多層PCBを温めたい場合、内部層をヒートベッドとして使用するのは適切ですか?


14

PCBを温める回路を設計する必要があります。そのような回路を構築するには多くの方法があります。しかし、「低温環境でのPCBの温暖化」の投稿から、トレースをヒーターとして使用できる可能性があることを学びました。

私の最初のアイデアは、内部層の1つを熱床として使用し、そこに銅トレースを配置することです。しばらくインターネットを検索しましたが、このトピックに関するアプリケーションノートやディスカッションは見つかりません。

したがって、私の質問は、内部層を熱床として使用することは良いですか、それとも適切ですか?そうでない場合、欠点はありますか?

(PCBボードの製造プロセスに精通していないため、内部層にトレースを配置できるかどうかはわかりません)


1
魅力的なアイデア。私は長い間、なぜそれが希望ではない仕事を見ることができないとして、あなたのルートなどスルーホール任意のビアの周りにあなたのヒータートレース、
ニック・ジョンソン

クールなアイデア。ただし、均等に加熱されるように対策を講じる必要がある場合はどうでしょうか。ボードの隅に大きくて重い部品がある場合は、熱のトレースを集中させて、急激な温度勾配が生じないようにする必要があります。不均一な加熱に本当に危険があるかどうかはわかりませんが、それがどこにあるかはわかります。しかし、PCボードの物理学/機構を本当に知っている人は言う必要があります。
JRE

それはすべて熱勾配です。それらがすべての材料に対して十分に小さい場合、心配することはありません。
PlasmaHH

@PlasmaHH:それで、熱勾配に対処することは非常に難しいですか?誰も関連する実験をして記事を投稿していないようです。
billyzhao

@billyzhao:私はそれを多くの場所で見ましたが、出版物については知りません。熱勾配剤を扱う方法は、特定の制限を超えないようにすることです。
PlasmaHH

回答:


6

これができると思います。磁場が特に強くならないように、コイルを形成しない蛇行したトラックを提案します。グランドプレーンで静電的にシールドできますが、磁場はすべてを通り抜けるので、敏感な回路がある場合は、PWMをDCのようなものにフィルタリングする必要があるかもしれません(実際には大したことではなく、いくつかのインダクタとコンデンサだけです) 。

銅の厚さと抵抗率、および微細なトレースのエッチングは十分に制御されていませんが、ヒーターでは+/- 20%は大したことではありません(そして、それを繰り返し得ることができるかもしれません)。

個人的には、1つの温度でのみ制御したい場合は、安価なSMTサーミスタをセンサーに使用します。差し込むだけで機能します。ヒーターがうまく機能するのに十分な興奮があります。

市販のフィルムヒーターで使用されるパターンの例を次に示します。

ここに画像の説明を入力してください

スルーホールをジョギングする必要がありますが、ブラインドビアを使用すると、最小限に抑えることができます。


ありがとうございました。適切なサーミスタを選択しました。トレースを流れる電流は、DC電源から直接供給されます。ですから、磁場について考える必要はないでしょう?
-billyzhao

はい、切り替えた場合に瞬間的にのみ影響します。頻繁に切り替わらないように(または予期しない小さなフィードバックのために発振するように)ヒステリシスを追加することもできます。
スペロペファニー

3

いくつかの場所で細いトレースの長いスパイラルを作成し、熱センサーとして使用することもできます。少しの実験が必要になりますが、そのような温度制御ボードを構築するには非常にうまく機能します。銅の抵抗の熱ドリフトはわずか3.9 * 10 ^ -3であるため、20°Cで10オームのトレースを作成できる場合、80°Cで約12.3オームになります。最も簡単です。

このページの下部にある計算機を使用できます

サーフェスの1つにいくつかのPTCまたはNTCモジュールを配置することもできます:-)しかし、それはそれほど印象的ではありません/魔法:-P

@PlasmaHHがコメントで示唆しているように、大きな差が発生するのを防ぐために、そこにエネルギーを注入し始めないように注意する必要があります。低から中程度の量のエネルギーを中間層に追加すると、そのエネルギーは均等に消散する時間を持つことができます。

加熱トレースの間に銅を残しておくと、コンポーネントのない1つのスポットから余分な熱を多くのスポットに運び去ることができます。2つのほぼ固体の電源プレーンの間に加熱を配置することで、さらに役立ちますが、それが必要になるとは思いません。FR4材料の熱伝導率もすでに非常に適切です。

加熱に必要のない銅を取り除いてはいけません、それは大いに役立ちます、そしてそれらを安全なグラウンドトレースまたはプレーンに接続できるなら:まず第一にそのプレーンに熱を伝導します、これは役立ちますが、ヒーターのPWM起動を開始するときに共振なども回避します。


トレースをセンサーとして使用するのはいい考えです。2つを組み合わせて、加熱トレースの抵抗を測定して、それらがどれだけ熱いかを判断することもできます。
ニックジョンソン

@NickJohnson強制的に電流で行うことができますが、熱の発生を局所化しない限り、長さ全体にわたって複合的な平均効果になります。また、コントローラーのいくつかの余分なピンを犠牲にして、ローカルで多かれ少なかれ加熱できるようにする場合にも利点があります。
-Asmyldof

1
だから、私のアイデアは実用的だということですか?
billyzhao

2
@billyzhao Asmyldofの回答の翻訳:「はい、これを改善し、起こりうる問題を回避する方法をいくつか紹介します。」
JRE

ヒーターにPWMを使用することはお勧めしません。回路にあらゆる種類の電気ノイズを誘発することになります。特定のPCB温度を維持するために必要なエネルギー量を計算し、そのエネルギーを提供するために非常に長い時間にわたって小さなDCを印加する必要があります。
ギル
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.