由于產(chǎn)品需要工作在低溫環(huán)境下，已經(jīng)超出了電路板上部分元器件的工作最低運(yùn)行溫度要求，所以需要增加額外的加溫電路，使得PCB板的整體溫度可以保持在元器件要求的范圍之內(nèi)。

1.基本思路

加溫電路的主要目的是為了在低溫時(shí)，電路發(fā)揮作用為PCB板進(jìn)行加熱保溫使其溫度可以保持在器件可運(yùn)行的最低溫度以上，所以并不需要對溫度進(jìn)行精確的控制。因此制定以下方案，使用電阻與NTC溫敏電阻進(jìn)行分壓，對一只MOS管或三極管進(jìn)行控制。當(dāng)溫度低到一定閾值時(shí)，電阻與NTC電阻分壓升高，打開加溫電路，當(dāng)溫度回升后分壓下降，降電路關(guān)閉。

2.電路的各部分實(shí)現(xiàn)

三極管與MOS管選擇常用的SOT-23封裝，比較目前常用的三極管與MOS管，在同封裝下，MOS管支持的導(dǎo)通電流普遍比三極管大很多，所以我們選擇MOS管。通過對比，最終選擇LRC的LN2302BLT1G型號(hào)，NTC電阻選擇一般常用的NCP15WF104F03RC。根據(jù)加熱電路的功率，選擇使用1210封裝的10歐姆電阻做為發(fā)熱器件，總功率控制為2.5W。

最終完成原理圖設(shè)計(jì)如下：

加熱電路部分

NTC溫度控制部分

對原理圖的說明，在原理圖中信號(hào)THERM_PCB做為一個(gè)模擬信號(hào)給PCB板上的單片機(jī)的ADC口上，可以作為PCB板的溫度測量。HERTER_EN接到單片機(jī)的控制IO上，IO設(shè)置為高阻，加溫電路失控時(shí)IO拉高，強(qiáng)制關(guān)閉MOS管，做為一道保險(xiǎn)措施。

控制電路各值的確定：

在上面的電路中，主要確定的參數(shù)就是R705的值，其與分壓電阻R705的分壓直接決定的MOS管Q302在什么時(shí)候打開。先確定下來這個(gè)電路將零上5度作為打開與關(guān)閉加溫電路的分界點(diǎn)。

首先，我們在NTC電阻的規(guī)格上查得在零上五度時(shí)的電阻值，如下圖可查看對應(yīng)溫度時(shí)其電阻值為272K歐姆。

接著，確認(rèn)在零上五度時(shí)對應(yīng)的MOS管其開啟電壓，從規(guī)格書提供的圖表里可以查得在五度時(shí)MOS的開啟電壓為0.97V。

最后，根據(jù)上面的值進(jìn)行分壓電阻計(jì)算，選擇電值為680K。

3.加溫電路小板設(shè)計(jì)

由于加溫電路是放在一個(gè)小的PCB板上然后再架設(shè)在兩塊主PCB板之間。所以根據(jù)兩個(gè)主PCB的需要加溫元件布局設(shè)計(jì)如下PCB板。

兩個(gè)主PCB需要加溫的區(qū)域位都位于同一方位，所以在加溫電路小板，將發(fā)熱電阻集中發(fā)在對應(yīng)區(qū)域，使熱量優(yōu)先到達(dá)需要的地方，對板子上多的銅進(jìn)行了刪除，NTC電阻放置在兩個(gè)主PCB板中的一個(gè)上。在板子的加溫區(qū)與兩個(gè)主PCB板之間使增加導(dǎo)熱硅膠墊增強(qiáng)熱傳導(dǎo)。

4.實(shí)物板測試及結(jié)論

使用實(shí)物板進(jìn)行測試，在常溫下使用跳線進(jìn)行全率加熱，些電路的最大溫升可以達(dá)到20度。在低溫箱中進(jìn)行測試，加溫電路的控制，其在7度左右電路會(huì)開始開啟，到達(dá)-4度時(shí)會(huì)到達(dá)設(shè)計(jì)全功率。

此電控制電路的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：加溫控制電路原理圖簡單，各參數(shù)也方便確定，最后測試結(jié)果達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。

缺點(diǎn)：加溫速度慢，達(dá)到溫度平衡時(shí)間長，加溫過程中會(huì)有溫度的來回波動(dòng)震蕩，如精確加溫的場合不能使用?！　?/p>