小型直流風扇工作原理

FAN的基本概念；Q:4010,8025,12025分別是風扇的機種命稱，它們是如何命名的.A:風扇通常是按外型其尺寸來命名的。4010：L=40MM；W=40MM；H=10MM。12025：L=120MM；W=120MM；H=25MM。Q：風扇機種按機構(gòu)是如何劃分的？A：通常以風扇軸心結(jié)構(gòu)分為oneballonesleeve;一個培林加一個銅軸===》價格一般，壽命長twoball; 兩個培林 ===》價格較貴，壽命更長sleeve； 銅軸 ===》價格便宜，壽命短Q：風扇通常外接的PIN線有哪幾種？A：通常按線接分為2PIN,3PIN,4PIN2PINVCC+GND3PINVCC+GND+FG/VCC+GND+RD4PINVCC+GND+FG+PWM/VCC+GND+RD+PWMQ：風扇中的FGRD,PWM,CT,SS,分別指的是什么？A：FG Frenquencygenerator（轉(zhuǎn)速偵測信號）；RDRotatedetection（轉(zhuǎn)動偵測信號）；PWMPulsewidthmodule（脈寬調(diào)制信號）CT Autoshutdownatuorestart（鎖定自啟動）；SS SoftSwich（軟切換）Q:DCFAN通常有哪幾種工作電壓，分別用在什么類的ENDCustomers?A:5VNB12V DTorVGAetc24V OAorSeverssys18V electromagneticoven48V otherindustrialapplicationQ:風扇應用中經(jīng)常聽到的死點（定點）是指什么？A：是指FAN在通電中，通過外力使FAN扇葉停轉(zhuǎn)在某一點，而在將外力撤離后,扇葉無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動,而在這一點通常稱為風扇的死點。Q：風扇在客戶承認測試或生產(chǎn)過程中通常會有哪些測試？A：生產(chǎn)過程：低壓啟動，鎖機測試，燒機測試，異音測試，電流波形測試。測試承認：ON/OFF，高低溫老化測試，鎖機測試1直流風扇的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理（以9141/277為例）1.1直流基本結(jié)構(gòu)概況（1直流風扇機械結(jié)構(gòu)由以下幾個主要部分組成：A外框：塑料壓制而成，一般為正方形,圓形.B葉片：固定在風扇外轉(zhuǎn)子上，外轉(zhuǎn)子為塑料永磁磁環(huán)；C磁條：采用塑料磁盤，經(jīng)充磁機充磁后形成帶有磁體的磁條.D定子：直流風扇的固定不旋轉(zhuǎn)部分.一般為四個大齒構(gòu)成四極，四極上繞有兩組線圈.E轉(zhuǎn)子：葉片和磁條一起構(gòu)成直流風扇的旋轉(zhuǎn)部分.直流風扇電氣結(jié)構(gòu)由以下幾個主要部分組成:A定子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電磁場.B轉(zhuǎn)子：以相同于--轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電磁場速度運轉(zhuǎn)部分.C9141:HALL電壓發(fā)生器，HALL電壓放大器，Schmitttrigg動放大器等一實現(xiàn)對馬達的控制.1.2馬達工作原理HALLIC對磁場強弱及極性變化作出判斷，輸出控制信號以控制馬達風扇的運轉(zhuǎn).（1）當9141最接近永磁轉(zhuǎn)子的S極，在強磁場作用下，霍爾組件產(chǎn)生霍爾電壓，經(jīng)過一系列的信號處理，最終9141PIN3輸出低電位，PIN3導通（9141PIN2輸出高電位），通過紅色線圈L1的電流I1在定子4極，分別產(chǎn)生相對的磁極:耳-S;P-N;P~S;P-N;與轉(zhuǎn)子磁條）4極,發(fā)生磁力作用，推動轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。

