在電子發(fā)燒友創(chuàng)新開放實(shí)驗(yàn)室對聲波電動(dòng)牙刷的拆解直播過程中，聚豐開發(fā)對聲波電動(dòng)牙刷的一款方案電路圖提出了一些優(yōu)化建議，因?yàn)橹辈?a href="http://www.nxhydt.com/v/tag/1722/" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)碼率等客觀因素的影響，觀眾希望聚豐開發(fā)能對這部分內(nèi)容做一個(gè)更深入、更清晰的介紹，本文針對電動(dòng)牙刷電池內(nèi)置的特點(diǎn)，在系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)上如何進(jìn)一步提高穩(wěn)定性來做一些探討。

我們先來看一下電動(dòng)牙刷的整體架構(gòu)：牙刷主體、充電底座、藍(lán)牙選配。主體和充電底座都是密封防水設(shè)計(jì)，一旦裝好，再想打開就非常困難，大家看看我們實(shí)驗(yàn)室拆解的圖片就知道打開是有多難。

圖1. 電動(dòng)牙刷整體架構(gòu)圖

圖2. 電動(dòng)牙刷拆開圖

電動(dòng)牙刷選用14500鋰電池，電池直接焊接到板上，PCB板電池鏈接采用斷點(diǎn)設(shè)計(jì)，斷點(diǎn)設(shè)計(jì)是電池的正極和負(fù)極有一端不直接和電路連通，留有一個(gè)跳線焊盤。這種設(shè)計(jì)可以防止生產(chǎn)過程中電池接反（防呆設(shè)計(jì)），如果電池接反，很有可能導(dǎo)致板上元器件燒掉，有了這個(gè)設(shè)計(jì)就能在生產(chǎn)過程中先檢查電池有沒有接反，然后把斷點(diǎn)連上，避免燒板。

圖3.14500鋰電池外觀圖

防呆設(shè)計(jì)也可以在電池正極串聯(lián)一個(gè)二極管方式來實(shí)現(xiàn)，這樣會增加成本，顯然沒有斷點(diǎn)設(shè)計(jì)合理。如果電池是可插拔方式，加二極管的方式會更可取，因?yàn)殡妱?dòng)牙刷的電池是焊死在板上，如果電池方向焊反，需要拆下來重焊，只要電池焊對方向正確，后面就不可能再搞錯(cuò)方向，沒必要加二極管，可插拔電池方式終端用戶在使用過程中都有機(jī)會裝反電池，加二極管才能有效保護(hù)電路。

單片機(jī)上電復(fù)位功能看似簡單，實(shí)際上做穩(wěn)定并不容易，是體現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要參考點(diǎn)，不少芯片設(shè)計(jì)公司在這方面都不夠重視，直到芯片批量應(yīng)用后問題才會暴露。有個(gè)簡單的方法可以測試上電復(fù)位的穩(wěn)定性，寫一個(gè)簡單的閃燈程序，電源正極用兩條線反復(fù)碰上、斷開、碰上、斷開……這樣重復(fù)1000次以上，如果芯片沒有出現(xiàn)死機(jī)就說明這個(gè)芯片上電復(fù)位穩(wěn)定性可靠。

現(xiàn)實(shí)是相當(dāng)一部分MCU的上電復(fù)位都不夠穩(wěn)定，原因是芯片在0.7-1.5V這個(gè)電壓區(qū)間段內(nèi)部電路是一個(gè)準(zhǔn)工作狀態(tài)，通常芯片都要求供電電壓上升時(shí)間小于某個(gè)值，目的就是防止這個(gè)準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)間過長把內(nèi)部邏輯搞混亂導(dǎo)致上電死機(jī)。有興趣的工程師可以自己做相應(yīng)測試，用DC電源給單片機(jī)供電，電源電壓從0V開始慢慢上升，然后慢慢下降到0V，來回反復(fù)，觀察單片機(jī)是否死機(jī)，再改成只下降到1V左右，觀察單片機(jī)是否死機(jī)。

電動(dòng)牙刷的斷點(diǎn)設(shè)計(jì)還有一個(gè)好處是可以減小上電復(fù)位不良造成死機(jī)的影響，如果沒有斷點(diǎn)設(shè)計(jì)，焊電池正負(fù)極的時(shí)候難免會造成電源抖動(dòng)，這樣就有機(jī)會造成死機(jī)，如果死機(jī)，沒有斷點(diǎn)只能是焊開電池，有了斷點(diǎn)處理起來就便捷許多，只需要焊開斷點(diǎn)就能處理好。另外斷點(diǎn)焊盤的焊接比電池正負(fù)極的焊接處理要簡單方便，可以讓生產(chǎn)過程更加安全可靠。

下一期，我們會分析直播中電動(dòng)牙刷原理圖，一起看看這兩份原理圖有哪些地方可以做適當(dāng)優(yōu)化。