電動牙刷雖早已走進(jìn)我們的日常生活，但用戶體驗始終存在難以逾越的痛點：

“力度輕了，擔(dān)心清潔不足；力度重了，又怕?lián)p傷牙齦。”

這種憑感覺控制的刷牙體驗，讓日常護(hù)理充滿不確定性，更不用說那些伴隨而來的噪音、濺水與續(xù)航煩惱。

真正的智能，應(yīng)懂得“感知”與“呵護(hù)”。

艾為電子推出的壓力感應(yīng)方案，讓電動牙刷具備精確的壓力感知和智能響應(yīng)能力，當(dāng)沒有壓力時，避免濺水； 當(dāng)壓力過大時，系統(tǒng)即時響應(yīng)，主動調(diào)節(jié)動力或發(fā)出提醒，從根源上避免過度用力導(dǎo)致的牙齦損傷。

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01 電動牙刷的壓感應(yīng)用場景

圖1 電動牙刷刷頭

1. 壓力按鍵

電動牙刷有1個按鍵，通過長短按實現(xiàn)不同的功能

·牙刷長按開機(jī)或關(guān)機(jī)

·短按切換模式

2. 刷頭端壓力感應(yīng)

·開機(jī)后，刷頭受力低于30g時，刷頭弱啟動；

·在刷頭受力30g-200g之間，刷頭根據(jù)現(xiàn)有模式正常工作；

·刷頭感應(yīng)壓力超過200g時，顯示屏或LED顯示“刷頭壓力”告警，同時刷頭采用間斷式震動提醒用戶，并減弱振動頻次保護(hù)牙齦

3. 應(yīng)用中其他需要關(guān)注的點：

·溫度補償：當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，電動牙刷的殼體結(jié)構(gòu)可能會變軟或變硬，從而導(dǎo)致傳感器的觸發(fā)靈敏度發(fā)生變化。此時就需要溫度補償算法來進(jìn)行補償，從而改善用戶體驗。·低功耗方案: 例如在待機(jī)情況下，芯片通過間歇性監(jiān)測按鍵的觸發(fā)來節(jié)省功耗，從而保證充足的待機(jī)時長。

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02 艾為電動牙刷方案

針對電動牙刷應(yīng)用需求，數(shù)模龍頭艾為電子提出兩種應(yīng)用方案：AFE方案與SOC方案。

AFE方案可采用AW86872QNR。AW86872QNR作為高精度壓感前端，擁有14bit ADC，可以將微小信號進(jìn)行256倍放大，從而捕捉刷頭壓力的細(xì)微變化。配合基線跟蹤算法，無懼溫飄干擾，能夠精準(zhǔn)識別力度差異。4μA超低功耗+小尺寸封裝，完美適配牙刷緊湊結(jié)構(gòu)，續(xù)航與輕量化需求全滿足。

AW86872QNR整體方案的成本相當(dāng)具有競爭力，可以說是為電動智能牙刷量身定制。

圖2 AW86872QNR 電動牙刷應(yīng)用方案框圖

SOC方案可采用AW86803QNR。借助芯片的60K flash，客戶可進(jìn)行方案集成。壓力識別模塊不再需要額外主控，直接實現(xiàn)壓力及按鍵的檢測。還能根據(jù)實際需求外接馬達(dá)驅(qū)動芯片，當(dāng)刷頭力度超標(biāo)或按鍵觸發(fā)時即可立即控制馬達(dá)反饋，開發(fā)效率直接拉滿。

圖3 AW86803QNR電動牙刷應(yīng)用方案框圖

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03 物料選型

本電動牙刷電路方案以模塊化設(shè)計為核心，搭載艾為系列元器件保障穩(wěn)定運行，整體架構(gòu)圍繞“供電 - 控制 - 交互”三大維度展開。

表1 方案對比表

供電與電池管理模塊采用多層防護(hù)設(shè)計：

AW32002CSR鋰電池充電芯片支持 USB 規(guī)范與電源路徑管理，適配 3.7V 鋰電池；

AW37030D110DNRLDO 芯片提供 300mA 高性能穩(wěn)壓輸出，為核心器件供電；

AW33901FCR過壓保護(hù)芯片以 30mΩ 低內(nèi)阻和 50ns 快速關(guān)斷特性，保護(hù)下游電路；

電機(jī)控制環(huán)節(jié)，AW8637DNR驅(qū)動芯片支持 1.9A 大電流輸出，集成欠壓、過流、過溫保護(hù)；

人機(jī)交互模塊豐富用戶體驗：AW86872QNR按鍵檢測芯片以 14Bit 精度、低功耗特性實現(xiàn)按鍵狀態(tài)精準(zhǔn)識別。

整體方案兼顧續(xù)航、性能與安全性，適配不同定位電動牙刷產(chǎn)品。以下是部分芯片選型表：

表2 物料選型表