Можем ли мы приложить больше напряжения к нагреваемому слою печатной платы, чтобы получить более быстрый нагрев?

Из моего понимания, мощность нагревателя должна быть выше, чем тепло, рассеиваемое в окружающий воздух, чтобы стол мог нагреваться. Причина, по которой стол нагревается слишком медленно, заключается в его теплоемкости по сравнению с мощностью нагревателя.

Поскольку нагреватель является резистивной нагрузкой, я думаю, что мы можем поставить более высокое напряжение, чтобы получить больше мощности нагрева.

Нагреватель печатной платы состоит из двух частей: меди и ламината. Причина отказа в том, что медь может сойти с платы из-за высоких температур. В этом случае мы можем контролировать температуру с помощью встроенного программного обеспечения. Эти вопросы таковы:

  1. Будет ли этот метод работать?
  2. Что может пойти не так или каков риск этого метода?

, 👍2


3 ответа


Лучший ответ:

3

Да, этот метод будет работать. Некоторые источники питания (светодиодные) имеют небольшой потенциометр, который можно использовать для небольшой регулировки напряжения. На принтере с напряжением 12 В регулировка напряжения питания с 12 В до 14 В даст увеличение мощности на 36%.

Очевидно, что существует предел тому, насколько вы можете увеличить напряжение. Само по себе напряжение вряд ли является ограничивающим фактором, но существует предел тому, сколько тепла может рассеивать стол.

Нагреватель печатной платы состоит из 2 частей меди и ламината. причина сбоя заключается в том, что медь выходит из строя из-за высокой температуры. В этом случае мы можем контролировать температуру с помощью прошивки.

Это верно, но вы должны учитывать, что прошивка не является непогрешимой. Если вы сильно увеличите напряжение (и, следовательно, мощность) стола, вы рискуете создать опасную ситуацию, если что-то выйдет из строя. В идеале следует выбирать мощность стола так, чтобы она не создавала опасной ситуации, даже если ее случайно оставить включенной навсегда. В крайних случаях (например, 220 В к номинально нагретому столу 12 В) повреждение будет почти мгновенным, прежде чем микропрограммное обеспечение сможет вмешаться.

Вы также должны учитывать, что увеличение напряжения также увеличивает ток. Провода должны быть достаточно толстыми, чтобы выдержать дополнительный ток. Вы также должны обратить особое внимание на МОП-транзистор, который используется для переключения стола; он также должен быть в состоянии обрабатывать ток (и напряжение, хотя это обычно меньше проблем). Обычно интегрированные МОП-транзисторы на платах управления 3D-принтером могут обрабатывать только около ~10 А, что обычно делает стол. Также обратите внимание на предохранители и винтовые клеммные соединения. Возможно, они тоже не справятся с возросшим током.


,

Как насчет стола с подогревом переменного тока(оранжевая силиконовая прокладка)? Почему он может нагреваться намного быстрее? Я думал, что у него больше мощности на область, поэтому я думаю, что добавьте больше напряжения на стол печатной платы. И о безопасности Мой стол с подогревом получил около 100 градусов по Цельсию при постоянном подключении к источнику питания. Если силиконовая прокладка получила более высокую мощность, что произойдет, когда мы оставим их подключенными?, @M lab

@Mlab Стоградусы-это *сотни градаций(uation)* и угловая единица. Это также может быть ссылка на любую шкалу градации 100, например, градус Фаренгейта-это шкала по Цельсию. Хотя обычно это называется температурой, с научной точки зрения больше не принято говорить о °C как о градусах Цельсия: температура обычно измеряется в Кельвинах или по производной шкале K+273,15, то есть в градусах Цельсия. Вы имеете в виду "Мой нагретый стол нагрелся примерно до 100 °C / 373,15 К"? Это было бы за пределами номинального диапазона температур для любого стола с подогревом для потребительских товаров. Зачем вам нужен стол с подогревом, работающий при температуре выше 80 °C?, @Trish

Причина, по которой стол переменного тока нагревается быстрее, действительно заключается в том, что он имеет большую мощность (на единицу площади). Если вы оставите его подключенным, он достигнет более высокой температуры, примерно пропорциональной мощности (т. Е. Увеличение мощности в 2 раза приведет к повышению температуры в 2 раза-рабочий стол мощностью 100 Вт может достичь 100 °C (на 80 °C выше температуры окружающей среды), тогда рабочий стол мощностью 200 Вт достигнет 180 °C)., @Tom van der Zanden

@TomvanderZanden мы применяем формирование СИ в единицах измерения, поэтому мы также должны принудительно говорить о них в терминах единиц СИ или производных единиц., @Trish

Извините, что ввел вас в заблуждение. Я имею в виду степень Цельсия. @TomvanderZanden Я знаю, что для силиконовой прокладки конечная температура будет выше из-за большей мощности на единицу площади. но с вашим ответом "В идеале вы должны выбрать мощность стола таким образом, чтобы он не создавал опасной ситуации, даже если он случайно останется включенным навсегда", Так что означает, что силиконовая прокладка может выдерживать более высокую температуру, когда силиконовая прокладка слева подключена правильно?, @M lab

@Mlab Нет, не обязательно. Многие силиконовые нагреватели создадут опасную ситуацию, если их оставить подключенными. С их помощью рекомендуется включить тепловой предохранитель., @Tom van der Zanden

@TomvanderZanden хорошо, спасибо за ваш ответ, также я принимаю это как ответ на свой вопрос., @M lab


0

Не обязательно

Разность потенциалов U, то есть Напряжение детали, не следует игнорировать: для части 24 В требуется только 24 В, а не 36 В. Сердцебиение 12 В безопасно только для 12 В. Существует небольшой допуск для этих измерений, но эмпирическое правило составляет около 10-15% от номинального напряжения, поэтому стол 12В не должен работать при напряжении более 13,8 В в течение длительного периода.

