焊台的温度控制系统的制作方法

本实用新型涉及电子焊接技术领域，尤其涉及焊台的温度控制系统。

背景技术：

焊台是一种常用于电子焊接工艺的手动工具，通过给焊料(通常是指锡丝)供热，使其熔化，从而使两个工件焊接起来。有很多方法来控制焊台的温度，最简单的一种就是可调式电量控制，焊台通过烙铁给工件快速传热从而控制温度。另外一种方法就是利用温控器，通过打开或是关闭电源来控制温度。还有一种比较高级的解决方法，使用集成芯片来检测烙铁头的温度，然后调整温控器的电量来控制温度。当烙铁头温度低于设定温度，主机接通，供电给温控器发热，当烙铁头温度高预设定温度，主机关闭，停止发热。但这种恒温焊台的缺点是：焊台的恒温是相对恒温的，对于焊台的温度控制，只考虑到烙铁头的温度，没有结合焊台周围环境的温度进行温度控制，当环境温度变化过大时，输出温度就不会恒定在设定温度，导致调节的温度不准确，使焊台手柄因温度过高烧坏。

因此，现有技术中的缺陷是，现有的焊台温度控制系统，由于只考虑烙铁头的温度，根据烙铁头的温度进行焊台温度的调节，没有考虑到周围环境的温度影响，使检测到的焊台温度不准确，会造成焊台手柄因温度过高烧坏，浪费电能。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种焊台的温度控制系统，采用了多路传感器与控制芯片共同检测焊台的温度，对焊台进行温度调控，使焊台的温度在使用时处于恒温状态，不用的时候进入休眠状态，使焊台手柄不会因为温度过高而烧坏，同时节约了电能。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：

本实用新型提供一种焊台的温度控制系统，包括：

控制芯片，与所述控制芯片连接的电源电路、显示屏、控制采样电路、多路传感器和手柄；

所述电源电路与所述显示屏、控制采样电路、多路传感器和手柄连接，为整个系统供电；

所述多路传感器用来检测所述焊台工作过程产生的数据；

所述手柄包括绝缘材料、发热芯和烙铁头；

所述控制采样电路包括功率控制电路、采样电路和基准信号源电路；

所述控制采样电路与所述手柄连接；

所述功率控制电路控制所述手柄的发热芯工作；

所述采样电路用来采集所述手柄的发热芯的温度信号；

所述基准信号源电路将从所述手柄的发热芯采集到的温度信号传送至所述控制芯片；

所述显示屏用来显示所述多路传感器检测到的数据和所述温度信号；

所述控制芯片对所述系统的温度进行控制。

本实用新型提供的焊台的温度控制系统，其技术方案为：焊台开始工作，通过所述采样电路采集所述手柄的发热芯的温度信号；然后经过所述基准信号源电路，将从所述手柄的发热芯采集到的温度信号传送至所述控制芯片；同时，通过多路传感器检测所述焊台工作过程产生的数据，将这些数据与检测到的温度信号进行处理，得到焊台此时工作的温度，通过显示屏将这些数据显示出来，通过控制控制芯片进行焊台温度的调控，使焊台的温度一直处于恒温，另外，如果在控制芯片设定的时间内手柄不处于工作状态，通过控制芯片使焊台处于休眠状态，此时手柄不再持续加热，保护焊台手柄避免长时间造成损坏，节省电能，延长焊台手柄的使用寿命，且保证焊台的操作安全；当再一次使用手柄工作时，会通过控制芯片控制发热芯自动加热，加热到设定的温度继续工作。

本实用新型的焊台的温度控制系统，采用了多路传感器与控制芯片共同检测焊台的温度，对焊台进行温度调控，使焊台的温度在使用时处于恒温状态，不用的时候进入休眠状态，使焊台手柄不会因为温度过高而烧坏，同时节约了电能。

进一步地，所述多路传感器包括热电偶、水银开关、震动开关和NTC电阻。

通过多路传感器检测焊台工作时，周围的环境温度，配合手柄的发热芯温度对焊台进行温度控制，多路传感器检测的周围环境温度越多，越详细，可使对焊台温度的控制更准确。

进一步地，所述采样电路为由热电偶和NTC电阻成的双路采样电路。

由热电偶和NTC电阻成的双路采样电路采集到的温度精确高，误差小。

进一步地，所述震动开关为滚珠开关，所述滚珠开关与所述手柄外部连接，用来感应所述手柄的开关状态。

滚珠开关也叫钢珠开关，珠子开关，是震动开关的一种，通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或者断开的。在手柄外部连接一个滚珠开关，用来控制手柄的开关，当人拿起手柄时，手柄通过滚珠开关的连通，进行加热，可通过滚珠开关来感应手柄是否处于工作状态。

