電子技術(shù)技能與實(shí)訓(xùn)電子教案09 臺(tái)燈調(diào)光電路的安裝與調(diào)試

電子技術(shù)技能與實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)教案09臺(tái)燈調(diào)光電路的安裝與調(diào)試99.1訓(xùn)練目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)（一）了解單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)及作用（二）理解單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理（三）掌握單結(jié)晶體管臺(tái)燈調(diào)光電路的電路結(jié)構(gòu)（四）掌握臺(tái)燈調(diào)光電路的調(diào)光原理二、素養(yǎng)目標(biāo)（一）通過查找資料，了解常用調(diào)光電路的類型，加強(qiáng)自學(xué)能力（二）通過電路調(diào)試，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力（三）通過分組合作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)99.2知識(shí)鏈接一、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和外形單結(jié)晶體管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)，所以稱為單結(jié)晶體管，有三個(gè)電極，分別是發(fā)射極和兩個(gè)基極，所以又叫雙基極二極管。在一塊高電阻率的N型硅片兩端，制作兩個(gè)接觸電極，分別叫第一基極和第二基極，分別用符號(hào)B1(bl)和B2(b2)表示，硅片的另一側(cè)在靠近第二基極B2處制作了一個(gè)PN結(jié)，并在P型硅片上引出發(fā)射極E。圖9-2單結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)、符號(hào)、極性二、單結(jié)晶體管振蕩電路【圖9-3】為單結(jié)晶體管振蕩電路的原理圖和波形圖。接通電源后，UBB經(jīng)RP、RE給電容C充電，電容兩端電壓uC按指數(shù)規(guī)律增大，當(dāng)uC=UP時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，RB1迅速減小，電容通過RB1、R1迅速放電，在R1上形成脈沖波形。當(dāng)uC=UV時(shí)，單結(jié)晶體管截止，放電結(jié)束，輸出電壓降為0值，完成一次振蕩。之后電源再次對(duì)電容充電，并重復(fù)上述過程。改變RP的阻值（或電容C的大?。?，可改變電容充電的快慢，使輸出脈沖提前或移后，從而控制晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時(shí)刻。τ越大，觸發(fā)脈沖后移，控制角增大，反之控制角減小。利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性和RC的充放電特性，組成頻率可調(diào)的振蕩電路。每半個(gè)周期內(nèi)，第一個(gè)脈沖可使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，后面的脈沖信號(hào)均不起作用。增大RP或C，使τ=（RP+RE）C增大，充電時(shí)間變長(zhǎng)，即達(dá)到UP的時(shí)間就慢，第一脈沖輸出的時(shí)間越晚；反之，第一脈沖輸出時(shí)間越提前。改變電容的充電時(shí)間常數(shù)，可實(shí)現(xiàn)脈沖的移相。在實(shí)際工作中，通過改變RP的大小，可改變晶閘管控制角的大小。圖9-3單結(jié)晶體管振蕩電路原理圖及波形圖三、單結(jié)晶體管臺(tái)燈調(diào)光電路圖9-4臺(tái)燈調(diào)光電路原理圖【圖9-4】為臺(tái)燈調(diào)光電路原理圖，其中VT、R2、R3、R4、RP、C、VS組成單結(jié)晶體管振蕩電路。接通電源前，電容C兩端的電壓uC為0，接通電源后，電容經(jīng)過R4、Rp充電，電容電壓UC逐漸升高。當(dāng)達(dá)到峰點(diǎn)電壓時(shí)，VS的e-b1之間導(dǎo)通，電容電壓uC經(jīng)e-b1向電阻R3放電。當(dāng)電容電壓下降到谷點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管恢復(fù)阻斷狀態(tài)，此時(shí)，電容又重新充電。重復(fù)上述過程，在電容上形成鋸齒狀電壓，在R3上則形成脈沖電壓，此脈沖電壓作為晶閘管VT的觸發(fā)信號(hào)。在VD1-VD4橋式整流輸出的每一個(gè)半波時(shí)間內(nèi)，振蕩電路產(chǎn)生第一個(gè)脈沖電壓為有效信號(hào)。調(diào)節(jié)RP的阻值，可改變觸發(fā)脈沖的相位，控制晶閘管VT的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)燈的亮度。99.3訓(xùn)練要求本任務(wù)以小組為單位，通過個(gè)人講解、集體討論的方式，掌握臺(tái)燈調(diào)光電路的原理分析，通過分工合作的方式完成電路的安裝與調(diào)試，并填寫調(diào)試記錄表。