在本期《產品拆解》專欄，我們精選了市場上頗受關注的米家空氣凈化器2S進行深入剖析!讓我們一起來揭秘其運作原理以及內部的國產替代元器件吧!

【前言】

近年來，隨著室內空氣質量成為公眾關注的焦點，人們對于健康呼吸環境的追求日益增強。在這樣的背景下，空氣凈化器作為智能家居產品的重要組成部分，已經逐步普及，成為家庭和辦公室中不可或缺且越來越常見的設備。

根據奧維云網(AVC)全渠道預測數據顯示，2023年空氣凈化器銷額為48億元，有望達到0.8%的同比正增長，2024年銷額更是有望達到49.6億元，實現3.5%的同比正增長。在下半年需求回暖、房地產降幅收窄等外部因素影響下，24年空氣凈化器市場有望持續回暖。

在本期《產品拆解》欄目中，我們將帶來市面上火熱的空氣凈化器產品——米家空氣凈化器2S，一起來看看這臺空氣凈化器運作的原理還有內部國產替代元器件的情況吧!

【主要元器件預覽】

廣閎科技電機控制器 iU6315

AOS萬國半導體電機功率 MOSFET AO4629

NXP讀卡器芯片 MFRC630

【米家空氣凈化器2S】

米家空氣凈化器2S內部裝有抽取空氣的風扇。

底部印有產品參數。

小米米家空氣凈化器2S產品型號：AC-M4-AA

額定頻率：50/60Hz

產品重量：約4.5kg

額定功率：29W

CMIIT ID：2017DP5526

額定電壓：100—240V~

【米家空氣凈化器2S工作原理】

小米米家空氣凈化器2S的工程師依據空氣動力學原理，在流體實驗室模擬氣流運動軌跡，把從飛機引擎中得到的靈感，應用在空氣凈化器上。米家空氣凈化器2S采用了獨特的專利雙風扇送風系統，該系統不僅可以有效地提升壓力，還能增強送風能力。結合獨特的塔式結構設計，這一系統創造了一個具有強大吸力和風力的空氣增壓環境，使得米家空氣凈化器2S的凈化性能達到了高達310m3/h的水平。用戶只需簡單地按下“開始”鍵，就能享受到通過高效凈化濾芯清潔過的純凈空氣，這些清新的空氣將源源不斷地涌出并擴散至房間的每一個角落。

按下空氣凈化器的開始按鈕之后，屏幕亮起，可以看到屏幕上面的數字為PM2.5數值，下方數字分別顯示的是溫度跟濕度，還有wifi狀態和運行模式。

最下方的燈則是空氣質量狀態燈，PM2.5在0-75時會顯示綠燈狀態，PM2.5在75-150時則會顯示橙燈狀態，PM2.5在150以上時則會顯示紅燈狀態。

米家空氣凈化器2S擁有三種運作模型，分別是自動模式、睡眠模式和最愛模式。自動模式根據室內空氣質量，自動切換凈化效率;睡眠模式可以超低噪音運行，可以營造舒適睡眠環境;最愛模式通過手機客戶端設定使用面積，可調節凈化效率并保存設置。

【米家空氣凈化器2S拆解】

首先將米家空氣凈化器2S后蓋部分打開后，即可取出空氣凈化器的濾芯。

濾芯底部裝有RFID芯片，用于記錄、讀取濾芯使用時間、型號等信息。

接下來直接對空氣凈化器底部進行拆卸。

可以看到電源控制板和NFC濾芯檢測控制板。

【電源控制板特寫】

【初級開關管特寫】

初級開關管來自吉林華微，型號：JCS7N65B，是一顆650V，導阻1.3 ? 的NMOS，可應用在高頻開關電源、電子鎮流器、UPS以及電源。采用TO-262封裝。該開光管的主要作用是控制電流流向、穩定電壓、調節輸出電流以及短路保護。

產品特性：

?柵極電荷

? Crss(典型值 16pF)

