直流无刷风扇基础技术

1、直流无刷风扇基础技术叶松林2007 年10月31日rev. 00目录1. 风扇基础知识11- 1风扇基本材料构成-11- 2风扇生产流程71-3风扇基本参数2. 风扇转速控制132- 1操作电压调整控制132- 2温度（热敏电阻）控制132-3脉冲调制控制（pwm控制）132-4电压输入控制143. 风扇可靠性及寿命163- 1直流风扇可靠性3- 2交流风扇寿命164. 风扇常见失效174- 1风扇不转174- 2风扇时转时不转174-3风扇无法启动174-4风扇声音异常174-5风扇可靠性试验失效5. 风扇应用185-1风扇选型185-2风扇典型应用6.风扇技术发展趋势18-227.风扇技术

2、标准说明-22page 1 of 22叶松林2007 年10月31日1风扇基础知识风扇按照供电电压类型可分为直流无刷风扇和交流风扇两类，按照入 风面和出风血方向上的差异，可以分为轴流风扇和离心风扇，按照轴承不同，也可分为滚珠轴承风扇和 含油轴承风扇。直流无刷风扇工作原理：风扇转了上存在磁性橡胶磁铁，电路板上霍 尔元件会感应其磁场，以此决定电路对矽钢片上绕线线圈的通断电，两个磁场间产生的吸斥力推动风扇 转动，霍尔同步感应橡胶磁铁磁极后再切换通电线圈，从而使风扇可以持续运转。交流风扇运转原理：交流风扇线圈通电方向本身就在不停切换，所以 不需要霍尔感应即可产生吸斥力，推动风扇运转。风扇广泛应用在家电

3、、it、通讯、制冷、暖机、工业、办公等多个领 域中，只要是需要增强或加快空气流通的环境都可能选用风扇来完成。目前在风扇业界较有名的厂商有ebmpapst>施乐百、台达、nmb、nidec、sanyo denki> rosenberg> comair rotron、avc、adda 等。下面从风扇的材料构成、生产制程、基本参数作简单的介绍：1-1风扇基本材料构成风扇由转子组合(rotor assembly)、定子组合(stator assembly)> 轴承系统(bearing system)弹簧 (spring)、固定环(ring)以及其他一些辅助材料组成。1- 1-1

4、风扇转子转子组合主要包括有扇叶(impeller)、铁壳(case)、磁带(magnet)、轴心(shaft)组成。轴流风扇扇叶一般为翼型(airfoil)叶，离心风扇情况有弧形叶、直板叶、翼型叶，按照扇叶角度又可分为前擎叶和后擎叶。page 2 of 22叶松林2007 年10月31日rev.00风扇扇叶材质一般为pbt+gf(玻纤)，较大尺寸(12cm以上)的风扇可能会采用金属扇叶，此时的材质可能是pa66、铝或飯金结构（多为sgcc）o1- 1-1-2 铁壳风扇铁壳一般是转子磁场的载体，在直流风扇上使用的多为secc冲压，在交流风扇上铁壳兼作驱动磁极使用，所以多为的多为磁性材料35h44

5、0o1- 1-1-3 磁带直流风扇使用的磁带多为bqc14（tdk型号），交流风扇使用铁芯磁极，多使用矽钢片叠片（可参 考矽钢片环节的说明），不使用橡胶磁带。1- 1-1-4 轴心轴心一般选用sus不锈钢材料车削加工，直流无刷风扇一般选用材质sus420o1-1-2定子组合2007 年10月31 hrev. 00定子即风扇上不转动的部分。对直流无刷风扇而言，它包括有矽钢片、 漆包线、电路板、固定框等；对交流风扇而言，它包括有矽钢片、绕线、固定框。一般直接将绕线 线圈叫做定子。1-1-2-1矽钢片矽钢片一般是含硅量在0旷4.8%的硅钢，低硅片含硅2.8%以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机

6、，俗称电机硅钢片；高硅片含硅量为2.8%4.8%,它具冇磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。风扇常用材质为35h440（日本牌号），冲压单片后采用叠片堆砌的方式，层与层之间绝 缘。1-1-2-2漆包线漆包线一般为铜线外部包一层绝缘膜，绝缘膜不同其耐温也不一样, 多数风扇制造厂商选用（聚胺基甲酸脂漆包线（型号为uew),它以polyester-thane树脂为主体的油脂为绝缘皮膜烤漆於导体而成;其的最大特性为可直接焊锡且耐热等级为130°c（b级），如果耐温达不到要 求，则可能选用聚脂漆包线（型号为pew）,它以polyester树脂为主体油脂为绝缘皮膜烤漆於导体

