在低温环境中加热PCB


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我必须开发一种可在低温(低至-60C)下运行的微控制器电路。我想加热FR4 PCB板,直到达到-40C以上的商业温度范围。我找到了一些柔性加热器来加热PCB。我还有什么其他选择?可以将PCB层用作加热器吗?我找不到有关使用层作为加热器的任何信息。


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只需使用一些表面贴装电阻器,注意随着时间的流逝热循环会破坏焊点。
约翰·U

在MC启动(-60C--40C)之前,哪种机制将控制您的加热器?对于加热器,请参见此链接- 加热床
Oleg Olivson

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我希望看到一个内层用作加热器。您可能希望曲折走线以使其长而美观,但是有关内部铜走线的功耗和温度升高的所有计算都可以在Internet上找到。功耗不是问题吗?如果是这样,您可以使用RTG并用1块石头杀死2只鸟:>
HL-SDK


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某种温度传感器或连接到开关电路的小型热敏电阻器呢?
约翰·U

Answers:


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正如您所建议的,我倾向于将PCB上或之中的走线用作直接加热器。显然,您首先要尽可能使板绝缘,以最大程度地降低保持温度所需的能量。要特别注意外部电气连接,它们也可以是良好的热导体。埋在绝缘层中的额外长度的导线会有所帮助。

我会把走线大部分放在电路板的边缘,通常将其与其他发热部件保持隔离,以使电路板上的温度梯度保持最小。我将设计一个电流源,该电流源具有温度反馈来驱动轨迹,并具有“最大”设置,以确保不会烧坏它。

您发现的flexi加热器本质上是在做相同的事情,但是他们可能认为应用程序数据有些专有。您必须自己制定细节;基于铜的基本电阻率(20°C下为1.68×10 -8Ω -m),迹线宽度和厚度,电流水平和温度升高等情况。


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是否由于FR4环氧树脂导热系数低而在内部层上留下痕迹?
zontragon

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@zontragon:真的没什么大不了的。您并没有像使用散热器那样试图散发大量热量,只是提高了整个系统的温度。
戴夫·特威德

为什么您宁愿使用pcb迹线而不使用外部flexi加热器?它有什么优势?
zontragon

@zontragon:因为它基本上是零增量成本-包括在PCB成本中。
戴夫·特威德

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我必须设计一个400MHz的无线电接收器数据解调器,它可以在-60ºC的温度下放置,然后在底部走线(4层板)的PCB下方以矩阵形式放置一堆表面安装电阻器。矩阵表示,如果一个电阻器发生故障,则不会杀死整个加热器的想法。

我使用温度传感器控制加热,并且在大约+10ºC时关闭,因为同一模块也可能整天处于烘烤热量中。该设备最初存在的唯一问题是,当温度回升到0ºC时-电路板上形成冷凝水,并且收音机5分钟未按预期运行。这可以通过选择性地涂漆PCB的易损区域来解决。

当温度回升至0ºC时,仍有一些明显的毛刺,但这些毛刺寿命很短。该装置是为航空发动机测试室设计的-当发动机启动时,这不是一个好地方!无线电接收器正在从引擎收集数据。


不错的设计!但是,如果系统处于-60度以下并关闭,如何在不以60度运行MCU的情况下启动系统?
richieqianle

@richieqianle它没有MCU。
安迪(aka Andy)

您能否介绍一下如何唤醒/关闭温度传感器?
richieqianle 2015年

我记得@richieqianle都是用比较器模拟完成的。
安迪(aka Andy)

为了避免在低温下启动电路的其他部分(加热部分除外),该怎么办?
richieqianle
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