电动牙刷大致分为两类,一类便是旋转式,便是利用电机使得刷头旋转,从而实现和人手工刷牙类似的效果。还有一类便是超声波。它是利用线圈里的电流的高频变革,从而使得磁铁吸合产生振动,进而通过机器构造带动刷头也产生高频振动以实现清洁牙齿的目的。
旋转式牙刷的电路构造比较大略,这里就不做过多的剖析。本文重点先容超声波式的电动牙刷的电路图的事理与构成。由于我用的牙刷是飞利浦的soniccare系列的牙刷,以是本文的电路图也以它为例子。
Soniccare的牙刷形状如图所示:

图 1
拆开的电路板的形状如图所示
图2
基本上的构造可以分为充电部分和电池,MCU部分线圈驱动部分,按键和LED部分。
网上已经有人把这个电路板的事理图画了出来,我们下面的剖析就以这个电路图为原本。但是这个事理图上的器件很多没有标明详细的型号,同时对付U2的预测我以为也是不对的。这里我根据PCB上的器件的丝印信息重新进行了梳理,列出了大部分器件的型号,同时对付事理进行了比较详尽的解释。
充电部分,这个还是比较大略的。他分为整理部分和充电掌握部分。
首先是整流部分,L2通过充电线圈感应得到互换的旗子暗记,如果要使得它可以给充电电池充电,必须把它变为直流。CR6便是一个整流芯片。从下面两张图大家就可以很清楚地理解它的事理。
下面这部分是一个充电掌握电路,由2个三极管组成的一个掌握电路, 由来自MCU 的P22掌握充电电路的导通与关断。当电池的电量已经冲满的时候,P22可以输出一个低电平,使得Q3的PNP管关断,从而割断充电电流。
电池通过一个F1的保险丝就在VCC上。从而实现过流保护功能,这个充电电池用的是Sony的。
MCU部分,这个MCU是用PIC16F726芯片。它有8Kx14的flash和368B的RAM。它来掌握充电,模式的选择,案件的掌握和线圈的驱动掌握。
这里有一个U2没有标注型号,通过我的研究,它该当是一个I2C接口的一个EEPROM。为什么这么说呢,由于它的两个接口P14,P15恰好对应着MCU的I2C的功能引脚。
线圈掌握电路。从下图可以看出,L1便是赤色的大线圈。
须要给这个大线圈以非常高频地交变电压。如何实现这种掌握呢,我们用了一种H桥的办法。下图展示了如何在电感两端产生交变的电压。
从上图可以看出交替的打开桥式电路的对角线的电子开关就可以实现上述功能。在电路上,开关是由mosfet来实现的。这里的Mosfet从图中可以看出,他们的型号是TSC6963SD和TSC6866SD。
从电动牙刷的构造上看,线圈产生磁性,在磁极相反的时候会和磁铁相吸;在磁极相同的时候会和磁铁相斥,进而通过机器机构在牙刷头上产生出高频的振动。
总的来说,电动牙刷的掌握部分事理不是很繁芜。但是从网上查到的资料看,飞利浦的soniccare电动牙刷的机器部分还是比较繁芜,且是申请了专利了的。