【正文】 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 致謝 22 致 謝 經(jīng)過幾周的艱辛論文終于完成了，此期間感覺壓力很大，在論文完成的過程中，遇到了不少的困難，首先就是要對相關(guān)知識進(jìn)行系統(tǒng)的了解和掌握，對于自己完全陌生且深奧的知識學(xué)習(xí)確實(shí)并非易事，但還是努力克服重重困難，完成論文的寫作。注意字符的位置要對好，不能印在焊盤上面。堿性氯化銅蝕刻液是目前應(yīng)用最廣的圖形蝕刻溶液。 化學(xué)沉銅 化學(xué)沉銅主要是將孔壁金屬化，這樣雙面板的兩邊的導(dǎo)線就能互相連接了。 對于圖 6 中太陽能無線充電器的前級發(fā)射電路，可以在太陽能充電電路與射極耦合多諧振蕩器之間加一開關(guān)作為無線充 電電路的電源開關(guān)。 由于太陽能板不是時時都能接收到太陽光，所以當(dāng)沒有接收太陽光時，充電電池會反過來對太陽能電池板放電，這樣很容易造成太陽能電池板的損壞，所以，為了防止充電電池對太陽能電池板的反充電，太陽能充電電路應(yīng)該要具備防反充電功能，起到保護(hù)太陽能電池板的作用。若做成橋式整流電路，整流電流可以大于 200mA，在小電流的無線充電中綽綽有余。 電路的設(shè)計 對于無線充電電路來說，有三部分最主要的電路：振蕩電路、放大電路和無線接收電路。對于專業(yè)的印制板廠，目前趨向于生產(chǎn)上 檔次產(chǎn)品，并向大規(guī)模和自動化方向發(fā)展。印制電路板的設(shè)計和制造質(zhì)量直接影響到整個產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，甚至影響到商業(yè)競爭的成敗。 1998 年 ,全世界生產(chǎn)的太陽能電池 ,其總的發(fā)電量達(dá) 1000 兆瓦 ,1999 年達(dá) 2850 兆瓦。 無線電是遠(yuǎn)距離傳遞信號的電磁波，無線電是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，無線電 技術(shù)是通過無線電波傳播信號的技術(shù)，現(xiàn)在大量的無線電技術(shù)應(yīng)用用無線的技術(shù)傳送電力，這種想法從 19 世紀(jì)上半葉電磁感應(yīng)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)之后就已經(jīng)有了，近年來，國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)和公司，如美國麻省理工學(xué)院、 power cast（電容）公司等相繼研發(fā)出了短距離和微距的天線供電技術(shù)和產(chǎn)品，他們有著非常廣闊的應(yīng)用前景。目前公認(rèn)最為綠色的能源是太陽能，如果能夠通過太陽能電池將能量接收并貯藏起來再對手機(jī)等電子產(chǎn)品的內(nèi)置鋰電 池進(jìn)行充電，這樣既利用了太陽能達(dá)到了節(jié)能的作用，而且相對于市電的 220V 又多了幾分安全。非接觸型 IC 本身無電源。 太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式兩大類， 而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形 。焊盤用于固定元器件引腳或引出連線等，焊盤有圓形、矩形等多種形狀。接著利用功率放大電路提高其振幅以獲得更大的能量，通過發(fā)射和接收線圈的耦合、對接收的電能進(jìn)行整流濾波，這樣就可以進(jìn)行電能的無線傳輸了。 第二種是發(fā)射極耦合多諧振蕩器，它可以克服第一種振蕩器的缺點(diǎn)，兩只晶體三極管工作在非飽和狀態(tài)，提高了三極管的開關(guān)速度，從而可以得到更高的振蕩頻率。 12V 的電源由太陽能充電電路提供，電源信號通過射極耦合多諧振蕩電路變成高頻信號再通過 C3 和 R7 組成的耦合電路之后被模 擬達(dá)林頓管功放電路放大，L1 和 L2 分別是初級和次級耦合線圈，放大后的信號通過 L1 和 L2 的耦合被無線傳送到次級接收電路，高頻交流信號被整流濾波后變成直流電能給 的鋰電池進(jìn)行充電。 電路的設(shè)計與電路圖 知道了太陽能充電電路的設(shè)計要求就可以進(jìn)行太陽能充電電路的設(shè)計了。