kicad：EasyEDA→KiCad 工程（Board1/Board2）、库、脚本与评审文档（IC 引脚、风扇、热、EDL 供电、布局规则）

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <[email protected]>
2026-10-04 19:24:42 +08:00
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+# 两风扇样机方案与验证要求
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+日期：2026-09-07。用户已确认按两侧一进一出方案推进。
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+状态：FAN-R2采用山洋9G0612P4S001/C2920592（12V四线）两只。用户最新决定具体型号接口及启动/装配保护两项首版暂不考虑，已继续[PCB起板工作](PCB_PROGRESS.md)。以下热设计目标和实测条件保留，不构成已经完成的散热验收。
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+## 已确定方案
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+- 保留 J26 为进风，J27 为排风，删除 J28/J29/J30；取消原四进一出方案。
+- 首轮样机按整机总热负荷 40W、装机有效风量 6~8CFM（10.2~13.6m³/h）设计。40W 是验证工况，不能作为已经实现的软件功率上限。
+- 已实现12V四线：固定共地、Q6开漏PWM、两路独立MOS测速接收器、Q7/Q8默认关闭高边电源开关。0% PWM仍约3300RPM，停转/复位通过撤销供电实现。
+- 上下层分流：上层覆盖五块手机主板，下层通过载板与电源板之间的 13mm 通道。不得只吹下板。
+- 两板外形依据设计文档最新 §26.24 采用 220 × 135mm；手机采用 3+2 排布。外壳仍需按实际装配核对。
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+## 风道要求
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+```mermaid
+flowchart LR
+    IN[侧面进风扇 J26] --> PL[进风分流空间]
+    PL --> U[上层：覆盖五块手机主板发热区]
+    PL --> L[下层：13mm 电源板通道]
+    U --> PR[出风汇流空间]
+    L --> PR
+    PR --> OUT[另一侧排风扇 J27]
+```
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+进出风口应覆盖上下两层或通过导风罩分配气流。挡风板的位置由实测热点和两支路风量决定，不能先假定平均分流。进风扇附近、手机边缘和排线槽均要检查旁路泄漏；原顶部风扇孔原则上封闭，需要保留的开口必须纳入风道验证。不能遮挡连接器操作空间或手机恢复接口。
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+手机与载板约 1mm 的装配间隙不是有效主风道。需确认 SoC/PMIC 所在面及其到受风表面的热路径；风量合格而芯片仍过热时，需要重新评估局部散热结构，不能只提高总风量。没有实物上层净空和风扇外形，暂不输出可制造的外壳尺寸。
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+一进一出不保证机箱正压。采用滤网时，须在装好滤网、护网、排线和上盖后测量；两风扇自由风量不可相加。风扇以静压-风量曲线与装机工作点选型，启动电流、最低启动占空比和噪声同时验证。
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+## 热预算
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+常温附近取空气体积热容 1200J/(m³·K)，1CFM = 0.00047195m³/s：
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+`排风平均温升(K) = 热负荷(W) / [1200 × 0.00047195 × 有效风量(CFM)]`
+
+| 总热负荷 | 4CFM | 6CFM | 8CFM |
+|---|---:|---:|---:|
+| 25W | 11.0K | 7.4K | 5.5K |
+| 40W | 17.7K | 11.8K | 8.8K |
+| 60W | 26.5K | 17.7K | 13.2K |
+| 90W | 39.7K | 26.5K | 19.9K |
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+此模型是空气能量平衡，不是 CFD 或芯片结温预测；旁路气流、局部热点、海拔及高温密度变化需要另行考虑。按 40W/6CFM，35℃ 进风时平均排风约 47℃，芯片还需叠加到空气的热阻温升。
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+总热负荷包括手机主板、电源转换与导通损耗、Hub/控制电路、机箱内风扇等。用整机 DC 输入功率作保守估计时，不再重复加手机输出功率和风扇功率；外置适配器损耗不计入机箱。若有外部负载，应区分机箱内外耗散。
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+旧文档约 25W 不是满载认证。五路接近 80W 输出时，总热负荷可能达到约 90W。若实测持续热负荷为 60W，为把空气温升限制在约 10K，需约 10.6CFM 有效风量并重新验证结构。两风扇数量不变不代表原风扇型号仍适用。
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+## 当前四线原理图
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+当前J26/J27为四位螺钉端子，适配风扇AWG26裸引线。详细针序、剥线/扭矩和电路依据见FAN_SELECTION.md及FAN_CIRCUIT.md。
