电烙铁温度快速补偿方法及可快速进行温度补偿的电烙铁技术

本发明专利技术公开了一种电烙铁温度快速补偿方法以及可快速补偿温度的电烙铁，包括静态温度控制回路和动态温度控制回路，其中，静态温度调节量主要取决于温度给定信号、实时温度检测信号和温度附加信号，动态温度调节是根据卡尔曼数字滤波原理，对差分放大的温度调控信号进行烙铁头热传导传输函数特征识别，只有在符合烙铁头热传导函数时才计算输出附加温度补偿量。实施本发明专利技术，可以做到快速检测和响应烙铁头热负载的变化而不受外部干扰噪音影响，并据此对电发热元件进行快速有效的控制保证烙铁头工作时运行在设定温度上。从而彻底避免因焊接过程中焊料温度变化造成的假焊和虚焊，有效提高焊接的速度和质量，同时，节省电能并延长烙铁头寿命。

Electric iron temperature quick compensation method and electric iron capable of quickly compensating temperature

The invention discloses an electric iron electric iron temperature compensation method and fast temperature compensation, including static and dynamic temperature control loop temperature control loop, the static temperature regulation mainly depends on the temperature for a given signal, the real-time temperature detection signal and the temperature of the additional signal, the dynamic temperature regulating digital filter is based on the Calman principle that was the iron head heat conduction transfer function characteristics identification of differential temperature control signal amplification, only in line with the iron head heat conduction function when calculating the output of the additional temperature compensation. The invention can achieve rapid detection and response to changes in the iron head thermal load without outside interference noise, and the electric heating element is controlled effectively to ensure the work tip when running at the set temperature. To completely avoid solder due to changes in temperature in the welding process and false welding weld, effectively improve the quality and speed of welding, and save energy and prolong the service life of the iron head.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及温度控制技术，更具体地说，涉及一种电烙铁温度快速补偿方法及可快速进行温度补偿的电烙铁。
技术介绍
无铅焊料符合环保，但要求烙铁热稳定性好。普通电烙铁大多采用线性变压器作为供电电路，输出电压固定，在高温下输出功率不足，温度控制采用单一的绝对值温度控制，焊接时，回温速度慢，非常容易产生假焊、虚焊现象。也有电烙铁对电发热元件的温度-功率控制采用绝对的温度，即只对发热元件的绝对温度值进行采样和控制，而无法判断发热元件的工作状态和被加热物体对热量的需求和对温度的影响，在温度下降时，发热元件的瞬态响应差，温度回升慢，不能适用于发热元件热传递快速变化的场合，例如，电烙铁在没有接触到被焊接金属时，温度较高，一旦接触到较大被焊接金属或焊接接触时间较长时，由于热量被快速传导，使得电烙铁温度迅速下降，在被焊接金属的表面积较大或环境温度较低时尤其容易造成假焊和虚焊。为实时精确检测烙铁头负载变化情况，就要在最短的时间里检测到温度细微的差异，检测越早，控制越早，温度响应就越快；但检测得越早，检测到的信号越微弱，而且要保证这种检测不受外部干扰噪音的影响；由于烙铁头里同时安装有加热元件和温度传感元件，温度传感元件输出的电信号与烙铁头实际发生温度变化的时间可能有一个延迟，改变加热元件功率的时间与烙铁头实际温度变化本身也会有延迟，如何考虑好延迟因素、干扰因素、响应时间要求是设计一个好用的电烙铁的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电烙铁温度快速补偿方法，能够考虑到电烙铁在工作时，烙铁头温度检测点与烙铁头焊点部位实际温度之间热传导的延迟及其热传输规律，及时快速地检测到烙铁头焊点部位的温度变化，以便在最短时间内对电烙铁电功率进行补偿，同时要兼顾到非焊点引起的信号变化例如环境噪音等不会引起功率补偿的误动作。本专利技术的另一目的是提供一种可快速进行温度补偿的电烙铁，对烙铁头温度的任何细微焊点变化能够快速精确地检测，并根据检测信号对烙铁头电功率进行快速精确的控制而不受外部噪音影响。