电磁感应电烙铁
2019-02-12韩善强韦玉平
韩善强 韦玉平
[摘 要] 电烙铁是电工电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件及导线，按机械结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁;按功能可分为无吸锡电烙铁和吸锡式电烙铁;根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。现在市面上最常见的电烙铁都是用电阻丝作为发热元件，结构虽然简单，可是也存在着电线容易烫坏漏电，发热元件漏电等安全隐患，尤其是在学生实习过程中，可能出现触电的安全事故，所以设计这款电磁感应电烙铁，解决了一般电烙铁存在的安全隐患。
[关键词] 电磁感应;发热元件;用电安全;高频振荡电路
一、研究背景
学校在安排电子实习过程中，电烙铁是必不可少的工具，而在实习期间，学生常常因为粗心大意，将电线烫坏引起短路，又或在使用中不注意检查电烙铁的状况，引起触电现象。安全小事故常有发生，鉴于此种情况，设计这款电磁感应电烙铁，将电烙铁的电压降低到安全电压之下，从而避免了触电情况发生。
二、电磁感应加热的原理
1.漩涡现象：在金属导体外面绕上线圈，再让线圈通入交变电流，那么线圈中就产生交变磁场。作用于金属导体上，在金属导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡。
在金属块中形成闭合回路的感应电流叫作涡电流，简称涡流，由于金属导电性强，产生的电流很大。
2.涡流说白了就是電磁感应的一种情况，而有两种情况可以产生电磁感应现象：
a.闭合电路中的一部分导体与磁场发生相对运动。
b.穿过闭合电路的磁场发生变化。
3.利用涡流现象，可以很好地为人类服务，其中由于涡流电流很大，在导体中可以瞬间产生热量，在工业中可以用来制热。
4.电磁感应发热原理：使用电子控制技术，在线圈上加上高频电压，产生交变磁场，从而在线圈中的金属中产生涡流现象，产生高效率的清洁热能。
三、电磁感应电烙铁结构（如图所示）
四、控制器
主要由四个部分组成，分别是整流降压电路、滤波电路、高频输出电路、高频信号发生电路。
1.整流降压电路
作用：将220V交流电压转换成15V的直流电压。
电路说明：主要由四个晶闸管组成桥式整流电路，通过调节晶闸管的导通角来实现整流降压的效果。在输入电路中，要加上保护保险，以防止短路等现象发生。
2.滤波电路
作用：主要是将整流降压电路过来的波动电压，变成平稳的直流电。
结构：由电容和电感组成П型滤波电路，其中电感线圈的功率跟烙铁的功率成正比。
3.高频信号电路
作用：产生高频触发信号，给整流降压电路的晶闸管提供需要的触发信号，同时给高频输出电路的大功率三极管提供开关触发信号。
结构：信号电路主要使用555集成电路组成的振荡电路，这种电路性能稳定，价格便宜，电路设计成熟，可以拿来使用，只要调整一下信号的频率就可以。
4.高频输出电路
作用：向电磁线圈提供稳定可靠的高频电流，使得电磁线圈产生交变磁场，从而在线圈内的烙铁头上产生漩涡现象发热。
组成：主要由大功率开关三极管组成，其中还要加上限流电阻，从而达到保护电路的目的。
5.烙铁头
由于是使用电磁感应原理，线圈作用于铁才能更好地产生热效应，所以这里的烙铁头需要特制，在铜外圈中间钳上铁芯，才能更好地发热。
五、安全问题
现在最常见的电烙铁是电阻丝加热电烙铁，这就存在着漏电问题，容易产生触电现象，现在电磁感应电烙铁是由控制器输出15V电压，即便出现漏电，也在安全范围之内，就算是连接线烫坏了，发生短路，控制器中的保护装置也会将电路切断。
参考文献：
[1]基于高频涡流模式的高效率电烙铁的研究与设计[D].延吉：延边大学，2015.
[2]王向华，李莉，刘南平.智能型多功能电烙铁的研制[J].天津师范大学学报（自然科学版），2007（1）：66-68.
[作者单位]
江苏省连云港工贸高等职业技术学校
（编辑：张佳琪）