7、而成;其的耐热等级 为155°c（f 级）。1-1-2-3电路板一般交流风扇没有电路板，直流无刷风扇用电路板控制风扇磁极切换, 以达到驱动的目的。风扇电路板裸板材质为fr-4, 一般厚度分为0.8mm> 1.0mm> 1.2mm,又可分为单层板、双层板、四层板。1-1-2-4固定框风扇的扇框一般起固定作用，因为定子固定在上面，同时固定风扇也 是利用扇框上的安装孔。风扇扇框另外一个作用就是导流，部分风扇设计时设计了导流叶，则导流后 静压就更好，从而提高风扇的使用特性。2007 年10月31 hrev. 001-1-3轴承系统轴承是风扇寿命关键器件，其类型包括有滚珠和含油两种

8、。使用含油 轴承，风扇的噪音和成本都相对较低，但是对应扇叶朝下、高温环境或大尺寸风扇（轴流风扇12cm以上，离心风扇7cm以上）的应用，可靠性较低，此时选用滚珠轴承会较好。含油轴承又分为传统含油轴承、液体动压轴承和陶瓷轴承，之所以这 样划分，主要是这几种轴承在设计及工艺上存在一定的差异，传统含油轴承是普通型套筒轴承，日前 很多应用在pc上的风扇都采用这种轴承，液体动压轴承在原来传统工艺基础上在轴心和轴承上均增加油槽, 让润滑油可以在内部循环自润，同时在结构上增加挡油圈、封闭油封及羊毛毡等延缓润滑油挥发。下图是各类轴承对应的寿命、工艺、噪音、价格关系，实际 的寿命数值不一定准确，使用含油轴承的优

9、势在于噪咅小、成本低，在耐温和安装方向上可能不及滚珠轴承设 计的自由度大，因为在高温或者倒立使用的情况下，含油轴承的使用寿命可能会比较低。page 5 of 22叶松林2007 年10月31日rev.001-1-4弹簧弹簧的材质一般为不锈钢，风扇用弹簧依形状可分为塔簧、柱形簧、 膜片弹簧。1-1-5其他材料风扇上还用到一些其它材料，如导线、标签、扌ii环、螺丝、铁网等, 除特别要求外，均非重要材料，而且使用环境不同，选用也不相同，在此不再说明。page 6 of 22叶松林2007 年10月31日rev.00 1-2风扇生产流程1-2-1直流风扇生产流程上图是直流风扇全部材料的组成结构，风扇生

10、产流程分为转子组装、 定子组装、电路板组装和风扇组装几个阶段，下面将依次进行说明。1-2-1-1转子组装流程轴心+塑胶&旳空叶成型>压铁壳->平衡机平衡铁壳冲压>压磁带>充磁转子组装流程中，充磁和平衡是较重耍的制程，充磁后需耍检查充磁 是否饱满（检验高斯和flux值），平衡是否满足要求依据iso1940进行判定。1-2-1-2定子组装流程矽钢片冲压>压绝缘盖>绕线>插pin>理线沾 锡>打耐压定子组装流程中绕线张力需管制，太紧易断线或多针孔，太松则电阻 差异大，

11、线圈容易高出，造成针孔。1-2-1-3 pwb组装流程smd贴片打件-&gt汙插件一>流焊过锡炉pwb制程屮可能造成pwb翘皮、贴片虚焊、接触不良及歪斜，流焊锡炉的温度控制比较关 键。1-2-1-4风扇组装流程焊定了+pwb>焊引出线>穿框,固定定子&gt個定引出 线>装轴承一->装转子>固定转子>低压启动检测>异音检测>电流 波形、转速检测>贴标签&gt；全检->包装如果实际风扇还有控制功能、或需要老化，也要在包装前

