專利名稱：變頻式快速電烙鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊臺式高頻快速電烙鐵，特別是一種變頻式快速電烙鐵的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的焊臺式電烙鐵的結(jié)構(gòu)龐大，在空間很小的工作臺上占據(jù)了不小的地方，并且，由于需要數(shù)分鐘的預(yù)熱時間，就使得烙鐵在每次焊接的間隔時間中不能夠斷電而需要保溫，在一般使用中，通常這種間隔可能會是幾分鐘也可能長達(dá)數(shù)小時，長時間的烙鐵保溫空燒，使百分之九十的電能浪費了，還使烙鐵頭的壽命大大縮短。烙鐵的預(yù)熱保溫，還時常造成在人不注意時燙壞工作臺上的塑料電源線，從而帶來操作者的人身安全問題，為此，中國專利局于2002年12月11日公開了本申請人所提交的“中高頻快速電烙鐵”實用新型專利的技術(shù)方案，即“在電烙鐵的電源回路中設(shè)置一半導(dǎo)體中高頻功率變換電路以及鐵氧體變壓器，變壓器工作在400Hz-1000KHz頻率范圍內(nèi)，變壓器的次級輸出中高頻率低電壓大電流給快速電烙鐵頭”。顯然，這是一種技術(shù)進(jìn)步，可使電烙鐵在5-10秒鐘內(nèi)溶化焊錫，熱慣性小，不需保溫，省電，并大大延長烙鐵頭壽命，重量約100克，使用方便，適合于80-250V交流市電，也可用于直流電場合。然而，在實際應(yīng)用時還感到存在一些不足，例如還不能調(diào)節(jié)化錫溫度和關(guān)斷，還不能取代現(xiàn)有的電焊臺的功能，另外，人們還期待進(jìn)一步減輕重量和操作方便及更多功能的電烙鐵。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有的電烙鐵存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種變頻式高頻快速電烙鐵，包括快速發(fā)熱的烙鐵頭、手柄、和微型變頻控制盒。工作時，從電源插頭處送入的100V-220V/AC工頻50Hz--60Hz電源經(jīng)過AC-DC電路變?yōu)?00V的直流電，再經(jīng)功率變頻電路變成1000Hz-1200KHz的可變頻的高頻交流電，再送到高頻變壓器的初級線圈，然后變壓，在次級上產(chǎn)生烙鐵頭發(fā)熱所需的低電壓和大電流，該低壓大電流流過快速烙鐵頭尖端的高電阻發(fā)熱區(qū)時，產(chǎn)生電阻焦耳熱效應(yīng)，從而得到一定的加熱溫度來熔化焊錫，改變頻率還能調(diào)節(jié)烙鐵頭的溫度。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種變頻節(jié)能式高頻電烙鐵，包括快速發(fā)熱的烙鐵頭、手柄、和串接在連接手柄和交直流電源插頭之間的電線線路中的微型變頻控制盒，其特征是變頻盒中裝有用集成電路芯片或半導(dǎo)體制成的帶變頻自動或手動調(diào)溫功能的功率變頻板，并且在其功率輸出端到烙鐵頭之間的電回路中串有變頻調(diào)溫電感。
在高頻變壓器中，使用了具有高傳遞效率，體積小且高頻時不發(fā)熱的非晶態(tài)類納米微晶合金“O”形磁環(huán)或鐵氧體(含鐵硅鋁)粉末燒結(jié)類“O”形磁環(huán)或“口”形或“E”形磁芯來制成。
在微型變頻控制盒中，安放有集成電路芯片或半導(dǎo)體制成的功率變頻電路(電路板)，其在線路中的位置包括安放在插頭中或手柄內(nèi)或位于電源線線路上的任意點位置。
在電路中含有的集成電路芯片或半導(dǎo)體制成的功率變頻電路板，其頻率范圍為1000HZ-1200KHZ，功率在5W-500W之間，并且其頻率是可以手動設(shè)定調(diào)節(jié)或可以隨溫度傳感器的輸出而自動變化控溫頻率的。
