Avec la détérioration continue de la qualité de l’air urbain, le purificateur d’air pour voiture est devenu un produit de vente chaude dans les fournitures automobiles. Cet article présente notre cas de rétro-conception d’un purificateur d’air pour voiture.
Rétro-conception d'un purificateur d'air pour voiture
Le processus complet de rétro-ingénierie sur le purificateur d’air pour voiture comprend :
- Conception des fonctions ;
- Élaboration du schéma de carte de circuit imprimé ;
- PCB vers schémas.
Nous vous aiderons à apprendre les détails de ces étapes.
Conception des fonctions
Selon les exigences du client, nous allons implémenter les fonctions suivantes pour ce purificateur d’air :
1. Mode de conduite - mode manuel et automatique
Manuel : résistance réglable (signal de tension) ; automatique : capteur de qualité de l’air (signal de tension). Le signal de tension est ensuite amplifié par l’amplificateur pour contrôler son fonctionnement.
2. Lumières LED - Reconnaissance automatique de la qualité de l'air
Concevoir trois indications LED (invites sonores). Ensuite, utilisez le comparateur pour distinguer les trois états et sortir des signaux vers les trois lumières LED et le même buzzer.
3. Réglage de la vitesse
Générer une onde triangulaire en construisant un comparateur à hystérésis, utiliser une résistance réglable (manuelle) ou un capteur de qualité de l’air (automatique) pour couper l’onde triangulaire, puis générer une onde PWM via un comparateur et utiliser un circuit push-pull pour augmenter la capacité de commande et contrôler le commutateur MOS pour ajuster le moteur de vitesse.
Élaboration du schéma de carte de circuit imprimé
Comment obtenir le schéma de carte de circuit imprimé à partir d’un purificateur d’air réel ? C’est une étape courante qui est similaire à tout autre produit.
Analyse schématique
Selon les fonctions cibles et le schéma PCB ci-dessus, nous pouvons générer tous les schémas du module de purification d’air comme suit :
1. capteur de qualité de l'air
Dans le capteur de qualité de l’air, un signal de tension est généré par une résistance réglable ou un capteur de qualité de l’air, et le signal de tension est amplifié par un amplificateur pour entraîner le moteur, l’indication LED et le signal sonore du buzzer.
2. LDO (régulateur à faible perte)
- Le tube Q4NMOS réalise une fonction de protection contre l’inversion de polarité ;
- Le modèle NMOS peut être sélectionné en fonction de la consommation électrique spécifique du circuit ultérieur ;
- R5 est utilisé pour limiter le courant tout en assurant le fonctionnement normal de D3 (généralement supérieur à 2mA) ;
- Q3 conduction normale (1~3mA) amplification ;
- C7 est utilisé pour le filtrage ;
- La tension sur D3 est stabilisée à environ 5,6V (la chute de tension est d’environ 0,7V) ;
- Vce est d’environ 5V et le courant est d’environ 200mA.
3. Buzzer d'état de l'air
- Ⅰ. Lors du passage d’un équipement de bonne à moyenne qualité de l’air :
B1 est de haut niveau (normalement bas), charge le courant C6 à travers R13 avec limitation, et empêche les interférences entre les niveaux grâce à la continuité monophasée de D2. Une fois le seuil de tension de Q5 atteint, Q5 est activé et la sonnerie retentit. Le temps est déterminé par R13 et C6 (R*C), jusqu’à ce que C6 soit complètement chargé (égal à la tension B1).
- Ⅱ. Lors du passage d’un équipement de moyenne à mauvaise qualité de l’air :
B2 est cohérent avec « Ⅰ ».
- Ⅲ. Lorsque l’équipement de qualité de l’air est commuté de mauvais à moyen :
C8 est déchargé à travers R21, et Q5 est activé jusqu’à ce qu’il soit abaissé au seuil de tension, et le son s’arrête. Assurez-vous que la résistance de charge et la résistance de décharge sont cohérentes, et que le temps de sonnerie est fondamentalement le même.
- Ⅳ. Lors du passage d’un équipement de moyenne à bonne qualité de l’air :
C6 est cohérent avec « Ⅲ ».
4. Réglage de la vitesse PWM
Dans le schéma de la vitesse PWM :
Deux tensions de seuil de 5V et 9V sont générées par le comparateur à hystérésis, et C3 est chargé en série avec R27 et R30. Lorsqu’il atteint le seuil de 9V, il est déchargé via R30, et après avoir été placé à 5V, il est chargé à 9V, puis placé à 5V. Cycle Réciproque, de sorte qu’une onde triangulaire oscillant d’avant en arrière entre 5V et 9V est générée sur C3, et la fréquence est déterminée par C3 et R30 (RC);
Ensuite, une tension DC réglable est générée par un circuit diviseur de tension à résistance réglable, et une onde PWM avec un cycle de service réglable peut être générée en étant tangente à l’onde triangulaire;
Q9 et Q12 forment un circuit push-pull pour augmenter le courant de commande du tube MOS;
Afin de réduire la perte de commutation du tube MOS, il existe deux moyens : l’un consiste à augmenter la tension de grille (qui ne peut pas dépasser sa limite), et l’autre consiste à augmenter le courant de commande de grille, et en même temps à empêcher les oscillations.
