[发明专利]一种PCB板载智能加热电路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种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。

技术领域

本发明涉及加热电路领域，特别是涉及一种PCB板载智能加热电路及其实现方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。