共田F95D小风扇拆解分析
共田F95D便携小风扇拆解分析,电路分析。
最近买了个小风扇,4档调速,18W快充,5000mAh电池,C口支持输入/输出,所以还可以当充电宝用,这篇文章拆开看看分析一下电路。
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产品参数
- 产品名称:便携式多功能充电风扇
- 产品型号:F95D
- 功率:8W
- 产品重量:222g
- 电池容量:5000mAh
- 使用时长:2-24h
- 主机尺寸:106x43x140mm
- 包装尺寸:109x46x178mm
购买地址:https://s.click.taobao.com/nVQY0qj
风扇外观图
风扇正面图,正面两个按键,左边是OFF键,右边是ON键,ON键每按一下增加一档,第四档状态下再按ON键则直接关闭风扇,OFF键在任何档位按下直接关闭风扇;中间 4个红灯+4个绿灯 分别做档位和电量指示,绿灯电量指示只有在充电状态才亮;1档指示灯左侧有个闪电符号的蓝色指示灯是快充指示灯,只有触发快充充电时才亮。
风扇背面图,中间贴有标签,印有中英文参数,中文用的繁体:
- 品名:便攜式風扇
- 輸入電壓:5-12V
- 輸入電流:2A(Max)
- 吹風功率:8W(Max)
- 請勿在機器運行時將手指伸入進防護網內,謹防被割傷。
底部是电池仓,支持21700和18650规格的三元锂电池。
充电功率与发热情况测试
充电头是华为100W快充头,支持PD快充协议,风扇电量2格,实测充电功率18瓦左右,请求电压12V。
充电十分钟后的电路板正面热成像图如下,环境温度23℃左右,充电芯片温度56.5度左右,充电芯片的DCDC电感温度57.8度左右。
转速测试
使用特安斯TA500A激光式转速测试仪测试风扇转速,首先要给扇叶贴上反光贴纸。
一档转速 1565 RPM。(RPM:每分钟转数)
二挡 2541 转/分钟。
三档转速 3613 RPM。
四档转速 4695 RPM。
拆解
拧下风扇背面的4颗螺丝即可拆下风扇前面板,电机上有4组定子线圈,应该是两相的BLDC(无刷直流电机),主板到电机的线是2P的。
从电机侧面看这个电机底下是带有驱动电路的。这个电机跟那些散热风扇的电机应该是同一类,2相4组线圈,自带驱动电路。
配套的电池是亿纬锂能(EVE)的 INR21700/50E 圆柱三元锂离子电芯,标称容量 5000mAh,印有3C标识,电芯尺寸规格为 21700,直径 21mm,高度 70mm。
取下主板后,可以看到主板背面焊有直插的电池座触片,还印有一个二维码,二维码扫描出来的信息是 F95D-V3.3IP4_1cq9n5_21787 ,PCB中间还有一块长方形镀锡开窗区域,是快充芯片散热用的。
主板正面,右上角印有型号和版本号 F95D-V3.3IP4B ,中间有共田的LOGO,中间还有9颗LED指示灯。
首先来看看充电电路,充电芯片型号为 IP5353,是珠海英集芯(INJOINIC)出的移动电源电源管理 SoC,一颗芯片搞定这台风扇的锂电池充电、升压输出与电量指示。
IP5353 核心规格参数(AI生成):
- 核心功能:集成同步升/降压转换与锂电池充电管理,内置功率 MOS,单电感实现充放电,支持按键、4 LED 电量指示与照明驱动
- 快充协议:支持 PD2.0/PD3.0(含 PPS)、QC2.0/QC3.0、华为 SCP、FCP/AFC,兼容 BC1.2/Apple/三星
- 充放电规格:18W 充电、电池端电流最高 5A;放电最大 22.5W(5V@3.1A / 9V@2.22A / 12V@1.67A),5V@2A 效率 95%
- 封装批次:QFN32 贴片封装(5mm×5mm),旁边的一体成型功率电感印证其单电感方案,丝印
1X46.1DQ为批次信息- 应用定位:多用于快充移动电源、便携储能,此处跨界用于便携风扇的充电电路
下面使用 RK-X3 Pro 快充测试表 测了一下风扇C口输出支持的快充协议,支持 PD22W、SCP25W、QC、FCP、AFC 等协议 。
PCB中间有一个被打磨掉丝印的8脚芯片,应该是一个单片机(MCU),负责档位切换和显示,以及输出PWM控制风扇转速,该芯片1脚应该是供电正极,供电经RC滤波再到芯片1脚,8脚应该是GND。
U2是一个NMOS芯片,丝印为7122A,没找到这个MOS的资料,该MOS栅极经一个10Ω的电阻连接到MCU的5脚,MOS漏极(D)连接电机黑色线,源极(S)连接GND,风扇转速是通过控制电机供电的负极通断的时间比例(占空比)来控制的。
风扇接口下方的电路,电池负极焊盘附近还设有一套独立的锂电池保护电路,由一颗保护 IC 2604(位号 U4)、两颗MOS 7122A(位号 UF1/UF2)外加两颗苏州赛芯微 XB4908 二合一保护 IC(位号 UB1/UB2)组成。
不同档位电机控制波形
使用示波器测电机供电线波形,探头正极接电机负极,探头负极接电机正极,风扇一档,测得PWM频率19.9kHz,占空比35.7%(因为探头反接,所以波形和占空比都是反过来的)。
风扇二档,测得PWM频率19.9kHz,占空比50.6%。
风扇三档,测得PWM频率19.9kHz,占空比70.6%。
风扇四档,占空比100%,也就是保持常通。
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