專利名稱：一種電路板預(yù)熱模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及預(yù)熱模塊，特別是涉及一種電路板預(yù)熱模塊，通過(guò)在電路板上添加預(yù)熱模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)功能器件的加熱，降低電路板在低溫環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)難度。
背景技術(shù)：
溫度是影響芯片特性的一個(gè)重要因素，隨著溫度的升高或降低，芯片內(nèi)晶體管的導(dǎo)電能力、極限電壓、極限電流和開(kāi)關(guān)特性等都有很大的改變，而這些參數(shù)的改變可能造成半導(dǎo)體外部特性變化。晶體管的結(jié)溫是由晶體管的散熱功耗、環(huán)境溫度以及散熱情況所共同決定的，而晶體管的結(jié)溫對(duì)其工作參數(shù)和可靠性有很大的影響。常溫條件下，芯片都有一個(gè)正常工作電壓。如果溫度過(guò)高，同樣的電壓就可能導(dǎo)致半導(dǎo)體的擊穿，從而造成芯片損壞；如果溫度過(guò)低，有可能無(wú)法滿足開(kāi)關(guān)條件，導(dǎo)致其不能正常工作。所以芯片都有一定的高低溫工作范圍限制。因此為了提高電子設(shè)備的工作性能和可靠性，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)設(shè)備和元件的熱特性進(jìn)行仔細(xì)的分析和研究。目前對(duì)高溫條件下主要采用各種散熱方式，以滿足芯片的溫度要求，而低溫條件則主要依靠芯片自身的耐受能力。在一些比較苛刻的低溫條件要求下，僅僅依靠芯片自身耐受能力保證低溫性能，大大增加了芯片選型的限制，尤其在國(guó)內(nèi)選購(gòu)芯片，往往低溫范圍較寬的芯片供貨困難，采購(gòu)周期很長(zhǎng)，成本也比較聞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種電路板預(yù)熱模塊，對(duì)電路板上功能器件進(jìn)行加熱，保證在低溫環(huán)境下功能器件能夠正常工作，降低電路板的實(shí)現(xiàn)難度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是預(yù)熱模塊包括了一個(gè)中央控制器、一個(gè)溫度傳感器和三個(gè)電阻加熱器，全部焊接在電路板上。溫度傳感器和電阻加熱器安放于功能器件周?chē)?。設(shè)備加電后，中央控制器會(huì)通過(guò)控制接口設(shè)置溫度傳感器的溫度范圍值。溫度傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)整板的局部溫度并上報(bào)中央控制器。如果電路板局部溫度低于最低溫度界限，則中央控制器啟動(dòng)電阻加熱器加熱電路；當(dāng)電路板局部溫度高于最高溫度界限，則中央控制器關(guān)閉電阻加熱器加熱電路。電阻加熱器溫度轉(zhuǎn)換效率較高，能夠在短時(shí)間能將電路板局部溫度提高，為功能器件的工作提供良好的溫度環(huán)境，從而降低對(duì)其低溫工作范圍的要求。該電路板預(yù)熱模塊的中央控制器采用Silicon公司的C8051F340單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，溫度傳感器采用TI公司的TPM100芯片，電阻加熱器采用BOURNS公司的PWR263芯片，所使用的電子元器件全部焊接在電路板上。本實(shí)用新型的有益效果是該電路板預(yù)熱模塊簡(jiǎn)單實(shí)用、效果明顯、成本低廉、適用范圍廣泛，既降低了器件選型難度，又節(jié)約了成本，尤其適合對(duì)低溫工作條件要求較高的電子廣品。
圖1是本實(shí)用新型的電路板預(yù)熱模塊的構(gòu)造分解圖；圖2是本實(shí)用新型的電路板預(yù)熱模塊的溫度場(chǎng)等溫線圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚的理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1至圖2所示。在圖1中，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括，中央控制器(1)，電阻加熱器A (2)，電阻加熱器B (3)，電阻加熱器C (4)，需預(yù)熱的功能器件(5)，溫度傳感器