(2)當轉(zhuǎn)子S極離開9141,9141PIN3,PIN的DRIVER具有AT時間段共同截至,PIN3,PIN2俞出高電位，避免紅色線圈L1、黃色L2同時工作。依賴轉(zhuǎn)子的慣性，轉(zhuǎn)子N極移到9141處，霍爾組件產(chǎn)生霍爾電壓，經(jīng)過一系列的信號處理，最終9141PIN2輸出低電位，(9141PIN俞出高電位)，通過黃色線圈L2的電流I2在定子4極，分別產(chǎn)生相對的磁極:耳一N;P-S;P-N;J4-S;與轉(zhuǎn)子磁條)4極,發(fā)生磁力作用，推動轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。由于9141根據(jù)感應的磁場強弱及極性變化,不斷切換9141PIN2,PIN的DRIVER交替輪流導通，最終實現(xiàn)馬達的直流無刷電子交換控制，使馬達轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn).2□nitput口ATS2772□nitput口ATS277131oiitpuiUL1.3HALL組件位置的設置HALL傳感器擺放位置不合理會造成換相不良，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、效率低，易產(chǎn)生死點，大小波，噪音等缺點?若扇葉上之N(S)極旋轉(zhuǎn)至HallElement.但HallI并未感應到Brp(Bop而轉(zhuǎn)態(tài)時(如圖)，此時磁帶與線圈之四極磁場即因吸力而停止旋轉(zhuǎn)，形成所謂之死角。在此情況下應為HallI感應度不夠，磁帶磁場過小，或HallI位置不良所造成，改善磁帶部分由圖三之磁帶磁場分布圖可知，在HallI位置不變下，將磁帶之充磁值加大，磁極轉(zhuǎn)換區(qū)角度減小，皆可有利感應，在改善位置部分則由圖三可知HallI應偏移至感應點Bop，Brp處才能感應，故若有死角發(fā)生應為HallI位置偏于磁極轉(zhuǎn)換區(qū)中心，因此將HallI位置略往右達到Bop,BrP立置即可改善死角，另外HallI與磁帶距離愈近則感應到之磁場愈強，所以將HallI更加靠近磁帶，則改善效果將更加顯著，在HallI感應度不夠部分則可改用感應度更好之HallI即可。為了確保風扇能正常運轉(zhuǎn)，建議IC的位置應超前換相點.BrpNSSNBrpNSSN圖1

1.4風扇的結(jié)構(gòu)細節(jié)說明：風扇主要由框架、扇葉包括磁條）、PCB板包括ATS277等）定子線包STATOR和磁鋼）四部分組成。磁條磁條由特殊材料充磁而成；磁條充磁可設定為四極，將磁條展開如下圖一所示：一般將磁條首尾相連，形成一個磁環(huán)，放入扇葉內(nèi)框。NSNSNs\內(nèi)側(cè)（圖一磁條展開示意圖）磁條充磁一般分為內(nèi)充（磁條內(nèi)側(cè)磁場強度最大）和外充（磁條外側(cè)磁場強度最大）兩種方式；6CM以上的風扇均采用內(nèi)充方式，5CM或以下采用內(nèi)充或外充兩種方式。充磁強度一般根據(jù)風扇大小決定.磁條影響風扇性能主要有以下幾個方面：（1） 磁條充磁強度不夠：特別是應用在小風扇中，因IC距離磁條較遠，IC感應到磁條的磁場較弱，反映在磁場強度磁特性曲線較平滑，則IC的切換時間較長，從而易產(chǎn)生感應不良、死點等問題.（2） 磁條充磁不均勻或?qū)ΨQ性較差，IC在N/S切換時間會有差異，同樣會

導致嚴重的大小波，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定等問題. SSHALLICPCB板裝有HALLIC等部件，是風扇的主要構(gòu)成部分之一。HALLICPCB板（圖三HALLIC站立焊接示意圖）PCB板PCB板（圖四HALLIC平貼焊接示意圖）HALL IC的安裝方式：（1） HALL IC站立式焊接，此焊接方式一般應用于不小于5cm的大風扇中IC直接感應到的是磁條的內(nèi)側(cè)面，而磁條的內(nèi)側(cè)面磁場強度是最強，較利于Sensor的感應；所以站立式焊接對IC與磁條的距離要求不太嚴格?出現(xiàn)故障現(xiàn)象（感應不良，死點，波形不良，大小波等）也較少.（2） HALL IC平貼焊接，此焊接方式一般應用于小于5cm的風扇中，由于IC感應的是磁條下面的內(nèi)側(cè)磁場（如圖五所示），此處磁場密度相對較弱，故一般平貼式焊接出現(xiàn)感應不良的現(xiàn)象較多.SN磁條切面HALLIC（圖五HALLIC平貼安裝感應）線包（STATOR）和軟磁材料對于采用177,277/266的風扇，其線圈一般采用雙線并繞的方式；線圈共引出三個抽頭（其中一個抽頭是由倆組線圈的首尾相連而成?如原理圖所示）.線包（STATOR）和軟磁材料：（1）線包的匝數(shù)、特性阻抗直接影響風扇的推力，最終影響到轉(zhuǎn)速的大小等.等.(2)軟磁材料根據(jù)風扇的實際要求配置，一般為3~8片硅鋼片，導磁率越強，定子4極產(chǎn)生的磁場強度越強.2霍爾組件的應用(以9141/277為例講述)2.1動作特性正常情況下APX9141之輸出必為一High(Off),—Low(On),HighLevel為Vcc之電壓丄owLevel為輸出電晶體之飽和電壓，假設Vout1為High,Vout2為Low,有一外加正磁場進入IC時(圖1),當此磁場之高斯值達到IC之正磁場感應值Bop時Vout1之輸出即轉(zhuǎn)Low,Vout2之輸出即轉(zhuǎn)High(圖3),之後即使再加大正磁場或?qū)⒋艌鋈コ?Vout1仍然為Low,N kS\MarkingSurfaceN kS\MarkingSurface圖1t2.29141引腳描述NameP/I/OPin#DescriptionVccP1PositivePower