Работа при -65 С., Разработка схемы нагрева. Опции

[Stepanich]

Здравствуйте.

Разрабатывается бортовое электронное устройство. Нижний порог работы устройства -65 С (минус шестьдесят пять градусов по цельсию).

Электронные компоненты в составе устройства имеют нижний предел -45 С. Требуется разработать узел нагрева до заданной температуры (-35 С), после чего нагрев должен отключаться и должно подаваться питание на остальные узлы.

Данные.
Питание 27 В (+5/-7 В).
Потребляемая мощность нагревателей 100 Вт.
Точка выключения нагрева - 35 С +-4 С.

Коммутация производится с помощью полевиков.

Начал поиск с цифровых термодатчиков фирм Maxim, National, Analog - думал использовать функцию термостата, но микросхемы имеют нижний порог не ниже -55 С.

Остался вариант использовать термистор, несколько опорников и компаратор, который опять-таки на -65 С мне найти не удалось.
Подскажите, какой компаратор (вероятно, отечественный) имеет предел работы - 65 С. Или как подобную задачу можно решить другим способом?

Спасибо.

[zltigo]

Компарторы, термисторы, полевики... Будьте проще http://www.rtkt.ru/components/bimet_reg_temp.html

[domowoj]

Хороший компаратор - 521СА3, с приемкой 5 применяется в ВП.
В качестве датчиков можно использовать кремниевый диод.
Военным устройство сдаваться будет?

[DS]

Компарторы, термисторы, полевики... Будьте проще http://www.rtkt.ru/components/bimet_reg_temp.html

Точно. Мне недавно показывали кусок бортового самописца производства 92 года, который царапал на металлической ленте параметры полета. Там был подогрев и биметаллический выключатель.

[Stepanich]

Благодарю всех за ответы.

Биметаллические регуляторы хороши, но их придётся ставить на сами нагреватели, значит, нагрев будет отключаться при достижении определённой температуры самого нагревателя, а не всего устройства в целом, т. е. косвенно.

Всё-таки думаю попробовать рижский 521СА3.

Спасибо.

[zltigo]

Биметаллические регуляторы хороши, но их придётся ставить на сами нагреватели

С чего-бы это вдруг? Ставьте куда хотите. Я в свое время использовал чешские абсолютно заточенные для установки на печатную плату.
И подогрев SMD резисторами контроллера и критичных узлов. Задача датчика была не включать подогрев, а включать питание контроллера если температура не менее "рабочей" температуры. Потом уж контророллер разбирался греть дальше, не греть и кого греть.
Поскольку Вы хотели "отечественные", то дал Вам ссылку на первого попавшегося производителя, у которого, врочем малогабаритные чуть-ли под SMD в гамме предлагаемых тоже присутствуют.

[domowoj]

Задачу нужно решать еще с точки зрения надежности.

[Stepanich]

Уважаемый Zltigo, допустим, мы взяли ТК24 с наименьшей температурой срабатывания +20 С. Начальная температура прибора -65 С. Включается подогрев пусть не всего устройства, а управляющих узлов. Нужно довести температуру лишь до - 35 С, а с использованием ТК24 температура поднимется аж до +20, прежде чем терморегулятор подаст питание на управляющие узлы.

В продолжение замечания товарища domowoj: механические нагрузки на устойство. Удар до 15g, перегрузка 6g. Пока не понятно, выдержит ли терморегулятор такие воздействия.

[zltigo]

Уважаемый Zltigo, допустим, мы взяли ТК24 с наименьшей температурой срабатывания +20 С....

А почему +20 а не +425? так-же имеющийся в представленной данным производителем гамме. Было-бы еще "убедительнее" "доказать"
"непригодность" .
А вот если без "допустим", то берется просто нужный датчик из диапазона -40 ... +425 предлагаемого производителем.
Берем датчик на минус 35 градусов цельсия.....

[astronaut]

Биметаллические регуляторы хороши, но ....

с контактами лучше не связываться. Хто видал, как експлутируется техника без герметизации в температурных циклах дипаноса -40...+10 , от контактов токо если не умер. От етого кожмара даже хвост у МиГ-29 в полёте недавно отпал...
А вот полевики всякие там, 2П305А, КП310А, КП314, 2П306А работають, им всё равно. Сам их житким нитрогеном заливал. И отсечка у их хорошо температурит. Ну и проволошным резисторам ета не тормоз. Так и если датчик мелкосерийный - обойдёцца всё в 1 подстройку....


