CN100382666C - 一种加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加热系统，以解决现有技术中存在的成本高、会造成功率浪费的问题。所述加热系统包括：PCB板；设置于PCB板上的需要加热的芯片，所述的系统还包括：设置在每个需要加热芯片顶部的加热片。所述的系统还包括：与所述的需要加热芯片相连的温度控制模块或机械式温度继电器。

Description

一种加热系统
技术领域
本发明涉及电子或通信领域中的加热技术，具体指对电子元器件或芯片进行加热的一种加热系统。
背景技术
移动通信技术正以空前的速度发展，移动运营商为快速建网并节约机房建设成本，正越来越多的使用室外设备。但是室外的自然环境都要比机房中的恶劣，这就使得原来在机房内能满足环境要求的通信设备在室外时便不再适应室外的环境，特别是低温环境。
为了能保证通信设备能在低温环境中能正常地运行，满足通信的需要，业界都要为通信设备设计独立的设备设计加热系统。常见的设备加热系统有如下两种：
第一种，如图1所示，该种方案使用PTC(Positive temperature COEFICIENT，正温度系数特性)板型加热器，具体应用为：在密闭的机箱3内，有两块电路板2，当电路板2上有电子元器件4无法满足低温工作要求，便将PTC加热板1固定在机箱3的中间，利用PTC加热板1的负温度特性，设置PTC加热板1工作在一固定温度，当温度高时PTC加热板1电阻增加，功率减小，抑制温度的进一步升高；反之，温度降低时加热电阻减小，功率增加，提高PTC加热板1的表面温度，达到加热的目的。可见，在该种方案中，因为PTC加热板1可以自动调节电阻，所以能够适应较宽的电压输入范围，可以在交流电网波动较大的环境下直接利用交流电工作，而不必专门设计稳压电源或提供稳定的直流电源，进而为电子元器件提供一个适合工作的温度环境。
但是，上述技术方案一却存在如下缺点：
1、PTC加热板只能由金属板制成，实际加热过程也主要通过加热板辐射散热，所以，正对着加热板的元器件能直接接受辐射热，而其他元器件则只能等加热板加热机箱内空气，空气受热后再加热电子元器件，可见存在机箱内电子元器件受热不均的缺点，且机箱内空气通过机箱壁面散掉大量热量，造成不必要的浪费，增加了设备在低温下的运行成本。
2、虽然PTC加热板因电阻可调而具有适应宽电压的优点，但同时也由于电阻的可变形，引起通过加热板电流的变化，而这电流的变化对整机的EMC(ElectroMagnatic compatibility：电磁兼容性)会造成干扰，降低通信设备EMC指标。
3、由于PTC加热板重量较重，外形设计不够灵活；同时，由于辐射散热需要较高的温度表面，也使得加热板无法近距离靠近电子元器件安装，造成较大的空间浪费。
第二种，如图2所示，该种方案使用了柔性加热技术，即先腐蚀或蚀刻很薄的金属线路，再辅以硅橡胶或聚酯亚氨膜等导热绝缘材料封装，根据加热面的需要，制成各种形状的加热片，具体应用为：在密闭的机箱3内，有两块电路板2，当电路板2上的电子元器件4无法满足低温工作要求时，将柔性加热片1固定在机箱3的壁面上或固定在电路板2屏蔽结构件5上，固定方式可以通过胶来粘结固定，也可以通过金属薄板来压接固定。
该种方案相较于第一种方案，明显具有如设计灵活、可根据加热需要设计成任意形状、体积小及重量轻等优点。但同样存在如下缺点：
1、柔性加热片中的加热电路是一个纯电阻，无法适应电压波动。若需得到稳定的加热功率，要么使用稳定的电流电压，要么必须使用可控的直流电源，而在室外环境下，交流电网电压通常波动很大，所以只能使用直流电源给柔性加热片供电，进而大大增加了直流电源成本。
2、柔性加热片也是针对机箱内加热，因而需要较大的加热功率。特别是将加热片固定在机箱壁面上，会造成较大的功率浪费，同样带来较高的成本。
3、柔性加热片以面积计成本，针对机箱加热需要较大的加热面积，同样会使成本增加。
发明内容
本发明提供一种加热系统，以解决现有技术中存在的成本高、会造成功率浪费的问题。
为了解决上述问题，本发明提供如下的技术方案：
一种加热系统包括：PCB板；设置于PCB板上的需要加热的芯片，所述的系统还包括：设置在每个需要加热的芯片上的加热片，所述加热片位于所述加热的芯片顶部。
所述的系统还包括：与所述的需要加热的芯片相连的温度控制模块或机械式温度继电器。
所述加热片的电源引线是直接焊接在PCB板上。
所述加热片的电源引线上设置有插头。
所述的PCB板上设置有与电源引线插头相匹配的插座。
所述每个所述的需要加热的芯片上都紧密地设置有一加热片中的紧密的设置是指粘结。
所述的粘结是通过在加热片安装面覆胶后将加热片粘结在需要加热的芯片的封装表面完成的。
通过采用上述的方案，本发明具有如下优点：
1、由于加热片体积小、重量轻，所以成本低；
2、由于加热片体积小，所以安装简便，生产效率高；
