CN113349973A - 一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路 - Google Patents

一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，包括无线充电路、电源供电路、主控电路、电机驱动电路，通过这些电路组成电动牙刷控制电路，实现刷头不同刷动频率控制、刷头更换提醒、电池无线充电、种种优良控制特点使之具有良好的应用前景和市场效应。

Description

一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路
技术领域
本发明为消费类电子产品领域，尤其涉及一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路。
背景技术
电动牙刷是近几年出现的新产品，在国外已掀起了口腔保健领域的一场革命。虽然电动牙刷在我国的应用尚不普及，但已有人预测，它将成为大众保健品中的重要一员。调查显示，电动牙刷与普通牙刷相比，更为科学有效。可以更彻底清除牙菌斑、减少牙龈炎和牙龈出血，也是目前欧美许多国家普遍流行的日用品。而电动牙刷通过快速旋转，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝；与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有意想不到的按摩效果。
使用普通牙刷刷牙时，使用的力度由使用者自己控制，有时候难免刷牙力度过大，或者采用不正确的拉锯式横刷法，这些都会对牙齿及牙龈造成损伤。实验证明，电动牙刷能够减少六成左右的刷牙力度，令牙龈炎与牙龈出血的发生频率下降62%，让刷牙过程更加安全有效。
有很多不喜欢刷牙的儿童，而且也同样适用于成人。由于电动牙刷体积上比传统牙刷增大了很多，所以在外观上就有了功夫可下了。看着一辆“跑车”在自己嘴前面来回“跑”动，刷牙自然也成为了一种乐趣。
电动牙刷能够有效减少由于饮茶、喝咖啡和不良口腔状况造成的牙渍，恢复牙齿本来的色泽。而且这种调整并非是立刻见效，而是随着每天的刷牙而逐步的进行，并不会对牙齿本身造成什么损害。
普通牙刷经常会使用2个月至3个月，甚至更长时间遗忘更换下一支牙刷，一直使用，长时间使用造成刷毛材质变形以及刷头布满细菌，可想长时间遗忘更换牙刷对口腔造成的不良状态，相同电动牙刷也存在长时间使用忘记更换刷头的缺点。
发明内容
为了克服传统电动牙刷长时间使用遗忘更换刷头的问题，本发明提供了一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，用户装上一新刷头后，刷头的触点和机身的触点相连，随着每天的开启使用次数被主控芯片记录，使用次数达到预设的一定上限后电动刷头会短时间，间歇性启动与停止，这样的设计动作以提醒用户更换一支新的刷头；无线充电路为电池充电，电池经过电池容量检测电路对电池容量进行检测，电池的电源给电机驱动电路供电的同时，又把电压稳压在3.3V为各个单元电路提供工作电压，电机驱动电路受主控电路控制，对刷头的不同频率及开启与关闭进行控制。
所述无线电池充电路包含无线充电发送电路、无线充电接收电路、电池充电处理电路，所述无线充电发送电路通过R1电阻把外部5VDC电源引入，在C1、C2电容的滤波下把所述5VDC电源送往XKT-510芯片U1的第1引脚，第4引脚接电源地；R6电阻第1引脚接所述XKT-510芯片U1的第1引脚，所述R6电阻第2引脚接LED1阳极，阴极接地，组成外部电源接入指示灯；所述XKT-510芯片U1的第1引脚与第3引脚上并连电容C3与充电发送线圈L1；所述无线充电接收电路的核心器件为T3168芯片U3,所述T3168芯片U3的第2引脚接D2二极管阴极，阳极经C11电容接L3线圈引脚1,引脚2接地，组成充电电压接收电路,所述T3168芯片U3的第3引脚接D3二极管阴极阳极接电源地，所述T3168芯片U3的第3引脚接L2电感到C10、C5电容滤波后作为充电压输出；所述充电压输出接所述电池充电处理电路的R7电阻，经电容C7、C6滤波接TP4056_JX芯片U2的第4和第8引脚，第3引脚接电源地，第7引脚接LED2的Red/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电指示灯，第6引脚接LED2的Green/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电完成指示灯；所述TP4056_JX芯片U2的第5引脚接C9、C8电容到P1连接器的第2引脚，所述P1连接器第1引脚接地，该连接器作为电池充电接口。
