Обзор и разборка мини-вентилятора Weijian W96Pro

Обмен в индустрии Обзор и разборка продукта
, , , ,
1

Обзор и разбор портативного мини-вентилятора Weijian (WITRN) W96Pro, анализ схемы.

Недавно я купил мини-вентилятор с поддержкой управления по Bluetooth, регулировкой скорости в процентах, быстрой зарядкой 18 Вт и аккумулятором 4800 мА·ч (21700). Разъём Type-C поддерживает как вход, так и выход, поэтому устройство можно использовать ещё и как power bank. В этой статье разберу его и проанализирую схему.

Разбор мини-вентилятора Gongtian F95D: https://blog.zeruns.com/archives/953.html

Другие статьи с разборами: https://blog.zeruns.com/tag/拆解/

Видео с разбором:

Характеристики устройства

  • Название продукта: SDF, интеллектуальный вентилятор с программно задаваемыми параметрами
  • Модель: W96Pro
  • Тип двигателя: бесщёточный двигатель постоянного тока с синусоидальным управлением
  • Мощность привода двигателя: 10 Вт (пиковая выходная мощность 12 Вт)
  • Аккумулятор: литиевый 21700
  • Поддерживаемый тип аккумулятора: литиевый 3,6 В (около 4,2 В при полном заряде)
  • Входная мощность: 18 Вт Max
  • Входное напряжение: DC 5~12 В
  • Входной ток: 1,5 А@12 В, 2 А@9 В, 3 А@5 В
  • Поддерживаемые протоколы быстрой зарядки на входе: PD, QC, FCP, AFC, DCP
  • Размеры корпуса: 150×110×40 мм

Ссылка для покупки: https://s.click.taobao.com/RYC0Mkj

Фото внешнего вида вентилятора

Фото передней и задней сторон вентилятора. На передней панели две кнопки:

  • Левая клавиша -: в выключенном состоянии экрана одно нажатие показывает процент заряда, затем отображает уровень 0; во время работы вентилятора короткое нажатие уменьшает уровень; долгое нажатие уменьшает уровень с шагом 1%; во время работы вентилятора двойное нажатие задаёт таймер выключения, повторное двойное нажатие переключает время таймера.
  • Правая клавиша +: в выключенном состоянии экрана одно нажатие включает вентилятор на первый уровень (10%), следующее нажатие увеличивает уровень (уровни по умолчанию: 10%, 35%, 70%, 100%; проценты этих четырёх уровней можно изменить в配套ном приложении); долгое нажатие увеличивает уровень с шагом 1%; двойное нажатие включает режим естественного ветра.

Посередине есть индикатор Bluetooth-соединения (синий) и цифровой индикатор (белый). Цифровой индикатор трёхразрядный: крайний левый разряд может отображать только цифру 1, а справа от цифрового индикатора есть значок молнии (загорается зелёным при зарядке) и знак %.

На задней стороне вентилятора посередине наклеена этикетка с параметрами на китайском и английском языках:

  • W96 Pro
  • INPUT VOLTAGE: 5-12V
  • 输入电压: 5-12V 输入电流: 2A
  • INPUT CURRENT: 2A
  • 在设备工作时，请勿将手指或其他任何物件伸入设备内部，防止造成伤害
  • Do not put your finger or any other objects into the device to prevent injury and break down the device.

В нижней части задней панели находится отсек аккумулятора, поддерживающий литиевые аккумуляторы типа NMC规格 21700.

Справа у вентилятора есть порт зарядки Type-C. Этот порт двусторонний, поэтому вентилятор можно использовать как power bank. На винтах в отсеке аккумулятора есть пломбы от вскрытия с надписью «после срыва недействительно».

В нижней части вентилятора также есть резьбовое отверстие 1/4 дюйма, позволяющее закрепить вентилятор на штативе. У вентилятора есть ещё две противоскользящие накладки (в комплекте с вентилятором идут две накладки, их нужно наклеить самостоятельно; я наклеил их снизу).

На максимальной скорости вентилятор, поставленный вертикально, стоит нестабильно и может упасть. Если не используете штатив, рекомендую наклеить противоскользящие накладки сбоку вентилятора и ставить его боком.

Проверка мощности зарядки и нагрева

Зарядное устройство — быстрое на 65 Вт с поддержкой протокола PD. Заряд вентилятора составлял 59%, фактическая измеренная мощность зарядки — около 17,5 Вт, запрошенное напряжение — 9 В.

