【拆机】手持便携小风扇
闲来拆了一个小风扇，开始记录认识封装下的世界
一、产品介绍
手持可充电式便携小风扇，产品参数信息及外观如下图所示：
型号：D105A
输入：5V/0.8A（TypeC口充电输入）
功率：4W
执行标准：GB4706.1-2005、GB4706.27-2008（国标中关于家电类的规范要求）
容量：1500mAh（内部电池存储容量）
风扇背面一共有3个用户交互接口，中间按键可开关并调整风速挡位（连续按下对应低、中、高风速及关机）；上面TypeC接口支持5V充电，旁边小圆点为充电状态指示灯。
二、产品拆解
外壳简单拆解如下，手柄部分塞了一节18650电池，作为移动储能充放电。电池正负极线束引出接到风扇背面控制电路中。
电池容量应为产品标称容量1500mAh，测量电池电压约为4V，按照标称功率4W计算可连续使用时长为：
T=(1500mAh*4V)/4W=1.5H
拆开后盖背部控制电路板如下所示：
三、电路分析
风扇内仅有一小块电路板，正反面如下图所示，其中正面主要为各类按键接口。板子工作电压为电池供电电压4V，没有DCDC电路进行电压变换，由PCBA可知板子功能核心为两颗控制芯片组成：
TypeC充电管理
左侧中间芯片：丝印2SES 01NG（芯片资料没查到），依照电路推断为TypeC电池充电管理芯片，TypeC接口5V充电经过10uH的功率电感到该芯片，芯片应支持充电电流功率检测管理。
放电风扇驱动
上方芯片没有丝印，由电路功能推断为风扇电机驱动控制芯片，初步分析如下：
(1) 外部按键的脉冲信号直连进入芯片，芯片内部应有计数器，每次脉冲加1，以对应进行不同挡位功能选择。
(2) 风扇电机为2线直流电机，通过改变输入驱动电压大小进行挡位控制。PCBA给电机供电UM，负极M-由芯片经三极管控制，正极M+由芯片通过不同等级电压输出放大获得（对应电路如下所示）
万用表实际测量风扇工作电压参数如下：
| 风速挡位 | Udrive | M+ | M- | UM |
|---|---|---|---|---|
| 关机 | 0.5V | 4.01V | 3.1V | 0.9V |
| 低速 | 0.72V | 5.89V | 0V | 5.87V |
| 中速 | 0.95V | 7.84V | 0V | 7.84V |
| 高速 | 1.16V | 9.49V | 0V | 9.5V |
风扇电机驱动
扇叶也拆了，可见是一个无刷直流电机，线圈绕组作为定子，磁铁随扇叶转动为转子。
线圈底部PCB胶水粘死了无法拆下来，不过根据电机结构其常见电路一般如下（图中转子磁铁在线圈中部，本次拆机磁铁在外侧，原理分析是一样的）：
4个线圈绕组分为两组，相对位置的两个在同一个电流回路中；
HALL元件为单极性霍尔开关，输出脚接在三极管Q1的基极；
电路运行中，若HALL开关感应到磁铁N极，则内部开关打开，输出拉地GND，三极管Q1截至，此时三极管Q2基极为高电平，Q2导通流过定子线圈电流如蓝色箭头所示，线圈感应磁场推动转子磁铁运动。当磁铁的N极远离HALL元件时，HALL开关截至，Q1基极为高电平导通，Q2基极为低电平截止，流过定子线圈电流如红色箭头所示，感应磁场再次推动磁铁继续转动。以上循环往复随电流切换磁场交替运动下去。
Ps：在校学习多见为有刷直流电机如下所示，转的是线圈，磁铁作为定子不动。线圈运动时换向片转动使线圈中电流方向交替变化，在磁场中受力向同一方向转动，本质都是电能→磁场能→机械运动。
四、产测方法
依照板子留出测试点位置推断生产测试方案：
PCBA-FCT测试点及方案推断：
（1） USB+：通过探针5V供电，模拟typeC充电
（2） VBAT：PCBA工作电压4V检测
（3） Key：按键（芯片端）通过探针接外部脉冲信号（如继电器，提供VBAT高电平脉冲信号模拟按键）
（4） M+、M-：电机驱动正负极电压检测。测试程序给按键key每发射一次高电平脉冲信号，检测对应不同挡位下M+、M-电压参数（其中M+、M-需要外接风扇电机或电阻负载，构成电流回路下芯片才能正常工作）
（5） GND：Battery电池负极，也是板子电压测试的参考地。
整机测试，根据外部接口推断：
（1）插typeC充电观察指示灯亮；
（2）按键4下观察低、中、高风速挡位变化及关机；
（3）补充（可作抽检项）：风速仪测试不同挡位下的风速是否在设计要求范围内；
（4）补充（可作抽检项）：充电测试、放电测试（老化）
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