晶闸管调光电路制作

项目四电子工艺应用技能实训

任务单2

一、任务布置

1．团队制定设计方案和工作计划表。

2．设计并分析晶闸管调光电路

3．利用万用表对元件的性能进行检测

4．利用Protel DXP 2004绘制晶闸管调光电路的原理图与PCB图

5．会利用化学蚀刻方法制作晶闸管调光电路印制电路板

6．能够采用手工焊接方式进行元器件焊接

7．对晶闸管调光电路进行组装与调试

二、相关知识

1.电路组成与工作原理

本电路由整流电路、控制电路、触发电路、同步电路和负载构成。22V交流电经变压器T降压后，形成全波整流脉冲信号，经R1、V8稳压后形成梯形波，作为触发电路供电电压，此梯形波经电位器RP 、电阻R4对电容C充电，当充电电压达到峰点电压时V7导通，电容C开始放电，放电时间常数为R3C。当电压下降至单结晶体管谷点电压时V7截止，从新进行充电。在电容C放电过程中，R3上电压降通过V6加到晶闸管的控制极，当时触发电压达到控制导通电压时，晶闸管导通，灯泡亮。通过调整电位器的阻值，从而改变充电时间常数，从而改变晶闸管导通角的大小，改变灯泡的明和暗，参考原理图见图2.1。

图2.1 晶闸管调光电路参考原理图

2.主要元器件检测

①闸管检测：用万用表R×100或R×1K挡，测量晶闸管任意两管脚间的正反向电阻，当万用表指示低阻值（几百欧至几千欧的范围）时，黑表笔所接的是控制极G，红表笔所接的是阴极C，余下的一只管脚为阳极A。

好坏判断方法：用万用表R×10档，黑表笔接阳极，红表笔接阴极，指针应接近∞，当合上S时，表针应指很小阻值，约为60～200欧姆，表明晶闸管能触发导通。单向晶闸管断开S，表针不回到零，表明晶闸管是正常的。如果在S未合上时，阻值很小，或者在S合上时，表针也不动，表明晶闸管质量太差，或已击穿、断极。

图2.2 单向晶闸管万用表检测示意图

②单结晶体管引脚判断方法

判断单结晶体管发射极E的方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。

单结晶体管B1和B2的判断方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。

三、技能要点

1．晶闸管调光电路设计

（1）通过团队讨论制定设计方案，确定原理框图，确定元件参数，并利用Multisim 10进行仿真实验。

（2）利用Protel DXP绘制晶闸管调光电路原理图。

（3）根据需要建立元件库。

（4）元件标示清楚，布局位置合理、美观。晶闸管调光电路的参考电路见图2-1。

（5）对元件进行检测，元器件清单见表2-1。

表2-1 晶闸管调光电路材料清单

2．印刷电路板PCB图设计

（1）PCB板设计成单面通孔安装元件电路板，外观和尺寸参照图2.3。

图2.3 晶闸管调光电路PCB板结构图

（2）布局要求

①元件布局要整齐、美观、方便操作。

②电位器要摆放在板子边缘便于调节的位置。

③注意元件封装引脚的极性，要做到元件实物、元件电气符号、元件封装三对照。

（3）布线要求

①一般元件的焊盘尺寸设置为内径1mm，外径2.5 mm的圆形焊盘，其他元件焊盘根据引脚实际尺寸设置。

②信号线宽设置为1mm，电源线线宽设置为2mm，电源线线宽设置为3mm。

③满足基本的布线规则要求。

3.印制电路板制作

采用化学蚀刻方式制作印制电路板。主要步骤有：配腐蚀液、剪板、去污、打印PCB 设计图、图形转移、检差修补、蚀刻、检查清洗、镀锡、丝印、涂助焊剂、检查等。

4.焊前准备

（1）电路板的检查

在插装元件前一定要检查印制电路板的可焊性，图形，孔位及孔径是否符合图纸要求，有无断线、缺孔等；表面处理是否合格，有无氧化发黑或污染变质并看其有无短路、断路、孔金属化不良以及是否涂有助焊剂或阻焊剂等。如只有几个焊盘氧化严重，可用蘸有无水酒精的棉球擦拭。如果板面整个发黑，建议不使用该电路板；若必须使用，可把该电路板放在酸性溶液中浸泡，取出清洗、烘干后涂上松香酒精助焊剂再使用。

元器件检查主要检查元器件品种、规格及外封装是否与图纸吻合，元器件引线有无氧化、锈蚀等。如果拿到的元器件引脚表面有杂质、氧化物等须用工具把它除去。

（2）元器件的识别

（3）元器件的插装

①水平插装：也称为贴板插装或卧式插装，它是将元器件水平地紧贴在印制电路板上的插装方式。这种插装方法稳定性好，插装简单，容易排列，维修方便，但不利于散热，且对某些安装位置不适应。电阻和二极管常采用这种插装方式。

②垂直插装：也称为悬空插装或立式插装，它是将元器件垂直插装在电路板上的一种方法。它所插装的元件密度大，适应范围广，有利于散热，拆卸较方便，但插装较复杂并且需要控制一定的插装高度以保持美观一致。一般的晶体三极管常采用这种插装方式。

一般被焊件的插装方法如图2.4所示。

图2.4 一般被焊件的插装方法

（4）插装时的工艺要求

①插装时应首先保证图纸中的安装工艺要求，其次按实际安装位置确定。一般无特殊要

求时，只要位置允许，常采用水平插装。

②插装时应注意元器件字符标记方向一致，容易读出。一般单面板的规则插孔只有水平和垂直两个方向，可以为这两个方向分别设置一个排列方向；双面板一般两个面的插孔分别具有水平和垂直两个方向，那样只要给每个面指定一个排列方向即可。符合阅读习惯的安装方向是从左到右，从下到上的。

③插装时不要用手直接碰元器件引线和印制板上的铜箔。因为手汗中的盐份、尿素能腐蚀铜箔，他们和油渍都会影响焊接性能。

④插装后为了固定可对引线进行折弯处理。元器件插到印制电路板上的插孔后，为了保证锡焊后焊点具有一定的机械强度，其引线穿过焊盘应留出1～2mm的引脚，所以插装后要对引脚进行处理。

5.元器件焊接

（1）采用手工焊接方式，注意焊接时间和方法，保证焊接质量。

（2）焊接时对照装配图，确保元件的极性焊接正确。

6.调试

利用数字万用表、交流电源、示波器等进行调试，并对出现的故障进行检修。

（1）调试步骤

①通电前的检查

②通电调试

③整机调试

④静态的测试与调整

⑤动态的测试与调整

⑥编制调试工艺文件

（2）测量晶闸管调光电路中各主要点的波形，记录在波形图表2-2中。