12、完成检测。1-2-2交流风扇生产流程交流风扇的生产制造工艺流程和直流类似，交流风扇没有电路板。page 7 of 22叶松林2007 年10月31日rev.001-2-3关键制程1-2-3-1 平衡 平衡的参考标准是iso1940,按平衡照实际情况可分为免平衡、减平衡和加平衡，以平衡 机类型划分又可以分为单血平衡、双血平衡o 一般风扇平衡是采用单面平衡机增加平衡土（泥）的加平衡，部分风扇因为本身成形的不平衡量较大，采用增加平衡铜片或钢片的加平衡方式。 风扇平衡等级要求按照iso1940 是g6.3,1-2-3-2 绕线page 8 of 22叶松林2007 年10月31日rev.00风扇有单线

13、绕和双线并绕。1-2-3-3 充磁充磁制程在风扇制程屮是相当重耍的一个环节，如果充磁不饱满，则 可能出现风扇无法启动、转速达不到要求等情况。1234过锡炉，流焊风扇电路板上部分零件无法以smd方式打件，需要以手插件过锡炉的方式来完成，则锡炉温度必须格控制，否则可能出现空焊或smd掉件等问题。1-2-4特殊制程1-2-4-1 老化(burn-in)老化一般是在50°c下进行，老化的时间一般在4小时左右，老化的方法有两种，一种是全速，一种是开/关的方式。老化是希槊过滤掉smd过程、绕线、焊线及流焊过程中可能存在的虚焊、空焊以及短路。1-2-4-2 耐压绕线插pin沾锡后进行耐压测试，一般

14、是700vdc/5s,检查过滤绕线过程可能存在的短路。page 9 of 22叶松林2007 年10月 31日rev.00 1-3风扇基本参数1-3-1风扇环境参数操作温度范围，是由风扇的使用温度范围，所选用电子零件温度工作 范围、电子零件温升、线圈温升以及轴承润滑油耐温共同决定该参数。一般风扇的使用温度在-10-70°c（部分高转速风扇可能为jo60°c）,特殊应用可能要求为-40-70°c,也可能要求可使用在较高温度，如90°co温度存储范围，是指在该温度范围内储存风扇不能对其可靠性及使用 性能产生不良影响。风扇的存储温度一般为-4070 °

15、;c o1-3-2风扇电气参数启动电压，即风扇最小可启动电压，输入该电压风扇马达产生的转矩 可达到启动所需要的最小转矩。同尺寸风扇转速较低，启动也相对困难一些。厂商的启动电压通常都 定义在室温下。操作电压范围，指风扇可以运转的电压操作区间。电压操作范围由选 用电子零件电压工作范围、电子零件温升和线圈温升决定，同系列风扇一般低速的电压操作范围较大,而最该一档转速的范围会缩小，这是因为在最高转速档电流较大，产生热量较大，从而导致各个电子零 件及线圈温升较大，为保证达到安规温升要求和使用稳定性，控制温升而将电压使用范围缩小。电流涉及到风扇实际功耗，是比较重要的参数。风扇的电流分为启动 电流(in-r

16、ush current)> 额定电流(rated current)和安规电流(safetycurrent),其中额定电流和安规电流一般会标注在规格书上，而启 动电流通常都不会标注，启动电流有时比额定电流小，有时比安规电流大, 所以有时会影响到整机的运转，部分风扇采用了软启动(soft-start)设计，启动电流较小不会影响到整 机开局。功耗就是使用时电圧和电流的乘积。应用到电源上的风扇其功耗值尤 其重要，因为电源本身提供功率，风扇消耗功率，减小功耗就意味着增加了输出，提高了电源利用效率。 一般如果没有特殊要求应选用风压较小、风量合适的风扇，这样耗掉的功率相对较低，噪音也较小。转速是风扇的

17、基本参数，同尺寸风扇转速越高风压风量及噪音值也就 越大，所产牛的电流及功耗也就越人，转速的单位是rpm (revolution perminute)o转速数据一般用转速计测量,有时也用散频仪测量，在电路可以以风扇的fg (f00)信号侦测，风扇失效停转侦测则一般采用rd (r00)信号。风扇转速控制方式一般包括有调压控制、pwm脉冲控制(又分为ic控制和mcu控制)、逻辑控制和电压控制四种。在轴流风扇pq曲线上存在一个失速区，一般应用需耍避开这个区域，因为失速区 的风压风量及转速均不稳定，而噪音值则较大。1-3-3风扇性能参数制造商所提供的最大风压是指无风量输出吋的风压，最大风量是指在 自由场

