小风扇驱动电路拆机分析

woniu888 · 发表于 2023-2-17 19:26:01

本帖最后由 woniu888 于 2023-2-17 19:27 编辑

刚买了一个小风扇，没用几天开不了机，只好拆开修下，后来发现是开机按键问题。
闲着没事，顺便把图纸抄了，看看这个电机部分的驱动，不明白那个AD_IO是干嘛用的？大侠们知道不？

gdoujiajia · 发表于 2023-2-17 19:28:10

空载检测

woniu888 · 发表于 2023-2-17 19:37:59

gdoujiajia 发表于 2023-2-17 19:28
空载检测
(引用自2楼)

空载检测有什么作用？

gzhuli · 发表于 2023-2-17 19:39:54

升压电压采样？

cne53102 · 发表于 2023-2-17 19:48:24

在FAN_IO-为高电平时Q3导通将R10下端与GND连接，此时可以从AD_IO获得电机两端的电压，也代表转速。
FAN_IO+则是升压PWM。
所以AD_IO也是升压功能的电压反馈。

PWM占空比由实际输出电压反馈控制，而不是预设的固定占空比，
这样做的好处是当电池电压下降时，每个档位都可以保持输出电压不变。
用户的体验不会随着电量降低而发生变化。

dz20062008 · 发表于 2023-2-17 20:06:30

有刷真的需要这样升压吗

woniu888 · 发表于 2023-2-17 20:08:30

cne53102 发表于 2023-2-17 19:48
在FAN_IO-为高电平时Q3导通将R10下端与GND连接，此时可以从AD_IO获得电机两端的电压，也代表转速。
FAN_IO+ ...
(引用自5楼)

Q3这个MOS管有什么作用，电机工作的时候，Q3需要一直导通的。

woniu888 · 发表于 2023-2-17 20:09:10

dz20062008 发表于 2023-2-17 20:06
有刷真的需要这样升压吗
(引用自6楼)

我这个风扇声音特别小，有没有可能是无刷的？

cne53102 · 发表于 2023-2-17 20:10:41

woniu888 发表于 2023-2-17 20:08
Q3这个MOS管有什么作用，电机工作的时候，Q3需要一直导通的。
(引用自7楼)

Q3可以让电机彻底关闭。
这种升压电路的缺点是即使Q2保持关闭不工作，VCC也会通过L1和D2向外输出电流，所以如果没有Q3的话，电机将无法关闭

cne53102 · 发表于 2023-2-17 20:11:56

woniu888 发表于 2023-2-17 20:09
我这个风扇声音特别小，有没有可能是无刷的？
(引用自8楼)

有刷电机不一定噪声比无刷大，有些有刷电机可以几乎没有声音，录音机里的那种就非常安静

woniu888 · 发表于 2023-2-17 20:18:41

cne53102 发表于 2023-2-17 20:10
Q3可以让电机彻底关闭。
这种升压电路的缺点是即使Q2保持关闭不工作，VCC也会通过L1和D2向外输出电流，所 ...
(引用自9楼)

学习了，谢谢

woniu888 · 发表于 2023-2-17 20:21:08

cne53102 发表于 2023-2-17 20:11
有刷电机不一定噪声比无刷大，有些有刷电机可以几乎没有声音，录音机里的那种就非常安静 ...
(引用自10楼)

据说现在很多好点的小风扇用的电机是无刷的，卖电机厂家提供了驱动板。
像这种带驱动板的，直接供电就能驱动电机吗？

cne53102 · 发表于 2023-2-17 20:44:05

woniu888 发表于 2023-2-17 20:21
据说现在很多好点的小风扇用的电机是无刷的，卖电机厂家提供了驱动板。
像这种带驱动板的，直接供电就能 ...
(引用自12楼)

无刷电机不适合这种调速方式，无刷电机的控制电路供电应该是恒定不变的，通过控制绕组供电或给无刷电机驱动电路一个合适的信号来调速。
驱动板如果没有提供调速功能，则不可调速。

