广告

手把手教你制作高速吹风机

2024-03-27 世辉 阅读:
截至23年6月,已有84个品牌推出了总共139款不同型号的高速吹风机。与此同时,高速吹风机竞争格局初显:高速电吹风开创者——英国品牌戴森主打高端市场;本土品牌徕芬则低价切入市场,主打中低端市场,并以其高性价比的产品占据国内市场线上销量榜首。徕芬产品低价的关键在于其通过自研电机大幅降低了生产成本;而电机的背后则离不开一套高可靠、高性价比的MCU方案。

前言:高速吹风机量价齐升 市场竞争格局初显

吹风机是居家生活必备物品,然而传统型吹风机所带来的体验并不佳,高频使用的女性群体对此更是深有感触。究其原因主要有:转速低,通常在每分钟2万转左右,导致干发速度慢;高温干发,容易损伤头发;噪声大且体积笨重等等。因此,能改善这些问题的高速吹风机一经推出便迅速风靡市场、发展迅猛,品牌数量与产品型号均呈加速增长态势。据统计,2020年仅有6个品牌生产高速吹风机,共16款机型;而截至23年6月,已有84个品牌推出了总共139款不同型号的高速吹风机。与此同时,高速吹风机竞争格局初显:高速电吹风开创者——英国品牌戴森主打高端市场;本土品牌徕芬则低价切入市场,主打中低端市场,并以其高性价比的产品占据国内市场线上销量榜首。徕芬产品低价的关键在于其通过自研电机大幅降低了生产成本;而电机的背后则离不开一套高可靠、高性价比的MCU方案。pXOednc

作为高速吹风机市场背后的核“芯”玩家,国产品牌BPS(晶丰明源)及旗下的Linko(凌鸥创芯)一直致力于持续迭代和优化IC产品。Excelpoint世健旗下子公司Synergy世辉是BPS和Linko的授权代理商,可以为客户提供完整的解决方案与技术支持。接下来,Synergy世辉的FAE将基于凌鸥的MCU方案,手把手教您制作一个高速吹风机。pXOednc

