MINI FAN INTRODUCE
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內容簡介
Ø 風扇原理
Ø 風扇結構
Ø 風扇設計
Ø 風扇檢測
Ø 風扇設計驗證
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一 風扇原理
電磁基本原理圖
缺角決定轉動方向
磁極分布示意圖
Hall IC
Driver IC
1.風扇工作原理:
根據安培右手定則,通電導體周圍產生磁場,若將此導體置於固定的磁場中則將產生引力或斥力,
使物體產生移動 -----即利用定子與轉子的排斥磁力,使風扇轉動.
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1.風扇的種類:
a.按其出風方式可分為 : 軸流扇&離心扇
b.按其旋轉方向分 : CW(順時針)&CCW(逆時針)
二 風扇結構
軸流扇 離心扇
CW CCW
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C. 按軸承結構 : 2Ball&1B1S&sleeve&FDB
1).Sleeve 結構(含油銅軸承)
價格低，25度時壽命3萬小時
左右，適合低價機種及台式
機CPU、VGA使用
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2). 2 Ball結構(雙滾珠軸承)
壽命長(25度5萬小時)，性能穩定，
廣泛應NB機種；但價格高，滾珠易
受外力內部鋼滾孌形產生異音，例
如：風扇掉落、扇葉受壓等等
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3).1B1S結構(單滾珠軸承+含油銅軸承)
性能及價格介於2B及
SLEEVE之間，性價比較好
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4).FDB結構(ADDA)&液態軸承(KME)
此類軸承風扇使用壽命長,價格昂貴.
2.風扇的結構 : 扇葉組&定子組
a.扇葉組:
扇葉 軸心 鐵磕 膠磁
b.定子組:
線圈組 導線組 底盤或housing
c.其他部件:
O-ring或彈簧,軸承,C卡環,
標籤等.
八極定子
四極定子Sleeve and ball bearing
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3.標籤及安全規范
風扇的標籤中會標示出該風扇的電性特性,廠商,產地及安規等.
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三 風扇設計
1. 定子設計
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2.扇葉設計
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3.底盤&流道設計
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四 風扇檢驗
1.風扇常規檢測項目
Fan spec 測試方式
n a. 起動電壓 電源供應器(FAN能運轉即OK)
n b. 轉速 轉速計(依承認書判定)
n c. 電流 電源供應器(依承認書判定)
n d. 異音 FAN運轉時依限度樣品判定
n e. 手感 FAN運轉時依限度樣品判定
n f. FG信號波形確認 確認示波器波形
n g. 扇葉與COVER間隙 FAN運轉時以治具檢測
n h. PWM起動測試(25%) PWM信號發生器測試(有PWM需求時)
2.風扇定期檢測項目
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Fan spec 測試方式
n i. 風壓 : CFM 風洞
n j. 風量 : mmHg 風洞
n k. 噪音: dB-A 噪音無響室
3.風扇導線端子(connector)認別介紹
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4.風扇常見不良現象
n 1.風扇不轉：
請檢查電源連接端子是否正確連接至電源線，
如果正確無誤扇葉仍不轉動，請勿將端子反
接，以免造成風扇馬達損壞。
n 2.風扇怠速：
請確認風扇拿取是否依照風扇使用注意事項之
要求；如有不小心取放風扇則可能影響風扇內
部線圈造成斷線不良。
n 3.扇葉鎖死：
不可長期將運轉中風扇葉片鎖死；因長期鎖住
會使馬達電流上升發熱而導致馬達內部燒毀。
n 4.馬達燒燬：
若風扇沒有極性保護功能，電源導線應將紅色
連接至正極(+)，黑色導線連接至負極(-)；以避
免馬達燒毀之不良現象。
n 5.儲存環境：
風扇勿存放於超高、低之溫、濕度環境中，存
放風扇勿超過６個月，即使存放在室溫下６個
月以上，風扇亦可能會有漏電之不良現象發生。
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五 風扇設計驗證
目前風扇的可靠度測試每家廠商各不相同,常規的設計驗證項目有7
項:壽命測試,冷熱試驗,冷熱衝擊試驗,震動測試,震動衝擊測試,高溫高
濕測試,鎖住測試.
1.壽命測試(Mean Time Between Failure, M.T.B.F.)
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分析
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fan耐用壽命是否可達40000hrs, at 60℃
測試條件:
70℃，test 136、500、1000、2160hrs, 風扇於額定電壓運轉.
2.冷熱試驗 (Power and Thermal cycle)
----模凝fan每天在不同Temp.下開關操作的狀況
測試條件:
3hrs at -25℃、3hrs at 80℃, 50cycles，ramp rate 35℃/hr
風扇於額定電壓，90秒power on & 30秒off
3.冷熱衝擊試驗 (Thermal Shock)
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----分析電子零件的缺陷
測試條件:
30mins at –40℃、30mins at 80℃, 100 cycles, ramp rate:30℃/min
Fan : Non-operation .
4.震動測試 (Vibration, at ITRI)
----分析fan於正常運送中的狀況
測試條件:
Frequency range:5-500HZ PSD: 2G(operating) 4.32G(non-operating)
X, Y, Z axis，1hrs/axis , Fan at rated voltage or not .
5.震動衝擊測試 (Mechanical Shock,at ITRI)
----分析fan於受不正常外力震動時的狀況
測試條件:
Halve-sine wave Power on (no.1~no.5) OP range: 180 to 330G by
50G/step
Power off (no.6~no.10) Velocity change:230 to 330G, 50G/step
Duration of pulse:1~2ms Number of shock:3 shocks for each of 6 faces.
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6.高溫高濕試驗 (Humidity)
----分析fan存放在高溫高濕下的狀況
測試條件:
90~95﹪R.H. , 2hrs at 25℃，2hrs at 65℃, 42 cycles
Fan : Non-operation
7.鎖住試驗 (Lock)
----分析鎖住電流是否過高使fan異常或不轉
測試條件:
70℃，96hrs, Room temp. 2hrs
Fan : 120% Rated Voltage, Non-operation
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