1.本实用新型涉及芯片领域,特别涉及一种可供芯片加热的电路。
背景技术:
2.目前,商用级芯片与工业级芯片最主要的区别在于两者工作时的温度范围不同,商用级芯片工作温度范围一般在0℃~70℃之间,而工业级芯片的工作温度范围一般在-40℃~85℃之间。由此可见,即便是对于商业级芯片而言,在低于零摄氏度的环境下,硬件电路都是无法正常启动的。在实际的电路设计过程中,某些芯片只有商业级芯片且无法替代,又或者有基本同等性能的工业级芯片,但是价格远远高于商业级芯片,而设计的电路的工作环境又要求低于零摄氏度,此时就需要一种芯片加热电路实现在需要的情况下对芯片进行加热的目的。
技术实现要素:
3.为此,需要提供一种芯片加热的解决方案,用以解决商业级芯片在工作环境温度低于零摄氏度时无法正常工作的问题。
4.为实现上述目的,本实用新型提供了一种可供芯片加热的电路,包括:
5.控制芯片,其上设置有多个引脚以及接口模块,包括第一引脚和第二引脚;每个接口模块包括第一时钟引脚、第一数据引脚和第一地址引脚;
6.温度检测芯片,其上设置有多个地址位、第二数据引脚和第二时钟引脚;多个地址位中的一个地址位通过地址线与所述第一地址引脚连接,第二数据引脚与第一数据引脚通过数据线连接,第二时钟引脚通过时钟线与第一时钟引脚连接;
7.开关电路,与所述控制芯片通过所述第一引脚进行连接,根据所述第一引脚输出的电平信号控制加热电路的电源开启或关闭;
8.加热电路,与所述控制芯片通过所述第二引脚进行连接,用于在其电源处于开启状态时对所述受热体芯片进行加热。
9.作为一种可选的实施例,控制芯片的引脚还包括信号接收引脚,所述温度检测芯片包括信号发送引脚;
10.温度检测芯片用于根据检测的受热体芯片的实时温度与预设值的比较结果从所述信号发送引脚发送相应的控制信号至所述信号接收引脚。
11.作为一种可选的实施例,所述接口模块的数量为多个,控制芯片上的每一接口模块对应与一个温度检测芯片连接。
12.作为一种可选的实施例,所述开关电路包括第一电源、第一mos场效应管、控制开关和第一电阻;所述控制芯片上具有第一电源输入端,所述温度检测芯片上具有第二电源输入端;
13.所述mos场效应管包括第一源极、第一栅极和第一漏极,所述第一源极与所述第一电源串联,所述第一漏极与电源输出端串联,所述电源输出端分别与所述第一电源输入端、
第二电源输入端连接;
14.所述第一电阻与所述第一源极连接,所述控制开关的一端接地,另一端与所述第一电阻连接。
15.作为一种可选的实施例,所述开关电路还包括第二电阻和二极管;所述二极管的正极通过所述第二电阻与所述控制芯片的第二引脚连接,所述二极管的负极与所述控制开关连接。
16.作为一种可选的实施例,所述控制芯片的多个引脚还包括第三引脚,所述开关电路包括第三电阻和第一三极管;
17.所述第一三极管的基极通过所述第三电阻与所述第三引脚连接,所述第一三极管的集电极与所述栅极连接,所述第一三极管的发射极接地。
18.作为一种可选的实施例,所述加热电路包括第二电源、第二mos场效应管、加热电阻、第四电阻、第五电阻和第二三极管;
19.所述第二mos场效应管包括第二源极、第二栅极和第二漏极,所述第二源极与所述第二电源连接;所述加热电阻的一端接地,另一端与所述第二漏极连接;所述第二栅极通过所述第四电阻与所述第二三极管的集电极连接,所述第二三极管的发射极接地,第二三极管的基极通过所述第五电阻与所述第二引脚连接。
20.作为一种可选的实施例,所述温度检测芯片中设置有读写寄存器,所述读写寄存器用于存储温度上限阈值和温度下限阈值。
21.作为一种可选的实施例,所述加热电路为铝壳加热电阻器,所述铝壳加热电阻器与电路板可拆卸锁固,所述温度检测芯片和所述受热体芯片设置于所述铝壳加热电阻器的底部,所述温度检测芯片和所述受热体芯片连接在电路板上,且所述温度检测电路和所述受热体芯片在所述电路板上的间隔距离小于预设距离。
