电动牙刷拆解维修全攻略：从结构到电路原理详解
电动牙刷拆解维修全攻略：从结构到电路原理详解
本文将详细介绍一款电动牙刷的拆解过程、内部结构和电路原理分析。通过实际案例，展示如何对电动牙刷进行故障排查和维修。
背景简介
某款电动牙刷出现按键失灵、完全不工作的问题。借着这个机会，我们对其进行拆解，看看内部电路是否有机会修复。
工具准备
电烙铁、镊子、焊锡丝、螺丝刀、万用表、尖嘴钳等
图1：工具准备
拆开后，总体看起来结构和电路都比较简单，拆装也很方便，内部看起来比较有"气质"。
拆解全家福
图2：拆解全家福
拆解步骤
整个拆解过程没有一颗螺丝，结构设计非常巧妙。以下是具体的拆解步骤：
- 电动牙刷外观
图3：外观
- 从下面拆开，需要用到平口螺丝刀
图4：从底部拆开
- 牙刷底部标注有品牌、型号，输入5V/1A，防水等级IPX7（防水等级比较高的一种，表示防短时间浸水影响）
图5：牙刷型号
- 拆开后（电路板一侧）
图6：电路板外观
- 拆开后（电池一侧）
图7：电池一侧
主要构成
内部主要由电机Motor，电路板PCBA和电池组成。
图8：主要部件标注
- 电机也是结构直接固定就好，拆装也很方便，没有一颗螺丝。电机的转子安装了一个偏心块，由于不对称，在转动时重心偏离轴承，实现了牙刷全身的转动。
图9：电机
- PCBA生产日期是20201226，两年以前的产品，具体功能及作用将在最后进行分析。
图10：PCBA生产日期
- 电池用的18650 1500mAh 3.7V锂电池，电池充满后电压为4.2V（实测4.13V）。感觉充一次电要用好几周时间（具体忘记了，反正电池挺耐用的）。
图11：18650锂电池
电路分析
电路主要分为3个部分：
- 充电IC，作用是为保证电池能够在恒流恒压下充电，延长电池寿命。
- MCU，用于控制电机的转动。
- 电机驱动芯片，它能够增强电机的转动能力。电动牙刷主要就是通过电机的快速旋转或震动，使刷头产生高频震动，达到比较好的刷牙效果。
图12：主要元件标注
将电路图画了出来（由于时间关系，整体排版不是特别漂亮，未进行整理，仅用于电路分析），这里不做细致分析。
图13：电路
- U3是充电IC，根据芯片丝印17，网上查找资料，结合电路来看应该是TC4054B(9017) 。
9017S 是一款单节锂电池恒流、恒压线性充电 IC，它能快速充电，并最大化地延长电池寿命。
9017S 也提供了片内温度保护。当温度达到预定值时，9017S 将减少充电电流使温度逐渐降低。为电池充电提供 适当的保护。
推荐电路如下：
图14：充电IC推荐电路
图15：充电IC引脚定义
- U1据推测应该是某款MCU，由于丝印被打磨，看不出是什么型号。按键S1接在MCU的1脚，按下接地，低电平启动，MCU开始工作。
图16：MCU无丝印
- U2是电机驱动芯片，用的是国产芯片TC118S，它是直流马达驱动器芯片，需外围大滤波电容，只需小贴片电容，电路简单。
以下为该芯片的特点及产品应用。
图17：电机驱动芯片简介
推荐电路（十分简单）
图18：电机驱动芯片推荐电路
PCB layout推荐
图19：电机驱动芯片参考布局走线
对症下药，开始维修
在搞清了电路的基本原理后，开始对症下药进行维修。
故障现象是按键失灵，LED灯不亮，首先想到的是没电了，于是开始充电，几个小时候无果，所以才决定进行拆解。
奇怪的是拆开后，按键正常工作，LED正常点亮，牙刷也开始震动，但是有一个问题：震动的幅度不明显，比原来弱很多，感觉动力不足。
既然能震动，说明MCU控制芯片是没有坏的，问题就出在电机部分，要么是电机坏了，要么是驱动芯片有问题。
图20：更换电机驱动芯片
更换驱动芯片无果，看来是电机坏了，网上没找到合适的，只能暂时搁置，也由于工具有限，家里缺少示波器等工具，无法进一步分析。
今天的分享就到这里，期待下次再见。