我是一个大白菜 · 发表于 2023-2-17 23:00:22

大神学习了，谢谢讲解

kitten · 发表于 2023-2-17 23:39:04

本帖最后由 kitten 于 2023-2-17 23:40 编辑

cne53102 发表于 2023-2-17 20:44
无刷电机不适合这种调速方式，无刷电机的控制电路供电应该是恒定不变的，通过控制绕组供电或给无刷电机驱 ...
(引用自13楼)

这类风扇都是无刷电机，是那种简易无刷，可以用调压的方式来调速的。不要怀疑，因为我拆过的。

kitten · 发表于 2023-2-17 23:47:24

贴个这种无刷电机的驱动芯片，能想到这个原理做出这个芯片的简直是天才，整个电机一个线圈搞定，比有刷电机还简单，可靠性更不用说了。
https://www.renrendoc.com/p-38370410.html

cne53102 · 发表于 2023-2-18 00:24:46

kitten 发表于 2023-2-17 23:39
这类风扇都是无刷电机，是那种简易无刷，可以用调压的方式来调速的。不要怀疑，因为我拆过的。 ...
(引用自15楼)

不怀疑，确实有，但直接调压的效果很不均匀。风扇这类单相电机尤其是。

cne53102 · 发表于 2023-2-18 00:28:59

kitten 发表于 2023-2-17 23:47
贴个这种无刷电机的驱动芯片，能想到这个原理做出这个芯片的简直是天才，整个电机一个线圈搞定，比有刷电机 ...
(引用自16楼)

是挺有意思。这个就类似两相4线步进电机和两相6线步进电机驱动的区别一样，抛弃了单相3线电机的抽头，使用H桥驱动，原来的两组线圈就也可以简化了，但是铁芯结构不需要改变。原理与普通电脑风扇的单相电机仍然一致。

t3486784401 · 发表于 2023-2-18 00:50:26

cne53102 发表于 2023-2-18 00:24
不怀疑，确实有，但直接调压的效果很不均匀。风扇这类单相电机尤其是。 ...
(引用自17楼)

之前做过直接给无刷调电压的，12V 0.5W 机箱风扇用 3-12V 升压驱动，在低速情况下还是很舒坦的。

这个电压调速不均匀没事，只要能区分三个档就是了，预设好电压范围直接开搞

gzhuli · 发表于 2023-2-18 04:39:55

单相无刷电机靠霍尔换相，转速主要取决于KV值和负载，空载的话输入电压和转速基本呈线性关系，但由于风扇不同转速的负载不一样，最终的电压-转速关系是一个非线性曲线，所以好点的电脑主板BIOS里面允许自定义风扇调速曲线，不过对于桌面小风扇来说固定几档电压区分一下足够了。

jetbo · 发表于 2023-2-18 08:45:12

大神学习了，谢谢讲解

EMC菜鸟 · 发表于 2023-2-18 08:52:02

cne53102 发表于 2023-2-17 19:48
在FAN_IO-为高电平时Q3导通将R10下端与GND连接，此时可以从AD_IO获得电机两端的电压，也代表转速。
FAN_IO+ ...
(引用自5楼)

分析的透彻！

18161319737 · 发表于 2023-2-18 12:54:24

现在已经有ASIC芯片，集成了。

一个按钮，三四个指示灯，电感外置。

消费类的产品，ASIC芯片直接贴板。

liufabing · 发表于 2023-2-18 16:45:04

18161319737 发表于 2023-2-18 12:54
现在已经有ASIC芯片，集成了。

一个按钮，三四个指示灯，电感外置。
(引用自23楼)

这类量大,功能统一的产品,最终单片机及外围MOS等都是被集成IC干掉了

jetbo · 发表于 2023-2-19 01:32:46

18161319737 发表于 2023-2-18 12:54
现在已经有ASIC芯片，集成了。

一个按钮，三四个指示灯，电感外置。
(引用自23楼)