22.作为一种可选的实施例,所述温度检测芯片和所述受热体芯片所在的区域与所述铝壳加热电阻器之间还设置有导热硅材料。
23.区别于现有技术,本实用新型的可供芯片加热的电路具有以下特点:通过温度检测芯片来实时检测受热体芯片的温度,并在检测到所述受热体芯片的温度低于第一预设温度值时,通过控制芯片来控制所述开关电路开启所述加热电路的电压,以启动加热电路对受热体芯片进行加热,保证受热体芯片能够正常工作;当检测到受热体芯片温度较高时,控制芯片控制所述加热电路的电压关闭,避免所述受热体芯片因温度过高而损坏。
附图说明
24.图1为本实用新型一实施例涉及的可供芯片加热的电路结构示意图;
25.图2为本实用新型另一实施例涉及的可供芯片加热的电路结构示意图;
26.图3为本实用新型一实施例涉及的控制电路和温度检测电路的连接电路结构示意图;
27.图4为本实用新型一实施例涉及的开关电路的电路结构示意图;
28.图5为本实用新型一实施例涉及的加热电路的电路结构示意图;
29.图6为本实用新型一实施例涉及的可供芯片加热的电路的结构安装示意图。
30.附图标记:
31.1、固定螺丝;
32.2、铝壳加热电阻;
33.3、导热硅脂布;
34.4、温度检测芯片;
35.5、受热体芯片;
36.6、第一导电端子;
37.7、第二导电端子;
38.10、可供芯片加热的电路;
39.101、控制电路;
40.102、加热电路;
41.103、开关电路;
42.104、温度检测电路;
43.105、受热体芯片。
具体实施方式
44.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
45.本实用新型提供了一种可供芯片加热的电路,包括:
46.控制芯片,其上设置有多个引脚以及接口模块,包括第一引脚和第二引脚;每个接口模块包括第一时钟引脚、第一数据引脚和第一地址引脚;
47.温度检测芯片,其上设置有多个地址位、第二数据引脚和第二时钟引脚;多个地址位中的一个地址位通过地址线与所述第一地址引脚连接,第二数据引脚与第一数据引脚通过数据线连接,第二时钟引脚通过时钟线与第一时钟引脚连接;
48.开关电路,与所述控制芯片通过所述第一引脚进行连接,根据所述第一引脚输出的电平信号控制加热电路的电源开启或关闭;
49.加热电路,与所述控制芯片通过所述第二引脚进行连接,用于在其电源处于开启状态时对所述受热体芯片进行加热。
50.具体的,当开关电路接收到控制芯片发出的高电平信号时,控制所述加热电路的电源开启;当开关电路接收到控制芯片发出的低电平信号时,控制所述加热电路的电源关闭。本实用新型通过温度检测芯片来实时检测当前受热体芯片(即待测芯片,可以是一个商用级芯片)的温度,并在检测到受热体芯片的温度低于温度下限值时启动加热电路对受热体芯片进行加热,保证受热体芯片能够在工作环境温度较低时正常工作,从而有效拓宽了受热体芯片的使用的应用场景。
51.在某些实施例中,控制芯片的引脚还包括信号接收引脚,所述温度检测芯片包括信号发送引脚;温度检测芯片用于根据检测的受热体芯片的实时温度与预设值的比较结果从所述信号发送引脚发送相应的控制信号至所述信号接收引脚。在某些实施例中,所述温度检测电路包括温度检测芯片,所述温度检测芯片中设置有读写寄存器,所述读写寄存器用于存储温度上限阈值和温度下限阈值。
52.具体的,当所述温度检测芯片检测到所述受热体芯片的温度低于温度下限阈值
时,通过所述信号发送引脚将第一预警信号至所述控制芯片的信号接收引脚,以使得控制芯片控制加热电路开启。当所述温度检测芯片在检测到所述受热体芯片的温度高于所述温度上限阈值时,通过所述信号发送引脚发送第二预警信号至所述控制芯片的信号接收引脚,以使得控制芯片控制所述加热电路关闭。
