标签: BLDC控制

BLDC电机市场近年凭借着其高转速、高扭矩、高效率、低噪音、低震动、低体积、长寿命等优点在市场中非常的火热，被广泛应用于高速风筒、筋膜枪、电动牙刷、电动工具等产品中。 本次Big-Bit拆解为大家带来的产品同样是一款应用了BLDC电机的产品——KICA涡轮风扇，它以强劲的风力和精致的做工而著称，是户外活动和日常使用的理想选择，——可以是风扇、打气筒，在加装配件的情况下它甚至可以是车载吸尘器。 它采用了铝合金材质机身，质感出色，手感舒适，拥有小巧轻便的体型，直径仅3.5厘米，重量仅220克，方便随身携带;990mAh容量的电池更是为其带来了4小时的续航时间。 KICA涡轮风扇不仅做工精致，而且风力也十分强劲。从它在KICA官方旗舰店销售额超1万+，就可以看出它的受欢迎程度。在最核心的地方，这款产品采用了无刷直流电机，最大转速可达100000r/min，风速最高可达11.5M/s。它还拥有4档可调风速，适用于各种场景，可满足不同需求。 一起来揭秘它小巧紧凑却又风力强劲的身体里装了哪些元器件! 【主要元器件】 【KICA涡轮风扇介绍】 打开包装盒可以看到KICA涡轮风筒和两个风嘴，一根充电线等配件。 KICA涡轮风扇基本信息： 型号：KC1 充电输入：5V-2A 产地：中国 制造商：桂林飞宇科技股份有限公司 开关按钮在机身位置，底部有调档位和模式的按钮。四颗LED灯显示档位，一颗LED灯显示电量。 【KICA涡轮风扇拆解】 将KICA涡轮风扇底部打开后可以看到主控板和锂电池包。 锂电池包容量为900mAh，输出电压为11.1V。 锂电池包由三颗14650电池组成，单颗容量1100mAh，输出电压为3.7V。由于KICA涡轮风扇的机身非常的小巧，所以选择了比18650尺寸更小的14650电池，但两种电池容量可以做到差不多。 在电池上还有一块锂电池保护板。 拆开可以看到锂电保护板全貌。 【主控板】 主控电路主要元器件为一颗MCU，三颗驱动MOS和一颗充电管理IC。 MCU 该主控MCU来自中微半导，型号为CMS8M3524，封装形式为SSOP-24。CMS8M35XX系列MCU是中微半导体电机控制产品线助力产品，被广泛应用于筋膜枪、方波吸尘器、电动剃须刀、扫地机器人等典型电机控制领域。 CMS8M35XX系列基于8051内核，主频为48MHz，提供16KB Flash，1.25KB SRAM，16个GPIO，6通道增强型PWM可输出死区可调的互补型PWM;内置采样率100Ksps的12-bit低速 ADC;内置2通道高性能运算放大器，2通道模拟比较器，1通道增益可调的可编程增益放大器;5个16-bit通用定时器;通信接口方面提供2路UART，1路SPI，1路I2C。此外，CMS8M35XX系列还集成了预驱，该涡轮风扇电路用到的CMS8M3524就内置了3P+3N预驱。 该MCU在电路中主要用来控制电机以及LED指示灯的显示。 此次所使用的中微半导CMS8M3524内置P+N预驱，SSOP-24的封装，在和其他MCU封装大小差不多的情况下，集成度更高，能够很好的精简外围电路。该MCU还有着16个GPIO，能够很好地支持涡轮风扇的档位LED显示和电量LED显示。此外，该方案还有着优化的无感启动算法，100%启动成功、有感无感兼容方案，电机兼容广、恒转速控制，限功率控制，优化续航时间、具备输入过欠压保护、过流保护，过温保护、相间短路保护、缺相保护、堵转等保护功能等优势。 电机驱动MOS 该驱动MMOS来自于华润微，型号为CRMM4606，封装形式为SOP-8。CRMM4606是一颗30V互补MOS，里面合封了一颗NMOS和一颗PMOS。它采用了CRM先进的Trench技术，有着极低的导通电阻和较大的持续电流。其Rds(on)仅为25mΩ，持续最大电流Id为7A。 CRMM4606 7A的最大持续电流也能很好的支持电机的高转速，较低的导通电阻也能避免严重发热的情况，这点对于金属机身的风扇来说尤为关键。 CRMM4606在该电路中用来驱动电机。 充电管理IC 充电管理IC来自如韵电子，型号为CN3303，封装形式为SOP-8。CN3303是一颗用于三节锂电池的充电管理IC，其采用恒流和准恒压模式进行充电管理，内部集成有基准电压源，电感电流检测单元，电池电压检测电路和片外场效应晶体管驱动电路等，具有外部元件少，电路简单等优点。 CN3303在该电路中主要用来控制锂电池的充电。 【锂电保护电路板】 该锂电保护电路主要由一颗锂电保护IC和两颗NMOS组成。 锂电保护IC 该锂电保护IC来自富满微，型号为FM3450C，封装形式为SOP-8。FM3450C是一颗3节串联用锂电池保护IC，其内置高精度电压检测电路和延迟电路。 而在锂电保护电炉中使用了经典的一颗保护IC+两颗NMOS的方案。所使用的富满锂电保护IC内置了高精度的电压检测电路，通过检测到的电池电压与Vcu和Vdl比较来控制锂电保护电路中两颗NMOS的开关来实现过充保护和过放保护功能。 NMOS 该NMOS来自AOS，型号为AO4406A，封装形式为SOP-8。AO4406A是一颗30V NMOS，其10V导通电阻为11.5 mΩ;4.5V导通电阻为15.5 mΩ。 该MOS在该电路中用作控制锂电池充电和放电的开关。 以上为全部拆解内容，来一张全家福。 【KICA涡轮风扇使用体验】 在Big-Bit体验的过程中能感受到KICA涡轮风扇的手感非常好，它使用了全金属机身，重量也非常轻，握持起来非常舒服。并且机身非常的小巧，便于携带。该涡轮风扇还配备了不同的风嘴，可以适用于各种场景。 在功能上，KICA涡轮风扇共有四档风力，最高转速可达100000r/min，最强风力达到11.5m/s。风力非常的强劲，用来清理灰尘非常的方便。值得一提的是， 虽然它在做大档位时声音达到了85db，但是对比一般风筒来说，噪音还是小了不少。 【Big-Bit拆解总结】 通过拆解，Big-Bit发现，KICA涡轮风扇中用到了很典型的BLDC控制方案和锂电保护方案。但对比此前的BLDC吹风筒两者的方案还是有些许不同。由于KICA涡轮风扇极小的机身，所以整体的设计要更加的紧凑。在电池方面我们可以看到其使用了体积更小的14650电池，在电路板方面，我们可以从前面的图看到KICA涡轮风扇的主控板和一元硬币大小差不多，整个布板设计也更加的紧凑。 从元器件的使用来看，大多都是SOP-8封装。从方案上来看，此前拆解的风筒方案为MCU+3颗IPM(内置预驱)，而此次KICA所使用的方案为MCU(内置预驱)+3颗驱动MOS。这也是出于紧凑布板的考虑，因为一般IPM(内置预驱)的封装要比MOS的封装更大。 从此次拆解可以看出，在应用端产品轻便化、小体积化成为趋势和潮流的情况下，布板设计也越来越紧凑。这也要求着元器件向高集成度、小体积的方向去发展。 本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载