拆解DC風扇燈控制器的電路分析,BLDC控制算法你了解嗎?
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直接開拆,控制器正面
拆開后PCB正面
PCB背面
LED燈部分AC-DC電源IC型號LY6018。
電機部分AC-DC電源IC型號LY6021, 兩通道LED控制IC型ED360N.
主控MCU分(被磨干凈型號了),MRF310無線接收IC,S4614雙通道MOS管。
通過拆解后的PCB畫出其對應(yīng)的電路原理方框圖。
通過如上電路原理方框圖我們可以得知控制器電路組成的幾大部分:
1.AC-DC部分電路:把輸入的AC交流電轉(zhuǎn)換為隔離的直流安全電壓,控制器有兩個轉(zhuǎn)換電路,一個為給風扇電機供電的24Vdc電壓, 另一個為給LED供電的36Vdc電壓。 分別采用LY6021 和LY6018 方案。這兩款I(lǐng)C都是比較老式的DIP8封裝了,沒查到是哪個品牌的,只找到對應(yīng)原理圖。
2.燈部分:比較簡單,通過電源進行電壓變換后出來的38VDC電壓,搭配36V LED光源接到兩通道的LED驅(qū)動IC上,MCU可通過輸出兩路PWM對其進行調(diào)光和調(diào)色溫。
3.電機控制部分:大概原理為通過MCU輸出6個PWM信號控制三個兩通道的MOS管依次上下導通,從而對三相電機進行控制。
由于之前沒接觸電機這方面,只能一邊拆解,一邊查資料學習分析了,為搞清楚原理干脆把電機也拆了,才略懂一二。
電機里面只有線圈的,沒有霍爾元件,電機類型是直流無刷電機BLDC類型,電機控制方式為無霍爾器件FOC控制方式。
控制BLDC的關(guān)鍵就是確定換相的時刻,主要通過檢測電機線圈產(chǎn)生的反電動勢來獲得轉(zhuǎn)子的位置,還要檢測電機轉(zhuǎn)速、電流大小等信息作為反饋輸入,需要采集電機相電流,對其進行一系列的數(shù)學變換和估算算法后得到反饋量,然后形成閉環(huán)控制,對軟件算法的要求比較高。有興趣的朋友可以自行了解學習BLDC,PMSM,FOC相關(guān)理論知識。
總結(jié):
AC風扇燈控制器主要是通過繼電器+電容或雙向可控硅進行開關(guān)及調(diào)光調(diào)速功能,輸入輸出均為AC交流電壓。因為美規(guī)傳統(tǒng)風扇燈普遍是帶E26/E12燈頭設(shè)計的,光源需要AC電壓供電,所以采用AC風扇燈控制器搭配AC電機+燈頭這種設(shè)計會更經(jīng)濟合理,光源部分消費者可根據(jù)各自喜好,選擇額定功率的任意燈泡,簡單實用方便。
DC風扇燈控制器,因為要控制BLDC直流無刷馬達,所以需要采用開關(guān)電源進行電壓轉(zhuǎn)換后輸出隔離或非隔離的直流電壓,然后再通過MCU進行一系列算法后,輸出信號控制開關(guān)管組成的三相逆變器進行電機控制。
通過AC/DC風扇控制器的拆解對比,無疑控制直流無刷馬達的DC風扇燈控制器,不管是在硬件還是軟件方面都更加復雜,特別對算法的要求更加高。
如上為個人拆解后的觀點和理解,水平有限,若哪里有不對的,歡迎大家討論指正,謝謝!
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