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白光(HAKK)936烙铁原理和修理

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  HAKKO 低压烙铁原理和维修 HAKKO 是日本白光株式会社的商品标识,其主要生产焊锡用品,有低压烙铁.锡枪.热风枪.自 动拉锡线机.离子风扇.抽烟机以及烙铁温度测试仪等,其中用得较多的还是低压烙铁,像手机店修 手机的和厂里焊接用的,大多都是 HAKKO 这个标识的,之所以能有这么多用户主要还是由于它 具有温升快.防静电.并且能够恒温的特点,虽有这么多拥护者,但厂家出于其它原因一般都没有附 带原理图和电路图,这就给修理带来一些困难,针对此情况,本文就用得比较多和比较容易出故 障的 HAKKO936 型和 HAKKO951 型的原理和修理方法作一详细的介绍,希望能给有需要的朋友 提供一点帮助。 (-)HAKKO936 的工作框图见图 1,实物图和电路图见图 2 和图 3 经 D3 整流、C1 滤波、 R1 降 压 输 出 DC+20V DC+20V 电 压 供 给 IC2(LM324N)运算 放大器工作的电源 打开铬铁电源开关, 电 源 AC110V/220V 经保险管至变压器初 级 IC2 电压比较放大器 的 1 脚输出变大,至 IC1 的 4 脚电压也变 大,内部逻辑电路控 制信号发生器 IC2 的内部逻辑电路 控制内部信号发生器 停止输出至 6 脚输出 的振荡信号 IC2 的 6 脚停止振荡 信号输出后,Q1 也停 止导通,发热芯无供 电电压停止发热 由变压器变压降压后 次级输出 AC24V 至 PCB 板 当发热芯发热到 VR1 调节的温度后,温感 元件随温度升高而电 阻变大 Q1 的 T2 输出电压至 铬铁发热芯脚上来控 制其发热 IC1 的 6 脚输出交流 脉冲信号来驱动双向 可控硅 Q1 的 T1T2 脚 通断 经 D3 整流、电容 C2、 C3 滤波后,再由稳压 管 ZD1 稳 压 输 出 DC+5V 电压 R10 降压、ZD2 稳压 出 DC+10V 由 IC2 的 10 脚输入,经放大器 电压跟随后由 IC2 的 8 脚输出 10V 经 VR1(主温度调节 电位器)调节所需的 电压,再由 R12 限流 进入到 IC2 的 5 脚 IC2 电压跟随后 7 脚 输至 IC1 压控频率发 生器的比较负输入端 3脚 IC1 将比较电压与 5 脚输入的 DC+5V 电 压进行逻辑运算后来 控制内部信号发生器 的信号输出 DC+5V 供给 IC1、IC2 比较放大器的输入 端、电位器电压调节 工作 经 VR2(温度微调电 位器)调节后至 IC2 的 13 脚输入,12 脚 同时也输入 DC+5V IC1 将 3、4 脚输入的 电压进行比较输出电 压 IC2 根据温感电阻元 件的阻值变化与 R5 并联得出的电阻值来 决定 IC2 的反馈系数 即放大倍数 比较放大后电压从 IC2 的 14 脚输出经 R7 耦合至 2 脚输入 IC2 根据 2 脚的输入 电压和 3 脚输入的 DC+5V 电压进行比 较放大的电压由 1 脚 输出 IC2 的 1 脚输出电压 经 D1 检波、R14 至 IC1 的 2 脚及经 R13 至 IC1 的 4 脚(比较 器正输入端) 图1 1 电源部份:整机电源由 110V 或 220V(220V 机型)电源经过保险管 F1 到电源开关 SW1 输入到变压器 T1,经 T1 变出交流 24V,一端直接加到 IC1 的 7 脚和 IC2 的 4 脚以及 LED1 的 阳极和 Q1 的 T1 脚;另一端经 D1 半波整流经电阻 R1 限流和 C1C2C3 滤波加到 IC1 内部进行钳 位,产生直流约 15V 左右的电压供电路工作,同时 R3C4 把交流 50HZ 的信号耦合到 IC1 的 8 脚供 IC1 作振荡用。 