Ниже представлена тепловизионная фотография лицевой стороны платы после десяти минут зарядки. Температура окружающей среды — около 26 °C, температура чипа зарядки — около 52,8 °C.

Ниже представлена тепловизионная фотография лицевой стороны платы после десяти минут работы вентилятора на уровне 100%. Температура окружающей среды — около 26 °C, температура повышающего чипа питания двигателя — около 44,2 °C.

Проверка скорости вращения

Для измерения скорости вращения вентилятора использовался лазерный тахометр Teans TA500A. Сначала нужно наклеить на лопасть светоотражающую наклейку.

Уровень 1, 10%, скорость — 1211 об/мин. (RPM: число оборотов в минуту)

Уровень 2, 35%, скорость — 2390 об/мин.

Уровень 3, 70%, скорость — 4173 об/мин.

Уровень 4, 100%, скорость — 4893 об/мин.

Проверка мощности двигателя

Данные в таблице ниже получены из配套ного мини-приложения при Bluetooth-подключении к вентилятору. Я измерил напряжение на выводах токоизмерительного резистора двигателя милливольтовым диапазоном мультиметра, затем разделил его на сопротивление и получил значение тока; погрешность по сравнению с данными в мини-приложении небольшая. Напряжение двигателя также измерялось мультиметром и почти не отличалось от значений в мини-приложении, поэтому я напрямую использовал данные из мини-приложения.

Уровень Мощность двигателя Напряжение двигателя
25% 1,37 Вт 4,26 В
50% 5,06 Вт 5,00 В
75% 6,56 Вт 5,00 В
100% 8,01 Вт 5,00 В
Turbo 12,52 Вт 5,90 В

Питание двигателя обеспечивает повышающий DCDC. На уровнях ниже 50% питание двигателя составляет 4,2 В, на уровнях 50% и выше — 5 В, а на уровне Turbo — 5,9 В.

Проверка выхода быстрой зарядки

Ниже с помощью тестера быстрой зарядки RK-X3 Pro и тестера Weijian C5 я проверил, какие протоколы быстрой зарядки поддерживает выход Type-C вентилятора. Поддерживаются PD22W, SCP25W, QC, FCP, AFC и другие протоколы.

Зарядка Huawei Pura70Pro+ от Type-C вентилятора: мощность зарядки около 15 Вт, запрошенный протокол — PD3.0 18 Вт, запрошенное напряжение — 9 В.

##配套ное мини-приложение

配套ное мини-приложение состоит из четырёх страниц: управление, естественный ветер, питание, настройки.

На верхней карточке страницы управления можно настроить четыре отображаемых параметра. Доступные данные: PWM, таймер выключения, заряд аккумулятора, напряжение аккумулятора, ток аккумулятора, мощность аккумулятора, заданная ёмкость аккумулятора, температура материнской платы (эта модель, кажется, не поддерживает её, температура отображается как 0), состояние заряда/разряда, напряжение VBUS, ток VBUS, мощность VBUS, температура чипа зарядки, ток двигателя, напряжение питания двигателя, мощность двигателя, состояние двигателя и т. д.

Можно управлять уровнем вентилятора или регулировать его в процентах, задавать таймер выключения, яркость цифрового индикатора и т. п.

На странице настройки естественного ветра можно задать кривую режима естественного ветра.

На странице состояния питания отображается различная информация по питанию: напряжение, ток, мощность и т. д. Можно настроить ёмкость аккумулятора (для кулонометра, чтобы вычислять процент остаточного заряда аккумулятора), а также параметры быстрой зарядки (можно включать или отключать отдельные протоколы быстрой зарядки, задавать напряжение запроса или выхода протоколов быстрой зарядки).

Внимание: похоже, в прошивке или сопутствующем мини-приложении есть ошибка. При первом использовании нового устройства с быстрым выходом для зарядки возникали проблемы совместимости: из устройств, которые у меня были под рукой и реально запускали быструю зарядку, это были только Huawei Mate70Pro+ и Pura70Pro+, а vivo X100 и многие другие устройства не могли запустить выход зарядки этого вентилятора. При проверке через Veikeng CC-тестер поддержка протоколов быстрой зарядки не определялась. Даже если в мини-приложении на странице питания перейти к настройкам быстрой зарядки и включить режим полной совместимости, проблема оставалась прежней. Но после переключения в экспертный режим и изменения параметра Type-C role на Only Sink → DRP всё заработало нормально, и протоколы быстрой зарядки начали определяться корректно.

