1.4 任務實施
1.4.1 電路裝配準備
一、制作工具與儀器設備
(1)電路焊接工具:電烙鐵(20~35W)、烙鐵架、焊錫絲、松香。
(2)機加工工具:剪刀、剝線鉗、尖嘴鉗、平口鉗、螺絲刀、套筒扳手、鑷子、電鉆。
(3)測試儀器儀表:萬用表、示波器。
二、電路整體安裝方案設計
(1)按電路流向分區塊插裝各種規格的元器件。
(2)元器件的插裝應遵循先小后大、先輕后重、先低后高、先里后外、先一般元器件后特殊元器件的基本原則。
(3)電容器、半導體三極管、晶振等立式插裝組件,應保留適當長的引線。引線保留太長會降低元器件的穩定性或者引起短路,太短會造成元器件焊接時因過熱而損壞。一般要求距離電路板面2mm,插裝過程中應注意元器件的電極極性,有時還需要在不同電極套上絕緣套管以增加電氣絕緣性能、元器件的機械強度等。
三、電路裝配印制電路板設計
(1)本裝配印制電路板圖為采用Prote199設計軟件(另有課程介紹)的從元件面向下看的透明裝配印制電路板圖。
(2)插頭CT-IN為變壓器二次側輸出端口,電源線CT、電源開關S、熔斷器F與變壓器T安裝在整機外殼上。
(3)插口CT—OUT為電路輸出端口。
(4)集成電路IC(CW317)加裝有240×240×160mm的散熱器。
四、元器件檢測
1.電阻的識別與檢測
電阻器有不同的分類方法。按材料分,有碳膜電阻、水泥電阻、金屬膜電阻和線繞電阻等不同類型;按功率分,有0.0625W、0.125 W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W等額定功率的電阻;按電阻值的精確度分,有精確度為±5%、±10%、±20%等的普通電阻,還有精確度為±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%和±2%等的精密電阻。電阻的類別可以通過外觀的標記識別。電阻器的種類有很多,通常分為三大類:固定電阻、可變電阻、特種電阻。在電子產品中,以固定電阻應用最多。而固定電阻以其制造材料又可分為好多類,但常用、常見的有RT型碳膜電阻、RJ型金屬膜電阻、RX型線繞電阻,還有近年來開始廣泛應用的片狀電阻。型號命名很有規律,第一個字母R代表電阻;第二個字母的意義是T-碳膜、J-金屬、X-線繞,這些符號是漢語拼音的第一個字母。在國產老式的電子產品中,??梢钥吹酵獗硗扛簿G漆的電阻,那就是RT型的。而紅顏色的電阻,是RJ型的。一般老式電子產品中,以綠色的電阻居多。為什么呢?這涉及產品成本的問題,因為金屬膜電阻雖然精度高、溫度特性好,但制造成本也高,而碳膜電阻特別價廉,而且能滿足民用產品要求。電阻器當然也有功率之分。常見的是1/8瓦的“色環碳膜電阻”,它是電子產品和電子制作中用的最多的。電阻器的型號命名方法根據GB2471-81,見表1-2電阻器標稱及誤差表見表1-3所示。
表1-2 電阻器型號的命名方法

表1-3 電阻器(電位器、電容器)標稱系列及誤差表

電阻值的標識如按部頒標準規定,電阻值的標稱值應為表B302所列數字的10n倍,其中,n為正整數、負整數或零,見表1-4。
表1-4 電阻器色標符號意義

電阻的阻值和允許偏差的標注方法有直標法、色標法和文字符號法。
電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中,長期連續工作所允許消耗的最大功率。有兩種標志方法:2W以上的電阻,直接用數字印在電阻體上;2W以下的電阻,以自身體積大小來表示功率。在電路圖上表示電阻功率時,采用T302符號。
2.電容器的識別與檢測
(1)識別方法。電容器按極性的有無分為有極性電容和無極性電容兩種。有極性電容一般為容量較大的電解電容,正常的有極性電容在外殼上有很清晰的極性標志符號如表1-5所示。使用時,正極性接高電位,負極性接低電位,不可接反。無極性電容引腳接法任意。對于正、負極標志不明的電解電容器,可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻,記住其大小,然后交換表筆放電后再測出一個阻值。兩次測量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表筆接的是正極,紅表筆接的是負極。
表1-5 電阻(電容)器偏差標志符號表

