生产实习课教学任务指导书训练项目单结晶体管触发电路焊接与调试.doc

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1、生产实习课教学任务指导书实习训练项目：单结晶体管触发电路焊接与调试一、 电子焊接安全操作规程： 1、 电子焊接实训室属于防静电工作区，简称ESD，不了解静电防护的操作工人在操作过程中产生几千伏的静电，可成造成许多损失甚至严重的事故。实验期间，学生必须严格执行电子焊接安全操作规程。2、 每次上课之前，洗手并用湿布清洁桌面，防止操作静电对敏感电子产品放电；烙铁不能随意摆放，为了不使烙铁碰到工装、书包等易燃物，工具包、书包等与焊接无关的用品不准放在焊接桌面，请放在桌旁地上。3、 认真学习入门指导，掌握电路或设备工作原理，明确实训目的、实验步骤或安全注意事项。4、 学生分组实验前应认真检查、清点烙铁、

2、仪表及电子元器件状况，若发现缺损或异常现象，应立即报告指导教师处理。烙铁不能长期通电，每次用完后，及时拔下电源插头，润湿松香助焊剂和焊锡，以延长烙铁的使用寿命。5、 认真按工艺步骤和要求逐项逐步进行操作。不得如乱拆元件、随意短接等。6、 学生在实验过程中，不准打闹、起哄，不迟到、早退，有活动或有事要事先请假。保管好材料零件，要求独立完成焊接完成后要打分。人为损坏或丢失的将追究其直接责任。7、 测量电路元件电阻值时，须断开被测电路电源。8、 下课前清理、整理桌面，必须对所使用的仪器设备进行检查，如有问题及时报告指导老师并做记录，并关闭电源，方能离开。二、 训练目标：1、熟悉要搭接的调光台灯的电路

3、的工作过程，能按电路及工艺要求正确搭接电路。2、掌握测试单结晶体管触发电路的基本性能的方法。仪器设备：单结晶体管触发电路套件、示波器、万用表、电烙铁、镊子、焊锡等。训练学时数：2学时三、 训练过程：1、电路的选择与确定主电路由负载和晶闸管VT1组成，单结晶体管VU及一些阻容元件构成触发电路。改变晶闸管VT的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压的数值，这点可由灯泡的亮度变化看出。电路工作原理：变压器T1二次侧输出的正弦交流电加在由二极管D1、D2、D3、D4组成的全波整流电路，输出全波脉动直流电。波形为uo。经过电阻R1分压，在稳压二极管VW两端，得到削顶的脉动直流电压，波形为uz。单结晶体

4、管的结构与特性在一块高电阻率的N型硅半导体基片上，引出两个电极，第一基极与第二基极，这两个基极之间的电阻约为212K。在两个基极之间掺入P型杂质铝，引出电极成为发射极，由于只有一个PN结，故称单结晶体管,简称单结管。利用单结晶体管的负阻特性与RC电路的充放电组成的张弛振荡电路。电容充电当加上直流电压后，R3、R4在单结晶体管两个基极之间按分压比分压；另一路通过电阻R2、可调电阻RP对电容C充电，电容两端电压Uc(Ue)按指数曲线渐渐上升，当Ue小于峰点电压Up时，管子e.b1之间处于截止状态，随着Uc值增大，伏安特性上沿着曲线上升。电流突跳与电容放电到达峰点P，电容电压Uc(Ue)大于峰点电压

5、Up时，管子e.b1间的电阻突然变小，进入负阻状态，开始导通。由于电容电压不能突变时，电流突跳，电容开始向电阻R4放电，工作点从峰点P点跳到谷点V点，电源又重新对电容充电，调节充电可调电阻RP即可改变振荡频率。充电时间：常数充=(R2+RP)C；放电时间：常数放=(Rb1+R3)C，如此反复在单结管发射极形成锯齿波电压uc，在R4上得到很窄的尖脉冲电压ug。当晶闸管一经导通，控制极即使去掉控制电压，晶闸管仍然可维持导通状态。起触发作用的只有半个周期尖脉冲序列ug的第一个脉冲，以后的不起作用。由于晶闸管导通后不能自行关断，在过零点时关断，等待下一个尖脉冲序列ug的第一个脉冲触发导通。导通前的时间