Страница настроек: можно задавать процент скорости для каждого уровня, а также обновлять прошивку.

Разборка

Чтобы снять переднюю панель вентилятора, достаточно выкрутить 6 крестовых винтов сзади: 4 снаружи и 2 в отсеке аккумулятора, причём на одном из отверстий для винта внутри отсека есть пломба против вскрытия. На двигателе 4 группы статорных катушек. Вероятно, это двухфазный BLDC (бесколлекторный двигатель постоянного тока), хотя возможен и однофазный BLDC. Чтобы точно определить, придётся снять ротор и посмотреть разводку платы драйвера двигателя и обмоток: провод от основной платы к двигателю — 3P.

Если смотреть на двигатель сбоку, видно, что под ним находится схема драйвера. Как и бесколлекторный мотор вентилятора охлаждения, этот двигатель имеет собственный драйвер, но, строго говоря, способ управления отличается: обычные вентиляторы охлаждения в основном используют прямоугольную/трапециевидную коммутацию по шестиступенчатой схеме, а эта модель, по заявлению производителя, работает с синусоидальным управлением, то есть относится к более высокому классу. Здесь 4 группы катушек. В официальной рекламе указано «синусоидальный бесколлекторный двигатель постоянного тока», то есть форма управляющего сигнала — синусоида, иначе говоря, SPWM-модуляция. Чтобы это проверить, нужно снять двигатель и осциллографом измерить форму фазного тока.

(Здесь есть противоречие: синусоидальное управление обычно применяется в трёхфазных двигателях, а число катушек у трёхфазных двигателей кратно 3. Здесь же всего 4 катушки, что больше похоже на двухфазный или однофазный четырёхполюсный мотор. Однако двухфазный двигатель тоже можно управлять двумя синусоидальными сигналами со сдвигом 90°, получая при этом плавный момент. Поэтому связка «4 катушки + синусоида» не выглядит невозможной. Но сколько фаз на самом деле и действительно ли сигнал синусоидальный, можно подтвердить только измерениями осциллографом. Этот вентилятор мне ещё нужен, поэтому дальше разбирать двигатель я не стал.)

Преимущества синусоидального бесколлекторного двигателя постоянного тока по сравнению с обычными бесколлекторными двигателями:

  • Более плавный момент и меньше вибраций: синусоидальный ток совпадает по фазе с противо-ЭДС, момент непрерывен и без скачков, работа стабильнее.
  • Ниже уровень шума: отсутствуют высокочастотные скачки тока и гармоники, характерные для прямоугольной коммутации, поэтому электромагнитный шум заметно снижается — для портативного вентилятора это особенно важно.
  • Выше эффективность и меньше нагрев: снижаются потери на гармониках, при той же выходной мощности температура растёт меньше.
  • Хорошая работа на низких оборотах: низкие скорости стабильны и без рывков, что подходит для тихой работы.
  • Более тонкая регулировка скорости: вместе с PWM и повышением напряжения можно добиться почти бесступенчатого управления.
  • Недостаток: алгоритм управления сложнее, а плата драйвера дороже.

Комплектный аккумулятор — цилиндрический литий-ионный элемент INR21700-48 от Jixin Technology (JOINSUN), на основе NCM-тройного состава, модель 48C (для цифровой техники/накопителей энергии). Номинальная ёмкость — 4800 мА·ч, номинальное напряжение — 3,6 В, энергия — 17,3 Вт·ч. Форм-фактор — 21700 (диаметр около 21 мм, высота около 70 мм; фактически замерено 21,7 × 70,8 мм). На корпусе есть знак обязательной сертификации Китая 3C (CCC).