进一步地，所述控制芯片为STC32单片机。

采用单片机作为控制芯片，STC32单片机是基于ARM-CORTEX-M3内核的32位单片机，功耗低，可节省焊台的耗电量。

进一步地，所述显示屏为数码管显示屏或OLED显示屏。

采用数码管或是OLED显示屏来显示温度及其他数据，是由于这两种显示屏在电路中的连接关系简单，显示稳定，可满足焊台显示数据的功能。

进一步地，所述电源电路为开关电源电路。

在开关电源电路中，基本类型有4种：单端反激式、单端正激式、半桥式和全桥式。对于100W以下的开关电源，多采用单端反激式变换器，反激式功率变换电路中的变压器，除了起隔离作用之外，还具有储能的功能。反激式功率变换电路结构比较简单，输出电压不受输入电压的限制，亦可提供多路电压输出，因此本实用新型的焊台选用开关电路作为供电电路。

进一步地，还包括多功能旋钮，所述多功能旋钮与所述控制芯片连接，用来控制输出，调节所述显示屏的显示菜单。

通过多功能旋钮调节显示屏的显示菜单，结构简单，操作方便，只需旋转按钮即可通过控制芯片调节显示屏的显示菜单。

进一步地，所述多功能旋钮为EC11旋转式编码器。

EC11旋转式编码器结构简单，操作方便，只需左转或右转编码器即可通过控制芯片调节显示屏的显示菜单。

进一步地，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述控制芯片连接，用于报警。

当焊台的温度过高会通过蜂鸣器对使用者发出报警提醒，提高使用焊台的安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种焊台的温度控制系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种焊台的温度控制系统的控制系统示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种焊台的温度控制系统的控制采样电路图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种焊台的温度控制系统的开关电源电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种焊台的温度控制系统的结构示意图；如图1所示，实施例一提供的一种焊台的温度控制系统，包括：

控制芯片1，与控制芯片1连接的电源电路2、显示屏3、控制采样电路4、多路传感器5和手柄6；

电源电路2与显示屏3、控制采样电路4、多路传感器5和手柄6连接，为整个系统供电；

多路传感器5用来检测焊台工作过程产生的数据；

多路传感器5包括热电偶、水银开关、震动开关和NTC电阻；

其中，热电偶集成在发热芯的内部，通过导线与采样电路连接，热电偶用于直接测量手柄6中发热芯的温度，并把检测到的温度信号转换成热电动势信号；

水银开关设置在手柄6内，水银开关通过导线与控制芯片1连接，水银开关主要采样手柄6的状态，将手柄6放置在焊台支架的时候，水银开关闭合，当拿起手柄6时，水银开关将触发信号送到控制芯片1；

震动开关设置于手柄6内，震动开关通过导线与控制芯片1连接，震动开关也称为震动传感器，也就是在感应震动力大小将感应结果传递到电路装置，并使电路启动工作的电子开关，因此采用震动开关检测手柄6的状态，当拿起手柄6时，震动开关将检测到的信号发送到控制芯片1，将手柄6是否开始工作的状态发送至控制芯片1。

NTC电阻设置在控制采样电路4的电路板上，NTC热敏电阻通过导线与控制芯片1连接，NTC热敏电阻是一种随着温度的变化其电阻阻值呈相反趋势变化，且变化率极大的半导体电阻器。通常热敏电阻可用在温度检测、温度补偿、防浪涌等场合。因此本实用新型中NTC电阻主要对室温进行采样，将采样信号送到控制芯片1，与其他传感器采样的温度信号进行比较后，控制芯片1输出精确控制信号，控制发热芯温度更精确。

手柄6包括绝缘材料、发热芯和烙铁头；

具体地，手柄6为五芯插口。

控制采样电路4包括功率控制电路、采样电路和基准信号源电路；

其中，功率控制电路的作用是将来自控制芯片1的脉冲控制信号进行功率放大后，控制手柄6中发热芯的工作。当来自控制芯片1的脉冲控制信号变强时，功率控制电路输出功率变大，手柄6中的发热芯开始发热。当来自控制芯片1的脉冲控制信号变弱时，功率控制电路输出功率减弱，手柄6中的发热芯温度降低。

采样的电路的作用是采集基准信号源电路、多路传感器的温度信号，将采集的信号送到控制芯片进行处理。其中，基准信号源电路由单独的芯片产生。多路传感器的温度信号由热电偶、水银开关、震动开关、NTC电阻产生。

