【DIY项目】LP78070F简易小风扇

一、芯片介绍

LP78070F（ESOP-8）是一颗专用于便携式锂电池小风扇的驱动芯片，芯片集成锂电池充电管理、DC-DC 升压、风量显示及低电提醒、按键换挡、过流保护、短路保护等功能。

特点

• 800mA锂电池充电，充电电流自适应
• 高效率DC-DC升压
• 输出电压外部电阻可调
• 3挡风量可调，3段式风量指示，2颗LED充电指示
• 低待机功耗<15uA
• 支持双按键控制
• 外围简单
• 具有过流保护，短路保护，过温保护
• 封装形式：ESOP-8

引脚信息

应用原理图

二、电路原理图

根据LP78070F的三档状态指示原理图进行绘制，这里器件及参数基本与应用电路保持一致，电机选用R300C小风扇电机马达，配内部孔径2mm的小扇叶，采用14500锂电池供电，6Pin的Type-C充电，3挡风量可调，3段式风量指示，2颗LED充电指示，1个风量档位切换键及复位键。

三、PCB

首先，根据14500电池底座，绘制一个比其稍大的板框，美观协调，方便使用。在板框层中，绘制1个25×75mm矩形，圆角半径3mm，线宽为0.254mm的板框。将14500电池底座放置在顶层居中处，方便后续使用嘉立创EDA绘制3D外壳，其余器件均放置在底层。
M3螺丝孔内缩3mm整齐的摆放在板子四周，电机焊盘放置在板子上方居中处，方便电机走线使用，添加上丝印注释，便于焊接；Type-C靠近板框，放置在板下方居中处，方便充电使用，充电指示灯靠近Type-C整齐摆放；按键居中摆放整齐，风量档位指示灯靠近风量档位切换键整齐摆放，其他器件按电源流向和功能整齐摆放即可。
PCB走线采用单层板，普通信号线宽为15mil，电源网络线宽为25mil以上，或采用填充区域连接，方便过电流，GND网络则采用铺铜连接。

四、3D外壳

点击选中板框，右键生成3D外壳-边框，外扩距离为1mm，点击确认，完成生成。然后，点击选中刚生成的3D外壳-边框，在右侧属性面板中，调整3D外壳-边框属性及矩形轮廓参数。

• 类型：推盖；
• 图层：3D外壳边框；
• 推盖方向：外壳X轴正向；
• 外壳整体高度：30mm；
• PCB距外壳底面高度：8mm；
• 外壳厚度：1.5mm；
  矩形轮廓参数设置，起点（26mm，85mm），宽为86mm，高为27mm，不保持宽高比，圆角半径为3.5mm，旋转角度270。

在4个M3螺丝孔中心放置3D外壳-螺丝柱，螺丝规格M3的通孔直径为2.8mm，这里，为了方便M3螺丝拧入，螺丝规格为自定义，图层为3D外壳底层，高设置为8mm，与PCB距外壳底面高度保持一致，通孔直径设置为3mm，方便M3螺丝拧入，壁厚为2mm，不需要加强筋和沉头孔，位置即是4个M3螺丝孔的坐标位置，（3mm，72mm），（23mm，73mm），（3mm，3mm），（23mm，3mm）。在使用螺丝装配时，M3螺丝的长度建议不要超过6mm，防止拧穿外壳。

接下来，给按键和指示灯开圆形槽处理，方便查看使用，在按键中心，点击放置3D外壳-顶面/底面挖槽区域-圆形，在右侧属性面板里面，设置调整属性参数。选择顶面/底面挖槽，图层为3D外壳底层，挖槽深度需要超过外壳厚度（1.5mm），这里设置为3mm，注意挖槽深度不要超过外壳整体高度，否则，另一面也会被挖穿。挖槽选项保持默认勾选即可，圆形轮廓为（12.5mm，30mm），半径为3mm；复位按键的圆形轮廓为（12.5mm，17mm），半径为3mm。

同理，操作指示灯的3D外壳-顶面/底面挖槽区域-圆形，挖槽深度也设置为3mm，一档风指示灯的圆形轮廓为（18mm，35mm），半径为1mm；二档风指示灯的圆形轮廓为（12.5mm，35mm），半径为1mm；三档风指示灯的圆形轮廓为（6.9mm，35mm），半径为1mm；充电指示灯的圆形轮廓为（16mm，12mm），半径为1mm；充满电指示灯的圆形轮廓为（9mm，12mm），半径为1mm。