18、(空气自由流动，无阻碍的情况)条件下的风量输出，而标注噪音值即该条件下的噪音值，而 实际应用中由于散热部件会阻碍空气的流动，造成一定的阻抗，克服该阻抗，风扇需要丁作在一定风压下。 实际上风扇就是在一定风压条件下输出风量，供部件散热，此时的风量可能在倍最大风量之间，而噪音可能比自由场下的噪音大。对于同一个系列的风扇，在转速差异不超过30%的情况下，上述参数近似存在以下关系式:q1/q2二n1/n2； pl/p2= （n1/n2） 2； db2=dbl+60*lg（n2/nl）（英中q-风量、p为风压、n为转速、db为噪音值）1-3-4风洞、无响室风洞分为入风式风洞和抽风式两种，依照风压测量范围又

19、划分为微型 风洞（20cfm以下）、小型风洞（300cfm以下）、中型风洞（1000cfm以下）、大型风洞（1000cfm以上），风洞可以用来测试系统 的阻抗曲线（system resistance curve）。风洞的测试误差一般在+/1.5%左右。无响室按照吸音材料覆盖面数量差异分为全无响室和半无响室，全无 响室是六个面都覆盖有吸音材料，半无响室底面是光滑钢板，测试时用于声音反射。无响室测试噪音值 一般在+/-0.5db-a左右，不同厂商的情况存在一些差异，所测试的风扇噪音值必须至少比其背景噪音高8db-a （考虑到各厂商实际背景噪音可 能存在的水分，可以适当增加35dba)。page 1

20、0 of 22叶松林2007 年10月31日rev.00风压风量的测量在按照amca210-85 (现在已经是amca210-95)标准制作的风洞上进行，自曲场下的噪音测量在按照iso3745定义的无响室进行，一定背压下的噪音值(模拟真实应用下的噪音值)测量在按照is010302定义的背压箱上进行。风量的单位为cfm (cubic feet per minute),部分厂商为cmm (cubic meter per minute),或者m3/h (cubic meter per hour),如果是lfm (linear feet per minute)就需要以流量q除以出风面积s,即lfm=q

21、/so风压的单位为mmh20,部分厂商使用inch h20 或pa,则需要换算，linch h20二25.4mm h20二25.4x9.8pa。噪音的单位为db-a,这个单位适用于声压、声强和声功率，通常所说的噪音指的是 声压。附图四：风洞和无响室附图五：系统阻抗曲线及pq曲线1-3-5风扇转速侦测及控制参数转速侦测（fg信号），即在风扇正常运转时信号线会输出一个方波信号, 该信号可反映实际转速，透过计算可达到实际转速值。fg信号高电平为vcc+/-10%,低电平为00.5v,电流一般为5ma以下。如图ts为风扇运转一圈的周期，通过信号反馈出的波形数可以计算转速,计算方法为n=（l/ts）*6

22、0/ 马达级数，得到的转速单位为rpm,风扇规格书上一般会注明马达级数。page 11 of 22叶松林2007 年 10 月 31 brev.00失效报警（rd信号），即在风扇正常运转时会输岀一个低电平，在风扇 不转时输入一个高电平，rd信号的电压输入一般在5-28v z间，低电平为0.5v以下，高电平可到50v,电流为5ma以下。下图为对应的简单电路及波形。转速控制方式有很多种，常见的有输入电压调整控制、温度（热敏电阻）控制、pwm控制、逻辑电路控制、电圧信号控制等。极性保护，是指风扇在正负极反接时，为防止烧死或起火而设计的一种短路功能，此时风扇电路将处于断路状态。软启动功能是指在风扇启动

23、阶段对输入电路中的电压进行方波切换,使风扇能够启动但转速的增加比一般风扇启动要慢很多，这样启动电流就可以控制比较小。锁住（堵转）保护，是指在风扇被堵转时会自动切断电源，以避免风扇 内部马达温度上升造成烧死，或将电流维持在一定范围内，96小时不起火。堵转即断电的风扇会每隔几 秒启动一次。过电流保护，是指在输入一个超过风扇运转的电流时风扇会口动切断电路，避免被烧死或起火，此时风扇也会每个几秒启动一次。过压保护，通常有两种设计，一种在输入超出电压范围的电压时风扇 内部电路电压保持在额定电压，此时风扇转速与额定状态下一致，另一种设计是在此情况下以风扇马 达线圈及电子零件温升为准，超过温升，电路会自动切

