【应用方案】告别“盲刷”：艾为压力感应方案让电动牙刷实现“力度自由”

电动牙刷虽早已走进我们的日常生活，但用户体验始终存在难以逾越的痛点：

 

“力度轻了，担心清洁不足；力度重了，又怕损伤牙龈。”

 

这种凭感觉控制的刷牙体验，让日常护理充满不确定性，更不用说那些伴随而来的噪音、溅水与续航烦恼。

 

真正的智能，应懂得“感知”与“呵护”。

 

艾为电子推出的压力感应方案，让电动牙刷具备精确的压力感知和智能响应能力，当没有压力时，避免溅水； 当压力过大时，系统即时响应，主动调节动力或发出提醒，从根源上避免过度用力导致的牙龈损伤。

 

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01 电动牙刷的压感应用场景

 

图1 电动牙刷刷头

 

1. 压力按键

电动牙刷有1个按键，通过长短按实现不同的功能

·牙刷长按开机或关机

·短按切换模式

 

2. 刷头端压力感应

·开机后，刷头受力低于30g时，刷头弱启动；

·在刷头受力30g-200g之间，刷头根据现有模式正常工作；

·刷头感应压力超过200g时，显示屏或LED显示“刷头压力”告警，同时刷头采用间断式震动提醒用户，并减弱振动频次保护牙龈

 

3. 应用中其他需要关注的点：

·温度补偿：当环境温度发生变化，电动牙刷的壳体结构可能会变软或变硬，从而导致传感器的触发灵敏度发生变化。此时就需要温度补偿算法来进行补偿，从而改善用户体验。·低功耗方案: 例如在待机情况下，芯片通过间歇性监测按键的触发来节省功耗，从而保证充足的待机时长。

 

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02 艾为电动牙刷方案

 

针对电动牙刷应用需求，数模龙头艾为电子提出两种应用方案：AFE方案与SOC方案。

 

AFE方案可采用AW86872QNR。AW86872QNR作为高精度压感前端，拥有14bit ADC，可以将微小信号进行256倍放大，从而捕捉刷头压力的细微变化。配合基线跟踪算法，无惧温飘干扰，能够精准识别力度差异。4μA 超低功耗+小尺寸封装，完美适配牙刷紧凑结构，续航与轻量化需求全满足。

AW86872QNR整体方案的成本相当具有竞争力，可以说是为电动智能牙刷量身定制。

 

图2 AW86872QNR 电动牙刷应用方案框图

 

SOC方案可采用AW86803QNR。借助芯片的60K flash，客户可进行方案集成。压力识别模块不再需要额外主控，直接实现压力及按键的检测。还能根据实际需求外接马达驱动芯片，当刷头力度超标或按键触发时即可立即控制马达反馈，开发效率直接拉满。

 

图3 AW86803QNR电动牙刷应用方案框图

 

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03 物料选型

 

本电动牙刷电路方案以模块化设计为核心，搭载艾为系列元器件保障稳定运行，整体架构围绕 “供电 - 控制 - 交互” 三大维度展开。

表1 方案对比表

 

供电与电池管理模块采用多层防护设计：

AW32002CSR 锂电池充电芯片支持 USB 规范与电源路径管理，适配 3.7V 锂电池；

AW37030D110DNR LDO 芯片提供 300mA 高性能稳压输出，为核心器件供电；

AW33901FCR 过压保护芯片以 30mΩ 低内阻和 50ns 快速关断特性，保护下游电路；

 电机控制环节，AW8637DNR 驱动芯片支持 1.9A 大电流输出，集成欠压、过流、过温保护；

人机交互模块丰富用户体验：AW86872QNR 按键检测芯片以 14Bit 精度、低功耗特性实现按键状态精准识别。

 

整体方案兼顾续航、性能与安全性，适配不同定位电动牙刷产品。以下是部分芯片选型表：

表2 物料选型表