電子發燒友網報道(文/李誠)隨著生活質量的提高,人們開始愈發重視口腔護理的問題。不知從何時開始,電動沖牙器進入了人們的日常生活并火了起來。
近日,筆者專門對一款來自韓國現代的電動沖牙器進行了拆解,本文將詳細介紹電路板、電機的工作原理,并對所用的元器件價格進行評估。
拆解工作原理介紹
上圖為這款電動沖牙器的外觀及內部所使用到的器件。電動沖牙器的工作原理也并沒有想象中那么復雜,甚至可以說與電動牙刷的工作原理很像,都是通過電機驅動實現潔牙的目的。
上圖為電動沖牙器的主板,采用的是單層板的設計,在PCB的背面有兩個用于連接電池和電機的端口。從PCB的整體來看,電路設計得十分精簡,但該有的功能都有,而且功能區也進行了明顯的劃分。
電源管理單元采用的是Micro-USB充電接口和一顆型號為LTH9鋰電池充放電管理芯片,并在芯片的引腳1處連接了一顆100K的電阻和10μF電容構成一個RC吸收回路,用來抑制電路中的浪涌電壓,規避充電電壓過高的問題。
主控單元使用了一顆MCU,不過廠商可能是為了防止抄板,IC表面上的絲印被打磨掉了,并不能確定它的具體型號。這顆MCU主要是用來對接收到的信號進行判斷和處理的,當按下開關按鍵或模式切換按鍵后,它會向MCU發送一個電信號,此時主控芯片就會通過預設的程序對接收到的信號進行處理,并向電機的驅動三極管發送驅動信號,實現電機工作狀態的啟停和模式的切換。
在這個電路板中有一個有意思的點,就是這款沖牙器的額定功率只有3.5W,卻使用了多個支持更大功率的1206封裝電阻,并且有的電阻阻值還是0Ω,這究竟是為什么呢?
其實0Ω和大封裝在這個電路中主要起到了兩個作用,第一個作用是0Ω電阻在電路的調試階段有利于工程師做排除法,快速的定位出異常的電路部分。第二個作用是大封裝電阻有利于降低PCB的生產成本,在這個電路中一共使用了5顆大封裝的電阻,并且每顆電阻下面都有銅線經過,如果不使用大封裝的電阻,這些線就只能通過增加一層板或跳線的方式連接。
廠商很有可能是考慮到了增加層數會帶來打板成本的增加,同時使用跳線又不規范,為了成本與規范的兩者兼顧,使用大封裝的電阻是一個很不錯的選擇。
除了主板之外,電動沖牙器的另一核心器件就是帶動水泵產生恒定或脈沖水流的電機。拆開電機可以看到,這款電動沖牙器使用的是一款直流有刷電機,紅色頂蓋上的金屬片是電機的電刷,它能將外部電流輸入到轉子上帶動轉子的轉動。
同時,為了避免直流電機在運行過程中,電刷與轉子之間摩擦產生的電火花以及高頻的噪聲,這款電動沖牙器在離電刷與轉子最近的兩極側,并聯了一個顆0.1μF的陶片電容,用以抑制其他因素對電機運行的影響,保證電路正常工作。
為什么主板上有那么多空余的位置,卻有一顆電容放在電機的兩極呢?
電機并聯電容的設計在很多小型的電動設備中普遍都有使用,這主要還是廠商考慮到了電容對電火花和高頻噪聲抑制效果的問題。由于電容對噪聲與電火花的抑制效果受會電容到電機的距離影響,當電容離噪聲源越遠時,諧振頻率就會降低,消除噪聲的效果自然會變差,因此這也是為什么這顆電容放在電機兩極的原因。
這款沖牙器水泵的工作原理與一般的渦輪式水泵不同,它是通過電機傳動軸帶動底部的不規則塑料塊轉動,并與吸盤上的黑色觸點相接觸,使得吸盤發生形變并產生一個吸力,進而實現抽水的功能。
用料成本評估
通過上文對電動沖牙器拆解的圖文介紹,可以看出它的結構還是非常簡單,主要使用到的材料有主板、電機、電池以及一些塑料的軟管及外殼,用料成本并不高。
主板成本:單價最高的是電路中為數的不多的兩顆芯片,一顆用于電源管理、另一顆用于電路控制。經查詢得知電源管理芯片的成本只有0.5元左右,主控芯片由于不能確定具體型號,以它所實現的功能來評估應該不會超過兩元。除去芯片之外,其余的部分就是一些電容電阻和端口以及打板的費用,成本大概4元,主板的總成本為6.5元。
電機、電池、塑料制品成本:這款電動沖牙器使用到的是一個小功率的直流有刷電機和18650電池,每件成本不超過5元,塑料制品大概10元左右。
經粗略統計這款電動沖牙器的成本只有二十多元,如果生產量大的話,用料成本還能得到進一步的壓縮。如果成本僅按用料來成本計算,按照電商平臺139元的售價,那么扣除成本后,每銷售一臺沖牙器就可以賺到110多元。即使扣除研發、銷售、運輸、宣傳、售后等成本后,相信廠商應該還能大賺一筆。
結語
總的來說,這款電動沖牙器的內部構造并沒有十分亮眼的地方,設計中規中矩。如果您有一些電子產品的拆解素材,歡迎與我們聯絡。