3、由于加热片直接粘结在芯片上，所以热量损失低，加热效率高，需要电功率小，可以降低对直流电源的功率需求，节约电源成本以及设备的运行成本；
4、由于加热片可以直接利用PCB板上的电源，且PCB板上的电源电压稳定，所以加热片加热功率波动小；
5、由于加热片的供电电源不受设备应用电网电压限制，使得设备可以适应较宽电压范围；
6、由于加热片控制方式可采用温度控制模块或机械式温度继电器，所以控制上具有多样化、简单、可靠等优点；
7、由于一个加热片专门对一个芯片进行加热，热量利用率高，所以加热片的功率较低，进而不会对需要加热的芯片产生不利的影响。
附图说明
图1为现有技术中加热方案一应用示意图；
图2为现有技术中加热方案二应用示意图；
图3为本发明加热系统结构图；
图4为本发明加热系统应用示意图。
具体实施方式
为了使通信设备能在室外正常工作，在通信设备中一般使用工业级电子元器件，所述的电子元器件大多数能满足室外环境的低温工作要求，只是少数的工业级电子元器件或非工业级电子元器件不满足低温工作要求，所以此时没有必要对整个机箱进行加热，只针对少数不能满足低温工作要求的电子元器件进行加热设计即可，这就是本发明提出的一种针对少数电子元器件的加热系统，称为分布式加热系统。下面结合附图对本发明作具体介绍：
请参考图3，为本发明加热系统的结构图，本发明的加热系统包括：PCB板；设置于PCB板上的需要加热的芯片；与所述需要加热的芯片一一对应的加热片；与所述的需要加热芯片相连的温度控制模块或机械式温度继电器。
上述加热片的电源引线(图未示)可以直接焊接在PCB板上；也可通过设计在PCB板上设计插座及加热片电源引线上的插头间的相互插接而实现加热片电源引线与PCB板的连接；还可以通过机械接触式连接，即在PCB板上设计两个触点，当加热片的电源引线焊盘搭接到该触点上时，即可为加热片供电，上述三种连接方式都是直接利用PCB板上的电源对加热片进行供电，而不必设置单独的直流电源。
在实际应用前，要根据电子元器件实际工作环境，设计加热片的功率，应用后所述的温度控制模块或机械式温度继电器实时对机箱内的温度进行检测，当发现机箱内温度低于需要加热芯片工作所需的最低温度时，加热片便开始对芯片进行加热，使芯片周围的环境温度升高，进而使芯片工作在正常的工作温度范围内。
请参考图4，为本发明加热系统应用示意图，在密闭的机箱3内，有两块电路板2，当电路板2上有芯片4无法满足低温工作要求时，便根据器件封装尺寸设计一个专门用于所述芯片4上的加热片1，并将加热片1直接粘结在芯片4的表面，所述的粘结是通过在加热片1的安装面覆胶，使加热片1粘结在芯片4的封装表面完成的。
采用上述的方案后，本发明具有如下优点：
1、由于加热片体积小、重量轻，所以成本低；
2、由于加热片体积小，所以安装简便，生产效率高；
3、由于加热片直接粘结在芯片上，所以热量损失低，加热效率高，需要电功率小，可以降低对直流电源的功率需求，节约电源成本以及设备的运行成本；
4、由于加热片可以直接利用PCB板上的电源，且PCB板上的电源电压稳定，所以加热片加热功率波动小；
5、由于加热片的供电电源不受设备应用电网电压限制，使得设备可以适应较宽电压范围；
6、由于加热片控制方式可采用温度控制模块或机械式温度继电器，所以控制上具有多样化、简单、可靠等优点；
7、由于一个加热片专门对一个芯片进行加热，热量利用率高，所以加热片的功率较低，进而不会对需要加热的芯片产生不利的影响。

Claims (7)

1.一种加热系统包括：PCB板；设置于PCB板上的需要加热的芯片，其特征在于，每个所述的需要加热的芯片上都紧密地设置有一加热片，所述加热片位于所述的需要加热的芯片顶部。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括：与所述的需要加热的芯片相连的温度控制模块或机械式温度继电器。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热片的电源引线是直接焊接在PCB板上。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热片的电源引线上设置有插头。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的PCB板上设置有与电源引线插头相匹配的插座。
6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述每个所述的需要加热的芯片上都紧密地设置有一加热片中的紧密地设置是指粘结。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的粘结是通过在加热片安装面覆胶后将加热片粘结在需要加热的芯片的封装表面完成的。
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