煙霧報警器延伸：空氣凈化器——Amadeus

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作品概括

首先，這個不是我想出來的，基本是參考張老師第五部，根據實際情況，在第五部的基礎上有所改動。

功能說明：

空氣凈化器分自動擋和手動擋。

自動擋：空氣傳感器檢測空氣質量后，會根據污染程度分為“好、中、差”三檔，對應馬達轉速“低、中、高”三檔，污染越嚴重，馬達轉得越快。（鏈接里的視頻演示的就是自動擋）

手動擋：手調決定轉速。

分三個指示燈，“綠、橙、紅”分別指示當前空氣質量。

每當出現檔位變化時，蜂鳴器響一聲。

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電路介紹

按照慣例，有圖有真相~下圖是邏輯框圖，電路的邏輯就是那么一回事~

然后是原理圖，我覺得原理沒有太多什么可講的，真的要講很詳細也講不完，在上文的鏈接里有我的一部分分析，可以看看。老師的第五部里面講得很詳細，同學們可以再回去看看~

接下來是PCB圖的正面和背面

最后是實物

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波形實測和分析

首先是滯回比較器的波形

官方作品里面已經解釋的比較清楚了，原理方面我就不多說什么了。我原理圖上的參數是1nF，實際做實驗焊的是470pF，所以頻率是120K左右，如果是1nF，頻率大概是50多K，感興趣的同學們可以試試不同的電容，看看頻率是多少。在這個應用里，是不需要多高的頻率的。

我這里提一下兩點跟實際應用有關的內容。

首先是電阻的選取，無論你選什么阻值，能實現功能都是可以的。但是在實際交付生產，采購的時候，如果量不大就會遇到麻煩。會遇到什么麻煩呢？例如這批板子生產三千套，用到了某個不常用的阻值，整塊板子上就用到了一個，采購去買的時候，供應商會說：“電阻一盤五千個，你要買就買一盤，我不可能撕三千個下來給你，要么你就別買。”現在這年頭，大家的需求都比較個性化，往往做一批的量不大，舉例的三千個還算多了，量少的可能一次就做幾百個。 這種事情采購經歷的多了，就會抱怨研發部，也可能在開會的時候跟領導提，最終背鍋的可能還是自己，哈哈。所以建議選擇同一個阻值，而且是常用的阻值，這樣簡單方便。

其次是電容的選取，這個比較關鍵，市面上常見的貼片電容分三種材質，Y5V、X7R、NP0，關于這方面，網上資料很多，我記得網上有個《十說電容》講的不錯，我就不贅述了。同等容量耐壓，Y5V做出來的是最便宜的，Y5V也很容易做出大容量的貼片電容，但是Y5V這個材料本身做出來就誤差大，溫漂大，老化以后衰減也大，我曾經見過4.7uF的電容衰減到2uF。如果用在這種決定頻率的場合，頻率會飄得很厲害。有個很簡單的辦法，大家做實驗的時候，用烙鐵或者熱風槍給Y5V材質的電容加熱一下，觀察波形，會發現頻率飄了不少。所以這里最差也要選擇X7R，這樣相對穩定一些，不能再差了。

接下來是PWM波形

細心的朋友估計會注意到上升沿比較緩，下降沿比較陡。想想看為什么？

實際上，這個跟比較器輸出的結構有關，比較器是OC輸出，如下圖

在官方的圖里面，可以看到驅動輸出三極管的基極電流是100uA。接著，我們假設負載是1mA，也就是集電極電流1mA，假設這個三極管的放大倍數β=100.

我們可以想象一下，電流從0到100uA，也就是比較器輸出從高到低，那么，使輸出變成低，基極需要多少電流呢？1mA/100=10uA。也就是說，當電流從0變到10uA的時候，比較器已經輸出是低了。后面的10uA到100uA的過程，輸出一直是低。

那么反過來呢？電流從100uA到0，也就是比較器從低到高，又是一個什么情況？

這個時候，就剛好反過來了，電流從100uA變到10uA，比較器輸出還是低，因為10uA就可以飽和，只有當10uA變成0的過程，才對應比較器輸出從低到高的過程。

上面說的0到100uA，以及100uA到0，電流的變化都不是線性的。剛開始變化率很大，變化的很快，最后一段會趨緩。至于為什么，大家想想寄生電容的充放電，以及三極管的特性就明白了。所以看到的現象就是上升沿比較緩，下降沿比較陡。

以上在第五部視頻里沒提，是我自己做實驗注意到的，就特地拿出來講一下。