Основные характеристики JOINSUN INR21700-48C (сверено по даташиту / сайту):

  • Материал катода: чистый тройной NCM 811 (NMC), то есть литий-ионный элемент с тройным составом.
  • Ёмкость: номинально 4800 мА·ч (минимум 4700 мА·ч); номинальное напряжение 3,6 В, энергия 17,28 Вт·ч (≈17,3 Вт·ч).
  • Параметры зарядки: максимальное напряжение зарядки 4,2 В, ток зарядки 0,5C (2,4 А), максимум 1C; отсечка разряда 2,5 В.
  • Токоотдача 48C для цифровой техники: постоянный ток 2C (9,6 А), максимальный импульсный ток 4C (около 19,2 А).
  • Внутреннее сопротивление: ≤22 мОм; вес: около 69–71 г.
  • Ресурс циклов: при 80% DoD и 25 °C — ≥400 циклов при разряде 2C, ≥500 циклов при разряде 1C.
  • Сертификация: UL / FCC / CE / RoHS / IEC / CB / CCC (3C) / PSE / UN38.3 / MSDS.
  • Область применения: на сайте прямо указано использование в портативных вентиляторах, power bank, малой бытовой технике, электрических зубных щётках/массажёрах для мышц и другой цифровой технике 3C.

После снятия основной платы видно, что с обратной стороны припаяны выводы контактных пластин держателя аккумулятора. В середине PCB есть шелкография WITRN. Также на плате есть несколько зон со снятой паяльной маской — они нужны для отвода тепла от чипа быстрой зарядки и повышающего чипа.

Плата выполнена с покрытием иммерсионным золотом ENIG (это дороже, чем HASL-лужение; преимущества: хорошая плоскостность поверхности, стойкость к окислению и коррозии, химическая стабильность золотого слоя, он не окисляется при длительном хранении и не ухудшает паяемость, как это бывает с лужением; больший срок хранения, высокая надёжность пайки и лучший контакт);

в правом нижнем углу платы также установлен твёрдотельный конденсатор 220 мкФ/25 В, подключённый параллельно на входной стороне порта C для накопления энергии и фильтрации;

под отсеком аккумулятора находится алюминиевая пластина для отвода тепла. На неё наклеены две термопрокладки, соответствующие зонам чипа быстрой зарядки и повышающего чипа на плате, чтобы распределять тепло по всей алюминиевой пластине.

В местах пайки через отверстия для семисегментного индикатора и светодиодов остались следы флюса. Похоже, все выводные компоненты на этой плате припаивались вручную уже после поверхностного монтажа, и остатки флюса не были удалены.

Остатки флюса могут привести к следующему: после впитывания влаги во влажной среде поверхностное сопротивление изоляции снижается, из-за чего между соседними контактными площадками появляется ток утечки. Если использовался флюс с активными компонентами (галогены/органические кислоты), долгосрочные остатки могут также вызывать коррозию паяных соединений и медной фольги. В крайнем случае при сочетании смещения напряжения и влаги может происходить электрохимическая миграция (ECM): между контактными площадками растут металлические дендриты, что в итоге может привести к короткому замыканию. Кроме того, липкие остатки притягивают пыль, что дополнительно повышает риск утечек.

Однако объективно стоит отметить два момента. Во-первых, в серийных платах сейчас широко применяются флюсы без очистки (no-clean): их остатки инертны и практически не проводят ток, поэтому отсутствие очистки после пайки само по себе является обычной отраслевой практикой и не считается дефектом технологии. Во-вторых, эти остатки находятся рядом с контактами управления семисегментным индикатором и светодиодом, где напряжения сигналов низкие, а импеданс драйвера мал. Даже при небольшой утечке это не повлияет на работу. Поэтому такие остатки — скорее вопрос внешнего вида, а реальный риск минимален; их можно при желании очистить средством для промывки плат или безводным спиртом, но особо придраться тут не к чему.

Слева на обратной стороне основной платы находятся два суперконденсатора 1 Ф/2,7 В. После последовательного соединения они подключены параллельно аккумулятору.

На лицевой стороне основной платы в правом верхнем углу указана модель W96 Pro, в правом нижнем — версия V1.8. Под разъёмом Type-C нанесена маркировка 18W (зона со снятой паяльной маской). В центре платы находится семисегментный индикатор; под ним указано WITRN (тоже зона со снятой паяльной маской). Ещё ниже расположен синий компонент, вероятно, SMD-керамическая антенна для Bluetooth-антенны контроллера.

Разъём двигателя вентилятора, похоже, PH2.0-3P. Распиновка слева направо (слева направо на изображении ниже): линия управления PWM, минус питания двигателя, плюс питания.

