[实用新型]一种电路板预热模块

说明书

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。