电动牙刷拆解过程

描述

1、背景简介

前两天,家里的电动牙刷突然坏了,按键失灵,完全不工作,借着这个机会,我们对它进行一个拆解,看看里面的电路,有没有机会把它救活。

工具准备

电烙铁、镊子、焊锡丝、螺丝刀、万用表、尖嘴钳等

拆开后,总体看起来结构和电路都比较简单,拆装也很方便,内部看起来比较有“气质”。

2、拆解步骤

这里必须对结构作出一个肯定,整个拆解过程没有一颗螺丝,真心觉得结构做的很棒,因为一想到我们公司产品结构都喜欢多加几颗螺丝,就让人觉得头疼。

1、电动牙刷外观

2、从下面拆开,需要用到平口螺丝刀

3、牙刷底部标注有品牌、型号,输入5V/1A,防水等级IPX7(防水等级比较高的一种,表示防短时间浸水影响)

4、拆开后(电路板一侧)

5、拆开后(电池一侧)

3、主要构成

内部主要由电机Motor,电路板PCBA和电池组成。

PCBA

图8  主要部件标注

1、电机也是结构直接固定就好,拆装也很方便,没有一颗螺丝(个人比较痛恨螺丝较多的产品,可能是EMC摸底需要不停拆装,把人给伤透了)。

电机的转子安装了一个偏心块,由于不对称,在转动时重心偏离轴承,实现了牙刷全身的转动。

2、PCBA生产日期是20201226,两年以前的产品,具体功能及作用,我们在最后进行分析。

3、电池用的18650 1500mAh 3.7V锂电池,电池充满后电压为4.2V(实测4.13V)感觉充一次电要用好几周时间(具体忘记了,反正电池挺耐用的)。

4、电路分析

电路主要分为3个部分

1、充电IC,作用是为保证电池能够在恒流恒压下充电,延长电池寿命。

2、MCU,用于控制电机的转动。

3、电机驱动芯片,它能够增强电机的转动能力。电动牙刷主要就是通过电机的快速旋转或震动,使刷头产生高频震动,达到比较好的刷牙效果。

PCBA

图12  主要元件标注

我将电路图画了出来(由于时间关系,整体排版不是特别漂亮,未进行整理,仅用于电路分析),这里不做细致分析。

PCBA

图13  电路

1、U3是充电IC,根据芯片丝印17,网上查找资料,结合电路来看应该是TC4054B(9017) 。

9017S 是一款单节锂电池恒流、恒压线性充电 IC,它能快速充电,并最大化地延长电池寿命。

9017S 也提供了片内温度保护。当温度达到预定值时,9017S 将减少充电电流使温度逐渐降低。为电池充电提供 适当的保护。

推荐电路如下:

PCBA

图14  充电IC推荐电路

PCBA

图15  充电IC引脚定义

2、U1据推测应该是某款MCU,由于丝印被打磨,看不出是什么型号。

按键S1接在MCU的1脚,按下接地,低电平启动,MCU开始工作。

3、U2是电机驱动芯片,用的是***TC118S,它是直流马达驱动器芯片,需外围大滤波电容,只需小贴片电容,电路简单。

以下为该芯片的特点及产品应用。

PCBA

图17  电机驱动芯片简介

推荐电路(十分简单)

PCBA

图18  电机驱动芯片推荐电路

5、对症下药,开始维修

在搞清了电路的基本原理后,我们对症下药,开始维修。

故障现象是按键失灵,LED灯不亮,首先想到的是没电了,于是开始充电,几个小时候无果,所以才决定进行拆解。

奇怪的是拆开后,按键正常工作,LED正常点亮,牙刷也开始震动,但是有一个问题:震动的幅度不明显,比原来弱很多,感觉动力不足。

既然能震动,说明MCU控制芯片是没有坏的,问题就出在电机部分,要么是电机坏了,要么是驱动芯片有问题。

更换驱动芯片无果,看来是电机坏了,网上没找到合适的,只能暂时搁置,也由于工具有限,家里缺少示波器等工具,无法进一步分析。

审核编辑:刘清

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