2 发热过程:首先来看在没有手柄时:变压器输出的 24V 经电阻限流.ZD2 稳压后供给 IC2 10 脚,经 IC2 组成的电压跟随器跟随后从 8 脚输出 10V 的电压,此 10V 电压又分两路加到 IC1 的 3.4 脚上,通过调整 3.4 脚的电压高低来控制可控硅是否导通;第一路是由温度调节电位器 VR1 和电阻桥 R11R12R15R16 以及 IC2B 构成的一个电压跟随器,由于 VR1 是跨接在 5V 和 10V 的两端,所以 IC2b 7 脚电压也就只能在 5-10V 之间变化了,面板上的温度值也是对应于此电压 变化;另一路由用于温度微调的 VR2 和电阻以及 IC2D.IC2A 等组成直流放大器,10V 的直流电 经 IC2D.IC2A 后输出的电压经 R14 加到 IC1 的 4 脚,此时的电压约等于电源电压,而 IC1 3 脚 的电压最小是是 5V 最大时也就是 10V 就算调到最大也比 4 脚的电压低,这两路电压在经 IC1 的内部比较后从 2 脚输出一个高电平,此时 LED1 两端的电压接近相等而不发亮,这一状态再 经 IC1 的内部电路控制振荡器停止工作,从而控制 Q1 不导通;在分析插入手柄状态时先来看看 936 烙铁的手柄,从外形看和普通的手柄并没有什么不同,只是里面的发热芯中比普通的发热芯 多了一个热敏电阻,这个热敏电阻的阻值在常态下电阻是很小的大约 30Ω 左右,随着温度的升 高阻值会慢慢变大,现在再来看看插入手柄时电路的状态:手柄一插入里面的热敏电阻马上和 R5.C5 并联,此时相当于有个很小的电阻连在 IC2 的 13.14 脚上,10V 的电压通过 R7 加在了 IC2 的 2 脚上,此时 1 脚的电压马上由高电平变成了低电平,这个低电平经 R7 加到 IC1 的 4 脚,和 IC1 的 3 脚进行比较后从 2 脚输出低电平,LED1 发亮指示加热状态,IC1 2 脚的低电平在内部电 路处理后振荡器开始工作,并从 6 脚输出振荡脉冲,进而驱动 Q1 导通,发热丝得电开始发热。 3 恒温过程:随着烙铁慢慢的升温,其内部热敏电阻的阻值也跟随着温度的上升而增大,当加 热到一定程度时,热敏电阻的阻值也逐渐变大,从它这流过的电流也逐渐减小,IC2 1 脚的电压 也逐渐升高,加在 IC1 4 脚的电压也逐渐升高,当减小到一定程度时,IC1 4 脚的电压上升到刚 好比 3 脚的电压高时 2 脚的电压也就跟着变成了低电平,此时烙铁停止加热,热敏电阻从 30Ω 变 到刚好使 IC1 的 4 脚电压高于 3 脚时的这段时间即为加热时间。当烙铁停止加热后,发热芯里的 热敏电阻阻值也开始减小当减小到一定时由电容 C6 与 VR1 和 C5 与 VR2 组成的 RC 串联谐振电路 开始工作,对所调的速度进行控制,从而让发热丝按一定的节奏工作,让温度保持在一个定值。 LED1 和谐振电路时同步的;调节 VR2 就可以改变 IC1 4 脚的电压高低,从而改变振荡的时间间 隔,也就改变了烙铁得电加热的时间。 加热指示器 隔板 温度调节器 温度校正孔 下盖 变压器 上盖 PCB板 保2险丝 3 4 电源开关 图2 AC in SW1 R17 FG 1M F1 5 00 mA CN1 --3 AC in I C1/3脚>4 脚电压V o输出 I C1/3脚<4 脚电压V o无输出 I C1/1脚基准电压: 13.5 14.5 V V LLEEDD灯 灯灭 亮 T1 2 4V C1 C2 2 20 u F/5 0V 4 7u F/1 6 V R1 +5V 3 60 /3W GND ZD1 C3 4 7u F/1 6 V C4 D3 R3 GND GND 1 03 1 5K CN1 --4 VR1 3 00 +5 +5 R16 1 2K C6 6 1 04 R12 5 R1 51 30 K 1 4K R11 1 80 K 7 IC2 B LM3 24 REF 1 CO M 