项目1.1 直流稳压电源电路的安装_电子产品装配与调试-QQ阅读男生玄幻网

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项目1.1 直流稳压电源电路的安装

一、任务名称

本任务是直流稳压电源电路的安装。当今社会人们极大地享受着电子设备带来的便利，但是任何电子设备都有一个共同的电路即电源电路，当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别，但目的都是为了能给电子设备提供持续稳定，满足负载要求的电能，而且通常情况下都要求提供稳定的直流电能，提供这种稳定的直流电能的电源就是直流稳压电源。

另外，直流稳压电源是进行电子制作和电子产品维修时的必备设备。本项目利用三端可调式集成稳压块制作直流稳压电源电路，可为后续电子小产品的安装与调试提供直流电源。

二、任务描述

1.直流稳压电源的电路组成

直流稳压电源电路原理如图1.1.1所示，直流稳压电源由整流电路、滤波电路和稳压电路组成。

图1.1.1 直流稳压电源电路原理图

2.直流稳压电源电路的安装

① 元器件安装图如图1.1.2所示。

图1.1.2 元器件安装图

② 电路元器件明细表见表1.1.1。

表1.1.1 元器件表

3.直流稳压电源电路工艺要求

图1.1.3 电阻的插装与焊接

（1）元器件的插装、焊接要求

根据图1.1.1所示直流稳压电源电路原理图可知，构成直流稳压电源的元器件主要有电阻、电容、整流二极管、电位器、三端集成稳压器、散热片和接插件等。各元器件按图纸的指定位置、孔距进行插装、焊接，具体要求如下。

① 电阻插装焊接。电阻采用卧式安装，并紧贴电路板，如图1.1.3所示。电阻应排列整齐，电阻的色环方向应该一致，以便于检查和日后的维修，如图1.1.4所示。

图1.1.4 电阻按色环方向排列

② 电位器插装焊接。电位器采用立式安装，应按照图纸要求紧贴电路板安装焊接，如图1.1.5所示。

③ 电容器插装焊接。本电路中电容有涤纶电容和电解电容，涤纶电容与一般的瓷介电容的安装要求一致，采用直立式安装，并保证元件底面离电路板距离不大于4mm；电解电容插到底安装，要注意其正负极性，如图1.1.6所示。

④ 二极管插装焊接。二极管采用卧式安装，二极管的插装应在离电路板3～5mm处插装焊接，注意正负极不要装错。

图1.1.5 电位器的安装

图1.1.6 电容的安装

⑤ 三端稳压器的安装。三端稳压器采用立式安装，底面离印制板距离为6mm±2mm。三端稳压器安装在散热片上，在三端稳压器正面的上方螺钉孔的位置，用螺钉将三端稳压器固定在散热片上，如图1.1.7所示。

⑥ 所有插入焊盘孔的元器件引线及导线均采用直脚焊。

⑦ 接线柱按照图纸要求紧贴电路板安装焊接，注意接线孔应该朝外，方便接线，所有紧固件接线时必须旋紧，如图1.1.8所示。

图1.1.7 三端稳压器的安装

图1.1.8 接线柱的安装

（2）元器件成形的工艺要求

元器件的引线要根据电路板上焊盘插孔和安装的具体要求弯折成所需要的形状。元器件成形有以下要求。

① 引线成形后，元器件不应产生破裂，表面封装不应损坏，引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。

② 凡是有标记的元器件，在引线成形后，其型号、规格、标志符号应该向上、向外，以便目视识别。

③ 引线成形尺寸应符合安装要求。

成形跨距允许公差为0.5mm，如图1.1.9所示。
引线不平行度应小于1.5mm，如图1.1.10所示。

图1.1.9 成形跨距示意图

图1.1.10 引线平行度

引线弯曲处要有圆弧形，其弯曲半径R不得小于引线直径的2倍，伤痕长度不大于引线直径的1/10，如图1.1.11所示。
引线长度剪脚留头在焊面以上0.5～1mm，如图1.1.12所示。

