DC直流风扇电路工作原理分析
直流风扇电机的基本工作原理
直流风扇电机的基本工作原理直流风扇电机的基本工作原理根据供电方式的不同，电机有直流电机和交流电机两种类型。
电脑中使用的风扇电机为直流电机，供电电压为＋12V，转速在1000～10000转／分之间。
直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。
它由定子、转子和换向器三个部分组成，如图3。
定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分。
转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组。
当绕组中有电流通过时产生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用。
由于定子是固定不动的，因此转子在力的作用下转动。
换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。
在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路联接。
当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁场。
可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢得以旋转，如图4。
/viewthread.php?tid=327&extra=page%3D1液态轴承的结构转子利用轴承与外壳之间实现动配合。
风扇的扇叶固定在转子上，因此，当转子旋转时，扇叶将与转子一起转动起来。
普通风扇一般采用滚珠轴承（如图5），而高档风扇为了提高运转的稳定性和增加使用寿命，通常采用更为先进的液态轴承（如图6）。
图5 滚珠轴承图6 液态轴承的结构无刷直流电机原理图直流电机是利用碳刷实现换向的。
由于碳刷存在摩擦，使得电刷乃至电机的寿命减短。
同时，电刷在高速运转过程中会产生火花，还会对周围的电子线路形成干扰。
为此，人们发明了一种无需碳刷的直流电机，通常也称作无刷电机（brushless motor）。
无刷电机将绕组作为定子，而永久磁铁作为转子（如图7），结构上与有刷电机正好相反。
无刷电机采用电子线路切换绕组的通电顺序，产生旋转磁场，推动转子做旋转运动。
无刷电机由于没有碳刷，无需维护寿命长，速度调节精度高。
1 DC风扇运转原理
1 DC風扇運轉原理：根據安培右手定則，導體通過電流，周圍會產生磁場，若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸力或斥力，造成物體移動。
在直流風扇的扇葉內部，附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。
環繞著矽鋼片，軸心部份纏繞兩組線圈，並使用霍爾感應元件作為同步偵測裝置，控制一組電路，該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。
矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠磁鐵產生吸斥力。
當吸斥力大於虱扇的靜摩擦力時，扇葉自然轉動。
由於霍爾感應元件提供同步信號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向，可依佛萊明右手定則決定。
2 AC風扇與DC風扇的區別。
前者電源為交流，電源電壓會正負交變，不像DC風扇電源電壓固定，必須依賴電路控制，使兩組線圈輪流工作才能產生不同磁場。
AC風扇因電源頻率固定，所以矽鋼片產生的磁極變化速度，由電源頻率決定，頻率愈高磁場切換速度愈快，理論上轉速會愈快，就像直流風扇極數愈多轉速愈快的原理一樣。
不過，頻率也不能太快，太快將造成啟動困難。
3認識風扇啟動電壓：有那些因素影響啟動電壓?啟動電壓意即風扇最低運轉工作電壓，是比較風扇優劣的一項特性，通常淨摩擦系數較低的風扇，以及配台較低工作電壓的霍爾IC才能使風扇於較低電啟動。
影響風扇啟動電壓的因素，有：1.繞線設計是否恰當。
2.矽鋼片磁滯損失大小。
3.霍爾lC的最低工作電壓。
4.電晶體放大倍數高低。
5.橡膠磁鐵的充磁強度。
6.扇葉的重量。
7.軸承的摩擦系數高低。
8.電晶體飽和電壓高低。
9.是否有反向保護二極體。
