DC风扇（直流风扇） 的电路设计详解
以下是 DC风扇（直流风扇） 的电路设计详解，涵盖 有刷/无刷电机驱动、PWM调速、温控功能 等核心模块，并提供典型电路示例：1. DC风扇基础分类[*]有刷直流风扇
[*]结构简单，成本低，需定期更换碳刷（寿命较短）。
[*]适用场景：低端家电、车载小风扇。
[*]无刷直流风扇（BLDC）
[*]高效率、长寿命，需电子换相（霍尔传感器或FOC算法）。
[*]适用场景：PC散热、工业设备、高端家电。
2. 核心电路设计(1) 有刷DC风扇驱动电路
[*]H桥驱动（正反转+调速）：
[*]芯片方案：L9110S、DRV8871（集成MOSFET）。
[*]电路示例：plaintext
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MCU_PWM ──┬───电机──┬─ GND │ │ 电流检测电阻 12V/5V电源
[*]关键参数：
[*]PWM频率：1~20kHz（避免人耳可闻噪声）。
[*]电流检测：采样电阻（如0.1Ω） + 运放放大信号。
(2) 无刷DC风扇（BLDC）驱动电路
[*]三相全桥驱动：
[*]芯片方案：
[*]集成驱动（如EG2104 + N-MOSFET）。
[*]专用IC（如TI DRV10987，内置FOC算法）。
[*]霍尔传感器接口：
[*]3路霍尔信号 → MCU编码器模式检测转子位置。
[*]无感FOC方案：
[*]通过反电动势检测换相（需MCU算法支持，如STM32 FOC库）。
3. 调速与控制逻辑
[*]PWM调速：
[*]MCU输出PWM信号控制电机平均电压（占空比0%~100%）。
[*]软件实现：c
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// STM32 HAL示例（定时器PWM输出）HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, duty_cycle);
[*]温控调速：
[*]NTC热敏电阻 → ADC采样 → MCU动态调整PWM占空比。
[*]逻辑示例：plaintext
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if (温度 > 30°C) → PWM = 50%if (温度 > 50°C) → PWM = 80%
4. 电源管理
[*]输入电源：
[*]12V/24V DC适配器，或锂电池（如18650，需充电管理）。
[*]电压转换：
[*]降压芯片（如LM2596）将输入电压降至5V/3.3V供MCU。
[*]保护电路：
[*]反接保护：二极管（如1N5408）或MOSFET理想二极管电路。
[*]过流保护：自恢复保险丝（PPTC）或电流限制电路。
5. 状态反馈与用户接口
[*]转速反馈：
[*]霍尔传感器输出脉冲 → MCU计数器测速（RPM）。
[*]LED指示：
[*]RGB LED显示风速档位或故障代码（如过温红灯闪烁）。
[*]按键/遥控：
[*]轻触开关切换档位，或红外接收头（如HS0038）解码遥控信号。
6. 典型应用电路BLDC风扇驱动示例（EG2104 + MOSFET）plaintext
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MCU_PWM_A/B/C │ ┌─┴─┐ ┌─┴─┐ Q1 Q2 Q3 Q4(N-MOSFET, 如AO3400) │ │ └──三相电机──┘ 霍尔传感器 → MCU_TIM_Encoder
7. 设计注意事项
[*]EMI抑制：
[*]电机线加磁环，电源输入端加π型滤波（LC电路）。
[*]散热设计：
[*]驱动MOSFET需贴散热片（如TO-220封装）。
[*]软件保护：
[*]堵转检测（电流突增时关闭PWM输出）。
8. 进阶功能（可选）
[*]无线控制：
[*]蓝牙模块（HC-05）或Wi-Fi（ESP8266）连接手机APP。
[*]自动启停：
[*]人体红外传感器（HC-SR501）检测有人时启动风扇。
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