一、背景介绍
前两天,家里的电动牙刷突然坏了。按钮失灵并完全停止工作。趁着这个机会,我们趁这个机会将其拆解,看看还有没有救的机会。
工具准备
烙铁、镊子、焊锡丝、螺丝刀、万用表、尖嘴钳等。
拆解后,整体结构和电路显得比较简单,拆装也很容易,内饰看起来也比较“有气质”。
2、拆解步骤
这里我们必须确认结构。整个拆解过程没有一颗螺丝。我确实觉得这个结构很好,因为想到我们公司的产品结构喜欢多加几个螺丝就让人很头疼。
一、电动牙刷外观
2.从底部拆卸,需要使用一字螺丝刀
3.牙刷底部标有品牌和型号,输入5V/1A,防水等级IPX7(更高的防水等级,表示耐短期浸入水中)
4、拆解后(电路板侧)
5、拆解后(电池侧)
3、主要部件
内部主要由电机、电路板PCBA和电池组成。
图8 主要部件标识
1、电机的结构是直接固定的,拆装非常方便,不需要一颗螺丝(我个人很讨厌螺丝较多的产品,可能是EMC需要不断的拆装,伤人)。
电机的转子装有偏心块。由于不对称,旋转时重心偏离轴承,使牙刷整个主体旋转。
2、PCBA的生产日期是20201226,我们最后会分析两年前的产品的具体功能和作用。
3、电池为18650 1500mAh 3.7V锂电池。电池充满电时电压为4.2V(实测4.13V)。感觉充一次电要几个星期(具体忘记了,不过电池还是蛮耐用的)。
4.电路分析
电路主要分为3部分
1、采用充电IC,保证电池能恒流恒压充电,延长电池寿命。
2、MCU,用于控制电机的转动。
3、电机驱动芯片,可以增强电机的旋转能力。电动牙刷主要是利用电机的快速旋转或振动,使刷头产生高频振动,以达到更好的刷牙效果。
图12 主要部件标识
我画了电路图(由于时间关系,整体布局不是特别美观,没有整理,仅用于电路分析)。这里我就不做详细分析了。
图13 电路
1、U3是充电IC。根据芯片丝印17以及网上查资料,结合电路,应该是TC4054B(9017)。
9017S是一款单节锂电池恒流、恒压线性充电IC,可以快速充电并最大限度地延长电池寿命。
9017S 还提供片上温度保护。当温度达到预定值时,9017S将减小充电电流以逐渐降低温度。为电池充电提供适当的保护。
推荐电路如下:
图14 充电IC推荐电路
图15 充电IC引脚定义
2、推测U1应该是某款MCU。由于丝印经过抛光处理,很难看出是什么型号。
按钮S1连接到MCU的1脚,按下接地时,开始低电平,MCU开始工作。
3、U2为电机驱动芯片。采用国产芯片TC118S。它是直流电机驱动芯片,需要较大的外围滤波电容。只需要小型贴片电容,电路简单。
以下是该芯片的特点及产品应用。
图17 电机驱动芯片简介
推荐电路(很简单)
图18 电机驱动芯片推荐电路
5、对症下药,开始保养
弄清楚电路的基本原理后,我们采取了相应的措施并开始维修。
故障现象为按键失灵,LED灯不亮。我第一个想到的就是没电了,于是我开始充电。几个小时后,但无济于事,我决定将其拆除。
奇怪的是,拆开后,按钮正常工作,LED正常亮起,牙刷开始振动,但有一个问题:振动幅度不明显,比以前弱很多,并且感觉缺乏力量。
既然能震动,说明MCU控制芯片没有坏。问题出在电机部分。要么是电机坏了,要么是驱动芯片有问题。
更换驱动芯片没有效果。看来是电机坏了。网上找不到合适的,只能暂时搁置了。由于工具有限,我家里缺少示波器等工具,所以无法进行进一步的分析。
审稿人:刘庆