然后在 PCB 文件中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，查看元件封裝無錯誤后導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，接著對導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后的元件進(jìn)行手工排列，使各個元件放置在恰當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ谧詣泳€生產(chǎn)中，圖形電鍍與電鍍鉛錫合金連在一條生產(chǎn)線上。其主要工藝流程為：蝕刻后的印制板 退鉛錫 沖污 循環(huán)水洗 1 循環(huán)水洗 2 清水洗 吸干 強(qiáng)風(fēng)吹干 出板。 太陽能無線充電器的應(yīng)用舉例 下面是兩個太陽能無線充電器應(yīng)用的例子： A 區(qū) （ a） A 區(qū) （ b） (c) 圖 8 太陽能無線充電器的應(yīng)用舉例之一 8 所示，可以把接收電路做成體積很小的貼片電路集成到手機(jī)主板上，連同線圈一起集成到手機(jī)里面，而發(fā)射線圈可以放在圖 8（ a） 中 A 區(qū)的外殼下面，接收線圈可以置于手機(jī)外殼內(nèi)側(cè) ,如圖 8（ b）（ c） ,當(dāng)手機(jī)放到充電座上時就可以直接對手機(jī)進(jìn)行無線 充電。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師靳孝峰老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 另外，感謝校方給予我這樣一次機(jī)會，能夠獨(dú)立地完成一個課題，并在這個過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。 不僅為社會節(jié)約了大量能源，而且也有效保護(hù)了環(huán)境 ，正因如此，太陽能充電器被許多人稱為“陽光產(chǎn)業(yè)”。為了保證印制板能有比較長的保存期，以及使用時其表面對焊料仍能保持良好的濕潤作用，必須對其表面進(jìn)行可焊性處理。 感光膠 可以在強(qiáng)堿溶液中去除，一般采用 3— 5％的氫氧化鈉溶液，加溫至 60℃ 左右，以機(jī)械噴淋或浸泡 的方式 去除，去膜速度越快越有利于提高生產(chǎn)效率。 表 1 前級 發(fā)射 電路的元器件封裝 元器件 封裝 元器件 封裝 GT SIP2 GA SIP2 R1～ R10 VT1～ VT4 TO92A VD VT5 TO220 C1 C2～ C4 L SIP2 圖 8 前級發(fā)射電路的 PCB 圖 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 印制電路板的制造 15 PCB 圖形經(jīng)過 Genesis 20xx 處理后則可生成鉆孔文件，光繪文件。假如是為手機(jī)進(jìn)行無線充電，那么接收電路可以集成到手機(jī)中。但是 當(dāng)許多個 太陽能 電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。 以下 圖 2 是達(dá)林頓管內(nèi)部電路和模擬達(dá)林頓管的電路圖： + 1 2 VL1C1505kT I P 1 3 2 + 1 2 VL1CR2R14 . 7 k150V T 1S 8 0 5 0V T 22 S D 8 8 2 (a)達(dá)林頓管電路 (b)模擬達(dá)林頓管電路 圖 2 達(dá)林頓管和模擬達(dá)林頓管電路 接收電路 次級接收線圈接收的電磁波是高頻電磁波，將高頻交變電流整流為直流電流是不能用普通整流二極管的，將普通整流二極管用于高頻電路，不但效率低下而且會迅速發(fā)熱燒毀。由于放大后的振蕩輸出是用于能量功率，而不是信號，所以波形失真并不重要。當(dāng)發(fā)展到集成電路時代后，就出現(xiàn)了雙面和多層板。 印制電路板是計算機(jī)、移動電話、程控交換機(jī)等電子整機(jī)設(shè)備的重要部件，它的制造流程包括幾十甚至一百多道工序，涉及材料學(xué)、電化學(xué)、光化學(xué)、電子技術(shù)、印制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等多門學(xué)科技術(shù)。但是，近距離傳遞能量還是很容易做到的。 平時最常見的例子是，我們上公交車，掏出一張 IC 卡，在公交汽車門口某處晃動一下，聽見“滴”的一聲，表示繳費(fèi)成功，這種非接觸式 IC 卡又稱射頻卡，由IC 芯片感應(yīng)天線組成， 封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的 PVC 卡片內(nèi)，芯片及天線無任何露外部分。