PCB热设计的检验方法

PCB热设计的检验方法:热电偶

　　热电现象的实际应用当然是利用热电偶测量温度。电子能量与散射之间的复杂关系，使得不同金属的热电势彼此不同。既然热电偶是这样一种器件，它的两个电极之间的热电势之差是热电偶热端和冷端之间温差的指示，如果所有金属和合金的热电势不一样，就不可能使用热电偶来测量温度了。这一电势差称为塞贝(Scebeek)效应。一对不同材料的导体A与B，其一个接点维持在温度T1，两个自由端维持在一个较低的温度To。接点和自由端均位于温度均匀的区域中，而两根导体都经受同样的温度梯度。为了能够测量自由端A和B之间的热电势差，一对同样材料的导体C，在温度to处分别与导体A与B相连，接到温度为T1的检测器。十分明显，塞贝克效应决不是连接点上的现象，而是与温度梯度有关的现象。为了正确理解热电偶的性能，这一点无论怎么强调也不过分。

　　热电偶测温的使用范围非常广泛，所遇到的问题也是多种多样。因此，本章只能涉及热电偶测温的若干重要方面。热电偶仍然是许多工业中温度测量的主要手段之一，尤其是在炼钢和石油化学工业中更是如此。但是，随着电子学的进展，电阻温度计在工业中的应用也越来越广泛了，热电偶已不再是惟一的最重要的工业温度计了。

　　电阻温度计和热电偶相比(电阻测量和热电势测量相比)，其优点在于两种元件工作原理上的根本差别。电阻温度计指示电阻元件所在区域的温度，它与引线及沿着引线的温度梯度无关。但是，热电偶是通过测量冷端两电极之间的电位差来测量冷端与热端间的温度差。对于一支理想的热电偶，电位差只与两端的温度差有关。但是，对于一支实际热电偶，在温度梯度处电偶丝的某种不均匀性也会引起电位差的变化，这仍然是限制热电偶准确度的一个因素。

　　七种国际采用的热电偶，即所谓“标准化热电偶”，列举在表5-3中。表5-3中还列举了每一电极的名义成分、每种合金的通用商品名称以及热电偶的字母代号。这些字母代号最初由美国仪器学会(InstrumentSocietyofAmerican)所引入，但是现在已为全世界所广泛采用。这些字母代号可以作为各种类型。

　　(二)PCB热设计的检验方法:温升测试

　　对于热设计，我们必须在后续的工作中来实际验证，以确定各芯片的工作温度都在正常范围以内。

　　一般都是选取发热量比较大的芯片和元器件来测试它的最大负荷的工作温度，也就是看长时间满载时的工作温度状况。在测试前由设计人员确定发热量大的芯片和元器件，另外对于芯片的最高温度点同样要求提供(最高温度点可以用红外线热成相仪来确定，如图5-4所示为一红外线热成相图)。

　　温度测量使用热偶线，线长一般是选2m左右，把线头的连接点放置于所要测量点的位置，并用胶带固定(胶带必须是耐高温且高黏性的，以确保高温不脱离和温度测量数据的准确性)。同时，要注意线不能折，否则会影响测试精度。