充电器电工实习指导书随产品散件用.docx
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充电器电工实习指导书随产品散件用
电子工艺实习产品之二
S-2000型直流稳压/充电电源
实习指导书
清华大学科教仪器厂
2010-6
一、产品简介
本产品可将220V交流电转换成3~6V直流稳压电源,可作为收音机等小型电器的外接电源,并可对1~5节镍铬或镍氢电池进行恒流充电,性能优于市售一般直流电源及充电器,具有较高的性价比和可靠性,是一种用途广泛的实用电器。
1.主要性能指标
(1).输入电压:
AC:
~220V
输出电压(直流稳压):
分三档(即:
3V、4.5V、6V),各档误差为±10%。
(2).输出电流(直流):
额定值150mA,最大300mA。
(3).过载、短路保护,故障消除后自动恢复。
(4).充电稳定电流:
60mA(±10%)可对1~5节5号镍铬电池充电。
图1
2.工作原理
产品电原理图(见图1)所示,变压器T、二极管V1~V4、电容C1构成全波整流滤波电路,后面电路若去掉R1及LED1,则是典型的串联稳压电路。
其中LED2兼做电源指示及稳压管作用,当流经该发光二极管的电流变化不大时其正向压降较为稳定(约为1.9V左右),因此可作为低电压稳压管来使用。
R2及LED1组成简单过载及短路保护电路,LED1兼作过载指示。
输出过载(输出电流增大)时R2上压降增大,当增大到一定数值(约0.8mA)后LED1导通,使调整管V5、V6的基极电流不再增大,限制了输出电流的增加,起到限流保护作用。
K1为输出电压选择开关,K2为输出电压极性变换开关。
V8、V9、V10及其相应元器件组成三路完全相同的恒流源电路,以V8单元为例,LED3在该处兼做稳压及充电指示双重作用,V11可防止电池极性接错。
通过电阻R8的电流(即输出电流)可近似地表示为:
其中:
I0_____输出电流;
Ube____T4的基极和发射极间的压降,一定条件下是常数(约0.7V);
UZ_____LED3上的正向压降,取1.9V。
由公式可见I0主要取决于UZ的稳定性,而与负载无关,实现恒流特性。
由上式可知,改变R8即可调节输出电流,因此本产品也可改为大电流快速充电(但大电流充电影响电池寿命),或减小电流即可对7号电池充电。
当增大输出电流时可在V8的C-E极之间并接一电阻(电阻值约数十欧)以减小V8的功耗。
二、制做工艺流程
1.印制板的安装焊接
(1).元器件测试
全部元器件安装前必须进行测试(见下表1)。
表1
元器件名称
测量仪器
测试方法
合格标准
二极管
万用表
万用表二极管档位测量
正向导通,反向截止
正向电阻、极性标志是否正确(注:
有色环的一边为负极性)
三极管
万用表
用万用表hFE功能,将其插入三极管测量孔位
8050、9013为NPN型,8550为PNP型
β值大于50
电解电容
万用表
将万用表调至电阻档,充放电过程,看漏电电流
是否电流过大,极性是否正确
电阻
万用表
万用表电阻档
阻值是否合格
发光二极管
万用表
用万用表hFE功能,将二极管插入三极管测量孔的C、E孔测量
极性(长管脚为正极)
是否点亮
开关
万用表
用电阻档测量
通断是否可靠
插头及软线
万用表
用电阻档测量
接线是否可靠
变压器
万用表
用电阻档测量,判断原边副边
绕组有无断、短路
(2).印制电路板A的焊接:
按图10(a)所示位置,将元器件(除三极管)全部卧式焊接(参见图4)注意二极管、三极管及电解电容的极性。
<8mm
(a)三极管(b)电解电容(c)二极管、电阻
图3
(3).印制电路板B的焊接:
a.焊接开关K2旁边的短接线J9。
b.按图10(b)所示位置,将K1、K2从元件面插入,且必须装到底。
c.LED1-LED5的焊接高度如图4(a)所示,要求发光管顶部距离印制板高度为13.5mm~14mm。
