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淺析汽車散熱風扇工作原理
在轎車電子系統之中,溫度的處理一直是個應戰,一般會要求系統能夠正常作業在-40°C ~ + 65°C的環境溫度之下。而機殼之內的環境溫度還會有20°C左右的溫升,所以PCB板實際需要承受的最高環境溫度會高達+ 85°C。然后,進一步著眼于部分區域,如電源、CPU等模塊將會是發熱大戶,更一步加劇了機殼內的環境溫度,嚴苛的環境實際上現已迫臨許多芯片的耐溫極限了。因而,在系統規劃的初期,有必要規劃好熱處理(Thermal Management)戰略以及規劃對應的方法。
比較簡略粗暴,但是有效的散熱方法就是增加一臺散熱電扇,當然這會增加規劃本錢及機器噪音。所以,我們在設計風扇電路時的要求也是根據這兩個根本的起點:
1)、電路有必要簡略,低本錢;
2)、電扇的轉速與噪音成正比,所以要求電扇的轉速可測、可控。系統會根據環境溫度調整電扇轉速,最好是無級調速,力求散熱功率與噪音之間的平衡。
風扇的結構:
風扇的核心部件是一只外轉子的無刷直流電機。所謂外轉子,是指線圈不動(定子),磁鐵旋轉(轉子);所謂無刷直流電機,是沒有電刷的直流電機,運用霍爾感應器代替電刷。
在原理上,原封不動的直流電壓是無法讓電機持續作業的,由于它會被“異性”牢牢地吸引住,攜手到白頭。電機持續作業的條件是,有一方有必要“花心”,轉子也好,定子也行,所以轉子與定子之間“分分合合”,不斷尋找新歡,然后就滾動了起來。
當電機轉過180°時(這是相位角度,留心不是物理角度),正好線圈感應的N和S極與磁鐵的S和N異性相吸,此刻將通往線圈的電壓交流正負極,然后由“異性相吸”轉變為“同性相斥”,所以轉子又得以轉過180°,然后持續轉化正負極,電機得以持續滾動。
不斷“挑唆”線圈轉化正負極的設備叫做換相器,它可所以機械式的電刷,也可所以電子式的霍爾感應器。明顯機械式的換相器簡略,本錢低,但是噪音大,有磨損,壽命短。