方案介绍

本次使用的方案为: pXOednc

凌鸥MCU-LKS32MC037LM6S8B + IPM-LKS1D5003D +电源BP85226DFpXOednc

整体方案特点pXOednc

· 成熟的控制算法,启动平稳,启动兼容性强,电机噪音低,无金属异响,控制稳定。pXOednc

· 纹波补偿算法,减小母线电解电容,降低高压电容成本,极致性价比。pXOednc

· 双电阻采样,运行平稳,噪音小,FOC快速刹。pXOednc

· 功率部分采用LKS1D500xD单相IPM-ESOP13封装,生产工艺简单,散热好,性价比高。pXOednc

· 安全保护机制:过压、过温、堵风口停机保护。pXOednc

· 辅助电源BP85226DF,集成VCC电容、续流二极管反馈二极管,支持快速开关机。pXOednc

MCU原理图pXOednc

pXOednc

图1:MCU主控是电机的心脏,高速M0内核pXOednc

(一)MCU主控优势pXOednc

· 电机控制专用MCU,内置运放、比较器、DAC、MCPWM等,外围简洁。pXOednc

· 工作温度满足105度工业级要求,满足风筒应用的特别需求。pXOednc

· 工作电流小,037L/038L 内置5V LDO可以直接给仿真器烧录供电。pXOednc

· 进一步减少外围器件,缩小PCB尺寸。pXOednc

· 可满足两对极电机高达每分钟22万电转速的算力需求。pXOednc

· 仪表级全差分可编程增益放大器OPA。pXOednc

· 不需要电压偏置,可处理正负电流信号。pXOednc

· 高精度0.5%电压基准源。pXOednc

· 内置比较器,负端电压基准可选。pXOednc

· 内置DAC,可作为过压过流比较参考。pXOednc

pXOednc

图2:电源供电部分: BP85226DF外围电路pXOednc

图3:竞品电源 外围复杂pXOednc

极简外围的IPM供电电路,可用在多种场合功率器件的辅助供电,布线简减少走线干扰易过EMC。pXOednc

(二)电源优势pXOednc

· 外围极简,节省Vcc电容、续流二极管、反馈二极管等。pXOednc

· 支持快速开关功能,极大程度上降低启动延时,提升用户体验。pXOednc

· 待机功耗低(50mW@230Vac),输出电压可调。pXOednc

· 拥有改善EMI性能的频率调制技术。pXOednc

pXOednc

图4:IPM功率器件部分pXOednc

高速电机的U V W相功率模块,因MOS管不良率高,本次选用凌鸥的高压IPM模块。pXOednc

(三)IPM模块的优势pXOednc

· 集成度高,内置600V预驱、快恢复Mos、自举二极管,温度检测功能可选。pXOednc

· 优化的封装设计,成本较三相IPM大幅下降,甚至可以和分立预驱、Mos竞争。pXOednc

· 具有良好的散热能力,并且满足电气间隙要求。pXOednc

· 与三相IPM相比,其布板灵活,适应环形、条形、异形等多种结构的PCB。pXOednc

· 与分立预驱、Mos相比,其零件数量少,加工成本低,可靠性高。pXOednc

· 产品系列化,满足相同封装,300V/500V耐压、7A/5A/4A/3A有4款电流型号可匹配。pXOednc

pXOednc

图5:负离子发生器pXOednc

秋冬季节天气干燥,使用负离子可以避免头发静电问题,负离子工作时会产生带负电的离子微粒,可以让发质顺头发不枯燥,紧致毛鳞片、减少分叉。因此增加负离子功能也是有必要的。pXOednc

pXOednc

图6:发热丝部分pXOednc

此外,秋冬季吹头发时还需要更多的热量,因此也要加上过温保护功能:用MCU实时监控发热丝温度,紧急情况下可以关掉发热丝,而且发热丝内部也有过流过温保护。pXOednc

pXOednc

图7:按键指示灯部分pXOednc

再加个按键和指示灯也是有必要的,能更方便直观地控制显示温度档位。pXOednc

pXOednc

图8:搭建完后整体原理图pXOednc

(四)元件封装搭建 pXOednc

pXOednc

图9:给各元件都加上8D封装,后续方便看效果图(上图只是其中一个元件)pXOednc

(五)PCB布线搭建pXOednc

pXOednc

图10:PCB完成后pXOednc

(六)8D效果正反面图:pXOednc

pXOednc

pXOednc

图11:8D效果正反面图pXOednc

(七)凌鸥MCU-LKS32MC037LM6S8B + IPM-LKS1D5003D +电源BP85226DFpXOednc

pXOednc

图12:凌鸥MCU-LKS32MC037LM6S8B + IPM-LKS1D5003D +电源BP85226DFpXOednc

(八)软件调试pXOednc

pXOednc

软件调试阶段,需要测试硬件是否正常:先配置端口参数,在sys_init()系统初始化函数中使能DebugPWM_OutputFunction()函数,用示波器测试每相的PWM波形是否正常(注意:不能带电机,且电流设置为0.2A即可)。波形正常,说明硬件正常;不正常,则需要检查电路是否有问题,依次逐级排查。pXOednc

pXOednc

U V W 三相波形正常后,可以装电机上电测试。pXOednc

pXOednc

最后,调试好后装上外壳测EMC之后,一个高速吹风机就制作完成了。pXOednc

Synergy世辉电子作为Excelpoint世健旗下的全资子公司,秉承了母公司良好的技术基因,能提供一站式的器件硬件支持,同时拥有自己的软件工程师,后续能提供针对高速电机软件测试相关的支持,全力帮助客户建立及优化自主可控的应用开发能力,缩短项目周期,在激烈的市场中抢占先机。pXOednc

责编:Demi
文章来源及版权属于世辉,EDN电子技术设计仅作转载分享,对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如有疑问,请联系Demi.xia@aspencore.com
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了