53.在某些实施例中,所述接口模块的数量为多个,控制芯片上的每一接口模块对应与一个温度检测芯片连接。这样,每一个控制芯片都可以连接多个温度检测芯片,以同步完成对多个受热体温度的实时检测控制,有效拓展了可供芯片加热的电路的适用范围。
54.在某些实施例中,所述开关电路包括第一电源、第一mos场效应管、控制开关和第一电阻;所述控制芯片上具有第一电源输入端,所述温度检测芯片上具有第二电源输入端;所述mos场效应管包括第一源极、第一栅极和第一漏极,所述第一源极与所述第一电源串联,所述第一漏极与电源输出端串联,所述电源输出端分别与所述第一电源输入端、第二电源输入端连接;所述第一电阻与所述第一源极连接,所述控制开关的一端接地,另一端与所述第一电阻连接。
55.在某些实施例中,所述控制芯片的多个引脚还包括第三引脚,所述开关电路包括第三电阻和第一三极管;所述第一三极管的基极通过所述第三电阻与所述第三引脚连接,所述第一三极管的集电极与所述栅极连接,所述第一三极管的发射极接地。
56.如图4所示,s1为所述控制开关,ao3401a为所述第一mos场效应管,第一电阻为电阻r2,q2为第一三极管,第三电阻为r8。开关电路的工作原理如下:在低温环境下按下s1持续5秒(此数值仅为举例,具体可以根据实际需要进行调整),通过r2电阻p沟道mos场效应管ao3401a的栅极g电压拉低,ao3401a的漏极和源极导通,电源3.3v(此数值仅为举例,具体可以根据实际需要进行调整)电压给stm32l073芯片(即控制芯片)和stlm75芯片 (即温度检测芯片)供电,控制芯片通电后开始初始化,初始化完毕,控制芯片的锁存脚输出一个高电平,此时三极管q2的集电极电压被拉低,这样放开s1设备的开关后,第一mos场效应管q1的漏极和源极仍然导通,控制芯片和温度检测芯片仍然处于正常工作状态,通过这样的方式,加热电路控制芯片和温度检测芯片的电路开机状态被“锁存”住了。
57.在某些实施例中,所述开关电路还包括第二电阻和二极管;所述二极管的正极通过所述第二电阻与所述控制芯片的第二引脚连接,所述二极管的负极与所述控制开关连接。
58.如图4所示,d1为二极管,r5为第二电阻。当设备需要关机的时候,在开机状态下按住s1按键5秒(此数值仅为举例,具体可以根据实际需要进行调整),通过d1二极管和r5电阻将“触发”脚的电平拉低,控制芯片该脚 io开始计时,计数达到5秒(此数值仅为举例,具体可以根据实际需要进行调整),控制芯片将“锁存”脚的电压拉高,加热电路进入关机状态。因为加热电路是个独立的电路系统,这样在高温环境下,根据使用者的需求灵活开关加热芯片辅助电路,降低整个设备的功耗,保证设备的稳定可靠。
59.在某些实施例中,所述加热电路包括第二电源、第二mos场效应管、加热电阻、第四电阻、第五电阻和第二三极管;所述第二mos场效应管包括第二源极、第二栅极和第二漏极,所述第二源极与所述第二电源连接;所述加热电阻的一端接地,另一端与所述第二漏极连接;所述第二栅极通过所述第四电阻与所述第二三极管的集电极连接,所述第二三极管的发射极接地,第二三极管的基极通过所述第五电阻与所述第二引脚连接。
60.如图5所示,第二电源为vcc 12v,第二mos场效应管为q3,加热电阻为铝壳加热电阻2,第二引脚为唤醒引脚,第五电阻为r11,第二三极管为8050,第四电阻为r10,加热电路工作原理如下:在加热电路处于开机状态下时,温度检测芯片stlm75检测到受热体芯片工作环境低于温度下限阈值,通过 os/int口给控制芯片stm32l073控制芯片发出环境温度过低告警信号,控制芯片向铝壳加热电阻器的电源开关电路的“唤醒”脚发出高电平信号,三极管q4的集电极对地导通,p沟道mos管的栅极为低电平,源极和漏极导通, 12v电源给铝壳加热电阻器供电。同样的,当温度检测芯片检测到受热体芯片的环境工作温度达到上限温度阈值,控制芯片的“唤醒”脚输出低电平,集电极对地断开,q3mos管的漏极和源极断开,铝壳加热电阻断电不加热。