在電源線回路中含有的微型變頻控制盒，其大小為從8(高)×10(寬)×30(長)mm到30(高)×60(寬)×150(長)mm之間尺寸的長方形、腰圓棒形、橢圓盒形、橢圓棒形和從Φ20(直徑)×8(高)mm到Φ80(直徑)×50(高)mm的扁圓形和從Φ8(直徑)×30(長)mm到Φ80(直徑)×150(長)mm之間尺寸的圓柱形或半圓柱形。
在微型變頻控制盒上有用來調(diào)節(jié)溫度的旋鈕--按鈕或開關(guān)。
在微型變頻控制盒上有用來顯示/指示溫度的LED或LCD或OLED的光顯示器或數(shù)字式顯示器。
在本變頻節(jié)能式高頻電烙鐵中，裝有快速發(fā)熱的烙鐵頭，其工作的電壓范圍為1V-36V的安全型低電壓，并且在其金屬烙鐵頭的傳熱部分被設(shè)計成很小的體積和很短的長度，以得到低的熱慣性和快速的發(fā)熱性能，其長度尺寸為3mm--18mm之間，直經(jīng)Φ為2mm到8mm之間。
在本變頻式快速電烙鐵的手柄上，有發(fā)熱按鈕或裝有振動/傾斜/感應(yīng)傳感器，當(dāng)人手拿起電烙鐵時能自動觸發(fā)--喚醒升溫發(fā)熱，而在烙鐵離開手的期間則自動斷電節(jié)能，也就是有即開即用的功能，另外，在手柄上還有給烙鐵頭焊接處照明用的聚光微小燈泡或LED燈。
在本發(fā)明實施的快速發(fā)熱的烙鐵頭上，還可設(shè)計采用居里點控溫傳感技術(shù)，利用附著在烙鐵發(fā)熱頭上的特殊磁合金和控溫電感線圈，在烙鐵頭升溫到化錫的溫度300攝氏度左右時，磁性會突然消失的居里點(磁矩晶格物理)現(xiàn)象，能輸出變化的頻率來驅(qū)動功率變頻電路變頻控溫。烙鐵頭上的特殊磁合金可用非晶態(tài)合金來制成。
本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點是烙鐵的溫度可以調(diào)節(jié)和關(guān)斷，可通過集成電路用改變頻率/脈沖寬度/波形占空比的方式來靈活程控調(diào)節(jié)加熱電壓的高低和通斷時間的長短來調(diào)節(jié)溫度，并且能與變壓器初級電源的完全電隔離，僅通過磁場來進(jìn)行功率的傳遞，熱效率高，低壓安全，不帶感應(yīng)電，可安全焊CMOS電路。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的焊臺式電烙鐵的結(jié)構(gòu)龐大的缺點，采用高頻變頻技術(shù)可使常用的電焊臺的控制盒體積縮小20倍以上，從而幾乎不占用工作臺上的空間。微型變頻控制盒其形狀如同MP3小盒串接在耳機(jī)的電線線路上，其尺寸很小，重量很輕。
本發(fā)明的實用效果是(一)快速，能在2至6秒內(nèi)從室溫升溫到360攝氏度溶化焊錫，而在不焊時能快速冷卻至室溫，去掉了長時間的預(yù)熱及待用時的保溫。
(二)小巧輕便，重為60克/60W時，其體積與普通20W內(nèi)熱式的電烙鐵相當(dāng)。
(三)長壽安全，因為是即開即用，不需要長時間的預(yù)熱及待用保溫，如按照一般用法其使用/待用保溫時間比為1∶10來計算，則烙鐵頭壽命可延長近10倍，另外，由于不焊時自動斷電冷卻了，故不會誤燙損壞電線外塑皮，因而操作者更安全。
(四)節(jié)能省電，因為是即開即用，快速升溫，僅在數(shù)十秒的焊點期間用電，無預(yù)熱及待用保溫時間的電能浪費，如按照一般用法其使用/待用保溫時間比為1∶10來計算，則可節(jié)約近10倍的電能。
另外，本烙鐵的低熱慣性和快速高效的發(fā)熱設(shè)計大大減少了烙鐵頭曝露在空氣中的散熱面積，10瓦的功率可達(dá)到普通烙鐵20W-30W的焊接效果。
