广告

一种简单的PCB加温电路设计

2022-07-07 13:06:53 athen21 阅读:
加温电路的主要目的是为了在低温时,电路发挥作用为PCB板进行加热保温使其温度可以保持在器件可运行的最低温度以上,所以并不需要对温度进行精确的控制。因此制定以下方案,使用电阻与NTC温敏电阻进行分压,对一只MOS管或三极管进行控制。当温度低到一定阈值时,电阻与NTC电阻分压升高,打开加温电路,当温度回升后分压下降,降电路关闭。

由于产品需要工作在低温环境下,已经超出了电路板上部分元器件的工作最低运行温度要求,所以需要增加额外的加温电路,使得PCB板的整体温度可以保持在元器件要求的范围之内。tZAednc

1.基本思路

加温电路的主要目的是为了在低温时,电路发挥作用为PCB板进行加热保温使其温度可以保持在器件可运行的最低温度以上,所以并不需要对温度进行精确的控制。因此制定以下方案,使用电阻与NTC温敏电阻进行分压,对一只MOS管或三极管进行控制。当温度低到一定阈值时,电阻与NTC电阻分压升高,打开加温电路,当温度回升后分压下降,降电路关闭。tZAednc

 2.电路的各部分实现

三极管与MOS管选择常用的SOT-23封装,比较目前常用的三极管与MOS管,在同封装下,MOS管支持的导通电流普遍比三极管大很多,所以我们选择MOS管。通过对比,最终选择LRC的LN2302BLT1G型号,NTC电阻选择一般常用的NCP15WF104F03RC。根据加热电路的功率,选择使用1210封装的10欧姆电阻做为发热器件,总功率控制为2.5W。tZAednc

最终完成原理图设计如下:tZAednc

tZAednc

加热电路部分tZAednc

tZAednc

NTC温度控制部分tZAednc

对原理图的说明,在原理图中信号THERM_PCB做为一个模拟信号给PCB板上的单片机的ADC口上,可以作为PCB板的温度测量。HERTER_EN接到单片机的控制IO上,IO设置为高阻,加温电路失控时IO拉高,强制关闭MOS管,做为一道保险措施。tZAednc

控制电路各值的确定:tZAednc

在上面的电路中,主要确定的参数就是R705的值,其与分压电阻R705的分压直接决定的MOS管Q302在什么时候打开。先确定下来这个电路将零上5度作为打开与关闭加温电路的分界点。tZAednc

首先,我们在NTC电阻的规格上查得在零上五度时的电阻值,如下图可查看对应温度时其电阻值为272K欧姆。tZAednc

tZAednc

接着,确认在零上五度时对应的MOS管其开启电压,从规格书提供的图表里可以查得在五度时MOS的开启电压为0.97V。tZAednc

tZAednc

最后,根据上面的值进行分压电阻计算,选择电值为680K。tZAednc

3.加温电路小板设计

由于加温电路是放在一个小的PCB板上然后再架设在两块主PCB板之间。所以根据两个主PCB的需要加温元件布局设计如下PCB板。tZAednc

两个主PCB需要加温的区域位都位于同一方位,所以在加温电路小板,将发热电阻集中发在对应区域,使热量优先到达需要的地方,对板子上多的铜进行了删除,NTC电阻放置在两个主PCB板中的一个上。在板子的加温区与两个主PCB板之间使增加导热硅胶垫增强热传导。tZAednc

tZAednc

4.实物板测试及结论

使用实物板进行测试,在常温下使用跳线进行全率加热,些电路的最大温升可以达到20度。在低温箱中进行测试,加温电路的控制,其在7度左右电路会开始开启,到达-4度时会到达设计全功率。tZAednc

此电控制电路的优缺点:tZAednc

  • 优点:加温控制电路原理图简单,各参数也方便确定,最后测试结果达到预期设计目标。
  • 缺点:加温速度慢,达到温度平衡时间长,加温过程中会有温度的来回波动震荡,如精确加温的场合不能使用。

本文为CSDN博主「athen21」原创tZAednc

原文:https://blog.csdn.net/athen21/article/details/106357761tZAednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 为家用设备构建不间断电源 停电期间如何使用Wi-Fi和其他家用设备?可以使用汽车电池作为备用电源,设计家用不间断电源(UPS)。该电源连接至升降压转换器,产生稳定的12V/5A电源,用于为Wi-Fi路由器供电;连接至6.5V/1.5A降压转换器,则可为无线电话供电。
  • 汽车创新成果促进独特驾驶体验 汽车行业是当今最令人兴奋和蓬勃发展的技术领域之一。随着众多创新技术逐渐走向成熟,未来的汽车架构和设计将会颠覆以往的经验。
  • 噪声抑制与有源降噪:有何不同之处? 噪声抑制和有源降噪,这两项功能近来在音频产品中很常见,但它们不只是流行词而已。这两项技术有助于以不同的重要方式减轻噪声的影响。本文将解释二者的区别,同时更深入地探讨其中的噪声抑制技术。
  • 替代能源:氢能源的下一步是什么? 氢气并没有「灵丹妙药」,它应该被视为生态系统的一部分。因此,我们不仅要重新思考如何生产能源,还要重新规划如何运输和储存能源…
  • 儿童电子学(四):连接电路 在儿童电子系列的第1部分中,我们研究了LED;在第2部分中,我们探讨了电容器;在第3部分中,我们深入研究了电气测量。在本文中,我们将重点介绍各种组件间的多种电气连接,串联和并联是最重要的两个连接方式。
  • NOR闪存实现汽车和工业创新的安全性 随着人工智能技术的进步,机器设备被赋予越来越多的工作任务。特别是在汽车和工业应用中,传感器监控环境,然后系统利用算法解译传感器数据来得出结论。这些系统不仅需要正常工作以确保安全,还需要在每时每刻都做出正确的决定。现代NOR flash闪存可以帮助实现这一目标。
  • 利用可见光通信提高室内定位精度 在本文中,我们将探讨在建筑物内准确确定人员位置的好处,并讨论不同技术在室内定位系统(IPS)中的适用性。然后,我们会解释可见光通信(VLC)的概念,并展示如何用这种技术满足室内定位的精度要求。
  • 机器人发展的必经之路——5G技术 LitePoint的Khushboo Kalyani表示,技术可以推动创新机器人应用的发展,但需要对元器件测试加以关注。
  • 利用SiC应对开关速度挑战 电源转换器可以使用不同技术的宽禁带半导体,人们常常会比较这些半导体的开关速度和边沿速率。速度越快,支持的工作频率就越高,损耗就越低,电源转换器磁性元件就越小,听上去很美好。而在真实世界中,更快的dV/dt和di/dt也会成为一个问题,使您难以满足EMI规格要求…
  • 儿童电子学(三):电气测量 在本系列儿童电子学的第1部分中,我们研究了LED;在第2部分中,我们探讨了电容器。现在在第3部分中,我们将深入了解电气测量。
  • 在开关模式电源中忽略脉冲时… 用于电压转换的开关稳压器通常采用可调或固定的切换频率。对于电源电路来说,切换频率的选择是很重要的,因为它会影响到外部被动组件的尺寸和成本。此外,还会影响可实现的转换效率...
  • 如何选择嵌入式系统操作系统:选择指南 这篇文章将准确探讨何时何地使用裸机、RTOS和Linux才有意义。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了