CN113795057A - 基于双加热丝的加热片结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于双加热丝的加热片结构，包括：加热片基片、双加热丝、供电装置、第一加热丝以及第二加热丝；所述加热片基片内安装所述双加热丝，所述双加热丝连接所述供电装置；所述双加热丝包括：所述第一加热丝和所述第二加热丝；所述第一加热丝和所述第二加热丝位置关系包括：嵌套、并列或双层。本发明极大提高了加热片的可靠性，可降低单加热丝和单供电线因损伤、断裂、虚焊等因素导致的加热片不能正常工作的风险。

Description

基于双加热丝的加热片结构

技术领域

本发明涉及加热片技术领域，具体地，涉及基于双加热丝的加热片结构；尤其涉及面向航天的基于双加热丝的加热片结构。

背景技术

航天产品工作于真空高低温、空间辐射环境，且需经历高力学冲击的主动段发射环节，存在高耗资、极小子样、高技术风险的特点。加热片广泛应用于航天产品，以实现航天产品自主温控、程控/遥控解锁等功能。加热片的失效将导致航天产品性能降低或部分重要功能失效，损失极大。为降低因加热丝断裂、连接点虚焊、高力学冲击导致的材料弯曲和损伤、高辐射环境导致的材料变性等问题引起的加热片失效风险，在对加热片进行必要防护措施的同时，还需进行冗余、备份等可靠性设计，提高加热片的可靠性。

现有的加热片可靠性设计方法主要包括：双供电线冗余设计，即采用双线供电的方式来降低加热片供电环节的风险，进而提高加热片的可靠性，但该方法未能有效应对加热片内加热丝故障的风险；主备份加热片，即采用双份加热片的方式来降低单片故障导致整体加热功能丧失的风险，从而提高加热功能的可靠性，但该方法需双份加热片，且并未提高加热片自身(单加热片)的可靠性。

具体到本专利，需解决加热片因单加热丝故障而整体故障的风险。

专利文献CN101437329B公开了一种电加热片，包含：两片具备相对表面的绝缘的薄膜基层；夹在该一对薄膜基层的相对表面之间的至少一片状的发热片；用于将所述发热片与外接电源相电连接的接电排线。在至少一片所述薄膜基层的与所述发热片相背离的表面上，涂有远红外线涂层。

专利文献CN106793196B涉及到元器件加热所需装置，公开了一种高吸收率薄膜型电加热片，包括高吸收/发射率绝缘层、导电加热回路、粘贴层、引出导线；所述粘贴层贴在真空环境中需要加热的物体表面，所述导电加热回路由引出导线导出，附在高吸收/发射率绝缘层、粘贴层之间。所述高吸收/发射率绝缘层采用高吸收/发射率聚酰亚胺绝缘层，所述导电加热回路采用康铜电热层，所述粘贴层采用聚酰亚胺绝缘层。

专利文献CN108634435A公开了一种加热片装置，包括加热片、控制装置以及可充电的电源装置，其中，所述加热片通过第一连接线与所述控制装置电性连接，所述电源装置设于控制装置内部且与所述控制装置电性连接，所述电源装置外通过第二连接线电性连接USB电源输入接头；所述加热片上设有一个与其电性连接的温度传感器；所述加热片、控制装置、电源装置、温度传感器以及各连接线均被设计成防水结构。

专利文献CN201204707Y公开了一种电加热片，包含：一对具备相邻接表面的绝缘的薄膜基层；夹设在所述的一对薄膜基层的相邻接表面之间的至少一片发热片；用于将所述的发热片与外接电源相电连接的接电排线。所述的接电排线夹在所述的薄膜基层与所述的发热片之间，所述的电加热片还包含用于将所述的薄膜基层、发热片、接电排线缝制在一起的绝缘的至少一根缝制线。

上述现有均未能解决加热片因单加热丝故障而整体故障的风险。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于双加热丝的加热片结构。