Moderator:
На форуме принят русский язык общения.

[zltigo]

Задачу нужно решать еще с точки зрения надежности.

Если говорить об использовании подобных датчиков-регуляторов именно в какчестве регулирующего элемента практически непрерывно находящегося в переключающем режиме, то я первый заговорил-бы о надежности механики и контактов, хоть и герметизированных. Однако в данном случае - включение прибора в экстремальных условиях, которое будет происходить вполне обозримое количество раз за время его эксплуатации, то.. бабушка надвое сказала.... Тот-же компаратор тянет за собой еще, напрмер, тот-же вторичный источник питания, силовые элементы, обвеску - надежность "электроники" становится уже все менее убедительной. Опять-же Вашу самоделку придется отстраивать при производстве, калибровать .......

Хто видал, как експлутируется техника без герметизации....

А может-быть "хто" для начала обратит внимание, что
- предлагаются герметизированные датчики
- если электроника, где будет стоять это датчик не будет герметизирована, то в ней найдется чему сдохнуть после прохожденя точки росы и без "контактов"

[domowoj]

В принципе, предложенный ТК24, при нагрузках в 100Вт, довольно надежная штука - 30000 циклов срабатывания.

Сообщение отредактировал domowoj - Apr 28 2009, 10:35

[Stepanich]

Уважаемый zltigo, я, вероятно, категорически глуплю, но в pdf на ТК-24 указано:
"температура срабатывания, С: от +20 до +220". Нигде не вижу упоминания про отрицательные температуры.

...Герметезация остальной электроники производится.

[astronaut]

.... внимание, что
- предлагаются герметизированные датчики

Что за наивность? герметизация.... там на борту всё в ПЗ 5. И кто это проверять-то будет и циклировать, если из магазина?

- если электроника, где будет стоять это датчик не будет герметизирована, то в ней найдется чему сдохнуть после прохожденя точки росы и без "контактов"

Уже сейчас денег в стране людям не хватает, а тут про общую герметизацию и золочёные датчики, инкрустированные алмазами, которые ещё и наверняка не дружат с вибрацией
Учитесь решать проблемы эффективно

[zltigo]

Уважаемый zltigo, я, вероятно, категорически глуплю....

1. На первой-же станице по приведенной мной ссылке указано, что они выпускают датчики

Температура срабатывания от -40°С до +425°С

Конкретные параметры у них указаны только для имеющихся на складе. Документация по Российской традиции оставляет желать лучшего я слегка заинтересовался TK90, так в их "документе" паписано что-то от +20 градусов (кажется) в тоже время аж на скаладе лежат живьем ТК90-01-2-(-20)+/-3%-(-30) срабатывание -20 отпускание -30. Вот такие дела.
2. И вообще:

Возможно изготовление термодатчиков по специфическим требованиям заказчика (слаботочные цепи, маленький гистерезис, конструктивное исполнение, тип контактов, температурный диапазон, степень защиты оболочки и т.п.). Заказы выполняются в короткий срок (10 - 20 дней). Поставка со склада в Москве.

Для рассмотрения возможности изготовления термодатчиков со специфическими параметрами необходимо заполнить формуляр заказчика и отправить по факсу (495) 741-65-80 или на e-mail: thermo@rtkt.ru

3. Это не единственный производитель в мире, лично я пользовал чешского производства на минус 30

[Microwatt]

Тут в чем задача на самом деле?
- построить надежный подогреватель
-убедить майора, что так будет надежно, поскольку все бумажки есть.
Когда в подобной ситуации волынка тянулась более года-двух, майор сдавался и проводили совместные испытания. Практика подтверждала.
Я как-то почитал интересный отчет NASA. Для чего-то им вздумалось какой-то прибор спроектировать на -120С или около того. Жевали, жевали резину - нет таких компонентов!!! Особенно операционники их смущали. Никто даже разговаривать с ними не хотел. Ну, погрустили, спаяли 10 образцов на чем попало и провели испытания. Все работоспособно, параметры несколько ушли, но терпимо. На том и полетели.
А сам подогреватель - пустяковая задачка. Операционник-другой , терморезистор ( моток медной проволоки или катушка от РЭС64) и ключ на полевике.
Опасна не температура, а ее резкий перепад (термоудар). Вот это нужно учесть в обсуждаемом подогревателе. А если копаться в бумажках, так никто и проволоку нихромовую для подогревателя не поставит с гарантией на -65С.

