一种电烙铁的制作方法

本发明涉及但不限于电子技术领域，尤其涉及一种电烙铁。

背景技术

电烙铁是手工焊接的基本工具，其作用是加热焊接部位、熔化焊料、使焊料和被焊金属连接起来。电烙铁的内部结构主要包括发热部分、储热部分和手柄部分，其中，发热部分又称发热器，由在云母或陶瓷绝缘体上缠绕高电阻系数的金属材料构成，其作用是将电能转换成热能；储热部分是烙铁头，通常采用密度较大和比热容较大的铜或铜合金做成；手柄一般采用木材、胶木或耐高温塑料加工而成。

为控制焊接时长，现有的电烙铁上可以设置一个计时器。但是，现有的计时器不管烙铁头达到设定温度与否，只要烙铁头接触焊接部位就开始计时，导致实际的焊接时长出现不准确的情况，且现有的电烙铁通常不会自动断电。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电烙铁，能够准确控制焊接时长。

为了达到本发明目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种电烙铁，包括烙铁头、温度传感器和加热丝，所述加热丝用于加热所述烙铁头，所述温度传感器用于采集所述加热丝的温度，所述电烙铁还包括电路板，所述电路板上设置有控制电路以及加热丝控制电路，其中：当温度传感器采集的温度在预设温度范围之内时，所述控制电路记录所述温度在预设温度范围之内的时长；当记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路将所述加热丝控制电路切换成停止对所述加热丝进行加热的状态。

本发明实施例的技术方案，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的电烙铁，通过控制电路控制当加热丝的温度达到预设温度时，计时器才开始计时，从而准确地控制熔焊焊接材料的时间，避免了焊接时间太长导致材料损坏或者焊接时间太少导致固定不良；

进一步地，通过隔热块与弹簧结构，使得烙铁头按压在焊接材料上时，开关自动打开；烙铁头从焊接材料上提起时，开关自动关闭，节省电能，方便使用；

进一步地，通过设置卡槽和卡圈，方便了高温布的安装和更换。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的一种电烙铁的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种电烙铁的电路板结构示意图；

图3为本发明实施例的另一种电烙铁的结构示意图；

图4为本发明实施例的一种电烙铁的电烙铁控制盒的结构示意图；

图5为本发明实施例的另一种电烙铁的电路板结构示意图；

其中，附图标记说明如下：1：烙铁头；2：电热丝；3：卡槽；4：套筒；5：防滑硅胶套；6：温度传感器；7：隔热块；8：弹簧；9：开关卡槽；105：开关；11：手柄外壳；12：卡圈；13：电烙铁控制盒；14：电源总开关；15：温度显示和设置模块；16：时间显示和设置模块；a1：开关电路；a2：蜂鸣器电路；a3：电热丝控制电路；port1：温度传感器输入口；port2：温度传感器输出口；port3：计时器使能口；port4：计时器输出口；u1a：第一逻辑门电路；u2a：第二逻辑门电路；u3a：第三逻辑门电路；u4a：第四逻辑门电路；vcc：电源电压；s1：开关；r1：第一电阻；c1：第一电容；q2：三级管；bell：蜂鸣器；d1：二极管；k1：继电器；q1：mos管；r2：第二电阻；r3：第三电阻；gnd：接地。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种电烙铁，包括烙铁头101、加热丝102和温度传感器103，所述加热丝102用于加热所述烙铁头101，所述温度传感器103用于采集所述加热丝102的温度，所述电烙铁还包括电路板104，所述电路板104上设置有控制电路1041以及加热丝控制电路1042，其中：

当温度传感器103采集的温度在预设温度范围之内时，所述控制电路1041记录所述温度在预设温度范围之内的时长；

当记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路1041将所述加热丝控制电路1042切换成停止对所述加热丝102进行加热的状态。