根据本发明提供的一种基于双加热丝的加热片结构，包括：加热片基片、双加热丝以及供电装置；

所述加热片基片内安装所述双加热丝，所述双加热丝连接所述供电装置。

优选地，所述双加热丝包括：所述第一加热丝和所述第二加热丝；

所述第一加热丝和所述第二加热丝位置关系包括：嵌套、并列或双层。

优选地，对于嵌套位置关系，所述第二加热丝嵌套安置在所述第一加热丝内，所述第一加热丝在所述加热片基片内延伸并形成第一回路；

所述第二加热丝在所述第一回路内沿所述第一回路延伸方向延伸并形成第二回路，所述第二回路嵌套在所述第一回路内。

优选地，对于并列位置关系，所述第一加热丝和所述第二加热丝并列安置，所述第一加热丝在所述加热片基片内一侧延伸并形成第三回路；

所述第二加热丝在所述加热片基片内另一侧延伸并形成第四回路，所述第三回路和所述第四回路并列。

优选地，对于双层位置关系，所述第一加热丝和所述第二加热丝双层安置，所述第一加热丝在所述加热片基片内延伸并形成第五回路；

所述第二加热丝在所述加热片基片内延伸并形成第六回路，所述第五回路和所述第六回路部分重叠。

优选地，所述供电装置包括：互为主备双线结构、独立双线结构或单线供电结构；

所述互为主备双线结构、所述独立双线结构或所述单线供电结构连接所述双加热丝两端。

优选地，对于所述供电装置采用所述互为主备双线结构，所述第一加热丝和所述第二加热丝两端分别连接供电线，所述供电线设置有多根；

连接所述第一加热丝的所述供电线和连接所述第二加热丝的所述供电线之间通过电线焊接连接并设置焊接点。

优选地，对于所述供电装置采用所述独立双线结构，所述第一加热丝和所述第二加热丝两端分别连接所述供电线，所述供电线设置有多根。

优选地，对于所述供电装置采用所述单线供电结构，所述第一加热丝一端焊接连接所述第二加热丝一端并设置所述焊接点，所述第一加热丝另一端焊接连接所述第二加热丝另一端并设置所述焊接点；

所述焊接点处焊接连接所述供电线，所述焊接点和所述供电线设置有多个。

优选地，所述单线供电结构为最低供电配置方案。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明极大提高了加热片的可靠性，可降低单加热丝和单供电线因损伤、断裂及虚焊等因素导致的加热片不能正常工作的风险。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为双加热丝的加热片设计工作流程图；

图2为双加热丝嵌套排布结构示意图；

图3为双加热丝并列排布结构示意图；

图4为双加热丝双层排布结构示意图；

图5为互为主备双线供电装置结构示意图；

图6为独立双线供电装置结构示意图；

图7为单线供电供电装置结构示意图；

图8为双加热丝嵌套排布互为主备双线结构示意图；

图9为双加热丝嵌套排布独立双线结构示意图；

图10为双加热丝嵌套排布单线供电结构示意图；

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，基于双加热丝的加热片结构的设计方法，包括以下步骤：步骤S1，在加热片内对双加热丝的排布方式进行设计，实现双加热丝冗余设计，排布方式包括：嵌套、并列或双层；步骤S2，对双加热丝的供电方案进行设计，供电方案包括：互为主备双线结构、独立双线结构或单线供电结构。本设计可用于如卫星、空间站、飞行器等航天产品上，也可用于需要使用加热片的各类产品上。

如图2至图4所示，基于双加热丝的加热片结构，包括：加热片基片1、双加热丝、供电装置、第一加热丝2以及第二加热丝3；加热片基片1内安装双加热丝，双加热丝连接供电装置，双加热丝包括：第一加热丝2和第二加热丝3；第一加热丝2和第二加热丝3位置关系包括：嵌套、并列或双层。当第二加热丝3嵌套安置在第一加热丝2内时，第一加热丝2在加热片基片1内延伸并形成第一回路，第二加热丝3在第一回路内沿第一回路延伸方向延伸并形成第二回路，第二回路嵌套在第一回路内。当第一加热丝2和第二加热丝3并列安置时，第一加热丝2在加热片基片1内一侧延伸并形成第三回路，第二加热丝3在加热片基片1内另一侧延伸并形成第四回路，第三回路和第四回路并列。当第一加热丝2和第二加热丝3双层安置时，第一加热丝2在加热片基片1内延伸并形成第五回路，第二加热丝3在加热片基片1内延伸并形成第六回路，第五回路和第六回路部分重叠。

如图5至图10所示，供电装置包括：焊接点4和供电线5；当供电装置采用互为主备双线结构时，第一加热丝2和第二加热丝3两端分别连接供电线5，供电线5设置有多根，连接第一加热丝2的供电线5和连接第二加热丝3的供电线5之间通过电线焊接连接并设置焊接点4。当供电装置采用独立双线结构时，第一加热丝2和第二加热丝3两端分别连接供电线5，供电线5设置有多根。当供电装置采用单线供电结构时，第一加热丝2一端焊接连接第二加热丝3一端并设置焊接点4，第一加热丝2另一端焊接连接第二加热丝3另一端并设置焊接点4，焊接点4处焊接连接供电线5。

