在现代快节奏的生活中，越来越多的人开始关注口腔健康，尤其是在日常护理中，电动牙刷凭借其高效的清洁能力和智能功能，逐渐成为家庭生活中的常见产品。

近年来，随着电动牙刷市场的火热，消费者对于电动牙刷的需求也越来越多，电动牙刷的功能更新迭代也非常之快，从最早的简单的刷牙功能，到现在通过智能APP连接，监测刷牙数据。

本期Big-Bit拆解将为大家带来usmile P20 PRO电动牙刷的拆解。usmile P20 Pro电动牙刷有着多种清洁模式，其自研的伺服系统还能精确到0.1°的动力输出。

更值得一提的是，它还带有漏刷提醒功能，分区反馈清洁效果，通过灯环分区可视化呈现，不留漏刷盲区。

usmile P20 PRO电动牙刷不仅提供了极致的清洁体验，还通过智能APP连接，让用户实时追踪刷牙数据，获得个性化的口腔健康建议。

此外，它还支持USB-C充电;IPX8级防水设计让其在浴室中使用无忧。

本次，Big-Bit将对usmile P20 Pro电动牙刷进行详细拆解，探讨其伺服系统、漏刷提醒，智能连接和充电功能是如何实现的，深入分析其内部的电路设计和元器件选型。

usmile P20 Pro电动牙刷介绍

▲usmile P20 Pro电动牙刷包装盒正面

usmile P20 Pro电动牙刷包装盒背面写有产品详细信息：

产品名称：P20 PRO扫振电动牙刷

产品型号：usmile P20 Pro

额定输入电压：5V

额定输入功率：5W

电池容量：2500mAh

防水等级：IPX8

制造商：广州星际悦动股份有限公司

将包装盒打开可以看到其包含有电动牙刷主体*1、刷头*2、挂架*1、Type-C充电线*1、说明书*1。

▲刷头特写

▲Type-C充电线特写

▲挂架特写

▲电动牙刷主体

▲电动牙刷机头特写

▲底部充电口特写

电动牙刷机身上有漏刷提醒圆环，档位指示灯和档位调节按钮。

电动牙刷机身侧面有相应的功能提示说明。

电动牙刷机身底部有电量指示灯。

通过蓝牙连接APP后，可在APP中设置刷牙模式、刷牙时长，此外还可以看到电量、刷头使用天数、刷牙时长、刷牙覆盖范围等信息。

usmile P20 Pro电动牙刷拆解

将usmile P20 Pro电动牙刷底部的密封圈撬开。

▲usmile P20 Pro电动牙刷底部密封圈特写

将机芯从外壳中取出。

机芯的正面为电路板。

机芯的背面可以看到电池和电机。

锂电池型号为INR18650-26E，品牌未知。

▲电机特写

电机机身上有usmile字样，型号为241006A，规格为5V。

电机底部有电路板，打开可以看到两颗型号为9101的霍尔传感器。

▲霍尔传感器特写

在电路板正面可以看到有LED驱动、升压芯片、驱动MOS、电控MCU、三轴加速计、蓝牙SOC、锂电保护IC等元器件。

主控电路

蓝牙SOC

蓝牙SOC来自汇顶科技，型号为GR5513BENDU，封装形式为QFN40。

GR5513BENDU集成控制器和主机层的低功耗蓝牙5.1收发器，内部还集成有DC-DC转换器和LDO。

其采用ARM® Cortex®-M4F 32位微处理器，支持浮点运算，最高频率：64 MHz;功耗：51 μA/MHz，拥有128 KB RAM和512KB Flash。

GR5513BENDU在该电路中负责主控部分以及与手机的通信。

LED驱动

LED驱动来自禾润电子，型号为HTR3316，封装形式为QFN4×4-24L。

HTR3316是一款16路多功能LED驱动器和GPIO控制器, 2.5V~5.5V电源供电。16个IO端口中的任何一个都可以配置为LED模式或GPIO模式。此外，任何GPIO都可以单独配置为输入或输出。HTR3316在该电路中用来驱动显示电量和清洁区域的LED灯。

三轴加速计

三轴加速计来自上海矽睿科，型号为 QMA6100P，封装形式为2 x 2 x 0.95 mm LGA。

QMA6100P是一款三轴加速度传感器产品，专门针对可穿戴，物联网和TWS应用进行设计。该芯片集成了加速度传感器和信号调节 ASIC，支持I2C&SPI的数字通讯，可动态配置多工作模式64级FIFO。

