电子线路设计安装与调试实训教案Word文档下载推荐.docx
《电子线路设计安装与调试实训教案Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子线路设计安装与调试实训教案Word文档下载推荐.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![电子线路设计安装与调试实训教案Word文档下载推荐.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-10/10/b4788884-fce1-4957-8f06-7e7612dc9414/b4788884-fce1-4957-8f06-7e7612dc94141.gif)
可控硅调光电路的正确布局(排版)、焊接和调试。
[教学策略]:
1、讲解电路工作原理和调光过程。
2、讲解电路布局(排版)原则。
3、让学生布局(排版),指导有困难的学生。
[教学中的元件与工具]:
1、元件:
电阻1/4W:
1.2KΩ×
1,5.1KΩ×
1,330Ω×
1,47Ω×
2,100Ω×
1,电位器100KΩ×
1,可控硅4PA×
1,BT33×
1,二极管4007×
5,电容0.1UF/63V×
1,通用线路板×
1,稳压管12V×
1。
2、工具:
万用表,烙铁,烙铁架,摄子,焊锡丝,导线,220V交流电源,220V/36V变压器,60W/36V白炽灯泡。
[教学过程]:
一、元件检测讲述并检测
1.电阻:
5.1KΩ五色环(绿棕黑棕棕),用万用表×
100档来测电阻值;
1.2KΩ四色环(棕红红金),用万用表×
330Ω四色环(橙橙棕金),用万用表×
100(或×
10)档来测电阻值;
100Ω四色环(棕黑黑棕)用万用表×
1(或×
47Ω五色环(绿紫黑黄棕)用万用表×
10)档来测电阻值。
2.二极管IN4007:
用万用表×
1K档测正向导通反向载止。
(最大整流电流:
1.0A,最大反向电压:
1000V,最大功耗:
3W,频率类型:
低频)
3.晶体管2CP12:
参数极限工作电压Vrwm(V):
100,极限工作电流Im(A):
0.1
4.电位器100KΩ:
10K(或×
1K)档来测电阻值。
5.单向晶闸管(可控硅)KP1-4:
单向晶闸管结构原理:
单向晶闸管结构如图1所示,由P型和N型半导体四层交替叠合而成。
它有三个电极:
阳极A(从外层P型半导体引出)、阴极K(从外层N型半导体引出)、门极G(从内层P型半导体引出)。
单向晶闸管符号如图2所示。
图1图2
单向晶闸管可以等效地看成是由一个PNP型三极管(VT1)和一个NPN型三极管(VT2)组成,如图3所示。
开关S断开时,VT1、VT2无基极电流,所以不导通;
闭合开关S,回路中则形成强烈正反馈(Ib2↑→Ic2↑→Ib1↑→Ic1↑→Ib2↑),使VT1、VT2迅速饱和导通;
导通后,开关S即可断开,因为VT2管的基极电流由VT1管的集电极电流提供,继续维持正反馈。
所以,门极也称控制极,它的作用仅仅是触发晶闸管的导通,一旦导通,控制极就失去了作用。
由此可知,单向晶闸管导通必须具备两个条件:
首先阳极和阴极之间要加上正向电压;
其次门极与阴极之间必须加上适当的正向触发电压。
图3
晶闸管有导通和关断两种状态,导通后,要使它关断需要满足两个条件:
一是将阳极电流减小到无法维持正反馈;
二是将阳极电压减小到一定程度。
单向晶闸管检测:
单向晶闸管在正常情况下,AK间、AG间正反向电阻较大(在几百千欧);
GK间正反向电阻小(在几百欧),并且GK间正反向电阻有差别,正向电阻小,(黑笔接G,红笔接K测出的电阻),反向电阻大。
所以用万用表R×
10档测晶闸管极与极之间的正反向电阻,既可判断出它的极性,又可判断出它的好坏。
(a)(b)(c)
图4晶闸管管脚排列、结构图及电路符号
对于小功率晶闸管也可这样检测:
万用表置R×
10档,黑笔接阳极A,红笔接阴极K,表针应指向∞(若阻值小,则晶闸管击穿);
将门极G也与黑笔接触(获取正向触发电压),此时晶闸管应导通,表针约摆动在60~200Ω之间(若表针不摆动,表明可控硅断极);
将门极G与黑笔脱开,指针不返回∞,说明晶闸管良好(有些晶闸管因维持电流较大,万用表的电流不足以维持它的正反馈,当门极G与黑笔脱开后,表针会回到∞,也是正常的)。
6.电容0.1uF:
100档,应用电容充放电来判别质量。
7.单结晶体管BT33:
单结晶体管的原理:
单结晶体管(简称UJT)又称基极二极管,是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件。
它的基片为条状的高阻N型硅片,两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2.在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e.其结构、符号、等效电路及伏安特性如图5所示。
①单结晶体管的特性。
从图5(a)可以看出,两基极b1与b2之间的电阻被称为基极电阻,即
式中,rbl为第一基极与发射结之间的电阻,其数值随发射极电流i。
的变化而变化;
rb2为第二基极与发射结之间的电阻,其数值与£。
无关;
发射结是PN结,与二极管等效。
若在两面基极b2,b1之间加上正电压Vbb9则A点电压为
式中,,为分压比,其值一般在0.3—0.85之间,如果发射极电压Ve由零逐渐增加,就可测得单结晶体管的伏安特性,如图5(d)所示。
a.当V,<
刀呱时,发射结处于反向偏置,单结晶体管截止,发射极只有很小的漏电流I。
图5单结晶体管的结构、符号、等效电路及伏安特性
b.当
为二极管正向压降(约为0.7V),PN结正向导通,Ie显著增加,rbl迅速减小,Ve相应下降,这种电压随电流增加反而下降的特性,称为负阻特性。
单结晶体管由截止区进人负阻区的临界P称为峰点,与其对应的发射极电压和电流分别称为峰点电压Vp和峰点电流Ip。
Ip是正向漏电流,是使单结晶体管导通所需的最小电流,显然
c.随着发射极电流Ie的不断上升,Ve不断下降,降到v点后,Ve不在下降了,则v点称为谷点,与其对应的发射极电压和电流称为谷点电压v和谷点电流IV"
d.过了v点后,发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态,所以u}.继续增加时,i。
便缓慢地上升,显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压。
