作為極致美學的家居好物,美的隱形風扇燈巧妙地將風扇與燈具融為一體,集實用性、美觀性與創新性于一體。燈扇二合一,美的隱形風扇燈1+1>2的算法題怎么做?
隨著物聯網、人工智能、大數據等技術的不斷發展和成熟,消費者的經濟水平不斷提升。在現代家居設計中,高性能與多功能的家電產品越來越受消費者青睞。人們越來越傾向于選擇那些既實用又美觀的家居產品。
作為極致美學的家居好物,美的隱形風扇燈巧妙地將風扇與燈具融為一體,集實用性、美觀性與創新性于一體。既能為炎炎夏日帶來清涼,又能在夜晚提供柔和的照明,真正實現了“1+1>2”的效果。
接下來,半導體器件應用網將對美的隱形風扇燈——FC1055EERL(42寸直流三色正反轉)進行拆解,探尋其中三色調節、六檔風速的多功能奧秘。燈扇合一,看美的如何算出1+1>2的答案。
【美的隱形風扇燈介紹】
▲產品安裝示意圖(截自美的旗艦店)
技術參數:
額定電壓:220V 額定頻率:50Hz
額定總功率:71W
風扇功率:35W
燈具功率:36W(84×1W/LED模塊)
規格:1060mm
燈具型號:MW-3D-36WSS
▲產品及配件全貌
將箱內產品一一拿出,可以看到包括風扇燈在內一共有6件物品,從上到下的順序依次為上吊盅(內含下吊盅)、吊架、遙控器、接收器組件、螺絲組件、吊桿組件以及產品說明書。
▲風扇遙控器特寫
遙控器正面有著常規的開關按鍵、風速調節、風向調節以及定時區域,白色的外殼配備太空灰的按鈕,既耐看又高級,小巧的機身同樣適用于單手操作。
美的風扇燈除了豐富的定時功能、6檔風速的正反轉設計,旨在適應不同季節的需求,提供更為舒適和節能的使用體驗,風扇還配備扇葉正反轉兩種轉向。
正轉功能
1. 在天氣不太熱或初夏悶熱時,隱形風扇燈的正轉功能可以帶來涼爽的風,讓人感到舒適。
2. 加速冷空氣循環:在炎熱的夏季,隱形風扇燈與空調配合使用,可以加速冷空氣的循環,使房間更快地降溫。
反轉功能
1. 改善空氣質量:在氣溫下降后或秋冬季節,隱形風扇燈的反轉功能可以將室內的熱氣壓低,同時加速室內空氣循環,有助于改善空氣質量,特別適合北方霧霾天氣。
2. 增強供暖效果:反轉時,風向上吹,人坐在下方感覺不到冷風吹,而熱空氣被攪動后,可以增強室內的供暖效果,這在冬季尤為實用。
3. 節省能耗:與空調配合使用時,隱形風扇燈的反轉功能可以在一定程度上減少空調的能耗,達到環保節能的效果。
▲主機正面特寫
在燈具正面一共配備84顆燈珠,分別包含28顆暖色、冷色以及中性色燈珠,以實現產品的三色調節。
▲燈具模組特寫
產品名稱:自鎮流LED模組
型號:MW-3D-36WSS
輸入電壓: 220V~ 輸入頻率:50Hz
輸入功率:36W(84x1W/LED模塊)
輸入電流:0.3A
tc:75℃ PF:0.95
▲主機背面特寫
在主機背面可以看到無刷直流電機、3片PC扇葉組合在一起。
美的風扇燈拆解
▲拆開燈身正面螺絲
▲取下正面燈珠與底殼后,可以看到三條和扇葉連接的復位彈簧
繼續拆下和無刷直流電機部分連接的金屬板螺絲。
拆下電機后保護殼螺絲。
【無刷直流電機】
產品信息:
品牌:中山淼王電器有限公司
型號:DC5283-85*14
詳細信息:
電壓:24V DC
額定功率:35W 轉速:220轉/分
絕緣等級:E級(最高工作溫度為120℃)
【接收器組件】
▲拆下接收器組件螺絲
▲接收器組件PCB板正面全貌
在接收器PCB板的正面,從左至右可以依次看到插件保險絲、安規電容、壓敏電阻、繼電器模塊、蜂鳴器、電容、開關MOSFET、電源IC、主控MCU、功率MOSFET等元器件。
▲PCB板電控部分特寫圖
▲插件保險絲
該插件保險絲的額定電流為3.15A,額定電壓為250V,上面印有3C認證。插件保險絲能在電流異常或過載時保護電路和設備的安全。
▲繼電器模塊
名稱:國科繼電器模塊
型號:GK3FF-24VDC-S-C
