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[工仪] T12,T20,JBC245,JBC470四合一超级焊台DIY,能自动切换电压!终于搞定!

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发表于 2022-11-4 17:12:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 金向维 于 2022-11-5 10:55 编辑

今年第二次因为疫情长时间居家隔离。什么都能停,但是贷款要继续。没有收入快喝西北风了,整点活缓解一下郁闷的心情。
目标:做一个四合一焊台,支持T12,T20,JBC245,JBC470四种发热芯。当然不是同时插4个手柄,而是插1个手柄。焊台自动识别发热芯型号,自动切换电压。其中T12,T20,JBC245用24V电压,JBC470用48V电压。

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首先科普一下4种发热芯。外观对比如下图。图上的功率都是按官网的功率标的,如果和你认知的不一样就是你错了。
T20,电压27V,功率150W。即使24V供电,功率也有120W左右。
T12,电压24V,功率70W。
JBC245,功率130W。
JBC470,功率250W。
JBC的发热芯如果用DIY的板子,不能照抄原厂的电压,否则功率会大很多。鉴于此,电压也不标出来了。肯定是原厂焊台用较高的电压,再通过程序控制最大功率。不过DIY的直流控制板也可以增加功率控制功能。
IMG20221104122544.jpg
电源是淘宝买的功放专用开关电源,48V,350W,带主动PFC。
Screenshot_2022-11-04-12-19-18-74_090d9ae461b065c.jpg
加上邮费花了162块钱。这个电源看着做工不错,不过有很多坑。后文再详聊。
IMG_20221104_121748.jpg
看用料很不错。共模电感,安规电容,输出滤波电感,超大散热片一应俱全。电源装在了5*10*20cm尺寸的铝机箱上。
IMG20221101133008.jpg
要说用料不足之处,比较明显的是PFC升压电容只有100uF,输出滤波电容只有3个63V,470uF电容并联,容量不算大。
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所有的功率管和整流桥,大功率二极管都是固定在散热铝壳上的。
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缺点1:此电源稳压特性不好,随着温度升高,电压会明显下降,最多降三四伏不成问题。有人买了类似但不完全一样的电源,也是电压会掉。不知道是不是这种功放专用电源都这样。
缺点2:此电源纹波较大。
缺点3:输出功率要留有余量,如果达到或者超过额定功率,偶尔会产生很高的电压尖峰。不知是不是触发了过载保护又瞬间恢复造成的。尖峰电压很高,对滤波电容和负载不利。如下图所示!
缺点4:此电源会产生很强的干扰,影响焊台控制板工作。而且干扰还有一些奇怪的规律,下文再详聊。
不过大厂的48V小体积大功率电源特别贵,这也就凑合用吧。买的时候也不知道这么多缺点。
IMG20221102093414.jpg
接下来是控制板。首先拆掉旧版本的控制板。因为不支持电压切换,而且是线性降压,发热太大。
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换上新版本的五合一控制板。因为电压只能2档切换,放弃12V供电的JBC210,实际只能做四合一。
Screenshot_2022-11-04-13-43-33-44_090d9ae461b065c.jpg
板子正面。
IMG20221101154720.jpg
板子背面。
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板子侧面。
IMG20221101154747.jpg
板子用料。
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电压切换是靠继电器完成的。最好是用24V和48V两个电源。不过我这个机箱太小,只能装一个电源。就只能通过继电器控制开关电源的电压反馈电路来改变电压了!
继电器电源切换_副本.jpg
继电器触点吸合和释放逻辑能调,不过不是随意调,有3种选择。这里选默认。T20和T12逻辑一样,因屏幕太小写不下了。
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面板是0.8mm厚钢板+2.7mm厚半透明亚克力。
IMG20221101155341.jpg
航空插座换成镀金的。
IMG20221101155347.jpg
正面。
IMG20221101154952.jpg
侧面。
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点亮。
IMG20221101160155.jpg
松乐继电器,5V线圈电压。
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5脚继电器,单刀双掷,相当于3个引脚的开关一样。不要选单刀单掷的。
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接下来就是做电压切换电路了。首先研究48V电源的电压反馈电路。明显红色方框是TL431,2.5V电压基准。蓝框电阻是3.3K,黄框电阻是68K,左侧还有一个电位器微调电压,阻值两三百Ω,计算时暂且忽略不计。因为(68K/3.3K+1)*2.5V=54V,再加上微调,不就48V了吗。所以显然这就是电压反馈电路。

