CN215273515U - 一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提出一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷，涉及电路控制领域。其中电动牙刷驱动电路包括CH579M主芯片、压力检测单元、无线充电单元、电池、片上天线以及声波电机；压力检测单元、电池、片上天线以及声波电机均与CH579M主芯片连接，CH579M主芯片内置蓝牙模块，片上天线与蓝牙模块连接，CH579M主芯片通过蓝牙模块以及片上天线向用户终端传输数据；无线充电单元与电池连接。使用自带蓝牙模块的CH579M为主芯片与片上天线配合进行数据传输，大大降低了芯片成本，减小了驱动电路的面积；并集压力检测、无线充电以及实现与用户终端交互为一体，极大提高了用户体验。

Description

一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷

技术领域

本实用新型涉及电路控制领域，尤其涉及一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷。

背景技术

电动牙刷相对于传统手动操作的牙刷，具有清洁更彻底、有效去除牙菌斑、减少牙龈炎和牙龈出血等优点，因而备受消费者青睐。但是大多数电动牙刷的功能比较单一，人机交互比较简单，只能实现刷牙的功能，难以辅助用户通过正确刷牙以保护牙齿，导致用户体验不佳。少数电动牙刷，能实现刷牙的压力检测，以对刷牙的力度进行调节，但其成本相对较高，人机交互功能有待改进也导致用户体验不佳。

实用新型内容

本实用新型提出一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷为解决目前电动牙刷成本较高，用户体验不佳的问题。

第一方面，本实用新型实施例提出一种电动牙刷驱动电路，包括CH579M主芯片、压力检测单元、无线充电单元、电池、片上天线以及声波电机；所述压力检测单元、所述电池、所述片上天线以及所述声波电机均与所述CH579M主芯片连接，所述CH579M主芯片通过获取所述压力检测单元的压力值来控制所述声波电机的运行；所述CH579M主芯片内置蓝牙模块，所述片上天线与所述蓝牙模块连接，所述CH579M主芯片通过所述蓝牙模块以及所述片上天线向用户终端传输数据；所述无线充电单元与所述电池连接，所述电池通过所述无线充电单元充电。

其进一步的技术方案为，所述压力检测单元包括压力传感器以及分压电阻，所述压力传感器分别与地以及所述分压电阻连接，所述分压电阻分别与所述电池以及所述CH579M主芯片连接。

其进一步的技术方案为，还包括电压转换单元，所述电压转换单元分别与所述CH579M主芯片以及所述电池连接。

其进一步的技术方案为，还包括电机驱动单元，所述电机驱动单元分别与所述CH579M主芯片、所述声波电机以及所述电池连接。

其进一步的技术方案为，所述电机驱动单元包括低压H桥电机驱动芯片，所述声波电机通过所述低压H桥电机驱动芯片与所述CH579M主芯片连接。

其进一步的技术方案为，还包括指示单元，所述指示单元分别与所述CH579M主芯片以及所述电压转换单元连接。

其进一步的技术方案为，所述指示单元包括第一LED灯、第二LED灯以及第三LED灯，所述第一LED灯、所述第二LED灯以及所述第三LED灯均与所述CH579M主芯片连接。

其进一步的技术方案为，所述无线充电单元包括接收线圈与无线接收充电芯片，所述无线接收充电芯片分别与所述接收线圈以及所述电池连接。

其进一步的技术方案为，所述无线充电单元还包括电量检测电路，所述电量检测电路分别与所述电池以及所述CH579M主芯片连接。

第二方面，本实用新型实施例还提出一种电动牙刷，包括以上所述的电动牙刷驱动电路。

本实用新型实施例提出一种电动牙刷驱动电路及电动牙刷，其中电动牙刷驱动电路包括CH579M主芯片、压力检测单元、无线充电单元、电池、片上天线以及声波电机；压力检测单元、电池、片上天线以及声波电机均与CH579M主芯片连接，CH579M主芯片内置蓝牙模块，片上天线与蓝牙模块连接，CH579M主芯片通过蓝牙模块以及片上天线向用户终端传输数据；无线充电单元与电池连接。使用自带蓝牙模块的CH579M为主芯片与片上天线配合进行数据传输，无需再配置蓝牙模块，大大降低了芯片成本，减小了驱动电路的面积；并集压力检测，无线充电以及实现与用户终端交互为一体，极大提高了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的原理框图；

图2为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的主芯片电路图；

图3为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的压力检测单元电路图；

图4为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的电压转换单元电路图；

图5为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的的电机驱动单元电路图；

图6为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的指示单元电路图；

图7为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的按键电路图；

图8为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的无线充电单元电路图；

图9为本实用新型实施例提出的电动牙刷驱动电路的电量检测电路图。

附图标记

CH579M主芯片1，电机驱动单元2，电压转换单元3，电池4，无线充电单元5，声波电机6，按键7，压力检测单元8，指示单元9，片上天线10。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型实施例。如在本实用新型实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

