风扇灯集合了灯和风扇功能,早些年开始就已经流行起来,市场竞争激烈,不断的从蓝海杀到红海,技术方案从继电器到可控硅,从AC到DC不断更新换代。
听朋友说风扇灯AC控制器看上去虽然简单,但能做好的没几家,早期核心技术都掌握在台湾厂家那里。问朋友要了个风扇灯控制器样品,据说是某台湾知名厂商的产品,通过拆解与大家一起学习分析,一探究竟。
如图风扇灯AC控制器一般功能;风扇的开关、三档调速,定时;灯的开关和调光功能。
今天要拆的控制器,美规120V风扇灯控制器,输出控制电机电流最大1.25A,灯部分最大190W。 遗憾的是只有控制器,没有对应遥控,只能干看不能实测了。
拆开后的PCB如下图
如下为通过拆解后,抄出的大概原理方框图,通过原理方框图我们大概能了解到其工作原理:
控制器电路主要由几个功能部分组成:
一、供电电源:采用芯朋微的AP8006非隔离BUCK降压IC,输出12V/200mA,给主控MCU及无线接收模块供电。
二、接收模块部分:采用华普微CMT2210LH的方案模块,主要作用是接收遥控器的无线信号及解码然后输出信号给主控MCU。
三、主控MCU部分: MCU封装为SOP-18,型号为CF73MS18,查不到相关资料。作为整个控制器的核心,主控MCU部分通过接收到的控制信号进行处理,然后输出信号控制T1-T4双向可控硅,从而进行对风扇电机及灯的控制。
如下图单片机控制可控硅原理,需要对交流电的正弦波进行过零检测,在过零点输出脉冲信号,脉冲信号的时间及其延迟时间决定了可控硅的导通角度,从而控制输出有效电压。
四、可控硅控制电路:如图1原理图,通过主控MUC分别输出触发电平控制T1-T3三个双向可控硅对应风扇的三个转速档,T4可控硅主要控制灯的部分。
需要特别注意的是可控硅调速时,除了全导通状态为完整正弦波电压外,其他状态都是断续的电压波形,与电机的线圈相互作用时很容易出现多种脉冲谐振波形,影响风扇正常运转。所以市面上很多控制器都是采用继电器+电容设计调速的,没有掌握核心技术的都不会采用可控硅进行风扇调速。 上图1,T1和T2可控硅,为什么要串联个电感+uf级别的电容?电感为了扼流作用,电容为容抗调速? 这部分工作原理不是十分确定,了解的朋友欢迎帮忙留言解释。
通过拆解,我们了解到了风扇灯AC控制器的主要工作原理,也了解到其主要涉及的技术有哪些:
1.开关电源技术:需要提供一个稳定可靠的低压供电电压。
2.无线技术:无线信号发射和接收。
3.MCU编程技术
4.电子开关控制技术
5.电机技术
由此看到,要做好风扇控制器,设计和生产难度都是非常高的,需要长时间的经验积累和技术沉淀。