開關速度快

產品全部經過雪崩測試

高抗dv/dt ?力

RoHS 產品

米家空氣凈化器2S內置貝特保險絲，規格3.15A 250V。

【NFC濾芯檢測控制板特寫】

在米家空氣凈化器2S的底部還有一塊NFC濾芯檢測控制板。值得注意的是，上面有一顆讀卡器芯片。

【讀卡器芯片】

讀卡器芯片來自NXP，型號：MFRC630。MFRC630和MFRC630 plus, MIFARE和NTAG產品的高性能前端。

MFRC630多協議NFC前端IC支持以下工作模式:

?讀寫模式支持ISO/IEC 14443A和MIFARE經典

?讀寫模式支持NTAG

MFRC630的內部發射器能夠驅動設計用于與ISO/IEC 14443A和MIFARE casic卡和轉發器通信的讀寫天線，而無需額外的有源電路。數字模塊管理完整的ISO/IEC 14443A幀和錯誤檢測功能(奇偶校驗和CRC)。

MFRC630支持1K內存的MIFARE Classic, 4K內存的MIFARE Classic,MIFARE Ultralight,MIFARE Ultralight C, MIFARE Plus和MIFARE DESFire產品。MFRC630支持MIFARE產品系列中更高的雙向傳輸速度，最高可達848 kbit/s。

支持以下主機接口:

?串行外設接口(SPI)

?串行UART(類似于RS232，電壓水平取決于引腳電壓供應)

?I2C總線接口(實現兩個版本:I2C和I2CL)

MFRC630支持SAM (secure access module)連接。為SAM的連接實現了一個專用的獨立I2C接口。SAM可以用于高安全性密鑰存儲，并作為一個非常高性能的加密協處理器。一個專用的SAM可用于連接到MFRC630。

在本文檔中，術語“MIFARE經典卡”是指基于MIFARE經典ic的非接觸式卡。

該讀卡器芯片主要用于讀取RFID芯片記錄的數據。

繼續將空氣凈化器四面的蓋子撬開，顯示屏模板顯示在眼前。

【顯示屏控制板特寫】

該顯示屏控制板主要用于米家空氣凈化器2S的屏幕顯示。

在下部分的電機側面上是一塊Wi-Fi控制板。

【Wi—Fi控制板特寫】

帶有“mi”標識的模塊為Wi-Fi模塊，用于米家APP連接。

【存儲芯片】

存儲芯片來自Atmel(愛特梅爾),型號：ATMLH728。用于存儲設置信息。

蜂鳴器用于功能操作提示。

【PM2.5檢測器】

在空氣凈化器背面裝有一個PM2.5檢測器。

該檢測器里面裝有一個小風扇，通過小風扇抽取空氣，之后抽取到的空氣經過里面的光學檢測器即可測出PM2.5數值。

接下來，對電機部分進行拆除。

【電機部分】

米家空氣凈化器2S的電機來自全球第一大電機制造商Nidec。

電機控制板全貌：

【電機控制器】

電機控制器來自廣閎科技，型號iU6315,它是一款三相無刷直流電機控制器IC，其轉速可由VSP輸入信號控制，該IC輸出驅動序列由霍爾輸入信號解碼，適用于空調、伺服風扇和電子風扇等需要靜音驅動的設備，當風扇鎖定時，設備將進入鎖定保護模式，防止浪涌電流，OVCP引腳為邏輯事件觸發器，在任何異常情況下關閉電機驅動，三相無刷直流電機控制器IC正常工作時供電電流小于12mA。封裝：20L。應用程序：無刷直流電機驅動器。

該電機控制器在米家空氣凈化器2S中的作用主要是用于電機的驅動控制。電機控制器iU6315首先檢測電機刷子的位置，然后發送信號控制MOS的開關，MOS再驅動線圈進行轉動。