其待机电流低至0.5μA，低工作功耗2uA;量程范围+/-32g，可以提供优于0.2mg的超高分辨率。

QMA6100P在该电路中主要用来做电动牙刷的姿态检测。

电机控制和驱动电路

电控MCU

电控MCU来自领芯微，型号为LCM32F037K6U8，封装形式为QFN32。

LCM32F037K6U8使用的是ARM Cortex-M0内核，最高主频96MHz，拥有 32KB Flash和4KB RAM。

其内部还集成有30 个快速 I/O，10 个定时器，5 个通信接口，1 个 ADC，2 个 DAC，3 个比较器，3 个运放。

LCM32F037K6U8在该电路中主要用来控制电机的运动。

DC/DC升压芯片

DC/DC升压芯片来自圣邦微，型号为SGM6611C，封装形式为TQFN-2×2.5- 11L 。

SGM6611C 是一款全集成同步升压转换器。2.7V 至 12V 的工作输入电压适用于单节或两节锂离子/聚合物电池。该器件能够提供 7A 连续开关电流和 4.5V 至 12.6V 的输出电压范围。

SGM6611C 有两种工作模式：脉冲宽度调制 (PWM) 模式和脉冲频率调制 (PFM)模式。PWM 模式适用于中等至重负载。PFM 模式适用于轻负载以提高效率。保护功能包括 13.2V 的输出过压保护、逐周期过流保护和热关断。该器件还涉及 4ms 内置软启动和可调开关峰值电流限制功能。

SGM6611C在该电路中主要用来将锂电池的3.6V电压升至5V给电机供电。

驱动MOS

驱动MOS来自美浦森，型号为SLN30L03A，封装形式为DFN3*3。

SLN30L03A为N/P合封MOS，其中NMOS参数为：VDSS=30V，ID=20A，RDS(on)= 10.5mΩ;PMOS参数为：VDSS=-30V，ID=-20A，RDS(on)= 26mΩ。

SLN30L03A在该电路中用来驱动电机。

锂电管理电路

充电管理IC

充电管理IC来自钰泰半导体(ETA)，型号为ETA4048，封装形式为DFN3x3-10。

ETA4048是一颗全集成线性充电IC，具有30V输入隔离，最大电流为1A，适用于1节锂离子电池电路。

ETA4048 无需外部检测电阻或阻塞二极管。内置热反馈机制可调节充电电流，以在高功率运行或高环境温度下控制芯片温度。其还具有预充电功能，可以对深度放电的电池进行涓流充电。快速充电电流可通过外部电阻器进行编程。

锂电保护IC

丝印为4S1CD的锂电保护IC，型号未知。

以上就是这次拆解的全部内容，放一张usmile P20 Pro电动牙刷拆解的全家福。

Big-Bit拆解总结

▲元器件清单

通过此次拆解可以发现，usmile P20 Pro电动牙刷所使用的设计方案主要是由主控模块、电机控制驱动模块和锂电管理模块构成。

电动牙刷主控模块中，主控芯片采用的是汇顶科技的GR5513BENDU蓝牙SoC，其主要用来实现电动牙刷的整机功能以及手机APP的功能。

其搭配了禾润电子的HTR3316 LED驱动芯片来实现电动牙刷漏刷提醒功能灯环、档位切换以及电量的LED显示，另外还搭配使用上海矽睿科的QMA6100P三轴加速计来进行刷牙姿态检测，实现漏刷提醒功能。

在电动牙刷电机控制方案中，采用了领微芯的LCM32F037K6U8 电控MCU，搭配使用两颗丝印为9101的霍尔传感器。

领芯微针对LCM32F037K6U8单电池电动牙刷方案优势特点有：线性霍尔有感FOC控制，HALL信号自校正，提高控制精度;先进的位置解调算法，任意位置准确的伺服;扫震一体，扫动范围和频率可调，关闭频率约为600Hz;堵转、过流、欠压、超功率保护功能等。

▲图源：领芯微官网

电动牙刷电控电路中搭配使用来自圣邦微的SGM6611C升压IC将电路电压升至5V给逆变驱动电路和电机供电，逆变驱动电路由三颗来自美浦森的SLN30L03A N+P合封MOS构成。

此外来自钰泰半导体的ETA4048线性充电IC为整个电动牙刷方案提供充电管理功能。