[Stepanich]

Уважаемый Microwatt. С обогревателем проблем нет.

Сделал запрос в Радиотехкомплект. Буду ждать ответа.

[777777]

с контактами лучше не связываться.

Эт точно. Нужно поставить невыключаемый подогреватель и подобрать его мощность так, чтобы он нагревал схему градусов на 30. На -35 градусов микросхемы найти легко, а летом даже в 40-градусную жару он нагреется всего до 70 - даже обычные микросхемы работают при 85, а при желании можно поставить и 125-градусные.

[Белый дед]

А нагревательные позисторы не хотите использовать? Там вообще никаких контактов.
http://www.monolit.by/pozistors.asp.htm
И делает их не только Монолит.

Сообщение отредактировал Белый дед - May 19 2009, 12:42

[Microwatt]

А нагревательные позисторы не хотите использовать? Там вообще никаких контактов.
http://www.monolit.by/pozistors.asp.htm
И делает их не только Монолит.

хорошее решение. проработать стоит. Это датчик , контроллер и нагреватель в одном элементе.

[sensor_ua]

У ON Semi достаточно много транзисторов и стабилитронов на -65 рабочих, причём не экзотических. Например, TIP31 можно использовать в качестве нагревателя (источник тока замкнуть), реле (триггер Шмитта) на 2-х транзисторах по-мельче с терморезистором, ну и стабилитрон на питание этих транзисторов (тоже есть на -65). Хотя биметалл "прямоугольнее"

[ЮВГ]

Разрабатывается бортовое электронное устройство. Нижний порог работы устройства -65 С (минус шестьдесят пять градусов по цельсию).

Я могу ошибаться, но для борта порог - 65 градусов это вопрос не микроэлектроники, а защиты собранного устройства. По физике полупроводников - они работоспособны на -100. Весь вопрос в исполнении схемы и конструкции. Есть мнение, что для минус 65 нужно делать укрывное покрытие платы компаундом толщиной порядка 0,5 мм без воздуха и влаги в компаунде. Подойдет практически любой компаунд, смешиваемый в статическом миксере в пропорции 1/10 и наносимом на плату при температуре 20 градусов и относительной влажности в цехе не более 75%. Компаунд стоит отверждать при температуре порядка 150 градусов. В результате получите искомый рабочий минус без поиска нереальных компонентов.

Сообщение отредактировал ЮВГ - May 21 2009, 18:10

[Wano]

Я могу ошибаться, но для борта порог - 65 градусов это вопрос не микроэлектроники, а защиты собранного устройства. По физике полупроводников - они работоспособны на -100. Весь вопрос в исполнении схемы и конструкции. Есть мнение, что для минус 65 нужно делать укрывное покрытие платы компаундом толщиной порядка 0,5 мм без воздуха и влаги в компаунде. Подойдет практически любой компаунд, смешиваемый в статическом миксере в пропорции 1/10 и наносимом на плату при температуре 20 градусов и относительной влажности в цехе не более 75%. Компаунд стоит отверждать при температуре порядка 150 градусов. В результате получите искомый рабочий минус без поиска нереальных компонентов.

В том плане что обогрева вообще не делать, а сделать на плате слой "минваты" чтобы детальки сами себя грели? Или компаунд против влаги?

[DS]

Я могу ошибаться, но для борта порог - 65 градусов это вопрос не микроэлектроники, а защиты собранного устройства. По физике полупроводников - они работоспособны на -100. Весь вопрос в исполнении схемы и конструкции. Есть мнение, что для минус 65 нужно делать укрывное покрытие платы компаундом толщиной порядка 0,5 мм без воздуха и влаги в компаунде. Подойдет практически любой компаунд, смешиваемый в статическом миксере в пропорции 1/10 и наносимом на плату при температуре 20 градусов и относительной влажности в цехе не более 75%. Компаунд стоит отверждать при температуре порядка 150 градусов. В результате получите искомый рабочий минус без поиска нереальных компонентов.

