晶丰明源MCU助推电动牙刷行业发展,从伺服扫振到声波方案全覆盖

科技   2025-01-03 00:11   广东  


前言


2024年11月27日,充电头网举办的2024电动牙刷新技术研讨会顺利在充电头网视频号上举行。在研讨会中,晶丰明源分享了其MCU产品如何优化电动牙刷功能,并展示了覆盖不同市场需求的系列产品,从小型儿童牙刷到高端声波牙刷方案均有涉及。接下来充电头网将会对晶丰明源的相关产品方案进行一个简单回顾。


晶丰明源MCU 电动牙刷方案


晶丰明源的MCU产品路线中涉及到了电动牙刷方案的解决方案。目前凌欧芯片中的MC08x系列可能已经被广泛熟知,这款96MHz主频、64KB Flash的MCU适用于短途出行、清洁电器等应用,出货量已超过亿颗。此外,MC03x系列作为降本方案,同样适配高速直流无刷电机驱动。




目前直流无刷技术的应用正逐渐渗透至更多领域,包括电动牙刷、电动出行工具、清洁电器、高速风筒、汽车电子、电动工具和风扇等。在直流无刷应用控制领域,晶丰明源的MCU布局非常全面,从基础的M0架构到高端的M4架构,以及未来可能涉及的M7系列产品,均针对不同需求进行了覆盖。MC07x系列以其强大的计算能力和资源配置,非常适合电动牙刷中的声波和磁悬浮类应用,能够为消费者提供精准高效的性能表现。



晶丰明源新一代MC07x系列产品与MC08x系列相比,MC07x系列在性能上进行了迭代升级,同时保持了良好的性价比和兼容性。MC07x系列采用双核架构,包含M0内核和DSP内核,适合双电机驱动等复杂应用,运算能力显著增强。该系列还具备128KB Flash存储、仪表级差分运放(OPA),以及3Msps采样频率的ADC,能够更好地控制电动牙刷的摆幅误差,为终端用户带来更好的使用体验。


MC07x系列芯片在资源和外设的支持上非常丰富。可以与外挂蓝牙芯片、WiFi芯片等搭配使用,为开发者提供多样化选择。MC07x系列重点推广的型号包括MC072和MC073,分别采用QFN32和QFN20封装,非常适合小体积的应用,例如儿童电动牙刷。对于需要长续航的多节锂电应用,可以选择MC074D或MC07x4DO系列,它们内置集成预驱,进一步扩展了选择空间。



MC07x系列芯片不仅在硬件资源上表现出色,还支持完善的软件生态。凌欧平台提供开放式的算法库,开发者可以直接调用库资源,加速项目验证。对于算法中的难点问题,工程师团队也能提供专业支持。此外,平台还设立了“凌欧学园”,鼓励更多开发者加入,进一步提升合作效率。



同时为了更高效地支持电动牙刷应用,晶丰明源的合作方案商“爱创芯”专注于伺服扫振和声波扫振电动牙刷方案,拥有40余人的研发团队,具备强大的技术实力。爱创芯基于MC07x系列MCU开发了一套完整的算法,与芯片硬件相结合,可提供一站式解决方案。



目前,市面上的电动牙刷主要分为两类:伺服扫振牙刷和声波牙刷。以伺服扫振为例,它凭借技术优势和亲民价格,为消费者提供了优质的使用体验,相比传统电动牙刷,通过扫振方式进一步提升了清洁效果。伺服扫振牙刷的技术创新,使电动牙刷的普及率显著提高,为消费者带来更高效的口腔护理体验。


现代电动牙刷通过算法控制刷头的振动模式和运动轨迹,实现高效且舒适的牙齿清洁。扫振牙刷的核心技术基于预设的频率和振幅参数,通过正弦波生成周期性振动信号,驱动刷头实现摆动的清洁机制。这种方式不仅减轻了手部动作的负担,更符合刷牙的行为习惯,提供了优异的清洁效果。


从技术实现的角度,扫振牙刷的控制方式与硬件设计密切相关。目前市场上主要有三种电池配置方案:一节电池(3.7V升压至5V)、两节电池,以及更多电池组合。一节电池配置可通过MCU直接驱动电机;对于多电池配置,可以采用MCU内置预驱或外围电路(如三极管和MOS驱动)来实现,满足不同设计需求。



此外,还有一种声波扫振牙刷,与传统声波牙刷相比,它结合了“振动”和“摆动”的清洁方式。通过扩大摆动幅度,声波扫振牙刷能够实现更强的清洁效果。相比之下,扫振牙刷的摆幅更大,更符合人体工学,同时清洁力度更强,适合希望获得深度清洁的用户。而声波扫振牙刷则在成本上更具优势,适合注重性价比的消费者。


总体来看,这两种方案各有优劣。扫振牙刷更注重清洁性能,而声波扫振牙刷成本更低,可满足不同消费者的需求。晶丰明源也已为这两种方案做好了技术支持和解决方案。



针对于伺服扫振电动牙刷,晶丰明源带来了凌欧MC072系列芯片的方案。该方案以高集成度和丰富资源为特点,支持灵活扩展,满足客户的多样化需求。在伺服扫振电动牙刷方案中,晶丰明源的方案商已进行了专利布局,包括霍尔闭环的专利,以减少开发者的顾虑。


MC072系列芯片在板级设计中,外围电路设计简洁,有助于缩小整体尺寸,为电池续航预留更多空间,同时支持添加其他功能。现有方案目前已完成开发,并被多家客户实际使用。



对于小体积需求,如儿童牙刷,可以选择MC073系列芯片。这款芯片采用QFN20封装,体积小,外围电路同样精简,待机功耗低,大大延长续航时间。与传统方案相比,MC072或MC073单颗芯片即可实现多种功能,包括压感、按键、屏幕驱动、充电升压和陀螺仪,降低开发复杂度。


此外,这些芯片可以轻松与蓝牙或WiFi芯片结合,形成完整的功能解决方案。这些方案不仅在硬件上实现了高度集成,同时软件和算法部分也已开发完成,为客户节省开发时间并简化流程。



以上为相关电动牙刷设计方案展示,展示了不同类型的组合,可以看出设计注重空间节省和美观整洁,板子布局非常精简。


充电头网总结


在本次2024电动牙刷新技术研讨会中,晶丰明源展示了其在电动牙刷领域的领先技术与多种解决方案。通过对MCU产品线的详细解读,可以看到其在直流无刷技术中的深厚积累及广泛应用,从高性能的MC07x系列到经济高效的MC03x和MC08x系列,每款芯片都针对不同市场需求进行了优化,为开发者提供了灵活而高效的选择。


晶丰明源不仅在硬件设计中展现了高度集成和资源优化,还通过平台化的算法支持和技术服务,帮助开发者加速产品验证,降低开发难度。多种电动牙刷方案晶丰明源都可提供一站式的技术支持。同时,爱创芯的合作方案进一步丰富了整体解决方案的生态,为电动牙刷市场的多样化需求提供了全方位支持。这种软硬件结合的创新模式,不仅提升了产品性能,也为终端用户带来了更优质的使用体验。


通过本次研讨会,晶丰明源再次向业界展示了其技术实力和市场前瞻性。从儿童牙刷到高端声波牙刷,晶丰明源的MCU方案覆盖了不同层级的需求,为推动电动牙刷市场的技术升级和用户体验优化做出了重要贡献。


展会预告

上海晶丰明源半导体股份有限公司参加充电头网主办的2025(春季)亚洲充电展,展位号位于B区B30,3月28日欢迎莅临展会现场交流、洽谈。


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