(6)和印刷電路板(7)。預(yù)熱模塊需要的所有元器件均焊接在印刷電路板(7)上。中央控制器(I)采用Silicon Laboratories公司的C8051F340單片機(jī),實(shí)現(xiàn)溫度傳感器(6)的數(shù)據(jù)采集,控制電阻加熱器A(2)、電阻加熱器B (3)和電阻加熱器C(4)的加熱狀態(tài)。溫度傳感器(6)選用TI公司的TPM100，電阻加熱器A (2)、電阻加熱器B (3)和電阻加熱器C (4)均選用BOURNS公司的PWR263芯片。該芯片升溫迅速，能夠在40秒左右的時(shí)間將溫度升至150°C，能量轉(zhuǎn)化效率高。溫度傳感器(6)、電阻加熱器A (2)、電阻加熱器B (3)和電阻加熱器C (4)布放在功能器件(5)周?chē)?，?duì)電路板局部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，按照中央控制器(I)的指令進(jìn)行加熱，在低溫環(huán)境下，迅速將功能器件(5)所在電路板的局部溫度升高，為其提供良好的工作溫度環(huán)境。如圖2所示，通過(guò)合理的元器件布局，功能器件(5)處于三個(gè)加熱器的中間位置，能夠獲得最大的加熱效果，實(shí)現(xiàn)電路板局部溫度的快速提升，從而滿足其工作溫度條件。本實(shí)用新型簡(jiǎn)單易行，溫度傳感器測(cè)量溫度，中央控制器控制電阻加熱器加熱，可以方便快速的對(duì)功能器件所在電路進(jìn)行加熱，為其提供適宜的工作溫度環(huán)境。該電路板預(yù)熱模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、成本低廉、預(yù)熱效果好，非常適合應(yīng)用在低溫工作條件要求較高的電子設(shè)備中。
權(quán)利要求1.一種電路板預(yù)熱模塊，其特征是:預(yù)熱模塊包括了一個(gè)中央控制器、一個(gè)溫度傳感器和三個(gè)電阻加熱器，一個(gè)用以測(cè)量電路板局部溫度的溫度傳感器，三個(gè)用以對(duì)電路板局部進(jìn)行加熱的電阻加熱器，加熱器均勻分布在需要預(yù)熱的功能器件周?chē)粋€(gè)用以讀取溫度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，控制電阻加熱器對(duì)電路板進(jìn)行加熱的中央控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板預(yù)熱模塊，其特征是:所包含器件均直接焊接在電路板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板預(yù)熱模塊，其特征是:該中央控制器采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板預(yù)熱模塊，其特征是:該溫度傳感器采用TI公司的TPMlOO芯片實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板預(yù)熱模塊，其特征是:該電阻加熱器采用BOURNS公司的PWR263芯片實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電路板預(yù)熱模塊，對(duì)電路板上功能器件進(jìn)行加熱，保證在低溫環(huán)境下器件能夠正常工作。預(yù)熱模塊包括一個(gè)中央控制器、一個(gè)溫度傳感器和三個(gè)電阻加熱器，全部焊接在電路板上。溫度傳感器和電阻加熱器安放于功能器件周?chē)O(shè)備加電后，中央控制器會(huì)通過(guò)控制接口設(shè)置溫度傳感器的溫度范圍值，溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電路板的溫度并上報(bào)中央控制器，中央控制器控制電阻加熱器對(duì)電路板進(jìn)行加熱，在短時(shí)間將電路板局部溫度提高，為功能器件提供良好的溫度環(huán)境，降低對(duì)其低溫工作范圍的要求。該電路板預(yù)熱模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用、效果明顯、成本低廉、適用范圍廣泛，尤其適合對(duì)低溫工作條件要求較高的電子產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H05K7/20GK202918628SQ20122049360
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者王祖峰, 朱金發(fā), 袁遠(yuǎn), 張碩 申請(qǐng)人:睿能科技(北京)有限公司