用 PCB 加熱 PCB——PCB 加熱臺

之前為了焊接一些小貼片模塊，想過買一個加熱臺，后來一搜加熱臺，發(fā)現(xiàn)有很多賣 PTC 加熱板的，就又想自己做一個加熱臺。正好這個月嘉立創(chuàng)又送了打樣券，搞起來~

PCB 加熱臺設(shè)計主要考慮以下幾個方面：

面積

功率

銅厚

板厚

我看了下網(wǎng)上賣的加熱臺，比如這兩款：

淘寶加熱臺1010

淘寶加熱臺1515

功率設(shè)計參考了 1515 這款，15cm × 15cm，400W 可加熱到 400℃，焊一些小模塊板，10cm × 10cm 應(yīng)該夠用了?？紤]到這個月嘉立創(chuàng)送的打樣券還沒有用，立刻決定就 10cm × 10cm 這個尺寸了。面積比 15cm × 15cm 小了一半，相應(yīng)地，設(shè)計額定功率也減小到 200W 了。我估計淘寶 1010 款功率應(yīng)該是過盛的，加熱會很快。

面積和功率確定了，接下來是銅厚，樣板只能選 1oz，即 35um 銅厚，這樣又定了一個變量。板厚選擇范圍相對較大，我以往做大板子都會選 1.6mm 以上厚度，這次還是做加熱臺，同樣選了厚點的。而且這次用鋁基板，厚度這點增加對溫升速度影響幾乎可以忽略。

面積、功率、銅厚，這 3 個因素決定了線寬線距，采用蛇形走線時，比如：

藍(lán)色為銅層

總線長可以近似為：

式中，

總長度

板子寬度

線寬

線距

板子高度

這里的計算不需要非常精確。上面是一種繞法，還有一種方式是在一條邊走直線，然后開始滿繞，線長計算跟圖示這種不會差很多。我直覺圖示這種 emi 應(yīng)該更小，后面有時間可以驗證下。

下面是電阻的計算：

對于 PCB 走線

PCB走線示意圖

電阻

其中，

走線電阻

電阻率溫度系數(shù)，對于銅，近似為 3.9E-3

導(dǎo)體溫度

常溫常壓下銅的電阻率，近似為 1.7E-8

導(dǎo)體長度，這里即是 PCB 走線長度

導(dǎo)體厚度，這里即是 PCB 走線銅厚

導(dǎo)體寬度，這里即是 PCB 走線寬度

計算時注意統(tǒng)一量綱，全部采用國際單位制就很好統(tǒng)一了。對于常溫，也有一說是 20℃，這里對結(jié)果影響不大。

功率一定，電壓大電流就小，電壓小電流就大，一般我們?yōu)榱藴p小線損，會采用大電壓小電流，這也是網(wǎng)上賣的大多數(shù)加熱臺采用的方式，但是我覺得對于手邊應(yīng)用的設(shè)備，工作電壓不宜超過 30V，按 30V 計算，工作電流是 7A，電阻為 4.3Ω，經(jīng)過計算，采用了 1mm 線寬、1mm 線距，這樣算下來在 250℃ 時電阻約 4.6Ω。

板子已開源，可以在 Github 下載源文件，也可以拿 Gerber 直接去打樣。

樣板收到后測了下常溫電阻約 1.8Ω，與計算結(jié)果比較接近。

然后用直流電源測試了一下加熱效果：

4A，50s

在 4A 電流下，50s 左右溫度就上升到 160℃ 以上，后面有時間再進(jìn)行詳細(xì)測試。

編輯：黃飛

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