CN202918628U - 一种电路板预热模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电路板预热模块,对电路板上功能器件进行加热,保证在低温环境下器件能够正常工作。预热模块包括一个中央控制器、一个温度传感器和三个电阻加热器,全部焊接在电路板上。温度传感器和电阻加热器安放于功能器件周围,设备加电后,中央控制器会通过控制接口设置温度传感器的温度范围值,温度传感器可以实时监测电路板的温度并上报中央控制器,中央控制器控制电阻加热器对电路板进行加热,在短时间将电路板局部温度提高,为功能器件提供良好的温度环境,降低对其低温工作范围的要求。该电路板预热模块设计简单实用、效果明显、成本低廉、适用范围广泛,尤其适合对低温工作条件要求较高的电子产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及预热模块,特别是涉及一种电路板预热模块,通过在电路板上添加预热模块,实现对功能器件的加热,降低电路板在低温环境下的实现难度。
背景技术
温度是影响芯片特性的一个重要因素,随着温度的升高或降低,芯片内晶体管的导电能力、极限电压、极限电流和开关特性等都有很大的改变,而这些参数的改变可能造成半导体外部特性变化。晶体管的结温是由晶体管的散热功耗、环境温度以及散热情况所共同决定的,而晶体管的结温对其工作参数和可靠性有很大的影响。常温条件下,芯片都有一个正常工作电压。如果温度过高,同样的电压就可能导致半导体的击穿,从而造成芯片损坏;如果温度过低,有可能无法满足开关条件,导致其不能正常工作。所以芯片都有一定的高低温工作范围限制。因此为了提高电子设备的工作性能和可靠性,在进行电路设计时,必须对设备和元件的热特性进行仔细的分析和研究。目前对高温条件下主要采用各种散热方式,以满足芯片的温度要求,而低温条件则主要依靠芯片自身的耐受能力。在一些比较苛刻的低温条件要求下,仅仅依靠芯片自身耐受能力保证低温性能,大大增加了芯片选型的限制,尤其在国内选购芯片,往往低温范围较宽的芯片供货困难,采购周期很长,成本也比较高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电路板预热模块,对电路板上功能器件进行加热,保证在低温环境下功能器件能够正常工作,降低电路板的实现难度。
为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案是:预热模块包括了一个中央控制器、一个温度传感器和三个电阻加热器,全部焊接在电路板上。温度传感器和电阻加热器安放于功能器件周围。设备加电后,中央控制器会通过控制接口设置温度传感器的温度范围值。温度传感器可以实时检测整板的局部温度并上报中央控制器。如果电路板局部温度低于最低温度界限,则中央控制器启动电阻加热器加热电路;当电路板局部温度高于最高温度界限,则中央控制器关闭电阻加热器加热电路。电阻加热器温度转换效率较高,能够在短时间能将电路板局部温度提高,为功能器件的工作提供良好的温度环境,从而降低对其低温工作范围的要求。
该电路板预热模块的中央控制器采用Silicon公司的C8051F340单片机实现,温度传感器采用TI公司的TPM100芯片,电阻加热器采用BOURNS公司的PWR263芯片,所使用的电子元器件全部焊接在电路板上。
本实用新型的有益效果是:该电路板预热模块简单实用、效果明显、成本低廉、适用范围广泛,既降低了器件选型难度,又节约了成本,尤其适合对低温工作条件要求较高的电子产品。
附图说明
图1是本实用新型的电路板预热模块的构造分解图;
图2是本实用新型的电路板预热模块的温度场等温线图。
具体实施方式
为了能够更清楚的理解本实用新型的技术内容,特举以下实施例详细说明。
请参阅图1至图2所示。在图1中,本实用新型的实施例包括,中央控制器(1),电阻加热器A(2),电阻加热器B(3),电阻加热器C(4),需预热的功能器件(5),温度传感器(6)和印刷电路板(7)。
预热模块需要的所有元器件均焊接在印刷电路板(7)上。中央控制器(1)采用Silicon Laboratories公司的C8051F340单片机,实现温度传感器(6)的数据采集,控制电阻加热器A(2)、电阻加热器B(3)和电阻加热器C(4)的加热状态。温度传感器(6)选用TI公司的TPM100,电阻加热器A(2)、电阻加热器B(3)和电阻加热器C(4)均选用BOURNS公司的PWR263芯片。该芯片升温迅速,能够在40秒左右的时间将温度升至150℃,能量转化效率高。温度传感器(6)、电阻加热器A(2)、电阻加热器B(3)和电阻加热器C(4)布放在功能器件(5)周围,对电路板局部温度进行实时监测,按照中央控制器(1)的指令进行加热,在低温环境下,迅速将功能器件(5)所在电路板的局部温度升高,为其提供良好的工作温度环境。
如图2所示,通过合理的元器件布局,功能器件(5)处于三个加热器的中间位置,能够获得最大的加热效果,实现电路板局部温度的快速提升,从而满足其工作温度条件。
本实用新型简单易行,温度传感器测量温度,中央控制器控制电阻加热器加热,可以方便快速的对功能器件所在电路进行加热,为其提供适宜的工作温度环境。该电路板预热模块设计简单、容易实现、成本低廉、预热效果好,非常适合应用在低温工作条件要求较高的电子设备中。
Claims (5)
1.一种电路板预热模块,其特征是:预热模块包括了一个中央控制器、一个温度传感器和三个电阻加热器,一个用以测量电路板局部温度的温度传感器,三个用以对电路板局部进行加热的电阻加热器,加热器均匀分布在需要预热的功能器件周围,一个用以读取温度传感器测量数据,控制电阻加热器对电路板进行加热的中央控制器。
2.根据权利要求1所述的电路板预热模块,其特征是:所包含器件均直接焊接在电路板上。
3.根据权利要求1所述的电路板预热模块,其特征是:该中央控制器采用单片机实现。
4.根据权利要求1所述的电路板预热模块,其特征是:该温度传感器采用TI公司的TPM100芯片实现。
5.根据权利要求1所述的电路板预热模块,其特征是:该电阻加热器采用BOURNS公司的PWR263芯片实现。
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