предстартовый подогрев с -70, как реализовать? Опции

[seagull_1972]

Доброго времени суток всем.
Необходимо реализовать предстартовый подогрев электронного устройства при температуре за бортом -70. То есть, чтобы при подаче питания при такой температуре включался нагреватель и только после прогрева до определенной температуры включалась остальная электроника.
Опыт создания такого устройства есть, но только при температурах до -30. Теперь условия ужесточились, надо -70. Насколько я понимаю - тут только биметаллический термостат подойдет. Тогда какой? Или можно что-то еще придумать?

[HardJoker]

Опыт создания такого устройства есть, но только при температурах до -30. Теперь условия ужесточились, надо -70. Насколько я понимаю - тут только биметаллический термостат подойдет. Тогда какой? Или можно что-то еще придумать?

Можно использовать подходящую ЭКБ, например, КП314А. Рабочий параметр - шум, нормирован от -110 до -140 град.Ц

[Plain]

Насколько я понимаю - тут только биметаллический термостат подойдет

Как-то в термокамере мы случайно заморозили до –80°С обыкновенную голую плату целого прибора, причём с ЖКИ, и ничего — оттаяла, просохла и работает до сих пор.

[seagull_1972]

Как-то в термокамере мы случайно заморозили до –80°С

Работающую плату морозили?

Понятно, что при -70 по Цельсию никто никакое устройство на улице монтировать не будет, так что с первым запуском вполне справится и мой типовой предстартовый подогрев с -30, и в работающем устройстве нагреватель поддержит плюсовую температуру. Но вот, допустим, произошел сбой питания (БП сгорел, линия порвалась) и устройство остыло. Что будет при восстановлении питания при -70 за бортом? Нагреватель будет включен по умолчанию, это понятно, а остальной электронике не поплохеет при включении на таком морозе? или она тупо не заработает, пока не прогреется? У меня такого опыта еще нет.
Устройство герметично, из полупроводников - несколько микроконтроллеров, мосфеты, микросхемы преобразователей DC-DC, остальное пассивка. У всех полупроводников заявлено от -40, у мосфетов - от -55. Конденсата внутри быть не должно, герметизация по IP67 плюс селикогель внутри.

например, КП314А

Если получится аналоги найти - попробую сваять что-то вроде ключей с термисторами на затворе.

[controller_m30]

Нагреватель будет включен по умолчанию, это понятно, а остальной электронике не поплохеет при включении на таком морозе? или она тупо не заработает, пока не прогреется? У меня такого опыта еще нет.

У меня тоже нет опыта эксплуатации до -70 (есть до -30). Но вероятно, что при низкой температуре как-то изменится сопротивление проводников, ёмкость конденсаторов, поменяются свойства полупроводников - и возможно даже с выходом за разумные пределы.
Я бы, в связи с этим, поставил термостат на питании схемы (а не только на подогреве), отключающий его при t ниже -40. Или даже не -40, а ниже той температуры, которая предельная для самой "теплолюбивой" детали схемы.
И тогда при подогреве после аварии питания, схема будет обесточена до тех пор, пока плата не нагреется до разрешенной температуры. Термостат этот закрепить на самой плате, или, если есть такая возможность - на какой-то детали.

Сообщение отредактировал controller_m30 - Mar 19 2016, 15:09

[seagull_1972]

Я бы, в связи с этим, поставил термостат на питании схемы (а не только на подогреве), отключающий его при t ниже -40. Или даже не -40, а ниже той температуры, которая предельная для самой "теплолюбивой" детали схемы.
И тогда при подогреве после аварии питания, схема будет обесточена до тех пор, пока плата не нагреется до разрешенной температуры. Термостат этот закрепить на самой плате, или, если есть такая возможность - на какой-то детали.

Я примерно так и думаю. С отключающим все понятно - это будет либо LM335+микроконтроллер+полевик (вместо LM335 можно микроконтроллер с датчиком температуры), он будет аварийно отключать схему при падении температуры внутри корпуса, скажем, ниже +1 градуса, и включать ее при поднятии температуры, например, до +7. А вот именно подогрев с холодного запуска, который нагреет устройство с первого старта - на чем делать - пока не понял. Самое простое - биметаллический термостат, но на такие температуры есть ли такой, не знаю. Потом, он, возможно, габаритный будет, а у меня места может не хватить. Думаю в сторону низкотемпературного мосфета, как подсказали выше + делителя из резистора и термистора на затворе, но у термисторов тоже нижний порог -55. Как он будет работать - ХЗ.

[controller_m30]

Думаю на полупроводниках не надо делать термостат совсем. Как будет воспринимать окружающую температуру LM-ка, когда охладится до -70 неизвестно. Возможно что её "переклинит" и она выдаст информацию что вокруг +10 к примеру... Или контроллер глюкнет, и включит питание всей схемы... В общем отключение питания я бы делал на механическом термостате (биметалл) - на -20 или - 30 механические термостаты есть.

