摘 要:在電子產品裝配與調試涉及到多方面的安全問題,當安全出現問題時,輕則損壞儀器設備,后果嚴重時則造成終身遺憾傷及人身安全。本文就電子產品裝配與調試方面最經常出現的安全問題進行論述,并給出相應的對策。
關鍵詞:電子產品裝配與調試;安全;焊接;燙傷
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2015) 02-0000-01
電子產品裝配與調試可以說是工業自動化控制的基礎,是一門實踐性很強技術,必須通過親手制作并調試各種小的電子產品才能掌握。有許多安全問題在電子裝調中是不可輕視的,不可挽回的嚴重后果在稍不注意的瞬間就有可能發生,輕則損壞儀器設備,后果嚴重時則造成終身遺憾傷及人身安全。電子裝調的安全問題有三個方面:操作者的人身安全、儀表儀器的安全和制作的電子成品作品(或所修理的電器)的安全。接下來就談一談這三個方面的問題和對應的解決措施。
一、人身安全
保護人身安全是最重要的問題,在電子裝調中人身安全問題主要有燙傷和觸電。
(一)燙傷。電子裝調中最重要的工具毫無疑問是電烙鐵,其工作部溫度較高有300多度,是造成人員燙傷的重要來源。預防措施是嚴格按照電烙鐵的使用方法,做到“先眼到,再手到”。電路中有些發熱器件溫度也較高,比如三端集成穩壓器、大功率晶體管,在其器件損壞或過載時會很燙,溫度可能高達100多度等,這也是造成燙傷的重要原因,在用手觸及這類元器件之前一定要小心,可以放一只備用蠟燭手頭邊,先用蠟燭試一下,如果蠟燭融化較慢或不融化,則說明溫度不高,再觸及上述器件。
(二)觸電。電子裝調中可能造成觸電的主要原因有兩種。第一類是人員接觸正常設備的高電壓端,電流通過人體與低電壓端(或地)構成閉合回路,。另一類觸電原因是本來不帶電的物體帶了電,這類更隱蔽,比如設備的絕緣損壞造成的觸電,如:電動機絕緣損壞造成外殼帶電、電烙鐵漏電、電源線外皮破損等。對于觸電,使用隔離變壓器是最好的防范辦法,隔離變壓器是初、次級繞組匝數相同而又分別獨立,輸出是220V電源變壓器。使用隔離變壓器時,初級繞組是輸入端接220V市電、次級繞組是輸出端接我們的制作作品或待修電器。這樣有效地起到防護作用,只要我們不同時接觸次級的兩個端子及對應的電路部分,就大大降低觸電的危險。如果沒有隔離變壓器就這么辦,先用測電筆檢測是否帶電,在沒有帶電的情況下,再去接觸某元器件、底板、電路板。焊接時,千萬不能帶電焊接與市電相連的電路,一定要拔下電源插頭。另外,使用的電源插座要帶有漏電保護器,也降低觸電風險,為保證它的可靠性,要經常檢查觸電保護器是否正常。
二、儀器儀表的安全
電子裝調中常用到的儀器儀表有示波器、穩壓電源、信號源和萬用表,其中穩壓電源和萬用表是最基本、最容易損壞的設備。
(一)穩壓電源。過流是造成穩壓電源損壞的主要原因,過流現象產生的主要原因是電路有故障,甚至有短路,還有對于制作作品功率過大,正常工作時所需電流超出電源額定值,造成“小馬拉大車”的現象。防范的方法是用先測量制作作品的電源輸入的電阻值,根據電源電壓,預估出工作的電流,所用穩壓電源輸出電流的額定值必須是估計值的1.5倍以上時方可以安全接入使用。當然,也可以使用帶過流保護的穩壓電源。
(二)萬用表。萬用表又叫三用表、多用表,是一種多量程、多功能的測量儀表,目前常用的有數字式萬用表和指針式萬用表兩類。無論是指針式萬用表,還是數字式萬用表出現故障中,由檔位選擇錯誤所得造成比例最高,如在測量大電壓時誤選了電阻測量檔位,因此每次使用萬用表測量時都要核實其檔位是不是合適、表筆是不是放置在正確的插孔內。數字式萬用表在測量電流時紅表筆要改換插孔,每次測電流完畢后要立即把紅表筆換回“V/Ω”插孔。
使用指針式萬用表,在擋位使用不當、超量程或接反表筆極性時,會造成指針反打或過沖,導致指針彎曲,甚至表頭機械及電氣系統損壞。為防止出現這些故障,測量前一定要查看擋位是否處于合適的位置,在無法確認所測極性和范圍時應該從最大擋位開始試起,即使出現極性錯誤也不至于造成極端嚴重后果。
三、制作產品的安全
對于電子制作作品來說,同樣也面臨著安全問題,主要有下面幾個方面。
(一)焊接。電子產品制作,就是利用電烙鐵把元器件焊接到基板上,要求操作者焊接水平要過關,否則,焊接后會出現各種各樣的問題。如:焊接后,從表面上觀察,焊錫已將電路板上的焊盤和元器件的管腳包裹住了,但是實際上并非如此,沒有徹底焊牢,接觸時好時壞,造成“虛焊”現象。又如:焊接后,相鄰焊點、管腳之間焊錫太多,以至于相互連接,造成短路。再如:由于使用的電烙鐵不合適或焊錫太差,焊盤或管腳處理得不干凈,有氧化層,造成焊接的時間過長或焊接的溫度過高,元器件受熱沖擊時間太久,造成元器件的性能變壞。為此我們要保證焊接面的清潔和選擇適當的焊錫。焊錫是金屬鉛和金屬錫的合金,焊錫的熔點和強度是由兩種的合金比例不同決定的,電子產品制作應選用專用的低熔點焊錫絲,這樣可減少焊接時間,降低焊接溫度。對于不好焊接的電子元器件和焊盤,應先預處理掉氧化層,再涂上松香等助焊劑后再焊接。焊接是個仔細活,完成后一定要細心排查,消除掉短路點和虛焊點后才可通電測試。
(二)靜電。靜電幾乎隨處都可能產生,在干燥的季節,人體上的靜電電壓很高有幾百伏,甚至高達幾萬伏。有些元器件是容易被靜電擊穿,如CMOS的集成電路和場效應管。在焊接CMOS的集成電路和場效應管時,最好使用帶接地線的陶瓷發熱元件的電烙鐵。焊接這些元器件時,先將電烙鐵加熱到能正常焊接溫度,然后把電源插頭拔掉,將電烙鐵的金屬部位快速接觸放電物體,比如和大地相連的水管或暖氣管,泄放掉靜電后再焊接。人體靜電的防范方法是在接觸制作作品前,要先觸摸和大地相連能導電的水管或暖氣管,泄放掉靜電以防靜電擊穿破壞電路。
(三)電源電路。電源電路為整機正常工作提供所需的能源,所有電子制品中都要有電源電路,電源電路工作在高電壓、大電流狀態下,故障率較高,當電源電路損壞時極易造成其它電路損壞。為避免因電源電路損壞而誘發其它部分故障,應在后續電路和電源電路間設置斷點。初次電路調試時,先用假負載接到電源電路上,單獨調試電源部分。當電源電路完全調試成功后,再接入其它部分的電路進行調試。
總之,在電子裝調過程中,只要重視各種不安全因素,注意防范,就會減少許多不必要的損失。
參考文獻:
[1]周安.淺談電子制作中的安全問題[J].無線電,2012-04-09.
[作者簡介]張叢箴(1973.11-),青島科技大學自動化與電子工程學院,在讀工程碩士,棗莊經濟學校,從事教學工作。