2INV- INV+ 3 4 AC GND8 7 Vo 6 Vs 5 AC1 .8 V +5 Q1 BT13 6 CN1 --5 R4 AC1 .3 V 3 30 IC 1 C1 70 1 C LED1 C9 +20 V 1 04 /24 0 V R2 1 K8 R13 1 00 K R10 5 80 9 +5V ZD2 10 +10 V IC2 C LM3 24 8 R14 1K R9 6 6K5 R6 2 7K VR2 3 00 R8 13 3 .8 K +5 12 R5 1K CN1 --1 C5 1 04 CN1 --2 +20 V 14 R7 2 IC2 D LM3 24 1 .5 K +5 3 11 4 D2 IC2 A D1 1 LM3 24 GND 图3 4 检修实例: ⑴936 烙铁电源,插上手柄不加热,指示灯也不亮,拆盖直观检查保险丝没烧断,测滤波电容 电压为 30V 左右,ZD1 两端为 5V 而 LM324 工作电压却只有 6V 左右,怀疑电路有短路,焊开 C1701C⑦脚电压不变,再焊开 LM324④脚电压回复到 18V,说明 LM324 已损坏,换新开机,不 插手柄指示灯不亮,LM324 的工作电压 16V 左右,插上手柄指示灯亮,烙铁正常发热,稍等一会 指示灯灭,再过一段时间,指示灯断续闪烁,说明烙铁已经修复。 ⑵同样是 936 烙铁源,插上手柄后不加热,指示灯常亮,烙铁手柄持续加热至手柄发红,断电 开盖测量 LM324 的工作电压,竟高达 26V,检查 R1 整流二极管 ZD1ZD2 均正常,至此只能怀疑 IC1 损坏导致不能将电压拉低,吸开⑦脚电压不变化,取下并换新,测电压已经恢复到 18V 左右 但还是不加热,怀疑 LM324 由于电压过高已烧坏,取下换新,试机工作正常。 ⑶故障原因:插上手柄能加热但是到了温度不会停。关掉电源拆盖测得 IC 工作电压正常用镊子 对地端接 LM324 的同相输入端,各输出端能跟着变化,说明 LM324 正常,把 VR1 调到最小还是 一样,用吸锡烙铁吸掉 R4,让可控硅失去控制电压,烙铁还是通红,到此真相总算太白了,原来 是可控硅击穿了,拆下换新,试机一切正常。 ⑷烙铁不加热,开盖检查发现电压已偏低,吸开 LM324 的供电脚,电压不变,把 C1701C 的供 电端也吸空,电压还是不变,从张元件那面认真看原件,没有发现元件烧毁,倒是发现 C1C2 好 像有点问题,拆下发现顶部已裂开了,于是换新试机,正常。 ⑸烙铁加热不停,凭经验首先怀疑是 LM324 损坏,换新故障不变,按正常来看只有插上烙铁手 柄等才亮,现在不插就亮了故障应该在 10 和 11 脚的外围元件,认线 电容换新试机正常。 ⑹烙铁加热不停,灯一直亮,首先怀疑 LM324 损坏,换新灯不亮,烙铁能加热,但是过不了多 久就停止加热灯也不闪烁,调一下 VR1 又可以加热,但仍然是加热了一会就停,仔细冤家查找各 个元件,没有问题,怀疑的原件全换新,还是一样,对电路板进行了几次地毯式的排查,都没有 发现问题,一次偶然的机会发现电路板焊接面竟然还焊着一个 360 欧的电阻,而两一面也焊了一 个,心想问题会不会就在这呢!拆下一个,试机,一切正常。 (二)HAKKO—951 HAKKO951 采用了一个 8 位的单片机来进行.检测.加热设置.和显示的控制,比 936 型改进了许 多,电路如图 4 所示 1 工作原理:开机 110V(220V)经变压器后输出两组电压,由 CN1 插座连接到主板上,一组 经 D1D2 整流和 C1C5C7 滤波 U2 Z1 稳压后产生±5V 电压供给 U1U3.U4,U1 开始上电复位,数 码管显示 3 个 888,指示电路复位,稍后进入正常工作状态,单片机 24 脚用于检测烙铁,当烙铁 手柄插入到 CN2 插座时,由于手柄内的 1 .3 脚里的导线是事先就已经连接在一起的了,所以没插 入以前就是短路的了,而 1. 