电动牙刷拆解，电路原理分析

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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

图1  工具准备

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”。

图2  拆解全家福

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。

图3  外观

2、从下面拆开，需要用到平口螺丝刀

图4  从底部拆开

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）

图5  牙刷型号

4、拆开后（电路板一侧）

图6  电路板外观

5、拆开后（电池一侧）

图7  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。

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）。

图9  电机

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。

图10  PCBA生产日期

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

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。

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。

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。

图14  充电IC推荐电路

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。

以下为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（十分简单）

图18  电机驱动芯片推荐电路

PCB layout推荐

图19  电机驱动芯片参考布局走线

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。

图20  更换电机驱动芯片

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。

今天的分享就到这里，我们下一期见。

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