本申请通过控制电路1041控制当加热丝102的温度达到预设温度时，才开始计时，可以准确地控制焊接的时长。

本发明中的加热丝又可以称为电热丝、发热丝，根据组成材料，加热丝分为铁铬铝加热丝和镍铬加热丝。

在本发明的一实施例中，如图2所示，所述电烙铁还包括开关105，所述开关105与所述控制电路1041电连接，所述当温度传感器103采集的温度在预设温度范围之内时，所述控制电路1041记录所述温度在预设温度范围之内的时长；当记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路1041将所述加热丝控制电路1042切换成停止对所述加热丝102进行加热的状态，具体包括：

当所述开关105的开合状态为打开状态且所述温度传感器103采集的温度在预设温度范围之内时，所述控制电路1041记录所述温度在预设温度范围之内的时长；

当所述开关105的开合状态为打开状态且所述记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路1041切换成停止对所述加热丝102进行加热的状态。

在本发明的一实施例中，如图2所示，所述控制电路1041包括微控制器10411，所述微控制器10411包括温度传感器输入口、温度传感器输出口、计时器使能口和计时器输出口，其中：所述温度传感器输入口用于获取所述温度传感器采集的温度，所述温度传感器输出口用于根据所述温度传感器采集的温度输出第一控制信号；

所述计时器使能口用于根据所述开关105的开合状态和所述第一控制信号启动或停止计时，所述计时器输出口用于根据所述记录的时长输出第二控制信号；所述加热丝控制电路1042用于根据开关105的开合状态、第一控制信号、第二控制信号开始或停止对所述加热丝进行加热。

本实施例中，可以由位于所述微控制器的内部的电路进行计时；其它实施例中，也可以是由位于所述微控制器的外部的一个单独的器件(比如定时器、计时器等)进行计时。

在本发明的一实施例中，所述控制电路1041还包括：第一逻辑门电路、第二逻辑门电路、第三逻辑门电路；所述控制电路1041还用于根据所述开关105的开合状态输出开关控制信号；所述开关控制信号和所述第一控制信号分别输入所述第一逻辑门电路的两个输入端；

所述第三逻辑门电路的输出端连接所述第二逻辑门电路的一个输入端，所述开关控制信号输入所述第二逻辑门电路的另一个输入端；

所述温度传感器输出口和计时器输出口分别连接所述第三逻辑门电路的两个输入端；

所述第一逻辑门电路的输出端连接所述计时器使能口；

所述加热丝控制电路1042用于根据开关的开合状态、第一控制信号、第二控制信号开始或停止对所述加热丝进行加热，包括：

所述加热丝控制电路1042用于根据所述第二逻辑门电路的输出端的信号，开始或停止对所述加热丝进行加热。

在本实施例的一示例中，所述第一逻辑门电路为与门电路，所述第二逻辑门电路为与门电路，所述第三逻辑门电路为与非门电路；

当所述开关闭合时，所述开关控制信号为高电平信号；当所述开关打开时，所述开关控制信号为低电平信号；

当所述采集的温度在所述预设温度范围之内时，所述第一控制信号为高电平信号；当所述采集的温度在所述预设温度范围之外时，所述第一控制信号为低电平信号；

当所述第一控制信号为高电平信号时，所述控制电路1041开始计时，当所述第一控制信号为低电平信号时，所述控制电路1041停止计时；当所述控制电路1041正在计时且所述记录的时长达到所述预设的时长阈值时，所述第二控制信号为高电平信号；当所述控制电路1041不在计时或者正在计时但所述记录的时长没有达到所述预设的时长阈值时，所述第二控制信号为低电平信号。

本申请通过在微控制器10411上设置温度传感器输入口、温度传感器输出口、计时器使能口和计时器输出口，当所述温度传感器103采集的温度在预设温度范围之外时，所述控制电路1041控制所述加热丝控制电路1042处于工作状态；当温度传感器103采集的温度在预设温度范围之内时，所述控制电路1041控制计时器记录所述温度达到预设温度范围的时长；当计时器记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路1041控制加热丝控制电路1042处于断电状态。

在本发明的一实施例中，所述加热丝控制电路1042包括一第一晶体管、一继电器和一二极管续流电路，所述继电器的一组常开触点与所述加热丝串联后，连接在外部电源的正负极之间；