【電機功率MOSFET】

電機功率MOSFET來自AOS萬國半導體，型號：AO4629，是一顆耐壓30V的CMOS。AO4629采用先進的溝道技術，提供優異的RDS(ON)和低門電荷。這種互補的N和P通道MOSFET配置是低輸入電壓逆變器應用的理想選擇。封裝：SOIC-8。

該電機功率MOSFET在米家空氣凈化器中的作用主要是搭配電機控制器iU6315對電機起到驅動控制作用。

【拆解全家福】

【米家空氣凈化器2S使用體驗】

小米米家空氣凈化器2S是小米凈化器2的升級版本，在保持了原有體積的同時，依然具備310m3/h的CADR值，確保了其強大的空氣凈化能力。此外，該款凈化器還增加了一項創新功能：一體黑OLED顯示屏，用戶可以通過這個屏幕實時查看室內的PM2.5數據。為了提高檢測精度，2S采用了先進的激光顆粒物傳感器，使得對室內顆粒物的監測更為精確。

網上買家也給予了這款產品高度的評價，空氣凈化效果好、產品使用起來效果好、睡眠模式人性化、凈化速度快等等都是買家普遍的評價，除此之外，有買家甚至說：“剛裝修好的房子，找了專業的除甲醛公司，但是甲醛還是長期釋放，買了個凈化器平時用，效果不錯，很滿意!”可見，這款產品實用性很強。

【寫在最后】

通過《半導體器件應用》記者的拆解，我們發現米家空氣凈化器2S內置的芯片大多都是國外廠商的芯片。AOS萬國半導體的電機功率MOSFET，AO4629型號和廣閎科技的電機控制器，iU6315型號都在米家空氣凈化器2S中扮演了至關重要的角色。

廣閎科技的電機控制器iU6315是一款卓越的三相無刷直流電機控制器IC，其優勢在于能夠通過VSP輸入信號精確控制轉速，并通過霍爾輸入信號解碼輸出驅動序列，特別適合需要靜音驅動的設備如空調、伺服風扇和電子風扇等。此外，該控制器還具備鎖定保護模式，當風扇鎖定時，能有效防止浪涌電流，確保設備安全。在任何異常情況下，OVCP引腳能作為邏輯事件觸發器關閉電機驅動，進一步保障設備的穩定運行。在正常工作狀態下，其供電電流小于12mA，顯示出高效的電能利用。

在米家空氣凈化器2S中，iU6315的作用主要體現在對電機的精準驅動控制上。它能夠檢測電機刷子的位置，并發送信號控制MOS的開關，從而驅動線圈進行轉動。同時，配合使用的AOS萬國半導體的電機功率MOSFET AO4629，耐壓高達30V，采用先進的溝道技術，提供優異的RDS(ON)和低門電荷，使得整個電機控制系統在性能和穩定性上都達到了優秀的水平。這種互補的N和P通道MOSFET配置是低輸入電壓逆變器應用的理想選擇，使得整體設計更為緊湊高效。它們的高效能、精確控制、靜音驅動、安全可靠和低功耗等優勢，為米家空氣凈化器2S提供了卓越的性能。

值得注意的是，之前Big-Bit拆解過一款戴森Zone空氣凈化耳機，該馬達控制方案主控芯片采用的是意法半導體的DRV10975，其驅動方式為無傳感器的正弦驅動，集成功率MOSFET的三相電機驅動器，可通過PWM、模擬、或I2C 輸入控制電機，電壓范圍為6.5-18.0V，最大持續電流為1.5A。對比之下，米家空氣凈化器2S采用的廣閎科技電機控制器iU6315+AOS萬國半導體的電機功率MOSFET AO4629方案中，雖然同樣實現了高效的電機控制，但戴森的方案在芯片集成度上更勝一籌。由于DRV10975集成了功率MOSFET，因此外圍器件數量減少，這不僅簡化了設計，還有效節省了電路板空間,而且在成本方面，戴森Zone空氣凈化耳機的馬達控制方案更有價格優勢。

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審核編輯 黃宇