Сначала рассмотрим схему зарядки. Управляющий чип зарядки — SW6206, многопротокольный двунаправленный SoC для power bank с быстрой зарядкой от Zhuhai ISmartWare. Это не более распространённое решение на IP5353 от Injoinic: корпус SW6206 крупнее (QFN48 6 × 6 мм), а интеграция выше. Один чип обеспечивает быструю зарядку USB-C на входе, зарядку литиевого аккумулятора большим током и измерение заряда.

Основные характеристики SW6206 (сгенерировано ИИ):

  • Основные функции: многопротокольный двунаправленный SoC для power bank с быстрой зарядкой; интегрирует высокоэффективный импульсный зарядник на 5 А (КПД 96%), синхронный повышающий выход 22,5 Вт (КПД 95%), измеритель заряда (встроенный кулонометр + 12-битный ADC), драйвер светодиодов, логику Type-C (try.SRC).
  • Зарядка/разрядка: максимальный ток зарядки 5 А, поддержка аккумуляторов 4,2/4,35/4,4/4,5 В, температурная защита NTC/JEITA (снижение тока при низкой температуре, снижение напряжения при высокой, отключение при перегреве; похоже, в реальной схеме NTC-резистор не установлен); частота переключения 400 кГц, достаточно индуктивности 2,2 мкГн.
  • Протоколы быстрой зарядки: вход PD3.0/2.0, AFC, FCP, SCP, PE; выход PPS/PD/QC4+/QC3/QC2/AFC/FCP/SCP/PE2/SFCP.
  • Интерфейс: I2C; внешние драйверы затворов силовых ключей GATEA/B/C/L.

Под SW6206 находится配套ный индуктор. Вместе со встроенными MOS-транзисторами в чипе зарядки он образует схему buck-boost: при зарядке работает режим Buck, при выводе через порт C — Boost. Модель индуктора — EPC1050-2R2, это монолитный индуктор серии EPC от Shenzhen Sntengwei.

Основные характеристики EPC1050-2R2:

  • Модель: STWEPC1050-2R2MT
  • Индуктивность: 2,2 мкГн ±20%
  • Сопротивление постоянному току (DCR): 5 мОм
  • Номинальный ток (Idc): 22 А
  • Ток насыщения (Isat): 30 А

Максимальный ток этой схемы зарядки составляет всего 5 А, а установленный индуктор рассчитан на 22 А, то есть запас более чем в 4 раза. Запас оставлен значительный, компонент хороший.

Входные 5–12 В от USB-C проходят через C004N-B (N-канальный MOS, затвор подключён к выводу GATEC микросхемы SW6206), выполняющий роль силового ключа тракта питания, и затем поступают в схему зарядки.

Над SW6206 также есть резистор с маркировкой R005. Это токоизмерительный резистор номиналом 5 мОм, вероятно, в корпусе 2512, используемый для измерения тока зарядки/разрядки.

Контроллер подключается к SW6206 по интерфейсу I2C: можно считывать данные о зарядке и разрядке, а также настраивать этот чип управления питанием.

Чип слева внизу от семисегментного индикатора — главный MCU, модель CH592F, беспроводной MCU с ядром RISC-V и BLE 5.4 от Nanjing WCH Microelectronics.

Основные характеристики CH592F (сгенерировано ИИ):

  • 32-разрядное ядро Qingke RISC-V4C, максимальная частота 80 МГц, 512 КБ Flash (поддерживается OTA-обновление по воздуху), 26 КБ SRAM, 20 GPIO.
  • Интегрированный трансивер 2,4 ГГц, BLE 5.4, чувствительность приёма −95 дБм, программируемая мощность передачи +4,5 дБм.
  • Драйвер сегментного LCD (дисплей напрямую управляется выводами MCU), несколько PWM, 12 ADC, RTC, USB 2.0.
  • Встроенный DC-DC; ток сна всего 0,3–2,5 мкА (соответствует заявленным «10 дней в режиме ожидания Bluetooth»).
  • Корпус QFN28.

Задачи главного контроллера: Bluetooth-соединение, управление семисегментным дисплеем (уровень 0–100/процент заряда), кнопки, логика естественного ветра/таймера/Turbo, вывод PWM на плату драйвера двигателя, считывание заряда и измерение двух токов/напряжений и т. д.

Под главным чипом расположен тактовый кварцевый резонатор контроллера — пассивный резонатор 32 МГц от YXC.

