一、概述
改革开放以来，随着国内经济的快速发展，电风扇已经改变了人们印象中的传统形象，在外观和功能上追求个性化。远程控制、自然风、睡眠风、负离子功能等属于空调的功能，也被许多电风扇制造商采用，增加了驱蚊、低噪声等更实用的功能。这些外观不拘一格、功能多样的产品，预示着整个电风扇行业的发展趋势。
随着消费者对健康的日益关注，制造商将提高空气质量、便携式移动、低噪声等功能融入电风扇产品。本文主要介绍了市场上新颖的风扇类型：直流变频风扇方案。
二、方案框图
三、方案选择
选用直流电机 MINEBEA 12V直流 三相无刷电机作为风量控制电机，与传统交流电机风扇相比，无刷直流电机（BLDC）中低速扭矩性能好；启动电流小，启动扭矩大；无级调速，调速范围广，过载能力强；效率高，节能环保，可靠性高，稳定性好，体积小，噪音低，使用寿命长。而交流电机使用的换向电刷往往会因磨损而降低电机性能。
三相无刷直流电机的驱动原理
三相无刷直流电机电流图
红流：电流从AH高位MOS流入电机的MOT A，再从MOT B流出，经过BL低位MOS回到电源负端。
蓝流：电流从BH高位MOS流入电机的MOT B，再从MOT C流出，经过CL低位MOS回到电源负端。
绿流：电流从CH高位MOS流入电机的MOT C，再从MOT A流出，经过AL低位MOS回到电源负端。
电机驱动：主要控制直流无刷电机。
采用峰岹的BLDC采用解决方案FU6832作为BLDC的控制MCU，双核：8051内核 ME，16KB flash，256 bytes IRAM, 768 bytes XRAM SSOP24封装，集成BLDC控制算法。
FU6832S芯片有6个指定引脚H_PU H_PV H_PW L_U L_V L_W用于控制三相直流无刷电机，内置上拉电阻和下拉电阻，高电平最大值为VCC电压。
只要芯片电源的输入电压与电机工作电压相同，就不需要在这些引脚的外围增加电平转换电路，三个驱动芯片可以直接使用AO4606驱动电机的U,V,W芯片由三个引脚组成 Nmos和Pmos半桥驱动电路可通过引脚线设计。
FU6832S芯片内置一个可配置增益的独立操作放大器，可用于实现电机过流检测和保护
电机正反转监测电路，通过电阻分压进入FU6832S芯片14、15、16脚。
因为FU6832S芯片数字电路引脚电平为5V，Wi-Fi模块的引脚电平为3.3V，因此，两个通信间需要增加电平转换电路
Wi-Fi涂鸦选择模块SOC方案模组——CBU；它由高集成度的无线射频芯片组成 BK7231N 和少量外围器件构成，可以支持 AP 和 STA 同时支持双角连接和支持 BLE 连接，最高运行速度 120 MHz ，还内置2Mbyte 闪存和 256 KB RAM。其外设：PWM、UART、SPI；可配置6路 32 位硬件 PWM ，非常适合高品质的 LED 控制。普通模块可用IO口有16个，也符合方案对IO口的需求。
旋钮编码器用作风量调节旋钮，顺时针大，逆时针小。编码器可根据要求设置所需的档位数。该设备的手柄支持360°在结构上选择无限位点。
采购链接的旋钮编码器
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如下图所示
编码器外围电路
方案设计有4个按键，均设置为低电平有效，按键功能分别为：
电源按钮：用于打开和关闭风扇。
定时按钮：设置风扇定时开/关的时间段。
Wi-Fi配网重置按钮：用于清除网络Wi-Fi网络信息厂设置状态的网络信息。
模置风扇工作模式：直吹模式、睡眠模式、自然风模式等。
注：编码器上有模式按钮。
方案设计了8个指示灯，指示灯直接设计Wi-Fi模组的IO口控制，设置为低电平点亮，指示灯的功能分别为：
四个档位指示灯，三个模式指示灯和一个网络状态指示灯。
增加指示灯亮度调节控制方案IO口，可设置调节LED指示灯亮度。
方案采用PWM信号作为Wi-Fi模块和电机驱动控制芯片（FU6832S）交互信号。Wi-Fi如下图所示
绿源国标电源插头直接用于电源输出 12Vdc/2A，满足风扇整体供电要求。
还需要12个方案Vdc转3.3Vdc用于转换电路Wi-Fi模块外围供电；12Vdc转5Vdc用于转换电路电机控制芯片（FU6832S）外围供电；
基于硅力杰的转换电路采用转换电路SY8121B芯片的buck电路，SY8121B同步整流方案高效快速响应DC-DC转换芯片。
输入电压范围：4.5V~18V
输出电流：2A（max）
四、实现原理图
1、Wi-Fi模块及外围电路
2、DC-DC转换电路
3.电机控制芯片（FU6832S）及外围电路
五、组装实物
电机驱动板和电压转换板
Wi-Fi模组控制板