61.在某些实施例中,所述加热电路为铝壳加热电阻器,所述铝壳加热电阻器与电路板可拆卸锁固,所述温度检测芯片和所述受热体芯片设置于所述铝壳加热电阻器的底部,所述温度检测芯片和所述受热体芯片连接在电路板上,且所述温度检测电路和所述受热体芯片在所述电路板上的间隔距离小于预设距离。所述温度检测芯片和所述受热体芯片所在的区域与所述铝壳加热电阻器之间还设置有导热硅材料。导热硅材料可以起到导热和缓冲作用,防止温度检测芯片和所述受热体芯片因挤压发生损坏。
62.请参阅图1,为本实用新型一实施例涉及的可供芯片加热的电路结构示意图。所述可供芯片加热的电路10包括控制电路101、加热电路102和温度检测电路104;所述控制电路101分别与所述加热电路102和温度检测电路104 电连接;
63.所述温度检测电路104用于实时检测受热体芯片105的温度,并在检测到所述受热体芯片105的温度低于第一预设温度值时,发送第一预警信号至所述控制电路101,或者在检测到所述受热体芯片105的温度高于第一预设温度值时,发送第二预警信号至所述控制电路101;
64.所述控制电路101用于接收所述第一预警信号,控制所述加热电路102 开启以对所述受热体芯片105进行加热,或者用于接收第二预警信号,控制所述加热电路102关闭以停止对所述受热体芯片105进行加热。
65.通过上述方案的设计,在受热体芯片(如商业级芯片)工作温度低于一定温度阈值时可以通过控制电路开启加热电路的电源来对芯片进行加热,当受热体芯片工作温度高于一定温度阈值时可以通过控制电路关闭加热电路的电源以关闭加热功能,从而保证受热体芯片能满足在任何工作温度环境下仍能正常工作。
66.如图2所示,所述装置还包括开关电路103,所述开关电路103分别与所述控制电路101、加热电路102电连接。所述控制电路101用于在接收到第一预警信号后,通过控制电路101上的第二引脚发送高电平信号至所述开关电路103,或者在接收到第二预警信号后,通过控制电路101上的第二引脚发送低电平信号至所述开关电路103;所述开关电路103用于在接收到所述第二引脚传输的高电平信号后控制所述加热电路102的输入电源开启,或者在接收到所述第二引脚传输的低电平信号后控制所述加热电路102的输入电源关闭。
67.在这一实施例的方案中,首先通过控制电路101的第二引脚发送高电平或低电平信号至开关电路103,而后通过开关电路103根据接收的电平信号控制所述加热电路102的输入电源开启或关闭,当加热电路的输入电源开启时,加热电路处于工作状态,此时加热电路对受热体芯片进行加热,以保证受热体芯片不会因为温度过低而停止工作。当加热电路
的输入电源关闭时,加热电路处于关闭状态,此时加热电路停止对受热体芯片进行加热,以避免受热体芯片因温度过高而损坏。
68.在本实施方式中,开关电路主要是通过接收控制电路传来的指令,实现对加热电路的电源启停进行控制,以及满足在各种开关机条件下电路逻辑的需要。控制电路通过输出高电平或低电平来导通或断开所述加热电路的输入电源,可以实现对加热电路开启或关闭的高效控制。
69.在本实施方式中,所述控制电路包括控制芯片,所述温度检测电路包括至少一个温度检测芯片。下面以控制电路的控制芯片为st公司的stm32l073 工业级芯片、受热体芯片以高通公司的qca9531商用级芯片为例,对于本技术的方案详细展开说明。
70.假设本技术的受热体芯片(为商用级芯片)的工作温度范围为0~70℃,在使用过程中,通过增加加热电路后,可以用使得属于商用级的受热体芯片在低温工作环境下(-40℃~0℃)到达工业级芯片才能使用的效果。