一、通過識(shí)讀電路圖、觀察元件型號(hào)、外形等，掌握主要元件的極性及參數(shù)二、會(huì)對(duì)觸發(fā)脈沖電路進(jìn)行分析，理解脈沖產(chǎn)生的原理三、會(huì)畫單結(jié)晶體管臺(tái)燈調(diào)光電路圖，掌握電路的調(diào)光原理四、會(huì)根據(jù)元件清單檢查元器件數(shù)量，會(huì)用萬用表檢測(cè)各元件質(zhì)量五、根據(jù)需要會(huì)對(duì)元器件進(jìn)行鍍錫、成型等預(yù)處理六、能正確識(shí)讀整機(jī)電路原理圖、印制電路板圖，明確各元器件的安裝位置及極性七、能根據(jù)原理圖及電路板裝配圖對(duì)元器件進(jìn)行安裝及焊接八、會(huì)對(duì)電路進(jìn)行通電測(cè)試及故障檢修九、完成電路調(diào)試記錄表99.4訓(xùn)練分組采用撲克牌分組法，4人一組，對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組，4人分別擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理（組長(zhǎng)）、電子設(shè)計(jì)工程師、電子安裝員和項(xiàng)目驗(yàn)收員角色，完成臺(tái)燈調(diào)光電路的安裝與調(diào)試。分組完成后，小組討論制訂組名、組訓(xùn)和小組LOGO，營(yíng)造小組凝聚力和文化氛圍，并確定任務(wù)分工，項(xiàng)目經(jīng)理完成表格的填寫。99.5元器件清單表9-2元器件清單表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量標(biāo)號(hào)序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量標(biāo)號(hào)1晶閘管MCR100-61VT14萬用表12二極管40074VD1-VD415示波器13電阻100K1R316連接線若干4電阻51K1R117電烙鐵15電阻3001R218烙鐵架16電阻18K1R419吸錫器17滌綸電容2231C120焊錫絲18單結(jié)晶體管BT331VS21松香19電位器500K1RP122鑷子110熔斷器2A1FU23尖嘴鉗111熔斷器座124斜口鉗112電路板125螺絲刀Ф2mmФ3mm213工作臺(tái)199.6訓(xùn)練實(shí)施根據(jù)臺(tái)燈調(diào)光電路原理圖和裝配圖，按照工藝要求進(jìn)行電路板的安裝和焊接，并進(jìn)行通電測(cè)試，若測(cè)試結(jié)果不正確，則進(jìn)行小組討論，針對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，并進(jìn)行故障排除，若無故障，則進(jìn)行故障假設(shè)，并進(jìn)行理論分析，記錄分析結(jié)果。一、安裝焊接操作（一）清點(diǎn)元器件，檢查儀器儀表根據(jù)元器件清單，清點(diǎn)數(shù)量，如無問題在數(shù)量欄做好標(biāo)記“√”。檢查工作臺(tái)電源、萬用表、示波器等儀器儀表工具、連接線是否完好，并在數(shù)量欄和質(zhì)量欄做好標(biāo)記“√”。（二）檢測(cè)元器件用萬用表測(cè)量等方法檢測(cè)元器件的性能，目測(cè)印制電路板有無缺陷，如無問題在質(zhì)量欄做好標(biāo)記“√”。（三）焊前預(yù)處理根據(jù)需要，使用鑷子等輔助工具，對(duì)元器件引腳進(jìn)行焊接前的鍍錫、成型等預(yù)處理。（四）識(shí)讀技術(shù)文件正確識(shí)讀整機(jī)電路原理圖、印制電路板圖，明確各元器件的安裝位置及極性。（五）電路裝配焊接按照電路原理圖，在PCB印制電路板上裝配、焊接元器件。二、電路調(diào)試（一）交流電源的測(cè)量與檢測(cè)打開工作臺(tái)上交流36V電源開關(guān)，、用萬用表測(cè)量輸出端子間的電壓，將測(cè)量結(jié)果記在調(diào)試記錄表上。操作完畢后，斷開電源開關(guān)。（二）電路整裝確保電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)，將電源線、測(cè)試線、燈等規(guī)范連接。（三）電路調(diào)試1.通電前檢查（1）檢查二極管、晶閘管、單結(jié)晶體管等有極性元件的極性，確保熔斷器已安裝。（2）確保電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)，檢查電源線，測(cè)試線等連接是否正確。（3）自查無問題后，舉手示意老師請(qǐng)求通電。2.通電調(diào)試（1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試將燈暫時(shí)取下，斷開晶閘管主電路。接通觸發(fā)電路電源，調(diào)節(jié)示波器“掃描時(shí)間”旋鈕，使a點(diǎn)電壓波形的一個(gè)周期正好占10個(gè)格，將a點(diǎn)的電壓波形記錄在表中。調(diào)節(jié)電位器，用雙蹤示波器觀測(cè)b點(diǎn)和c點(diǎn)的電壓波形的變化情況，調(diào)節(jié)電位器，觀測(cè)c點(diǎn)的電壓波形，使其α=90°，觀察此時(shí)b點(diǎn)和c點(diǎn)的電壓波形并記錄在表中。（2）臺(tái)燈調(diào)光電路的調(diào)試①觸發(fā)電路調(diào)試正常后，接通晶閘管主電路。接通觸發(fā)電路電源，調(diào)節(jié)電位器，用雙蹤示波器觀察α=45°、90°時(shí)c點(diǎn)和燈兩端的電壓波形并記錄在表中。②將電壓表接在燈兩端，觀察燈兩端輸出電壓的變化，同時(shí)觀察燈的亮度的變化，完成表格。3.故障檢修常見故障情況及可能原因：(1)燈泡不亮，不可調(diào)光。由BT33組成的單結(jié)晶體管張弛振蕩器停振，可造