(2)檢測方法。一般情況下,可用模擬萬用表電阻擋測試的方法。
1)固定電容器的檢測:①檢測10pF以下的小電容。因10pF以下的固定電容器容量太小,用萬用表進行測量,只能定性地檢查其是否有漏電,內部短路或擊穿現象。測量時,可選用萬用表R×10k檔,用兩表筆分別任意接電容的兩個引腳,阻值應為無窮大。若測出阻值(指針向右擺動)為零,則說明電容漏電損壞或內部擊穿。②檢測10pF~001μF固定電容器是否有充電現象,進而判斷其好壞。萬用表選用R×1k擋。兩只三極管的β值均為100以上,且穿透電流要小??蛇x用3DG6等型號硅三極管組成復合管。萬用表的紅和黑表筆分別與復合管的發射極e和集電極c相接。由于復合三極管的放大作用,把被測電容的充放電過程予以放大,使萬用表指針擺幅度加大,從而便于觀察。
固定電容器測定方法參數如表1-6所示。
表1-6 固定電容器測量方法、參數表

2)電解電容器的檢測:①因為電解電容的容量較一般固定電容大得多,所以測量時,應針對不同容量選用合適的量程。根據經驗,一般情況下,1~47μF間的電容可用R×1k擋測量,大于47μF的電容可用R×100擋測量。②將萬用表紅表筆接負極,黑表筆接正極,在剛接觸的瞬間,萬用表指針即向右偏轉較大偏度(對于同一電阻擋,容量越大,擺幅越大),接著逐漸向左回轉,直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻,此值略大于反向漏電阻。電解電容的漏電阻一般應在幾百千歐以上,否則,將不能正常工作。
在測試中,若正向、反向均無充電的現象,即表針不動,則說明容量消失或內部斷路;如果所測阻值很小或為零,說明電容漏電大或已擊穿損壞,不能再使用。
其測量方法類似于測量電阻方法,參數、判斷準則如表1-7所示。
表1-7 電解電容器測量方法、參數表

3.二極管的識別與檢測
(1)判別方法分為以下兩種。
1)識別法:通過二極管管殼上的符號、標志來識別。如果管殼上沒有符號或標志不清,就需要用萬用表進行檢測。
2)檢測法:選用萬用表的歐姆檔,量程為R×100Ω或R×1kΩ檔測量其正反向電阻(一般不用R×1Ω檔,因為電流太大;而R×10kΩ檔的電壓太高,管子有被擊穿的危險)。測試方法見圖1-48。

圖1-48 二極管性及好壞的測試
(2)檢測法判別步驟
1)二極管好壞的判別有以下三種情況(圖1-48)。①若測得的反向電阻很大(幾百千歐以上),正向電阻很小(幾千歐以下),表明二極管性能良好。②若測得的反向電阻和正向電阻都很小,表明二極管短路,已損壞。③若測得的反向電阻和正向電阻都很大,表明二極管斷路,已損壞。
2)二極管正、負極性的判斷。將萬用表紅、黑表筆分別接二極管的兩個電極,若測得的電阻值很?。◣浊W以下),則黑表筆所接電極為二極管正極,紅表筆所接電極為二極管的負極;若測得的阻值很大(幾百千歐以上),則黑表筆所接電極為二極管負極,紅表筆所接電極為二極管的正極。常用二極管的主要參數如表1-8所示。
表1-8 常用二極管的主要參數