所述第一晶体管的栅极为所述加热丝控制电路1042的输入端，所述第一晶体管的漏极与所述继电器的控制线圈一端相连，所述第一晶体管的源极接地，所述继电器的控制线圈的另一端与所述外部电源正极相连，所述续流电路并联在所述继电器的控制线圈两端。

所述第一晶体管为n型金属-氧化物半导体场效应管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，mos-fet)或p型mos-fet(根据输入的控制信号和所述加热丝控制电路1042之间的逻辑电路关系，选择n型mos管或p型mos管作为第一晶体管)。当输入高电平时，第一晶体管饱和导通，继电器控制线圈通电，常开触点吸合；当输入低电平时，第一晶体管截止，继电器控制线圈断电，常开触点断开。

在本实施例的一示例中，所述续流二极管电路为续流二极管。续流二极管反向续流，当第一晶体管由导通转向关断时为继电器控制线圈中的电流提供泄放通路。

在本实施例的一示例中，所述加热丝控制电路1042还包括第二电阻和第三电阻，第二电阻与所述第一晶体管的栅极相连接，第三电阻的一端与所述第一晶体管的栅极相连接，另一端接地。第二电阻可以起到限流作用，降低第一晶体管的功耗；第三电阻使得第一晶体管可靠截止。

在本发明的一实施例中，所述电路板104还包括蜂鸣器电路，其中：当所述记录的时长达到预设的时长阈值时，所述控制电路1041控制所述蜂鸣器电路启动或停止蜂鸣器报警(此时，蜂鸣器电路输入的控制信号包括所述第二控制信号)。

在本发明的一实施例中，当所述开关关闭时，所述控制电路1041控制蜂鸣器电路停止蜂鸣器报警(此时，蜂鸣器电路输入的控制信号包括所述第二控制信号和所述开关控制信号)。

在本实施例的一示例中，所述蜂鸣器电路包括一第二晶体管和一蜂鸣器，所述第二晶体管的基极与输入的控制信号相连接，所述第二晶体管的集电极与电源正极相连接，所述第二晶体管的发射极与所述蜂鸣器的一端相连接，所述蜂鸣器的另一端接地。

在该示例中，所述第二晶体管为npn型三极管或pnp型三极管(根据输入的控制信号和所述蜂鸣器电路之间的逻辑电路关系，选择npn型三极管或pnp型三极管作为第二晶体管)。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁还包括开关卡槽、隔热块、弹簧，其中：

所述开关卡槽9固定在所述电烙铁的外壳内壁，所述开关105设置在所述开关卡槽内，所述加热丝102的一端设置所述隔热块，所述隔热块和所述开关之间设置所述弹簧。

当所述烙铁头101按压到焊接材料上时，按压的力通过加热丝传递到隔热块上，在力的作用下，隔热块压缩所述弹簧，烙铁头101受到的按压的力越大，所述弹簧的压缩幅度越大；当所述弹簧的压缩幅度达到预设压缩幅度时，所述开关105从断开状态改变为闭合状态。

本申请通过在加热丝102的一端设置隔热块，并在隔热块和开关105之间设置弹簧，使得烙铁头101按压在焊接材料上时，开关105自动打开；烙铁头101从焊接材料上提起时，开关105自动关闭。

在本实施例的一示例中，所述隔热块为胶块。

在本实施例的一示例中，所述开关105与一开关防抖电路相连接。

在该示例中，所述开关防抖电路可以为一并联连接的第一电容和第一电阻。需要说明的是，所述开关防抖电路也可以为现有技术中其它任意的开关防抖电路。

在本发明的一实施例中，所述烙铁头101为不含铜的合金材料。

由于柔性太阳能组件敷设时烙铁头101不用上锡，导致烙铁头101快速氧化而需经常更换。使用不含铜的合金材料烙铁头101，使得烙铁头101不易氧化，避免经常更换。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁还包括卡圈12和卡槽3，所述卡槽3设置在所述电烙铁的外壳外表面，用于卡装所述卡圈。

