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紅外熱像儀在電路研發中的應用

電路研發工程師利用紅外熱像儀根據電路中元器件發熱、電路板熱分布情況,可以分析出電路原設計存在的不足或隱患,能夠避免許多潛在的風險。這將能夠大大提高產品研發成功率和產品穩定性。 


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電路研發溫度分析 


1、電路元器件溫度分析 

當前,電子設備主要失效形式就是熱失效。據統計,電子設備失效有55%是溫度超過規定值引起,隨著溫度增加,電子設備失效率呈指數增長。一般而言電子元器件的工作可靠性對溫度極為敏感,器件溫度在70-80℃水平上每增加1℃,可靠性就會下降5%。 


2、負載分析 

在電路研發過程中,可以除了常規的測試(如示波器、萬用表等)手段外,還可以用熱像儀對電路板進行檢測,通過顯示出的不同溫度點,對元器件所承受的電流,電壓等情況進行了解,工程師根據所檢測的溫度點,完善電路,提高轉換效率、減少功耗、減少電路內部溫升,提高電路的可靠性。 


3、整個電路溫度場分布分析 

采用合理的器件排列方式,可以有效的降低印制電路的溫升,從而使器件及設備的故障率明顯下降。 


4、快速分析問題 

在某些研發維修場合,如對短路板的快速檢修時,通過熱像儀無須使用線路圖即可快速定位板內短路點在何處,以便進一步處理。        


紅外熱像儀為什么能進行溫度分析? 

電路元器件在工作時,由于通過元器件的電流的不同,各個器件之間的差異等原因,而產生的熱量也會隨之不同,體現在元器件表面特征就是溫度差異。紅外熱像儀就是利用各個元器件溫度之間差異,分析出電路的不同性能特點。 

熱像儀檢測獨特優勢 。


1、現有的溫度分析工具 

許多工程師都會抱怨現有的手段難以支持他們進行一個細致而全面的溫度場描繪,同時操作不方便、而且可能改變原溫度場分布,如: 

  • 數據采集器:使用接觸式數據采集器可能會遇到如下問題:電路板斷電,貼片熱電偶不夠多,操作不方便,反應時間較慢(30秒至1分),同時使用接觸式數據采集器還將改變所測器件的散熱狀況等。 

  • 紅外點溫儀:外點溫儀只能測量一個區域的平均溫度,無法檢測較小的目標,無法得到電路整體溫度分布。 


2、熱像儀溫度分析優點 

紅外熱像儀和數據采集器、紅外點溫儀相比較,有自身的優點: 

  • 通過紅外線熱像儀檢測目標電路時,不需要斷電,操作方便,同時非接觸測量使原有的溫度場不受干擾; 

  • 反應速度較快,小于1秒; 

  • 選用合適的紅外鏡頭,能夠檢測出較小目標; 

  • 利用紅外分析軟件對所獲得的電路溫度數據進行全面分析。 


拍攝時可能會遇到哪些問題?


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  • 電路板上有部分器件(如電解電容頂面、電源模塊背面及其它芯片光潔面),其發射率比較低,所以檢測出的溫度差異較大。在拍攝此類器件時,要將其表面用黑筆或黑漆涂黑,然后進行測溫等操作。 

  • 當用標準鏡頭無法分辨小目標時,可以更換10.5mm廣角鏡。 


如何才能拍攝優質電路紅外熱像? 

現代電路微型化,組件高密度集中化的趨勢正在迅速普及,所以在使用紅外熱像進行拍攝時,若要得到一幅清晰的紅外熱圖,我們建議: 

  • 盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀; 

  • 拍攝焦距應盡量對準,使熱像儀紅外鏡頭面軸線與所要拍攝的電路板垂直; 

  • 先使用自動模式測量的溫度范圍;然后手動設置水平及跨度,將溫度范圍設置在最小,并包含有先前測量的溫度范圍。 

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