當(dāng)前，渦輪風(fēng)扇憑借小體積、高轉(zhuǎn)速和大風(fēng)量的特點(diǎn)，在吹灰、除塵等精細(xì)清潔場(chǎng)景中迅速走紅。

此前，Big-Bit曾拆解過(guò)KICA渦輪風(fēng)扇，其搭載十萬(wàn)轉(zhuǎn)空心杯電機(jī)，配備3300mAh電池，整體性能表現(xiàn)不俗。

本期拆解的酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇則在配置上進(jìn)一步升級(jí)，采用140W BLDC電機(jī)，配合10000mAh電池，號(hào)稱(chēng)轉(zhuǎn)速高達(dá)20萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘，風(fēng)力與續(xù)航全面提升。

兩款渦輪風(fēng)扇產(chǎn)品在核心方案設(shè)計(jì)與元器件選型上有何差異?我們將通過(guò)拆解一探究竟。

酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇介紹

將包裝盒打開(kāi)后可以看到酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇機(jī)身、說(shuō)明書(shū)、充電線(xiàn)以及配件。

渦輪風(fēng)扇Type-C充電線(xiàn)特寫(xiě)

渦輪風(fēng)扇毛刷配件特寫(xiě)

酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇機(jī)基本信息：

型號(hào)：BL01

電池容量：5000mAh*2

工作電壓：6 - 8.4 V

該渦輪風(fēng)扇出風(fēng)口和底部配有兩個(gè)LED燈。在渦輪風(fēng)扇機(jī)身一側(cè)可以看到有風(fēng)扇開(kāi)關(guān)按鈕、出風(fēng)口LED開(kāi)關(guān)按鈕，出風(fēng)機(jī)口LED燈珠。

在渦輪風(fēng)扇機(jī)身另一側(cè)可以看到檔位指示燈、底部LED開(kāi)關(guān)按鈕，渦輪風(fēng)扇機(jī)身底部有電量指示燈和Type-C充電口。

酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇拆解

將渦輪風(fēng)扇的底部拆開(kāi)可以看到充電板。

背面是Type-C充電口和LED燈。

將渦輪風(fēng)扇機(jī)身中間拆開(kāi)可以看到鋰電池包。

鋰電包由兩顆21700電池構(gòu)成，容量為5000mAh，額定電壓為3.7V。

鋰電池上連有一塊鋰電管理電路板。

與鋰電池包連接的主控板。

將渦輪風(fēng)扇電機(jī)取出可以看到其基本信息：

型號(hào)：ZT-M2940N-Z07

額定電壓：7.4V DC

額定功率：140W

額定轉(zhuǎn)速：130000r/min

工作制：S1

電機(jī)背部可以看到雙層結(jié)構(gòu)的電控電路板。

電控電路板

將渦輪風(fēng)扇電控電路板取出量的其直徑為18.08mm。

將兩層電路板拆開(kāi)可以看到電路板通過(guò)插座連接。

靠近電機(jī)側(cè)的電路板上可以看到六顆MOS。

另一層電路板上可以看到MCU、驅(qū)動(dòng)、LDO等元器件。

電控MCU，封裝形式為QFN-16，用來(lái)控制電機(jī)。

絲印為AUPaK的驅(qū)動(dòng)芯片，封裝形式為QFN-24，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)電路中MOS的開(kāi)關(guān)控制。

電驅(qū)部分由六顆絲印為T(mén)4DNE，封裝形式為DFN 3*3的NMOS組成，構(gòu)成典型的三相全橋逆變驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，配合驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)方波/FOC控制。

主控電路板

渦輪風(fēng)扇主控電路板量得長(zhǎng)為39.42mm，寬為27.97mm。

在渦輪風(fēng)扇主控電路板上可以看到主控MCU、雙極晶體管、LDO、開(kāi)關(guān)按鈕和排插接口。

主控MCU沒(méi)有絲印，封裝為SOP-20。

主控MCU在本電路中主要用于渦輪風(fēng)扇整機(jī)控制，包括檔位切換、按鍵識(shí)別、狀態(tài)指示及與電控MCU的通信等功能。

絲印為HT50的LDO穩(wěn)壓芯片用于為主控MCU提供穩(wěn)定的工作電壓。

絲印為1AM、A19T的雙極型晶體管，對(duì)應(yīng)渦輪風(fēng)扇上的功能按鍵，用于按鍵信號(hào)的緩沖與整形。

鋰電管理電路板

渦輪風(fēng)扇鋰電管理電路板量得長(zhǎng)為58.73mm，寬為25.12mm。

在渦輪風(fēng)扇鋰電管理電路板上可以看到電源管理IC和8顆MOSFET。

絲印為20DB CDBA的鋰電保護(hù)IC，封裝形式為 SOT-23-6，該器件在本電路中用來(lái)實(shí)現(xiàn)鋰電池的充放電控制與保護(hù)。

