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# FAN-R2 电路与固件对接
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2026-09-07。对应Board1的P6-FAN-EDL、P3-CONTROL及fan-selection.json。
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**四线样机原理图已实现。用户决定具体型号接口及启动/装配保护两项首版暂不考虑，已记录延期并继续PCB工作。** 风扇9G0612P4S001/C2920592；详见[FAN_SELECTION.md](FAN_SELECTION.md)。下板301个PCB元件，P6有24个；两只外置风扇另列装配BOM。以下验证条件保留为后续记录。
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## 默认关电
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- Q7=AO3401A，S接+12V、D接FAN_12V_SW；Q8=AO3400A拉低Q7栅极。Q7体二极管方向阻止断电态从母线给风扇供电，但不提供双向隔离。
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- R740=100k将Q7栅极拉回源极。GPIO5/FAN_EN经R742=1k驱动Q8；R743=100k将Q8栅极拉低，MCU高阻时默认关电。
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- R741=1k限制栅极驱动电流；DZ3=BZT52C8V2-7-F的K接源极、A接栅极，钳位负Vgs。Q7的Vgs绝对最大为±12V，不能在13.2V母线无钳位拉地。
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- C738保留22uF/25V；D2=SS34改为K接开关电源、A接GND，用于负向钳位，不再是低边电源PWM续流拓扑。
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- 关电不等于转子瞬停，输出电容和转子都有衰减过程。复位、棕断电、上电顺序及重复启动都须样机验证。
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AO3401A原厂PDF已归档。25℃、Vgs=-4.5V时Rds(on)上限60mΩ。仅按两只额定1.34A计算，Q7约0.080V压降、0.108W导通损耗，不能证明高温、启动SOA或短路保护合格。启动峰值未知，局部限流/保险、上游保护协调及PCB热铜面积仍需定版。
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系统输入10.8～13.2V，风扇允许10.2～13.8V。低端开关/线束压降预算暂取0.2V，剩余0.4V余量。必须在风扇引线端测量，0.2V不是实测保证。
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## PWM
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GPIO18/FAN_PWM经R733=1k驱动Q6；R734=100k下拉。Q6源极固定GND，漏极接两只棕线，使用风扇内部上拉，不把5V PWM直接接ESP32。
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栅极高使风扇PWM线低，需反相：`D_gpio = 1 - D_fan`。型号资料指定标称25kHz；系列示例两只共需下拉≤2mA，AO3400A在Vgs=2.5V时Rds(on)上限48mΩ。静态下拉余量充分，1k栅阻/门极电荷引起的边沿时间和占空比误差须示波器核验。
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0%风扇PWM仍约3300RPM；停转请求必须撤销FAN_EN。旧低边供电调速的占空比语义不可沿用。
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## 独立测速
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| 功能 | 进风 | 排风 |
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|---|---|---|
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| TACH原始端 | J26.3 | J27.3 |
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| 开关电源上拉10k | R744 | R748 |
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| 栅极串阻15k | R745 | R749 |
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| 栅极对地10k | R746 | R750 |
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| 接收MOS | Q9 AO3400A | Q10 AO3400A |
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| MCU侧3V3上拉10k | R747 | R751 |
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| MCU输入 | GPIO16/U20.9 | GPIO4/U20.4 |
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RAW不直接连接MCU；上拉来自FAN_12V_SW，MCU侧漏极上拉来自3V3，没有经电阻连接的直流反灌路径。MOS仍有漏电和寄生电容，不能省略热插拔/ESD及上掉电验证。
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系列示例TACH低电平≤0.6V，因此R745/R749从10k改为15k，MPN=0402WGF1502TCE，立创检索C25756。按1%电阻、风扇端10.6～13.2V、暂设TACH高态漏电≤1uA：
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`Vgate_high ≈ (Vfan - Ileak × Rpullup) × Rbottom / (Rpullup + Rseries + Rbottom)`
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`Vgate_low ≈ Vtach_low × Rbottom / (Rseries + Rbottom)`
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得到高电平2.9826～3.8227V、低电平≤0.2429V、TACH灌电流≤1.3333mA。AO3400A的2.5V导通规格已核对；阈值0.65～1.45V不是低于阈值即零电流的保证。高温关断漏电、GPIO裕量和边沿仍需复验。本型号漏电与具体接口额定值尚缺，计算仅为有条件通过。
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接收电路反相。2PPR来自原厂系列波形示例，具体型号仍需确认；确认后11000RPM约366.7Hz、3300RPM约110Hz。只计一种边沿，不能同时计双边沿却仍使用2PPR。
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## 固件接口
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| 定义 | GPIO | 含义 |
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|---|---:|---|
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| BOARD_PIN_FAN_EN | 5 | 高有效供电使能 |
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| BOARD_PIN_FAN_PWM | 18 | Q6栅极PWM，需反相 |
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| BOARD_PIN_FAN_TACH_IN | 16 | 进风计数 |
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| BOARD_PIN_FAN_TACH_OUT | 4 | 排风计数 |
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同级固件仍是旧单路TACH。现已在`out/firmware-fan-r2`验证副本完成三个新引脚定义、冲突自检扩容和回归测试；首版候选505通过/0失败/2延期，29个C测试通过。`firmware-sync/fan-r2.patch`待合入同级固件，默认检查仍保留三项失败。运行任务、PWM和测速执行行为尚未实现/验收，详见[FAN_FIVE_CHECKS.md](FAN_FIVE_CHECKS.md)。
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实现顺序：先FAN_EN=0，配置PWM和两个计数器，再使能供电；使能后设启动宽限，按实际最低转速设置超时，关电后屏蔽停转告警，分别报告进/排风故障。LM75失败时在电源允许条件下使能风扇并请求100%风扇占空比，同时告警。复位安全由硬件关电实现。
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两只满速额定16.08W。已补充`scripts/fan_power_budget.py`：五路80.2W、92%效率加额定风扇，10.8V下约9.561A；再按5V/0.5A、3V3/0.5A和90%辅助效率估计约9.988A，尚不含输入损耗和启动。必须落实整机限功率/降载，不能沿用旧8.3A预算或声称10A适配器有充足余量。这是有条件估计，额定电流不能替代最大或启动电流。
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## 布局与复核
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J26/J27使用Phoenix1725672原厂孔距/钻孔资料核对的KiCad标准封装副本。风扇是外置机械件，不能把EDA的风扇封装放到J26/J27上。
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PCB须将风扇大电流回流引回电源入口，避开ADC/反馈；端子丝印标完整针号/功能并预留工具/进线空间。KiCad两板已建立未布线起板基线，详见[PCB_PROGRESS.md](PCB_PROGRESS.md)，尚未生成Gerber。
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运行`python scripts/check_hardware.py`重编译网表/ERC/BOM。首版默认502通过/3失败/2延期，使用固件副本为505通过/0失败/2延期；`--strict`将两项延期重新计入失败。P6 ERC为0，全板ERC仍待审。`python scripts/schematic_maintenance.py`只读预览为`TOTAL {}`。
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未完成项：具体型号接口确认、启动/堵转电流、保护定版、固件双通道、装机风量/噪声和逐只堵转/拔插验证。静态检查不等于FR-10或热验收完成。
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