PCB加热台设计主要考虑哪些方面?

PCB设计

2507人已加入

描述

用 PCB 加热 PCB——PCB 加热台

之前为了焊接一些小贴片模块,想过买一个加热台,后来一搜加热台,发现有很多卖 PTC 加热板的,就又想自己做一个加热台。正好这个月嘉立创又送了打样券,搞起来~

PCB 加热台设计主要考虑以下几个方面:

面积

功率

铜厚

板厚

我看了下网上卖的加热台,比如这两款:

电流

淘宝加热台1010

电流

淘宝加热台1515

功率设计参考了 1515 这款,15cm × 15cm,400W 可加热到 400℃,焊一些小模块板,10cm × 10cm 应该够用了。考虑到这个月嘉立创送的打样券还没有用,立刻决定就 10cm × 10cm 这个尺寸了。面积比 15cm × 15cm 小了一半,相应地,设计额定功率也减小到 200W 了。我估计淘宝 1010 款功率应该是过盛的,加热会很快。

面积和功率确定了,接下来是铜厚,样板只能选 1oz,即 35um 铜厚,这样又定了一个变量。板厚选择范围相对较大,我以往做大板子都会选 1.6mm 以上厚度,这次还是做加热台,同样选了厚点的。而且这次用铝基板,厚度这点增加对温升速度影响几乎可以忽略。

面积、功率、铜厚,这 3 个因素决定了线宽线距,采用蛇形走线时,比如:

电流

蓝色为铜层

总线长可以近似为:

式中,

总长度

板子宽度

线宽

线距

板子高度

这里的计算不需要非常精确。上面是一种绕法,还有一种方式是在一条边走直线,然后开始满绕,线长计算跟图示这种不会差很多。我直觉图示这种 emi 应该更小,后面有时间可以验证下。

下面是电阻的计算:

对于 PCB 走线

电流

PCB走线示意图

电阻

其中,

走线电阻

电阻率温度系数,对于铜,近似为 3.9E-3

导体温度

常温常压下铜的电阻率,近似为 1.7E-8

导体长度,这里即是 PCB 走线长度

导体厚度,这里即是 PCB 走线铜厚

导体宽度,这里即是 PCB 走线宽度

计算时注意统一量纲,全部采用国际单位制就很好统一了。对于常温,也有一说是 20℃,这里对结果影响不大。

功率一定,电压大电流就小,电压小电流就大,一般我们为了减小线损,会采用大电压小电流,这也是网上卖的大多数加热台采用的方式,但是我觉得对于手边应用的设备,工作电压不宜超过 30V,按 30V 计算,工作电流是 7A,电阻为 4.3Ω,经过计算,采用了 1mm 线宽、1mm 线距,这样算下来在 250℃ 时电阻约 4.6Ω。

板子已开源,可以在 Github 下载源文件,也可以拿 Gerber 直接去打样。

样板收到后测了下常温电阻约 1.8Ω,与计算结果比较接近。

然后用直流电源测试了一下加热效果:

电流

4A,50s

在 4A 电流下,50s 左右温度就上升到 160℃ 以上,后面有时间再进行详细测试。

编辑:黄飞

 

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分