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直流無(wú)刷電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)信息智能網(wǎng)

自制一款USB電扇電機(jī)改裝DIY設(shè)計(jì)方案
2022-06-19

在USB電扇已經(jīng)很常見(jiàn)了，網(wǎng)上隨便可以低價(jià)買到。里面的電機(jī)分為有刷和無(wú)刷兩種。我拆過(guò)的有刷USB電扇都非常劣質(zhì)，里面的電機(jī)貌似是舊DVD機(jī)的拆機(jī)貨；而無(wú)刷也有優(yōu)劣之分，有的硅鋼片非常少，銅線也細(xì)。這種電扇實(shí)在是太疲軟了，不爽啊。必須要改裝！我挑了好久，找到一個(gè)質(zhì)量感覺(jué)還可以的電機(jī)拿來(lái)改裝，分享一下改裝過(guò)程。 因?yàn)槲抑白隽艘恍?shí)驗(yàn)，把電機(jī)和電路板搞完了，所以本文的圖片都是改裝后的電機(jī)，不過(guò)不影響原理的理解。 所有USB電扇里無(wú)刷電機(jī)都是雙相無(wú)刷電機(jī)，用一個(gè)霍爾元件換向，電機(jī)原理參考這里。改裝之前最好了解電機(jī)工作原理，不然出了問(wèn)題不知道怎么解決。 第1步，拆開(kāi)電機(jī)。 看一下電機(jī)背面，會(huì)發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上有一個(gè)卡扣，用鑷子把卡扣拆除。 卡扣拆掉后，就可以把轉(zhuǎn)子拔出來(lái)了，注意卡扣很小，不要弄丟。 可以看到霍爾元件和4股銅線頭連到電路板上，其中2股并在一起，共3個(gè)焊點(diǎn)。（我這圖里的電機(jī)是改裝以后的，只看見(jiàn)3根銅線，實(shí)際上剛拆的時(shí)候是4根） 第1.5步，電機(jī)原理的一點(diǎn)補(bǔ)充。 這里要靠蠻力把定子從塑料座上拆下來(lái)，挺費(fèi)勁的，建議戴上手套，避免硅鋼片把手劃傷。 我改裝后的電路板圖片放在后面，有點(diǎn)亂，不過(guò)沒(méi)有關(guān)系，電路板不重要，不同的電機(jī)電路板的畫法是不一樣的，只看我這塊電路板沒(méi)有參考價(jià)值，要理解原理。 之前的電機(jī)原理參考鏈接說(shuō)明了電機(jī)的運(yùn)行原理，但是沒(méi)有電路原理，再加上我這改裝以后的電路板和導(dǎo)線一塌糊涂，所以有必要把原理圖畫一下。我找到了276的數(shù)據(jù)手冊(cè)，276和277差不多，原理一樣的。 電路圖就是這樣，注意線圈A、A‘雖然分開(kāi)繞，但是線是一根，B、B’也是一樣，所以抽頭是4根，有2根并在一起接到VCC（5V），所以電路板上會(huì)有3個(gè)焊點(diǎn)。如果理解了之前電機(jī)原理參考鏈接里電機(jī)運(yùn)行的規(guī)則，就知道線圈A（A‘）、B（B’）是輪流通電的，所以我改裝的目標(biāo)就是讓線圈A（A‘）、B（B’）同時(shí)通電，這樣就可以提高輸出功率。此外，霍爾元件的耐壓雖然能到20V， 但是持續(xù)電流最大只有0.4A，如果直接給電機(jī)提高電壓，霍爾元件會(huì)過(guò)流燒毀，感興趣的可以嘗試一下，嘿嘿。 第2步，改裝電路。 那么，為了讓線圈同時(shí)通電，就必須在每次換向時(shí)切換線圈電流方向，顯然，這里最好的選擇是上雙H橋。 上某寶隨便搞個(gè)雙H橋模塊，不到5元錢。芯片是MX1508，控制邏輯也很簡(jiǎn)單。我只寫出來(lái)1路的邏輯，芯片里有2路。 分析下原來(lái)的控制邏輯和現(xiàn)在的控制邏輯。 因此，只要把新邏輯套用在雙H橋上就可以了。對(duì)應(yīng)邏輯如下：（太長(zhǎng)了，紙不夠用了，這里用表格表示……） 注意電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的IN1和IN4、IN2和IN3分別連到一起。看這個(gè)邏輯，是不是和上面的新邏輯一樣。 然后就是電路改裝了，按照上面表格第一行對(duì)應(yīng)關(guān)系把線圈、霍爾元件和雙H橋模塊連起來(lái)。原來(lái)的B2和A2是共用一個(gè)焊盤的，現(xiàn)在要分開(kāi)，所以要割線、刮綠油，創(chuàng)造出來(lái)新的焊盤；剩下的地方該割的該刮的也都細(xì)心處理下?？次绎w線大法。 再說(shuō)一遍：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的IN1和IN4、IN2和IN3分別連到一起。 注意霍爾元件內(nèi)部是開(kāi)漏輸出，沒(méi)有上拉能力，所以DO和DOB要加上拉電阻。 雖然MX1508數(shù)據(jù)手冊(cè)里說(shuō)控制邏輯電平最高是5V，而我這樣子上拉到VCC肯定超了，不過(guò)管它呢，先試試再說(shuō)，燒了再換，也不貴。后來(lái)試過(guò)并沒(méi)有燒，可能是因?yàn)殡娏骱苄“伞? 第3步，裝回去，通電試機(jī)。 管他三七二十一，直接上12V，小風(fēng)扇它嗖嗖的轉(zhuǎn)~~~ 最后，一點(diǎn)額外的事情。 1. MX1508數(shù)據(jù)手冊(cè)里說(shuō)功率電路電壓不能超過(guò)10V，其實(shí)在之前的實(shí)驗(yàn)里我給這個(gè)小模塊加過(guò)12V電壓，在開(kāi)始的十幾秒里并沒(méi)有燒，后來(lái)我聞到了焦味，可能是電機(jī)銅線太細(xì)了，發(fā)熱嚴(yán)重，于是我就換成9V電源了。 2. 其實(shí)在一開(kāi)始，我并沒(méi)有直接上雙H橋。我一開(kāi)始了解到是霍爾元件的電流限制了電機(jī)的功率，所以給霍爾元件加了2個(gè)三極管擴(kuò)流，給電機(jī)上了12V，電機(jī)果然轉(zhuǎn)得快多了。然后我仔細(xì)想了想，可以上雙H橋控制，進(jìn)一步提高功率，然后就有了本文的方案。其實(shí)看電路的連接，我覺(jué)得把線圈串聯(lián)，只上單H橋也是可以的，不過(guò)我沒(méi)有試過(guò)，因?yàn)榭傆X(jué)得線圈串聯(lián)的功率不如并聯(lián)的，不爽。 3. 關(guān)于電機(jī)反向、調(diào)速的控制?？催^(guò)前面電機(jī)原=以后就知道，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向其實(shí)與霍爾元件的安裝位置有很大關(guān)系，只依靠電路邏輯的改變恐怕很難。而關(guān)于調(diào)速，在TC276的數(shù)據(jù)手冊(cè)里明確說(shuō)明，不可以直接把電源PWM調(diào)制。而霍爾元件可以輸出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，通過(guò)位置就可以知道轉(zhuǎn)速，所以如果要控制轉(zhuǎn)速，建議上單片機(jī)，通過(guò)控制線圈每次通電時(shí)間來(lái)控制轉(zhuǎn)速。 編輯：hfy

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