让5个发光管露出机壳2mm左右,且排列整齐。
注意颜色和极性。
也可先不焊LED,待LED插入B板后装入机壳调好位置再焊接。
d.将15线排线B端(见图5)与印制板1~15焊盘依次顺序焊接。
排线两端必须镀锡处理后方可焊接,长度如图所示,A端左右两边各5根线(即:
1~5、11~15)分别依次剪成均匀递减(参照图中所标长度)的形状。
再按图将排线中的所有线段分开至两条水平虚线处,并将15根线的两头剥去线皮约2mm~3mm,然后把每个线头的多股线芯绞合后镀锡(不能有毛刺,如图4(b))。
露出面板1.5mm
机壳正面
LED13.5mm
(a)(b)
图4
图5
e.焊接十字插头线CT2,注意:
十字插头有白色标记的线焊在有×标记的焊盘上。
(4).以上全部焊接完成后,按图检查正确无误,待整机装接。
图10印制板装配焊接图
3.整机装配
(1).装接电池夹正极片和负极弹簧
a.正极片焊点应先镀锡
b.正极片凸面向下如图7(a)所示。
将J1、J2、J3、J4、J5五根导线分别焊在正极片凹面焊接点上。
插入后再弯曲
焊点插入方向
(a)插入后再弯曲图7(b)塔簧焊线位置
c.安装负极弹簧(即塔簧),在距塔簧第一圈起始点5mm处镀锡(见图7(b))。
分别将J6、J7、J8三根导线与塔簧焊接。
*提示:
正负极片焊接极易虚焊,务必可靠镀锡。
(2).电源线连接
把电源线CT1焊接至变压器交流220V输入端(参见图8)。
提示:
务必区分变压器原边副边,阻值大的(约1.5KΩ)为原边。
注意:
两接点用热缩套管绝缘,热缩套管套上后须加热两端,使其收缩固定。
电源线(单根)电烙铁
电源线(两根)15mm套管变压器引线焊丝套管长20mm
4~6mm
(1)下线
(2)绞合(3)焊接(4)套套管
图8
(3).焊接A板与B板以及变压器的所有连线。
⑴变压器副边引出线焊至A板T-1、T-2。
⑵B板与A板用15线排线对号按顺序焊接。
(4).焊接印制板B与电池片间的连线
按(图10)将J1、J2、J3、J6、J7、J8分别焊接在B板的相应点上。
(5).装入机壳
上述安装完成后,检查安装的正确性和可靠性,然后按下述步骤装入机壳。
a.将焊好的正极片先插入机壳的正极片插槽内,然后将其弯曲90°(见图7)。
注:
为防止电池片在使用中掉出,应注意焊线牢固,最好一次性插入机壳。
b.按装配图(见图10)所示位置将塔簧插入槽内,焊点在上面。
在插左右两个塔簧前应先将J4、J5两根线焊接在塔簧上后再插入相应的槽内。
c.将变压器副边引出线朝上,放入机壳的固定槽内。
d.用M2.5自攻钉固定(B)板两端。
三、检测调试
1.目视检验
总装完毕,按原理图及工艺要求检查整机安装情况,着重检查电源线,变压器连线,输出连线及(A)和(B)两块印制板的连线是否正确、可靠,连线与印制板相邻导线及焊点有无短路及其它缺陷。
2.通电检测
注意:
通电前测量插头两端电阻应在1.5KΩ左右。
(1)电压可调:
在十字头输出端测输出电压(注意电压表极性),所测电压值应与面板指示相对应。
拨动开关K1,输出电压相应变化(与面板标称值误差在±10%为正常)。
并记录该值。
(2)极性转换:
按面板所示开关K2位置,检查电源输出电压极性能否转换,应与面板所示位置相吻合。
(3)负载能力(选作):
用一个47Ω/2W以上的电位器作为负载,接到直流电压输出端,串接万用表500mA档。
调电位器使输出电流为额定值150mA;用连接线替下万用表,测此时输出电压(注意换成电压档)。
将所测电压与
(1)中所测值比较,各档电压下降均应小于0.3V。
(4)过载保护:
将万用表DC500mA串入电源负载回路,逐渐减小电位器阻值,面板指示灯A(即原理图中LED1)应逐渐变亮,电流逐渐增大到一定数(<500mA)后不再增大(保护电路起作用)。
当增大阻值后A指示灯熄灭,恢复正常供电。
注意:
