基于RA2E1A72DFL的智能加热台

RA_Lance · 发表于 2022-5-23 16:05:38

RA MCU&立创EDA的训练营活动已经落下帷幕,其中有不少优秀的开源项目，让我们一起来看看小伙伴们一些优秀的作品吧

基于RA2E1A72DFL的智能加热台

开源作者：北斗小何

简介：

基于RA2E1A72DFL的智能加热台，温度在260-300度左右，实时检测平台温度，可直接焊接电路板。

实现原理：

加热板采用铝基板材质，设计方法如下：

1、铝基板是什么

铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。用于高端使用的也有设计为双面板，结构为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。极少数应用为多层板，可以由普通的多层板与绝缘层、铝基贴合而成。

LED铝基板就是PCB，也是印刷线路板的意思，只是线路板的材料是铝合金，以前我们一般的线路板的材料是玻纤，但因为LED发热较大，所以LED灯具用的线路板一般是铝基板，能够导热快，其他设备或电器类用的线路板还是玻纤板！

铝基板（金属基散热板（包含铝基板，铜基板，铁基板））是低合金化的 Al-Mg-Si 系高塑性合金板（结构见下图），它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能，铝基板与传统的FR－4 相比，采用相同的厚度，相同的线宽，铝基板能够承载更高的电流，铝基板耐压可达4500V，导热系数大于2.0，在行业中以铝基板为主。

●采用表面贴装技术（SMT）；

●在电路设计方案中对热扩散进行极为有效的处理；

●降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；

●缩小产品体积，降低硬件及装配成本；

●取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力。结构

铝基覆铜板是一种金属线路板材料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成，它的结构分三层：

Cireuitl.Layer线路层：相当于普通PCB的覆铜板，线路铜箔厚度loz至10oz。

DielcctricLayer绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料。厚度为：0.003”至0.006”英寸是铝基覆铜板的核心技术所在，已获得UL认证。

BaseLayer基层：是金属基板，一般是铝或可所选择铜。铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板等。

PCB材料相比有着其它材料不可比拟的优点。适合功率组件表面贴装SMT公艺。无需散热器，体积大大缩小、散热效果极好，良好的绝缘性能和机械性能。

2、如何让铝基板发热

（1）电阻通电产生热

PCB走线电阻计算公式： R=ρL/(1000*WD)*

*ρ为铜的电阻率： ρ=0.0175Ωmm^2/m*

*L为走线长度：单位mm*

*W为走线宽度：单位mm*

*D为PCB铜厚度： 1oz 覆铜板铜箔的厚度是0.035mm*

*eg：1mm宽100mm长的走线电阻是R=ρL/(1000*WD)=0.0175*0.1/(0.035*0.001*1000)=0.05Ω=50mΩ

（2）希尔伯特曲线

1890年，意大利数学家皮亚诺（Peano G）提出能填满一个正方形的曲线，叫做皮亚诺曲线。后来，由希尔伯特作出了这条曲线，又名希尔伯特曲线。皮亚诺对区间[0，1]上的点和正方形上的点的对应作了详细的数学描述。实际上，正方形的这些点对于t∈[0,1],可规定两个连续函数x=f(t）和y=g(t），使得x和y取属于单位正方形的每一个值。 [1]

希尔伯特曲线是一种能填充满一个平面正方形的分形曲线（空间填充曲线），由大卫·希尔伯特在1891年提出。

由于它能填满平面，它的豪斯多夫维是2。取它填充的正方形的边长为1，第n步的希尔伯特曲线的长度是2n - 2-n。

1890年，意大利数学家皮亚诺（Peano G）提出能填满一个正方形的曲线，叫做皮亚诺曲线。后来，由希尔伯特作出了这条曲线，又名希尔伯特曲线。皮亚诺对区间[0，1]上的点和正方形上的点的对应作了详细的数学描述。实际上，正方形的这些点对于t∈[0,1],可规定两个连续函数x=f(t）和y=g(t），使得x和y取属于单位正方形的每一个值。 [1]

希尔伯特曲线是一种能填充满一个平面正方形的分形曲线（空间填充曲线），由大卫·希尔伯特在1891年提出。

由于它能填满平面，它的豪斯多夫维是2。取它填充的正方形的边长为1，第n步的希尔伯特曲线的长度是2n - 2-n。

希尔伯特曲线长度计算：

总长度 l

阶数为 n

单位长度为 d

总长度为 l = (2^(2n) -1)*d

使用希尔伯特曲线铺满一个正方形，则大正方形每条边的长度为 m = d * (2^n)

1、控制板实现：

控制板采用mos管控制电源输出，NTC采集发热板温度，单片机控制开关，从而控制发热板温度。

原理图设计说明：

1、电源部分：（DC-DC 12V-5V）