6、成为控制角，导通的时间为，实现调压的目的。2、元器件的选择与检测元器件明细表序号名称数量规格1印制电路板1块2整流二极管4只1N40073稳压二极管1只1N47354单结晶体管1只BT335电阻4只R1(1K)、R2(500)、R3(500)、R4(51)6电位器1只RP(100K)7电解电容1只0.47F8焊接工具1套25W电烙铁、焊锡丝、松香、细砂纸元件质量检测：数字式万用表红表笔接内部电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。 档可用于测量二极管PN结的单向导电性，用于测量晶体二极管和晶体三极管的功能。打到二极管测试挡，将红黑表笔分别连接二极管的正负极，良好二极管的正向压降为0.1500.80

7、0V。若显示000，表明二极管短路；若显示1，表明开路。交换两支表笔，进行反向测试。若二极管是好的，应显示1；如果显示000，表明二极管短路损坏；如果显示其他数值，表明二极管有缺陷。判断二极管的极性用两支表笔分别接触二极管的两极，若万用表显示1V以下，说明二极管处于正向导通状态，红正、黑负；判断二极管的材料：正向导通压降VF若为0.1500.300V，是锗二极管；若为0.5000.800V，表明是硅二极管。用数字式万用表检测普通固定电容器：用电阻挡判断（1001000UF20K,10100Uf-200k,110uF-2M），根据电容器正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大来判断正极（+）、负

8、极（-）。将万用表的表笔分别接电解电容的两个电极，万用表显示的阻值较小，然后逐渐增大，最后变为1.然后交换两表笔再测，阻值由负增大为1，说明电容器是好的。若始终很小，说明电容器短路或漏电；始终很大，说明电容器开路。电阻色环标志：读取色环电阻读数，用胶带轻轻贴在纸上，写上电阻值。四环电阻五环电阻颜色IIIIII倍数误差黑000100棕1111011%红2221022%橙333103黄444104绿5551050.5%蓝6660.25%紫7770.1%灰888白999金1015%银10210%色环认识的小窍门：金色和银色只能是乘数和允许误差，一定放在右边。表示允许误差的色环比别的色环稍宽，离别的色

9、环稍远。我们用的电阻大都允许误差是1%的，用棕色色环表示，因此棕色一般都在最右边。3、焊接前的准备工作:去氧化层; 左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条轻刮元件脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。 元件弯制、插接元件： 用手捏住起子与元件引脚的交点，将元件引脚按照安装孔距沿起子弯成圆形后，插入电路板元件插孔。元件插放; 焊前先测阻值测量 为了装好后便于调试，元件插好后一定要用万用表校核阻值后再焊 。电阻的排列方向。竖排粗环在上，横排粗环在右。烙铁使用、保养作业指导书xxx电子有限公司1.0 目的：为保证相关产品生产质量，确保产品品质一致性，烙铁焊锡工艺标准化。2.0 适应范围

10、：公司所有有铅与无铅生产线手工焊接。3.0焊接定义：金属加工的主要方法之一，它是将两个或两个以上分离的零件，按一定的形式和位置连接成一个整体的工艺过程。 焊接的实质，是利用加热或其他方法，使焊料与被焊金属之间互相吸引、互相渗透，依靠原子之间的内聚力使两种金属达到永久牢固地结合。4.0烙铁的构造、分类3.1：发热部分。也叫加热部分或加热器，或者称为能量转换部分，俗称烙铁芯，这部分的作用是将电能转换成热能。3.2：储热部分。烙铁的储热部分就是通常所说的烙铁头，它在得到发热部分传来的热量后，温度逐渐上升，并把热量积蓄起来。通常采用紫铜或铜合金作烙铁头3.3： 手柄部分。烙铁的手柄部分是直接同操作人员

