加熱電路
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2023-01-01
加熱電路的實例教程
鎳鉻電阻層熱-電-力多物理場耦合仿真 ￥500
對于一般的加熱電路，電阻層分離是常見的主要故障。這是由于熱導致的界面應力過 大引起的。電阻層一旦分離，其局部就會過熱，這又加速了電阻層的分離。最后，在 最糟糕的情況下，電路可能會過熱并燒壞。從這一角度而言，研究由于溫差以及電阻 層和基板的不同熱膨脹系數引起的界面張力也很重要。電阻層的幾何形狀是設計電路 正常工作的關鍵參數。可以通過模擬電路來研究上述所有方面。
本案例基于一加熱電路模型，它由沉積在玻璃板上的電阻層組成，向電路施加電壓時，該電阻層產生焦耳熱。該電阻層的屬性決定了產生的熱量。模擬了加熱電路的焦耳熱分布以及熱膨脹變形，模擬結果如圖所示：
焦耳熱分布云圖
電熱板熱膨脹變形
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展開 ▲ 3秒即可燒紅鐵棒
▲ 實物圖
▲ 電路原理圖
▲ PCB頂層和底層
▲ 元器件清單
清單：0.33uf 1200V電容*6, 100uh電感*2，IRFP260場效應管*2, 470Ω5W水泥電阻*2，FR307二極管*2, 1N4742二極管*2, 10K電阻*2，LED，接線端子*4, 48V20A開關電源，銅管。
▲ 散熱片
注意：場效應管不可直接接觸散熱片，中間需要加硅膠導熱片絕緣。
▲ 線圈（銅管）
▲ 感應加熱要使用的電源
感興趣的朋友可以動手制作一下
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作者：科技DOT
原文地址：
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展開 當實時水溫與用戶設定的溫度不相等時，系統將自動進行調節（加熱或散熱）。測得的數據可長久保存，掉電不丟失，且可以將數據打印出來。通過控制算法控制加熱電路，使控制精度更高。系統如圖1所示。
圖1 系統設計總框架
1.1 硬件電路設計
系統中采用溫度傳感器測量水溫，將數據傳送給處理器，經過處理后在顯示屏上實時顯示。當實時水溫與用戶設定的溫度不相等時系統將自動進行調節（加熱或散熱）。測得的數據可長久保存，掉電不丟失，且可以將數據打印出來。通過控制算法控制加熱電路，使控制精度更高。系統硬件設計如圖2所示。
圖2 溫度控制系統
MCU。選擇Cortex-M0的LPC1114作為主控制器。
人機接口電路。采用串口屏作為顯示屏，型號為ZTM480272S43-0WT。集成了4.3寸觸摸真彩屏、簡易串口指令控制功能于一身，內置中英文字庫，支持大容量存儲圖片數據，為用戶提供更為多樣性、實用性的顯示終端平臺。
數據打印電路。使用MTP58-FT4B-T1微型熱敏打印機模塊。
數據存取電路。選用MX25L1606E作為存儲介質。MX25L1606D與MCU通過SPI協議進行通信。
實時時鐘電路。選擇NXP公司的PCF8563，其沒有內置晶振，因此硬件設計時需要提供32.768kHz的時鐘。
無線通信電路。采用nRF24L01無線通信模塊通過SPI與MCU通信。
溫度采集電路。采用溫度傳感器DS18B20，可以通過VDD引腳接入一個外部電源供電，或者工作于寄生電源模式，DS18B20通過單總線與MCU連接。
加熱控制電路。
展開 溫度控制器是加熱電路的核心。它的準確性直接影響注塑產品質量，尤其對溫度要求較準的塑料非常重要，否則膠料就燒焦變色或燒傷。溫度控制器采集發熱筒的溫度信號，與設定溫度信號進行比較，通過溫度控制器進行控制，是否加溫或保溫。
熱電偶是采溫感應元件，應當安裝可靠，插入溫度檢測孔位置適當，熱電偶引導線連接也要牢固可靠。一般使用過程中，溫度控制表有一定誤差，可用溫度計測量來校核溫度控制精度，常用的膠料一般是誤差±10℃亦可使用。
溫度控制器最常見故障是控制失靈，主要是表內繼電器觸點燒毛、燒結使溫度失靈，溫度控制不準確。誤差范圍大由撥盤開關故障引起或溫度表內部集成電路性能變壞引起，還可由內部電路如穩壓二極管、電位器、精密電阻等故障引起。溫度表頭壞也導致失控。
檢修加熱電路，可由電源部分到發熱筒部分入手檢查，測量、調校電路以確定故障點及元器件，然后再更換損壞元器件最后再調試校正。更換元器件時要注意型號、形狀、規格及參數，尤其對熱電偶的分度號，發熱筒的功率以及并聯安裝等要注意。噴嘴加熱筒應盡量避免受到漏膠的損壞。