所述电源电路包括电源稳压电路、电池容量检测电路，所述电源稳压电路的核心器件为TPS70933DRVR芯片U6,所述TPS70933DRVR芯片U6的第6引脚接C20、C18电容滤波后接TVS二极管U7的第4、5、6引脚，之后连接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述TPS70933DRVR芯片U6的第5、7、2、3引脚接电源地，第1引脚接C21、C19电容滤波后作为3.3V稳压电源输出；所述电池容量检测电路的R18电阻引脚1接所述P1连接器第2引脚，所述R18电阻的第2引脚接MAX17044芯片U8的第3引脚，所述MAX17044芯片U8的第6、4、1引脚接电源地，所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接MC32F7342A1M主控芯片U9的第12、16、14引脚与之通讯来检测电池容量，同时所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接上拉电阻R27、R28、R29到所述3.3V稳压电源。
所述主控电路的外设由电动牙刷的启动及刷头频率选择按键、三种不同刷头频率选择状态指示、三段电池电量指示灯、更换刷头检测，所述主控电路的核心器件为MC32F7342A1M芯片U9,所述MC32F7342A1M芯片U9的15引脚经C25、C26电容滤波后接所述3.3V稳压电源，第6引脚接电源地；所述启动及刷头频率选择按键为S1按键，所述S1按键,引脚1接地引脚2接上拉电阻R30后到所述MC32F7342A1M芯片U9的2引脚,把按键信号引入；所述MC32F7342A1M芯片U9的第3引脚接LED6阴极，阳极串连电阻R31到所述3.3V稳压电源，第4引脚接LED7阴极，阳极串连电阻R33到所述3.3V稳压电源，第5引脚接LED8阴极，阳极串连电阻R34到所述3.3V稳压电源，组成所述三种不同刷头频率选择状态指示；所述MC32F7342A1M芯片U9的第9引脚接LED3阴极，阳极串连电阻R20到所述3.3V稳压电源，第10引脚接LED4阴极，阳极串连电阻R21到所述3.3V稳压电源，第18引脚接LED5阴极，阳极串连电阻R22到所述3.3V稳压电源，形成所述三段电池电量指示灯；所述MC32F7342A1M芯片U9的第17引脚接上拉电阻R35到PT1刷头更换检测触点1，触点2接地，组成所述更换刷头检测；
P3连接器为所述MC32F7342A1M芯片的程序烧录接口，所述P3连接器的第1引脚接所述3.3V稳压电源,第2引脚接地，第3、4、5引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第13、17、2引脚。
所述电机驱动电路包括电机运转电流检测电路、电机转速检测电路，所述电机驱动电路的主要核心器为DRV8212芯片U4,所述DRV8212芯片U4的第5引脚接C13电容滤波后接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述DRV8212芯片U4的第3引脚串连R13电阻到电源地；所述DRV8212芯片U4的第1第2引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第1、7引脚对电机不同频率和开始及停止操作，所述DRV8212芯片U4的第4、6引脚依次连接P2连接器第1、2引脚，所述P2连接器为电机连接接口；所述DRV8212芯片U4的第3引脚经电容C14信号滤波后接LMV321M7/TR芯片U5的第1引脚,所述LMV321M7/TR芯片U5第5引脚接C15、C16电容滤波到所述3.3V稳压电源供电，所述LMV321M7/TR芯片U5第2引脚接地，第4引脚接所述MC32F7342A1M芯片的第11引脚，把所述电机运转，检测出的电流模拟信号传送给所述MC32F7342A1M芯片，通过这部分电路组成所述电机运转电流检测电路；所述P2连接器把电机的转速信号引入，所述P2连接器第3引脚串连电阻R15经C17电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第19引脚，所述P2连接器第4引脚串连电阻R16经C22电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第20引脚组成所述电机转速检测电路。
有益效果：
本发明提供的一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，把无线充电技术融入其中，电动牙刷平时不用时插在无线充电座上，这样既保证了放置的需求又满足了充电的功能，避免时常需要连接充电线进行充电，让使用更为便捷；电机采用了转速信号采集措施实现精确频率控制，同时实现电机动行电流采集如刷头用力过猛或卡死情况，这种状态产生的不良电流被采集，主控芯片及时停止电机转动达到保护目的；可以检测记录刷头使用次数提醒用户更换，避免长时间使用遗忘更换刷头，造成刷毛材质变形以及刷头布满细菌，对口腔造成的危害。
