韓善強 韋玉平

[摘 要] 電烙鐵是電工電子制作和電器維修的必備工具，主要用途是焊接元件及導線，按機械結構可分為內熱式電烙鐵和外熱式電烙鐵;按功能可分為無吸錫電烙鐵和吸錫式電烙鐵;根據(jù)用途不同又分為大功率電烙鐵和小功率電烙鐵?，F(xiàn)在市面上最常見的電烙鐵都是用電阻絲作為發(fā)熱元件，結構雖然簡單，可是也存在著電線容易燙壞漏電，發(fā)熱元件漏電等安全隱患，尤其是在學生實習過程中，可能出現(xiàn)觸電的安全事故，所以設計這款電磁感應電烙鐵，解決了一般電烙鐵存在的安全隱患。

[關鍵詞] 電磁感應;發(fā)熱元件;用電安全;高頻振蕩電路

一、研究背景

學校在安排電子實習過程中，電烙鐵是必不可少的工具，而在實習期間，學生常常因為粗心大意，將電線燙壞引起短路，又或在使用中不注意檢查電烙鐵的狀況，引起觸電現(xiàn)象。安全小事故常有發(fā)生，鑒于此種情況，設計這款電磁感應電烙鐵，將電烙鐵的電壓降低到安全電壓之下，從而避免了觸電情況發(fā)生。

二、電磁感應加熱的原理

1.漩渦現(xiàn)象：在金屬導體外面繞上線圈，再讓線圈通入交變電流，那么線圈中就產生交變磁場。作用于金屬導體上，在金屬導體的圓周方向會產生感應電動勢和感應電流，電流的方向沿導體的圓周方向轉圈，就像一圈圈的漩渦。

在金屬塊中形成閉合回路的感應電流叫作渦電流，簡稱渦流，由于金屬導電性強，產生的電流很大。

2.渦流說白了就是電磁感應的一種情況，而有兩種情況可以產生電磁感應現(xiàn)象：

a.閉合電路中的一部分導體與磁場發(fā)生相對運動。

b.穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化。

3.利用渦流現(xiàn)象，可以很好地為人類服務，其中由于渦流電流很大，在導體中可以瞬間產生熱量，在工業(yè)中可以用來制熱。

4.電磁感應發(fā)熱原理：使用電子控制技術，在線圈上加上高頻電壓，產生交變磁場，從而在線圈中的金屬中產生渦流現(xiàn)象，產生高效率的清潔熱能。

三、電磁感應電烙鐵結構（如圖所示）

四、控制器

主要由四個部分組成，分別是整流降壓電路、濾波電路、高頻輸出電路、高頻信號發(fā)生電路。

1.整流降壓電路

作用：將220V交流電壓轉換成15V的直流電壓。

電路說明：主要由四個晶閘管組成橋式整流電路，通過調節(jié)晶閘管的導通角來實現(xiàn)整流降壓的效果。在輸入電路中，要加上保護保險，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生。

2.濾波電路

作用：主要是將整流降壓電路過來的波動電壓，變成平穩(wěn)的直流電。

結構：由電容和電感組成П型濾波電路，其中電感線圈的功率跟烙鐵的功率成正比。

3.高頻信號電路

作用：產生高頻觸發(fā)信號，給整流降壓電路的晶閘管提供需要的觸發(fā)信號，同時給高頻輸出電路的大功率三極管提供開關觸發(fā)信號。

結構：信號電路主要使用555集成電路組成的振蕩電路，這種電路性能穩(wěn)定，價格便宜，電路設計成熟，可以拿來使用，只要調整一下信號的頻率就可以。

4.高頻輸出電路

作用：向電磁線圈提供穩(wěn)定可靠的高頻電流，使得電磁線圈產生交變磁場，從而在線圈內的烙鐵頭上產生漩渦現(xiàn)象發(fā)熱。

組成：主要由大功率開關三極管組成，其中還要加上限流電阻，從而達到保護電路的目的。

5.烙鐵頭

由于是使用電磁感應原理，線圈作用于鐵才能更好地產生熱效應，所以這里的烙鐵頭需要特制，在銅外圈中間鉗上鐵芯，才能更好地發(fā)熱。

五、安全問題

現(xiàn)在最常見的電烙鐵是電阻絲加熱電烙鐵，這就存在著漏電問題，容易產生觸電現(xiàn)象，現(xiàn)在電磁感應電烙鐵是由控制器輸出15V電壓，即便出現(xiàn)漏電，也在安全范圍之內，就算是連接線燙壞了，發(fā)生短路，控制器中的保護裝置也會將電路切斷。

參考文獻：

[1]基于高頻渦流模式的高效率電烙鐵的研究與設計[D].延吉：延邊大學，2015.

[2]王向華，李莉，劉南平.智能型多功能電烙鐵的研制[J].天津師范大學學報（自然科學版），2007（1）：66-68.

[作者單位]

江蘇省連云港工貿高等職業(yè)技術學校

（編輯：張佳琪）