展開 回流焊技術在電子制造領域并不陌生，我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。這種工藝的優勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。
焊接過程中還能避免氧化一般使用惰性氣體保護，這種方式已經有很長的時間了，并已得到較大范圍的應用。由于價格的考慮，一般都是選擇氮氣保護。為保證電子產品在高溫條件下的焊接質量，需要嚴格控制回流焊、波峰焊設備中的氧氣含量這就需要用到測試范圍從空氣（20.95%）到低氧濃度環境（5ppm左右）全覆蓋的氧氣傳感器來全程監控爐內氧含量，從而完善工藝流程，提升產品質量。
新世聯科技的熒光微量氧模塊LOX-TRACE可以在任意氧濃度下工作且不會損壞傳感器。傳感器高精度、高分辨率最高可1PPM。傳統的電化學不易保存、氧化鋯超量程使用會損壞。回流焊中氧濃度需要從常量20.9%降到5PPM左右，熒光微量氧模塊可謂是起到好處。
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該設備內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度，然后吹到粘貼元件的電路板上，使元件兩側的焊料融化并與主板粘結。該工藝的優點是溫度易于控制，焊接過程中可避免氧化，制造成本更容易控制。隨著許多電子產品向小、輕、高密度方向的發展，特別是手持設備的廣泛使用，原有的部件材料技術T技術面臨著嚴峻的挑戰，從而獲得了快速發展的機遇。
背景
回流焊技術在電子制造領域并不陌生，我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板
本案例基于一加熱電路模型，它由沉積在玻璃板上的電阻層組成，向電路施加電壓時，該電阻層產生焦耳熱。該電阻層的屬性決定了產生的熱量。模擬了加熱電路的焦耳熱分布以及熱膨脹變形，模擬結果如圖所示：
焦耳熱分布云圖
電熱板熱膨脹變形
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“不是加熱整個電路板和上面的所有芯片，而是熱壓鍵合機抓住芯片，像普通倒裝芯片一樣將其浸入助焊劑中，然后將其放置在 PCB 上，”K&S 的 Chylak 說。“鍵合頭中有一個加熱器。這加熱到超過將芯片固定到位的焊料的熔點。然后它冷卻下來，使焊料凝固。”
同時，鮮為人知的選項 LAB 也是可行的。在 LAB 工藝中，使用傳統的凸塊工藝在管芯上形成微小的銅凸塊。
回流焊技術在電子制造領域并不陌生，我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。這種工藝的優勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。
加熱控制電路。采用電磁繼電器控制大功率加熱電路，控制電路（弱電流）接1、2腳，被控制電路（強電流）接5腳。當控制電路斷開時，銜鐵受彈簧的彈力作用與4接通，輸出電路斷開；當控制電路導通時，鐵芯在周圍產生磁場，將銜鐵下吸至5，輸出電路導通，從而達到小信號控制大功率電路的目的。
、加熱驅動電路、溫度均勻攪拌裝置和無線WiFi模塊組成的系統硬件裝置。
雙路三相電源自投電路
茶爐水加熱自動控制電路
加熱系統主要由加熱元件和電路組成，其中加熱元件是最重要的部分。常見的加熱元件有可變電阻加熱元件和恒定電阻加熱元件，前者通常稱為PTC（positive temperature coefficient），后者則是通常由金屬加熱絲組成的加熱膜，譬如硅膠加熱膜、撓性電加熱膜等。 電動汽車專用PTC 動力電池硅膠加熱膜 PTC由于使用安全、熱轉換效率高、升溫迅速、無明火、自動恒溫等特點而被廣泛使用。
圖二：溫控儀電阻爐控制電路
上圖所示是一種溫控儀控制的電加熱爐電路。主電路選用帶有分勵脫扣器的低壓斷路器QF作為主開關。命上QF，溫控儀PT 得電開始測溫運行，若此時窯內溫度低于PT的設定溫度值，PT 的觸點（1-2）閉合，使接觸器KM得電吸合，其主觸點閉合，電爐加熱升溫；當升溫達到預置溫度時，PT的觸點（1-3）閉合，使KM斷電釋放，同時使時間繼電器KT1得電吸合并自鎖。
