摘 要:電子線路安裝與調試模塊是維修電工(中級)培訓和考證中的一個重要環節,其核心內容是電子線路的制作和調試。文章介紹了維修電工(中級)考證中常用的串聯型可調穩壓電路和晶閘管調光電路的元器件檢測、工作原理、制作和調試等各環節并進行討論,根據工作經驗給出了調試及檢修方法。
關鍵詞:維修電工中級;電子線路;安裝;調試
在維修電工(中級)培訓和考證過程中,電子線路安裝與調試模塊是必考的一個重要模塊,本文通過串聯型可調穩壓電路和晶閘管調光電路的制作與調試,訓練學生綜合運用學過的模擬電路的基本知識,使學生了解考證中所用的橋式整流電路、電容濾波電路、串聯型穩壓電路、單向晶閘管、單結晶體管觸發電路等的結構、功能及特點,熟練運用串聯型穩壓電源、晶閘管及觸發電路,掌握串聯型穩壓電路及晶閘管調光電路的工作原理,能識圖、讀圖,掌握串聯型穩壓電路及晶閘管調光電路的制作、檢測、調試方法。
1 模塊要求
根據控制線路原理圖選擇所需元器件及附件,檢查元器件好壞后正確安裝;按工藝要求布線,正確調試運行。了解單向晶閘管變流技術和串聯穩壓電源的相關知識等。
2 考試形式
給定一張電路原理圖,根據原理圖選擇正確的元器件,安裝到面包板或萬能板上,連接完元器件后通電調試,測量關鍵點參數,回答考評員提出的問題。(電路構成,工作原理,元器件檢測,電阻色環的辨識,電路調試,故障檢修等)
3 技能要求
(1)讀圖、識圖能力;(2)電路原理分析能力;(3)元器件選擇、檢測技能;(4)安裝、布線、焊接技能;(5)調試、測量、維修技能
4 工具
(1)萬表表;(2)電烙鐵;(3)焊錫;(4)松香;(5)螺絲刀;(6)剪線鉗;(7)吸錫器;(8)雙12V變壓器;(9)雙蹤示波器。
5 電路
5.1 串聯型可調穩壓電路
5.1.1 電路構成。(1)整流濾波電路:橋式整流電路、電容濾波電路。(2)串聯型穩壓電路:調整管、比較放大管、取樣電路、基準電壓。
5.1.2 工作原理。(1)穩壓原理:輸入24V交流電,經橋式整流、電容濾波后得到33V(24×1.4=33V)直流電。33V直流電壓經R1同時給比較放大管提供集電極電壓和調整管基極電壓。限流電阻和穩壓二極管給比較放大管發射極提供3V的基準電壓,取樣電路從輸出端通過分壓,對輸出電壓進行取樣,加到比較放大管的基極,兩個電壓比較后得到一個誤差電壓,經放大后調整比較放大管的集電極電壓的變化,進而調節調整管的基極電位,最后調整其發射極電壓往相反方向變化,從而達到穩壓目的。電網電壓↑(或負載減少)→Uo↑→U2b↑→U2c↓→U1b↓→U1e↓→Uo↓(2)電壓調節范圍:調節RP1,輸出電壓可以從5.3V-18.5V之間變化。Uo=Ub/(RP1下+R4)*(R3+RP1+R4)。RP1調到最上端時,輸出電壓:Uo=3.7V/7K*10K=5.3V;RP1調到最下端時,輸出電壓:Uo=3.7V/2K*10K=18.5V。
5.1.3 元器件檢測。(1)三極管(D882、9014):學會檢測三極管三個電極(D882管腳排列:E、C、B;9014管腳排列:E、B、C),并學會判斷好壞。(2)穩壓二極管(3V):判斷正負極,及穩壓值。(3)整流二極管(1N4007):判斷正負極及好壞。(4)電解電容(220UF/63V、470UF/25V):判斷正負極及好壞。(5)電位器(5K):測量標稱阻值及好壞。(6)電阻色環辨識(2K、1K、3K):學會辨識色環及電阻值。
5.1.4 安裝、布線、焊接技能。(1)在電路板上安裝元器件并布線:按照原理圖從左到右的順序布局元器件,要求元器件安裝橫平豎直、布局合理美觀,布線科學,盡量沒有跳線。(2)焊接:掌握焊接時間和溫度,控制焊錫量,焊點光滑、沒有毛剌、沒有假焊、虛焊。
5.1.5 測量、調試、維修技能。(1)測量關鍵點電壓或波形:交流24V、直流輸入電壓33V,輸出電壓5~18V,穩壓二極管負極電壓,三極管V1、V2各極電位(Ub、Ue、Uc)。(2)調試步驟和檢修方法:a.通電前先測量整流電路輸入端電阻,正常時約為30-100K,過大過小電路都有故障。如果電阻為∞,電路有開路性故障,電阻太小一般有短路性故障,此時不能通電,先仔細檢查找出故障并排除后再通電,否則容易燒壞調整管、比較放大管和穩壓二極管。b.確認兩個電解電容極性沒有接反,如果電解電容接反,則容易爆電容。c.接入24V交流電,先接一根線,再碰觸另一根線,如果有較大火花,則說明有短路性故障,先排除短路點再通電。d.通電后觸摸調整管、9014、穩壓二極管有沒有發燙現象,如果有立即斷電,否則會燒壞元器件。(多數是D882或9014引腳接錯)e.用一字螺絲刀調整電位器RP,測量輸出電壓的變化情況,正常5~20V之間變化。如果電壓沒有變化,是電位器沒有接好;如果電壓變化范圍不對,是取樣電阻用錯。(3)維修:對功能沒有實現的電路板進行檢修,排除故障。常見故障有:9014接反,D882接反,個別電阻用錯接錯,穩壓二極管接反,濾波電容用錯或極性接反,元件虛焊、假焊、連線錯誤等。