24、断，温度下降后会自动重启。1-3-6风扇可靠性参数风扇平均失效时间称为mttf,通常将10%风扇地平均失效时间定义 为风扇寿命，即lloo按照ipc9591的要求，外观破损、电流超过初始测量值15%、转速低于初始测量值 30%、噪音大于初始测量值3db-a之中满足一条即视为失效。滚珠轴承风扇的寿命通常定义为 70000hrs(40°c),含油轴承寿命比滚珠轴承低。绝缘强度，直流风扇定义为500vdc下风扇扇框和引出线正极间绝缘 电阻最小值为lomeg欧姆，交流风扇与滞留风扇相同。各家定义不一样，可参数实际编码下厂商的定义数据。耐压，直流风扇定义为将600vac/60hz电加载在风扇扇

25、框和引出线正 极间1分钟内电流不超过5ma,交流风扇定义为1800kvac不击穿。各家定义不一样，可参数实际编 码下厂商的定义数据。绝缘等级，一般风扇定义为” a”等级，也有部分风扇定义为” f”等 级。各绝缘等级对应耐温参数如下：绝缘等级yaebfhc耐温（°c） 90 105 120 130 155 180 200/220/2501-3-7其他参数防水防尘，即ip防护等级。对应各数字含义及实验方法、设备等参 考iec60529,下表为数字含义说明文件：接触保护和外來物保护等级（第一个数字）防水保护等级（第二个数 字）第防护范围第防护范围个数字名称说明数字名称说明page 12 o

26、f 22叶松林2007 年 10 月 31 hrev.000无防护-0无防护1防护50mm直径和更大的固体外來体探测器，球体直径为50mmz不应完全进入1水滴防护垂直落下的水滴不应引起损害2防护12.5mm直径和更 大的固体外来体探测器，球体直径为12.5mm,不应完全进入2柜体倾斜15度时，防护水滴柜休向任何一侧倾斜15度角时，垂直落下的水滴不应引起损害3防护2.5mm直径和更大的固体外來体探测器，球体直径为2.5mm,不应完全进入3防护溅出的水以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害4防护1.0mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为1.0mm,不应完全进入4防护喷水从每个方向对准柜

27、体的喷 水都不应引起损害5防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害5防护射水从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害6灰尘封闭柜休内在20毫巴的低压时不应进入灰尘6防护强射水从每个方向对准柜体的强射水都不应引起损害注：探测器的直径不应穿过柜体的孔7防护短时浸水柜体在标准压力下短时浸入水中时，不应有能引起损害的水量浸入8防护长期浸水可以在特定的条件下浸入水 中，不应有能引起损害的水量浸page 13 of 22叶松林2007 年 20 月 31 hrev.002. 风扇转速控制2- 1输入电压调整控制在风扇操作电压范围内，通过调整输入电压值来控制风扇转速是成本 较低的一种

28、转速控制方式。风扇的转速在操作电压范围内与输入电压是一种近线性关系，所以透过电 压控制可以得到线性控制关系，由于操作电压范围内转速的范围较窄，相对可控制的范围就不会很大，准确度也不太好。如果输入方波电压控制，则所选用的频率不能太小，否则就会造成可靠性问题，因为这样控制风扇类似在不停启动，容易对轴承造成损害，同时还可能产生明显的切换噪音和振动。2- 2温度控制即在一定温度a°c下风扇转速固定，且较低，功耗和噪音均较小，在 一定温度b°c以上风扇达到全速，功耗和噪音相对大一些，这种控制方式的着眼点是温度较高时散热耍求较大，需要较高转速才能达到，而在系统内温度较低时仅需要较低的风

29、压风量散热，此时可以将风扇转 速调整到较低的水平，同时也可以降低噪音和功耗。这种电路设计可以在风扇电路上增加，也可以在外部 设计增加。下图是使用热敏电阻，继电器等相关设计的简单图纸，供参考。2- 3 pwm控制pwm控制风扇引出线中有一根为转速控制线，给该控制线输入一个 方波电压信号来控制风扇线圈通断电，以达到控制转速的目的。风扇mcu控制切换占空比，可以将转 速控制得比较精确，同时也可以将风扇控制在较低转速，以达到较低散热耍求吋最大降低功耗和噪咅冃标。 目前使用pwm控制转速，如果是线page 14 of 22叶松林2007 年10月31日rev. 00性关系，可以选用的设计方式有单片机控制