附图说明
图1无线充电发送电路；
图2无线充电接收电路；
图3电池充电处理电路；
图4电池容量检测电路；
图5电源稳压电路；
图6电机驱动电路；
图7主控电路；
图8 系统功能方结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明电路，下面结合附图和具体实施例，对发明电路进行更详细的说明。附图中给出了本电路的较佳的实施例，但是本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
实施方式：
如图8所示，一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，包括无线充电路、电源电路、主控电路、电机驱动电路，无线充电路电池充电，电池经过电池容量检测电路对电池容量进行检测，电池的电源给电机驱动电路供电的同时，又把电压稳压在3.3V为和个单元电路提供工作电压，电机驱动电路受主控电路控制对刷头不同频率及开启与关闭控制。
所述无线电池充电路包含无线充电发送电路、无线充电接收电路、电池充电处理电路，如图1所示，所述无线充电发送电路通过R1电阻把外部5VDC电源引入，在C1、C2电容的滤波下把所述5VDC电源送往XKT-510芯片U1的第1引脚，第4引脚接电源地；R6电阻第1引脚接所述XKT-510芯片U1的第1引脚，所述R6电阻第2引脚接LED1阳极，阴极接地，组成外部电源接入指示灯；所述XKT-510芯片U1的第1引脚与第3引脚上并连电容C3与充电发送线圈L1；
如图2所示，所述无线充电接收电路的核心器件为T3168芯片U3,所述T3168芯片U3的第2引脚接D2二极管阴极，阳极经C11电容接L3线圈引脚1,引脚2接地，组成充电电压接收电路,所述T3168芯片U3的第3引脚接D3二极管阴极阳极接电源地，所述T3168芯片U3的第3引脚接L2电感到C10、C5电容滤波后作为充电压输出；
如图3所示，所述充电压输出接所述电池充电处理电路的R7电阻，经电容C7、C6滤波接TP4056_JX芯片U2的第4和第8引脚，第3引脚接电源地，第7引脚接LED2的Red/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电指示灯，第6引脚接LED2的Green/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电完成指示灯；所述TP4056_JX芯片U2的第5引脚接C9、C8电容到P1连接器的第2引脚，所述P1连接器第1引脚接地，该连接器作为电池充电接口。
所述电源电路包括电源稳压电路、电池容量检测电路，如图5所示，所述电源稳压电路的核心器件为TPS70933DRVR芯片U6,所述TPS70933DRVR芯片U6的第6引脚接C20、C18电容滤波后接TVS二极管U7的第4、5、6引脚，之后连接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述TPS70933DRVR芯片U6的第5、7、2、3引脚接电源地，第1引脚接C21、C19电容滤波后作为3.3V稳压电源输出；
如图4所示，所述电池容量检测电路的R18电阻引脚1接所述P1连接器第2引脚，所述R18电阻的第2引脚接MAX17044芯片U8的第3引脚，所述MAX17044芯片U8的第6、4、1引脚接电源地，所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接MC32F7342A1M主控芯片U9的第12、16、14引脚与之通讯来检测电池容量，同时所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接上拉电阻R27、R28、R29到所述3.3V稳压电源。
