保護牙齒牙齦的利器 – 電動牙刷方案

隨著時代的進步,傳統的物品(用品)有許多漸漸的精進為電子產品,除了便利外也為人們的生活帶來了許多好處!

今天就來分享一個好物:電動牙刷!

                                    

在植牙和做假牙還是屬於高單價的消費產品時,我們就要往源頭的牙齒好好保護做起傳統的牙刷利用手部的力量,有時刷得太用力而不自知,而現今的電動牙刷因為增加了一些感應功能在每次刷牙時,間接的保護了刷牙時的力道拿捏。

從東芝半導體的角度出發,東芝提供一系列產品,MOSFET可用於優化電機控制以提高刷牙速度肖特基勢壘二極體、運算放大器和LDO穩壓器可實現電源管理,以提高電源的穩定性,而MCU和藍牙SoC則對電動牙刷內部的電源品質至關重要。這些半導體安裝在緊湊輕巧的封裝中,有助於減少電路板空間以增強電動牙刷的功能性,從而通過電動牙刷實現無法通過人手實現的口腔護理。就讓以下做一個簡單的分享~

 

特性:

  • 降低電機驅動器件的導通電阻,以提高電力利用率
  • 降低肖特基勢壘二極體的正向電壓和反向電流,以降低電機損耗
  • 將更多功能集成在緊湊輕巧的封裝中,以減少電路板空間
  • 降低LDO穩壓器的工作電流,以節省能源,實現低功耗運行

 

馬達驅動:

用於刷頭震動的電機控制電路和用於安全操作的電流傳感器範例

電機電路解決方案是提高電動牙刷刷牙性能的關鍵因素之一。應根據所需的刷牙方式進行電機控制,使電機旋轉速度即時變化。


電機通過電機驅動IC和MOSFET驅動。這是驅動電機的理想選擇,在改變轉速時不會產生功率損耗。
要通過MCU控制這種改變,需要不斷監測流經電機繞組的電流水準。
監測到的電流水準是一個類比信號,它通過AD轉換器轉換為數位信號提供給MCU,使其能夠準確地確定受控電機中的電流大小。
電機電流通常由一個分流電阻來監測。分流電阻與電路串聯,使用歐姆定律進行電流-電壓轉換。
但是,當考慮到整個系統的效率時,必須盡可能降低電阻,這樣便導致電壓也低。此低電壓被回饋到MCU,從而實現對整個系統的最佳控制。

直流電源:

電池供電系統中的電源電路範例

在使用蓄電池的電動牙刷的電源管理中,重要的是瞬態回應(即使在電機運行過程中突然出現電流波動,也能將電壓波動降至最低)以及如何減少電機運轉過程中產生的雜訊對電源線的影響。
在系統運行期間,MCU、藍牙SoC和類比信號處理IC的電源可能變得不穩定,或者雜訊可能導致系統故障。
對於負責低電壓和大電流電機控制的MCU和藍牙SoC而言,有必要通過使用LDO來避免出現這些情況。

 

以上作一個簡單的範例,詳細歡迎大家可以連結東芝官網參考東芝所推薦的相關產品及方案喔!
Electric Toothbrush Solution | Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation | Asia-English (semicon-storage.com)

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