小型直流风扇工作原理

FAN的基本概念；Q:4010,8025,12025分别是风扇的机种命称，它们是如何命名的.A:风扇通常是按外型其尺寸来命名的。4010：L=40MM；W=40MM；H=10MM。12025：L=120MM；W=120MM；H=25MM。Q：风扇机种按机构是如何划分的？A：通常以风扇轴心结构分为oneballonesleeve;一个培林加一个铜轴===》价格一般，寿命长twoball; 两个培林 ===》价格较贵，寿命更长sleeve； 铜轴 ===》价格便宜，寿命短Q：风扇通常外接的PIN线有哪几种？A：通常按线接分为2PIN,3PIN,4PIN2PINVCC+GND3PINVCC+GND+FG/VCC+GND+RD4PINVCC+GND+FG+PWM/VCC+GND+RD+PWMQ：风扇中的FGRD,PWM,CT,SS,分别指的是什么？A：FG Frenquencygenerator（转速侦测信号）；RDRotatedetection（转动侦测信号）；PWMPulsewidthmodule（脉宽调制信号）CT Autoshutdownatuorestart（锁定自启动）；SS SoftSwich（软切换）Q:DCFAN通常有哪几种工作电压，分别用在什么类的ENDCustomers?A:5VNB12V DTorVGAetc24V OAorSeverssys18V electromagneticoven48V otherindustrialapplicationQ:风扇应用中经常听到的死点（定点）是指什么？A：是指FAN在通电中，通过外力使FAN扇叶停转在某一点，而在将外力撤离后,扇叶无法继续转动,而在这一点通常称为风扇的死点。Q：风扇在客户承认测试或生产过程中通常会有哪些测试？A：生产过程：低压启动，锁机测试，烧机测试，异音测试，电流波形测试。测试承认：ON/OFF，高低温老化测试，锁机测试1直流风扇的基本结构及其工作原理（以9141/277为例）1.1直流基本结构概况（1直流风扇机械结构由以下几个主要部分组成：A外框：塑料压制而成，一般为正方形,圆形.B叶片：固定在风扇外转子上，外转子为塑料永磁磁环；C磁条：采用塑料磁盘，经充磁机充磁后形成带有磁体的磁条.D定子：直流风扇的固定不旋转部分.一般为四个大齿构成四极，四极上绕有两组线圈.E转子：叶片和磁条一起构成直流风扇的旋转部分.直流风扇电气结构由以下几个主要部分组成:A定子：产生旋转的电磁场.B转子：以相同于--转子产生的旋转电磁场速度运转部分.C9141:HALL电压发生器，HALL电压放大器，Schmitttrigg动放大器等一实现对马达的控制.1.2马达工作原理HALLIC对磁场强弱及极性变化作出判断，输出控制信号以控制马达风扇的运转.（1）当9141最接近永磁转子的S极，在强磁场作用下，霍尔组件产生霍尔电压，经过一系列的信号处理，最终9141PIN3输出低电位，PIN3导通（9141PIN2输出高电位），通过红色线圈L1的电流I1在定子4极，分别产生相对的磁极:耳-S;P-N;P~S;P-N;与转子磁条）4极,发生磁力作用，推动转子逆时针转动。

