昌，張榮新，等.一種安全智能型電烙鐵的研制［J］.電子工藝技術(shù)，2006，27（5）：299～301.

［2］伍卓章，廖 敏，徐利偉.焊吸兩用電烙鐵創(chuàng)新設(shè)計(jì)［J］.包裝工程，2010，31（24）：32～35.

［3］王向華，李 莉，劉南平.智能型多功能電烙鐵的研制［J］.天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（1）：66～68.