基准信号源电路由专用芯片产生，产生精密的电压信号，作为控制芯片1比较输入信号的基准信号源。

控制采样电路4与手柄6连接；

功率控制电路控制手柄6的发热芯工作；

具体地，功率控制电路与手柄6的正极连接；

采样电路用来采集手柄6的发热芯的温度信号；

基准信号源电路将从手柄6的发热芯采集到的温度信号传送至控制芯片1；

显示屏3用来显示多路传感器5检测到的数据和温度信号；

控制芯片1对系统的温度进行控制。

本实用新型提供的焊台的温度控制系统，其技术方案为：焊台开始工作，通过采样电路采集手柄6的发热芯的温度信号；然后经过基准信号源电路，将从手柄6的发热芯采集到的温度信号传送至控制芯片1；同时，通过多路传感器5检测焊台工作过程产生的数据，比如热电偶检测发热芯的温度，NTC电阻检测使用环境的温度，将这些数据与检测到的温度信号进行处理，得到焊台此时工作的温度，通过显示屏3将这些数据显示出来，操控人员可通过控制芯片1进行焊台温度的调控，使焊台的温度一直处于恒温，另外，通过震动开关检测手柄6的工作状态，如果在控制芯片1设定的时间内手柄6不处于工作状态，即手柄6处于静止状态，震动开关没有检测到手柄6震动，表明手柄6处于不工作状态，通过控制芯片1使焊台处于休眠状态，此时手柄6不再持续加热，保护焊台手柄6避免长时间造成损坏，节省电能，延长焊台手柄6的使用寿命，且保证焊台的操作安全；当再一次使用手柄6工作时，会通过控制芯片1控制发热芯自动加热，加热到设定的温度继续工作。

本实用新型的焊台的温度控制系统，采用了多路传感器5与控制芯片1共同检测焊台的温度，经过处理后，控制芯片1控制后输出准确温度，对焊台进行温度调控，使焊台的温度在使用时处于恒温状态，温度误差±2℃，控温范围150～480℃。不用的时候进入休眠状态，使焊台手柄6不会因为温度过高而烧坏，同时节约了电能。

结合图2至图4，进行具体说明：

具体地，本实用新型中的发热芯不限于发热芯的类型，可包括白光T12发热芯、936发热芯等。

具体地，采样电路中采用双运算放大器，双运算放大器中包括LM358，但不限于这一种放大器，完成温度信号的采样，使用TL431作为精密分流基准源，将从手柄6发热芯采集的数据传送至单片机。

优选地，采样电路为由热电偶和NTC电阻成的双路采样电路。

由热电偶和NTC电阻成的双路采样电路采集到的温度精确高，误差小。可使温度误差在±2℃，还可以采用其他取样方式进行温度采样。

其中，水银开关：水银开关又称倾侧开关，是电路开关的一种，以一接着电极的小巧容器储存着一小滴水银，容器中多数为真空或注入惰性气体。因为重力的关系，水银水珠会向容器中较低的地方流去，如果同时接触到两个电极的话，开关便会将电路闭合，开启开关。

与机械开关相比，水银开关有如下优点：

①可以在恶劣环境条件下使用。由于水银开关是密封的，内部的水银和外界是隔绝的，因此它可以使用在有油、蒸汽、灰尘及腐蚀性气体的环境中。

②通断所需的外力小。水银是唯一能在常温下保持液态的水银开关金属，它的表面张力和比重都较大，只要稍加外力使水银开关产生倾斜，水银便可移动，使开关实现通断。

③水银的导电性较好，水银开关电极间的接触电阻一般小于100mΩ。

④水银开关允许通过的电流取决于电极的材料，钨丝电极最大允许电流为10A，而一般合金丝最大允许电流一般为1A。

⑤由于水银开关的通断由水银重力确定，所以它可以长期可靠地工作。

⑥电极的接点是液态接触，无任何噪声。

⑦由于水银可以流动，只要加速度达到设定值以上，水银开关就可以通或断，因而可以作为振动的敏感元件使用。

⑧体积小，形式多样，且为全密封式器件。

⑨结构简单，价格低廉。

⑩质量高，产品优质。

水银开关和震动开关的区别：

1、滚珠开关因导通方式是通金属珠同触发导针通电产生信号的，因滚珠同触发导针的接触面积较小且滚珠是活动的，因此导通有时会有闪断现象，而水银开关是汞同触发端接触，因汞是液态，接触面大稳定，一般来说导通效果更稳定。

2、滚珠开关是金属壳体，结构强度较好。

因此在手柄6中选用水银开关，可保证系统工作的稳定性。

优选地，震动开关为滚珠开关，滚珠开关与手柄6外部连接，用来感应手柄6的开关状态。

滚珠开关也叫钢珠开关，珠子开关，是震动开关的一种，通过珠子滚动接触导针的原理来控制电路的接通或者断开的。在手柄6外部连接一个滚珠开关，用来控制手柄6的开关，当人拿起手柄6时，手柄6通过滚珠开关的连通，进行加热，可通过滚珠开关来感应手柄6是否处于工作状态。