图1.1.11 引线弯曲处弧形

图1.1.12 引线长度

（3）元器件成形加工时的注意事项

元器件引线预加工处理主要包括引线的校直、表面清洁及搪锡三个步骤。

① 弯曲引线时，应使用专门的工具固定弯曲处和器件管座之间的引线，不要拿着管座弯曲，如图1.1.13所示。

图1.1.13 引线弯曲方法

② 弯曲引线时，弯曲线的角度不要超过最终成形的弯曲角度。不要反复弯曲引线，不要在引线较厚的方向弯曲引线，如对扁平形状的引线不能进行横向弯折。

③ 不要沿引线引出方向施加过大的拉力，以免损坏元件。

三、任务完成步骤

1.直流稳压电源电路焊接安装的方法和步骤

（1）元器件检测

电路元器件明细表如表1.1.1所示，对元器件进行检测，并将检测结果填入表1.1.2。

表1.1.2 元器件检测表

（2）元器件插装前预处理、成形

① 检查元器件引线的可焊性。元器件预加工处理主要包括引线的校直、表面清洁及搪锡三个步骤，若元器件引出端可焊性好，可省略预加工处理过程，如图1.1.14所示。

图1.1.14 校直元器件引线

② 元器件引线成形。

元器件引线进行整形前，应先目测焊点插孔距离，如图1.1.15所示。

图1.1.15 引线元件的目测

然后再使用尖嘴钳或镊子等工具进行手工成形加工。在本电路中，只有电阻和整流二极管两种元件的引线需要进行成形，如图1.1.16和图1.1.17所示。其他元器件直接进行插装即可。

图1.1.16 电阻引线成形

图1.1.17 二极管引线成形

（3）元器件的插装与焊接

按照直流稳压电源电路插装、焊接的基本要求进行元器件的插装与焊接。焊接按焊接五步操作法（准备、加热焊点部位、加焊锡、移开焊锡、撤离电烙铁）完成焊点焊接。

2.实物电路

焊接好后将伸出长的引线剪掉，焊接好的直流稳压电源电路如图1.1.18所示。

图1.1.18 实物电路

3.直流稳压电源电路焊接安装的检查

手工焊接的检查可分为目视检查和手触检查两种。

（1）目视检查

目视检查就是从外观上检查焊接质量是否合格，有条件的情况下，建议用3～10倍放大镜进行目检，目视检查的主要内容有：

① 是否有错焊、漏焊、虚焊。

② 有没有连焊，焊点是否有拉尖现象。

③ 焊盘有没有脱落，焊点有没有裂纹。

④ 焊点外形润湿应良好，焊点表面是不是光亮、圆润。

⑤ 焊点周围是否有残留的焊剂。

⑥ 焊接部位有无热损伤和机械损伤现象。

（2）手触检查

手触检查指的是在外观检查中发现有可疑现象时，采用手触检查。主要是用手指触摸元器件有无松动、焊接不牢的现象，用镊子轻轻拨动焊接部位或夹住元器件引线，轻轻拉动观察有无松动现象。常见的不良焊点及其产生的原因见表1.1.3。

表1.1.3 常见的不良焊点及其产生的原因

续表

四、相关知识

1.电子产品装配的基本知识

电子产品的装配与调试在电子工程技术中占有重要位置。任何一个电子产品都是由设计→焊接→组装→调试形成的，而焊接是保证电子产品质量和可靠性的最基本环节，调试则是保证电子产品正常工作的最关键环节。从生产制造的角度来讲，整个生产过程可以分为电子元器件的工艺准备、电路单元的加工制作、电路部件的安装调试、整机的装配、电路调试、整机检验等程序，在每一个环节中还可以细分为多个工位。在这里，我们主要简单介绍电子产品装配阶段的基本过程，主要工作内容一般包括装配前的准备、装配、总装和调试。

（1）装配前的准备

① 熟悉加工工艺文件和产品装配图；

② 根据要求选择恰当的设备和工具；

③ 对元器件进行分类和筛选、元器件引线成形、导线加工、线把扎制等工作；

④ 对特殊要求的元器件进行测试、试验，如有不合格及时修配或退换。

（2）装配阶段

① 通过手工焊接或自动焊接把元器件与印制线路板的焊盘牢固连接在一起；

② 通过螺纹连接、铆接、胶接、压接等方法把零件、部件按要求装配到规定的位置；

③ 装配时要确保连接的可靠性和位置的准确性，不能破坏元器件、零部件和焊盘。

（3）总装阶段

按照设计要求及工艺规范把各部件装联成完整的电子设备。

（4）调试阶段

确保产品质量过关，装配结束后需对电子设备进行严格的测试，以达到该产品相关的要求和技术指标。整个装配工艺过程如图1.1.19所示。

图1.1.19 电子产品装配工艺过程

如图1.1.20所示为电子产品直流稳压电源的装配过程。

图1.1.20 直流稳压电源的装配过程

2.元器件装配的基本要求

在电子产品开始装配、焊接以前，除了要事先做好对于全部元器件的测试筛选以外，还要进行两项准备工作：一是要检查元器件引线的可焊性，若可焊性不好，就必须进行引线的校直、表面清洁及镀锡处理；二是要根据元器件在印制板上的安装形式，对元器件的引线进行整形，使之能迅速而准确地插入电路板的插孔内。为保证引线成形的质量和一致性，整形应使用专用工具或成形模型。例如，在加工少量元器件时，可采用手工成形，使用镊子或尖嘴钳等一般工具，也可使用专用的成形模具；自动组装时一般采用专用的成形设备。