詳細信息:分別印有10A/250V AC (250V交流情況下,最大電流10A)
10A/28V DC(28V直流情況下,最大電流10A)
15A/125V AC(125V交流情況下,最大電流15A)
MCU
品牌:晶豐明源
型號:BP32MC057EM6S8
封裝:SSOP24
BP32MC057EM6S8是一款32位內核的面向電機控制應用的專用處理器,集成了常用電機控制系統所需要的所有模塊,同時集成了三相P/N MOS柵極驅動模塊,可直接驅動三路P/N MOS功率器件。
▲截取自晶豐明源官網數據手冊
主要性能與優勢:
1. 單電源 7.5~28V 供電,內部集成 5V LDO;
2. 集成三相 P/N MOS柵極驅動模塊。
3. 高可靠與集成度:內部集成2路高速運放和兩路比較器,可滿足單電阻/雙電阻電流采樣拓撲架構的不同需求;
4. 集成硬件 MOSFET 溫度漂移補償電路,確保電流采樣精度。
適用于有感 BLDC/無感、BLDC/有感、FOC/無感、FOC及步進電機、永磁同步、異步電機等控制系統。
MCU的主要作用是驅動無刷直流電機,能輕松實現六檔調速,支持電機正反轉。
開關MOSFET
品牌:華潤華晶
型號:CS7N70A4RG
詳細信息:
類型: N溝道
封裝:TO-252
VDS:700V Id:7A RDS(ON):0.96Ω
CS7N70A4R-G 是N溝道增強型VD MOSFET,采用自對準平面技術制成,可降低傳導損耗、提高開關性能并增強雪崩能力。該晶體管可用于各種電源開關電路,以實現系統小型化和更高效率。其封裝形式為TO-252,符合RoHS標準,是實現風扇燈變頻調速技術的關鍵組件。
功率MOSFET
該功率MOSFET的型號為4614,品牌未知。
壓敏電阻
壓敏電阻,主要對電路作過電壓保護。
蜂鳴器
主要用于美的風扇燈的操作提示。
電容
接收器組件中的電容均來自福建云星電子(Yunxing),在接收器組件中,分別有35V/470μF、400V /15μF以及50V/10μF三種規格存在。電容在啟動、調速、調節電流和電壓以及濾波等方面都發揮了重要作用,共同確保了風扇燈的穩定運行和用戶的舒適體驗。
【自鎮流LED模組】
▲自鎮流LED模組PCB板正面
在LED模塊PCB板的正面,從左至右可以依次看到LED驅動IC、壓敏電阻、電感電容、LED功率開關、升壓式PFC恒壓功率開關、二極管以及安規電容等元器件。
LED照明驅動-非隔離低PF
品牌:德普
型號:DP9502B
封裝:SOP7/DIP7
MOSFET(內阻/耐壓/電流):4.8R/500V/2A
OTP保護:140℃
OVP保護:有
主要特點:
集成高壓 500V MOSFET
集成高壓自供電電路
無 VDD 電容設計
±5%恒流精度
準諧振模式高效率工作
超低工作電流
DP950XB集成有完備的保護功能以保障系統安全可靠的運行,如:VDD欠壓保護功能(UVLO)、逐周期電流限制(OCP)、過熱保護(OTP)、輸出過壓保護(OVP)、CS 采樣電阻短路保護,LED開路和短路保護等。
LED照明驅動作為電流控制的穩壓器,能夠提供穩定的偏置電流,確保LED在飽和導通的前提下正常發光。
LED功率開關
品牌:必易微
型號:KP4500SG
封裝:SOP-8
工作溫度:-40℃-150℃
KP4500系列芯片是開關調色溫的專用芯片,該芯片內置了400V的開關管,簡化了外圍電路結構。該功率開關用于控制風扇燈LED的開啟、關閉以及亮度調節。
升壓式PFC恒壓功率開關
品牌:必易微
型號:KP15113SP
封裝:SOP-7
主要特點:
準諧振模式高效率工作/支持無輔助繞組設計/集成高壓啟動和供電電路
集成高壓 MOSFET
單級有源功率因數校正技術
全電壓功率因數>0.9,THD<10%
系統啟動時間<200ms
高精度恒壓控制/超低工作電流/優異的線電壓和負載調整率