Над семисегментным индикатором находится схема питания двигателя: это повышающий преобразователь Boost. Модель повышающего чипа — HT7166. Его выходное напряжение и включение управляются главным MCU. Повышенное напряжение напрямую подаётся на питание двигателя. Boost включается только при запуске вентилятора: при установке скорости ниже 50% выходное напряжение повышающего преобразователя составляет 4,2 В, выше 50% — 5 В, в режиме Turbo — 5,9 В.

Основные характеристики HT7166 (сгенерировано ИИ):

  • Полностью интегрированный синхронный повышающий преобразователь 13 В/10 А от Heroic, корпус ESOP-8-PP, встроенные силовой ключ 16 мОм и синхронный выпрямитель 23 мОм (внешний силовой MOS не требуется).
  • VIN 2,7–13 В, частота переключения около 600 кГц, мягкий старт 4 мс, пиковое ограничение тока 10 А.
  • Вход включения EN: выключение при <0,4 В, работа при >1,5 В, ток отключения около 1 мкА.
  • Защиты: перенапряжение на выходе 14,2 В, UVLO (VIN 2,4 В), тепловое отключение; PFM для повышения эффективности при малой нагрузке.

Схема у разъёма двигателя и минуса аккумулятора показана ниже.

В минусовой линии разъёма двигателя последовательно установлен токоизмерительный резистор R003 (3 мОм). Сигнал после него усиливается операционным усилителем с маркировкой 180A3 и подаётся на ADC главного MCU.

Минус аккумулятора после схемы защиты проходит через токоизмерительный резистор R001 (1 мОм). Сигнал усиливается операционным усилителем с маркировкой 181A3 и подаётся на ADC главного MCU. Вероятно, кулонометр реализован программно в главном MCU на основе интегрирования тока, измеренного именно этим токоизмерительным резистором.

INA180A3 — однонаправленный усилитель измерения тока на 26 В от Texas Instruments (TI), корпус SOT-23-5, фиксированное усиление 100 В/В.

  • Диапазон синфазного входного напряжения: −0,2 В ~ +26 В (можно использовать для измерения как на верхнем, так и на нижнем плече, не ограничено напряжением питания).
  • Полоса около 150 кГц, напряжение смещения ≤±150 мкВ, дрейф смещения ≤1 мкВ/°C, погрешность усиления ≤±1%.
  • Питание 2,7–5,5 В, ток потребления ≤260 мкА, рабочая температура −40–+125 °C.

INA181A3 — двунаправленный усилитель измерения тока на 26 В от Texas Instruments (TI), корпус SOT-23-6, фиксированное усиление 100 В/В, с выводом REF для опорного напряжения, позволяющим различать направление зарядки и разрядки.

  • Диапазон синфазного входного напряжения: −0,2 В ~ +26 В; полоса около 150 кГц, напряжение смещения ≤±150 мкВ, погрешность усиления ≤±1%.
  • Питание 2,7–5,5 В, ток потребления ≤260 мкА, рабочая температура −40–+125 °C.
  • После подачи опорного потенциала на вывод REF выход выше/ниже опорного уровня соответствует току разрядки/зарядки.

Примечание: похоже, официальная маркировка TI для этих чипов не совпадает напрямую с названием модели, поэтому два операционных усилителя на этой плате могут быть китайскими аналогами.

В правом верхнем углу от чипа 181A3 также находится микросхема опорного напряжения модели TL432. Она задаёт опорное напряжение для 181A3, чтобы двунаправленное измерение тока аккумулятора имело стабильную «нулевую точку» (потенциал вывода REF); только так можно разделить направления зарядки и разрядки относительно опорного уровня.

Параметры TL432 (сгенерировано ИИ):

  • Основная функция: трёхвыводной регулируемый прецизионный шунтовой источник опорного напряжения (программируемый стабилитрон), с внутренней запрещённой зоной и усилителем ошибки. Выходное напряжение задаётся внешним делителем из двух резисторов и может плавно регулироваться в диапазоне 2,5–36 В.
  • Точность: зависит от класса, обычно ±0,5% (класс B), ±1% (класс A), ±2% (стандартный класс).
  • Выходной ток: 1–100 мА при использовании как шунтовой стабилизатор/источник опорного напряжения.
  • Температурный коэффициент: около 30 ppm/°C (у некоторых производителей указан 50 ppm/°C); низкий дрейф обеспечивает стабильность опорного напряжения.
  • Динамическое сопротивление: типовое около 0,2 Ом.
  • Корпус: SOT-23-3 / SOT-23-5 / TO-92 и др.; совместимые модели: KA432, LM431, AS431 и т. п.
  • Назначение: TL432 выдаёт стабильное напряжение, например с помощью двух резисторов можно получить из 3,3 В середину 1,65 В, и подаёт его на вывод REF INA181A3. Благодаря этому выход усилителя при «нулевом токе» находится посередине: при зарядке выход выше опорного уровня, при разрядке — ниже; MCU считывает ADC и сразу определяет направление тока.В левом верхнем углу платы находится NMOS с маркировкой 300N03. Его параметры, вероятно, составляют 30 В и 30 А. Судя по всему, он нужен для управления зарядом и разрядом суперконденсаторов, чтобы при установке аккумулятора они не заряжались напрямую и не возникал мгновенный большой ток, вызывающий искрение.