由于电烙铁在加热封装胶膜等物料时物料容易脱胶粘在烙铁头上，在实际应用时会在烙铁头处包一层高温布，使用卡圈12和卡槽2可方便将高温布固定。使用时，先将高温布套在烙铁头101上，然后将卡圈3从烙铁头101处往上套，一直到卡槽3处固定住卡圈，这样也就固定住了高温布；当更换高温布时，取下卡圈即可更换高温布。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁还包括电烙铁控制盒，所述电路板104设置在所述电烙铁控制盒内。

需要说明的是，所述电路板104可以设置在电烙铁外壳内部，也可以设置在与电烙铁外壳内的开关、温度传感器103导线连接的电烙铁控制盒内部。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁控制盒包括以下至少之一：用于设置预设温度范围的温度设置模块，用于设置预设的时长阈值的时间设置模块。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁控制盒还包括以下至少之一：用于显示当前温度传感器103采集的温度的温度显示模块，用于显示当前计时器记录的时长的时间显示模块。

在本发明的一实施例中，所述电烙铁控制盒还包括电源总开关，所述电源总开关用于同时控制所述电烙铁控制盒和所述电烙铁的供电。

如图3所示，根据本发明实施例的一种电烙铁，包括烙铁头1、电热丝2、卡槽3、套筒4、防滑硅胶套5、温度传感器6、隔热块7、弹簧8、开关卡槽9、开关10、手柄外壳11、卡圈12，电热丝2用于加热烙铁头1，温度传感器6用于采集电热丝2的温度，套筒4可以为手柄外壳11的一部分，防滑硅胶套5用于方便手持，开关卡槽9用于放置开关10，使用卡圈12和卡槽3可方便地将高温布固定。

如图3所示，通过在电热丝2的一端设置隔热块7，并在所述隔热块7和所述开关10之间设置弹簧8，当烙铁头1按压到焊接材料上，力会通过电热丝2传递到隔热块7上。在力的作用下隔热块7会压缩弹簧8，当弹簧压缩到一定程度隔热块7会顶到开关10，从而触发开关自动打开；当烙铁头1从焊接材料上提起时，作用到弹簧8上的力消失，开关10自动关闭。

如图4所示，电烙铁控制盒13和电烙铁之间通过导线相连接，电烙铁控制盒13上设置有电源总开关14、温度显示和设置模块15、时间显示和设置模块16。

参考图5所示的电烙铁的电路板原理示意图，电路板上包括开关电路a1、蜂鸣器电路a2、电热丝控制电路a3和微控制器，其中，微控制器包括温度传感器输入口port1、温度传感器输出口port2、计时器使能口port3与计时器输出口port4，温度传感器输入口port1用于获取所述温度传感器采集的温度，温度传感器输出口port2用于当所述采集的温度在所述预设温度范围之内时，输出高电平信号，当所述采集的温度在所述预设温度范围之外时，输出低电平信号；

计时器使能口port3高电平有效，也即是该端口为高电平时计时器才工作，当该端口为低电平时，计时器停止计时；当所述计时器没有计时或者正在计时但记录的时长没有达到预设的时长阈值时，计时器输出口port4输出低电平信号，当所述计时器正在计时且记录的时长超过预设的时长阈值时，计时器输出口port4输出高电平信号；

在开关电路a1中，所述开关s1(即图3中的开关10)的一端与电源vcc相连，另一端与第一与门u1a的第一输入端相连接，当开关s1按下时，开关电路a1输出连接到供电电源，开关电路a1输出为高电平信号；当开关s1没有按下时，开关电路a1输出通过第一电阻r1连接到地，输出为低电平信号；

所述温度传感器输出口port2与第一与门u1a的第二输入端相连接，所述第一与门u1a的输出端与所述计时器使能口port3相连接；

所述计时器输出口port4与第四与门u4a的第一输入端相连接，所述开关s1的另一端与所述第四与门u4a的第二输入端相连接，所述第四与门u4a的输出端与所述蜂鸣器电路的输入端相连接；