該車最高時速為80km/h，如果僅使用電力運(yùn)行，充電一次可行駛約 15km。既然電磁波不需要介質(zhì)也可能向外傳遞能量，那么為什么我們現(xiàn)在輸送能量還要靠管道和金屬導(dǎo)線？當(dāng)然，除了經(jīng)濟(jì)原因還有技術(shù) 原因，雖然借助微波人們可以定向性好地用天線較遠(yuǎn)地傳送電力，但是電磁波傳遞能量效率低、輻射大，離實(shí)用還有距離，所以遠(yuǎn)距離靠電磁波傳遞能量目前還不現(xiàn)實(shí)。在這里我們討論的制造就主要集中在印制電路板的制造。印制電路的批量生產(chǎn)和大量使用是由于電子工業(yè)發(fā)展到了晶體管時代，這期間主要是單面印制電路板。 放大電路的作用是將高頻信號的能量提升到足以進(jìn)行無線輸送電能的程度。所以我 們可以用兩級三極管模擬搭建，前級用中小功率管 S8050，后級用中大功率管 2SD882，由于中大功率管耗散功率要大一些，所以最好為其加上散熱片。 目前大部分的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率都不是太高，大概在 15%左右。電池組 GA 作為電源為無線充電電路的發(fā)射電路供電， R R R R R R C VT2 和 VT3組成射極耦合多諧振蕩器，將電源提供的直流電變成高頻振蕩信號，通過 C3 和R8 耦合到模擬 達(dá)林頓管 功放電路， R R VT4 和 VT5 組成的模擬達(dá)林頓管功放電路將高頻電能信號放大，電能通過 L1 和 L2 耦合無線傳送到接收電路中，接收電路對電能信號整流濾波后為鋰電池 GB 充電。 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 印制電路板的制造 14 畫好 PCB 圖后，用 Protel 99se 導(dǎo)出 Gerber 文件，將 Gerber 文件導(dǎo)入到Genesis 20xx 中轉(zhuǎn)換成圖形文件，對原有的 PCB 圖形進(jìn)行檢查、修改、編排各層的順序、排版和拼版，對于 Genesis 20xx 對 PCB 圖形的優(yōu)化主要是根據(jù)生產(chǎn)印制電路板的工廠的生 產(chǎn)條件來進(jìn)行的，所以不同的工廠生產(chǎn)相同一塊印制電路板會有不同的優(yōu)化方式。 去感光膠 去感光膠亦稱去膜，要在覆銅板上面形成導(dǎo)線圖形就要把多余的銅用溶液（蝕刻液）腐蝕掉，被感光膠所覆蓋的銅箔就是要被蝕刻掉的銅箔，所以只有去掉感光膠才能進(jìn)行蝕刻。在剛制作完畢的印制板表面上，若為光銅則由于其表面張力較大，很容易吸附空氣中的塵埃、水分和各種氣體，操作不當(dāng)也使其沾染汗?jié)n和油污，同時空氣中的氧氣也容易生成金屬氧化物（ CUO）降低了銅表面的濕潤性。 太陽能充電器作為太陽能數(shù)碼移動電源，能將太陽光這一取之不 盡 的清潔能源轉(zhuǎn)化為電能，并對手機(jī)和 MP4 等數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)行充電， 越來越多的便攜技術(shù)在綠色電池充電器中得以應(yīng)用， 這樣越來越多來由太陽能供電的綠色電池充電器就滿足了人們對所需充電資源及移動性的要求。再一次對我的母校表示感謝。 線圈 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 印制電路板的制造 19 圖 9 太陽能無線充電器舉例之二 9 所示，將充電座做成平板型，將線圈放到平板的下面，可以將接收電路和接收線圈都集成到 MP3 或 MP4 的 外殼內(nèi)側(cè) ，這樣當(dāng)把 MP3 等放到平板的上方時就可以進(jìn)行無線充電了 。 絲網(wǎng)印刷阻焊層 阻焊層的作用是防止電路被腐蝕，防止由于潮濕引起的電路絕緣性能下降，防止焊錫黏附在不需要的部分，防止銅對焊錫的污染等。鉛錫合金 作為耐堿抗蝕劑 的 作用為在蝕刻過程中保護(hù)圖形不 被 腐蝕 ,從而減少由此 所造成的質(zhì)量損失。檢 查無誤后進(jìn)行自動布線，也可以手工布線，但是軟件自動布線效率會高許多。下面 的圖 5 是太陽能充電電路的電路圖： RVDGTVTG1 N 5 8 2 210090149 . 6 V12V 圖 5 太陽能充電電路 在上面的太陽能充電電路中， VD 為防反充肖特基二極管， VT 是防過充晶體管，當(dāng)太陽能電池 GT 沒有接收太陽光時，其兩端電壓為 0，肖特基二極管 VD 能有效防