风扇选型与风扇使用设计指南

风扇使用指南

一、概述

1、风机的用途

通风,散热,保持空气流通和空气交换.

2、风机的分类

2．1按供电方式风扇可分为:直流风扇和交流风扇.

直流风扇按直流供电电源常见的有5V，12V，24V，48V，其中48V直流风扇在通信设备中被广泛使用。

交流风扇按交流供电电源分为~110V AC和~220V AC两种，在通信设备中使用不多。

2．2 按风扇形成的气流，风扇可分为:轴流风扇,离心风扇,混合式风扇.

3、风机的基本原理

电磁感应的原理,:磁场对穿过其中的电流产生作用力,作用力的大小满足楞次定律.

无刷直流风扇的运行机理是多组线圈（定子）在通电时，对其外围的环形磁铁（转子）产生反作用力，从而使固定在环形磁铁外的扇叶旋转。由于旋转一周，需要切换线圈中电流的方向，以适应因旋转而发生的磁场极性的变化，因此，电流的方向变换和线圈所加电压的极性变换由控制驱动IC根据一个霍尔传感器探测到的磁场方向来进行相应的调整，每检测到一个N极磁场，驱动IC就分别给各组线圈施加确定的不同方向的电压。且保证整体作用力方向恒定在顺时钟方向（或逆时钟方向）。

控制驱动IC取代传统统有刷方式来切换电流极性的优点在于：可采用紧凑性结构设计，增强了电接触可靠性，消除了传统有刷电机极性切换时的电噪声。

4、典型的带停转告警输出功能的风扇内部电路设计：

5、风扇内部电路设计要素：

5.1) VCC需要C1=0.1uf的电源滤波电容。

5.2)为防止电源极性接反，需要加二极管：D1。

5.3) 马达（绕组线圈）在堵转时，由于Ct检测到马达停时（hall 无输入），将切断OUT1，OUT2，并置ALARM为高电平，电容值与Ton和Toff有关：

Ton=C2*（Vch-Vcl）/Ic; Toff=C2*（Vch-Vcl）/Idc; 典型值依马达机械特性决定，常取值为：0.47uf或1uf。

5.4) 告警输出上拉电阻，典型值为10k。

5.5) 马达（绕组线圈）的驱动三极管参数选择：驱动电流，饱和击穿电流，击穿电压。

在Ion=300mA时，一般选择饱和击穿电流不低于1.5A。

对于48V风扇，三极管击穿电压选择大于160V。

{反向感生电压（俗称“踢回”电压）产生的原因：三极管由Ton—Toff转变时，线圈产生的感生电动势。}

5.6) 保护管的选择：为了保护驱动三极管不被损坏，有两种保护方法：VCB保护法，VCE保护法（常用此法）；

保护二极管应选择击穿电压低于三极管击穿电压的稳压二极管。

三极管击穿电压为160V时。二极管的击穿电压可选为：100V

5.7) 三极管基极工作电流的确定，限流电阻的选取：R4={Vcc-Vce(IC1)-Vbe(Q1)}/Ib,若Ion=300MA,Av=50==>Ib=6MA, Vcc =48V，Vce(IC1)=1.5V，

Vbe(Q1)=0.7V, 那么：R4=7.6K，R11取值一般为1K~10K。

5.8) 当电源电压超过48V时，R1，C2必须使用。R1=（V-VCC）/Iic；Iic（IC的工作电流，一般取4MA,,若V=60V，则R1===>3K

C2取0.01uf~0.1uf陶瓷电容。

5.9) hall IC的位置对其检测灵敏度影响极大：

(1) 为了保证有稳定的输出波形（最理想的峰-峰值是：100mVp-p），机械体系的结构设计必须稳定可靠、设计精密。否则：输出不稳会导致三极管工作电流不稳或过流而烧毁三极管。

(2) hall IC的偏置电流，需要由偏置电阻R2，R3来确定，若偏置电流指标为5MA，那么，R2可取10K，R3可取1.2K。

5.10) 在风扇电源需要经常ON，OFF的情况下，为保护线圈绕组和三极管，加上保护二极管D2是非常必要的。

注：为减少马达（绕组线圈）的峰值工作电流，加快三极管的Toff时间是很有用的，且有助于降低风扇的回声噪音（Echo Noise）.

5、风机的主要技术参数

供电电压,工作电流,告警信号方式，信号限流，风量/风压,噪音,安装方式,安装尺寸,寿命,内部组成(轴承,定/转子结构等)

6、风扇应用电路设计注意事项（以带停转告警输出信号的风扇为例）：

6.1) 电源电压有效输入范围：以48VDC为例，应不超过56VDC, 电源的正、负极性绝对不能反。

6.2) 由于告警信号输出采用OPEN DRAIN方式，因此，告警信号必须接上拉电阻，上拉电压不能超过其标称的额定电压，上拉电阻的大小应保证导通时的电流小于规定的5毫安。

6.3）在带电测试时，告警信号线应绝对不能误插到电源正输入。

6.4)正确的带停转告警风扇的应用电路设计推荐为：

6.5)常见的风扇应用设计不当，这些不当设计在我们公司依然存在：

二、选型指南

1、风机的选型

1)根据结构设计和散热要求,选定风量最小值.根据风道情况和风量-风压曲线,找出特

定产品所要求的风量-风压工作点.

2)供电电压和工作电流要满足最小值要求.