近日,筆者專門對一款來自韓國現代的電動沖牙器進行了拆解,本文將詳細介紹電路板、電機的工作原理,并對所用的元器件價格進行評估。
拆解工作原理介紹
上圖為這款電動沖牙器的外觀及內部所使用到的器件。電動沖牙器的工作原理也并沒有想象中那么復雜,甚至可以說與電動牙刷的工作原理很像,都是通過電機驅動實現潔牙的目的。
上圖為電動沖牙器的主板,采用的是單層板的設計,在PCB的背面有兩個用于連接電池和電機的端口。從PCB的整體來看,電路設計得十分精簡,但該有的功能都有,而且功能區也進行了明顯的劃分。
電源管理單元采用的是Micro-USB充電接口和一顆型號為LTH9鋰電池充放電管理芯片,并在芯片的引腳1處連接了一顆100K的電阻和10μF電容構成一個RC吸收回路,用來抑制電路中的浪涌電壓,規避充電電壓過高的問題。
主控單元使用了一顆MCU,不過廠商可能是為了防止抄板,IC表面上的絲印被打磨掉了,并不能確定它的具體型號。這顆MCU主要是用來對接收到的信號進行判斷和處理的,當按下開關按鍵或模式切換按鍵后,它會向MCU發送一個電信號,此時主控芯片就會通過預設的程序對接收到的信號進行處理,并向電機的驅動三極管發送驅動信號,實現電機工作狀態的啟停和模式的切換。
在這個電路板中有一個有意思的點,就是這款沖牙器的額定功率只有3.5W,卻使用了多個支持更大功率的1206封裝電阻,并且有的電阻阻值還是0Ω,這究竟是為什么呢?
其實0Ω和大封裝在這個電路中主要起到了兩個作用,第一個作用是0Ω電阻在電路的調試階段有利于工程師做排除法,快速的定位出異常的電路部分。第二個作用是大封裝電阻有利于降低PCB的生產成本,在這個電路中一共使用了5顆大封裝的電阻,并且每顆電阻下面都有銅線經過,如果不使用大封裝的電阻,這些線就只能通過增加一層板或跳線的方式連接。
廠商很有可能是考慮到了增加層數會帶來打板成本的增加,同時使用跳線又不規范,為了成本與規范的兩者兼顧,使用大封裝的電阻是一個很不錯的選擇。
除了主板之外,電動沖牙器的另一核心器件就是帶動水泵產生恒定或脈沖水流的電機。拆開電機可以看到,這款電動沖牙器使用的是一款直流有刷電機,紅色頂蓋上的金屬片是電機的電刷,它能將外部電流輸入到轉子上帶動轉子的轉動。
同時,為了避免直流電機在運行過程中,電刷與轉子之間摩擦產生的電火花以及高頻的噪聲,這款電動沖牙器在離電刷與轉子最近的兩極側,并聯了一個顆0.1μF的陶片電容,用以抑制其他因素對電機運行的影響,保證電路正常工作。
為什么主板上有那么多空余的位置,卻有一顆電容放在電機的兩極呢?
電機并聯電容的設計在很多小型的電動設備中普遍都有使用,這主要還是廠商考慮到了電容對電火花和高頻噪聲抑制效果的問題。由于電容對噪聲與電火花的抑制效果受會電容到電機的距離影響,當電容離噪聲源越遠時,諧振頻率就會降低,消除噪聲的效果自然會變差,因此這也是為什么這顆電容放在電機兩極的原因。
這款沖牙器水泵的工作原理與一般的渦輪式水泵不同,它是通過電機傳動軸帶動底部的不規則塑料塊轉動,并與吸盤上的黑色觸點相接觸,使得吸盤發生形變并產生一個吸力,進而實現抽水的功能。
用料成本評估
通過上文對電動沖牙器拆解的圖文介紹,可以看出它的結構還是非常簡單,主要使用到的材料有主板、電機、電池以及一些塑料的軟管及外殼,用料成本并不高。
主板成本:單價最高的是電路中為數的不多的兩顆芯片,一顆用于電源管理、另一顆用于電路控制。經查詢得知電源管理芯片的成本只有0.5元左右,主控芯片由于不能確定具體型號,以它所實現的功能來評估應該不會超過兩元。除去芯片之外,其余的部分就是一些電容電阻和端口以及打板的費用,成本大概4元,主板的總成本為6.5元。
電機、電池、塑料制品成本:這款電動沖牙器使用到的是一個小功率的直流有刷電機和18650電池,每件成本不超過5元,塑料制品大概10元左右。
經粗略統計這款電動沖牙器的成本只有二十多元,如果生產量大的話,用料成本還能得到進一步的壓縮。如果成本僅按用料來成本計算,按照電商平臺139元的售價,那么扣除成本后,每銷售一臺沖牙器就可以賺到110多元。即使扣除研發、銷售、運輸、宣傳、售后等成本后,相信廠商應該還能大賺一筆。
結語
總的來說,這款電動沖牙器的內部構造并沒有十分亮眼的地方,設計中規中矩。如果您有一些電子產品的拆解素材,歡迎與我們聯絡。
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