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+| 功能 | 当前 KiCad 状态 |
+|---|---|
+| J26进风/J27排风 | 1=黑GND，2=红FAN_12V_SW，3=黄独立TACH，4=棕PWM |
+| J28~J30 | 已从原理图和导出 BOM 删除 |
+| R730/R731/R732 | 已删除原共用 12V 上拉及错误分压 |
+| 原始测速 | FAN_IN_TACH_RAW / FAN_OUT_TACH_RAW，互不连接 |
+| MCU输入 | FAN_TACH_IN=GPIO16/U20.9；FAN_TACH_OUT=GPIO4/U20.4 |
+| 电平转换 | Q9/Q10接收器已接通；RAW与MCU不直接短接 |
+| PWM/使能 | GPIO18经R733驱动Q6开漏，需反相；GPIO5/FAN_EN控制高边供电 |
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+接收器按原厂系列TACH示例0.6V低电平调整为10k上拉、15k串阻、10k栅极对地和3V3侧10k上拉。本型号接口限制、漏电和上掉电/热插拔仍待确认，具体计算见FAN_CIRCUIT.md。
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+两个接收器缺口已接通，静态检查不再报告缺失，但继续报告具体型号接口及启动保护未完成；连通不等于停转检测已实现。
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+固件需要把原BOARD_PIN_FAN_TACH改为两路（16、4），增加GPIO5电源使能，同步占用检查、遥测和进/出风故障标识。运行时连续供电并分别计数，无须定期强制全速测速。仍需启动宽限、低速超时和命令停转屏蔽；PWM标称25kHz且驱动反相，PPR须确认。
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+新型号两只满速额定合计16.08W/1.34A，0% PWM仍合计1.68W/0.14A。原40W目标包含风扇；若40W是其他负载，则满速时总热负荷约56W，对应6CFM平均温升约16.5K，需要重新提高风量或降载。53dB(A)是单只满速1m声压，不能宣称整机静音；装机噪声单独实测。
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+本次可写范围为 KiCad 目录；同级 firmware、上级需求/设计文档和 EasyEDA PCB 尚未同步。引脚和冲突自检已在KiCad内的固件副本验证，补丁及剩余验收条件见[FAN_FIVE_CHECKS.md](FAN_FIVE_CHECKS.md)，不宣称旧固件兼容。功率复算见`out/fan-power-budget.json`；40W总热负荷中满速额定风扇占16.08W，其他热负荷仅余23.92W。
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+## 样机验证
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+首轮 35℃ 环境仅作临时设计测试点，最终必须在用户确定的最高环境温度复验，不能据此宣称额定环境上限。使用真实手机业务负载覆盖 SoC 热点；电子负载只能验证电源部分，不能代替手机散热测试。
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+| 项目 | 方法与判据 |
+|---|---|
+| 装机风量 | 完整外壳、滤网、护网、线束条件下，用风量罩或多点风速面积积分；风扇出口单点读数不可作总风量。40W 工况有效贯通风量至少 6CFM，8CFM 为目标上端 |
+| 分流与覆盖 | 分别检查上层手机区、下层功率区及边角气流；不能仅凭总风量判定没有死角 |
+| 工况 | 先25W，再40W，另测真实最大持续业务负载；超过40W时按实际热负荷重新验收，不直接沿用样机结论 |
+| 温度记录 | 每台 SoC/PMIC、降频状态、下板电感/IC、Hub/LDO、连接器、进出风温度、LM75、两路NTC、输入功率、两路RPM、PWM占空比 |
+| 稳态 | 每工况至少30min且温度稳定；建议连续10min各关键温度变化小于1K，未稳定则继续，不以30min到时强行判通过 |
+| 合格条件 | 40W时平均进出风温差约不超过12K；所有器件满足各自额定温度且有设计余量，手机无热降频，电源电感/IC温升满足原PR-13的<40K。绝对温度限值须按器件/手机传感器定义落实 |
+| 单风扇故障 | 分别断开、堵转进风/排风扇，必须准确报告对应通道；验证降载/关断早于任何温度限值，不能假定剩余风扇足够 |
+| 测温故障 | LM75失联时按既有要求全速并告警；LM75不能代表五块手机最高温度，量产阈值需由实测映射确定 |
+| 电气边界 | 母线10.8～13.2V且风扇端满足10.2～13.8V；复位、上掉电、0/100%及低占空比、插拔、启动峰值/持续时间、Q7/Q8/Q6及端子温升；TACH无过压和反灌 |
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+停止加负载的条件：任一温度逼近其限值、出现持续热降频、连接器异常发热或风扇故障。记录失败工况，调整风道/风扇或明确降额后重测。
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+## 待提供的信息
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+- 风扇已改选9G0612P4S001；型号曲线、电压和机械图已取得，具体型号接口及启动/堵转电流由设计方继续核验，无须用户自行重新选型。
+- 上盖到手机最高元件的净空、进出风口位置/开孔、滤网和导风空间。
+- 最大持续业务负载、允许的最高环境温度，以及噪声目标。
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+取得剩余机械和运行边界后，结合厂家资料完成四线电路、固件变更和可制造外壳；热测试通过前不标记TR-1/FR-10验收完成。