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[外设] 小改一个移动小风扇,增加其工作效率

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发表于 2023-5-30 09:28:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 adminismk 于 2023-5-30 09:33 编辑

由于最近天气热了。就买了个小的移动风扇,到手价格是27.9
这个外形的小风扇,是可以兼容双电池设计的,我挑最便宜的买。

拆开之后看了下,缩的真狠啊,连个电容都不给。。。
使用了不知名的杂牌18650电池+简陋的工作电路。,,

,,,,,
虽然已经做好了心理准备,但是看见如此简陋的PCB还是一惊啊
缩水已经缩到这种程度了。简直是丧心病狂啊
充电芯片用的是经典的tp4056,实测充电电流为520mA,靠如此单薄的PCB进行散热,手摸着约有65度
在对电池进行充电的时候,加上三档风速,实际消耗5V1.5A,裸板充电,升压的时候,整板温度都非常高。
如果放在密闭的腔体内进行工作,温度估计轻轻松松上70度,长期以往容易烧坏芯片,烧黄PCB,然后让你不得不换新的

充电电路至少还有个TP4056线性充电管理芯片。
但是到了升压电路更为简陋了,不知名的单片机+mos管开环开关升压电路。


简单分析一下用料,风扇负极关断用的NMOS型号是SI2302,20V@2.8A,,用在升压部分的NMOS是AO3400,30V@5.8A
电感是廉价的工字非屏蔽电感,漏磁与干扰都略大于屏蔽式
整流二极管用的是SS24,肖特基二极管,耐压40V 平均整流电流2A,
双电源输入部分,USB电源输入用的普通的二极管,压降约0.65V,另外一个是电池输入用的肖特基二极管。。
而且输出电容与输入电容都快缩没了,真尼玛的抠门。。。连一颗电容都不肯给。。
现在,在电池压接处焊一下,降低内阻。。。以便升级改造。


,,

现在实测一下数据;开启风扇之后,测量nmos管的DS极,看看效果咋样。
第一档位输出电压为4.83V,驱动频率为157KHz左右,占空比约为33.66%


第二档位输出电压为5.98V,占空比约为48.44%

第三档位输出电压为7.12V,占空比约为57.81%

DS极的驱动波形看着还好,开通与关断还算利索,
但是实际上的NMOS管的G极驱动波形,,是可以看到米勒平台,而且上升时间太大了,可能是驱动电流不够吧。。
又或者是Qg电容太大了导致的,单片机的IO口输出电流不够满足要求。。

说一下存在的问题,第一个就是升压的效率不是很高,而且没有负反馈。
第二个是电池没有保护电路,容易存在过放,,,
第三个就是双供电的时候,在二极管处发热量大,。

,,
首先解决的就是双供电的问题,由于肖特基在大电流的情况下,压降也会随之增加,
故电池还有余电,整机就不工作了(物理防止过放)
我在这里使用一个PMOS管进行开关,PMOS管的型号是WSE3099,30V5A 封装是SOT89-3。

S极接电池正极,D极接升压输入,G极下拉电阻12K,,上拉电阻1.2K,封装0603。。构成一个简易的开关电路。
然后把抠抠搜搜部分的电容都加上去,尽可能的降低一点纹波,降低工作内阻,提高一点点效率。。
,然后把原本在左边的电池放电的肖特基二极管移到右边去,以降低USB电源工作的压降。,,

USB供电部分使用了肖特基二极管,基本压降0.2V加上PMOS管的体二极管压降0.6V,从肖特基二极管流回电池的电压降低了0.8V以上,
尽可能的做到了不跟TP4506抢充电控制,尽可能的避免傻充。。实测在拔掉电源的时候,G极被拉低,PMOS管导通,实测PMOS导通电压为0.0652V,降低了能量消耗,提高工作效率,减小发热量。。。


改好之后,实测第一档输出的电源纹波,实测输出为6.12V

第二档输出的电源纹波,,实测输出为7.45V

第三档输出的电源纹波。实测输出为8.81V


第一个与第二个问题都是无解的,我增加的电容,更换的电感只是提高了一点点工作效率,
至于电池保护,这个就难处理,要么更换一个带保护板的18650,要不然就重新画PCB的时候增加电池保护电路。
,至此问题基本上解决了,