4那些因素造成風扇死角? 所謂風扇死角是指風扇置於某些角度情況下不能依規定電壓啟動。
測試方法就是將風扇各極依序調整置於霍爾IC 之前，然後將電壓緩慢調高直到啟動，若各極在小於規定電壓值之前啟動，代表合格，若有高低差異，啟動電壓超出規定者，稱為死角。
影響風扇啟動電壓的因素，有：1.橡膠磁鐵各極充磁不均。
2.HALL IC感應靈敏度太差。
3.橡膠磁鐵充磁磁場太弱。
5充磁極數與風扇轉速：極數多代表磁場變化速度快，磁場變化速度快代表頻率增加，頻率增一方面提高矽鋼片能量轉換效率，使相同電流值能作較多的功，得到較高轉速，所以，轉速與極數係成正比關係。
DC风扇运转原理
DC风扇运转原理DC风扇是指使用直流电源供电的风扇，其运转原理是基于电磁感应和电机转动的原理。
DC风扇的核心部件是电机，其中的转子和定子之间通过电流产生的磁力使得电机转动，从而驱动叶片产生风力。
具体来说，DC风扇通常采用无刷直流电机（BLDC motor）或有刷直流电机（brushed DC motor）。
无刷直流电机是DC风扇中常见的类型，它由转子、定子、永磁体和电子控制电路组成。
在无刷直流电机中，定子上的线圈通过与电源交替连接，产生一个旋转的磁场。
而转子上的永磁体受到定子磁场的作用，随之旋转。
转子上的永磁体受到定子磁场的引导，永磁体产生的磁力不断与定子线圈之间的磁力相互作用，使得转子不断旋转。
转子上的旋转运动通过轴传递到风扇叶片上，驱动叶片产生气流。
有刷直流电机是另一种常见的电机类型，它由转子、定子、巴尔门刷和电子刷组成。
在有刷直流电机中，定子上的线圈通过切换巴尔门刷和电子刷的接触，产生一个旋转的磁场。
当电流通过巴尔门刷时，磁场与转子上的永磁体相互作用，使得转子旋转。
转子的旋转运动通过轴传递到风扇叶片上，驱动叶片产生气流。
无论是无刷直流电机还是有刷直流电机，其转子的旋转运动都是由与定子线圈或刷子之间的磁力相互作用产生的。
而电机的旋转是由电流的增加和减小控制的。
通过电子控制电路可以调节电机的电流大小，从而控制风扇叶片的转速和风力大小。
需要注意的是，DC风扇的运动不仅与电机的原理有关，还与风扇叶片的设计和空气动力学有关。
风扇叶片的形状和数量会影响风扇产生的气流大小和风力的强弱。
此外，DC风扇还可能配备一些调速器和传感器，以实现风速的调节和温度的监测等功能。
总结起来，DC风扇的运转原理基于电磁感应和电机转动的原理。
通过提供适当的直流电流，电机中的磁场可以驱动转子旋转，进而驱动风扇叶片产生气流。
通过电子控制电路可以控制电机的电流大小，从而调节风扇的转速和风力大小。
直流电风扇原理
直流电风扇原理
直流电风扇是一种利用直流电源驱动的风扇。
其工作原理如下：
1. 直流电源供电：直流电风扇通常使用直流电源供电，通常电压为12V或24V。
直流电源可以通过插座适配器或电池提供。
2. 电机：直流电风扇的核心是电机。
电机通常使用直流无刷电机（BLDC）或有刷电机。
BLDC电机由电枢和永磁体组成，
电枢上有通电线圈，永磁体产生磁场。
电流通过电枢线圈时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，使电机转动。
3. 转子和叶片：电机转子上固定有叶片，当电机转动时，叶片也会一起旋转。
叶片的形状和数量可以影响风扇的风量和风速。
4. 供电和控制电路：直流电风扇还包含供电和控制电路。
供电电路将直流电源的电压转换到合适的电压供给电机。
控制电路用于控制电机的转速和功率，通常通过调节电压或使用PWM （脉宽调制）信号来实现。
5. 风力产生：当电机转动时，叶片也旋转，产生气流。
气流的产生受到叶片的形状、数量和电机转速的影响。
风扇的转速越快，产生的风力越大。
由于直流电风扇使用直流电源供电，可以通过控制电压和电机转速来调节风量和风速。
它通常比交流电风扇更省电，并且在低电压下也能正常工作。
直流电风扇在家居、办公室和汽车等各种场所都有广泛应用。
DC风扇知识培训教材
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第八章 风扇常使用的电子零件
232
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9
倍率数 1Ω 10Ω
100Ω 1KΩ 10 KΩ 100 KΩ 1MΩ 10MΩ
50C
字母 A 倍率 1
B
C
D
E
X
F
10 100 1000 1000 -10 -100
第四章 DC风扇的电气特性