Во первых, не будут гарантированы парметры элементов. Во вторых, резко повыситься вероятность отказов из-за всяческих трещин и обрывов. Если бы элементы работали при -100, производители бы так и писали, хотя бы из рекламных целей. "Guaranteed by design".

[Белый дед]

Я могу ошибаться, но для борта порог - 65 градусов это вопрос не микроэлектроники, а защиты собранного устройства. По физике полупроводников - они работоспособны на -100. Весь вопрос в исполнении схемы и конструкции. Есть мнение, что для минус 65 нужно делать укрывное покрытие платы компаундом толщиной порядка 0,5 мм без воздуха и влаги в компаунде. Подойдет практически любой компаунд, смешиваемый в статическом миксере в пропорции 1/10 и наносимом на плату при температуре 20 градусов и относительной влажности в цехе не более 75%. Компаунд стоит отверждать при температуре порядка 150 градусов. В результате получите искомый рабочий минус без поиска нереальных компонентов.

Что подойдет любой компаунд - это смелое и безответственное утверждение. И любопытно было бы узнать - с чем его вы предлагаете смешивать?
Толстый слой при термоциклировании может оторвать все что угодно на плате.
-65 градусов обычная температура хранения большинства компонентов, при которой гарантируется отсутствие дефектов и отказов. Схему нужно только немного подогреть перед включением, но в неответственные применениях правильно разработанная схема скорее всего будет работать и без подогрева.
Мы малошумящие усилители замораживали до -170 градусов - отказов не было.

Сообщение отредактировал Белый дед - May 24 2009, 08:18

[oleg_uzh]

У нас к примеру, в большинстве случаев, применение импортных ЭРИ индустриального исполнения в аппаратуре с "5" приемкой происходит без проблем. Температура хранения таких ЭРИ обычно минус 65, а рабочая минус 40. И никакого подогрева мы не используем. Это сразу накладывает на понижение КПД системы в целом и увеличивает рсик отказа аппаратуры, тем более бортовой. Так, что советую подобрать более менее устойчивые к воздействиям ЭРИ и смело ставить в разрабатываему аппаратуру. На счет герметизации лаком не советую, просто необходимо применить в герметичном корпусе заполненный инертным газом аргоном.

[Mt_]

Здравствуйте.
Стоит задача разработать устройство, в виде печатной платы в корпусе, работающее от -50 С.
В состав устройства входят компоненты (Plis,DSP,Mc) работающие от -40.
Какие технические решения можно применить в данном случае ?

[V_G]

Подогрев, ясен перец!
Схема управления подогревом, понятно, должна быть работоспособна при -50. На остальную часть схемы (там, где от -40) питание подавать только по сигналу температурной готовности.

[Mt_]

Подогрев, ясен перец!
Схема управления подогревом, понятно, должна быть работоспособна при -50. На остальную часть схемы (там, где от -40) питание подавать только по сигналу температурной готовности.

Как лучше всего подогревать ?

[semonoff]

Как лучше всего подогревать ?

Раньше старые авиационные "черные ящики" отапливались ТЕНами.

[Verifi]

Раньше старые авиационные "черные ящики" отапливались ТЕНами.

Де щё керосинку порекомендовали бы,ставьте позисторы и никакого управления не надо,сопротивление правильно посчитайте под максимальную температуру подогрева.
Попадались мне образцы таких советчиков ,плата многослойка с плис и сбоку приляпка на советских компараторах в железном корпусе с кт827.Оно конечно работает и при -65,но смотреть страшно,а заказчику сдавать тем более.

[V_G]

Смотря какой объем и какой конструктив.
Например, если фрезерованный (или литой) корпус, ставьте на него мощный резистор как на радиатор, туда же - коммутирующий его мощный транзистор (тиристор).

[vitan]

Если от -50 в сторону увеличения , то не надо париться. Берете элементную базу -40...+85, покупаете ее у надежных поставщиков, и она работает. Проверено многократно до -55.