如果
,则单结晶体管重新截止。
②单结晶体管的主要参数。
a.基极间电阻Rbb"
发射极开路时,基极bl,b2之间的电阻,一般为2-10kΩ,其数值随温度的上升而增大。
b.分压比:
由单结晶体管内部结构决定的常数,一般为0.3-0.85。
c.e,bl之间反向电压Vebl:
b2开路,在额定反向电压Veb2下,基极b1与发射极e之间的反向耐压。
d.反向电流I:
b1开路,在额定反向电压Vb2下,e,b2之间的反向电流。
e.发射极饱和压降Veo:
在最大发射极额定电流时,e,bl之间的压降。
f.峰点电流IP:
单结晶体管刚开始导通时,发射极电压为峰点电压时的发射极电流。
单结晶体管的测试方法:
图6为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。
1)判断单结晶体管发射极e的方法:
将万用表置于RX100挡或R×
lk挡,用黑表笔接其中的一个极,红表笔接另外两极,当出现两次低电阻时,则黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。
2)单结晶体管b1和b2的判断方法:
将万用表置于R×
100挡或R×
lk挡,用黑表笔接发射极,红表笔接另外两极,两次测量中,电阻大的一次,红表笔接的就是b1极。
但对于个别单结晶体管的e-bl之间的正向电阻值较小,测量时不一定准确,仅供参考。
(a) (b) (c)
图6单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号
8.通用线路板:
一看有无短路、断路。
二用万用表测有无短路、断路。
二、电路工作原理
图7单相晶闸管调光电路
三、电子元件布局的方法和规则
讲解电子元件布局的规则和方法。
学生布局(排版)练习。
对有困难的学生及时指导。
1.按电路模块进行布局,实现同一功能的相关电路称为一个模块,电路模块中的元件应采用就近集中原则,同时数字电路和模拟电路分开。
2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件,螺钉等安装孔周围3.5mm(对于M2.5)、4mm(对于M3)内不得贴装元器件。
3.卧装电阻、电感(插件)、电解电容等元件的下方避免布过孔,以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。
4.元器件的外侧距板边的距离为5mm。
5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。
6.金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰,不能紧贴印制线、焊盘,其间距应大于2mm。
定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。
7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件;
高热器件要均衡分布
8.电源插座要尽量布置在印制板的四周,电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。
特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间,以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。
电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。
9.其它元器件的布置所有IC元件单边对齐,有极性元件极性标示明确,同一印制板上极性标示不得多于两个方向出现两个方向时,两个方向互相垂直。
10、板面布线应疏密得当,当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8mil(或0.2mm)。
11、贴片焊盘上不能有通孔,以免焊膏流失造成元件虚焊。
重要信号线不准从插座脚间穿过。
12、贴片单边对齐,字符方向一致,封装方向一致。
13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致
四、焊接的方法和规则
讲解焊接的方法和规则学生焊接练习。
(一)线路板焊接机理
采用锡铅焊料进行焊接的称为锡铅焊,简称锡焊,其机理是:
在锡焊的过程中将焊料、焊件与铜箔在焊接热的作用下,焊件与铜箔不熔化,焊料熔化并湿润焊接面,依靠焊件、铜箔两者问原子分子的移动,从而引起金属之间的扩散形成在铜箔与焊件之间的金属合金层,并使铜箔与焊件连接在一起,就得到牢固可靠的焊接点,以上过程为相互间的物理—化学作用过程。
.
(二)手工焊接注意事项:
1.手握铬铁的姿势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,一般情况下,烙铁到鼻子的距离应该不少于20cm,通常以30cm为宜。
电烙铁有三种握法,如图8所示。
图8握电烙铁的手法示意
反握法的动作稳定,长时间操作不易疲劳,适于大功率烙铁的操作;
正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作;
一般在操作台上焊接印制板等焊件时,多采用握笔法。
2.焊锡丝一般有两种拿法,如图9所示。
由于焊锡丝中含有一定比例的铅,而铅是对人体有害的一种重金属,因此操作时应该戴手套或在操作后洗手,避免食入铅尘。
图9焊锡丝的拿法
3.电烙铁使用以后,一定要稳妥地插放在烙铁架上,并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头,以免烫伤导线,造成漏电等事故。
(三)手工焊接基本方法
1.手工焊接步骤
(1)准备施焊(图10(a))
左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。
要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物,并在表面镀有一层焊锡。
(2)加热焊件(图10(b))
烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约为1~2秒钟。
对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。
例如,图(