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在现代电子设备中，散热始终是一个关键问题，尤其是在高性能和便携式设备中。无刷风扇作为一种高效、低噪音的散热解决方案，受到了广泛的关注。本文将介绍一种基于辉芒微 8 位 MCU 的无刷高速风扇方案，旨在提供一种高性能、低功耗且成本效益高的解决方案。
随着电子设备的性能不断提升，散热需求也日益增加。传统的有刷风扇虽然成本较低，但存在寿命短、噪音大等问题。无刷风扇则具有寿命长、噪音低、效率高等优点，因此在高端设备中得到了广泛应用。然而，无刷风扇的控制方案通常较为复杂，需要高性能的微控制器来实现。辉芒微的 8 位 MCU 以其高性能、低功耗和低成本的特点，成为了一个理想的解决方案。
在选择微控制器时，我们考虑了多个因素，包括性能、功耗、成本和开发难度。辉芒微的 8 位 MCU 系列具有以下优势：
高性能：支持 32 MHz 的单周期指令，能够快速处理复杂的控制算法。
低功耗：在运行模式下功耗仅为 0.45 mA@4 MHz，Sleep 模式下功耗低至 1.5 µA。
丰富的外设：提供 6 路 16-bit 带死区互补 PWM，12-bit ADC 和 2 路高速模拟比较器，能够满足无刷电机控制的需求。
成本效益：相比 32 位 MCU，8 位 MCU 的成本更低，能够有效降低产品成本。
基于以上考虑，我们选择了辉芒微的 FT62F系列作为主控芯片，开发了一款高性能的无刷高速风扇方案。
无刷电机的控制是整个方案的核心。我们采用了 6-step 控制算法，通过 6 路 16-bit 带死区互补 PWM 输出来驱动电机。这种控制方式能够实现高精度的速度控制和低噪音运行。同时，我们利用 12-bit ADC 和高速模拟比较器实现了硬件过零检测，确保电机在启动和运行过程中的稳定性。
为了满足不同场景下的散热需求，我们设计了多档速度调节功能。通过 1-wire 单线调光/调速按键，用户可以方便地切换风扇的速度档位。同时，我们使用 3 颗 LED 灯来指示当前的速度档位，提供直观的用户反馈。
在电机运行过程中，过流是一个常见的问题，可能会导致电机损坏甚至引发安全事故。因此，我们在方案中加入了过流保护功能。通过低侧双电阻电流采样和比较器，实时监测电机电流，一旦检测到过流，立即切断驱动信号，保护电机和电路的安全。
为了进一步提高风扇的可靠性和安全性，我们加入了温度监控功能。通过 NTC 10 k 热敏电阻和运放，实时监测电机的温度。当温度超过预设值时，自动降低风扇的速度，防止电机过热损坏。
在便携式设备中，电池续航是一个重要的考量因素。我们通过优化 MCU 的工作模式和电路设计，实现了低功耗运行。在最低档速度下，2 000 mAh 的电池可以持续运行 18 小时，大大提高了设备的便携性。
为了方便与其他设备进行通信和控制，我们在方案中加入了 UART 通信接口。通过 UART，可以实现远程控制和状态监测，进一步拓展了风扇的应用场景。
基于辉芒微 8 位 MCU 的无刷高速风扇方案，通过高性能的电机控制、多档速度调节、过流保护、温度监控和低功耗设计，提供了一种高效、可靠且成本效益高的散热解决方案。以上就是深圳三佛科技分享的无刷暴力风扇/高转速风扇方案。深圳市三佛科技专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、32位单片机。