所述温度传感器输出口port2与第三与非门u3a的第一输入端相连接，所述计时器输出口port4与第三与非门u3a的第二输入端相连接，第三与非门u3a的输出端与第二与门u2a的第一输入端相连接，所述第三与非门u3a的输出端与第二与门u2a的第一输入端相连接，所述开关s1的另一端与第二与门u2a的第二输入端相连接，所述第二与门u2a的输出端与加热丝控制电路的输入端相连接。

蜂鸣器电路包括一npn型三级管q2和一蜂鸣器bell，所述npn型三级管q2的基极与所述第四与门的输出端相连接，所述npn型三级管q2的集电极与电源正极相连接，所述npn型三级管q2的发射极与所述蜂鸣器的一端相连接，所述蜂鸣器bell的另一端接地。当蜂鸣器电路输入高电平信号时，q2导通，蜂鸣器bell两端电压为电源电压，蜂鸣器报警。当q2输入低电平时，q2不导通，蜂鸣器两端没有电压，蜂鸣器不报警。

电热丝控制电路包括一n型mos管q1、一继电器k1和一续流二极管d1、电阻r2、电阻r3，所述继电器k1的常开触点的一端与电源的一端相连接，另一端与电热丝的一端相连接，电源的另一端与电热丝的另一端相连接；所述n型mos管q1的栅极为所述加热丝控制电路的输入端，漏极与所述继电器的线圈一端相连，源极接地，所述继电器k1的线圈的另一端与电源正极相连，所述续流二极管d1与所述继电器k1的线圈并联连接，电阻r2设置在第二与门的输出端和q1的栅极之间，电阻r3的一端与q1的栅极相连接，另一端接地。当电热丝控制电路输入高电平时，通过r2和r3分压，q1输入高电平，q1导通后继电器k1闭合，电热丝工作通电，电热丝处于工作状态。当输入低电平时，q1输入低电平，q1闭合，继电器不通电，继电器k1打开，电热丝处于断电状态。

图3电路中，u1a、u2a和u4a为与门电路，u3a为与非门电路。需要说明的是，也可以将u4a换成与非门电路，此时需要将q2换成pnp型三极管；或者将也可以将u2a换成与非门电路，此时需要将q1换成p型mos管。

当电烙铁按压在焊接材料上时，开关s1按下，开关电路输出高电平。由于温度没有达到设定温度，温度传感器输出低电平。因此u1a输入1高电平，输入2低电平，输出3低电平。由于计时器使能端为低电平，计时器不工作输出低电平。因此u4a输入2高电平，输入1低电平，输出3低电平，蜂鸣器电路不工作。u3a输入1为低电平，输入2为低电平，输出3为高电平。u2a输入1为高电平，输入2为高电平，输出3为高电平。电热丝处于工作状态，温度升高。

当电热丝温度升高达到设置温度时，温度传感器输出端口输出高电平，影响u1a和u3a。u1a输入1和输入2为高电平，输出3为高电平。计时器使能，计时器开始计时。u3a输入1为高电平，输入2为高电平，输出3为低电平与之前状态保持一致。因此电热丝还是处于工作状态。

当计时器达到设定时间，计时器输出端口输出高电平，影响u4a和u3a，u4a输入1和2为高电平，输出3为高电平，蜂鸣器电路报警。u3a输入1和输入2为高电平，输出3为低电平，u2a输入1为低电平，输入2为高电平，输出3为低电平，电热丝处于断电状态。

当电烙铁从焊接材料上提起时，开关s1松开。开关电路输出低电平，影响u1a、u4a和u2a。u1a输入1为低电平，输入2为高电平，输出3为低电平，计时器不工作，计时器输出端口输出低电平。u4a输入1和输入2为低电平，输出3为低电平，蜂鸣器退出报警状态。由于u2a输入2为低电平，因此无论输入1为高电平还是低电平，输出3均为低电平，电热丝还是处于断电状态。

根据本发明实施例实现的电烙铁可以实现电烙铁烙铁头按压在材料上时发热丝开始工作。当电烙铁温度上升到设置温度时，使能计时器开始计时。当计时器达到计时器设置时，蜂鸣器开始报警，电热丝自动断电。当电烙铁从焊接材料上提起时，蜂鸣器电路退出报警状态。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、“‘口’字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。