所述主控电路的外设由电动牙刷的启动及刷头频率选择按键、三种不同刷头频率选择状态指示、三段电池电量指示灯、更换刷头检测，如图7所示，所述主控电路的核心器件为MC32F7342A1M芯片U9,所述MC32F7342A1M芯片U9的15引脚经C25、C26电容滤波后接所述3.3V稳压电源，第6引脚接电源地；所述启动及刷头频率选择按键为S1按键，所述S1按键,引脚1接地引脚2接上拉电阻R30后到所述MC32F7342A1M芯片U9的2引脚,把按键信号引入；所述MC32F7342A1M芯片U9的第3引脚接LED6阴极，阳极串连电阻R31到所述3.3V稳压电源，第4引脚接LED7阴极，阳极串连电阻R33到所述3.3V稳压电源，第5引脚接LED8阴极，阳极串连电阻R34到所述3.3V稳压电源，组成所述三种不同刷头频率选择状态指示；所述MC32F7342A1M芯片U9的第9引脚接LED3阴极，阳极串连电阻R20到所述3.3V稳压电源，第10引脚接LED4阴极，阳极串连电阻R21到所述3.3V稳压电源，第18引脚接LED5阴极，阳极串连电阻R22到所述3.3V稳压电源，形成所述三段电池电量指示灯；所述MC32F7342A1M芯片U9的第17引脚接上拉电阻R35到PT1刷头更换检测触点1，触点2接地，组成所述更换刷头检测；P3连接器为所述MC32F7342A1M芯片的程序烧录接口，所述P3连接器的第1引脚接所述3.3V稳压电源,第2引脚接地，第3、4、5引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第13、17、2引脚。
如图6所示，所述电机驱动电路包括电机运转电流检测电路、电机转速检测电路，所述电机驱动电路的主要核心器为DRV8212芯片U4,所述DRV8212芯片U4的第5引脚接C13电容滤波后接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述DRV8212芯片U4的第3引脚串连R13电阻到电源地；所述DRV8212芯片U4的第1第2引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第1、7引脚对电机不同频率和开始及停止操作，所述DRV8212芯片U4的第4、6引脚依次连接P2连接器第1、2引脚，所述P2连接器为电机连接接口；所述DRV8212芯片U4的第3引脚经电容C14信号滤波后接LMV321M7/TR芯片U5的第1引脚,所述LMV321M7/TR芯片U5第5引脚接C15、C16电容滤波到所述3.3V稳压电源供电，所述LMV321M7/TR芯片U5第2引脚接地，第4引脚接所述MC32F7342A1M芯片的第11引脚，把所述电机运转，检测出的电流模拟信号传送给所述MC32F7342A1M芯片，通过这部分电路组成所述电机运转电流检测电路；所述P2连接器把电机的转速信号引入，所述P2连接器第3引脚串连电阻R15经C17电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第19引脚，所述P2连接器第4引脚串连电阻R16经C22电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第20引脚组成所述电机转速检测电路。

Claims (5)

1.一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，其特征在于，包括无线电池充电路、电源电路、主控电路、电机驱动电路，无线充电路给电池充电，电池经过电池容量检测电路对电池容量进行检测，电池的电源给电机驱动电路供电的同时，又把电压稳压在3.3V为和个单元电路提供工作电压，电机驱动电路受主控电路控制对刷头不同频率及开启与关闭进行控制。
2.根据权利要求1所述，一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，其特征在于，所述无线电池充电路包含无线充电发送电路、无线充电接收电路、电池充电处理电路，所述无线充电发送电路通过R1电阻把外部5VDC电源引入，在C1、C2电容的滤波下把所述5VDC电源送往XKT-510芯片U1的第1引脚，第4引脚接电源地；R6电阻第1引脚接所述XKT-510芯片U1的第1引脚，所述R6电阻第2引脚接LED1阳极，阴极接地，组成外部电源接入指示灯；所述XKT-510芯片U1的第1引脚与第3引脚上并连电容C3与充电发送线圈L1；所述无线充电接收电路的核心器件为T3168芯片U3,所述T3168芯片U3的第2引脚接D2二极管阴极，阳极经C11电容接L3线圈引脚1,引脚2接地，组成充电电压接收电路,所述T3168芯片U3的第3引脚接D3二极管阴极阳极接电源地，所述T3168芯片U3的第3引脚接L2电感到C10、C5电容滤波后作为充电压输出；所述充电压输出接所述电池充电处理电路的R7电阻，经电容C7、C6滤波接TP4056_JX芯片U2的第4和第8引脚，第3引脚接电源地，第7引脚接LED2的Red/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电指示灯，第6引脚接LED2的Green/LED引脚，并串连R10电阻到所述TP4056_JX芯片U2的第4引脚，作为充电完成指示灯；所述TP4056_JX芯片U2的第5引脚接C9、C8电容到P1连接器的第2引脚，所述P1连接器第1引脚接地，该连接器作为电池充电接口。