4.集成穩壓器的識別與檢測
(1)識別方法。集成穩壓器可根據其外形及標稱型號進行識別。
(2)檢測方法。集成穩壓器的檢測分外觀檢測與電性能檢測兩部分。外觀檢測主要觀測其體表是否有損傷、劃痕;金屬部分是否氧化、銹蝕;標志部分是否清晰、醒目等。電性能檢測一般需要用相應的儀器、設備在電路中測試其參數是否符合其要求。由于在后續的電路測量中會對其進行一定的測試,在此不作表述。
1.4.2 電路裝配
一、元器件成形與加工
1.電阻、二極管
可應用元器件自動成形機或利用尖嘴鉗等工具手工成形的方法對經檢驗合格的電阻、二極管進行成形,成形的電阻、二極管形狀按工藝要求。①元器件體端距對應轉折線中心長度:大于1.5mm、左右對稱。②根據元器件類型,調節元器件自動成形機,使兩轉折線中心距離符合安裝要求。
2.穩壓器(CW317)加裝散熱器
散熱器的裝配要求有如下四點。
(1)元器件與散熱器之間的接觸面要平整,以增大接觸面,減小散熱熱阻。
(2)彩色電視機等電子產品,大功率管多數采用板狀散熱器(稱散熱板)
(3)散熱器在印制電路板上的安裝位置由電路設計決定,一般應放在印制電路板的邊沿易散熱的地方,而且在散熱器的周圍不要布置對熱敏感的元器件,盡量減小散熱器的熱量對周圍元器件的影響,從而提高電路的熱穩定性。
(4)元器件裝配散熱器可在裝配模具內進行,將穩壓器(CW317)用螺釘緊固在散熱器上。要求穩壓器(CW317)與散熱器之間的接觸面要平整,以增大接觸面積,減小散熱熱阻。而且穩壓器(CW317)與散熱器之間的緊固件要擰緊,使元器件外殼緊貼散熱器,保證有良好的接觸。在穩壓器(CW317)與散熱器之間加入適量傳熱硅膠效果更好。
二、導線加工與處理
按規定要求確定相應導線長度后,剝線、捻線、浸錫。捻線緊度為45°±5°。浸錫量應均勻,距膠皮(2±1)mm。
1.電源輸入線
剝外護套層長度為(50±5)mm;內導線剝線長度為(5±1)mm,捻線緊度應適中;浸錫量應均勻,距膠皮(2±1)mm。
2.變壓器線端處理
(1)一次側輸入線端:導線剩余長度為(65±5)mm;剝線長度為(5±1)mm,捻線緊度應稍緊;浸錫量應均勻,距膠皮(2±1)mm。
(2)二次側輸出線端:導線剩余長度為(85±5)mm,剝線長度為(5±1)mm;捻線緊度應稍緊;浸錫量應均勻,距膠皮(2±1)mm;壓焊金屬插針,插入連接線插座內。
3.電源輸出線
導線剩余長度為(105±5)mm;剝線長度為(5±1)mm;捻線緊度應稍緊;浸錫量應均勻,距膠皮(2±1)mm;壓焊金屬插針,插入連接線插座內。
4.機殼打孔
根據整機裝配方案與變壓器、電源開關、交流熔斷器座、電源輸入線、電路板的實際安裝尺寸,分別在機座的底板、側板與背板上打上相應的安裝孔。要求各安裝孔應大小適宜、位置適當,且變壓器、電源開關、交流熔斷器座之間的距離應大于10mm。
三、整機裝配
1.電路板裝配
(1)電路板裝配步驟。電路板裝配應遵循“先低后高、先內后外”的原則,先安裝電阻R, 、R。、R。與二極管V D4、V D5,后安裝二極管V D1、V D2、無極性電容器C, 、C。、G、C。、發光二極管VD3、VD6,再安裝插頭CT~IN、電解電容器C。、C, 、C。、集成電路1C及散熱器,最后裝接電源輸出線CT-OUT。
(2)電路裝配工藝要求有如下四點。
1)將電路所有元器件(零部件)正確裝入印制電路板相應位置上,采用單面焊接方法,無錯焊、漏焊、虛焊。
2)元器件(零部件)距印制電路板高度H:0~1mm。
3)元器件(零部件)引線保留長度H:0.5~1.5mm。
4)元件面相應元器件(零部件)高度平整、一致。
2.機座裝配
(1)機座裝配步驟。
1)將變壓器T、電源開關S分別安裝在機座的底板、側板與背板上,將電源輸入線的焊接端經背板電源線過穿入機內。
2)按電路要求連接電源輸入線CT、電源開關S、變壓器T。
(2)機座裝配要求
1)各器件應用相應緊固件擰緊固定或卡住,不應有松動感且要防止由于振動而產生的松動。
2)背板電源線過孔內應安裝過孔橡皮圈。
3)在電源開關、交流熔斷器座上焊接時,不宜時間過長或使用功率過大的電烙鐵。
4)電源開關、交流熔斷器座上的焊接點應加絕緣護套管。
5)電源輸入線應用固定夾固定。
3.整機裝連
將裝配好的電路板固定在裝配完畢的機座上,將變壓器二次側輸出線連接至電路板CT-IN,完成整機裝配連接。
1.4.3 電路測試與調整
1.電路測試與調整步驟
先測試變壓器輸出電壓U。,再測試整流、濾波后電壓U1,最后測試、調整穩壓后輸出電壓U2。
2.電路測試與調整方法
(1)仔細檢查、核對電路與元器件,確認無誤后加入規定的交流電壓階220V/50Hz ±10%。
(2)拔出變壓器二次側輸出線與電路板連接插頭,用萬用表交流電壓檔測量變壓器二次側輸出電壓。并將數值填入測量數據表內。
(3)如變壓器二次側輸出電壓U2正常,則在先拔出電源后,續穩壓調整電路的情況下,再連接好變壓器二次側輸出線與電路板連接插頭,此時,發光二極管VD3應正常發光。用萬用表直流電壓檔測量整流、濾波后電壓U3并將數值填入測試數據記錄在表1-9內。在空載的情況下,U2與U3的正常數值關系為:U2≈1.4U3。
(4)如整流、濾波后電壓U3正常,則可連接好輸入電源,若調整電位器Rr,發光二極管VD6應發光且發光亮度隨電位器調整變化。用萬用表直流電壓擋測量穩壓后輸出電壓U0,并將數值變化范圍填入測量數據記錄。正常時,輸出電壓的調整范圍為:1.5~30V。
(5)用示波器觀測各種電壓的波形,并將觀測的波形填入表1-9內。
表1-9 數據記錄

