直流无刷风扇电路

直流无刷风扇电路 Revised as of 23 November 2020

直流无刷风扇电路

微型直流电机在家用电器中应用很广，尤其在计算机中广泛采用直流电机进行排风降温，这种新型的直流风扇采用无刷结构，克服了传统换向器式（有刷）电机易磨损、噪音大、寿命短等缺点。据实物绘制的几种风扇电路，如附图所示。其中图１为电源风扇电路；图２为显卡风扇电路；图３为ＣＰＵ风扇电路。图１中Ｌ１、Ｌ２为风扇无刷电动机的电枢绕组。ＩＣ为霍尔器件，其{1}脚为电源正端；{2}脚为电源负端；{3}脚为输出端；当其{3}脚输出高电平时，三极管ＴＲ１导通，Ｌ１被接通（同时ＴＲ１ｃ极呈低电平，ＴＲ２截止）；当ＩＣ{3}脚输出低电平时，ＴＲ１截止，其ｃ极呈高电平，ＴＲ２导通，Ｌ２被接通。如此循环不已，Ｌ１、Ｌ２轮流通电形成旋转磁场而使无刷电机旋转，带动风扇工作。图２、图３电路的工作原理与上述相同。由于ＣＰＵ等工作温度高，风扇工作环境温度高，最常见的故障现象为润滑油干涸，出现很大的噪音，也影响风扇工作。这可揭开风扇有标签的一面，加几滴润滑油即可；另一种故障现象为晶体管损坏，可揭开标签，去掉内卡圈，拆开后更换相同的晶体管即可。

电脑及电子设备冷却风机用的大多是直流无刷电机，现解剖一个通过实物讲一下工作原理。下面是解剖照片。

以上是实物解剖。

根据实物测绘电路原理图如下：

直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极对数(P)影响：N=120f / P。在转子极对数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速反馈至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。直流无刷电机为了能转动，必须使定子线圈的磁场和转子永久磁体的磁场之间始终存在一定的角度。转子转动的过程也就是转子磁场方向改变的过程，为了使二者磁场存在角度，到一定的程度后，定子线圈的磁场方向必须改变。那么怎么知道什么时候要改变定子磁场的

方向了呢那就靠那个霍尔原件了。大功率的无刷电动大部分是三相直流无刷电动机半（全）控桥电路，我这里解剖的是单相直流无刷半控桥电动机。图中Ｌ１、Ｌ２为无刷风扇电动机的电枢绕组。ＩＣ1为霍尔器件，其1脚为电源正端；2脚为电源负端；3脚为输出端；当其3脚输出高电平时，三极管ＴＲ１导通，Ｌ１被接通（同时ＴＲ１ｃ极呈低电平，ＴＲ２截止）；当ＩＣ1 3脚输出低电平时，ＴＲ１截止，其ｃ极呈高电平，ＴＲ２导通，Ｌ２被接通。如此循环不已，Ｌ１、Ｌ２轮流通电形成旋转磁场从而使无刷电机转子旋转，风扇工作。按电机的输入来分类，直流无刷电机实际上就是交流电机，直流供电所以加了控制电路。去掉控制电路把它接入单相电源也可工作。市面上有种保健微风扇，就是交流同步电机，原理相同。

ＩＣ1霍尔器件简要资料：

最常见的故障现象为润滑油干涸，出现很大的噪音，也影响风扇工作。这可揭开风扇有标牌的一面，加几滴润滑油即可。

另一种故障现象为霍尔器件或晶体管损坏，可揭开标签，去掉转子卡片，拆开后更换相同的霍尔器件或晶体管即可。

电机中用到的霍尔元件分开关型和保持型，如果电路板是好的，你把电机的两个线圈改成指示灯或继电器，你会发现更多的地方可以使用它。

两路输出的霍尔元件可以直接控制电机绕组。