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智能颈部按摩仪拆机及原理图分享

凡亿PCB 2025-03-26 16:23
万亿市场风口怎么抓？5场研讨会解锁3D IC设计“通关秘籍” 热风险清零！西门子EDA黑科技，让3D IC散热设计稳如泰


网上买了一款智能颈部按摩仪拆机研究了一下，下面来聊下我的拆机结果。
智能颈部按摩仪原理：是由电极贴片接触肌肤，利用低电压的脉冲电流作用于神经或肌肉等，从而促进局部血液循环，改善肌肉状态，缓解急慢性疼痛。
  1. 样机拆机图片展示
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样机所用锂电池，电池容量700mAH，带电池保护板（防止过充/过放/短路/过流等保护），标称电压3.7V，充满电电压为4.2V的一款聚合物锂电池。
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主控板原理图设计
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（1）设计思路
a.升压原理：当Q1接通时，肖特基二极管D1反向偏置，电源经过电感L1至Q1形成回路，输入电压加在升压电感中转化为磁能贮存；当Q1关断时，肖特基二极管D1正向偏置，电感中的磁能因不能突变而转化为电能，此电压与输入电源一起为负载提供能量，并给输出电容C3充电，需要数个脉冲来提供足够的能量以加大输出电压。
对样机升压结果进行了实测，实测结果如下：
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b.低频脉冲电流形成原理：通过单片机IO口PB5和PCO输出不同频率的脉冲信号（PB5和PC0输出脉冲对称），组合成不同波形输出（即让人感受出不同的模式）。
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PB5和PC0的脉冲完全对称
a. 当PB5为高电平时，PC0为低电平时，Q2导通，Q5截止，则Q4截止，Q6截止，Q8截止，由于人体存在阻抗K欧姆级别，所以Q3导通。
V2=Vin-0.3
V1=V2-IRr=0.3+R10I
PB6为高电平
电流计算：
Vc2约等于0.3V，IQ3e=[(Vin-0.3)-0.3]/R11
IQ3c= IQ3e*ß
流过人体电流：(V2-V1)/Rr=(V1-0.3)/R10
Q2是否饱和，Vin的电压及Rr有关。此时V1和V2也是完全对称的脉冲。
b. (1)PB5为低电平，PC0为高电平，Q2截止，Q5导通，则Q4放大，Q6放大，Q8导通，Q3截止。
V1=Vin-0.3 
V2=Vd5+0.3
PB6为低电平
电流经过Q4-V1-人体-V2-Q6-D5-GND
同理可计算电流，Vin和Rr有关。此时V1和V2也是完全对称的脉冲。
(2)PB5和PC0的脉冲不对称，存在PB5和PCO都为高电平。（同时为高，可能会烧坏管子，因此最好不要让PB5和PC0同时为高电平）
Q5导通，Q2导通，Q6导通，则Q4导通，Q3导通。
c.S8050的开关状态跟二极管D5正端电压有关系，D5正端电压跟流过的电流有关系，可以做一个过流保护。一旦流过D5的电流超过10mA，D5的压降就会超过0.7V，三极管Q2会导通。
D5参数：
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d.加热原理：
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这个波形是加热弱的，加热强一直是高电平。
通过单片机PC2输出PWM调节加热丝加热。
（2）实现功能：
1.(电源键作为模式切换键)5种模式：智能模式，舒缓模式，活力模式，锤击拍打模式，刮痧模式。灵活切换5种模式唤醒肌肤能量。
PB5和PC0分别产生正占空比为26.5%，周期为1ms的PWM波，但不能同时为高电平，否则会烧毁三级管（需特别注意）。一次产生四束PWM波后等待一定时间再次产生四束波，循环往复即可实现不同模式的功能效果。
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舒缓、活力、锤击拍打、刮痧、智能五个模式是通过脉冲之间的时间间隔来实现的，如下表：
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2.（强度键控制）档位0-15档，0档无输出，0-15档体现按摩仪波形幅度的大小，波形幅度最大60V左右，最小档12V。可以随意选择适合你的舒适度。
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3.(加热键控制)加热控制：设备可控制加热高档、低档、停止3个档位。可以对颈部进行恒温热敷。
此样机设计，在里面加一个温度传感器会更好。
原因：如果发热量大于散热量就会越来越热，直到平衡。刚开始用的时候，温度不高，手动调到最高档，刚开始可能还能接受，过了一会发现太热了，手动往下调了两档，戴了一会发现热量又不够，又得往上调，来回往复，此时如果加了温度传感器，这个调节过程就可以交给MCU调节控制MOS管（Q7）,从而控制加热丝的温度了。
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对拆机的样机主控板原理图中低频脉冲输出电流电路进行了仿真。
仿真波形如下：
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低频脉冲实测输出波形如下：
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