本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种电气设备及控制方法。
背景技术：
在实际应用中，很多电气设备都要求在极低的环境温度下仍然能够正常启动并工作，比如-55℃或-40℃的环境温度下。
为了让电气设备满足这种极为严苛的应用要求，往往采用增设加热板或加热膜的方式来为电气设备进行加热，待电气设备的温度升高至满足自身额定工作温度要求时，再行开启电气设备。
然而，采用增设加热板或加热膜的方式来加热电气设备，加热板或加热膜都会占用额外的设备空间，造成设备体积增大，进而导致制造成本提高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电气设备及控制方法，在满足低温正常运行的要求的前提下，降低因为设备自身体积增大而导致的成本提高，具体方案如下：
第一方面，本发明申请提供的电气设备，包括：加热电路和控制电路，其中，
所述加热电路设置于电气设备的印刷电路板的预设层面；
所述控制电路用于在满足预设加热启动条件时，控制所述加热电路与电源连通，对所述电气设备进行加热，以及，在满足预设加热关闭条件时，控制所述加热电路与所述电源断开。
可选的，所述控制电路包括：加热控制器、温度检测电路和加热开关，其中，
所述加热开关串联连接于所述电源与所述加热电路的输入端之间，所述加热开关的控制端与所述加热控制器相连；
所述温度检测电路的输出端与所述加热控制器相连，向所述加热控制器反馈所述电气设备的实际温度。
可选的，所述加热电路包括刻蚀于所述印刷电路板的预设层面上的，具有预设线路布局的导电铜箔。
可选的，所述加热开关包括mos管，其中，
所述mos管的集电极与所述电源相连；
所述mos管的发射极与所述加热电路的输入端相连；
所述mos管的门极与所述加热控制器的控制信号输出端相连。
可选的，所述加热控制器为可编程逻辑控制器。
可选的，所述控制电路还与用于控制所述电气设备启动的负载电路相连，所述控制电路用于在控制所述加热电路与所述电源断开后，控制所述负载电路导通。
第二方面，本发明提供一种电气设备控制方法，应用于本发明第一方面任一项所述的电气设备中的加热控制器，所述方法包括：
在所述加热控制器初始化完成后，获取所述电气设备的印刷电路板的板材温度；
若所述板材温度满足预设加热启动条件，开启加热电路，并开始统计加热时长；
若所述板材温度升高至满足预设加热关闭条件，或，所述加热时长达到预设加热时长阈值，关闭所述加热电路。
可选的，本发明第二方面提供的电气设备控制方法，还包括：
在关闭所述加热电路后，控制所述电气设备中用于控制所述电气设备启动的负载电路导通。
可选的，本发明第二方面提供的电气设备控制方法，还包括：存储预设参量信息。
可选的，所述预设参量信息至少包括：所述加热时长和所述板材温度。
上述本发明提供的电气设备，包括加热电路和可工作于预设低温环境下的控制电路，加热电路设置于电气设备的印刷电路板的预设层面，控制电路在满足预设加热启动条件时，控制加热电路与电源连通，对电气设备进行加热，控制电路还用于在满足预设加热关闭条件时，控制加热电路与电源断开，停止对电气设备的加热。本发明提供的电气设备，加热电路设置于电气设备的印刷电路板的预设层面之中，在控制电路的控制下实现对电气设备的加热，确保电气设备在低温环境下正常运行，与现有技术中单独设置加热板或加热膜的方式相比，将加热电路设置于印刷电路板的预设层面之中，可以有效降低对电气设备内部空间的占用，进而减少因为设备自身体积增大而导致的成本提高。
进一步的，由于加热电路直接布置于电气设备的印刷电路板的预设层面之中，在控制电路控制加热电路工作后，由于电气设备的绝大部分芯片都安装于印刷电路板的其他层面上，因此，加热电路工作后，可更为直接的对印刷电路板上的芯片进行加热，与现有技术中设置独立的加热板或加热膜的方式相比，具有更好的加热效果，同时，加热时间更短，加热过程总的耗电量更少，节约电能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电气设备的结构框图；
图2是本发明实施例提供的另一种电气设备的结构框图；
图3是本发明实施例提供的一种电气设备控制方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的另一种电气设备控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