实施例2

如图1所示，本加热片设计方法包括如下步骤：

步骤1：本设计为双加热丝冗余设计，采用嵌套、并列或双层等排布方式在加热片基片1内设计双加热丝；步骤2：双加热丝供电方案配置，采用互为主备双线结构、独立双线结构或单线供电结构为双加热丝供电，双加热丝最低供电配置为单线供电结构。

如图2至图4所示，图2为嵌套排布，图3为并列排布，图4为双层排布。第一加热丝2和第二加热丝3位于同一加热片基片1上。

如图5至图7所示，图5为互为主备双线结构，图6为独立双线结构，图7为单线供电结构。互为主备双线结构包括：供电线5及焊接点4；独立双线结构实现包括：供电线5；单线供电结构实现包括：供电线5和焊接点4。

如图8所示，以双加热丝嵌套排布-互为主备双线结构的加热片为例。第一加热丝2和第二加热丝3分别连接一根供电线5进行等压供电，即双加热丝同开同关。由于双加热丝和供电线5均采用了冗余设计，加热片内某一路加热丝(如第一加热丝2)或某一路供电线5单独失效或同时失效时，加热片仍能实现加热功能，即双加热丝-互为主备双线结构的加热片具有极高可靠度。

如图9所示，以双加热丝嵌套排布-独立双线结构的加热片为例。第一加热丝2由一根供电线5进行供电，第二加热丝3由另一根供电线5进行供电，即双加热丝彼此独立。由于采用了冗余设计，加热片内某一路加热丝(如第一加热丝2)或某一路供电线5单独失效时，加热片仍能实现加热功能，即双加热丝-独立双线结构的加热片具有高可靠度。

如图10所示，以双加热丝-单线供电结构的加热片为例。第一加热丝2和第二加热丝3共同由一根供电线5进行供电。由于采用了双加热丝冗余设计，加热片内某一路加热丝(如第一加热丝2)单独失效时，加热片仍能实现加热功能，即双加热丝-单线供电结构的加热片具有高可靠度。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种基于双加热丝的加热片结构，其特征在于，包括：加热片基片(1)、双加热丝以及供电装置；

所述加热片基片(1)内安装所述双加热丝，所述双加热丝连接所述供电装置。

2.根据权利要求1所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于，所述双加热丝包括：所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)；

所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)位置关系包括：嵌套、并列或双层。

3.根据权利要求2所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于嵌套位置关系，所述第二加热丝(3)嵌套安置在所述第一加热丝(2)内，所述第一加热丝(2)在所述加热片基片(1)内延伸并形成第一回路；

所述第二加热丝(3)在所述第一回路内沿所述第一回路延伸方向延伸并形成第二回路，所述第二回路嵌套在所述第一回路内。

4.根据权利要求3所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于并列位置关系，所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)并列安置，所述第一加热丝(2)在所述加热片基片(1)内一侧延伸并形成第三回路；

所述第二加热丝(3)在所述加热片基片(1)内另一侧延伸并形成第四回路，所述第三回路和所述第四回路并列。

5.根据权利要求4所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于双层位置关系，所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)双层安置，所述第一加热丝(2)在所述加热片基片(1)内延伸并形成第五回路；

所述第二加热丝(3)在所述加热片基片(1)内延伸并形成第六回路，所述第五回路和所述第六回路部分重叠。

6.根据权利要求1所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于，所述供电装置包括：互为主备双线结构、独立双线结构或单线供电结构；

所述互为主备双线结构、所述独立双线结构或所述单线供电结构连接所述双加热丝两端。

7.根据权利要求6所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于所述供电装置采用所述互为主备双线结构，所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)两端分别连接供电线(5)，所述供电线(5)设置有多根；

连接所述第一加热丝(2)的所述供电线(5)和连接所述第二加热丝(3)的所述供电线(5)之间通过电线焊接连接并设置焊接点(4)。

8.根据权利要求6所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于所述供电装置采用所述独立双线结构，所述第一加热丝(2)和所述第二加热丝(3)两端分别连接所述供电线(5)，所述供电线(5)设置有多根。

9.根据权利要求6所述基于双加热丝的加热片结构，其特征在于：对于所述供电装置采用所述单线供电结构，所述第一加热丝(2)一端焊接连接所述第二加热丝(3)一端并设置所述焊接点(4)，所述第一加热丝(2)另一端焊接连接所述第二加热丝(3)另一端并设置所述焊接点(4)；

所述焊接点(4)处焊接连接所述供电线(5)，所述焊接点(4)和所述供电线(5)设置有多个。

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