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Forum: Platinen PCB aufheizen


Autor: MichiB (Gast)
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Hallo,

ich möchte eine Platine erhitzen bzw. vermeiden, dass eine bestimmte 
Temperatur unterschritten wird.

Am liebsten würde ich eine Leiterbahn als Mäander verlegen und durch 
einen hohen Strom somit die gesamte Platine aufheizen.

Hat jemand von euch damit schon Erfahrungen gesammelt oder einen guten 
Link zur Hand?

Danke euch!

Autor: Olli R. (xenusion)
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Da musst du schon etwas genauer werden. Worum geht es (Anwendung, 
Schaltplan, Layout wenn vorhanden), Umgebungstemperatur, auf welche 
Temperatur soll geheizt werden?

Wir machen sowas zwar mit unserer Flughardware, aber ohne Details kann 
man dir schlecht helfen.

Autor: MichiB (Gast)
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Hallo Olli,

Viele Details gibt es noch gar nicht.

Folgendes kann ich allerdings sagen

Platine:           ca. 100x100mm
Zieltemperatur:    ca. 50°C bzw. 25°C über Raumtemperatur

Schaltung zur Regelung ist kein Problem.

Mir stellt sich die Frage, ob dasüberhaupt mit einer Mäanderlösung 
machbar ist und wie diese "Heizleitung" zu dimensionieren ist.

Autor: Olli R. (xenusion)
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Willst du mit der Platine einfach nur heizen, oder kommt da noch 
Elektronik drauf? Temperatur konstant halten, um Drift begrenzen?

Aber guck mal hier: Beitrag "Wie schnell erwärem sich Leiterbahnen bei X-Ampere?"

Autor: MichiB (Gast)
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Es soll nur die Platine und ein Temperatursensor geheizt werden.
Die Ansteuerung und Regelung wird extern realisiert, um die Masse
gering zu halten.

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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Hallo MichiB,

vielleicht kannst Du mit dieser Info was anfangen. Fuer ein Projekt mit 
einem TFT LCD brauchten wir einen LCD Heizer weil das Geraet bis -40 
Grad funktionieren muss.

Fuer das 3.5" TFT LCD wurde ein PCB Heizer mit Maenderfoermiger 
Heizstruktur berechnet. Der Prototyp war als zweiseitige Platine mit 
Masseflache auf der anderen Seite die dem LCD zugewandt wurde, 
ausgefuehrt.

Fuer nominal 16W Heizleistung und bifilarem Heizungsstrang bei 12/24V 
wurden 500" an Leitungsbahn mit 0.0072in untergebracht. Die Kupferdicke 
war 0.5oz/ft2 mit 0.0007in Plating. Mit dieser Bemessung war der 
Leiterbahnwiderstand beim Prototyp etwa 25% zu niedrig. Das war leicht 
zu korrigieren. Wegen der Plating kann man sich leider nicht auf den 
reinen Kupferwiderstand verlassen und eine gewisse Korrektion ist 
notwendig. Fuers erste wars gut.

Zusammen mit dem LCD wurde bei voller Leistung 70 Grad Waermeanstieg 
erzielt. Auf der Platine ist noch eine Temperatursensor untergebracht. 
Eine Prozessorroutine steuert die Heizleistung mittels PWM. 
Normalerweise wird die Heizung bei 0C abgeschaltet.

Die Oberflaechentemperatur ist sehr gleichfoermig.

Autor: MichiB (Gast)
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Hallo Gerhard,

vielen Dank!
Das ist doch mal eine Information aus der Praxis!

Kann es vielleicht sein, dass es 50" heißen muss und nicht 500".
12.7m passt irgendwie nicht in meine Rechnung.

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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MichiB wrote:
> Hallo Gerhard,
>
> vielen Dank!
> Das ist doch mal eine Information aus der Praxis!
>
> Kann es vielleicht sein, dass es 50" heißen muss und nicht 500".
> 12.7m passt irgendwie nicht in meine Rechnung.

Hallo MichiB,

die 460" stimmen schon. Ich habe in meinen Unterlagen nachgesehen und 
die Bahnlaenge ist 2 x 230".

Ich habe die Laenge aus einer Kompletten Doppelwindung am CAD 
nachgemessen und multipliziert. Man kann sich gefuehlsmaessig hier sehr 
taeuschen.

Die Formel fuer den Temperaturkoffizent:

R = R[ref] [ 1 + ALPHA(T – Tref)], where ALPHA = 0.004041

Bei mir aendert sich der PCB Widerstand wie folgend:
+60 Grad= 18 OHM
0C = 15 Ohm
-40C = 12 Ohm

Bei Raumtemeperatur der Heizung ist der Strom 0.75A bei 24VDC

Die Berechnungen stammen von:

ANSI/IPC-D275 and IPC-2221

http://www.desmith.net/NMdS/Electronics/TraceWidth.html

Eine interesannte Loesung der Temperaturmessung ware den Strom 
periodisch abzuschalten und dann den Widerstand dazwischen messen. Da 
der Widerstand stark von der Temperatur abhaengig ist, waere das im 
Prinzip eine Moeglichkeit.

mfg,
Gerhard

Autor: Gerhard O. (gerhard_)
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MichiB wrote:
> Hallo Gerhard,
>
> vielen Dank!
> Das ist doch mal eine Information aus der Praxis!
>
> Kann es vielleicht sein, dass es 50" heißen muss und nicht 500".
> 12.7m passt irgendwie nicht in meine Rechnung.

Hier ein Bild vom Heizer.

Gerhard

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