(五)烙鐵頭不帶電，不帶感應(yīng)電，可焊CMOS集成電路，因烙鐵頭和變壓器次級線圈是封閉的環(huán)路，只有幾伏的電壓，對外是不帶電的，初級和次級之間是完全隔離的，其內(nèi)部靠磁場來轉(zhuǎn)換能量。
(六)變頻控制盒超微型，具有幾乎不占用工作臺上的空間、又控溫、調(diào)溫和數(shù)顯，功能很多、可以完全取代電焊臺的優(yōu)點。
(七)可在85V-250V下工作，變頻電路能很方便地適應(yīng)各國的不同電源電壓。
(八)制造成本較低。
(九)居里點晶格物理控溫傳感技術(shù)結(jié)合變頻電路控溫，比現(xiàn)有的一般控溫電路更可靠，如同晶體振蕩器一樣，更長期穩(wěn)定，不易老化，控溫的值20年都不會逃掉。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的電路方框圖。圖3是本發(fā)明的變頻調(diào)溫功率關(guān)系示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1中，本發(fā)明的電烙鐵主要由烙鐵頭1，手柄2，按鈕開關(guān)或振動/傾斜/感應(yīng)傳感器3，電源線4，高頻變壓器5，變頻電路盒6，插頭7組成。
其電路結(jié)構(gòu)方框圖見圖2，其中，在烙鐵頭1和變頻盒6之間設(shè)有變頻調(diào)溫電感(線圈)8，并在烙鐵頭1上設(shè)有居里點感溫合金10和測溫電感(線圈)9。
當(dāng)按下按鈕或經(jīng)傳感器3，送來人手信號啟動焊接工作時，變頻盒6中的變頻電路被喚醒，高頻變壓器5的次級上就有低壓大電流送入快速烙鐵頭1，高頻變壓器5的初級連接變頻電路盒6內(nèi)的功率變頻器輸出端，在電路盒6內(nèi)有高效率的LC諧振功率變頻電路，有95％左右的轉(zhuǎn)換效率，工作時半導(dǎo)體/集成電路不用散熱片不怕負(fù)載短路和開路。
工作時集成電路/半導(dǎo)體電子開關(guān)快速循環(huán)，輪流導(dǎo)通/截止，LC充電/放電，在高頻變壓器的次級，輸出高頻低壓大電流能量，而初級則是流過高電壓和小電流，110-220V的交流電就這樣成了1000Hz-1200KHz的變頻調(diào)溫高頻電，并被送到低熱慣性的烙鐵頭部1去發(fā)熱。
參閱圖2，在變頻電路的功率輸出端到烙鐵頭1之間的電回路中還串聯(lián)有調(diào)溫電感8。
調(diào)節(jié)微型變頻控制盒6上的溫度旋鈕開關(guān)或按鈕可設(shè)定工作頻率，當(dāng)頻率F0升高時，流過調(diào)溫電感8送到烙鐵頭1去的電流會變小，功率就會降低，烙鐵頭1的溫度也降低，反之頻率降低則會升溫，圖3中是這種變頻調(diào)溫關(guān)系的示意圖。
在微型變頻控制盒6上還可裝顯示/指示溫度的LED或LCD或OLED的光顯示器。
在本專利實施的產(chǎn)品中，還可采用居里點控溫傳感技術(shù)，利用特殊合金在化錫溫度300攝氏度左右時磁性突然消失的居里點，能輸出變化的“高頻率”來變頻降溫，當(dāng)烙鐵頭溫度低于300攝氏度時又自動恢復(fù)磁性，從而產(chǎn)生正常升溫的“低頻率”，其特征是在烙鐵發(fā)熱的頭部有居里點感溫合金和附著在其上的居里點控溫電感線圈。
從圖3可見，本發(fā)明中，由于在電路中串有調(diào)溫電感8，從而使功率變頻的輸向烙鐵頭的電流可隨頻率的升高(即電感感抗值增加)而減小，如此達(dá)到調(diào)溫的目的。
權(quán)利要求