То, что на самом деле облегчает нагрев, - это ток I, он же Сила тока, проходящая через элемент, поскольку формула для работы Ph (рассеянной в форме тепла) электрического сопротивления R равна $P_h=R I^2$.

Пока вы остаетесь ниже или на максимальной номинальной мощности Pr или Мощности грелки $P_r=U I$, вы можете увеличить ток до предела $\frac {P_r} U=I$. На стенде, с регулируемым блоком питания, мы можем использовать его, чтобы получить идеальный, максимальный выход, как мы этого хотим. Но принтер-это не стенд с дорогим блоком питания, мы получаем от него только что-то вроде 12 В, так что... что же делать?

НЕ тратьте лишнюю мощность!

Да, в цепях постоянного тока мы можем просто добавить батареи друг за другом, чтобы получить вдвое большее напряжение и нажать на цепь. Или мы можем поставить их параллельно, чтобы суммировать ток. Но это не так просто работает в цепях переменного тока (необходимо учитывать фазовый сдвиг между частями). А прокладка дополнительной пары проводов, обеспечивающих 12 В, в уже имеющуюся 12-вольтовую деталь даст нам что-то порядка 24 В и сожгет эту деталь. Ты не добьешься ничего, кроме того, что превратишь свой нагретый стол в пожароопасный предмет или кусок металлолома!

Итак, прямая маршрутизация еще на 12 В поверх того, что номинально? - НЕТ!

Отсоединение от того же блока питания?

Некоторые принтеры отсоединяют станину от блока питания платы, запуская (по-разному) регулируемый источник питания. В лучшем случае, он настроен на пару Напряжение/ток, которая максимизирует нагрев стола. В такой установке вся мощность нагрева проходит через МОП-транзистор, который действует как переключатель: сигнал поступает от платы к МОП-транзистору, чтобы позволить течь току. Отсутствие сигнала на затворе МОП-транзистора не приводит к тому, что ток не достигает стола и не нагревается.

Однако это сложная настройка - и все же один из единственных способов, как "нагреватель стола сетевого напряжения" может быть выполнен с платой, работающей на 5 В. Вам также придется направлять высокую мощность через правильно рассчитанный набор проводов и разъемов. Эти более толстые провода будут нуждаться в надлежащем снятии напряжения, так как им нужны большие радиусы изгиба, чем те, что были установлены раньше. Другими словами: вы должны знать, что вы делаете!

Тонкая настройка источника питания к столу!

Во многих принтерах существует также менее инвазивный метод точной настройки кривой мощности стола. обычно существует потенциометр, который используется для настройки выходного сигнала нагревательных проводов. Изменение настройки потенциометра с помощью отвертки приводит к смещению выходного напряжения. $U=R I$ не меняется при переключении на AC, но U и I стали волновыми функциями вместо констант. Однако R длинного провода (например, стола) действительно зависит только от частоты сигнала, а не от тока или управляющего потенциала, мы можем предположить, что R является постоянным. Итак, мы знаем, что хотим максимизировать I2. Так что же мы можем сделать легко?

24 в heatbed что-то порядка 2 ом и сопровождается материнская плата в моем Ender3 находится - согласно маркировке - около 13, а на столе выходной, а обычный 12 в стол выполняется в порядке, 1.2 ом при таких плит, как правило, ограничено до 10-11 А. $U= RI$ в resuce и... Вуаля: Для случая 11 А/1,2 Ом мы можем настроить потенциометр так, чтобы он был чуть ниже 13,2 В - как раз в точке 10%, поскольку случай 13 А/2 Ом технически безопасен при 26 В - и все еще находится в пределах эмпирического правила 10%. Однако если у вас есть стол 1,2 Ом и ваш борард позволяет рисовать только 10 А, то вы ограничены 12 В.

,

(кроме того, везде, где в моем комментарии я упоминал напряжение или ток, я имел в виду среднеквадратичный ток/напряжение), @Tom van der Zanden

Давайте [продолжим это обсуждение в чате](https://chat.stackexchange.com/rooms/118265/discussion-between-tom-van-der-zanden-and-trish)., @Tom van der Zanden

Как правило, превышение запаса мощности в 20% чревато перегоранием вашего обогревателя. Для резистивного нагревателя это примерно на 10% выше номинального напряжения. В любом случае, увеличение напряжения нагревателя сокращает срок службы вашего нагревателя., @Perry Webb


0

Вы можете добавить повышающий преобразователь к источнику питания стола. Предполагая, что вы используете внешний MOSFET для управления столом (и вы должны). Проверьте, какова максимальная номинальная мощность МОП-транзистора, затем получите повышающий преобразователь и настройте его так, чтобы напряжение было на 10% меньше максимального. Я однажды использовал эту технику при управлении нагревателем горячего конца 24 В с помощью источника питания 12 В. Будьте предупреждены, однако, повышающий преобразователь, который я использовал, взорвался во время использования однажды.

Commerical, inexpensive boost converter on Amazon

Или же вы могли бы получить дополнительный блок питания более высокого напряжения и использовать его в качестве обогревателя стола. Они делают их до 80В, я думаю, сейчас.

,