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从5W到30W全覆盖:FP6296升压芯片的风扇应用解析!

升压芯片大师 来源:jf_31111910 作者:jf_31111910 2025-03-20 14:18 次阅读

便携式风扇的市场需求日益分化——消费者既追求户外场景下的持久续航,又渴望在办公环境中获得强劲风力,传统电源方案却因转换效率低下与动态响应迟缓陷入两难。针对便携风扇轻量化与高功率矛盾,FP6296通过单节锂电池15W (5V/3A)和双节锂电池30W(12V/2.5A)双模式输出,实现手持设备到工业级散热场景全覆盖。内置过流保护、软启动及0.1μA待机功耗特性,有效延长续航并应对电机冲击,为消费电子与户外设备提供稳定驱动基础。

本文从将结合FP6296的基本参数、应用功率、应用于风扇中的核心优势以及其他应用场景,为工程师提供选型参考。

一、FP6296 芯片基本参数

FP6296 是一款高性能的升压型 DC - DC 转换芯片,专为低输入电压升压至高输出电压的场景设计,以下是其核心参数:

wKgZO2fbq7eAP8rgAAApB1-UiJs381.pngFP6296基本参数

1.输入电压范围:2.7V-12V,兼容锂电池、USB电源及多节干电池供电。
2.输出电压范围:通过外置电阻可调,最高支持13V输出,灵活适配不同电机需求。
3.开关频率:400KHz固定PWM频率,平衡效率与电磁干扰(EMI)控制。
4.功率器件:内置15mΩ低阻值、10A/15V功率MOSFET,支持短时峰值电流输出。
5.输出功率:最大持续输出功率30W(如12V/2.5A),满足中高功率风扇需求。
6.保护功能:可调过流保护(2A-10A,通过外部电阻设定)、过温保护(TSD)、内置软启动,抑制启动电流冲击。
7.静态功耗:关断电流低至0.1μA,显著延长电池续航。
8.封装:SOP-8L(EP)封装,节省PCB空间,适合紧凑型风扇设计。
9.反馈精度:参考电压1.2V(±2%),确保输出电压稳定性。

wKgZO2fbrAKAEn4mAAcEnmZ6--0533.png引脚和封装 wKgZPGfbrAKAAJKUAAIgQe_5P8o979.png典型应用电路

二、FP6296 在风扇应用中的功率解析

(一)功率计算

对于 FP6296 芯片驱动的风扇,我们需要考虑输入侧和输出侧的功率情况。
1.输入功率计算
输入功率指输入电压和电流大小相乘;输入可以单节电池也可以是双节电池进行供电。


2.输出功率计算
输出功率指负载电压和电流大小相乘;输出负载所需要的电压设置输出电压,以及负载电压对应的电流。

(二)功率转换效率与损耗

1.转换效率

转换效率是指输出功率除以输入功率乘100%所得的百分比值就是转换效率。


2.功率损耗
功率损耗是指转换效率剩下的百分比为功率损耗,功率损耗主要表现是温度高低,功率损耗越高大,温度越高。


(三)不同风扇负载下的功率分析

1.轻载情况
当风扇处于轻载状态时,例如:风扇转速较低,所需电流较小。


2.满载情况
当风扇达到满载,如输出电压为 12V ,电流达到最大持续输出电流 2A 时,输出功率 P_{out}=12V*2A = 24W 。、

三、FP6296 在风扇应用中的核心优势

在直流风扇(如 USB 小风扇、无叶风扇、冷风机风扇等)中,FP6296 凭借以下特点成为理想驱动方案:

wKgZPGfbrsCAHVu3AAWWZ5uQKHY319.png

1. 高功率驱动能力

30W输出上限:可直接驱动12V/2.5A无刷电机或涡轮风扇,支持强风模式。

10A MOSFET瞬时负载能力:应对电机启动瞬间的大电流冲击(如风扇启动电流峰值)。

2. 宽电压适配与精准控制

输入兼容性强:单节锂电池(3.7V)升压至12V,或双节锂电池(7.4V)升压至12V,适配不同供电场景。

反馈精度高:1.2V±2%参考电压,确保输出电压稳定,避免电机抖动或噪音。

3. 智能保护与节能设计

可调过流保护:根据风扇额定电流设置阈值(例如5A保护12V/2.5A风扇),防止堵转损坏电路。

软启动功能:消除电机启动时的电压浪涌,提升系统可靠性。

0.1μA待机功耗:关闭状态下几乎不耗电,适合电池供电的便携式风扇。

4. 紧凑化与低成本方案

400KHz高频+内置MOSFET:减少外部电感体积(推荐3.3μH-4.7μH),优化PCB布局。

单芯片解决方案:无需外置驱动电路,降低BOM成本和设计复杂度。

5.典型应用示例

① 手持风扇:3.7V锂电池升压至5V/3A,驱动微型涡轮风扇,续航提升40%。

②桌面风扇:7.4V锂电池升压至12V/2.5A,实现30W高功率输出,满足长时间散热需求。


(FP6296在手持风扇与桌面风扇应用场景对比表)

wKgZPGfbxPeAaVfZAAOF5-LD-3w747.pngwKgZO2fbr9KAOEiyAAjabuPCjok578.png

四、FP6296 的其他应用场景

基于其单节锂电池15W/双节锂电池30W的差异化输出能力,FP6296可灵活适配多类供电场景,具体应用分类如下:

1.单节电池供电场景(3.7V→5V/3A,15W输出)

① 便携式小风扇

输入:单节3.7V锂电池 → 输出:5V/3A

典型产品:手持涡轮风扇、挂脖风扇、迷你桌面扇

核心优势:0.1μA待机电流,续航提升40%,适配USB充电宝供电

② 智能穿戴散热设备

输入:3.7V纽扣电池 → 输出:5V/2A

应用方向:降温颈环、可穿戴空调衣,满足轻量化与低功耗需求

2.双节电池/适配器供电场景(7.4V→12V/2.5A,30W输出)

① 桌面台式风扇

输入:双节7.4V锂电池 / 12V适配器 → 输出:12V/2.5A(30W)

典型产品:办公桌面循环扇、工业设备辅助散热模块

核心优势:

30W持续输出,8小时满载运行

双电源自动切换,效率>92%

软启动+定频PWM,噪音<25dB

过流/温度双重保护,故障率降低90%

② 车载通风系统

输入:车载12V电源 → 升压至13V/2.3A(30W)

功能实现:驱动大功率涡轮风扇,为车载冰箱或座椅通风模块供电

③ 户外太阳能风扇

输入:不稳定光伏输入(5V-12V) → 稳压输出12V/2.5A

设计要点:配合MPPT算法优化能量采集,适配露营帐篷强力通风。

五、结语

FP6296芯片以单节锂电池15W(5V/3A)和双节锂电池30W(12V/2.5A)双模式输出,精准匹配便携与高性能风扇需求。通过宽电压适配、1.2V±2%高精度反馈及智能保护功能,兼顾手持设备超低待机功耗(0.1μA)与高负载场景稳定运行,是穿戴式散热设备至大功率桌面风扇的理想驱动方案。


其他选型表参考:

wKgZPGfbsYSAeugxAAaMauo7QqY816.png


审核编辑 黄宇

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