在低温环境下加热PCB

电器工程 电路板 pcb设计 温度 热保护
2022-01-28 07:48:28

我必须开发一个可以在低温(低至-60C)下运行的微控制器电路。我想加热 FR4 PCB 板,直到它达到 -40C 以上的商业温度范围。我找到了一些用于加热 PCB 的柔性加热器。我还有什么其他选择?是否可以使用 PCB 层作为加热器?我找不到任何关于使用层作为加热器的信息。

2个回答

正如你所建议的,我倾向于使用 PCB 上或 PCB 中的走线作为直接加热器。显然,您首先要尽可能地使电路板绝缘,以尽量减少维持温度所需的能量。特别注意外部电气连接,它也可以是良好的热导体。埋在绝缘层中的额外长度的电线将有很大帮助。

我会将走线主要放在电路板的边缘周围,通常使它们远离其他发热组件,以将整个电路板的温度梯度保持在最低水平。我会设计一个具有温度反馈的电流源来驱动走线,并设置一个“最大”设置,保证不会烧坏它。

您发现的柔性加热器本质上是做同样的事情,但他们可能认为应用数据有些专有。您必须自己制定细节;基于铜的基本电阻率(1.68×10 -8 Ω-m @ 20°C ),走线宽度和厚度、电流水平和温升等信息。

我必须设计一个可以在 -60 ºC 下放置的 400MHz 无线电接收器数据解调器,并且我在底部走线(4 层板)的 PCB 下方以矩阵形式放置了一堆表面贴装电阻器。该矩阵意味着,如果一个电阻器发生故障,它并没有扼杀整个加热器的想法。

我使用温度传感器来控制加热,在大约 +10 ºC 时它关闭了,因为同一个模块也可以整天处于烘烤热量中。该装置最初遇到的唯一问题是当加热到 0 ºC 时 - 电路板上形成冷凝水,并且 5 分钟内收音机没有按预期运行。这可以通过选择性地涂漆 PCB 的易损区域来解决。

当它回升到 0 ºC 时,仍然有一些明显的故障,但这些故障非常短暂。该装置是为航空发动机测试单元设计的 - 当发动机启动时不是一个好地方!无线电接收器正在从发动机收集数据。