拆解40元价位的电烙铁，分析电路与成本

鸣涧

拆解40元价位的电烙铁，分析电路与成本
电烙铁作为各位工程师、同学必备的工具之一，重要性不言而喻，虽然大家可能都在用那种主机控制的电烙铁，但是不太方便携带，以及成本的因素，所以只能买这种数显的电烙铁。正好我身上有一只2年前买的电烙铁，但实际上没有用多久，就给我摔坏了（换烙铁头的时候，电烙铁摔到地上，把陶瓷发热芯摔断了）所以正好拆解出来，和大家一起分享一下内部的做工、电烙铁的原理、电烙铁的电路分析，以及这款电烙铁的成本分析，因为这款电烙铁，我看几个大牌子做的都大差不差，所以应该是一款通用的公模，所以用的电路都是相对稳定、常用的，对于大家分析、学习很有帮助！一、外观展示 1、整体的做工非常好，没有一点毛刺，手柄黑色地方应该采用了隔热硬塑料，一方面可能是为了安全考虑，防水防火防电的硬塑料，同时可以节省一点成本。手柄上方还有一个，胶套，应该是起到隔热、防滑的作用。2、插头采用了三叉插头，接地的作用，一是为了电烙铁漏电时防止触电， 二是为了焊接集成电路和半导体器件时感应电将这些元件击穿。3、手柄线后面还有一个保护线的螺纹套，我觉得这个非常细节，这里可以有效防止，在使用电烙铁的时候，经常移动，折弯线，所以套了个螺纹套，让线可以分散弯折时候的力。二、拆解过程【注意！拆解过程必须断电！】1、首先可以先拧开固定烙铁头套环，即可取出烙铁头。 2、继续拧开黑色的固定环，即可取出固定发热芯的套环。 3、将隔离管和弹簧拿出来（隔离管的作用是：防止发热芯接触到PCB板） 4、将PCB板直接抽出来，没有卡扣。 5、观察板子，可以发现板子是不能从后部抽出去，所以可以断定，工厂是先将电源线穿过手柄，然后再焊接（电源口有人工焊接痕迹） 6、发热芯为可插拔，可替换的，这点做的不错。
三、PCB板&主要芯片 1、主控芯片——FT61F0A5（疑似） 强烈建议芯片厂商，以后请标注官网的型号，请勿使用内部丝印。观察丝印，上面有品牌图标，以及内部丝印，此丝印只有在他们生产的时候才知道，对外销售、对外资料是没有这种丝印的！所以只能去FMD公司的官网，一款一款芯片去找。（1）首先看封装可以确定是TSSOP-20的，所以从20引脚芯片里面找。（2）可以测量引脚7为GND，引脚9为VCC，所以只需要看这两个引脚就可以排除很多不同的芯片。（3）足够的耐心。经过一段时间的寻找，找到两款非常满足需求的型号，FT61F0A5和FT64F0A5，64比61多一个OPA功能，其他没什么两样，所以看在通用以及成本方面，大概率采用的是FT61F0A5  。 2、降压芯片、电路——FT8430 buck电路就是一种非常常见的降压电路，在此电烙铁中的作用是让220V的交流电转化成5V的直流电，供MCU以及其他元器件使用。有如下特点：（1）能效高：由于BUCK电路通过开关管进行脉冲调制，因此其能效通常比线性稳压电路更高。（2）输出电压稳定：BUCK电路通过电感和电容的协同作用，能够保持输出电压的稳定性。   （3）可控性强：BUCK电路通过PWM控制，能够实现对输出电压的精确调节，从而满足不同应用场景的需求。（4）成本低：相较于其他降压电路，BUCK电路所需要的元器件较少，因此成本相对较低。电路采用的开关管为FT8430,采用SOT23-3封装。输入220V交流电，输出5V直流电。文章经过公众号“电路啊”排版编辑。内部集成VCC欠压保护(UVLO)、VCC过压保护(OVP)、过温保护(OTP)、逐周期过流保护(OCP)、输出短路保护(SCP)。    