请参见图1-图9，本实用新型实施例提出一种电动牙刷驱动电路。该电动牙刷驱动电路包括包括CH579M主芯片1、压力检测单元8、无线充电单元5、电池4、片上天线10以及声波电机6；具体地，在一实施例中，CH579M主芯片1是集成BLE(Bluetooh Low Energy，蓝牙低功耗)和ZigBee双模无线通讯模块、以太网控制器及收发器、全速USB主机和设备控制器及收发器、段式LCD驱动模块、ADC(Analog to Digital Converter，模\数转换器)、触摸按键检测模块、RTC(Real Time Clock，实时时钟)等丰富的外设资源。采用CH579M作为主芯片，其上集成有低功耗的蓝牙模块，无需设置蓝牙模块从而降低了驱动电路的成本。

所述压力检测单元8、所述电池4、片上天线10以及声波电机6均与所述CH579M主芯片1连接，所述CH579M主芯片1通过获取所述压力检测单元8的压力值来控制所述声波电机6的运行；具体地，在一实施例中，CH579M主芯片1通过获取压力检测单元8的压力值来控制声波电机6的运行，以防止压力过大对用户的牙龈造成损伤，用力过小导致牙齿清洁不彻底。其中，片上天线10在附图2中为ANTENNA，与CH579M主芯片1的34引脚连接。

所述CH579M主芯片1内置蓝牙模块，所述片上天线10与所述蓝牙模块连接，所述CH579M主芯片1通过所述蓝牙模块以及所述片上天线10向用户终端传输数据；具体地，在一实施例中，使用自带蓝牙模块的CH579M为主芯片与片上天线10配合进行数据传输，无需再配置蓝牙模块，大大降低了芯片成本，减小了驱动电路的面积；通过CH579M主芯片1自带的蓝牙模块与片上天线10配合实现与用户终端(该用户终端可为手机、平板等设备)的蓝牙连接，将用户每次刷牙的数据上传到用户终端，可以通过用户终端APP分析用户的刷牙情况，并及时提醒用户刷牙以养成良好的刷牙方式和刷牙习惯，也可与远方的亲人共享刷牙数据，从而大大提升了用户的体验。

所述无线充电单元5与所述电池4连接，所述电池4通过所述无线充电单元5充电。具体地，在一实施例中，通过无线的方式为电池4充电无导电接点外露，提高了电动牙刷使用的安全性及便利性。

进一步地，所述压力检测单元8包括压力传感器P1以及分压电阻R8，所述压力传感器P1分别与地以及所述分压电阻R8连接，所述分压电阻R8分别与所述电池4以及所述CH579M主芯片1连接。具体地，在一实施例中，压力检测单元8的电路图如图3所示，其中Vout为输出电压引脚接入CH579M主芯片1的41引脚，且压力传感器P1的输出端外接分压电阻R8并与电池4连接。该电路采用压力传感器P1与分压电阻R8配合的方式来测量。将压力传感器P1检测到的压力变化而产生电阻值的变化，转换为电压的变化。

进一步地，电动牙刷驱动电路还包括电压转换单元3，所述电压转换单元3分别与所述CH579M主芯片1以及所述电池4连接。具体地，在一实施例中，电池4的供电电压为3.7V与主芯片的工作电压3.3V不匹配，因此需要将电池4的电压转换为3.3V后再输出给CH579M主芯片1供电。如图4所示，在本实施例中选用电压转换芯片SGM2036-3.3。

进一步地，电动牙刷驱动电路还包括电机驱动单元2，所述电机驱动单元2分别与所述CH579M主芯片1、所述声波电机6以及所述电池4连接。具体地，在一实施例中，CH579M主芯片1通过压力传感器P1检测声波电机6工作时的压力，根据压力值来控制发送给电机驱动单元2的驱动信号，以控制声波电机6的运行。当用户用力过大时，降低声波电机6的震动频率提醒用户减小刷牙力度，以降低用户用力过大对牙龈的损坏；当用户用力过小时，提高声波电机6的震动频率，以达到彻底清洁牙齿的目的。

进一步地，所述电机驱动单元2包括低压H桥电机驱动芯片U3，所述声波电机6通过所述低压H桥电机驱动芯片U3与所述CH579M主芯片1连接。具体地，在一实施例中，如图5所示，选用AT8837低压H桥电机驱动芯片U3，其中AT8837的nSLEEP，IN1以及IN2引脚分别与CH579M主芯片1的43、48以及47引脚连接。AT8837芯片正常工作电压范围为2.7～12V，为声波电机6提供1A的峰值电流输出。CH579M主芯片1通过拉低AT8837芯片的nSLEEP引脚，开启AT8837芯片低功耗休眠模式。AT8837芯片集成了功率管及其控制电路，减少了外围器件数量，具有过流、短路、过温、欠压锁定等完备的保护功能。CH579M主芯片1通过对IN1和IN2两个引脚的PWM波形的频率和占空比的控制，实现对声波电机6的震动频率和强度的控制。在本实施例中将声波电机6的震动频率和强度分成3种不同的使用模式供用户选择。

进一步地，电动牙刷驱动电路还包括指示单元9，所述指示单元9分别与所述CH579M主芯片1以及所述电压转换单元3连接。具体地，在一实施例中，通过指示单元9向用户指示电动牙刷当前的使用模式。