30、、mcu控制和ic控制等几种方式。ic控制电路只能设计为线性或近线性关系，mcu控制可以以程序设定, 所以控制曲线在形状上就没有很严格的限制。2- 4电压控制转速控制线输入otov的控制电压信号对风扇转速进行控制，即电压控制转速，在此 控制电压下，止负极的电压输入变化一样会引起转速的变化。page 15 of 22叶松林2007 年 20 月 31 hrev.003. 风扇可靠性及寿命3- 1直流风扇可靠性及寿命3- 1-1低温储存试验低温储存试验室为了验证低温下储存的可靠性，在40°c下储存72 小时，再在40°c下以最低启动电压启动并运转48小时，如无问题则在-10&#

31、176;c f储存48小时，再在最低 启动电压下启动并运转48小时。3- 1-2高温运转试验在最高操作温度下,一部分在最高操作电压下运转，一部分在最低操作电压下运转，运 转时间为72小时。高温运转时间是为了验证高温下的运转可靠性。3- 1-3扇叶锁住试验在室温下，将扇叶锁住，上面覆盖棉布，输入最大操作电压，试验持 续24小时，看风扇是否会烧死或棉布是否会起火，同时点风扇内转子的温升，看是否会超出其承受范 围。在试验完成后继续进行耐压测试，以500vdc/60s的试验条件完成后检查是否正常运转，拆开看风扇是 否有烧死的情况发生。3- 1-4高温开关试验在最高温度下验证，输入额定电压进行通断电试验

32、，通断电的时间间 隔以风扇达到全速及完全停止为准，实验时间为48小时。3-1-5湿度暴露试验温度为最高操作温度，湿度设定为90-95%,部分设定为不运转，部 分设定为运转，运转时输入额定电压运转，实验时间为10天。3-1-6振动试验振动频率为5500hz,振动位移为0.75mm(10g),震动为x,y,z轴， 每次振动为2小时，每轴振动cycle数为10 o3-1-7机械冲击试验冲击波形为半正弦波，冲击强度为100g,冲击方向为x, -x,y,-y,z, -z,每次冲击持续时间为6ms,每 个方向冲击3次。3-1-8热冲击试验低温设定为-40°c,高温设定为85°c,温度点

33、停留时间为30分钟，转 换时间为5分钟以下，循环数为10个。3-1-9温度循环/电压开关试验低温设定25°c,高温设定为85°c,通电电压设定为额定电压，开关 时问为3分钟开/3分钟关，温度点停留试验为24小时，转换时间为1小时以内，循环数为2个。3-1-10弹跳试验正弦波，输入peak值为40g,持续时间为6ms,冲击方向为x, -x, y,- y,z? -z,每个方向冲击次数为4200次。3-1-11防尘试验温度为室温，湿度为25-75%,持续时间为8小时，部分额定电压下 运转，部分不转，粉尘类型依据实际应用的情况制定。3-1-12防水试验依据iec60529完成。3-

34、1-13盐雾试验依据gr63完成3-1-14寿命试验在70°c（或更高，只要风扇内部温升在该温度下不会超过即可）下，额定电压下运转looohrso3- 2交流风扇可靠性及寿命试验（略）page 16of 22叶松林2007 年 10 月 31 hrev.004. 风扇常见失效4- 1风扇不转风扇不转分为两种情况，一种是通电有电流但不运转，一种是没有电 流。造成风扇不转有很多可能的原因，如电路不通（电子零件烧死、电路板不通、引线断线、电路板 虚焊、电路板翘皮等）、感应之霍尔ic烧死、磁带未充磁、线圈烧死等，出现情况较多的是电路不通和线圈 烧死。检查的时候这两项也比较直观，拆开就可以见到

35、。烧电子零件烧线圈绕线断线烧驱动ic接触端子不良pwb翘皮造成失效的原因有厂商制程控制不良，导致电子零件烧死及线圈破皮烧死，有pwb翘皮和端子接触不 良，有耐压测试电压过高，导致失效的，也有线圈断线的情况。4- 2风扇时转时不转或半转风扇时转时不转失效表现为在部分停顿点可启动，部分停顿点不能启 动，启动后风扇一会快一会慢，不能到全速。这一般是风扇绕线线圈烧了一组（或有一组断线、接触不 良），或是霍尔ic工作不正常，输出有部分损坏。4- 3风扇无法启动风扇无法启动，即上电风扇不能运转。该失效分为两种情况，一种是 在最低启动电压不能启动，一般是风扇转了本身充磁不饱满，或磁带和霍尔ic感应较差；一种

