基于單片機的無葉風扇方案（附BOM）

2020-03-24 09:46:24閱讀量：4632來源：應用于與分享

即將進入4月，南方已經(jīng)大熱。真是天將降大熱與斯人也，必須要準備消暑利器了，一臺無葉風扇既時尚有清涼。

無葉風扇也叫空氣增倍機，無葉風扇的靈感源于空氣葉片干手器。空氣增倍器是讓空氣從一個繞著圓環(huán)放大器轉(zhuǎn)動的細小切口里吹出來。由于空氣是被強制從這一圓圈里吹出來的，通過的空氣量可增原先的15倍，它的時速可達到35公里。空氣增倍器的空氣流動比普通風扇產(chǎn)生的風更平穩(wěn)。因為沒有風扇片來“切割”空氣，使用者不會感到階段性沖擊和波浪形刺激，同時避免意外接觸頁面產(chǎn)生的危害。

下面我們來解析一下，無葉風扇的原理。

1、交流轉(zhuǎn)直流電路



輸入交流電220V；需要輸出15V的直流電源，以上是非常經(jīng)典的MP150非隔離電源電路。為了得到更精準的穩(wěn)定電壓，電路中添加光耦反饋電路，利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。

2、電源檢測與降壓電路



輸入電壓經(jīng)過分壓，可被MCU直接檢測，可做電路保護作用；15V直流電壓經(jīng)過78L05降壓的到5V電壓，給MCU使用。

3、控制核心：MCU

選用的是松翰的32位機：SN32F7051BF，松翰單片機在家電市場的占有率和口碑都還是很不錯的。（由于庫存問題，BOM中選用STM32F051K6T6替代）



在這里MCU負責檔位設置與切換、指示運行狀況，最主要的作用就是電機控制。

4、無刷直流電機

無葉風扇主要使用的電機類型是無刷直流電機。電機驅(qū)動是個很復雜的過程。



以上是無刷電機的三相全橋驅(qū)動電路，使用六個N溝道的MOSFET管(FMD3N50E5)做功率輸出元件，工作時輸出電流可達數(shù)十安。

使用IR2101作為MOS管的驅(qū)動，IR2101是雙通道、柵極驅(qū)動、高壓高速功率驅(qū)動器。單片機通過輸出可控制的PWM信號驅(qū)動IR2101。

5、無刷電機過零點問題

無刷電機通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，傳輸給MCU，MCU適時切換線圈中電流的方向，保證產(chǎn)生正確方向的磁力，來驅(qū)動電機。



6、指示運行狀態(tài)

共陽，通過改變陰極電平實現(xiàn)LED的亮與滅，指示各種工作狀態(tài)。

7、BOM 主要器件(點擊商品編號可查看產(chǎn)品詳細信息)

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