进一步地，所述指示单元9包括第一LED灯D1、第二LED灯D2以及第三LED灯D3，所述第一LED灯D1、所述第二LED灯D2以及所述第三LED灯D3均与所述CH579M主芯片1连接。具体地，在一实施例中，如图6所示，第一LED灯D1、第二LED灯D2以及第三LED灯D3分别通过引脚LED1、LED2以及LED3分别与CH579M主芯片的39、40以及42引脚连接。其中第一LED灯D1、第二LED灯D2以及第三LED灯D3分别对应声波电机6工作的3种不同使用模式。

进一步地，电动牙刷驱动电路还包括按键7，所述按键7与所述CH579M主芯片1连接。具体地，在一实施例中，按键的电路图如图7所示，按键引脚分别与电池4、地以及CH579M主芯片1的44引脚连接，用户通过按键7来开启电动牙刷，并根据需要通过按键7来切换声波电机6的3种使用模式。

进一步地，所述无线充电单元5包括接收线圈RX与无线接收充电芯片U4，所述无线接收充电芯片U4分别与所述接收线圈RX以及所述电池4连接。具体地，在一实施例中，无线充电单元5的电路图如图8所示，其中无线接收充电芯片U4选用JDS9002X芯片，它是一款集成无线接收、锂电保护、充电管理的三合一芯片。当电池放电到2.7V以下时通过锂电池保护功能内置2A的功率管将电池负极与系统地断开，电池停止对外供电，从而实现电池的过放保护；当电池充电到电压4.2V以上时，芯片JDS9002X会自动停止充电，实现电池的过充保护。通过以上电池的过放和过充保护保证电池使用安全。

进一步地，所述无线充电单元5还包括电量检测电路，所述电量检测电路分别与所述电池4以及所述CH579M主芯片1连接。具体地，在一实施例中，为了提醒用户及时对电动牙刷进行充电，设计了电池电量检测电路如图9所示，通过两个相同阻值的电阻R6和R7对电池4的电压进行分压，并通过CH579M主芯片1的45引脚采集电压值的大小来模拟锂电池的容量大小。当电池4的电压降低到3V时提醒用户及时充电。避免电池4的电压过低而引发JDS9002X芯片的过放保护导致系统断电。

进一步地，所述压力传感器P1为电阻式压力传感器P1。具体地，在一实施例中，选用电阻式柔性压力传感器DF9-40@2kg，其输出电阻随施加在传感器表面压力的增大而减小，通过该传感器的压力-电阻关系，即可测量出压力大小。

本实用新型实施例还提出一种电动牙刷，包括以上所述的电动牙刷驱动电路。具体地，在一实施例中，包含本实施例提出电动牙刷驱动电路的电动牙刷具有较低的成本，且集压力检测、数据交互以及无线充电多种功能于一体，降低了电动牙刷的成本，极大提高了用户体验。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，尚且本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

以上所述，为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电动牙刷驱动电路，其特征在于，包括CH579M主芯片、压力检测单元、无线充电单元、电池、片上天线以及声波电机；所述压力检测单元、所述电池、所述片上天线以及所述声波电机均与所述CH579M主芯片连接，所述CH579M主芯片通过获取所述压力检测单元的压力值来控制所述声波电机的运行；所述CH579M主芯片内置蓝牙模块，所述片上天线与所述蓝牙模块连接，所述CH579M主芯片通过所述蓝牙模块以及所述片上天线向用户终端传输数据；所述无线充电单元与所述电池连接，所述电池通过所述无线充电单元充电。

2.根据权利要求1所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，所述压力检测单元包括压力传感器以及分压电阻，所述压力传感器分别与地以及所述分压电阻连接，所述分压电阻分别与所述电池以及所述CH579M主芯片连接。

3.根据权利要求2所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，还包括电压转换单元，所述电压转换单元分别与所述CH579M主芯片以及所述电池连接。

4.根据权利要求3所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，还包括电机驱动单元，所述电机驱动单元分别与所述CH579M主芯片、所述声波电机以及所述电池连接。

5.根据权利要求4所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，所述电机驱动单元包括低压H桥电机驱动芯片，所述声波电机通过所述低压H桥电机驱动芯片与所述CH579M主芯片连接。

6.根据权利要求5所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，还包括指示单元，所述指示单元分别与所述CH579M主芯片以及所述电压转换单元连接。

7.根据权利要求6所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，所述指示单元包括第一LED灯、第二LED灯以及第三LED灯，所述第一LED灯、所述第二LED灯以及所述第三LED灯均与所述CH579M主芯片连接。

8.根据权利要求7所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，所述无线充电单元包括接收线圈与无线接收充电芯片，所述无线接收充电芯片分别与所述接收线圈以及所述电池连接。

9.根据权利要求8所述的电动牙刷驱动电路，其特征在于，所述无线充电单元还包括电量检测电路，所述电量检测电路分别与所述电池以及所述CH579M主芯片连接。

10.一种电动牙刷，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电动牙刷驱动电路。

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