共田 F95D 미니 팬 분해 분석: 인집신 IP5353 + EVE 21700(보조배터리로도 쓸 수 있는 팬)

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共田 F95D 휴대용 미니 선풍기 분해 분석 및 회로 분석.

최근 미니 선풍기를 하나 샀습니다. 4단계 속도 조절, 18W 고속 충전, 5000mAh 배터리, C포트를 통한 입력/출력 지원으로 보조배터리로도 사용할 수 있어 이번 글에서는 분해해서 회로를 분석해 보겠습니다.

다른 분해 기사: https://blog.zeruns.com/tag/拆解/

분해 영상: https://www.bilibili.com/video/BV1er8u6cEvp/

제품 사양

  • 제품명: 휴대용 다기능 충전 선풍기
  • 제품 모델: F95D
  • 출력: 8W
  • 제품 무게: 222g
  • 배터리 용량: 5000mAh
  • 사용 시간: 2-24h
  • 본체 크기: 106x43x140mm
  • 포장 크기: 109x46x178mm

구매 링크: https://s.click.taobao.com/nVQY0qj

선풍기 외관 사진

선풍기 정면 사진입니다. 정면에는 버튼이 두 개 있으며, 왼쪽은 OFF 버튼, 오른쪽은 ON 버튼입니다. ON 버튼을 누를 때마다 한 단계씩 속도가 올라가고, 4단계 상태에서 ON 버튼을 다시 누르면 선풍기가 바로 꺼집니다. OFF 버튼은 어떤 단계에서든 누르면 바로 선풍기를 끕니다. 가운데에는 4개의 빨간 LED와 4개의 초록 LED가 각각 단계와 배터리 잔량을 표시합니다. 초록색 배터리 표시등은 충전 상태일 때만 켜집니다. 1단계 표시등 왼쪽에 번개 기호가 있는 파란 LED는 고속 충전 표시등으로, 고속 충전이 시작될 때만 켜집니다.

선풍기 뒷면 사진입니다. 가운데에 라벨이 붙어 있고, 중문과 영문 사양이 인쇄되어 있습니다. 중문은 번체자를 사용했습니다.

  • 품명: 便攜式風扇
  • 입력 전압: 5-12V
  • 입력 전류: 2A(Max)
  • 송풍 출력: 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。

바닥은 배터리仓이며, 21700과 18650 규격의 3원계 리튬 배터리를 지원합니다.

충전 출력 및 발열 테스트

충전기는 Huawei 100W 고속 충전기이며 PD 고속 충전 프로토콜을 지원합니다. 선풍기 배터리는 2칸 상태였고,实测 충전 출력은 약 18W, 요청 전압은 12V였습니다.

10분 충전 후 회로기판 정면의 열화상 이미지는 아래와 같습니다. 주변 온도는 약 23℃였고, 충전 칩 온도는 약 56.5도, 충전 칩의 DCDC 인덕터 온도는 약 57.8도였습니다.

회전 속도 테스트

特安斯 TA500A 레이저식 회전 속도 측정기를 사용해 선풍기 회전 속도를 테스트했습니다. 먼저 팬 블레이드에 반사 스티커를 붙여야 합니다.

1단계 회전 속도 1565 RPM입니다.(RPM: 분당 회전수)

2단계 2541 rpm입니다.

3단계 회전 속도 3613 RPM입니다.

4단계 회전 속도 4695 RPM입니다.

분해

선풍기 뒷면의 나사 4개를 풀면 선풍기 앞 패널을 분리할 수 있습니다. 모터에는 고정자 코일이 4세트 있으며, 2상 BLDC(브러시리스 DC 모터)인 것으로 보입니다. 메인보드에서 모터로 가는 선은 2P입니다.

모터 측면에서 보면 이 모터 아래에는 구동 회로가 있습니다. 이 모터는 방열팬 모터와 같은 종류일 가능성이 높으며, 2상 4개 코일에 자체 구동 회로를 갖추고 있습니다.

동봉된 배터리는 EVE의 INR21700/50E 원통형 3원계 리튬 이온 전지입니다. 공칭 용량은 5000mAh이며 3C 표시가 인쇄되어 있고, 전지 크기 규격은 21700, 지름 21mm, 높이 70mm입니다.