11、接触的部分，它应便于操作人员灵活舒适地操作。手柄一般由木料、胶木或耐高温塑料加工而成。3.4：公司内烙铁为内热式，即烙铁芯子(发热元件)安装在烙铁头内，直接对烙铁头加热。内热式烙铁芯子(发热元件)的镍铬丝和绝缘瓷管都比较细，因而机械强度较外热式差，在使用时不要随意敲击、铲撬，更不能用钳子夹发热管，以免发生意外。 4 烙铁头的选用4.1 烙铁头的分类：刀口烙铁头、马蹄型烙铁头、尖头烙铁头；5 烙铁头修整及镀锡5.1 烙铁头一般用紫铜制成，烙铁头要经电镀。电镀层的目的就是保护烙铁头不易氧化、腐蚀。5.2 新的烙铁头第一次使用之前，务必先将烙铁温度调至220度，让烙铁头的上锡部位充分吃锡，最好是浸泡

12、在锡堆里5分钟，然后在清洁海绵上擦试干净，并把烙铁温度再次调至300度，重复上述程序，然后进行使用。可有效防止烙铁头的氧化。6 烙铁保养与维护6.1 每天下班之前，将烙铁头在清洁海绵上擦试干净，然后上一点新鲜的焊锡，第二天使用之前，还是将烙铁头在清洁海绵上擦试干净，重新上锡后使用。6.2 烙铁头的使用温度不宜过高，温度越高，烙铁头的寿命越短，一般建议使用温度350380度。特殊要求，请参照现场作业指导书为准。6.3 发热芯的保养 一般来说发热芯的损坏现象有三种，即爆瓷、断裂和发热芯的引脚扭断。陶瓷在高温状态下是很脆弱的，不能敲击。爆瓷和引脚的扭断的原因是：更换烙铁头时，用力旋转或未垂直安装造成

13、。7 焊接材料7.1 焊料是易熔金属，在熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连接在一起。在一般电子装配中主要使用锡铅焊料，俗称焊锡。无铅（99.3/0.7 锡/铜）,无铅(96.5/0.5/3 锡/银/铜,简称305焊锡),无铅(95.5/0.5/4,锡/银/铜,简称:405焊锡)7.2 手工焊接常用管状锡丝，将焊锡制成管状内部加助焊剂,锡丝直径有0.4、0.6、0.8、1.0mm等。8 其它工具 8.1 镊子：用于夹带被焊元件，使焊接作业顺利进行。8.2 剪钳：用于去除焊接后过长的元件引脚或元件引脚焊接前的预加工。8.3 吸锡器：用于取下元件时使用，特别是多脚元件。8.4 防护眼罩：用

14、于保护眼睛，防止助焊剂飞溅入眼，造成伤害。8.5 抽风机：用于吸走焊接时助焊剂所挥发出的烟尘等。8.6 烙铁架：一般放置在工作台右前方，放置烙铁用。8.7 清洁海绵：焊接时，由于高温，烙铁头容易产生氧化层必须用清洁海绵清洁，以保证焊接质量。使用时海绵必须加水。水量标准:以拿起海绵不滴水为原则.9: 焊接操作姿势9.1焊接操作姿势与卫生 操作姿势：挺胸端正直坐，不要弯腰，鼻尖至烙铁头尖端至少应保持20cm以上的距离， 通常以40cm为宜。掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量。9.2烙铁的握法。电烙铁拿法有三种

15、，一反握法动作稳定，长时间操作不宜疲劳，适于大功率烙铁的操作。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用握笔法。握烙铁的姿势像握钢笔那样，与焊接面约为45。9.4 锡丝的拿法： 手掌自然握住锡线，母指、食指、小指构成支撑点。10:焊接手工焊接一般依以下五步进行:10.1 准备。准备好被焊零件，烙铁加温到工作温度，要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，表面镀有一层焊锡称位吃锡，一手握好烙铁，一手捏好锡丝，烙铁与锡丝分居于被焊零件两侧。10.2 加热。烙铁头接触被焊零件，包括零件焊盘在内的全体要均匀受热，不要施加压力或随意拖动烙铁，时间约为13秒。特殊的以作业指