1.一種變頻式快速電烙鐵，包括快速發(fā)熱的烙鐵頭、手柄、和串接在連接手柄和交直流電源插頭之間的電源線中的微型變頻控制盒，其特征是變頻盒中裝有用集成電路芯片或半導(dǎo)體制成的帶調(diào)溫功能的功率變頻電路，并且在變頻電路的功率輸出端到烙鐵頭之間的電回路中含有變頻調(diào)溫電感和非晶態(tài)納米磁合金控溫器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，所說的變頻調(diào)溫電感設(shè)在變頻電路的功率輸出端到烙鐵頭之間的電回路中。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，所說的集成電路芯片或半導(dǎo)體制成的功率變頻電路，其變頻范圍為1000HZ-1200KHZ，功率在5W-500W之間，其在線路中的位置包括安放在插頭中或手柄中或在電線線路中的任意點位置。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，還在烙鐵頭上設(shè)有居里點控溫的非晶態(tài)磁合金和與其成配套聯(lián)結(jié)的測溫電感。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，所說的電源線回路中含有的微型變頻控制盒，其尺寸為小于30高×60寬×150長mm但大于8高×10寬×30長mm的長方形、腰圓棒形、橢圓盒形/棒形和小于∮80直徑×50高mm但大于∮20直徑×8高mm的扁圓形和小于∮80直徑×150長但大于∮8直徑×30長mm的圓柱形/半圓柱形。
6.所根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，所說的電線回路中含有的微型變頻控制盒，其上設(shè)有用來調(diào)節(jié)溫度的電位器/開關(guān)旋鈕或按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻節(jié)能式高頻電烙鐵，其特征在于，所說的電源線回路中含有的微型變頻控制盒，其上設(shè)有用來顯示/指示溫度的LED或LCD或OLED的光點/數(shù)字顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于，所說的變頻式快速電烙鐵中，設(shè)有快速發(fā)熱的烙鐵頭，其工作電壓為1V-36V，并且在其金屬烙鐵頭的傳熱部分被設(shè)計成很小的體積或者很短的長度，其長度尺寸為3mm-18mm，直徑在2mm-8mm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于.所說的變頻式快速電烙鐵的手柄上，還設(shè)有手動發(fā)熱按鈕或振動/傾斜/感應(yīng)傳感器，當(dāng)人手拿起電烙鐵時能自動發(fā)熱升溫。
10.在根據(jù)權(quán)利要求1所說的變頻式快速電烙鐵，其特征在于手柄上還有給烙鐵頭焊接處照明用的微小燈泡或LED燈。
全文摘要
一種替代現(xiàn)有電焊臺的變頻式快速電烙鐵，無須預(yù)熱，無須保溫，即開即用，能在2至6秒內(nèi)從室溫升溫到溶化焊錫的攝氏360度，在不焊時也同樣能快速的冷卻至室溫。具有節(jié)能、安全、長壽命、無鉛環(huán)保、幾乎不占用工作臺空間的優(yōu)點。采用了集成電路芯片或半導(dǎo)體功率變頻調(diào)溫，采用了居里點磁矩晶格物理控溫傳感技術(shù)和非晶態(tài)納米合金高頻變壓器，將傳統(tǒng)的50Hz電焊臺改成為在1000Hz到1200KHz的頻率下工作，從而能20倍地縮小了電焊臺式烙鐵的體積并大減了重量。這種變頻式快速電烙鐵，因為烙鐵頭熱慣性小和取消了預(yù)熱保溫，能比普通的電烙鐵節(jié)電90％，壽命可延長10倍，并且，制造成本較低。
文檔編號B23K3/03GK1935436SQ20051002997
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者徐小羚 申請人:徐小羚