71.stm32l073芯片的主体为一微处理器,具体的,stm32l073芯片为一颗工业级芯片,工作温度范围为-40℃~125℃,采用这一型号芯片作为主控芯片,可以保证在任何苛刻温度条件下主控芯片都可以正常工作,该型号芯片面积仅为7mm*7mm,内置晶振和rtc晶振,无需额外设计太多的外部电路,这样可大大减小了整个电路的面积。优选的,这一型号的主控芯片还具有丰富的外部资源,如除了用来控制芯片加热电路外,还预留了几组的io接口,iic总线及spi口,这些接口可以用于拓展控制电路功能。
72.所述温度检测电路包括温度检测芯片,所述温度检测芯片中设置有读写寄存器,所述读写寄存器用于存储所述第一预设温度值和所述第二预设温度值。所述第一预设温度值和所述第二预设温度值可以通过控制芯片进行配置,具体数值可以根据当前受热体芯片的工作温度进行确定。例如可以将第一预设温度值和所述第二预设温度值设置为+10℃和+20℃,当温度检测电路检测到当前受热体芯片的温度低于+10℃时,控制电路向开关电路发起加热电源开启指令,开关电路打开所述加热电路的电源,开启加热电路对受热体芯片进行加热;当温度检测电路检测到温度高于+20℃时,控制电路向开关电路发出加热电源关闭指令,开关电路切断加热电路的电源,加热电路停止对受热体芯片进行加热。通过温度检测电路和加热电路的设计,可以使得受热体芯片 (如商业芯片)能够在低温工作环境下达到工业级芯片的性能效果。
73.在某些实施例中,所述控制芯片上设置有多个第一引脚,所述温度检测电路包括多个温度检测芯片,每一温度检测芯片上设置有至少一个地址位;每一所述第一引脚对应与一个温度检测芯片上的一个地址位连接。第一引脚通过地址线与温度检测芯片的地址位连接,以便通过寻址方式发送控制信号给相应的温度检测芯片。由于一个控制芯片上设置有多个第一引脚,因而一个控制芯片可以对应连接多个温度检测芯片,而不同温度检测芯片又可以对不同的受热体芯片进行温度检测,从而满足多个受热体芯片能够同时在温度较低的工作环境下正常工作的需求。
74.如图3所示,为本实用新型一实施例涉及的控制电路和温度检测电路的连接电路结构示意图。图3所示的电路结构工作原理描述如下:
75.在本实施方式中,控制电路包括控制芯片,所述控制芯片可以是一个微处理器,如st公司设计的型号为stm32l073芯片。该芯片具有丰富的外部资源,芯片有3种封装,各种封
装的接口资源不同,这样它至少提供有32组以上的io口资源,其中至少有3对的i2c总线接口,可以支持3组以上的芯片加热电路(即加热电路),这样可以提供并扩展多组的芯片加热电路,保证大型电路的可扩展性。当然,所述控制芯片除了可以用来控制多组芯片加热电路外,还预留了多组的io口,iic总线及spi口,这些接口还可以用于电路功能的扩展。
76.所述温度检测电路包括温度检测芯片,所述温度检测芯片可以采用st公司型号为stlm75芯片。该温度检测芯片具有以下几个特点:
①
该温度检测芯片采用数字式的温度数据,比较模拟检测温度数据更不易受到电路信号的干扰,而影响温度检测的结果;
②
该温度检测芯片有3个地址位,根据设置好的地址位的区分,可以并联多个该温度检测芯片一起使用;
③
该温度检测芯片提供内置读写存储器,可以将读到的温度值存储在读写存储器中;
④
该温度检测芯片提供一个触发脚(即温度检测芯片中的一个引脚),当读取到的温度值为一设置好的温度值,该温度检测芯片通过触发脚向mcu发出触发指令,这样节省了mcu的工作资源。
77.控制电路和温度检测电路的工作过程如下:当整个电路通电开启时, stm32lo73芯片(即主控芯片)先进行初始化,初始化完毕后,stm32l073主控芯片先主动读取温度检测芯片stlm75检测到的受热体芯片的环境温度,如果温度低于事先设定的温度下限的温度阈值(例如可以设定温度下限阈值为 +10℃,这个值在可以根据实际需求情况任意设置),主控芯片的“唤醒”口 (为主控芯片的另一引脚)提供高电平信号,该高电平信号触发加热电路的电源开关,开启为加热电路供电。
