無刷風扇矢量控制方案
無刷風扇的作用是利用氣流帶走積聚在散熱鰭片上的熱量。風扇的風量越大,單位時間內流動的空氣就越大,散熱效果越顯著。一般說來風扇的電流越大,風扇的轉速越高。但是風量的大小不僅僅要靠轉速,還取決于扇頁的角度。在扇頁角度一定的情況下,轉速越高,風量越高。通常風扇的規格有6cm、7cm、8cm、9cm,少數散熱器開始使用12cm 超大直徑的風扇,風扇的尺寸和規定通常用四位數字標識,比如8025 代表直徑為80mm,厚度為25mm 的風扇。
風扇的參數:
一、風扇尺寸:
主要指風扇的尺寸大小,一般以風扇外邊長和產品厚度尺寸表示,單位為mm。風扇的規格型號命名常常以尺寸為編號,比如:DC8025,其中的8025 就代表了產品的大小規格。
二、額定電壓:
風扇額定運行下的電壓值,常見的直流風扇電壓普遍為5V、12V、24V、48V、300V 等規格。
三、風扇轉速:
風扇轉速的快慢,單位為RPM(轉/每分鐘),這是風扇一個較重要的參數,高轉速表明可以帶來大風量但也會帶來噪音,生產廠家常常把產品標準化,分為超高(U),高(H),中(M),低(L)等轉速的產品,以供用戶根據自己的情況選擇使用。
四、風量:
衡量一個風扇能力的一個量化指標,單位為立方英尺每分(CFM)。
五、風壓:
標致風流量克服風阻的能力,該指標直接影響通風換氣或散熱的效果,單位為 mm-H2O。
六、噪音值:
是一個重要參數,雖然與通風散熱效果無關,但對不同環境的使用要求很高,單位是dBA(分貝)。
七、軸承系統:
該配置是風扇的靈魂部件,直接關系產品使用的機械壽命。常分為滾珠軸承和含油軸承。
驅動硬件框圖
市面上常見的無刷風扇大多使用8bit MCU,通過BEFM 原理實現控制BLDC,效率低,噪音高。這里我們使用意法半導體推出的32Bit Cortex-M3 微控制器STM32F100C4T6 和TOSHIBA MOSFET 基于FOC 原理單電阻采樣實現對無傳感器的PMSM 類型電機控制,該方案不僅適用無刷風扇,也廣泛適用空調風機、抽油煙機、水泵等電機應用場合。