[Designer56]

Можно взять и элементную базу на -60. Отечественная с пр. "5" именно такая и есть. Кстати, у нас платы покрывают толстым слоем компаугда- порядка миллиметров толщины. Но это не простой эпоксидный компаунд, а с пластификаторами. При нормальной температуре он по консистенции напоминает силиконовый герметик "момент". Платы не ломает и выводы из планарных корпусов не вырывает, как обычный. А вот с применением импорта, который типо на минус 40 на таких температурах- облом. Речь, разумеется не идет об обычных транзисторах и диодах. Действительно, собирались образцы, и они работали в камере. Но в серии- нет. Кроме того, такие вещи, по опыту, даже при наличии подогрева, приводят к массовым отказам в эксплуатации. Кстати, мы проверяли, советская логика в пластике типа К555, К561 на -60 тоже работает. И МК тоже работали. Но сколько прорабртают? Например, некая фирма из Омска сделала привод для асинхронника на DSP TMS. С подогревом. Ну, увеличилось время приведения устройства в готовность до ед. часов, но это не самое страшное. В эксплуатации в усл. УХЛ-1 за год вышло из строя более 100 (ста) единиц. Просто потому, что зиму на морозе постояли. Были у нас также бортовые штучки питерской разработки на плисах, МК и проч. прелестях. Первые экземпляры при минусах как будто проработали неск. часов. А вот в серии- производственникам пришлось даже просто ПЛИСы подбирать, хотя диапазон снизили до -40 Ц. Проверяют ведь каждое изделие в климате, а не опытный образец. Таких примеров- масса.
а интересно, что за изделие с нижней температурой -65? Где оно стоять должно? Обычно- не ниже -60.

[peshkoff]

Не стал новую тему создавать напишу здесь.
Необходим обогрев
Применение низкотемпературной элементной базы невозможно, т.к. обогрев требуется для готового устройства.
Минимальная температура внутри корпуса -5С
Минимальная температура эксплуатации - сибирская зима. -30С, например.
Корпус представляет собой ящик, материал - листовая сталь, толщина 4 мм.
Размеры - ШхГхВ = 300х250х400, примерно как почтовый ящик.

Видел в шкафах решение: готовый радиатор с вентилятором DBK или STEGO, переключается термодатчиком (термовыключателем) Honeywell.
По моим подсчетам, нагреватель должен быть ~100Вт.
В общем все клево, только мне нельзя использовать 220В. от 12..48В.
На постоянное напряжение есть только DBK, но их фиг найдешь. Оф. представительство только 220В предлагает.
В общем, нужен аналог.

Ну или любое другое решение... Я уж подумывал паяльник низковольтный разобрать )
И еще. на какую температуре должен срабатывать датчик, чтобы росу не схватить?

[Wildcat]

Что-то мертвая тема, но попробую здесь, чтобы не плодить новых.
Тоже необходимо разработать прибор с нижней температурой -60. Будет ВП. Компоненты ставятся импортные, на -40. Вопрос с подогревом пока открыт. Не подскажете, как это можно реализовать ? Греть надо сборку плат с датчиками. Вариант - собирать из позисторов нагревательный элемент и размещать его над и/или между платами. На сколько это эффективно ? Непосредственно прижимать к плате - сложно, высота компонентов разная. Была мысль сделать внутри платы дорожку с малым сопротивлением, и использовать ее, как нагревательный элемент. Что вы об этом думаете ?

[VCO]

В той же кухне парюсь! Я тут уже и более специфичную тему успел открыть: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...%E5%F1%EA%EE%EC
Очень это зыбкое дело - греть на плюсах то, что греть не рекомендуется. У меня, например, все характеристики поплывут. А позисторы - ИМХО слабая замена термошкафа. Хорошее решение предлагал zltigo вначале, но я предпочёл полупроводниковое решение с проверкой работоспособности на - 60: http://www.microchip.com/ParamChartSearch/...n&pageId=79
MCP62XX - не самое худшее решение для локального подогрева "слабых звеньев" схем. Но большую часть микросхем лучше всё-таки подбирать для указанного диапазона, если это ваще реально.
Остаётся только ожидать, что наши жрецы возродят производство военной отечественной элементной базы, что так легко угробили их предшественники! А то в ТЗ абсурд выходит:"Исхитрись ка мне добыть то, чего на белом свете ваапче не может быть!"