鋰電保護(hù)MOS來(lái)自鑫飛鴻，型號(hào)為FH2045D，封裝形式為T(mén)O-252。

FH2045D是一顆N溝道增強(qiáng)型功率MOSFET，其主要參數(shù)為：

VDS=20V;

ID =80A;

RDS(ON)= 3.2 mΩ (TyP)@ VGS=4.5V;

RDS(ON)= 4.0 mΩ (Typ)@ VGS=2.5V

該MOS在本電路中用于控制鋰電池的充放電通斷，同時(shí)起到過(guò)流、過(guò)壓等異常狀態(tài)下的保護(hù)作用。

充電電路板

渦輪風(fēng)扇充電電路板量得長(zhǎng)為37.46mm，寬為18.23mm。

在渦輪風(fēng)扇充電板上的可以看到充電IC、升壓電感等元器件。

渦輪風(fēng)扇充電IC來(lái)自英集芯，型號(hào)為IP2326，封裝形式為QFN-24。

IP2326 是一款支持2節(jié)/3節(jié)串聯(lián)鋰電池的升壓充電IC，最大支持15W快充輸入。該芯片集成同步升壓架構(gòu)與功率MOS，外圍元器件需求少，可有效降低BOM成本。

IP2326 充電效率高達(dá)92%~94%，支持電池電壓檢測(cè)、均衡充電、NTC溫度保護(hù)，以及通過(guò)外接電阻配置充電電壓、電流與保護(hù)閾值。

在該渦輪風(fēng)扇充電電路中，IP2326負(fù)責(zé)鋰電池的升壓充電控制與保護(hù)功能。

以上為本次渦輪風(fēng)扇拆解的全部過(guò)程。

Big-Bit拆解總結(jié)

元器件清單

通過(guò)此次拆解，我們發(fā)現(xiàn)酷卡優(yōu)BL01渦輪風(fēng)扇采用的是主控+電控分離設(shè)計(jì)方案，整機(jī)由主控電路板、電控驅(qū)動(dòng)電路板、鋰電保護(hù)電路板和充電電路板共同構(gòu)成，功能模塊劃分清晰，利于分工協(xié)作和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

在電控設(shè)計(jì)方面，酷卡優(yōu)BL01渦輪風(fēng)扇采用了雙層圓形電控電路板，一層布局功率器件(MOS)，另一層布局電控 MCU和驅(qū)動(dòng)芯片。這樣的結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了高低壓隔離，也實(shí)現(xiàn)了電流路徑與控制邏輯的功能隔離，有助于降低電磁干擾，提升散熱效率與整體穩(wěn)定性。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案上，酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇采用的是三相無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)，電控電路板以MCU+驅(qū)動(dòng)芯片+六顆MOS構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)三相全橋逆變驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，可支持方波或FOC控制策略，具備更好的效率與動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。

在主控部分，獨(dú)立MCU負(fù)責(zé)整機(jī)控制邏輯，包括檔位調(diào)節(jié)、狀態(tài)顯示與按鍵識(shí)別，并通過(guò)雙極晶體管與LDO穩(wěn)壓器構(gòu)成簡(jiǎn)潔的外圍輔助電路。

鋰電池部分配備的是兩節(jié)21700電芯，組合容量達(dá)10000mAh，采用一塊獨(dú)立的鋰電管理電路板進(jìn)行充放電控制與異常狀態(tài)保護(hù)。

該電路使用了8顆型號(hào)為FH2045D的MOS，采用多顆MOS并聯(lián)的設(shè)計(jì)，主要是為了應(yīng)對(duì)電機(jī)啟動(dòng)或高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)大電流需求，同時(shí)并聯(lián)也能有效降低整體導(dǎo)通電阻，從而減少器件發(fā)熱、提升效率與安全性，更好地適配大功率電機(jī)對(duì)供電穩(wěn)定性的要求。