元器件进行安装时，通常分为卧式安装和立式安装两种，如图1.1.21和图1.1.22所示。

卧式安装的优点：元器件排列整齐，重心低，牢固稳定，元器件的两端点距离较大，有利于排版布局，便于焊接与维修，也便于机械化装配，缺点是所占面积较大。

立式安装的优点：元器件在印制电路板上所占的面积小，安装密度高；其缺点是元器件容易相碰造成短路，散热差，不适合机械化装配。

采用立式安装的元器件，一般来说可以紧贴板面安装，对某些特殊的元器件的安装要求元器件离开板面一定距离。如图1.1.22（a）所示三极管m=4～6mm，图1.1.22（b）所示元器件插到台阶处。

图1.1.21 卧式元器件

图1.1.22 立式元器件

元器件安装的基本技术要求如下。

① 安装时应遵循先小后大、先低后高、先里后外、先易后难、先一般元器件后特殊元器件的基本原则。如先安表面安装元件、卧式安装元件、IC插座等小型器件，再安装立式安装元件、中小功率器件的安装支架或散热片等，再安装大容量电容、变压器等大体积元器件，最后安装传感器类等敏感元器件、连接导线等。

② 安装元件的方向应一致，如电阻、无极电容、电感等无极性的元件，应使标记和色码朝上，以利于辨认。插装方向，建议水平方向安装的元器件的标记读数应从左到右，垂直方向安装的读数应从上到下。

③ 有极性元器件（晶体管、电解电容、集成电路等）极性方向不能插反。

④ 安装元器件要求将元器件插正，不允许明显歪斜，如图1.1.23所示。

⑤ 安装卧式插装的元器件时，对功率小于1W的元器件可贴紧印制电路板板面插装，如图1.1.21（a）所示；功率较大的元器件应距离印制电路板2mm，以利于元器件散热，如图1.1.21（b）所示。

⑥ 插装时不要用手直接碰元器件的引线和印制板上的铜箔，因为汗渍会影响焊接。

⑦ 安装体积、重量较大的元件时，应采用黏合剂将其底部粘在PCB板上，加橡胶衬垫或采用安装支架。

图1.1.23 歪斜不正

⑧ 高频部分的元器件应尽量靠近，连线与元件引线尽量短，以减少分布参数。

⑨ 大功率的三极管、功放集成电路等需要散热的元器件，要预先做好散热片的装配准备工作。

⑩ 功率器件工作时要发热，依靠散热器将热量散发出去，安装质量对传热效率关系重大。以下三点是安装要点：

a.器件和散热器接触面要清洁平整，保证接触良好。

b.有必要可以在接触面上加硅脂。

c.两个以上螺钉安装时要对角线轮流紧固，防止贴合不良。

⑪ 元器件引线穿过焊盘后应至少保留0.5～1mm的长度。建议不要先把元器件的引线剪断，待焊接以后再剪断元件引线。

3.元器件焊接要求知识

手工焊接是利用电烙铁加热焊料和被焊金属，实现金属间牢固连接的一种焊接工艺技术。手工焊接适合于产品试制、电子产品的小批量生产、电子产品的调试与维修以及某些不适合自动焊接的场合，是电子产品装配中的一项基本操作技能。

（1）焊点的外观要求

一个高质量的焊点从外观上看，应具有以下特征：

① 形状以焊点的中心为界，左右对称，锡点成内弧形。

② 焊料量均匀适当，锡点表面要圆满、光滑、无针孔、无松香渍、无毛刺。

③ 单面焊盘焊点润湿角小于45°，金属化孔焊点润湿角小于30°，如图1.1.24和图1.1.25所示。

图1.1.24 单面焊盘焊点

图1.1.25 双面焊盘焊点

（2）焊点的技术要求

焊点在技术上应满足以下几方面的要求。

① 焊点有足够的机械强度：为保证被焊件在受到震动或冲击时不至脱落、松动，因此要求焊点要有足够的机械强度，但不能使用过多的焊锡，应避免焊锡堆积出现短路或桥焊现象。

② 焊接可靠，保证导电性能：焊点应具有良好的导电性能，必须要焊接可靠，防止出现虚焊、假焊。

③ 焊点表面整齐、美观：焊点的外观应光滑、圆润、清洁、均匀、对称、整齐、美观、充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适。

