隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重對(duì)自己生活品質(zhì)和個(gè)人健康的重視。作為清潔牙齒的工具，人們對(duì)牙刷的要求也越來(lái)越高，電動(dòng)牙刷的普及率也逐漸的高了起來(lái)。

電動(dòng)牙刷大致分為兩類，一類就是旋轉(zhuǎn)式，就是利用電機(jī)使得刷頭旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)和人手工刷牙類似的效果。還有一類就是超聲波。它是利用線圈里的電流的高頻變化，從而使得磁鐵吸合產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)刷頭也產(chǎn)生高頻振動(dòng)以實(shí)現(xiàn)清潔牙齒的目的。

旋轉(zhuǎn)式牙刷的電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，這里就不做過(guò)多的分析。本文重點(diǎn)介紹超聲波式的電動(dòng)牙刷的電路圖的原理與構(gòu)成。由于我用的牙刷是飛利浦的soniccare系列的牙刷，所以本文的電路圖也以它為例子。

Soniccare的牙刷外形如圖所示：

圖 1

拆開(kāi)的電路板的外形如圖所示

圖2

基本上的結(jié)構(gòu)可以分為充電部分和電池，MCU部分，線圈驅(qū)動(dòng)部分，按鍵和LED部分。

網(wǎng)上已經(jīng)有人把這個(gè)電路板的原理圖畫(huà)了出來(lái)，我們下面的分析就以這個(gè)電路圖為藍(lán)本。但是這個(gè)原理圖上的器件很多沒(méi)有標(biāo)明具體的型號(hào)，同時(shí)對(duì)于U2的猜測(cè)我覺(jué)得也是不對(duì)的。這里我根據(jù)PCB上的器件的絲印信息重新進(jìn)行了梳理，列出了大部分器件的型號(hào)，同時(shí)對(duì)于原理進(jìn)行了比較詳盡的說(shuō)明。

• 充電部分，這個(gè)還是比較簡(jiǎn)單的。他分為整理部分和充電控制部分。

首先是整流部分，L2通過(guò)充電線圈感應(yīng)得到交流的信號(hào)，如果要使得它可以給充電電池充電，必須把它變?yōu)橹绷鳌R6就是一個(gè)整流芯片。從下面兩張圖大家就可以很清楚的了解它的原理。

下面這部分是一個(gè)充電控制電路，由2個(gè)三極管組成的一個(gè)控制電路， 由來(lái)自MCU 的P22控制充電電路的導(dǎo)通與關(guān)斷。當(dāng)電池的電量已經(jīng)充滿的時(shí)候，P22可以輸出一個(gè)低電平，使得Q3的PNP管關(guān)斷，從而切斷充電電流。

電池通過(guò)一個(gè)F1的保險(xiǎn)絲就在VCC上。從而實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能，這個(gè)充電電池用的是Sony的。

• MCU部分，這個(gè)MCU是用PIC16F726芯片。它有8Kx14的flash和368B的RAM。它來(lái)控制充電，模式的選擇，案件的控制和線圈的驅(qū)動(dòng)控制。

這里有一個(gè)U2沒(méi)有標(biāo)注型號(hào)，通過(guò)我的研究，它應(yīng)該是一個(gè)I2C接口的一個(gè)EEPROM。為什么這么說(shuō)呢，因?yàn)樗膬蓚€(gè)接口P14,P15正好對(duì)應(yīng)著MCU的I2C的功能引腳。

• 線圈控制電路。從下圖可以看出，L1就是紅色的大線圈。

需要給這個(gè)大線圈以非常高頻的交變電壓。如何實(shí)現(xiàn)這種控制呢，我們用了一種H橋的方式。下圖展示了如何在電感兩端產(chǎn)生交變的電壓。

從上圖可以看出交替的打開(kāi)橋式電路的對(duì)角線的電子開(kāi)關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)上述功能。在電路上，開(kāi)關(guān)是由mosfet來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這里的Mosfet從圖中可以看出，他們的型號(hào)是TSC6963SD和TSC6866SD。

從電動(dòng)牙刷的結(jié)構(gòu)上看，線圈產(chǎn)生磁性，在磁極相反的時(shí)候會(huì)和磁鐵相吸；在磁極相同的時(shí)候會(huì)和磁鐵相斥，進(jìn)而通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)在牙刷頭上產(chǎn)生出高頻的振動(dòng)。

總的來(lái)說(shuō)，電動(dòng)牙刷的控制部分原理不是很復(fù)雜。但是從網(wǎng)上查到的資料看，飛利浦的soniccare電動(dòng)牙刷的機(jī)械部分還是比較復(fù)雜，且是申請(qǐng)了專利了的。