16、导书为准。10.3 加锡丝。当零件被焊部位升温到焊接温度时，送上锡丝并与零件焊点部位接触，熔化并润湿焊点。焊锡应从烙铁对面接触焊件。送锡量要适量，一般以有均匀、薄薄的一层焊锡，全面润湿整个焊点。合格的焊点外形应呈圆锥状，没有锡尖，表面微凹，且有金属光泽，从焊点上面能隐隐约约分辨出引线轮廓。不良焊点：1：如果焊锡堆积过多，即包焊，内部就可能掩盖着某种缺陷隐患；2：但焊锡如果填充得太少，即少锡就不能完全润湿整个焊点。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！10.4移去锡丝。当被焊件己充分吸收焊锡并形成一层薄薄的焊料层后，迅速向左上45方向移去锡丝。10.5移去烙铁。移去锡丝后，在助焊剂(锡丝内含有)还未挥

17、发完之前，迅速移去烙铁，否则将留下不良焊点。烙铁撤离方向与焊锡留存量有关，一般向右上45方向撤离烙铁。撤离烙铁时，应往回收，回收动作要迅速、熟练，以免形成锡尖；收烙铁时，应轻轻旋转一下，这样可以吸除多余的焊料。用数数法控制时间：烙铁接触焊点后数一、二，送入焊丝后数三、四，移开烙铁，焊丝熔化量要靠观察决定。10.6 手工焊接技术要领10.6.1 焊锡不能太多，能浸透接线头即可。一个焊点一次成功，如果需要补焊时，一定要待两次焊锡一起熔化后方可移开烙铁头。如焊点焊得不光洁，可加锡丝补焊。10.6.3 锡量要合适，不要用过量的助焊剂。10.6.4采用正确的加热方法和合适的加热时间。加热时要靠增加接触面

18、积加快传热，不要用烙铁对焊件加力，易加速了烙铁头的损耗，还会对元器件造成损坏隐患。加热时还应根据操作要求选择合适的加热时间，整个过程以13秒。10.6.5焊件要固定，在焊锡凝固之前不要使焊件移动或振动，否则会造成冷焊，使焊点内部结构疏松，强度降低，导电性差。11注意事项11.1 烙铁的工作电压是220V，使用时一定要注意安全，经常检查烙铁的电源线有否烫伤，损坏。烙铁高温，注意烫伤人体。11.2 烙铁需安装接地线配三芯插头，使其外壳良好接地，确保安全。为确保安全，正常还应该在外壳再找一金属位接地。11.3 早，中午上班时，使用校验合格的温度测试仪点检烙铁温度，并确认是否符合现场作业指导书的设定要

19、求，合格的话记录于点检表内。否则调整重新量测。并检查接地是否合格。11.4 发现烙铁柄松动要及时拧紧，否则容易把电源线与烙铁芯的引出线柱之间的连接线头绞断，发生脱落或短路；先关电，待冷却后再拧紧。11.5焊接一些对温度比较敏感的元件时要注意温度的选择，不得高与330度； 四、在练习板上焊接。1、每人至少焊20点，给老师看过后才可焊万用表。2、第一加热时间要短。从右上角开始，排列整齐焊1列空1列。元器件的焊接与安装 注意不仅要位置正确，还要焊接可靠，形状美观。常见的错误焊接操作方法：先用烙铁头沾上一些焊锡，然后将烙铁放道焊点上停留等待加热后焊锡浸润焊件。虽然这样也可以将焊件焊起来，但却不能保证质

20、量。当把焊锡融化到烙铁头上时，焊锡丝中的焊剂伏在焊料表面，由于烙铁头温度一般都再250350以上，当烙铁放到焊点上之前，松香焊剂将不断挥发，而当烙铁放到焊点上时由于焊件温度低，加热还需一段时间，在此期间焊剂很可能挥发大半甚至完全挥发，因而在浸润过程中由于缺少焊剂而浸润不良。同时由于焊料和焊件温度差很多，结合层不容易形成，很难避免虚焊。更由于焊剂的保护作用丧失后焊料容易氧化，质量得不到保证就在所难免了。过量的加热，除有可能造成元器件损坏以外，还有以下危害和外部特征： 焊点的外观变差。如果焊锡已经浸润焊件以后还继续进行过量的加热，将使助焊剂全部挥发，造成熔态焊锡过热，降低浸润性能；当烙铁离开时容易