5.2 晶閘管調光電路
5.2.1 電路構成。(1)整流部分:橋式整流電路。(2)穩壓部分:8.2V穩壓管、限流電阻。(3)主電路:晶閘管(MCR100-6)、LED、限流電阻。(4)觸發電路:單結晶體管(BT33F)、RC充放電電路。
5.2.2 工作原理。(1)VD1-VD4構成橋式整流電路,把12V交流電變成10.8V(12×0.9=10.8V)直流電,給晶閘管主電路供電。同時10.8V電壓再經R1和V3穩壓得到8.2V給觸發電路供電。(2)電阻R2、R3、單結晶體管V2和RP、R4、C1構成觸發電路。通電瞬間,C1兩端電壓為0V,8.2V電源通過RP、R4向C1充電,當C1電壓升高到單結晶體管的峰點電壓時,單結晶體管導通,電容C1通過單結晶體管的e-b1、R3放電,由于放電電流較大,在R3上得到較大的尖峰脈沖信號。由于單結晶體管的rb1電阻和R3都很小,C1放電較快,當Ue小于單結晶體管的谷點電壓時,單結晶體管截止,8.2V電源再次通過RP、R4向C1充電。如此反復,在R3上端就得到一系列尖峰脈沖信號,觸發晶閘管導通。(3)調節電位器RP的大小,可以調節充電回路的充電時間,進而調節觸發脈沖的導通角,從而控制晶閘管的導通時間長短,控制LED的亮度。
5.2.3 元器件檢測。(1)單向晶閘管(MCR100-6):學會檢測晶閘管三個電極(MCR100-6管腳排列:K、G、A),萬用表打到歐姆×1K檔,六次測量里有一次導通,黑表筆接的是G,紅表筆接的是K,另外一個電極為A。并學會判斷好壞。(2)單結晶體管(BT33F):學會檢測三個電極(BT33F管腳排列:e、b1、b2),萬用表打到歐姆×1K檔,六次測量里有兩次導通,黑表筆接的是e,紅表筆接的分別是b1和b2,在正向導通時,電阻大的為b1,電阻小的為b2。并學會判斷好壞。(3)穩壓二極管(8.2V):判斷正負極,及穩壓值。(4)發光二極管(LED):判斷正負極,觀察正向導通時的發光情況。(5)整流二極管(1N4007):判斷正負極及好壞。(6)電位器(100K):測量標稱阻值及好壞。(7)電阻色環辨識(820、200、510、150、3K):學會辨識色環及電阻值。(8)瓷片電容(104):學會測量電容的好壞。
5.2.4 安裝、布線、焊接技能。(1)在電路板上安裝元器件并布線:按照原理圖從左到右的順序布局元器件,要求元器件安裝橫平豎直、布局合理美觀,布線科學,盡量沒有跳線。(2)焊接:掌握焊接時間和溫度,控制焊錫量,焊點光滑、沒有毛剌、沒有假焊、虛焊。
5.2.5 測量、調試、維修技能。(1)測量關鍵點電壓或波形:交流12V、直流10.8V、8.2V,C1上端波形,單結晶體管b1波形。(2)調試步驟和檢修方法:a.通電前先測量整流電路輸入端電阻,正常時約為20-30K,過大過小電路都有故障。如果電阻為∞,電路有開路性故障,電阻太小一般有短路性故障,此時不能通電,先仔細檢查找出故障并排除后再通電,否則容易燒壞整流二極管、穩壓二極管或限流電阻。b.接入12V交流電,先接一根線,再碰觸另一根線,如果有較大火花,則說明有短路性故障,先排除短路點再通電。c.通電后觸摸整流二極管、晶閘管、單結晶體管、穩壓二極管、限流電阻有沒有發燙現象,如果有立即斷電,否則會燒壞元器件。(多數是整流二極管、限流電阻、穩壓二極管接錯)。d.對于通電后LED不發光的情況:先測量交流12V、直流10.8V、8.2V是否正常,短接晶閘管A、K兩極,如果能發光,LED和限流電阻正常,否則是LED極性接反。再短接晶閘管A、G兩極,如果能發光,則晶閘管良好,否則晶閘管損壞。短接穩壓二極管負端與充電電容上端,如果LED發光,說明觸發電路沒有問題,否則是觸發電路故障。e.對于通電后LED發光的情況:用一字螺絲刀調整電位器RP1,觀察LED亮度變化,正常應有明顯的變化。如果亮度沒有變化,是電位器沒有接好或單結晶體管b1和b2接反。(3)維修:對功能沒有實現的電路板進行檢修,排除故障。常見故障有:整流二極管接反,LED接反,單結晶體管b1和b2接反,穩壓二極管接反,電位器接線錯或沒連接,電阻用錯焊錯,元件虛焊、假焊、連線錯誤等。