公知的，对于任一通电导体而言，其工作时的发热功率可以用p＝u2/r来表示，其中，p表示导体的发热功率，u表示导体两端所加的电压，r表示导体的电阻值。由此可知，对于任一确定的加热电路，在其阻值一定的情况下，通过控制加热电路与电源的连接与断开(即在导体两端施加电压u，或者切除电压u)，就可实现对加热电路的工作状态的控制，使得加热电路在需要时按照预设发热功率产生热量。
基于上述前提，参见图1，图1是本发明实施例提供的一种电气设备的结构框图，本发明实施例提供的电气设备包括：加热电路10和控制电路20，其中，
加热电路10设置于电气设备的印刷电路板的预设层面之中。可选的，对于加热电路10的选取，应综合考虑加热时间、加热功率，以及印刷电路板的面积、形状等多方面因素，确保加热电路10不仅能够与电气设备印刷电路板的结构形状相适配，同时，具有最优的加热效果，在加热对象相同的情况下，与现有技术相比，所消耗的电能更少。
进一步的，由于加热电路10设置于电气设备的印刷电路板的预设层面中，为避免印刷电路板的体积发生明显的变化，加热电路10应选取厚度方向尺寸更小的电路结构，从而避免造成电气设备体积的增大，进而导致电气设备的制造成本提高。
控制电路20用于在满足预设加热启动条件时，控制加热电路与电源30连通，即控制加热电路10工作，对电气设备进行加热。同时，控制电路20还用于在满足预设加热关闭条件时，即电气设备的温度已上升至满足正常启动的温度条件时，控制加热电路10与电源30断开，停止加热。
可选的，控制电路20不仅用于在满足预设加热启动条件时，控制加热电路10与电源30连通，对电气设备进行加热，同时，控制电路20还与用于控制电气设备启动的负载电路(图中未示出)相连，在控制加热电路10与电源30断开后，控制负载电路导通，电气设备正常启动工作。
可以想到的是，为了在低温环境下对电气设备进行加热，确保电气设备能够在低温环境下正常启动，控制电路20必须能够满足在低温环境下正常启动、运行这一条件，这一特征与现有技术中加热板、加热膜的控制电路是一致的，也只有这样，才能确保加热电路10在低温环境下的正常启动，并对电气设备进行加热，确保电气设备在低温环境下的正常启动。
综上所述，本发明实施例提供的电气设备，加热电路设置于电气设备的印刷电路板的预设层面之中，在控制电路的控制下实现对电气设备的加热，确保电气设备在低温环境下正常运行，与现有技术中单独设置加热板或加热膜的方式相比，将加热电路设置于印刷电路板的预设层面之中，可以有效降低对电气设备内部空间的占用，进而减少因为设备自身体积增大而导致的成本提高。
进一步的，现有技术的电气设备中设置的加热板或加热膜，往往设置于电气设备的一侧，通过加热板或加热膜对电气设备的整体进行加热，而且热量传递的方式主要为热辐射和热对流，热量分散、整体加热效率低，且加热速度慢。
而本发明实施例提供的电气设备，由于加热电路直接布置于电气设备的印刷电路板的预设层面之中，在控制电路控制加热电路工作后，由于电气设备的绝大部分芯片都安装于印刷电路板的其他层面上，加热电路工作后，可更为直接的对印刷电路板上的芯片进行加热，并且，热量传递主要依靠效率更高的热传递实现，热辐射和热对流仅作为辅助的热量传播方式，因此，本发明实施例提供的电气设备的加热电路具有更好的加热效果，同时，加热时间更短，加热过程总的耗电量更少，节约电能。
可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种电气设备的结构框图，在图1所示实施例的基础上，控制电路20具体包括：加热控制器201、温度检测电路202，以及加热开关203，其中，
加热开关203串联连接于电源30与加热电路10的输入端之间，通过控制加热开关203的通断，即可控制加热电路10与电源30的断开与连通。加热开关203的控制端与加热控制器201相连，加热控制器201控制加热开关203断开，即实现加热电路10与电源30的断开，加热控制器201控制加热开关203闭合，即实现加热电路10与电源30的导通。
可选的，加热控制器201可以基于可编程逻辑控制器实现，并根据加热控制器201可以实现的功能，在可编程逻辑控制器中划分出不同的功能模块，通过模块间的信息传递和调用，实现前述加热控制器201所对应的功能。需要说明的是，在不超出本发明核心思想范围的前提下，任何基于现有技术实现的加热控制器都属于本发明保护的范围内。