3.根据权利要求2所述，一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，其特征在于，所述电源电路包括电源稳压电路、电池容量检测电路，所述电源稳压电路的核心器件为TPS70933DRVR芯片U6,所述TPS70933DRVR芯片U6的第6引脚接C20、C18电容滤波后接TVS二极管U7的第4、5、6引脚，之后连接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述TPS70933DRVR芯片U6的第5、7、2、3引脚接电源地，第1引脚接C21、C19电容滤波后作为3.3V稳压电源输出；所述电池容量检测电路的R18电阻引脚1接所述P1连接器第2引脚，所述R18电阻的第2引脚接MAX17044芯片U8的第3引脚，所述MAX17044芯片U8的第6、4、1引脚接电源地，所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接MC32F7342A1M主控芯片U9的第12、16、14引脚与之通讯来检测电池容量，同时所述MAX17044芯片U8的第5、8、7引脚依次连接上拉电阻R27、R28、R29到所述3.3V稳压电源。
4.根据权利要求3所述，一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，其特征在于，所述主控电路的外设由电动牙刷的启动及刷头频率选择按键、三种不同刷头频率选择状态指示、三段电池电量指示灯、更换刷头检测，所述主控电路的核心器件为MC32F7342A1M芯片U9,所述MC32F7342A1M芯片U9的15引脚经C25、C26电容滤波后接所述3.3V稳压电源，第6引脚接电源地；所述启动及刷头频率选择按键为S1按键，所述S1按键,引脚1接地引脚2接上拉电阻R30后到所述MC32F7342A1M芯片U9的2引脚,把按键信号引入；所述MC32F7342A1M芯片U9的第3引脚接LED6阴极，阳极串连电阻R31到所述3.3V稳压电源，第4引脚接LED7阴极，阳极串连电阻R33到所述3.3V稳压电源，第5引脚接LED8阴极，阳极串连电阻R34到所述3.3V稳压电源，组成所述三种不同刷头频率选择状态指示；所述MC32F7342A1M芯片U9的第9引脚接LED3阴极，阳极串连电阻R20到所述3.3V稳压电源，第10引脚接LED4阴极，阳极串连电阻R21到所述3.3V稳压电源，第18引脚接LED5阴极，阳极串连电阻R22到所述3.3V稳压电源，形成所述三段电池电量指示灯；所述MC32F7342A1M芯片U9的第17引脚接上拉电阻R35到PT1刷头更换检测触点1，触点2接地，组成所述更换刷头检测；
P3连接器为所述MC32F7342A1M芯片的程序烧录接口，所述P3连接器的第1引脚接所述3.3V稳压电源,第2引脚接地，第3、4、5引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第13、17、2引脚。
5.根据权利要求4所述，一种支持刷头更换提醒的电动牙刷电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括电机运转电流检测电路、电机转速检测电路，所述电机驱动电路的主要核心器为DRV8212芯片U4,所述DRV8212芯片U4的第5引脚接C13电容滤波后接所述P1连接器的第2引脚，把电池电源引入，所述DRV8212芯片U4的第3引脚串连R13电阻到电源地；所述DRV8212芯片U4的第1第2引脚依次连接所述MC32F7342A1M芯片的第1、7引脚对电机不同频率和开始及停止操作，所述DRV8212芯片U4的第4、6引脚依次连接P2连接器第1、2引脚，所述P2连接器为电机连接接口；所述DRV8212芯片U4的第3引脚经电容C14信号滤波后接LMV321M7/TR芯片U5的第1引脚,所述LMV321M7/TR芯片U5第5引脚接C15、C16电容滤波到所述3.3V稳压电源供电，所述LMV321M7/TR芯片U5第2引脚接地，第4引脚接所述MC32F7342A1M芯片的第11引脚，把所述电机运转，检测出的电流模拟信号传送给所述MC32F7342A1M芯片，通过这部分电路组成所述电机运转电流检测电路；所述P2连接器把电机的转速信号引入，所述P2连接器第3引脚串连电阻R15经C17电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第19引脚，所述P2连接器第4引脚串连电阻R16经C22电容滤波到所述MC32F7342A1M芯片U9的第20引脚组成所述电机转速检测电路。
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