优选地，控制芯片1为STC32单片机。

采用单片机作为控制芯片1，STC32单片机是基于ARM-CORTEX-M3内核的32位单片机，功耗低，可节省焊台的耗电量。STC32单片机有抗干扰能力强，可保证对焊台温度控制的稳定性；STC32单片机在系统中可编程，无需编程器，可远程升级。当STC32单片机处于掉电模式时，可由外部中断唤醒，适用于低功耗的供电系统。

优选地，显示屏3为数码管显示屏3或OLED显示屏3。

采用数码管或是OLED显示屏3来显示温度及其他数据，是由于这两种显示屏3在电路中的连接关系简单，显示稳定，可满足焊台显示数据的功能。

具体地，本实用新型中采用4个数码管组成的数码管显示屏3，数码管的价格便宜，降低焊台温度控制系统的成本，数码管的编程简单，显示稳定，CPU效率较高。

OLED显示屏3是利用有机电致发光二极管制成的显示屏3。由于同时具备自发光，因此具有不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优点，因此应用于本实用新型的系统中，可满足各种环境下焊台的使用，不影响数据的显示。

有机发光二极管(OLED)显示器不同于标准的液晶显示器，OLED像素是由电流源所驱动。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏3具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。

优选地，电源电路2为开关电源电路。

在开关电源电路2中，基本类型有4种：单端反激式、单端正激式、半桥式和全桥式。对于100W以下的开关电源，多采用单端反激式变换器，反激式功率变换电路中的变压器，除了起隔离作用之外，还具有储能的功能。反激式功率变换电路结构比较简单，输出电压不受输入电压的限制，亦可提供多路电压输出，因此本实用新型的焊台选用开关电路作为供电电路。

本实用新型中的开关电源，开关电源要求输出12-24V，电流2-5A。可保证有足够的功率输出，另外，本实用新型中的系统还支持电池供电功能及其他供电方式。

优选地，还包括多功能旋钮，多功能旋钮与控制芯片1连接，用来控制输出，调节显示屏3的显示菜单。

通过多功能旋钮调节显示屏3的显示菜单，结构简单，操作方便，只需旋转按钮即可通过控制芯片1调节显示屏3的显示菜单。

更优选地，多功能旋钮为EC11旋转式编码器。

EC11旋转式编码器结构简单，操作方便，只需左转或右转编码器即可通过控制芯片1调节显示屏3的显示菜单。EC11旋转式编码器最大的优点是使单片机的编程简单，易于通过单片机实现控制。

EC11旋转式编码器有三脚结构和五脚结构两种，三只脚的123脚一般是中间的2脚接地，1、3脚上拉电阻后，当左转、右转时，在1、3脚就有脉冲信号输出了。两只脚：为按压开关，按下时导通，回复时断开。

在单片机编程时，左转和右转的判断是难点，用示波器观察这种开关左转和右转时，两个输出脚的信号有个相位差，因此，如果输出1为低电平时，输出2出现一个高电平，这时开关就是向顺时针旋转；当输出1为高电平，输出2出现一个低电平，这时就一定是逆时针方向旋转，因此，在单片机编程时，只需要判断输出1为高电平时，输出2当时的状态就可以判断出是左旋转或是右旋转了。

优选地，还包括蜂鸣器，蜂鸣器与控制芯片1连接，用于报警。

当焊台的温度过高会通过蜂鸣器对使用者发出报警提醒，提高使用焊台的安全系数。

需要说明的是，本实用新型中的焊台温度控制系统支持软件烧写功能，可以根据需要，将更新后的固件系统写入到控制芯片，优化控制芯片的工作。

另外，本实用新型中的焊台温度控制系统还有一个优点就是快速加热，3-5秒时间就可以加热到设定温度，传统的焊台需要10秒钟以上才能加热到设定问题。具体操作的时候：手柄6处于休眠状态，当拿起手柄6时开始加热，从拿起手柄6到放到指定的需要加热的元件位置时，手柄6已经加热到设定温度了，不需要等待时间，提高了用户的体验度。

本实用新型的有益效果：

一是温度可以精准控制，结合室内温度和手柄6采样温度进行信号处理，输出准确问题，温度精确，误差小；

二是手柄6可以实现自动关断功能，拿起手柄6，自动进行加热，放下手柄6，在设定时间内自动进入休眠状态，节约电能，延长了手柄6的使用寿命。

三是采用了开关电源，供电效率高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。