可选的，加热开关203可以基于开关管实现，具体的，可以基于mos管实现。对于基于mos管实现的加热开关203，其具体连接关系为：mos管的集电极与电源相连，mos管的发射极与加热电路10的输入端相连，mos管的门极与加热控制器201的控制信号输出端相连。在电源30正常工作的情况下，加热控制器201通过向mos管的门极发送不同的电平信号，即可实现控制mos的导通和关闭。对于mos管的具体控制过程，可以按照现有技术中的实现方式实现，此处不再赘述。
可以想到的是，加热开关203还可以通过其他方式实现，比如继电器。具体的，将继电器的触点串联于电源30与加热电路10的输入端之间，继电器的线圈与加热控制器201的控制信号输出端相连，当加热控制器201输出高电平时，继电器线圈得电，继电器触点闭合，加热电路10与电源30连通，相应的，当加热控制器201停止输出高电平时，继电器线圈失电，继电器触点打开，加热电路10即与电源30断开，停止加热。因此，在不超出本发明核心思想范围的前提下，任何可以实现加热开关203的方式，同样都属于本发明所保护的范围内。
需要说明的是，无论加热开关203选用上述的哪种方式，或者是上述内容并未述及的实现方式，加热开关203的设置数量都可以根据实际情况进行选取。具体的，加热开关203可以设置两个，均接收加热控制器201的控制信号，同时对加热电路10的正极和负极进行通断控制。当然，也可以仅仅设置一个，比如，仅设置在加热电路10的正极输入端上，而加热电路10的负极输入端直接与电源连接即可。本发明对于电气设备中加热开关203的具体设置数量不做限定。
温度检测电路202的输出端与加热控制器201相连。可选的，温度检测电路202设置于电气设备的印刷电路之上，用于向加热控制器201反馈电气设备的实际温度。在本发明实施例中，通过温度检测电路202直接采集电气设备中印刷电路板的温度，能够更加准确、快捷的确定设置于印刷电路板上的芯片是否能够正常工作，同时，由于直接获取的是印刷电路板的温度，只要印刷电路板的温度满足其他芯片的正常启动需求，即可以关闭加热电路10，因此，能够将加热时间控制的更短，进一步降低加热过程的电能消耗。
由前述内容可知，加热控制器201、温度检测电路202和加热开关203都选用能够在预设低温环境下仍然能够正常工作的芯片或电子器件，以保证电气设备在预设低温环境下的正常启动。
可选的，在本发明实施例中，加热电路10为刻蚀于电气设备的印刷电路板的预设层面上的，具有预设线路布局的导电铜箔。根据印刷电路板的特性可知，安装于印刷电路板上面的各种芯片、电子器件之间的连通都是通过印刷电路板中的刻蚀铜箔实现的，这也是印刷电路板的基本原理。可以想到的是，本发明实施例所述及的用于布置加热电路10的预设层面，必然是不同于印刷电路板上安装有其他用于实现电气设备既定功能的芯片的层面，考虑到对印刷电路板的加热需求，以及电气设备中的其他芯片的安装情况，用于实现加热功能的导电铜箔优选设置于印刷电路板中比较居中的层面上。
具体的，基于导电铜箔实现的加热电路10，可以是印刷电路板内部的一层蛇形宽线，通过控制线路的长度和宽度来控制加热电路的电阻，以满足加热功率的需求为基准进行设置。进一步的，为提高加热效率，前述预设线路布局具有如下特点，即在印刷电路板上需要加热的芯片的投影面上，即需要加热的芯片的正下方处，导电铜箔的设置密度更高，将热量集中在需要加热的芯片区域；相应的，在没有需要加热的芯片的投影面上，导电铜箔的设置密度要低一些，避免电能的过多消耗。本发明实施例提供的加热电路，可根据电气设备印刷电路板上芯片、电子元件的具体设置位置进行灵活调整，充分适应不同电气设备的加热需求。
通过本发明实施例提供的电气设备，加热电路为刻蚀于电气设备的印刷电路板的预设层面上的，具有预设线路布局的导电铜箔，充分利用印刷电路板的基本结构特性，通过合理设置印刷电路板预设层面上的导电铜箔的宽度和长度，以及导电铜箔的线路布局，实现对加热功率的控制，并进一步通过针对性的设置导电铜箔的布局密度，有效提高电气设备整体的加热效率。同时，以印刷电路板上的导电铜箔作为加热电路，在某种程度上，甚至不会造成印刷电路板体积的增大，自然更不会造成电气设备体积的增加，因而能够在确保电气设备在低温环境下正常工作的前提下，避免因为设备自身体积增大而导致的成本提高。
