一种PCB板载智能加热电路及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种PCB板载智能加热电路，包括PCB、加热丝、被加热电路、控制器、控制电路和温度传感器；控制器和被加热电路设在PCB表面；加热丝在PCB上通过铜箔走线形成，加热丝位于被加热电路下方的PCB任意一层；加热丝围成一个加热区域，控制器和被加热电路位于加热区域内；温度传感器设于被加热电路附近，将温度数据传送给控制器；控制电路设在PCB上，控制器接收温度传感器的温度数据，运行PID控制算法，发出PWM调制波；控制电路接收控制器发出的PWM调制波并进行转换进而对加热丝进行能量转换控制。通过上述方式，本发明专利技术能够实现普通工作温度范围电子元器件的温度扩展，并可实现创造局部温度相对恒定环境，有利于高温飘移元器件的稳定工作。

A PCB on-board Intelligent Heating Circuit and Its Realization Method

【技术实现步骤摘要】
一种PCB板载智能加热电路及其实现方法
本专利技术涉及加热电路领域，特别是涉及一种PCB板载智能加热电路及其实现方法。
技术介绍
自助终端类产品有多种使用场景，其中不可避免的一种是室外露天环境，该环境下的温度随天气变化而变，尤其是某些高纬度地区，冬季室外温度可达-40摄氏度以下。而一般电子元器件工作温度范围是-20摄氏度以上，针对汽车工业使用的元器件可到-40摄氏度工作温度，但此类元器件的售价较高，并且部分元器件还受到温度漂移的影响。现有的解决方案是利用PCB铜箔走线，实现特定阻值的电热丝，配以温度检测电路和电热丝通断控制电路，实现对PCB板载元器件的加热。但是这种方案具有以下缺点：(1)仅简单实现PCB板载元器件加热电路的通断，但无法动态控制加热电路的电流，无法控制加热到何种程度无法做到对各种低温环境的普遍适用。(2)在设定温度值附近会出现加热丝通断不稳定的现象，使被加热电路的温度跌落至正常工作温度下限以下，导致意外关机或不正常。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种PCB板载智能加热电路及其实现方法，能够解决低温环境下集成电路芯片或部分功能电路无法正常启动工作的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种PCB板载智能加热电路及其实现方法，包括：PCB板载智能加热电路和通过PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法；所述PCB板载智能加热电路包括PCB、加热丝、被加热电路、控制器、控制电路和温度传感器；所述控制器和被加热电路设在PCB表面；所述加热丝在PCB上通过铜箔走线形成，加热丝位于被加热电路下方的PCB任意一层，加热丝将电能转换为热能；所述加热丝围成一个加热区域，所述控制器和被加热电路位于加热区域内；所述温度传感器设于被加热电路附近的PCB表面，温度传感器上设有通讯接口，温度传感器检测被加热电路的温度数据，并通过通讯接口将温度数据传送给所述控制器；所述控制电路设在PCB上，控制电路分别与加热丝、控制器和温度传感器连接；所述控制器接收温度传感器的温度数据，运行PID控制算法，发出PWM调制波；所述控制电路接收控制器发出的PWM调制波并进行转换进而控制加热丝；通过上述PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法包括：所述被加热电路有已固化的综合工作温度范围，并且有比较合理的温度值，该温度值为给定温度值T；所述温度传感器检测被加热电路PCB表面的温度并给到控制器，控制器根据温度传感器的测量值，与给定温度值T进行比较，差值作为PID算法的输入，通过PWM调制波输出到控制电路，通过控制电路间接控制加热丝的能量转换，从而在被加热电路附近形成局部温度恒定的空间，为被加热电路创造合适的局部工作环境。进一步，所述加热丝围成的加热区域形状为圆形、方形或不规则形状。进一步，所述加热丝的发热量可由控制器读取温度传感器的温度值，根据PID控制算法，进行PWM波形调制，从而达到加热丝的发热量给定温值控制；所述控制器为CPU、MCU、FPGA可编程器件或者其他专用PWM控制不可编程器件。进一步，所述给定温度值T可通过软件定义调节。进一步，所述控制器为被加热电路的一部分。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够实现普通工作温度范围电子元器件的温度扩展，并可实现创造局部温度相对恒定环境，有利于高温飘移元器件的稳定工作。附图说明图1是本专利技术一种PCB板载智能加热电路实现方法的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术实施例包括：一种PCB板载智能加热电路及其实现方法，包括：PCB板载智能加热电路和通过PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法。参阅图1，图1中为了方便观察PCB板载智能加热电路实现方法的原理，未显示出PCB。