怎么改成24V呢?在68K电阻上再并联一个68K电阻,电压就离24V不远了(不过不是正好24V,电阻需要比68K小一点)。这个并联操作就是继电器完成的。电阻一头接好,另一头用继电器控制是否接上去。
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先看看不改的话,电压是48V。
IMG20221101134553.jpg
找个电阻并联上去。
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本以为成功,结果当头一棒,电压只降到了32.7V!即便大幅度减小并联的电阻阻值,电压也不再下降了。这离24V还差得远啊。似乎有一种神秘的机制限定了最低电压。
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因为这个电源很紧凑且元件互相遮挡,而且电源粘死在机箱上了,无法拆解。又是双面PCB,想要分析出来完整的电压反馈电路不太容易。费了很大周章才摸清了电路走向。

在输出电感的下边,藏着2个元件。红框是28V稳压二极管。黄框是2K电阻,这个角度看不见。改电压之所以失败,就是因为这个稳压二极管!
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电压反馈电路如下图(简化图)。蓝色箭头是28V稳压二极管,黄色箭头是光耦,和一个分流电阻并联。48V电压通过2K电阻,28V稳压二极管,光耦,到达TL431。TL431负责把光耦的负极下拉,下拉的越厉害,光耦的电压越高,开关电源的输出电压就越低。

大部分开关电源是没有这个28V稳压二极管的,也就是极端情况输出电压可以几乎全部加在光耦上。有了稳压二极管,输出电压必须大于稳压二极管的耐压,光耦上才有电压。因为电阻有2V压降,光耦有2V压降,TL431也有一点压降。28V+2V+2V=32V。所以电压到了32.7V就不再下降了!

那么是不是把稳压二极管替换成电阻或者去掉就能改24V成功呢?恐怕不是!它为什么要加一个稳压二极管呢?我猜是因为防止TL431击穿。如果没有稳压二极管,48V电压会完全加在TL431上。而TL431耐压没有这么高。
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正确的做法是把28V稳压管换成低稳压值的,比如15V的稳压管,改24V输出就成功了!

但问题是稳压管藏在电感的下边,无法拆卸。既然不能改元件,就只能加元件了。如下图红框所示,在原来2K电阻+28V稳压管的基础上,并联3.3K电阻和13V稳压管组合体,就解除了最低电压32.7V的限制!实测TL431实际承受的最高电压为29V,也不会击穿。
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本来1个元件就能改电压,实际用了3个元件。先搭棚试试。
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当当,改24V电压成功!
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这就是增加的3.3K电阻+13V稳压二极管。
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然后正式改装。2个白色热缩管里边就是增加的电阻和稳压管。继电器用双面胶粘在机箱上,然后和电压反馈电阻连上。
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全貌。
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右侧还接了JBC休眠座引脚。图上接错了,接到JBC换头引脚上了,后来又改正了。
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测试JBC245,切换低电压成功。
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同一个手柄,拔下245,插上470,切换高电压成功!这个很方便,因为245和470发热芯粗细一样,1个手柄能混着插。配合自动型号识别和自动电压切换,干粗活重活用470,干细活用245,只是拔插一下发热芯的事!
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正面。
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底面。这个焊台1公斤重。感觉刚刚好,既不会因为太轻碰一下就从桌面上滑走,也不会因为太重不好携带。
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背面有2个开关,1个DC插口,1个香蕉座(休眠座插口),1个品字带保险220V插口,中间2个小洞可以装3mm LED指示灯。DC插口,LED灯和多余的开关用来扩展功能,有好点子再随意发挥吧。本次DIY基本用不上。
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测试T12正常。
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测试JBC245正常。
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测试JBC470正常。
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测试T20正常。
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T20是27V,150W。它很特殊。发热体是陶瓷ptc,不是电阻丝。它的阻值随温度升高而升高。24V供电功率也超120W,远超T12。
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本来以为彻底搞定了,结果发现一个问题。这个开关电源会产生很强的干扰,因为面板是金属的,用手触摸面板的时候,T12的温度就会乱跳。JBC不明显,因为JBC测温电路输入阻抗小,抗干扰能力强。解决办法就是把面板用导线接到电源负极。导线用航空插的螺丝压在下面就行了。
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这回总该搞定了吧?结果又又又出问题了!这个电源特别奇怪,凉的时候干扰很大,热起来干扰就小了。刚开机T12温度跳动几十度,用一会就好了。通过冰箱冷却,加外部负载等办法控制变量,证明确实是电源随温度产生了变化,而不是控制板的问题。