可选的，对于基于可编程逻辑控制器实现的加热控制器，还可以充分发挥可编程逻辑控制器的强大功能，对控制过程中的预设参量信息进行记录和存储，以方便后续的查询工作。当然，对于基于其他方式实现的加热控制器，只要加热控制器具备相应的数据存储功能，同样可以实现对于预设参量信息的存储。具体的，预设参量信息可以包括加热电路的工作时长，即加热时长，以及电气设备印刷电路板的板材温度，比如加热开始是的板材温度，以及，加热完成后的板材温度等。当然，还可以记录其他相关的信息，用于对电气设备运行状态的监控。
可选的，参见图3，图3为本发明实施例提供的一种电气设备控制方法的流程图，本发明实施例提供的电气设备控制方法应用于上述任一实施例提供的电气设备的加热控制器之中，结合图3，本发明实施例提供的电气设备控制方法的流程包括：
s100、在加热控制器初始化完成后，获取电气设备的印刷电路板的板材温度。
在上述任一实施例提供的电气设备的使用中，加热控制器最先接收到用户发送的启动指令，并根据该启动指令进行预设的初始化操作，比如进行上电自检、控制系统自检等。对于加热控制器的初始化操作，可以参照现有技术中控制器初始化执行过程进行，本发明实施例对于加热控制器具体的初始化操作不做限定。
在加热控制器完成初始化之后，加热控制器首先获取印刷电路板的板材温度。如前所述，电气设备中大部分芯片以及电子器件都安装于印刷电路板之上，印刷电路板的板材温度能够直接反应各个芯片以及各个电子器件的实际工作温度。基于同样的原因，本发明实施例提供的电气设备中，将加热电路设置于印刷电路板的预设层面之中，加热电路工作时，可以直接对印刷电路板进行加热，进而使得安装于印刷电路板之上的芯片和电子器件最先得到高效的加热，迅速升温至可正常工作的温度范围内。
可以想到的是，在加热控制器的初始化过程中，电气设备上的所有电路的电源，包括前述负载电路和本发明提供的加热电路都默认处于关闭状态，在未接收到加热控制器的信号之前，是不会开启的。
s110、判断板材温度是否满足预设加热启动条件，若是，执行s120，若否，执行s140。
在获取电气设备的板材温度之后，即可根据所得板材温度判断是否满足预设加热启动条件，如果板材温度满足预设加热启动条件，则执行s120，开启加热电路，并开始统计加热时长，如果板材温度不满足预设加热启动条件，则执行s140，关闭加热电路。
可选的，预设加热启动条件具体可以为：板材温度低于预设温度阈值，即当获取的板材温低于预设温度阈值时，即可判定板材温度满足预设加热启动条件。一般情况下，预设温度阈值可以选用电气设备中各个芯片或电子器件的额定工作温度下限值，如果出于安全性的考虑，同样也可以选取稍微高于前述额定工作温度下限值的某个温度值，以使得加热电路尽早开始加热，确保电气设备正常工作。当然，对于预设加热启动条件的设置，还可以根据实际应用中的其他因素综合考虑，此处不再赘述。
需要说明的是，基于上述预设加热启动条件的设置，对于板材温度不满足预设加热启动条件的情况，大都指板材温度处于电气设备各芯片以及电子器件的额定工作温度范围内，此种情况下，无需启动加热电路，维持加热电路处于关闭状态即可。
s120、开启加热电路，并开始统计加热时长。
在板材温度满足预设加热启动条件的情况下，即可开启加热电路，并同时开始统计加热电路的加热时长。
在开启加热电路的同时开始统计加热时长，主要用于实现对加热过程的控制，防止加热过程持续时间过长，对电气设备造成损坏。
s130、判断板材温度是否升高至满足预设加热关闭条件，或，加热时长达到预设加热时长阈值，若是，执行s140。
在加热电路得电，持续对印刷电路板进行加热的过程中，印刷电路板的温度必然会持续的升高，因此，可以根据印刷电路板的温度变化，以及前述加热时长对加热电路何时关闭进行控制。
可选的，与前述预设加热启动条件相比，预设加热关闭条件可以设置为板材温度满足预设温度范围，该预设温度范围可以是根据电气设备各芯片以及电子器件的额定温度设置的范围，当然，也可以根据其他影响电气设备正常运行的条件人为给定的温度范围。
预设加热时长阈值可以是根据设备运行经验给定的经验值，同样，也可以是经过相应的测试，根据测试结果并结合各芯片、各电子器件的运行参数等因素给定的计算值。总之，任何可以确保加热电路可以对印刷电路板进行充分加热，同时，又不会因为过度加热而对电气设备造成损坏的预设加热时长阈值都是可选的。