本专利技术上述专利技术目的这样解决，构造一种电烙铁温度快速补偿方法，烙铁头内设置有感温元件和发热芯，包括以下步骤产生对应于烙铁头内感温元件温度相对数值的温度检测信号；根据电烙铁设定温度产生温度给定信号；根据温度调控信号产生温度附加信号；进行差分计算，产生温度调控信号，其中差分计算的输入信号包括温度检测信号、温度给定信号、温度附加信号；对所述温度调控信号进行积分比较放大处理；将积分比较放大处理后的温度调控信号进行阻尼处理并光电耦合到受控开关电源；由受控开关电源根据耦合输入的调控信号输出对应的电功率到烙铁头内的发热芯。在按照本专利技术提供的电烙铁温度快速补偿方法中，所述根据温度调控信号产生温度附加信号包括对温度调控信号进行微分处理的步骤。在按照本专利技术提供的电烙铁温度快速补偿方法中，所述根据温度调控信号产生温度附加信号包括以下步骤对温度调控信号进行差分放大；根据卡尔曼数字滤波原理，对差分放大的温度调控信号进行烙铁头热传导传输函数特征识别，如果符合烙铁头热传导函数则判断出现一个焊点并计算输出附加温度补偿量；如果不符合烙铁头热传导函数则设置附加温度补偿为零，其中，烙铁头热传导函数为ΔA(t)＝(A0-A1)(1-e-t/τ)，其中，ΔA(t)是t时刻传感器检测到的温度变化量，A0是传感器检测到的静止平衡状态下的温度，A1是烙铁头焊接部分接触到焊点瞬间下降到的最低温度，τ是烙铁头热传导时间常数。在按照本专利技术提供的电烙铁温度快速补偿方法中，差分计算输入信号中的温度给定信号是这样产生的，当在一定时间内没有检测到焊点时产生一个使烙铁头保持在待机温度的待机温度信号。在按照本专利技术提供的电烙铁温度快速补偿方法中，所述差分计算的输入信号还包括关机控制信号，所述关机信号是这样产生的，检测到烙铁头处于待机温度状态超过规定时间则产生关机控制信号。本专利技术另一目的这样实现，构造一种可快速进行温度补偿的电烙铁，包括电源单元、烙铁头、给烙铁头加热的电热芯8、对烙铁头温度进行设定的温度给定单元6、装在烙铁头内传感烙铁头温度的温度传感器8、连接在电源单元与电热芯8之间的受控开关电源7，以及根据传感器9传感温度和温度给定单元6的设定温度对受控开关电源7进行控制的控制单元，所述控制单元包括附加温度给定单元22、积分比较放大器12、输入端分别连接积分比较放大器12输出端和受控开关电源7输出端而输出端连接所述受控开关电源7控制端的阻尼光电耦合单元10、输入端与热敏元件9连接的精密电阻放大器13，以及多路差分单元，多路差分单元的输入端分别连接温度给定单元6、附加温度给定单元22和带恒流源的精密电阻放大器13，多路差分单元的输出端连接所述积分比较放大器12的输入端。在上述按照本专利技术提供的可快速进行温度补偿的电烙铁中，所述附加温度给定单元是一个连接在多路差分单元输出端与微分单元。在上述按照本专利技术提供的可快速进行温度补偿的电烙铁中，所述附加温度给定单元是通过以下过程的焊点检测及回温控制回路产生附加温度的根据卡尔曼数字滤波原理，对差分放大的温度调控信号进行烙铁头热传导传输函数特征识别，如果符合烙铁头热传导函数则判断出现一个焊点并计算输出附加温度补偿量；如果不符合烙铁头热传导函数则设置附加温度补偿为零，其中，烙铁头热传导函数为ΔA(t)＝(A0-A1)(1-e-t/τ)，其中，ΔA(t)是t时刻传感器检测到的温度变化量，A0是传感器检测到的静止平衡状态下的温度，A1是烙铁头焊接部分接触到焊点瞬间下降到的最低温度，τ是烙铁头热传导时间常数。在上述按照本专利技术提供的可快速进行温度补偿的电烙铁中，所述焊点检测及回温控制回路包括CPU单元19、待机温度给定单元21、差分放大单元15、脉宽调制单元17、锯齿波发生单元18，所述多路差分单元24的多路输入端分别连接所述温度给定单元6、附加温度给定单元22和精密电阻放大器13，所述多路差分单元的输出端连接所述积分比较放大器12的输入端，所述CPU单元19的输出端分别连接并提供控制信号所述附加温度给定单元20、待机温度给定单元21和锯齿波发生单元18，所述脉宽调制单元17的输入端分别连接所述差分放大单元15和所述锯齿波发生单元18而输出端连接所述CPU单元19，所述差分放大单元15的输入端连接所述多路差分单元24的输出端。在上述按照本专利技术提供的可快速进行温度补偿的电烙铁中，所述控制单元还包括由所述CPU单元19输出单元提供驱动信号的工作状态指示单元16以及连接在所述CPU单元19与所述多路差分单元24之间的关机控制单元23，所述工作状态指示单元16是两个不同颜色的发光二极管。实施本专利技术提供的电烙铁温度快速补偿方法及可快速进行温度补偿的电烙铁，可以做到快速检测和响应烙铁头热负载的变化而不受外部干扰噪音影响，并据此对电发热元件进行快速有效的控制保证烙铁头工作时运行在设定温度上，待机时，保持在设定的待机温度上，并可检测出长时间待机状态而进入睡眠状态。从而彻底避免因焊接过程中焊料温度变化造成的假焊和虚焊，从而有效提高焊接的速度和质量，同时，节省电能并延长烙铁头寿命。附图说明图1是本专利技术电烙铁温度快速补偿方法所使用的电烙铁的结构示意图；图2是本专利技术可快速进行温度补偿的电烙铁的第一实施例的逻辑框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电烙铁温度快速补偿方法，烙铁头内设置有感温元件和发热芯，其特征在于，包括以下步骤：产生对应于烙铁头内感温元件温度相对数值的温度检测信号；根据电烙铁设定温度产生温度给定信号；根据温度调控信号产生温度附加信号；　 　进行差分计算，产生温度调控信号，其中差分计算的输入信号包括温度检测信号、温度给定信号、温度附加信号；对所述温度调控信号进行积分比较放大处理；将积分比较放大处理后的温度调控信号进行阻尼处理并光电耦合到受控开关电源；由 受控开关电源根据耦合输入的调控信号输出对应的电功率到烙铁头内的发热芯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓刚，
申请(专利权)人：深圳斯贝克动力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]