(2)当转子S极离开9141,9141PIN3,PIN的DRIVER具有AT时间段共同截至,PIN3,PIN2俞出高电位，避免红色线圈L1、黄色L2同时工作。依赖转子的惯性，转子N极移到9141处，霍尔组件产生霍尔电压，经过一系列的信号处理，最终9141PIN2输出低电位，(9141PIN俞出高电位)，通过黄色线圈L2的电流I2在定子4极，分别产生相对的磁极:耳一N;P-S;P-N;J4-S;与转子磁条)4极,发生磁力作用，推动转子逆时针转动。由于9141根据感应的磁场强弱及极性变化,不断切换9141PIN2,PIN的DRIVER交替轮流导通，最终实现马达的直流无刷电子交换控制，使马达转子不停地旋转.2□nitput口ATS2772□nitput口ATS277131oiitpuiUL1.3HALL组件位置的设置HALL传感器摆放位置不合理会造成换相不良，转速不稳定、效率低，易产生死点，大小波，噪音等缺点•若扇叶上之N(S)极旋转至HallElement.但HallI并未感应到Brp(Bop而转态时(如图)，此时磁带与线圈之四极磁场即因吸力而停止旋转，形成所谓之死角。在此情况下应为HallI感应度不够，磁带磁场过小，或HallI位置不良所造成，改善磁带部分由图三之磁带磁场分布图可知，在HallI位置不变下，将磁带之充磁值加大，磁极转换区角度减小，皆可有利感应，在改善位置部分则由图三可知HallI应偏移至感应点Bop，Brp处才能感应，故若有死角发生应为HallI位置偏于磁极转换区中心，因此将HallI位置略往右达到Bop,BrP立置即可改善死角，另外HallI与磁带距离愈近则感应到之磁场愈强，所以将HallI更加靠近磁带，则改善效果将更加显著，在HallI感应度不够部分则可改用感应度更好之HallI即可。为了确保风扇能正常运转，建议IC的位置应超前换相点.BrpNSSNBrpNSSN圖1

1.4风扇的结构细节说明：风扇主要由框架、扇叶包括磁条）、PCB板包括ATS277等）定子线包STATOR和磁钢）四部分组成。磁条磁条由特殊材料充磁而成；磁条充磁可设定为四极，将磁条展开如下图一所示：一般将磁条首尾相连，形成一个磁环，放入扇叶内框。NSNSNs\內側（图一磁条展开示意图）磁条充磁一般分为内充（磁条内侧磁场强度最大）和外充（磁条外侧磁场强度最大）两种方式；6CM以上的风扇均采用内充方式，5CM或以下采用内充或外充两种方式。充磁强度一般根据风扇大小决定.磁条影响风扇性能主要有以下几个方面：（1） 磁条充磁强度不够：特别是应用在小风扇中，因IC距离磁条较远，IC感应到磁条的磁场较弱，反映在磁场强度磁特性曲线较平滑，则IC的切换时间较长，从而易产生感应不良、死点等问题.（2） 磁条充磁不均匀或对称性较差，IC在N/S切换时间会有差异，同样会

导致严重的大小波，转速不稳定等问题. SSHALLICPCB板装有HALLIC等部件，是风扇的主要构成部分之一。HALLICPCB板（图三HALLIC站立焊接示意图）PCB板PCB板（图四HALLIC平贴焊接示意图）HALL IC的安装方式：（1） HALL IC站立式焊接，此焊接方式一般应用于不小于5cm的大风扇中IC直接感应到的是磁条的内侧面，而磁条的内侧面磁场强度是最强，较利于Sensor的感应；所以站立式焊接对IC与磁条的距离要求不太严格•出现故障现象（感应不良，死点，波形不良，大小波等）也较少.（2） HALL IC平贴焊接，此焊接方式一般应用于小于5cm的风扇中，由于IC感应的是磁条下面的内侧磁场（如图五所示），此处磁场密度相对较弱，故一般平贴式焊接出现感应不良的现象较多.SN磁條切面HALLIC（图五HALLIC平贴安装感应）线包（STATOR）和软磁材料对于采用177,277/266的风扇，其线圈一般采用双线并绕的方式；线圈共引出三个抽头（其中一个抽头是由俩组线圈的首尾相连而成•如原理图所示）.线包（STATOR）和软磁材料：（1）线包的匝数、特性阻抗直接影响风扇的推力，最终影响到转速的大小等.等.(2)软磁材料根据风扇的实际要求配置，一般为3~8片硅钢片，导磁率越强，定子4极产生的磁场强度越强.2霍尔组件的应用(以9141/277为例讲述)2.1动作特性正常情況下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Low,Vout2之輸出即轉High(圖3),之後即使再加大正磁場或將磁場去除,Vout1仍然為Low,N kS\MarkingSurfaceN kS\MarkingSurface圖1t2.29141引脚描述NameP/I/OPin#DescriptionVccP1PositivePower