3、双向可控硅——BT136-600D 双向可控硅相对于一个开关，用来开关发热芯，单片机给到可控硅一个信号，可控硅就可以导通，可控硅导通发热芯加热（1）MCU能控制可控硅的原理是，控制电容的充放电，当电容达到某个电压值的时候，触发二极管，让可控硅导通。（2）同时有一路反馈，反馈回MCU，当电压降低时，MCU继续给出信号让可控硅导通。（3）MCU配合可控硅控制，能让控温更加精确且稳定    。 4、LCD屏幕（定制） LCD屏幕似乎是定制的，而且引脚也比较奇怪，由于没有相关的资料，所以我把引脚尽量标出来了，发现有一组i2C和一组spi，难不成一块屏幕可以用两种协议？或者说有一种方案是备用的？文章经过公众号“电路啊”排版编辑。可以确定的是最后四位引脚是内部数码管的引脚，且有电阻分压。
四、PCB电路【电路由我用万用表测量，并结合自己的经验所画，可能有误，欢迎指正！】1、AD 220V转DC 5V 降压电路 2、主控芯片 3、LCD屏幕    4、出厂烧录、测试点 5、按钮    6、交流电输入（地线忽略） 7、全家福
五、制作原理其实原理还是比较通俗易懂的，就是MCU控制可控硅的导通，让发热芯加热，同时反馈到MCU，让MCU控制电压变化。1、MCU控制可以更加精准的调节温度，同时让温度不要无限增加，以免烧坏发热芯。2、220V转5V的BUCK电路（降压电路）用到的元器件少，而且相对稳定，且内置多种保护功能。3、mcu控制电容的充电速度，控制可控硅导通，实现小功率设备控制大功率设备。
六、成本分析1、基础元器件----电容电感电阻，二极管，电解电容，按钮这些元器件都是非常便宜的，电解电容和电感会贵一点，所以直接算2元。 2、FT61F0A5，批发商的报价是0.79元。 3、FT8430，这个大概是0.3。 4、BT136 -600D，0.27。 5、定制LCD，由于不知道定制的价格，所以找了个类似的，大概是0.5。 6、PCB板，这块板子是个多层板，而且打孔的地方比较多，就按照2元算。 7、外壳，外壳是由耐高温的硬塑料做的，还有一块透明塑料面板，烙铁头部分为铁，所以整体按6块钱算 8、三叉电源线，价格大概在5块钱一条，且有3c认证。 9、陶瓷发热芯，3.2元一个。   硬件成本总计：20.06软件成本/人工/物流：10其实硬件方面的成本主要是在外壳和电源线上面，内部电路板的花费其实不是很多。所以更多的技术在软件和调试方面，因为电容的值和软件的反馈值选择错误的话，很有可能会导致温度不准确，发热芯烧坏等风险。这个模具我看到用在很多大牌上，所以厂家可能会对其优化，但是硬件方面肯定足够稳定。总计：30.0630块钱的成本来看，商家基本上可以赚15-20块钱左右，利润还是非常可观的！不过在软件成本方面，可能厂商会投入更多进行测试和调温。
七、改进/建议方案    其实在硬件方面，方案已经足够成熟且性价比合适。而软件方面，这么多大厂的工程师调教过，也不用太多担心。所以在软件、硬件方面不需要怎么改进。但是希望厂商可以开源学习一下，因为在写这篇文章的时候，网上对于数显电烙铁的资料几乎为0。既然板子上面有预留测试点，直接开放给大家，一起调温、测试，这样还可以得到大众的反馈。
八、总结1、在电源方面，可以学习到BUCK电路（降压电路）。这个电路电压十分的宽，几乎可以将任何常用的电压，降到直流5V，而且足够稳定、精确，而且使用到的元器件也很少。2、在可控硅方面，可以学习到使用MCU控制可控硅的导通，实现小功率器件控制大功率器件，而且可以学到可控硅调光、调压等电路。3、其实电烙铁的硬件成本是足够低的，主要的成本还是在软件方面，可见软件的重要性。