21、拉出锡尖，同时焊点表面发白，出现粗糙颗粒，失去光泽。 高温造成所加松香助焊剂的分解炭化。松香一般在210开始分解，不仅失去助焊剂的作用，而且在焊点内形成炭渣而成为夹渣缺陷。如果在焊接过程中发现松香发黑，肯定是加热时间过长所致。 过量的受热会破坏印制板上铜箔的粘合层，导致铜箔焊盘的剥落。因此，在适当的加热时间里，准确掌握加热火候是优质焊接的关键。练习时注意不断总结，把握加热时间、送锡量，对一般焊点而言大约23s。加热时间长，会使印刷电路的焊盘烫坏。注意尽量排列整齐，才可以看出练习后的进步，改进不足。加热中要把斜面靠在元件脚上使加热面积最大,焊点高23mm,直径与焊盘一致,脚高出0.5mm, 注意

22、用电烙铁运载焊锡丝错误。高温使助焊剂分解挥发，易造成焊接缺陷。错焊元件的拔除。清除烙铁上的锡，电路板向下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除，焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、二极管要看清极性。一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。上螺丝时用力要合适，不可用力太大。提高焊接质量的四个方面：材料、工具、方法、操作者。五、调试（学生动手操作，教师讲解并巡视指导）此环节可以利用调光台灯组装印制电路板图进行焊接和调试，完成后进行电路组装。电路组装调试时注意事项：1） 按照印制电路板

23、上的图示焊接好所有的元件，然后进行调试和测试。焊接电路时注意整流二极管、稳压二极管、单结晶体管和晶闸管的极性，完成后要仔细检查所连电路是否准确无误，然后才能通电进行灯泡亮暗的调试。2） 测试调压电路各部分电压时，必须做到稳而准，避免由于人为原因造成元器件的损坏。1、电路的测试：（1）单结晶体管触发电路断开主电路，接通工频电源，用示波器依次观测交流电压、整流电压、肖波电压、锯齿波电压和触发电压。记录波形时，注意各波形间对应的关系并记录电压幅值，将结果填入表8-4中。表8-4 各种电压波形与幅值电压交流电压整流电压削波电压锯齿波电压触发电压波形幅度值（2）可控整流电路接入灯泡后再接通工频电源，调节

24、电位器，使灯泡由暗到中等亮，再到最亮，用示波器观察晶闸管两端电压uVT、负载两端电压uL，并测量及工频电源电压U2，记入表8-5.表8-5 调光台灯不同亮度时的电压及波形暗较亮最亮uL波形uVT波形导通角UL/VU2/V2、调光台灯的故障分析：1）灯的亮度不可调：主要是因为电位器损坏或虚焊、单结晶体管电路提供的触发脉冲不正常、单结晶体管的性能差等。2）灯不亮：主要是因为电路有断路的现象，例如没有电源电压、整流电压或触发电压等。小结：通过本次课对调光台灯的组装和调试的动手操作，要求学生能够掌握基本测试调光台灯的方法，对晶闸管应用电路和单结晶体管应用电路能够有基本的认识，这样能够加深学生对本课题知

25、识的掌握。作业布置：继续完成实验，分析结果，完成实验报告。品牌华伟工控型号400WA(TSCG200/400)类型无级调速器输入电压AC220V输出电压DC 0V-245V（V） 400W(TSCG200/400)系列可控硅控制直流电机调速板具有体积小、安装方便、调速精度高、价格低等优点，广泛使用于电线、电缆、轻工、纺织、造纸、化工、印染、冶金、橡塑、拉丝、挤出机械、医疗器械、食品生产、印刷包装等各种行业，并可与永磁、他激、并激、串激直流电机配套使用。对小型直流电机电枢供电，使直流电机实现恒转矩无级调速。本装置主电路采用单相桥式半控电路，控制电路采用单结晶体管触发，电路线路简单，工作稳定可靠，并且温度补偿性能稳定。可外接NPN或PNP光电开关控制。