메인보드를 제거하면 메인보드 뒷면에 직삽 배터리 홀더 접점이 납땜되어 있고, QR 코드가 하나 인쇄되어 있는 것을 볼 수 있습니다. QR 코드를 스캔한 정보는 F95D-V3.3IP4_1cq9n5_21787입니다. PCB 중앙에는 직사각형 주석 도금 오픈 영역이 있는데, 고속 충전 칩의 방열용입니다.

메인보드 정면입니다. 오른쪽 위에는 모델과 버전 번호 F95D-V3.3IP4B가 인쇄되어 있고, 중앙에는 共田 로고가 있으며, 가운데에는 LED 표시등 9개가 있습니다.

먼저 충전 회로를 살펴보겠습니다. 충전 칩 모델은 IP5353이며, 주하이 INJOINIC에서 만든 보조배터리 전원 관리 SoC입니다. 이 칩 하나로 이 선풍기의 리튬 배터리 충전, 승압 출력, 배터리 잔량 표시를 처리합니다.

IP5353 핵심 사양(AI 생성):

  • 핵심 기능: 동기식 승/강압 변환과 리튬 배터리 충전 관리 통합, 내장 파워 MOS, 단일 인덕터로 충전과 방전 구현, 버튼, 4 LED 배터리 표시 및 조명 구동 지원

  • 고속 충전 프로토콜: PD2.0/PD3.0(PPS 포함), QC2.0/QC3.0, Huawei SCP, FCP/AFC 지원, BC1.2/Apple/Samsung 호환

  • 충전/방전 사양: 18W 충전, 배터리 단 최대 전류 5A; 방전 최대 22.5W([email protected] / [email protected] / [email protected]), 5V@2A 효율 95%

  • 패키지 및 로트: QFN32 SMD 패키지(5mm×5mm), 옆의 일체형 파워 인덕터가 단일 인덕터 방식임을 뒷받침하며, 마킹 1X46.1DQ는 로트 정보

  • 응용 포지셔닝: 주로 고속 충전 보조배터리, 휴대용 에너지 저장 장치에 사용되며, 여기서는 휴대용 선풍기 충전 회로에 응용됨

아래에서는 RK-X3 Pro 고속 충전 테스트 미터를 사용해 선풍기 C포트 출력에서 지원하는 고속 충전 프로토콜을 측정해 보았습니다. PD22W, SCP25W, QC, FCP, AFC 등의 프로토콜을 지원했습니다.

PCB 중앙에는 마킹이 갈려 나간 8핀 칩이 있는데, MCU로 보입니다. 단계 전환과 표시를 담당하고, PWM 출력을 통해 팬 회전 속도를 제어합니다. 이 칩의 1번 핀은 전원 양극일 가능성이 높으며, 전원은 RC 필터를 거쳐 칩 1번 핀으로 공급됩니다. 8번 핀은 GND일 가능성이 높습니다.

U2는 NMOS 칩이며, 마킹은 7122A입니다. 이 MOS의 자료를 찾지는 못했습니다. 이 MOS의 게이트는 10Ω 저항을 통해 MCU의 5번 핀에 연결되어 있고, MOS의 드레인(D)은 모터의 검은색 선에, 소스(S)는 GND에 연결되어 있습니다. 선풍기 회전 속도는 모터 공급 전원의 음극을 켜고 끄는 시간 비율, 즉 듀티비로 제어합니다.

선풍기 인터페이스 아래의 회로입니다. 배터리 음극 패드 근처에는 독립적인 리튬 배터리 보호 회로도 하나 있습니다. 보호 IC 2604 1개(위치 U4), MOS 7122A 2개(위치 UF1/UF2), 그리고 苏州赛芯微 XB4908 2-in-1 보호 IC 2개(위치 UB1/UB2)로 구성됩니다.

단계별 모터 제어 파형

오실로스코프로 모터 공급선 파형을 측정했습니다. 프로브 양극은 모터 음극에, 프로브 음극은 모터 양극에 연결했습니다. 선풍기 1단계에서 측정한 PWM 주파수는 19.9kHz, 듀티비는 35.7%였습니다(프로브를 반대로 연결했기 때문에 파형과 듀티비도 반대로 보입니다).

선풍기 2단계에서 측정한 PWM 주파수는 19.9kHz, 듀티비는 50.6%였습니다.

선풍기 3단계에서 측정한 PWM 주파수는 19.9kHz, 듀티비는 70.6%였습니다.

선풍기 4단계에서는 듀티비가 100%, 즉 항상 켜진 상태입니다.

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English Version of the Article: https://blog.zeruns.top/archives/98.html