电子制作中的安全问题及防范措施
论恒 2022-05-25

  在电子制作中有许多安全问题是不容忽视的,稍不注意将造成不可挽回的严重后果,轻则损坏仪器设备,重则伤及人身造成终身遗憾。总结起来大概有三个方面:制作者自身的安全、仪器仪表的安全和制作作品(或所修电器)的安全。下面就从这三个方面谈一谈容易遇到的问题和相应的防范措施。

 

  人身安全

 

  在电子制作中需要注意到的人身安全问题主要有触电和烫伤。

  1 .触电

  造成触电的原因主要有两类。一类是正常设备的高电位端通过人体与低电位端或大地构成回路,如:触及设备的高压、未加绝缘的电源输入端等等。特别是现在广泛使用的开关电源,往往是先将 220 V 的交流电直接整流为直流电,其电压为 300V 左右,但是整流管和滤波电容器的管脚和焊点均不加绝缘处理。还有一些使用开关电源的电器(如某些早期的彩色电视机)底盘有可能带电,所以制作和修理时要分外小心。另一类是设备的绝缘损坏造成的触电,如:电源变压器初级与铁心间的绝缘层破损、电源线外皮破损、电烙铁漏电等。

  对于触电,最好的防范办法是使用隔离变压器,即初、次级均为 220V 的独立绕组,其功率为 100W ~ 200W 的电源变压器。使用时,将初级接 220V 市电、次级接你的制作作品或待修电器。这样只要你不同时触及隔离变压器次级的两端及相关电路,就不会触电。若一时没有隔离变压器,一定要在触及、底板或某元器件前,先用试电笔检测一下是否带电。焊接与市电相关电路时别忘了拔下电源插头,千万不能带电焊接。另外,使用带有触电保护器的电源插座也是个好办法,但一定要经常检查触电保护器,保证它的可靠性。

  2 .烫伤

  造成烫伤的原因与我们使用工具(如电烙铁)和发热的器件等有关。往往烫伤会发生在触及大功率晶体管、三端集成稳压器等时,因为这些器件损坏或过载时会很烫,但从表面上又看不出来。所以手边放一只蜡烛,在触及上述器件之前先用蜡烛试一下也是个好办法。

 

  仪器仪表的安全

 

  我们最常用到的仪器仪表是稳压电源和万用表,如使用不当则容易造成仪器仪表的损坏。

  1 .稳压电源

  造成稳压电源损坏的原因主要是过流,即接入负载后其电流超出了稳压电源的额定电流值。而造成过流的主要原因是对于制作作品工作时所需电流估计不足,或电路有故障,甚至有短路。防范的方法是用万用表检测制作作品的电源输入端的电阻,估计出所需电流。当所使用的稳压电源输出电流在估计值的 1.5 倍以上时才可接入。更好的办法是使用带过流保护或恒流控制功能的稳压电源,也可改造自己的稳压电源,增加过流保护或恒流控制功能。

  2 .万用表

  目前常用的万用表有数字式和指针式两类。造成万用表损坏的原因有超量程、挡位使用不当、表笔极性接反和表笔插错位置等。

  对于指针式的万用表在超量程、挡位使用不当或表笔极性接反时,将造成指针过冲或反打,轻则将打弯指针,重则损坏表头机械系统,造成表针运动不平滑,甚至烧毁表头或电阻。防范措施是,测量前一定要核对挡位是否正确,在不知到所测范围和极性时应从最大挡位试起,这样即使极性相反也不至于造成严重的指针反打。

  对于数字式万用表,大多数在测量电流时要将红表笔从“ V / Ω ”插孔改换到另一插孔。所以经常出现的问题是测量完电流后,再测量电压时,忘记将红表笔插回“ V / Ω ”插孔。虽然数字式万用表内几乎都有保险管,出现上述问题时不至于损坏其它元器件,但更换保险管也要花费精力和时间且需要快速熔断保险管。

 

  制作作品的安全

 

  对于我们自己的电子制作品,同样也存在着安全问题。处理不当或忽视了某些问题将会损坏制品。一般常遇到的有下面三个方面。

  1 .焊接

  对于电子制作,焊接是必不可少的手段。若处理不好,焊接后会出现如下问题如:焊接后,表面上看焊锡已将元器件的焊脚和上的焊盘包裹住了,但实际上并没有焊牢,造成电路工作时好时坏,这就是常说的“虚焊”。又如:焊接后焊点与焊点之间有焊锡连接,造成短路,有时造成短路的焊锡会很细,不仔细看很难察觉。再如:由于使用的焊锡或电烙铁不合适,焊脚或焊盘处理得不干净,造成焊接的温度过高或焊接的时间过长。这两种情况都将造成元器件的性能下降或损坏。保证焊接无误的方法是,选择适当的焊锡和保证焊接面的清洁。焊锡是金属锡和金属铅的合金,两者的合金比例不同使得焊锡的熔点和强度不同,对于我们的电子制作,应使用电子商店出售的专用低熔点焊锡丝,这样可降低焊接温度,减少焊接时间。对于不好焊接的元器件,应先用刀将焊脚的氧化层刮掉,涂上松香后再焊接。焊接完成后一定要仔细检查,确保没有“虚焊”和短路后才可通电调试。

  2. 静电

  有些元器件是极易被静电损坏的,如 CMOS 电路和场效应电路。损坏电路的静电一般来自电烙铁和我们自身。在焊接 CMOS 电路和场效应电路时,最好使用陶瓷发热元件的电烙铁。用普通电烙铁焊接这些器件时,先将电烙铁烧热,然后拔掉电源插头,将电烙铁头碰一下暖气管、水管或大地后再焊接。当天气干燥和穿着纯毛或化纤衣物时,身上极易产生静电。所以在触及制品的电路和电路板前,要先摸一下暖气管、水管或墙壁,以防身上所带的静电损坏电路。

  3 .电源电路

  在电子制品中无不涉及电源电路的,所以电源电路的损坏是构成损害制品的重要原因,由于电源电路损坏而造成其它电路大面积损坏的事例比比皆是。所以在制品的电源电路和后续电路间一定要设断点,首先用假负载调整电源电路,当电源电路工作正常后再将后续电路接入。有些朋友在调试电源电路时采取降低输入电压的方法,要注意的是不要降得过低。输入电压降得过低,会使本来工作正常的电源电路出现问题甚至损坏。如脉宽控制型开关电源,当没有完善的保护电路时,输入电压过低将导致电源调整管饱和导通,时间稍长便会烧毁电源调整管。再如 7800 系列的三端稳压器,正常工作时要保证输入电压与输出电压的压差不得小于 3V ,当输入电压降至不满足上述条件时将会出现问题。所以是否采取降低输入电压的方法来调试电源电路以及降到多少合适,要仔细分析制品电源电路的工作原理来决定,不是越低越好。

  总之,在电子制作过程中,只要重视各种不安全因素,注意防范,就会减少许多不必要的损失,积累更多成功的经验。

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