3)信号线输出接口方式及电流选择。

4)根据结构要求,选取合适的安装尺寸

5)噪声容限的确定

6)连续工作寿命要求(包含工作状态和环境温湿度要求)

7)材料的品牌：一般知名度高的品牌有好的质量，在价格谈判中较强硬；知名度一般

的品牌没有知名度高的品牌质量控制能力强，但供货的柔性好；总之，需要考虑与

该品牌以前的合作历史；

8)材料的价格性能比：恰当的使用风扇，是保证风扇的具有良好性价比的最关键因素。

9)材料的批量制造可能性：批量质量特性的一致性。

10)材料在单板设计中的可实现性：电源是否受限？安装是否有特殊要求？是否需要电

噪声隔离？是否需要带电拔插的保护设计？

11)供应商的分类以及状态，优先使用一、三类同时也是合格状态的供应商；

12)供应商的合作愿望可以从供应商提供的技术支持深度以及样品提交的进度

2、外围器件的选择

1)是否需串接其他负载或控制电路

2)告警信号的正确使用(高电平/脉冲等输出的正确检测和控制)

3)是否需要提供特定的电源？系统共地如何实现？

4)原材料的特性选择与要求：参照风扇规格书的特性参数，确定需求是否满足。

3、产品的安装

1)安装方式的选定

2)安装螺钉(螺姆等)的正确选取(M=孔径+0.3mm)

4、品牌分析

按已有风机通用件选型

四、新代码申请说明

一）、在选用风机类材料时，请先在通用件库选型；如果通用件库材料不满足使用条件，可以申请符合通用件原则的新代码；如果不能符合通用件原则，应先考虑使用已有中兴物料代码的材料。新申请的材料应尽量在已认证的品牌和供应商处选取。

风扇选型注意事项：

在正式申请代码前，需充分验证该材料的可供应性，质量可靠性；如果在材料的选用上有问题，可以和所在产品经营团队的物料技术经理或负责代码的物料技术经理进行沟通；需要考虑的因素有：

1）材料的寿命周期阶段：对于新推出的产品以及处于淘汰期的产品，一般不建议规模使用，规避质量风险和供货风险；

2）材料的品牌：一般知名度高的品牌有好的质量，在价格谈判中持较强硬；知名度一般的品牌没有知名度高的品牌质量控制能力强，但供货的柔性好；总之，需要考虑与该品牌以前的合作历史；

3）材料的价格性能比

4）材料的批量制造可能性：对于静电敏感的、对耐热性差的器件不建议使用；

5）材料在单板设计中的可实现性

6）供应商的分类以及状态，优先使用一、三类同时也是合格状态的供应商；

7）材料的供货周期

8）设备类材料的服务满足公司要求的程度。

9）供应商的合作愿望可以从供应商提供的技术支持深度以及样品提交的进度

以上内容，可以作为通用性报告的内容，附加到代码申请单上。

设备/模块类材料应提供和供应商确认过的产品规格书和样品，强制认证资料（需要时），第三方测试报告（需要时），ZTE的测试报告。

定制类材料应提供归档技术图纸或标准以及研发确认的样品测试报告，要求数据完整、准确。需要提供安规认证时必须提供安规认证证书和资料。

原则上不允许独家代码，专用、指定等独家代码申请，必须经过材料专家委员会的评审和审批。

三）正确填写新代码申请单。

1、申请人和项目信息：请正确维护，以方便审核人员在有异议时和申请人沟通，避免延误代码发放。

2、材料信息：

1）材料属类：请选择“XX大类－XX小类－XX次小类”

2） 材料名称（中、英文）：

中文名称示例：

）

3）规格型号：材料型号要求严格按照订货型号填写；如果不是独家供货，一定要把各品牌的兼容型号都写上，型号之间用“//”隔开；

4）技术参数：必须填写，对材料主要指标的描述，可以参考拆分信息中的参数项目。 5）备注栏：附加说明文字，非必填项 6）图纸版本号：定制件必须提供。

5）单位：中英文单位必须选

6）外型尺寸/封装：根据不同材料的需要进行填写，注意填写单位 7）是否贴片：请根据封装进行选择

8）静电敏感度：按照制造工艺，选择相关的静电敏感度等级 9）防潮等级：请根据生产厂商要求，填写正确的防潮等级

10）通用性论证：文件的内容参照前面的（一）、（二）

11）交付时限：即DATECODE 与交货时间点的间隔，按照不同产品确认 12）批次标识说明：需注明批次符号的含义，可以贴附件

13）标识含义：注明材料实物表面各字符的含义，可以贴附件 14）包装要求：注明材料对包装是否存在特殊要求。 15）认证信息：

强制认证要求―― 风扇是关键安全起见，必需要进行3C 、CE 、UL,SA,VDA ，TUV ，FCC 等认证；

国际认证标准―― 国家认证标准―― 行业认证标准―― ZTE 认证标准――

16）储运条件：

湿度范围、易燃易爆、有毒、防磁、腐蚀性强、辐射强、材料对震动挤压的防护特殊要求、温度范围等选项，请根据材料的特性进行选择。

17）使用安装：

使用安装环境、使用手册、图纸及安装操作说明、材料使用及安装时的注意事项， 18）随机资料信息：按需填写 19）样品编号：按需填写

3、拆分信息

1） 厂商规格型号：请严格按照供应商的订货号编写规则填写，一列只能填写一个品牌的

输入方式（交流/直流）

(a)通用型(无基极引线)；(b)通用型(有基极引线)；(c)达林顿型；(d)高速型；(e)光集成电路；(f)光纤型；

(g)光敏晶闸管型；(h)光敏场效应管型

规格型号。

2）物料状态：根据不同材料类别可以在“未打样、打样、小批量、批量”状态中进行选择

3）小批量数量：如果选择小批量，则需要确定小批量的数量

4）参考价格：请填写和供应商确定的初步价格。

5）品牌：应和规格型号对应并保持正确。

6）各个技术参数，分别加以填写描述。

7）对于新供方，请提供准确的供应商名称和联系办法