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:

  1. 面积
  2. 功率
  3. 铜厚
  4. 板厚

我看了下网上卖的加热台,比如这两款:

淘宝加热台1010

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:

蓝色为铜层

总线长可以近似为:

L ≈ W w + d × H L \approx \frac{W}{w+d} \times H Lw+dW×H

式中,

L : L: L: 总长度

W : W: W: 板子宽度

w : w: w: 线宽

d : d: d: 线距

H : H: H: 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

PCB走线示意图

电阻

R = ( 1 + α ( t − 25 ℃ ) ) ρ ⋅ L T ⋅ W R = \frac{(1+\alpha(t-25℃))\rho \cdot L}{T \cdot W} R=TW(1+α(t25℃))ρL

其中,

R : R: R: 走线电阻

α : \alpha: α: 电阻率温度系数,对于铜,近似为3.9E-3

t : t: t: 导体温度

ρ : \rho: ρ: 常温常压下铜的电阻率,近似为1.7E-8

L : L: L: 导体长度,这里即是PCB走线长度

T : T: T: 导体厚度,这里即是PCB走线铜厚

W : W: W: 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。

GitHub项目地址:https://github.com/pengwon/pcb-heater

样板图片

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:

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。

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内容概要:本文档详细介绍了在三台CentOS 7服务器(IP地址分别为192.168.0.157、192.168.0.158和192.168.0.159)上安装和配置Hadoop、Flink及其他大数据组件(如Hive、MySQL、Sqoop、Kafka、Zookeeper、HBase、Spark、Scala)的具体步骤。首先,文档说明了环境准备,包括配置主机名映射、SSH免密登录、JDK安装等。接着,详细描述了Hadoop集群的安装配置,包括SSH免密登录、JDK配置、Hadoop环境变量设置、HDFS和YARN配置文件修改、集群启动与测试。随后,依次介绍了MySQL、Hive、Sqoop、Kafka、Zookeeper、HBase、Spark、Scala和Flink的安装配置过程,包括解压、环境变量配置、配置文件修改、服务启动等关键步骤。最后,文档提供了每个组件的基本测试方法,确保安装成功。 适合人群:具备一定Linux基础和大数据组件基础知识的运维人员、大数据开发工程师以及系统管理员。 使用场景及目标:①为大数据平台建提供详细的安装指南,确保各组件能够顺利安装和配置;②帮助技术人员快速掌握Hadoop、Flink等大数据组件的安装与配置,提升工作效率;③适用于企业级大数据平台的建与维护,确保集群稳定运行。 其他说明:本文档不仅提供了详细的安装步骤,还涵盖了常见的配置项解释和故障排查建议。建议读者在安装过程中仔细阅读每一步骤,并根据实际情况调整配置参数。此外,文档中的命令和配置文件路径均为示例,实际操作时需根据具体环境进行适当修改。
在无线通信领域,天线阵列设计对于信号传播方向和覆盖范围的优化至关重要。本题要求设计一个广播电台的天线布局,形成特定的水平面波瓣图,即在东北方向实现最大辐射强度,在正东到正北的90°范围内辐射衰减最小且无零点;而在其余270°范围内允许出现零点,且正西和西南方向必须为零。为此,设计了一个由4个铅垂铁塔组成的阵列,各铁塔上的电流幅度相等,相位关系可自由调整,几何布置和间距不受限制。设计过程如下: 第一步:构建初级波瓣图 选取南北方向上的两个点源,间距为0.2λ(λ为电磁波波长),形成一个端射阵。通过调整相位差,使正南方向的辐射为零,计算得到初始相位差δ=252°。为了满足西南方向零辐射的要求,整体相位再偏移45°,得到初级波瓣图的表达式为E1=cos(36°cos(φ+45°)+126°)。 第二步:构建次级波瓣图 再选取一个点源位于正北方向,另一个点源位于西南方向,间距为0.4λ。调整相位差使西南方向的辐射为零,计算得到相位差δ=280°。同样整体偏移45°,得到次级波瓣图的表达式为E2=cos(72°cos(φ+45°)+140°)。 最终组合: 将初级波瓣图E1和次级波瓣图E2相乘,得到总阵的波瓣图E=E1×E2=cos(36°cos(φ+45°)+126°)×cos(72°cos(φ+45°)+140°)。通过编程实现计算并绘制波瓣图,可以看到三个阶段的波瓣图分别对应初级波瓣、次级波瓣和总波瓣,最终得到满足广播电台需求的总波瓣图。实验代码使用MATLAB编写,利用polar函数在极坐标下绘制波瓣图,并通过subplot分块显示不同阶段的波瓣图。这种设计方法体现了天线阵列设计的基本原理,即通过调整天线间的相对位置和相位关系,控制电磁波的辐射方向和强度,以满足特定的覆盖需求。这种设计在雷达、卫星通信和移动通信基站等无线通信系统中得到了广泛应用。
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