1、背景簡介
前兩天,家里的電動牙刷突然壞了,按鍵失靈,完全不工作,借著這個機(jī)會,我們對它進(jìn)行一個拆解,看看里面的電路,有沒有機(jī)會把它救活。
工具準(zhǔn)備
電烙鐵、鑷子、焊錫絲、螺絲刀、萬用表、尖嘴鉗等
圖1 工具準(zhǔn)備
拆開后,總體看起來結(jié)構(gòu)和電路都比較簡單,拆裝也很方便,內(nèi)部看起來比較有“氣質(zhì)”。
來一張拆解全家福
圖2 拆解全家福
2、拆解步驟
這里必須對結(jié)構(gòu)作出一個肯定,整個拆解過程沒有一顆螺絲,真心覺得結(jié)構(gòu)做的很棒,因?yàn)橐幌氲轿覀児井a(chǎn)品結(jié)構(gòu)都喜歡多加幾顆螺絲,就讓人覺得頭疼。
1、電動牙刷外觀
圖3 外觀
2、從下面拆開,需要用到平口螺絲刀
圖4 從底部拆開
3、牙刷底部標(biāo)注有品牌、型號,輸入5V/1A,防水等級IPX7(防水等級比較高的一種,表示防短時間浸水影響)
圖5 牙刷型號
4、拆開后(電路板一側(cè))
圖6 電路板外觀
5、拆開后(電池一側(cè))
圖7 電池一側(cè)
3、主要構(gòu)成
內(nèi)部主要由電機(jī)Motor,電路板PCBA和電池組成。
圖8 主要部件標(biāo)注
1、電機(jī)也是結(jié)構(gòu)直接固定就好,拆裝也很方便,沒有一顆螺絲(個人比較痛恨螺絲較多的產(chǎn)品,可能是EMC摸底需要不停拆裝,把人給傷透了)。
電機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝了一個偏心塊,由于不對稱,在轉(zhuǎn)動時重心偏離軸承,實(shí)現(xiàn)了牙刷全身的轉(zhuǎn)動。圖9 電機(jī)
2、PCBA生產(chǎn)日期是20201226,兩年以前的產(chǎn)品,具體功能及作用,我們在最后進(jìn)行分析。
圖10 PCBA生產(chǎn)日期
3、電池用的18650 1500mAh 3.7V鋰電池,電池充滿后電壓為4.2V(實(shí)測4.13V)感覺充一次電要用好幾周時間(具體忘記了,反正電池挺耐用的)。
4、電路分析
電路主要分為3個部分1、充電IC,作用是為保證電池能夠在恒流恒壓下充電,延長電池壽命。
2、MCU,用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動。
3、電機(jī)驅(qū)動芯片,它能夠增強(qiáng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動能力。電動牙刷主要就是通過電機(jī)的快速旋轉(zhuǎn)或震動,使刷頭產(chǎn)生高頻震動,達(dá)到比較好的刷牙效果。
圖12主要元件標(biāo)注
我將電路圖畫了出來(由于時間關(guān)系,整體排版不是特別漂亮,未進(jìn)行整理,僅用于電路分析),這里不做細(xì)致分析。
圖13 電路
1、U3是充電IC,根據(jù)芯片絲印17,網(wǎng)上查找資料,結(jié)合電路來看應(yīng)該是TC4054B(9017) 。
9017S 是一款單節(jié)鋰電池恒流、恒壓線性充電 IC,它能快速充電,并最大化地延長電池壽命。
9017S 也提供了片內(nèi)溫度保護(hù)。當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)定值時,9017S 將減少充電電流使溫度逐漸降低。為電池充電提供 適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)。
推薦電路如下:圖14 充電IC推薦電路
圖15 充電IC引腳定義
2、U1據(jù)推測應(yīng)該是某款MCU,由于絲印被打磨,看不出是什么型號。
按鍵S1接在MCU的1腳,按下接地,低電平啟動,MCU開始工作。
以下為該芯片的特點(diǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用。
圖17 電機(jī)驅(qū)動芯片簡介
推薦電路(十分簡單)
圖18 電機(jī)驅(qū)動芯片推薦電路
PCB layout推薦
圖19 電機(jī)驅(qū)動芯片參考布局走線
5、對癥下藥,開始維修
在搞清了電路的基本原理后,我們對癥下藥,開始維修。
故障現(xiàn)象是按鍵失靈,LED燈不亮,首先想到的是沒電了,于是開始充電,幾個小時候無果,所以才決定進(jìn)行拆解。
奇怪的是拆開后,按鍵正常工作,LED正常點(diǎn)亮,牙刷也開始震動,但是有一個問題:震動的幅度不明顯,比原來弱很多,感覺動力不足。
既然能震動,說明MCU控制芯片是沒有壞的,問題就出在電機(jī)部分,要么是電機(jī)壞了,要么是驅(qū)動芯片有問題。
圖20 更換電機(jī)驅(qū)動芯片
更換驅(qū)動芯片無果,看來是電機(jī)壞了,網(wǎng)上沒找到合適的,只能暫時擱置,也由于工具有限,家里缺少示波器等工具,無法進(jìn)一步分析。
今天的分享就到這里,我們下一期見。