Пусть подогрев будет включен по умолчанию (тоже нормально замкнутый биметаллический термостат). А отключаться подогрев будет по достижении например 0 градусов, или +10, +20, или сколько там надо по условиям эксплуатации схемы. На такую температуру отключения биметаллические термостаты, я полагаю, легко доставаемы.

PS. есть регулируемые механические термостаты для бытовых холодильников, и для торговых с мороженным. Модели есть с t регулировки в диапазоне от -35 до плюсовой. Такой термостат и при более низкой температуре не заглючит.
Один термостат поставить на подогрев и отключение подогрева при +10, а другой - на отключение питания если t ниже -20 (например).

PPS. Термостат работает на сжатом газе, закачанном в термобаллон. Это даже лучше чем биметалл.
И главное - есть дифференциал между отключением и повторным включением. В районе 5-10 градусов (точнее смотреть по паспорту на конкретную модель). Так что не будет множественного переключения контактов при пограничной температуре. Выключится к примеру при -20, а включится тогда при -10.

Сообщение отредактировал controller_m30 - Mar 19 2016, 16:55

Прикрепленные изображения

 

[Onkel]

Доброго времени суток всем.
Необходимо реализовать предстартовый подогрев электронного устройства при температуре за бортом -70. То есть, чтобы при подаче питания при такой температуре включался нагреватель и только после прогрева до определенной температуры включалась остальная электроника.
Опыт создания такого устройства есть, но только при температурах до -30. Теперь условия ужесточились, надо -70. Насколько я понимаю - тут только биметаллический термостат подойдет. Тогда какой? Или можно что-то еще придумать?

на днях в Митино брал термостат -30+30, но он не маленький.
Из маленьких помню были термостаты на 0 С° в кожухах для видеокамер, они нагреватель включали. Стандартного размера для термостатов

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Vladimir_er]

Термостат не подойдет по мех. хар.
Если пренебречь что темп. хранения устройсва -40с то можно сделать следующие:
Реализовать 2х уровневый нагрев, 1 слабый который греет только элементы до мин. раб. Темп. он включен всегда не резисторах, 2й основной который греет все устройство в целом, он должен быть реализован на простых элементах которые не сгорели бы при-70с с учетом темп. разброса.

[Herz]

У меня тоже нет опыта эксплуатации до -70 (есть до -30). Но вероятно, что при низкой температуре как-то изменится сопротивление проводников, ёмкость конденсаторов, поменяются свойства полупроводников - и возможно даже с выходом за разумные пределы.

У меня есть опыт испытаний. Ничего со свойствами полупроводников и сопротивлениями проводников плохого не происходит, поверьте. Они становятся только лучше. Самая большая проблема в эксплуатации при столь низких температурах - это градиенты, если есть достаточно сильно греющиеся элементы. Могут приводить к механическим повреждениям. Ну, и конденсат при оттаивании. Но у автора, вроде, с этим решено. Если решено.

[ledum]

Надо учитывать, что алюминиевые электролиты на минусе очень сильно теряют емкость.
Некоторые стабилизаторы начинают генерить. У нас с Томилино была бодяга. 142ЕН3 в наших Табайках MS-71 (МРП был ими обеспечен) генерила через одну при минус 57 при любых разумных коррекциях, хотя изделие нормировалось на минус 60. Отсылаем в Томилино - нет генережа. У томилинцев было что-то типа КТХ-0.063 - у МЭПа, как ни странно, нормальные камеры практически отсутствовали. У них не было такой точности поддержания температуры, как у япошек. Но тестовым в спорах такого рода является оборудование производителя микросхем. Поэтому мы тихонько ввели отбор микросхем, отбраковку отдавая на авионику - там от минус 55 и стабы работали. Т.е. при разработке контроллера термостата надо таки считаться и с нижней температурной рабочей границей комплектовки.
Есть еще один нюанс. Гарантии на комплектовку. Нижняя граница по температуре по сохраняемости. Формально гарантии автоматом снимаются, если в доке на комплектовку написано хранение не ниже минус 60-минус 65 даже в составе изделия, а изделие подверглось минус 70. Хотя это трудно выявить, если не проболтаться.

[syoma]

А нельзя поставить реле и что-то очень простое, что до -70 работает? Реле по достижении рабочей температуры переключается и включает схему, а до этого подает питание на резистор подогрева. Может термистор какой в цепи катушки? Или просто биметалл?

[SNGNL]

Для подобных целей, существуют специальные подогреватели на основе позисторной керамики. Помимо микротермостатов, они широко используются в быту: термоклеевые пистолеты, сушилки для обуви и т.п.