(6)總結直流穩壓電源的作用。
1.4.4 故障分析與排除
1.電路檢測
(1)通用安裝性能檢測。根據通用安裝性能的標準規定,安裝性能包括可焊性、耐熱性、抗撓強度、端子粘合度和可清洗性。
(2)焊點檢測。印制板焊點檢測就是非接觸式檢測,能檢測接觸式測試探針探測不到的部位。激光紅外檢測、超聲檢測、自動視覺檢測等技術在SMT印制電路板焊點質量檢測中得到應用。
(3)在線測試。在線測試是在沒有其他元器件的影響下對元器件逐點提供測試(輸入)信號,在該元器件的輸出端檢測其輸出信號。
(4)功能測試。功能測試是在模擬操作環境下,將電路板組件上的被測單元作為一個功能體,對其提供輸入信號,按照功能體的設計要求檢測輸出信號。在線測試和功能測試都屬于接觸式檢測技術。
2.故障檢修技巧
(1)U2數據不正常的故障分析與排除。U2測量數據不正常除了與電源輸入電路、變壓器有關外,還與測量用萬用表使用的測量檔位和后續電路有關,測量U2的萬用表使用檔位為交流電壓測量擋。在確認測量檔位正確的前提下,若測得U2仍不正常(為0或過大、過小、兩組電壓不對稱),其故障檢修依照電路工作原理來檢測。
(2)U3數據不正常的故障分析與排除。在U3測量數據正常的前提下,U3測量數據不正常除了與整流、濾波電路有關外,還與后續穩壓電路有關,其故障檢測依照電路工作原理來檢測。
(3)U0數據不正常的故障分析與排除。在U0測量數據正常的前提下,U0測量數據不正常除了與穩壓電路有關外,還與后續負載電路有關,其故障檢測依照電路工作原理來檢測。
(4)電路狀態指示電路不正常的故障分析與排除。電路狀態指示電路不正常與指示電路本身以及相應電路電壓大小有關。在電路電壓正常的前提下,電路狀態指示電路不正常主要檢查限流電阻(R、R。)阻值的大小及發光二極管(VD3、VD6)的裝配極性和裝配質量。