1. 额定电压: 风扇正常运转所需要的固定电压.(伏特:V) 2. 电压使用范围: 风扇能正常运转的电压范围. 3. 起动电压: 规定一额定电压(低电压),插上电源让风扇通电检测是否运转.(伏特:V) 4. 额定电流: 在风扇正常运转(额定电压条件下)时最高的电流.(安培:A) 5. 额定功率: 在额定电压与额定电流下的功率.(瓦特:W): 计算公式:W=I*V(功率=电流*电压) 6. 转速: 在环境25度,湿度百分之65以下,开机运转测试的运转转速.(转/每分:RPM) 7. 运转方向: 风扇扇叶的运转方向(逆时针或顺时针方向). 8. 风流方向: 风扇运转时出风的方向. 9. 风压和风量: 风压就是风的压力[mm/H2O(inch/H2O),风压水柱多少毫米(英 寸)]；
第七章 DC风扇的常见不良原因与分析
5. 碰桌: 5.1. 扇叶变形 5.2. 磁浮调整不佳 5.3. 磁性不良 5.4. 组立末压到位(装配尺寸不佳)
6. 低电流(在规格电压下): 6.1. 线圈断线 6.2. 阻抗值高(低)于允差范围 6.3. 导线焊反或插错电源 6.4. 零件点空焊
7. 高电流:(在规格电压下): 7.1. 阻抗值偏见小 7.2. PC板短路,线圈线匝短路 7.3. 磁性不良 7.4. 培林与合铜不同心
什么是DC直流电风扇？DC扇的原理、与AC电风扇的差异介绍
什么是DC直流电风扇？DC扇的原理、与AC电风扇的差异介绍随着科技进步，许多家电用品也跟着改良，希望能够提高生活品质。
电风扇可说是夏季不可缺少的生活小家电，而在一般的传统电风扇之外，近几年也推出了「DC电风扇」，号称更省电、更安静、更舒适，不过价格也比一般的AC电风扇要高上不少。
到底DC电风扇和AC电风扇的差异在哪里，什么情况下该选择DC扇呢？这篇将一一解答。
一般电风扇使用AC交流电 DC扇使用DC直流电一般传统电风扇又称为AC电风扇，与DC扇最大的差异就在于马达与供电设计。
传统AC电风扇使用的是交流电，也就是一般插座所提供的电力，构造相对简单，而DC电风扇则会透过整流器，先将电流从交流电转为直流电，再透过与永久磁铁或线圈之间的电磁效应，带动扇叶旋转。
AC电风扇是透过类似开关的机制，控制驱动线圈的数量，因此在风扇的强弱上只能够有少量的段数可调整。
而DC电风扇由「可变电阻」或PWM精准地控制直流电，也因此能够制造出无段调整、或是超低速旋转的效果。
▲AC交流电与DC直流电的介绍影片。
▲DC马达的运转方式。
DC电风扇的马达损耗也较AC电风扇来得少。
(无刷马达的介绍影片可点此。
)DC电风扇价格较高但较少损耗、安静、省电DC电风扇的技术与构造都比较复杂，价格相较AC电风扇要高上不少。
然而因为DC电风扇内部比较少摩擦，风量可以控制比较多段，也就减少了机器马达损耗，同时降低了运转时的声音。
也因为上述的原因，相较于传统AC电风扇，DC扇要更加省电，有些配置智慧节能效果的DC扇甚至只需要AC扇三分之一的耗电量。
不过也因为如此，DC扇的风力普遍较小，如果想要有大风量吹凉的话，仍然需要寻找AC电风扇。
▲DC直流马达能够节省使用的电量，如果再搭配温度感测、风量自动调节的话，相较AC电风扇能够省下不少的电费。
(图片来源：Panasonic)DC扇价格较高且风量力道较弱虽然DC扇相对省电，但是和AC电风扇相比，价格可以到几倍以上的差距。
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第五章 DC风扇的可信懒性
1. 逆接保护(反向保护): 在正常电压下逆接电源不会发生异常. 2. 扇叶锁住保护: 额定电压锁住72小时内不烧毁. 3. 通常一般风扇的预期寿命:
第七章 DC风扇的常见不良原因与分析
1. 异音: 1.1. 扇叶,外框毛边 1.2. 合铜毛刺 1.3. 培林不良 1.4. 没点油或油量太少 1.5. 油有杂物或沾性太大 1.6. 轴心磨花 1.7. 卡簧与合铜面磨擦 1.8. 弹簧与培林磨擦
2. 卡件: 2.1. 装配尺寸不佳,卡线架,卡PC板,卡支架等 2.2. 零件高件,外移 2.3. 外框变形卡支架 2.4. 磁框变形,磁条接合面毛边
DC风扇知识培训教材
第一章 基本原理 第二章 DC风扇的结构 第三章 DC风扇的分类 第四章 DC风扇的电气特性 第五章 DC风扇的可信懒度 第六章 DC风扇测试的一般标准 第七章 DC风扇的常见不良原因与分析
第八章 风扇常使用的电子零件
第九章 使用风扇注意事项
第一章 基本原理