78.stlm75温度检测芯片在实时地检测受热体芯片的温度,当受热体芯片的温度高于预先设置的温度上限阈值(例如可以将温度上限阈值设定为+20℃,这个值可以根据实际需求情况任意设置)。优选的,所述温度上限阈值和所述温度下限阈值都存储于温度检测芯片的读写存储器中,此时,温度检测芯片的os/int脚向主控芯片发出“上限温度告警”(即第二预警信号),于是主控芯片的“唤醒”口提供低电平,该低电平就关闭了加热电路的供电。在本技术中,设置上限和下限两个温度阈值的目的是:当受热体芯片的工作环境温度从低于下限温度加热到上限工作温度,关断加热电路;当受热体芯片的环境温度从上限温度阈值下降到下限温度阈值再重新开启加热电路,需要一段比较长的工作时间,这样保证了避免只用一个下限温度阈值来判断加热电路的开启和关断反复切换的开关状态,延长了开关mos管的工作寿命。
79.当然,在另一些实施例中,控制芯片还可以采用其他同类型的工业级芯片加以实现,受热体芯片还可以采用其他同类型的商业级芯片加以实现,具体应用方法与前述方案相似,此处不再一一说明。
80.在本实施方式中,所述加热电路上还设置有控制开关,所述控制开关用于根据被长按的时长生成相应的控制信号,以控制所述加热电路开启或关闭。如图4所示,为本实用新型一实施例涉及的开关电路的电路结构示意图。在本技术中,所述开关电路可以采用如图4所示的开关机温度锁存电路加以实现,所述开关机温度锁存电路的工作原理简述如下:
81.在低温环境下按下芯片加热电路的开关s1持续5秒(此数值仅是举例,在其他应用场景中,可以选用不同时长的开关机时间),通过r2电阻p沟道 mos场效应管ao3401a的栅极g电压拉低,ao3401a的漏极和源极导通,电源 3.3v电压(此数值只是举例,在其他应用场景中,可以选用不同大小的电压) 给stm32l073芯片和stlm75芯片供电,主控芯片通电后开始
初始化,初始化完毕,主控芯片的锁存脚输出一个高电平,此时三极管q2的集电极电压被拉低,这样放开s1设备的开关后,q1 mos管的漏极和源极仍然导通,主控芯片和温度检测芯片仍然处于正常工作状态,通过这样的方式,加热电路主控芯片和温度检测芯片的电路开机状态被“锁存”住了。
82.开关机温度锁存电路(以下简称“锁存电路”)还有一个作用,当温度检测芯片或加热电路出现故障的时候,主控芯片可以将“锁存”脚电压置低,使得整个加热电路处于断电状态,保证受热体芯片不会因为出现加热温度过高的烧毁。当整个装置需要关机的时候,可以在开机状态下按住s1按键5秒 (此数值仅是举例,在其他应用场景中,可以选用不同时长的开关机时间),通过d1二极管和r5电阻将“触发”脚的电平拉低,主控芯片该脚io开始计时,计数达到5秒,主控芯片将“锁存”脚的电压拉高,加热电路进入关机状态。由于芯片加热电路被配置为一个独立的电路系统,因而在高温环境下,使用者可以根据实际需要灵活开启或关闭加热电路,以便降低整个设备的功耗,保证设备的稳定可靠。
83.如图5所示,为本实用新型一实施例涉及的加热电路的电路结构示意图。在当加热电路处于开机状态下时,温度检测芯片stlm75检测到受热体芯片工作环境低于下限温度阈值,通过os/int口给主控芯片stm32l073主控芯片发出环境温度过低告警信号(即第一预警信号),主控芯片向铝壳加热电阻器电源开关电路的“唤醒”脚发出高电平信号,图5中的三极管q4的集电极对地导通,p沟道mos管的栅极为低电平,源极和漏极导通,12v电源给加热电路供电,而后通过加热电路对所述受热体芯片进行加热保证所述受热体芯片在工作环境温度较低时也能正常进行工作。同样的,当温度检测芯片检测到受热体芯片的环境工作温度达到上限温度阈值时,主控芯片的“唤醒”脚输出低电平,图5中的三极管q4集电极对地断开,q3mos管的漏极和源极断开,使得铝壳加热电阻2(属于加热电路的一种)处于断电状态,停止对受热体芯片加热。
