生产实习任务指导书单结晶体管触发电路焊接与调试.docx
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生产实习任务指导书单结晶体管触发电路焊接与调试
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、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2—12KΩ。
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τ充=（R2+RP）C；放电时间：
常数τ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。
导通前的时间成为控制角α，导通的时间为β，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
1N4007
3
稳压二极管
1只
1N4735
4
单结晶体管
1只
BT33
5
电阻
4只
R1（1KΩ）、R2（500Ω）、R3（500Ω）、R4（51Ω）
6
电位器
1只
RP（100KΩ）
7
电解电容
1只
0.47μF
8
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0.150～0.800V。
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0.150～0.300V，是锗二极管；若为0.500～0.800V，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（100～1000UF—20K,10～100Uf---200k,1～10uF---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。
颜色
I
II
III
倍数
误差
黑
0
0
0
100
棕
1
1
1
101
±1%
红
2
2
2
102
±2%
橙
3
3
3
103
黄
4
4
4
104
绿
5
5
5
105
±0.5%
蓝
6
6
6
±0.25%
紫
7
7
7
±0.1%
灰
8
8
8
白
9
9
9
金
10－1
±5%
银
10－2
±10%
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：
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350~380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。
7焊接材料
7.1焊料是易熔金属，熔点为183℃。
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，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1～3秒。
特殊的以作业指导书为准。
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1～3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250℃－350℃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：
⑴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；当烙铁离开时容易拉出锡尖，同时焊点表面发白，出现粗糙颗粒，失去光泽。
⑵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。
⑶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2～3s。
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2～3mm,直径与焊盘一致,脚高出0.5mm,
注意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θ
UL/V
U2/V
2、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DC0V-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。
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