可以使用实体加挖槽操作，设计出契合的按键帽。首先，放置一个圆形的3D外壳实体，图层设置为3D外壳底层，拉伸长度设置为5mm，拉伸长度要求不要过短或过长，不影响使用体验，适合按下操作即可，圆形轮廓的坐标为（-10mm，30mm），放置在板子外面就行，坐标位置不影响，半径设置为2.85mm，之前按键位置的3D外壳挖槽为3mm，所以按键帽主体半径稍微缩小一些即可，太大会影响使用。为了放置按键帽掉出，可在同一坐标位置上，放置个半径大过于3mm的实体，这里，设置为3.5mm，拉伸高度设置为2mm；最后，在同一坐标位置，放置圆形轮廓半径为1.75mm的3D外壳-挖槽区域，挖槽深度为3mm，完成按键帽的设计。

然后，给Type-C挖槽，方便充电使用。先放置3D外壳-侧面基准线，图层为3D外壳边框层，侧面基准线的起点坐标为（0mm，-2.54mm），终点坐标为（25mm，-2.54mm）。

接着，放置3D外壳-侧面挖槽区域-矩形到Type-C及刚绘制的侧面基准线下方，在右侧属性面板里，设置其属性参数，选择侧面挖槽，基准线点击刚绘制的e412基准线（名字可能会有所不同），挖槽深度设置为3mm，只要大过于外壳厚度（1.5mm）即可；挖槽选项保持默认勾选；矩形轮廓起点坐标为（7.5mm，-6.5mm），宽为10mm，高为4.5mm，不保持宽高比，可以适当添加圆角，这里，圆角半径设置为1mm；完成Type-C侧面挖槽处理。

至此，风扇手持部分的3D外壳完成设计，接下来设计风扇镂空部分。

在电机焊盘上方放置一个圆形的底面实体，3D外壳高度为30mm，所以，这里实体的拉伸长度设置为25mm，外壳厚度为1.5mm，剩下3.5mm，用于放置电机及理线使用；坐标位置为（12.5mm，120mm），半径设置为40mm。

然后在同一坐标位置下，放置一个圆形的底面挖槽，坐标位置为（12.5mm，120mm），半径设置为37mm，可以容纳放下35mm宽的扇叶，挖槽深度设置为22mm，挖槽选项保持默认勾选即可。

再放置一个圆形的底层实体，坐标位置为（12.5mm，120mm），半径设置为17mm，拉伸长度为32mm，超出外壳厚度30mm，使其显得更加好看一些。

接着对风扇侧面进行镂空操作，放置多边形-顶层挖槽区域，绘制一个等腰梯形，挖槽深度为25mm。然后，点击选中绘制好的等腰梯形，可以使用阵列对象操作出其余部分，两等腰梯形中间区域为保留下来的外壳，需要保留或镂空大小可自行把控。需注意，保留的3D外壳厚度建议大于1.5mm，太薄的话容易断裂。

放置一个圆形的顶面挖槽，坐标位置为（12.5mm，120mm），半径设置为15mm，挖槽深度设置为10mm，挖槽选项保持默认勾选即可，用于存放R300C电机。

下方的2个挖槽镂空删除，背后保留的外壳，可以开个槽，用于电机走线使用，剩下2个挖槽区域与3D外壳板框重叠了，可以设置挖槽选项或稍微调整下，避免挖到外壳板框。

最后，开出电机线槽，方便隐藏电机线，放置3D外壳-侧面基准线，图层为3D外壳边框层，侧面基准线的起点坐标为（-20mm，75mm），终点坐标为（45mm，-75mm）。

放置3D外壳-侧面挖槽区域-圆形，在右侧属性面板里，设置其属性参数，选择侧面挖槽，基准线点击刚绘制的e951基准线（名字可能会有所不同）。因为风扇镂空的半径设置为40mm，所以，这里的挖槽深度设置为50mm，坐标位置为（12.7mm，48mm），半径设置为2.25mm，完成电机线槽开孔。

风扇的顶面盖板也可以通过实体及挖槽操作画出，当然，也可以使用面板进行设计，这里就不做演示了。

至此，完成简易小风扇的3D外壳设计。

五、实物装配

焊接完PCB板后，对实物进行装配，需要注意，电机及风扇盖板，使用热熔胶固定时，需要适量，过多可能会粘牢电机，影响电机转动使用，风扇盖板也可使用其他胶进行粘牢。