3 脚又是通过手柄插座以及 R20 和单片机的 24 脚以及电路的地线相 连的!所以烙铁插入时也就把单片机的 24 脚通过电阻 R20 对地短路了,从而把 24 脚的电位拉低, 用 24 脚的电位高低来表示烙铁是否插入,低电平时说明已经插入,否则就表示没有烙铁,数码管 同时也会给出相应的显示,如果没有插入手柄蜂鸣器还会发出报警,提示你插入手柄;当 24 脚变 成低电平时,单片机便认为有烙铁,此时它便会从 13 脚输出负脉冲振荡信号加到光耦的 2 脚,此 时光耦得电里面的发光二极管发光,照射里面的光电场效应管,使场效应管导通,此时 24V 的交 流电压经光耦和 R4 加到可控硅的 G 极,可控硅导通,24V 的交流电经可控硅加到发热芯,烙铁 开始加热,同时还有一路经电阻 R12R14 加到 U3 的 3 脚,送到放大器里面进行放大,之后从 6 脚输出到单片机的 23 脚作检测信号,单片机同时把这个信号翻译成 8421 码驱动数码管显示温度 的变化!当温度升到设定值时,数码管数值停止变化,同时从 25 脚输出一个低电平驱动蜂鸣器报 警,表示温度已达到设定值,单片机根据此信号控制振荡器使其停止输出信号加热过程完成;稍 隔一段时间后转入恒温状态,断续从 13 脚输出脉冲控制发热芯断续加热。由于烙铁芯没有加热时 器阻值时比较到,就向灯泡一样,随着温度的上升阻值也跟着变小,而加在其两端的电压也会随 着烙铁芯电阻的变小而有所变低,而这个变化信号经电阻 R12 反馈到放大器里放大再送到单片机 处理后,就可以比较准确的判断烙铁的状态和温度的上升情况!也正是这样,当你拿的烙铁是没 有温度的插进烙铁源时,数码管就会从一个比较低的温度值开始显示加热,如果你拿的是带有温 度的烙铁插进去,它便会从一个比没有加热过的烙铁芯的温度值高一点的地方开始显示加热, 2 检修实例:①插进手柄能加热,温度能上升,数码管指示也正常,一直加热到烙铁芯通红也 不停,仔细观察发现:虽然烙铁芯加热到通红不会停,但是数码管用作做指示的的那个小数点, 会在加热一定时间后由常亮变为间断的闪烁,从这可以看出单片机的控制是正常的,并且也发出 了正确的信号了!应该是控制电路出问题了,导致加热失常,拆下外壳先用万用表测可控硅 G 极 的电压,发现电压和数码管小数点的变化相同,而烙铁芯的两端则一直有电压,这些现象表明可 控硅已经击穿,关电测可控硅 T1.T2 两极的正反电阻都接近为 0Ω ,确实已击穿,擦下换新!试 机已正常。需要注意的是:这种电路板采用了双面设计,拆卸时一定要多加注意! ②上电不加热,显示屏显示的数字也不会变,指示加热的小数点也不闪烁,从这种情况看好像 是加热的脉冲没有加到可控硅上,导致可控硅截止了,所以烙铁不加热。拆盖,测量 24V 的交流 电已经加到了可控硅的 T2 极上,可控硅已经导通,可控硅能导通也说明单片机基本是正常的,既 然电都已经加到了那么烙铁就应该发热啦!在普通的烙铁源上是这样的,电加到了烙铁芯就开始 发热,但是 951 的烙铁由于结构不同,所以设置了一个反馈环路用来感知烙铁的状态,现在烙铁 不发热问题肯定就出在反馈支路上,由于它不能提供一个正确的信号给单片机,所以单片机也就 不能发出持续加热的信号给可控硅了!用万用表电压档监测 U3 的 6 脚,发现没有晃动的脉冲,再 测 3 脚也是没有,正常时 3 脚是有一个晃动的脉冲的,顺着往前面找下去,先检查 R14 没发现异 常,当检测的 R12 时发现阻值已经变大了,开机试用镊子短路 R12,数码管马上从低温度值逐步 的上升,直到设定值,关机,找来一个 220Ω 的贴片电阻换上,试机,一切正常。在实际的使用 中发现 R12 阻值变大引发的故障占的比较多,表现出来的现象也不大相同,有的开机数码管会变 一下或者温度值能从低往高变,然后就报警不加热,有的则不变,特征是不加热同时数码管显示 不 会 变 。


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