36、是在 额定电压附近无法启动，此时失效可认为和4.1的情况一样。4- 4风扇声音异常系统设计与风扇干涉或导致风扇严重变形会产生磨擦的声音，由于风 扇本身结构上干涉（材料变形、设计余量不足、制程不良）产生的磨擦声音，风扇本身振动较大或风扇 与系统共振产生的声音，风扇转速切换产生的声音等都有可能判定为异常的声音。异常声音具体表现形式包 括有人耳能感受到的”很响”，”周期性往复的明显高低声（如嗡嗡嗡，吱吱吱）”。4- 5风扇可靠性试验失效可靠性试验失效，可能不转或者声音异常，一般很少电流超标或转速 超过最小值，造成失效的原因基本由三种，分别是电路设计不合理造成烧死，轴承选用或使用不合理 造成异常声音，

37、以及制程造成材料缺陷产生失效。page 17 of 22叶松林2007 年10月31 hrev. 005. 风扇应用5- 1风扇选型使用风扇就是解决内部散热，而内部散热的情况只冇在实际测试以后 才能得到真实的结果，但在设计之初产品细节设计尚未完成，测试基本不可行，为解决这个问题，一 般使用软件进行模拟，常用的软件有flue nt、icepak 等。单个风扇选型应用的原则包括有1) 实际可满足散热耍求；2).选用供应商主流标准件，但非发明专利风 扇;3).低噪音;4) 成本低；5) 低功率；6) 寿命及可靠性可以满足要求；7) 兼容性好，可替代；8) 耍求必须有所需其他功能(如转速控制、各种保护

38、、操作电压范围、操作温度范 围、绝缘等级、防电磁干扰等等)。风扇整体选用原则包括有1) 整体可满足散热要求；2) .幣体占用空间较小；3) 整体可靠性好；4) .整体成本低；5)整体可装配性好；6).整体功耗低。5- 2风扇应用原则5- 2-1不应用风扇失速区失速区就是风扇运转过程中对应状态不稳定的区域，在该区域内风扇的转速、风压、风量均不稳定，噪音几乎最大。离心风扇不存在失速区，轴流风扇存在，应用时应尽 量避开。5- 2-2风扇串/并联使用原则同一尺寸及转速风扇串联使用，系统内风扇风压会增加，风量会增加 较多（在自由场下两个风扇一起运转的风量为单个风扇风量2倍，风压会有少许增加，自由场即无阻

39、抗场），如果系统的阻抗很大 （零件很密集），这种应用方法实际效果不佳。并联使用时，风压增加较多，风量增加 较少，这种应用方式适合应用在零件密集的系统。实际应用时可能会采用多个风扇才能达到要求的散热效果，具体以设 计耍求为准。page 18 of 22叶松林2007 年10月31日rev.005- 2-3噪音叠加原则两个风扇一起应用时，真实的噪音是两个风扇的噪音叠加出来的，叠 加的原则如上图，即一个55dba的风扇和一个51dba的风扇叠加后得到的噪音为56.4dbao 5-2-4抽风/送风选用原则现有应用风扇送风和抽风，一般采用的是同一种风扇，仅在安装方向 作改变。实际部分制造商有专门设计的抽

40、风风扇，只是因为性能差异不大，未能在市场上形成主流产 甜而没有被采用。风扇送风时，受系统内受阻影响，产生紊流，空气的流动效率降低, 同时风扇的应用点维持在较高的风压下，噪音也较大。抽风时在系统内形成层流，流动效率较好，所 以散热效果相对会好一些，但抽风使风扇长期工作在较高温度下，寿命会有一定折损。5-2-5整体设计优化选用风扇时再满足散热要求的前提下，需要从整体考虑成本、功耗和 占用空间，下面是两种atca 系统散热设计的实例，page 19 of 22叶松林2007 年10月31日图中第一种选用了两个离心风扇(x2)抽风，第二种选用了轴流风扇(x6)吹风，考虑到冗余这两种风扇都有转速控制设计，成本上相差不大，散热效果、噪音方面离心风扇可能稍好一些，但装离心风扇的服务器占用空间会大一些。系统内安装风扇，需要注意其空气流动效率