渦輪風(fēng)扇充電部分則使用英集芯IP2326作為核心控制芯片，該芯片集成度高，支持15W快充，具備電池電壓均衡、NTC溫控、輸入保護(hù)等功能，外圍器件需求少，有效壓縮方案體積。

此前Big-Bit還拆解過(guò)KICA KC1渦輪風(fēng)扇。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，酷卡優(yōu)BL01與KICA KC1在電路架構(gòu)、核心控制方案與關(guān)鍵元器件選型上，呈現(xiàn)出截然不同的設(shè)計(jì)思路。這種差異主要源于兩者在電機(jī)性能定位、電池容量設(shè)計(jì)方面的不同。

KICA KC1電路板

首先，在整體架構(gòu)上，KICA渦輪風(fēng)扇采用高度集成的單板設(shè)計(jì)，主控MCU內(nèi)置預(yù)驅(qū)，同時(shí)管理電機(jī)驅(qū)動(dòng)與整機(jī)邏輯控制，簡(jiǎn)化了整機(jī)線(xiàn)路，也更適合其100W左右功率、輕量化機(jī)身的產(chǎn)品定位。

而酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇則采用分板設(shè)計(jì)，主控、電控、鋰電保護(hù)、充電電路獨(dú)立分布，其中電控板更采用了雙層結(jié)構(gòu)，提升散熱能力;降低電磁干擾。顯然是為滿(mǎn)足其140W、20萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘電機(jī)所需的更高控制能力和散熱要求而做出的硬件布局。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方面，KICA以3顆N+P合封MOS實(shí)現(xiàn)三相驅(qū)動(dòng)，控制策略偏向簡(jiǎn)單方波，便于緊湊布板;酷卡優(yōu)則使用6顆分立NMOS配合驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)三相全橋結(jié)構(gòu)，具備支持更高階FOC驅(qū)動(dòng)或復(fù)雜換向策略的能力，為其高轉(zhuǎn)速電機(jī)提供更高效穩(wěn)定的輸出。

KICA KC1電路板

在鋰電保護(hù)設(shè)計(jì)上，兩者差距尤為明顯。KICA渦輪風(fēng)扇僅用2顆MOS搭配鋰電保護(hù)IC，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)保護(hù)功能，適用于其3300mAh電池容量。而酷卡優(yōu)渦輪風(fēng)扇使用了8顆MOS配置，大幅提升單位通道電流能力，顯然是為應(yīng)對(duì)瞬時(shí)大電流、高倍率放電場(chǎng)景設(shè)計(jì)，同時(shí)也兼顧了導(dǎo)通損耗降低與熱設(shè)計(jì)冗余，更具安全性與可靠性。

主控部分的功能分工也體現(xiàn)了產(chǎn)品復(fù)雜度的差異。KICA的MCU一芯多用，控制電機(jī)同時(shí)負(fù)責(zé)邏輯按鍵與狀態(tài)顯示。而酷卡優(yōu)則將主控與電控職責(zé)分離，前者負(fù)責(zé)用戶(hù)交互與整機(jī)調(diào)度，后者專(zhuān)注驅(qū)動(dòng)控制與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更清晰，也便于未來(lái)模塊擴(kuò)展與性能升級(jí)。

總結(jié)

雖然KICA和酷卡優(yōu)BL01同屬渦輪風(fēng)扇，但在產(chǎn)品性能定位上有所不同。KICA主打輕量便攜，因此采用高度集成的控制方案，滿(mǎn)足中等轉(zhuǎn)速和輸出需求。

酷卡優(yōu)BL01則聚焦更強(qiáng)的風(fēng)力輸出與續(xù)航表現(xiàn)，轉(zhuǎn)速提升至20萬(wàn)轉(zhuǎn)，配備更大容量電池，對(duì)驅(qū)動(dòng)性能與保護(hù)冗余提出更高要求。因此在方案上采用了分板架構(gòu)、三相全橋驅(qū)動(dòng)和多顆MOS并聯(lián)設(shè)計(jì)，以支撐其更高的性能指標(biāo)。

兩款產(chǎn)品作為同類(lèi)型渦輪風(fēng)扇，在不同性能定位下所呈現(xiàn)出的方案差異，反映了BLDC小型化應(yīng)用中，圍繞性能指標(biāo)所做出的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思路與選型策略。

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審核編輯 黃宇