根据安培右手定则，导体通过电流，周围会产生磁场，若将此导体置于另一固 定磁场中，则将产生吸力或斥力，造成物体移动。在直流风扇的扇叶内部，附 着一事先充有磁性之橡胶磁铁环，轴心部份硅钢片缠绕两组线圈，并使用霍尔 感应组件作为同步侦测装置，控制一组电路，该电路使缠绕轴心的两组线圈轮 流工作。硅钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于 风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号，扇叶因 此得以持续运转，至于其运转方向，可依安培右手定则决定。
直流风扇三根线原理
直流风扇三根线原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊直流风扇三根线的原理，这可有意思啦！你看啊，这直流风扇就好比是一个小团队。
这三根线呢，就像是团队里的三个关键人物。
一根线是电源线，那就是团队里的活力担当呀，给整个风扇提供动力，让它能转起来，就像给团队注入了无限的能量。
还有一根线是控制线，这就像是团队的指挥家。
它能决定风扇转得快还是慢，就如同指挥家决定着音乐的节奏一样。
它能根据我们的需要，让风扇乖乖听话，该快快，该慢慢。
最后一根线呢，是地线。
这地线就像是团队里的稳定器呀！它虽然不起眼，但作用可大了去了。
它能保证整个风扇安全稳定地运行，要是没有它，那可就麻烦啦，说不定风扇会出啥乱子呢。
你想想，要是没有电源线，风扇还能转起来吗？那肯定不行呀！就像一个团队没有了动力，还怎么做事呢？要是没有控制线，风扇就只会一个速度转呀转，多无趣呀，也没办法满足我们不同的需求啦。
而要是没有地线，那风扇运行起来就没个保障，说不定啥时候就出问题咯。
所以说呀，这三根线缺一不可，它们相互配合，才能让直流风扇好好工作。
这就跟我们人一样，在生活中，每个人都有自己的角色和作用，大家相互协作，才能把事情做好呀。
你再想想，这三根线就像我们生活中的不同方面。
电源线就像我们的梦想和目标，给我们前进的动力；控制线就像我们的自律和规划，让我们能合理地安排自己的生活；地线就像我们的品德和底线，保证我们走在正确的道路上。
咱平常使用直流风扇的时候，可能不会特别去想这三根线的事儿，但它们一直在默默地工作着呢。
就像我们身边那些默默为我们付出的人，我们有时候也会忽略他们，但他们真的很重要呀！这直流风扇三根线的原理虽然不复杂，但却蕴含着大道理呢。
它们告诉我们，一个小小的东西，都有它存在的意义和价值。
我们在生活中也不要小瞧任何一个细节，任何一个人，因为说不定什么时候，他们就会发挥出巨大的作用呢。
总之呢，直流风扇三根线的原理看似简单，实则很有意义。
大家以后再看到直流风扇的时候，可别只是觉得它能吹风就完啦，要想想这背后三根线的故事呀！这多有意思呀，是不是？。
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2
PMOS截止,U4 NMOS截
止,電流方向如右圖電流1
所示,
四.HALL IC感應電路及信號輸出電路
A.U2為HALL IC 用以感 應磁條的磁場
B.當扇葉旋轉,磁條也就 在旋轉, 那麼HALL IC 感應到磁條磁場的切 換 , 第三腳輸出高低電 平, 直接傳送到U5程序 控制IC , 程控IC通過磁 場的變換頻率運算出 風扇的轉速, 從而調節 PWMA,PWMB的輸出 占空比, 從而調節轉速
C.HALL IC第三腳輸出電 平經過Q1轉換輸出相 同頻率的方波即信號 波形
12V電源輸出波形
2.各IC用穩壓電路:
A.采用LM7805得到穩定的電壓輸出 B.使用限流電阻加電容,使輸入穩定 C.積納二极體保護穩壓IC的輸入在額定範圍內
LM7805穩壓IC
5v穩壓電源輸出
限流電阻
積納二极體 保護穩壓IC
二.轉速控制電路
1.控制IC電路:
A.采用電阻分壓電路得到模數轉換的基準電平
C.磁場的作用力(同性相斥異性相吸):
在磁性物質當中,N极與S极是相對應的
即在任一磁性物質當中都存在著N极與
S极, 兩個磁性物質的作用
力為同极相斥異极相吸
F
FБайду номын сангаас
S
N
S
N
一.風扇電磁動力原理
2.磁介說明 軟磁與硬磁物質: 在通電或在磁場的影響下會產生磁性, 但當斷開電后或無磁場時則又不帶磁 性, 這類物質稱為軟磁性物質(例如矽 鋼片); 當斷開電后或無磁場時物質仍 保留一些磁性,這類物質稱為硬磁(例如 磁條,在充磁后則保留磁性).
