Con el continuo deterioro de la calidad del aire urbano, el purificador de aire para automóviles se ha convertido en un producto muy vendido en el sector de los suministros para automóviles. Este artículo presenta nuestro caso de diseño inverso de un purificador de aire para automóviles.
Diseño inverso del purificador de aire para automóviles
El proceso completo de ingeniería inversa del purificador de aire para automóviles incluye:
- Diseño de funciones;
- Creación del diagrama de la placa de circuito;
- PCB a esquemas.
Le ayudaremos a aprender de los detalles de estos pasos.
Diseño de funciones
De acuerdo con los requisitos del cliente, implementaremos las siguientes funciones para este purificador de aire:
1. Modo de conducción: modo manual y automático.
Manual: resistencia ajustable (señal de tensión); automático: sensor de calidad del aire (señal de tensión). A continuación, la señal de tensión es amplificada por el amplificador para controlar su funcionamiento.
2. Luces LED: reconocimiento automático de la calidad del aire.
Diseñe tres indicaciones LED de marcha (señales acústicas). A continuación, utilice el comparador para distinguir los tres estados y envíe señales a las tres luces LED y al mismo zumbador.
3. Ajuste de velocidad
Genere una onda triangular construyendo un comparador de histéresis, utilice una resistencia ajustable (manual) o un sensor de calidad del aire (automático) para cortar la onda triangular y, a continuación, genere una onda PWM a través de un comparador, y utilice un circuito push-pull para aumentar la capacidad de conducción y controlar el interruptor MOS para ajustar la velocidad del motor.
Creación de diagramas de placas de circuitos
¿Cómo obtener el diagrama de la placa de circuito de un purificador de aire real? Son pasos comunes similares a los de cualquier otro producto.
Análisis esquemático
De acuerdo con las funciones objetivo y el diagrama de PCB anterior, podemos generar todos los diagramas esquemáticos del módulo purificador de aire de la siguiente manera:
1. Sensor de calidad del aire
En el sensor de calidad del aire, se genera una señal de tensión mediante una resistencia ajustable o un sensor de calidad del aire, y dicha señal de tensión se amplifica mediante un amplificador para accionar el motor, la indicación LED y el sonido del zumbador.
2. LDO (regulador de baja caída)
- El tubo Q4NMOS realiza la función de conexión antirretorno;
- El modelo NMOS se puede seleccionar según el consumo específico de energía del circuito posterior;
- R5 se utiliza para limitar la corriente y garantizar el funcionamiento normal de D3 (generalmente por encima de 2 mA);
- Amplificación de conducción normal Q3 (1~3 mA).
- C7 se utiliza para filtrar;
- El voltaje en D3 se estabiliza en aproximadamente 5,6 V (la caída de voltaje es de aproximadamente 0,7 V);
- Vce es de aproximadamente 5 V y la corriente es de aproximadamente 200 mA.
3. Indicador de estado del agua
- Ⅰ. Al cambiar de un equipo de buena calidad del aire a uno de calidad media:
B1 es de alto nivel (normalmente bajo), carga C6 a través de R13 limitando la corriente y evita la interferencia entre niveles a través de la continuidad monofásica D2. Después de alcanzar el voltaje umbral Q5, Q5 se enciende y suena el zumbador. El tiempo lo determinan R13 y C6 (R*C), hasta que C6 se carga por completo (igual al voltaje B1).
- Ⅱ. Al cambiar de un equipo de calidad de aire media a uno de calidad de aire deficiente:
B2 es consistente con «Ⅰ».
- Ⅲ. Al cambiar de aire de mala calidad a aire de calidad media:
C8 se descarga a través de R21 y Q5 se activa hasta que se reduce al voltaje umbral y el sonido se detiene. Asegúrese de que la resistencia de carga y la resistencia de descarga sean consistentes, y que el tiempo de sonido sea básicamente el mismo.
- Ⅳ. Al cambiar de calidad del aire media a buena:
C6 es coherente con «Ⅲ».
4. Ajuste de velocidad PWM
En el esquema de velocidad PWM:
El comparador de histéresis genera dos voltajes umbral de 5 V y 9 V, y C3 se carga en serie con R27 y R30. Cuando alcanza el umbral de 9 V, se descarga a través de R30 y, después de colocarse a 5 V, se carga a 9 V y luego se coloca a 5 V. Ciclo recíproco, de modo que se genera una onda triangular que oscila entre 5 V y 9 V en C3, y la frecuencia viene determinada por C3 y R30 (RC);
A continuación, se genera un voltaje de CC ajustable mediante un circuito divisor de voltaje con resistencia ajustable, y se puede generar una onda PWM con un ciclo de trabajo ajustable mediante la tangente a la onda triangular;
Q9 y Q12 forman un circuito push-pull para aumentar la corriente de excitación del tubo MOS;
Para reducir la pérdida de conmutación del tubo MOS, hay dos formas: una es aumentar el voltaje de la puerta (no puede exceder su límite) y la otra es aumentar la corriente de accionamiento de la puerta y, al mismo tiempo, evitar la oscilación.