所述PCB板载智能加热电路包括PCB、加热丝、被加热电路、控制器、控制电路和温度传感器，PCB(PrintedCircuitBoard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板；所述被加热电路为对低温工作温度环境有一定要求的或对温度变化敏感的元器件电路组合；所述控制器和被加热电路设在PCB表面，控制器也可作为被加热电路的一部分，在本专利技术中为方便描述，将其与被加热电路分列；所述加热丝在PCB上通过铜箔走线形成，加热丝位于被加热电路下方的PCB任意一层，加热丝将电能转换为热能；所述加热丝围成一个加热区域，加热丝围成的加热区域形状为圆形、方形或不规则形状，所述控制器和被加热电路位于加热区域内；所述温度传感器设于被加热电路附近的PCB表面，温度传感器上设有通讯接口，温度传感器检测被加热电路的温度数据，并通过通讯接口将温度数据传送给所述控制器；所述控制电路设在PCB上，控制电路分别与加热丝、控制器和温度传感器连接；所述控制器接收温度传感器的温度数据，运行PID控制算法，发出PWM调制波；所述控制电路接收控制器发出的PWM调制波并进行转换进而控制加热丝；通过上述PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法包括：被加热电路有已固化的综合工作温度范围，并且有比较合理的某个温度值T，在T温度下该电路可实现较佳工作表现，性能运行正常，可长期稳定工作。温度传感器贴装于被加热电路附近，可检测被加热电路PCB表面的温度并给到控制器。如果测量的温度S低于控制器以及被加热电路等部件的最低工作温度，则温度传感器输出电平信号给控制器，启动电热丝最大功率加热，直至温度上升到控制器等部件工作温度范围内，此时控制器可正常启动并工作，电热丝的控制由控制器接管。控制器根据温度传感器的测量值，与T进行比较，差值作为PID算法的输入，通过PWM调制波输出到控制电路，通过控制电路间接控制加热丝的能量转换，从而在被加热电路附近形成局部温度恒定的空间，为被加热电路创造合适的局部工作环境，从而使电路板正常工作。所述加热丝的发热量可由控制器读取温度传感器的温度值，根据PID控制算法，进行PWM波形调制，从而达到加热丝的发热量给定温值控制，发热量给定温值可通过软件定义调节；所述控制器为CPU、MCU、FPGA等可编程器件或者其他专用PWM控制等不可编程器件。本专利技术具有以下优点：(1)除了可实现被加热电路低温启动功能之外，本专利技术还可实现被加热电路给定温度值智能控制，为被加热电路创造局部恒定温度空间，有利于被加热电路保持最佳工作状态。(2)低温起动后控制器的温度控制接管，可解决设定温度值附近出现加热丝通断不稳定的缺点，能够保证加热电路的实用性、稳定性。以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCB板载智能加热电路及其实现方法，其特征在于，包括：PCB板载智能加热电路和通过PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法；所述PCB板载智能加热电路包括PCB、加热丝、被加热电路、控制器、控制电路和温度传感器；所述控制器和被加热电路设在PCB表面；所述加热丝在PCB上通过铜箔走线形成，加热丝位于被加热电路下方的PCB任意一层，加热丝将电能转换为热能；所述加热丝围成一个加热区域，所述控制器和被加热电路位于加热区域内；所述温度传感器设于被加热电路附近的PCB表面，温度传感器上设有通讯接口，温度传感器检测被加热电路的温度数据，并通过通讯接口将温度数据传送给所述控制器；所述控制电路设在PCB上，控制电路分别与加热丝、控制器和温度传感器连接；所述控制器接收温度传感器的温度数据，运行PID控制算法，发出PWM调制波；所述控制电路接收控制器发出的PWM调制波并进行转换进而控制加热丝；通过上述PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法包括：所述被加热电路有已固化的综合工作温度范围，并且有比较合理的温度值，该温度值为给定温度值T；所述温度传感器检测被加热电路PCB表面的温度并给到控制器，控制器根据温度传感器的测量值，与给定温度值T进行比较，差值作为PID算法的输入，通过PWM调制波输出到控制电路，通过控制电路间接控制加热丝的能量转换，从而在被加热电路附近形成局部温度恒定的空间，为被加热电路创造合适的局部工作环境。...

【技术特征摘要】
1.一种PCB板载智能加热电路及其实现方法，其特征在于，包括：PCB板载智能加热电路和通过PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法；所述PCB板载智能加热电路包括PCB、加热丝、被加热电路、控制器、控制电路和温度传感器；所述控制器和被加热电路设在PCB表面；所述加热丝在PCB上通过铜箔走线形成，加热丝位于被加热电路下方的PCB任意一层，加热丝将电能转换为热能；所述加热丝围成一个加热区域，所述控制器和被加热电路位于加热区域内；所述温度传感器设于被加热电路附近的PCB表面，温度传感器上设有通讯接口，温度传感器检测被加热电路的温度数据，并通过通讯接口将温度数据传送给所述控制器；所述控制电路设在PCB上，控制电路分别与加热丝、控制器和温度传感器连接；所述控制器接收温度传感器的温度数据，运行PID控制算法，发出PWM调制波；所述控制电路接收控制器发出的PWM调制波并进行转换进而控制加热丝；通过上述PCB板载智能加热电路实现智能加热的方法包括：所述被加热电路有已固化的综合工作温度范围，并且有比较合理的温度值，该温度值为给定温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，王然，胡炎，王金鹏，
申请(专利权)人：浪潮金融信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32