84.在某些实施例中,所述温度检测电路和所述受热体芯片焊接于电路板上,且所述温度检测电路和所述受热体芯片在所述电路板上的间隔距离小于预设距离,这样可以使得温度检测电路检测得到的受热体芯片的温度更加准确,也可以尽可能地减小加热电路的底面积,提高加热效率。优选的,所述温度检测电路和所述受热体芯片上还设置有导热硅脂布。导热硅脂布可以起到导热和缓冲作用,很好地保护受热体芯片不会因锁固过紧而损坏。
85.如图6所示,为本实用新型一实施例涉及的可供芯片加热的电路的结构安装示意图。所述加热电路可以采用铝壳加热电阻器,铝壳加热电阻器可拆卸的设置于电路板上,可拆卸的方式可以为螺纹连接。具体的,所述铝壳加热电阻器通过固定螺丝1固定在电路板上。温度检测芯片4和受热体芯片5 设置在铝壳加热电阻器的下方,在所述铝壳加热电阻器的下方、温度检测芯片4和受热体芯片5的上方还设置有导热硅脂布3,所述铝壳加热电阻器包括壳体,所述壳体在沿轴向的两个面上分别设置有第一导电端子6和第二导电端子7,所述第一导电端子6用于连接所述加热电阻器供电电源的正极,所述第二导电端子7用于连接所述加热电阻器供电电源的负极。
86.所述铝壳加热电阻器具有铝壳电阻,铝壳电阻价格低廉,不同型号的铝壳电阻的发热功率不同,从5w~200w的发热功率范围可选,铝壳加热电阻器自身外带的铝壳散热片除了起到导热加热的作用外,可以在受热体芯片工作温度较高的情况下同时也起到了散热的作用。在本技术中,可以根据受热体芯片面积大小的不同选用不同型号大小的铝壳加热
电阻器。
87.此外,在安装时,可以通过在受热体芯片上垫上合适尺寸的导热硅材料 (如导热硅脂布),并把铝壳加热电阻器压接在导热硅材料上面,并采用螺丝弹片和螺母锁将铝壳加热电阻器固定在电路板上。导热硅材料除了起到导热的作用外,将其垫在受热体芯片上方可以起到了“弹簧”的作用,很好地保护受热体芯片,使其不至于因为螺丝锁得过紧而损坏。所述导热硅材料的厚度可以根据实际需要进行设定,优选为1-5mm。
88.当然,另一些实施例中,所述铝壳加热电阻器与电路板之间的连接关系还可以采用其他可拆卸连接方式,如卡合连接,亦或是采用固定连接的方式,如焊接。所述卡合连接具体包括:所述铝壳加热电阻器上设有第一卡合件,所述电路板上设有连接孔,所述连接孔中具有与第一卡合件相适配的第二卡合件,第一卡合件和第二卡合件之间卡紧配合。而当所述铝壳加热电阻器与所述电路板采用焊接的方式进行连接时,可以使得所述铝壳加热电阻器能够稳稳地固定于电路板上,保证可供芯片加热的电路整体结构的稳定性。
89.本技术的可供芯片加热的电路具有以下特点:
90.1、传统的商用级芯片工作温度范围在0℃~70℃之间,而工业级芯片的工作温度范围在-40℃~85℃之间。由此可见,即便是对于商业级芯片而言,在低于零摄氏度的环境下,硬件电路都是无法正常启动的。在实际的电路设计过程中,某些芯片只有商业级芯片且无法替代,又或者有基本同等性能的工业级芯片,但是价格远远高于商业级芯片,而设计的电路的工作环境又要求低于零摄氏度,在这种情况下本技术通过在电路中增加加热电路,并在检测到受热体芯片的温度低于温度下限阈值时启动对受热体芯片加热,可以满足受热体芯片在工作环境温度较低时也能够正常工作的需求。
91.2、本技术的加热电路可以适用于大型电路,满足多个受热体芯片同时工作在低温环境下的应用需求,朵儿温度检测电路部分可以通过地址位设置的不同共用一颗主控芯片(如stm32l073芯片)进行扩展,理论上可以扩展大于3颗的温度检测电路,同样的,因为stm32l073芯片带有多组的io口,加热电路和铝壳加热电阻器也可以被拓展为多路,以满足更多的应用场景需求。
92.需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此,基于本实用新型的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本实用新型的专利保护范围之内。