（3）焊接的基本步骤

要形成一个合格的焊点，需经过以下几个过程。

浸润：焊接部位达到焊接的工作温度时助焊剂应首先熔化，然后焊锡熔化并与被焊件和焊盘表面接触。

流淌：液态的焊锡充满整个焊盘和焊缝，将助焊剂排出。

合金：流淌的焊锡在被焊件和焊盘表面产生合金（只发生在表面）。

凝结：移开电烙铁，温度下降，液态焊锡冷却凝固变成固态，从而将焊件固定在焊盘上。

显然，焊接质量离不开一个好的焊接工艺流程，为了保证焊接质量，一般手工焊接的步骤根据被焊件的热容量采用五步法焊接操作法和三步操作法，通常采用五步焊接操作法。

① 准备施焊。左手拿焊锡丝，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，如图1.1.26所示。

图1.1.26 准备施焊

② 加热焊接部位。将烙铁头加热焊接部位，使焊接部位的温度加热到焊接需要的温度，时间为1～2s。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。如图1.1.27所示中的元器件引线与焊盘要同时均匀受热。

图1.1.27 加热焊接部位

③ 供给焊锡。焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，如图1.1.28所示。注意：不要把焊锡丝直接送到烙铁头上。

图1.1.28 供给焊锡

④ 移开焊锡丝。焊锡丝熔化一定量后，立即朝左上45°方向迅速移开焊锡丝，如图1.1.29所示。

图1.1.29 移开焊锡丝

⑤ 移开电烙铁。焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向迅速移开烙铁，结束焊接，如图1.1.30所示。从第三步开始到第五步结束，散热量较小的器件如小功率电阻、电容、二极管等，时间控制在1～2s。散热量较大的器件如变压器、接线柱、插座等，时间控制在3～5s。

图1.1.30 移开电烙铁

在整个焊接过程中，应注意：

a.焊点应自然冷却。

b.在焊料尚未完全凝固前，不能改变被焊件的位置，以防产生假焊。

c.一般焊点整个焊接操作的时间控制在2～3s，若没完成，可以等一会儿再焊一次。

4.相关元器件

（1）晶体二极管

① 晶体二极管的基本知识。

一个P型的半导体和一个N型的半导体结合，其结合的交界面处，会形成特殊的薄层，这个薄层叫PN结。将一个PN结封装起来，并引出两个脚，便组成了一只晶体二极管，如图1.1.31所示。

图1.1.31 二极管的结构

图1.1.32 PN结的导电特性

二极管是电子线路中经常使用的一种半导体器件，二极管的主要特性是单向导电性，如图1.1.32所示，在正向电压的作用下，电阻很小，二极管导通，灯亮；而在反向电压作用下，电阻极大或无穷大，二极管截止，灯灭。

二极管的伏安特性如图1.1.33所示，正向特性——当外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力，PN结仍处于截止状态，当正向电压大于死区电压后，正向电流随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为0.5V，锗管约为0.1V，只要外加正向电压小于死区电压，二极管基本上不导通；反向特性——外加反向电压时，PN结处于截止状态，反向电流很小，当反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。

图1.1.33 普通硅二极管伏安特性曲线

普通二极管的文字符号为VD，其电路图形符号如图1.1.34所示，符号的左端为正极（阳极），右端为负极（阴极）。本电路中使用到整流二极管，如图1.1.35所示。

图1.1.34 二极管图形符号

图1.1.35 整流二极管

② 二极管的种类。

二极管按用途分普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管、光电二极管等；按材料不同分为硅管和锗管；按封装材料不同分为玻璃管壳、塑料管壳和环氧树脂管壳等多种，如表1.1.4所示为常用的各种二极管。

表1.1.4 常见二极管种类及其符号

③ 二极管正、负极的判别。

a.从二极管外观判别。二极管极性的判别可以通过观察二极管外壳上的标注来判别，在二极管外壳一端印有色环（或色点）表示负极（阴极），则另一端的电极为正极（阳极），如图1.1.36所示；有些二极管用符号标志为“P”（正极）、“N”（负极）来确定二极管极性；有的二极管外壳上印有电路符号“”来标识二极管的正、负极；发光二极管的正负极可从引线长短来识别，长脚为正，短脚为负；贴片二极管表面有色带或者有缺口的一端为负极。

b.用万用表测二极管正、反向电阻判别。将指针式万用表拨至“R×1k”挡，测量二极管的电阻值，若测得其电阻值较小（约为几百欧至几千欧）时，二极管导通，则黑表笔所接电极为二极管的正极（阳极），与红表笔连接的电极为二极管的负极（阴极）。反之，若测得其电阻值接近∞，二极管截止，表明与黑表笔所接电极为负极（阴极），与红表笔连接的电极为正极（阳极），如图1.1.37所示。值得注意的是，若采用数字万用表测量，由于其表笔极性与表内电源极性一致，所以测量结果同指针式万用表所测结果相反。