随便找了个差不多大小的散热器,贴上导热胶布,,尽可能覆盖住充电芯片与升压部分,
覆盖之前充电的时候还是TP4056是烫手的,现在只是温热的,温度被很好的导走了。
装回壳子的时候有点卡住了,拿出钳子剪掉一点,刚刚好,完美的装入壳子中了。。

至此,能改造的部分全部改完了等那天电路挂了的时候,在弄个专门的电路伺候它吧




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发表于 2023-5-30 09:37:30 | 显示全部楼层
不错了,还整了个电路板,这改动有点大啊,散热器都上了
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发表于 2023-5-30 09:45:40 | 显示全部楼层
成本啊成本...


-----------------------------------------
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 楼主| 发表于 2023-5-30 09:45:50 | 显示全部楼层
alangxl 发表于 2023-5-30 09:37
不错了,还整了个电路板,这改动有点大啊,散热器都上了

还好吧,散热器只是为了降低工作温度罢了,不改的话,没有几个月就报废了。
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 楼主| 发表于 2023-5-30 09:47:06 | 显示全部楼层

连颗电容都抠抠搜搜的,某宝全都是类似的方案,这玩意的实际使用寿命堪忧
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发表于 2023-5-30 09:47:31 | 显示全部楼层
这散热夸张了
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 楼主| 发表于 2023-5-30 09:48:57 | 显示全部楼层

主要是,我就只有这种大小的散热器,其他的都是IC类的小散热器,压不住啊,而且是在密闭的腔体里面进行散热,散热面积还是大一点的好
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发表于 2023-5-30 09:49:53 | 显示全部楼层
adminismk 发表于 2023-5-30 09:47
连颗电容都抠抠搜搜的,某宝全都是类似的方案,这玩意的实际使用寿命堪忧 ...

坏了再买,老板再挣你一遍钱,想想这生意不亏...
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 楼主| 发表于 2023-5-30 09:51:15 | 显示全部楼层
邪恶海盗 发表于 2023-5-30 09:49
坏了再买,老板再挣你一遍钱,想想这生意不亏...

我没有给差评已经仁至义尽了唉,,,,,,就晒了张拆机图,避免入坑
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发表于 2023-5-30 09:52:12 | 显示全部楼层
我去  这是下了大本了,我有一个几年前买的,无刷电机有根铜线断了,震动很大,接好之后上了润滑油就做散热用了,连续工作两三年了,没啥问题,无刷电机耐用。
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发表于 2023-5-30 09:53:21 | 显示全部楼层
厂家让你过保就坏便于更新换代,老用不坏厂家商家怎么活啊
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发表于 2023-5-30 09:56:31 | 显示全部楼层
一个风扇都可以玩的这么不错
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发表于 2023-5-30 09:56:39 | 显示全部楼层
单车变摩托
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 楼主| 发表于 2023-5-30 10:03:23 | 显示全部楼层
zhang_yy007 发表于 2023-5-30 09:52
我去  这是下了大本了,我有一个几年前买的,无刷电机有根铜线断了,震动很大,接好之后上了润滑油就做散热 ...

耐不耐用看风扇驱动芯片,,,无刷的本身就没有那么大的损耗
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 楼主| 发表于 2023-5-30 10:03:56 | 显示全部楼层
zx61107 发表于 2023-5-30 09:53
厂家让你过保就坏便于更新换代,老用不坏厂家商家怎么活啊

让其倒闭吧,反正国内也不缺这一家,,,,
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发表于 2023-5-30 10:07:23 | 显示全部楼层
这个多大的风扇啊,看起来很大啊
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发表于 2023-5-30 10:08:56 | 显示全部楼层
风扇是无刷的吧,那就不算丧心病狂,如果用的有刷电机,用得狠的话,一个夏天就坏了,无刷的话,自己加点油基本上几年是坏不了的。
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 楼主| 发表于 2023-5-30 10:11:58 | 显示全部楼层
bfantasy 发表于 2023-5-30 10:07
这个多大的风扇啊,看起来很大啊

6寸的风扇
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发表于 2023-5-30 10:14:40 | 显示全部楼层
大师级改造啊
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发表于 2023-5-30 10:26:00 | 显示全部楼层
感觉是大换血呀!
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