[发明专利]电子设备在低温下的电加热方法与电路

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种电加热方法与电路，尤其是用于电子(电器)设备在低温条件下扩展电子电路低温工作区的设计技术，是一种采用低温电子自检测并滞回控制电加热电路的控制设计，具有通用性和实用性。

二、背景技术

目前，每种电子器件都有2种温度范围，即环境/操作(ambient/operating)温度范围及存储(storage)温度范围。电子器件按制造工艺，分三种，分别为商用级、工业级、及军用级。操作温度允许范围一般商用级为0～70℃，工业级为-40～85℃、及军用级为-55～125℃。通常的，实际环境温度冬天我国大部分地区会达到0℃以下，高纬度的东北达到-20℃以下，极端达到-47℃。在这种环境下，通常民用级设计的产品，有可能无法开启或使用，或设备性能不达标。环境温度对设备的中电子电路的影响较大，低温会影响到电子设备电路开启、正常工作，高温会影响到电子设备电路开启、过载、乃至设备烧毁。电子(电器)设备在低温环境下无法启动、无法正常工作、及无法达到正常工作性能。

三、发明内容

本发明的目的是，针对电子(电器)设备在低温环境下，电子(电器)设备无法启动、无法正常工作、及无法达到正常工作性能，而设计一种利用电能转化为热能的电子自检测控制的通用型电加热电路，能够高效工作，从而使设备在热能传导方式下进入常温状态从而正常工作。

本发明的技术方案是：电子设备在低温下的电加热方法，其特征是对电子设备低温加热升温控制，由低温温区采集电路，参考比较电路，放大电路及加热控制电路完成；低温温度变化的采集电路采用桥式电路，每个桥臂的均有一电阻，其中一个桥臂电阻为热敏电阻；温度变化转为桥的电压差值变化变化；比较器电路对桥式电路输出的电压差值VA、VB进行比较，输给电压比较器，比较器电路带滞回控制电路，温度起控点附近出现输出值来回跳变的不稳态进行滞回控制，当电阻值变化到起控点值R1，并略大于R1，那么出现输出跳变；当电阻值变化又小于起控点值R1，那么输出依然不变；只有电阻值继续减少到一定值R2，R2小于R1，输出才出现跳变。比较器电路有输出时才控制加热电器的工作。

电子设备在低温下的电加热电路，由4部分组成，分别为：低温温区采集电路，参考比较电路，放大电路，及加热控制电路；完成从低温温度检测到加热的全过程控制；其中低温温区采集电路为桥式电路，参考比较电路为比较放大器，见图1。

4部分电路按功能划分为二部分，即检测电路和控制电路。检测电路完成低温温区检测；控制电路控制完成加热控制。

本发明方法的技术关键为低温温度变化的检测电路：即采集电路及比较器电路。控制电路对加热控制的电路，常见的有电加热电路、热传导电路等。

对电子(电器)设备低温温度变化的采集电路：低温温度变化的采集电路采用桥式电路，每个桥臂的均有一电阻，其中一个桥臂电阻为热敏电阻；当四个电阻的值平衡时，桥式电路的二个VA＝VB，为电桥平衡点；当一个桥臂热敏电阻变化时，桥式电路的二个输出端VA-AB就相应变化，温度变化转为电压差值变化。热敏电阻为NTC电阻。

比较器电路对桥式电路输出的电压差值VA、VB进行比较，输给电压比较器，电压比较器当VA＞VB时，输出为高电平，即逻辑“1”；反之，VA＜VB时，输出为低电平，即逻辑“0”。比较器电路带滞回控制电路，温度起控点附近出现输出值来回跳变的不稳态进行滞回控制，当电阻值变化到起控点值R1，并略大于R1，那么出现输出跳变；当电阻值变化又小于起控点值R1，那么输出依然不变；只有电阻值继续减少到一定值R2(R2小于R1)，输出才出现跳变。

加热电路采用电加热电路、热传导电路等。采用分布式散热、使用传导材料将热能传导到所需热能器件位置或使用热辐射效果将电热元件置于所需热能器件位置，或使用热对流方式(鼓风)将热能流向于所需热能器件位置。

电路模式包含3种电路状态，即常温状态、低温加热状态、及低温回归状态。

本发明的有益效果是：通过低温温度变化的采集电路采用桥式电路，比较器电路和滞回控制电路解决了电子(电器)设备低温环境下工作湿度的控制，能够高效工作，从而使设备从而正常工作。

四、附图说明

图1是低温加热控制电路模式示意图；

图2是采集电路采用桥式电路

图3是NTC电阻温度特性示意图；

图4是滞回控制的比较器电路图