本发明实施例中，在板材温度升高至满足预设加热关闭条件，或者，加热时长达到预设加热时长阈值这两种情况下，只要一个条件满足，即执行s140，相应的，如果板材温度未升高至满足预设加热条件，且加热时长未达到预设加热时长阈值，则继续等待，加热电路继续进行加热。
s140、关闭加热电路。
在板材温度升高至满足预设加热关闭条件，或者，加热时长达到预设加热时长阈值之后，即可关闭加热电路，停止对电气设备的加热。
综上所述，本发明实施例提供的电气设备控制方法，根据获取得到的板材温度，并结合预设加热启动条件以及预设加热关闭条件，对电气设备的加热过程进行控制，合理控制加热电路的工作时长，使加热电路能够高效的对电气设备进行加热，同时，还能够防止加热电路对电气设备进行过度加热，确保电气设备的安全。
可选的，参见图4，图4是本发明实施例提供的另一种电气设备控制方法的流程图，在图3所示实施例的基础上，本发明实施例还包括：
s200、控制电气设备中用于控制电气设备启动的负载电路导通。
电气设备设置有用于启动设备的负载电路，在加热电路关闭后，即可控制负载电路导通，电气设备正常上电启动。
需要特别说明的是，本实施例中述及的加热电路关闭的情况，主要指板材温度升高至满足预设加热关闭条件后执行的加热电路关闭操作，对于加热时长达到预设加热时长阈值，但板材温度并未升高至满足预设加热关闭条件的情况，由于此时印刷电路板的温度还不足以保证需要加热的芯片正常工作，此时仍然不能控制负载电路导通。
可选的，本发明实施例提供的控制方法，还可以存储预设参量信息，用于记录电气设备的运行状态，方便后续维护工作的开展。具体的，预设参量信息至少包括前述加热时长、板材温度等信息，当然，还可以包括时间、环境温度等参量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种电气设备，其特征在于，包括：加热电路和控制电路，其中，
所述加热电路设置于电气设备的印刷电路板的预设层面；
所述控制电路用于在满足预设加热启动条件时，控制所述加热电路与电源连通，对所述电气设备进行加热，以及，在满足预设加热关闭条件时，控制所述加热电路与所述电源断开。
2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，所述控制电路包括：加热控制器、温度检测电路和加热开关，其中，
所述加热开关串联连接于所述电源与所述加热电路的输入端之间，所述加热开关的控制端与所述加热控制器相连；
所述温度检测电路的输出端与所述加热控制器相连，向所述加热控制器反馈所述电气设备的实际温度。
3.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，所述加热电路包括刻蚀于所述印刷电路板的预设层面上的，具有预设线路布局的导电铜箔。
4.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，所述加热开关包括mos管，其中，
所述mos管的集电极与所述电源相连；
所述mos管的发射极与所述加热电路的输入端相连；
所述mos管的门极与所述加热控制器的控制信号输出端相连。
5.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，所述加热控制器为可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电气设备，其特征在于，所述控制电路还与用于控制所述电气设备启动的负载电路相连，所述控制电路用于在控制所述加热电路与所述电源断开后，控制所述负载电路导通。
7.一种电气设备控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的电气设备中的加热控制器，所述方法包括：
在所述加热控制器初始化完成后，获取所述电气设备的印刷电路板的板材温度；
若所述板材温度满足预设加热启动条件，开启加热电路，并开始统计加热时长；
若所述板材温度升高至满足预设加热关闭条件，或，所述加热时长达到预设加热时长阈值，关闭所述加热电路。
8.根据权利要求7所述的电气设备控制方法，其特征在于，还包括：
在关闭所述加热电路后，控制所述电气设备中用于控制所述电气设备启动的负载电路导通。
9.根据权利要求7-8任一项所述的电气设备控制方法，其特征在于，还包括：存储预设参量信息。
10.根据权利要求9所述的电气设备控制方法，其特征在于，所述预设参量信息至少包括：所述加热时长和所述板材温度。
技术总结