ASIC芯片都有那些品牌和型号？

graycker · 发表于 2023-2-19 09:20:03

kitten 发表于 2023-2-17 23:47
贴个这种无刷电机的驱动芯片，能想到这个原理做出这个芯片的简直是天才，整个电机一个线圈搞定，比有刷电机 ...
(引用自16楼)

一直也好奇单相无刷电机结构简单成本低，为什么很多风机类简单应用场景还没有大规模使用，也就这种小手持风扇看到比较多

lixin91985 · 发表于 2023-2-19 10:00:50

woniu888 发表于 2023-2-17 20:21
据说现在很多好点的小风扇用的电机是无刷的，卖电机厂家提供了驱动板。
像这种带驱动板的，直接供电就能 ...
(引用自12楼)

无刷分三相和单相。很多小风扇都是用的单相无刷电机，控制电路一个HALL就搞定了。

lixin91985 · 发表于 2023-2-19 10:01:24

graycker 发表于 2023-2-19 09:20
一直也好奇单相无刷电机结构简单成本低，为什么很多风机类简单应用场景还没有大规模使用，也就这种小手持 ...
(引用自26楼)

不适合大功率的场合，

Elex · 发表于 2023-2-19 10:14:03

lixin91985 发表于 2023-2-19 10:01
不适合大功率的场合，
(引用自28楼)

无刷电动打磨机就是这样的呀，一两千瓦是有的

18161319737 · 发表于 2023-2-19 10:16:30

jetbo 发表于 2023-2-19 01:32
ASIC芯片都有那些品牌和型号？
(引用自25楼)

没关注

充电头网看拆机图片就知道了。

Elex · 发表于 2023-2-19 10:19:54

graycker 发表于 2023-2-19 09:20
一直也好奇单相无刷电机结构简单成本低，为什么很多风机类简单应用场景还没有大规模使用，也就这种小手持 ...
(引用自26楼)

成本吧，高压的器件比较贵不好做成一体，现在很多无极变速或挡位很多的风扇就差不多这种技术。美的好像还一种方法是用多模拟一相来替代电容移相控制现有的风扇电机。

lixin91985 · 发表于 2023-2-19 11:17:13

Elex 发表于 2023-2-19 10:14
无刷电动打磨机就是这样的呀，一两千瓦是有的
(引用自29楼)

是单相无刷电机？

Elex · 发表于 2023-2-19 11:36:25

lixin91985 发表于 2023-2-19 11:17
是单相无刷电机？
(引用自32楼)

就一组线圈，220V整流后用两对IGBT驱动和换相。因为在高压大功率的时候HALL受附加磁场的影响还是比较大的，加上安装位置偏差，所以换相波形的批量一致性不是很好，带载性能稍差

mkliop · 发表于 2023-2-19 11:56:03

当Q2.Q3工作的时候IO采集的是电机两端电压，当Q2Q3不工作时候采集电池电压

mkliop · 发表于 2023-2-19 12:02:48

无刷电机是中国人在监狱中发明的，貌似叫李洪涛

zwhzwh_11 · 发表于 2023-2-20 08:29:06

mkliop 发表于 2023-2-19 12:02
无刷电机是中国人在监狱中发明的，貌似叫李洪涛
(引用自35楼)

谷歌专利里面搜索”无刷电机”，中文的最早有一个1984年松下电器的藤冈一郎的无刷直流电机的专利。这是不是代表网上李洪涛的是以谣传？

zwhzwh_11 · 发表于 2023-2-20 08:34:19

这是对应的专利

gzhuli · 发表于 2023-2-20 09:49:57

单纯说无刷电机的话19世纪就已经有了，交流同步电机和异步电机都是无刷电机。
直流无刷电机的概念也很早就有，实用是在60年代晶体管普及以后，反正不是什么中国人监狱里发明的玩意。

小风扇驱动电路拆机分析

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