同时发现,如果把面板远离机箱,电源就不会干扰控制板测温。也就是面板要和机箱绝缘。面板接负极,但机箱不接负极。于是把面板四周贴纸胶带绝缘。
IMG20221104115459.jpg
机箱4个螺丝孔贴胶带绝缘。
IMG20221104120124.jpg
把不锈钢螺丝换成尼龙螺丝。终于彻底搞定了,这下任何情况温度都不会乱跳了。
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搞定。
IMG20221102090415.jpg
搞定。
IMG20221102090527.jpg
晒晒桌面。
IMG20221104123411.jpg
因为误差较大,板子测量输出功率的功能最后取消了,只显示百分比。高压最后改成45V,低压改成24V了。


有没有大神知道为什么这种电源热起来电压会掉?为什么热起来干扰会减小?
全文完!










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发表于 2022-11-4 17:17:50 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
大佬又出新作品了,前排支持
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发表于 2022-11-4 17:40:45 | 显示全部楼层
漂亮 漂亮 干得漂亮~~~
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发表于 2022-11-4 17:55:32 | 显示全部楼层
这么大的体积的话,这个贵的电源的单我不买
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发表于 2022-11-4 18:04:34 | 显示全部楼层
电源热起来掉电压的问题,如果有电子负载,可以单独测试一下电源看看。
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发表于 2022-11-4 18:06:59 | 显示全部楼层
大神级别烙铁专家!
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发表于 2022-11-4 18:56:13 | 显示全部楼层
太厉害了  膜拜{:057:}{:057:}
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发表于 2022-11-4 19:00:22 | 显示全部楼层
这也太厉害了~
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发表于 2022-11-4 19:05:59 | 显示全部楼层
功放专用电源。。。居然纹波大,这搞到功放上不得底噪巨大。。
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发表于 2022-11-4 19:08:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 icec 于 2022-11-4 19:14 编辑

t12误差大会不会是改电压的原因?毕竟减小了50%可能工作的不是那么好了.要不用示波器对比一下48和24一下带载时的电源纹波?
然后,把继电器用pmos替换,缩短反馈线路试试?感觉有点长,可能也有影响
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发表于 2022-11-4 19:24:42 | 显示全部楼层
挺眼馋T20的,不过搜了下头子的价格然后默默的继续用我的T12了
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发表于 2022-11-4 19:27:09 | 显示全部楼层
在用你家的245控制板,很好用
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发表于 2022-11-4 19:33:34 | 显示全部楼层
感觉这个电源还不如用明伟s27-350改一个
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发表于 2022-11-4 19:35:52 | 显示全部楼层
图片清晰,步骤详细,高手就是高手
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 楼主| 发表于 2022-11-4 19:45:15 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
xljxlj 发表于 2022-11-4 19:05
功放专用电源。。。居然纹波大,这搞到功放上不得底噪巨大。。

测量不严谨。实际没这么大,不过也不小。
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发表于 2022-11-4 19:45:46 | 显示全部楼层
好豪华,就是电源有点让楼主不满以,感觉电源还是功率不够吧!
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 楼主| 发表于 2022-11-4 19:46:12 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
icec 发表于 2022-11-4 19:08
t12误差大会不会是改电压的原因?毕竟减小了50%可能工作的不是那么好了.要不用示波器对比一下48和24一下带载 ...

24和48V纹波并没有多大差别。
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 楼主| 发表于 2022-11-4 19:46:55 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
ww5223017240 发表于 2022-11-4 19:24
挺眼馋T20的,不过搜了下头子的价格然后默默的继续用我的T12了

二手的很便宜,也就20多块。甚至有十几块的。
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 楼主| 发表于 2022-11-4 19:47:28 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
ksj197706 发表于 2022-11-4 19:33
感觉这个电源还不如用明伟s27-350改一个

个头太大,机箱装不下电源。
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