Схема защиты литиевого аккумулятора находится справа от отрицательного вывода аккумулятора и выполнена по схеме «защитная ИС DW01A + несколько мощных MOSFET с большим током».

Характеристики DW01A (сгенерировано ИИ):

  • Основная функция: защитная ИС для одного литий-ионного/литий-полимерного элемента, которая контролирует напряжение аккумулятора и ток на выводе CS, управляя внешними двумя N-MOS для отключения цепей заряда/разряда
  • Защита от перезаряда: 4,3 В ±50 мВ (у некоторых производителей указано 4,28 В), напряжение восстановления 4,1 В, задержка около 100 мс
  • Защита от переразряда: 2,4 В ±75 мВ, напряжение восстановления 3,0 В, задержка около 50 мс
  • Защита от перегрузки по току: порог обнаружения на выводе CS — 0,15 В (обычно точку измерения размещают прямо на MOSFET, используя падение напряжения на его внутреннем сопротивлении), перегрузка по току при заряде −0,15 В, задержка около 7~10 мс
  • Защита от короткого замыкания: порог около 1,0~1,35 В, задержка всего 300~600 мкс
  • Заряд аккумулятора 0 В: поддерживается (может активироваться после глубокого разряда)
  • Ток покоя: около 3~6 мкА, в режиме низкого энергопотребления около 0,7 мкА
  • Корпус: SOT-23-6 (есть также варианты SOP-8 и др.), множество совместимых китайских моделей (Fuman, Changxin и др.)

Характеристики SJM 18N035 (сгенерировано ИИ):

  • Тип: N-канальный обогащённый силовой MOSFET
  • Максимальное напряжение: VDS ≈ 30 В
  • Ток: ID ≈ 18 А

Слева от отрицательного вывода аккумулятора также есть 6-выводная микросхема с маркировкой 2604. Информацию о ней я не нашёл, не знаю, для чего она используется. Вероятно, она тоже связана с защитой аккумулятора. Такая же микросхема была в разобранном ранее мини-вентиляторе Gongtian F95D.

Справа от DW01A также есть 6-выводная микросхема с маркировкой M2B. Информацию о ней я не нашёл и не знаю, для чего она используется.

Осциллограммы управления двигателем на разных режимах

С помощью осциллографа DHO914S измерил осциллограммы на управляющем выводе ШИМ двигателя. При скорости ветра 25% частота ШИМ составила 19,6 кГц, коэффициент заполнения — 63,1%.

При скорости ветра 50% частота ШИМ составила 19,6 кГц, коэффициент заполнения — 74,9%.

При скорости ветра 75% частота ШИМ составила 19,6 кГц, коэффициент заполнения — 87,8%.

При скорости ветра 100% коэффициент заполнения составляет 100%, то есть цепь постоянно замкнута.

Итоги

  • Компоненты в схеме неплохие, запас по конструкции оставлен довольно большой.
  • Функции в配套小程序齐全 — можно просматривать довольно много данных.
  • Мощность зарядки 18 Вт неплохая, устройство ещё и можно использовать как зарядку для других гаджетов.
  • Скорость воздушного потока и объём воздуха хорошие; на максимальной скорости шум довольно большой, а на втором уровне 35% скорость потока и шум достаточно сбалансированы.
  • На максимальной скорости поток воздуха очень сильный, и вентилятор может упасть, если стоит неустойчиво.
  • На втором уровне 35% время работы составляет около 8 часов — вполне неплохо.

Рекомендуем почитать

English Version of the Article: https://blog.zeruns.top/archives/99.html