过载时间不可过长,以免电位器烧坏。
(5)充电检测:
用万用表DC250mA(或数字表200mA)档作为充电负载代替电池(见图9)LED3~LED5应按面板指示位置相应点亮,电流值应为60mA(误差为±10%),注意表笔不可接反,也不得接错位置,否则没有电流。
充电器
---
12345万用表
黑
+++红
图9面板功能及充电电源检测示意图
图10整机装配图(后视图)
3.故障检测
表2常见故障现象及分析
序号
故障现象
可能原因/故障分析
1
CH1、CH2、CH3三个通道电流大
大超过标准电流(60mA)
·LED3~LED5坏
·LED3~LED5装错
·电阻R8、R10、R12阻值错(偏小)
·有短路的地方。
2
检测CH1的电流时,LED3不亮,而LED4
或LED5亮了
15根排线有错位之处
3
拨动极性开关,电压极性不变
J9短接线未接
4
电源指示(绿色)发光管与过载指示灯同时亮
·R2(1Ω)的阻值错
·输出线或电路板短路
5
CHl或CH2或CH3的电流偏小(<45mA)
·LED3或LED4或LED5正向压降小
(正常值应大于1.8V)
·电阻R8、R10、R12阻值错
6
LED3~LED5通电后全亮,
但三通道电流很小或无电流
·24Ω电阻错
7
3V、4.5V、6V电压均为9V以上
·V5或V6坏
·LED2坏
8
充电器使用一段时间后,突然
LED1、LED2同时亮
可能V5(8050)坏
附录:
材料清单
序号
代号
名称
规格及型号
数量
备注
检查
1
V1~V4V11~V13
二极管
1N4001(1A/50V)
7
A
2
V5
三极管
8050(NPN)
1
A
3
V6,V7
三极管
9013(NPN)
2
A
4
V8,V9,V10
三极管
8550(PNP)
3
A
5
LED1、3、4、5
发光二极管
φ3红色
4
B
6
LED2
发光二极管
φ3绿色
1
B
7
C1
电解电容
470μ/16V
1
A
8
C2
电解电容
22μ/10V
1
A
9
C3
电解电容
100μ/10V
1
A
10
R1,R3
电阻
1K(1/8W)
2
A
11
R2
电阻
1Ω(1/8W)
1
A
12
R4
电阻
33Ω(1/8W)
1
A
13
R5
电阻
150Ω(1/8W)
1
A
14
R6
电阻
270Ω(1/8W)
1
A
15
R7
电阻
220Ω(1/8W)
1
A
16
R8,R10,R12
电阻
24Ω(1/8W)
3
A
17
R9,R11,R13
电阻
560Ω(1/8W)
3
A
18
K1
拨动开关
1D3W
1
B
19
K2
拨动开关
2D2W
1
B
20
CT2
十字插头线
1
B
21
CT1
电源插头线
2A220V
1
接变压器AC—AC端
22
T
电源变压器
3W7.5V
1
JK
23
A
印制线路板(A)
大板
1
JK
24
B
印制线路板(B)
小板
1
JK
25
JK
机壳后盖上盖
套
1
26
TH
弹簧(塔簧)
5
JK
27
ZJ
正极片
5
JK
28
自攻螺钉
M2.5
2
固定印制线路板小板(B)
29
自攻螺钉
M3
3
固定机壳后盖
30
PX
排线(15P)
75mm
1
(A)板与(B)板间的连接线
31
JX
接线
J1
J2
J3
J4,J5
J6
J7
J8
150mm
120mm
90mm
80mm
35mm
55mm
75mm
1
1
1
2
1
1
1
32
短接线
J9
螺线
1
可采用元器件腿
33
热缩套管
30mm
2
用于电源线与变压器引
出导线间接点处的绝缘
注:
备注栏中的“A”表示该元件应安装在大板(A)上,“B”表示该元件应安装在小板(B)上,“JK”表示该零件应安装到机壳中。
检查栏用于同学自检纪录。
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