三.線圈驅動電路
A.U3,U4驅動MOS ; 該零件 集成一個NMOS和一個 PMOS; 電流可達6A , VDS 耐壓30V
B.Q2,Q3,Q4,Q5為U3,U4的推
動管, Q2,Q4受到程控IC
的控制, 當Q2導通時Q4截
止, 當Q4導通時Q2截止 ;
1
從而使當U3 NMOS導通 則U4 PMOS導通 , U3
前言
隨著IT行業的發展, 電腦CPU運行速度飛速提 升,其CPU因高速運算所產生熱量越來越多,因 此對CPU的散熱系統要求越來越高.為了滿足 更高性能散熱又節約能源程控風扇就運用而 生了.程控風扇在高精度轉速及節約能源方面 較傳統IC控制風扇有著較大的優勢.
內容
一.直流風扇電磁動力工作原理 二.典型電路工作原理
一.風扇電磁動力原理
3.磁條充磁后磁場狀況
充磁后相當於具有四條磁鐵緊靠在一起;
在磁條的圓形空間中形成四個磁場
在N极與S极的相接處磁場強度
N
S
S
N
最強
磁框
磁條
N
S
S
N
N极与S极相接處 磁場強度最強
一.風扇電磁動力原理
4. 未通電時磁條与矽鋼片的狀況 未通電狀況下的磁條相對矽鋼片位置如下 圖;即磁條的四個磁場最強處位於與矽 鋼片開口處; 磁場強度最強與矽
實例DS9238-12HBPA電路分析
一.電源供應電路
1.線圈12V供電電路: A.輸出前端采用二极体可防止線圈反向電壓對電腦電 源的反向沖擊 B.同時用兩顆整流二极体,用以增大整机可承受電流 C.風扇在進行高轉時12V電源輸出波形如下圖
12V電源輸出 兩顆同規格整流二极体 用以增大整機承受電流
鋼片開口處相對應
N S
磁框
矽鋼片
S N
磁條
N
S
S N
線圈
程控風扇的特點
1.程控IC的PWM模組輸出功能對風扇起到了精準的轉 速控制
2.啟動時間長,對風扇工作狀態具有一定檢測能力 ,例 如對風扇鎖死反應快立即切斷線圈電源從而避免不必 要的燒毀
3.程序IC對轉速曲線的精度主要取決於IC的數模轉換 精度,以及內部存儲器大小
當這兩顆電阻有問題時,則會造成轉速曲線
整体偏移.
B.LIMIT腳用於限流,保護MOS驅動IC,當MOS
驅動IC輸出很大的電流時, LIMIT腳位貞測
到該訊號,程控IC立即切掉峰值電流,從而保 20#腳
護了MOS驅動IC
峰值電流 檢測腳
A/D轉換 基準電平
C.程控IC各引腳功能說明: R0:風扇信號輸出腳 F0:HALL IC感應輸入腳 HA/HB:交替控制輸出腳與PWMA/PWMB共 同工作 PWMA/PWMB:脈沖調寬輸出腳,對轉速控制 LIMIT:限流保護偵測腳位 SIGNAL:模擬量輸入腳 , 外部轉速控制信號 經電路轉換后的電壓信號輸入腳
一.風扇電磁動力原理
1.電磁基礎
A.磁
任何一個具有磁性的物質那麼它就會存在著
兩個磁极,我們定議為N极與S极;极端磁場強
度最強(磁性最強),中間磁場強度弱
S
N
B.電磁的產生:
線圈在通電的狀況下產生磁場;
磁場的方向為:線圈電流的流入 N
S
方向逆時針方向90度為磁場N
极,正時針方向90度為S极
一.風扇電磁動力原理