KP1511X 集成有完備的保護功能以保障系統安全可靠的運行,如:VDD 欠壓保護功能(UVLO)、逐周期電流限制(0CP)、過熱保護(OTP)、輸出過壓保護 (OVP)、輸出欠壓保護 (UVP)等,能夠支撐設備長期穩定運行。KP15113SP功率開關能夠減少電力損耗,并保持輸出電壓的穩定。
電容
LED模塊的電容均由益陽市開元電子有限公司(KYC)生產,有450V/15μF、400V/4.7μF兩種規格。電容用于濾波和平滑直流電,同時還可以幫助保護電機和電路免受電壓波動和浪涌電流的影響。
以上就是這次拆解的全部內容,放一張拆解的全家福。
Big-Bit拆解總結
▲美的隱形風扇燈元器件清單
【接收器電路設計方案】
電控部分(風扇燈電路的核心):它負責接收用戶的指令(如開關、調速、定時等),并將這些指令轉換為電路內部可以識別的信號。這部分主要主控晶豐明源
BP32MC057EM6S8(MCU)來實現。該MCU集成了多種功能模塊,如ADC(模數轉換器)、PWM(脈沖寬度調制器)、三相P/N MOS柵極驅動模塊,可直接驅動三路P/N MOS功率器件,也可實現無刷直流電機的FOC(磁場定向控制)算法,以實現電機的平穩運行和無噪音,實現風扇燈的六檔調速、正反轉控制等功能。
電驅部分:
該MCU內部集成了三相 P/N MOS柵極驅動模塊——三個半橋驅動組成三相逆變橋電路,輸出6個PWM信號來控制功率MOSFET(4614)實現電機驅動。
【美的風扇燈LED模塊電路設計方案】
LED驅動IC:德普的DP9502B作為LED模塊的核心控制組件,負責將輸入電源轉換為適合LED發光的電流或電壓。
LED功率開關:必易微的KP4500SG用于控制LED的開啟、關閉以及調節LED的亮度。它通常集成了高壓開關管和相關的控制電路,能夠簡化外圍電路結構,提高系統的整體效率。
升壓式PFC恒壓功率開關:必易微的KP15113SP通過控制輸入電流的波形,能夠顯著降低諧波含量,改善電網的電能質量。這款功率開關不僅具有升壓功能,還集成了功率因數校正(PFC)技術。它能夠提高電路的功率因數,減少諧波失真與電力損耗,同時確保輸出電壓的穩定。這對于提高LED模塊的能效和穩定性至關重要。
通過本次拆解,我們發現美的隱形風扇燈的電路設計有以下三個亮點:
1. 高度集成化:接收器組件以及LED模塊電路設計方案都十分簡潔。接收器組件中的MCU內部集成了同時集成了三相P/N MOS柵極驅動模塊,可直接驅動三路P/N MOS功率器件。而LED模塊中的KP4500系列芯片是開關調色溫的專用芯片,該芯片內置了400V的開關管,簡化了外圍電路結構。該風扇燈采用了高度集成的電路設計,使得內部元件布局簡潔明了、結構合理,提高了產品的整體性能和可靠性。
2. 個性化控制:通過遙控器和接收器組件的配合使用,實現了對風扇燈的智能化控制。用戶可以根據需要調節風速、照明亮度和色溫等參數,滿足不同的使用需求。
3. 安全性設計:在電路設計中充分考慮了安全性因素,如插件保險絲的使用二極管、MCU、功率開關中都配有完備的保護功能,確保了產品在異常情況下能夠自動斷電保護,避免了安全隱患。
在隱形風扇燈出現前,傳統風扇與燈具共置易產生視覺干擾。隱形風扇燈的誕生,既是科技創新的體現,也是對消費者需求的精準回應。
美的隱形吊扇燈以其簡約雅致的設計和出色的變頻環保功能,精準契合了人們對風速、風量及個性化需求的期待,在市場上備受寵愛。其采用的變頻BLDC電機和高度集成的電路設計方案,不僅顯著優化了傳統風扇燈噪音大、耗電量高的短板,更實現了運行時的極低噪音與高效能源利用,為用戶帶來了更為舒適、節能的使用體驗。此外,其卓越的性能與價格比,使得美的風扇燈具有較強的市場競爭力,成為了現代家居的必備之選。
今天的拆解內容就到這里全部結束啦,我們下期再見。
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