拆開戴森吹風機、筋膜槍，看看用了什么電機驅動芯片

原創電子工程世界 2023-11-03 09:00

30+硬核演講，洞見EDA與CAE前沿｜KDES上海 一杯咖啡的時間，搞懂行波測距新趨勢

我們生活中，電機幾乎無處不在……吹風機、筋膜槍、便攜電鉆。電機背后的電機驅動是工程師接觸最多的部分，那么耳熟能詳的產品背后用什么電機驅動芯片？

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?拆解戴森吹風機?

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終于有時間申請EEworld拆解吹風機的機會了。先把工具準備妥當，如圖：

話說這個吹風機貌似毫無破綻，不知道怎么開拆啊，見圖，通體都沒有可以著手的地方。我還是先了解一下這個吹風機吧！品牌是戴森的，不知道是不是正品，見圖。

型號是HD08，網上查了一下參數，見下表。

看看這個吹風機，應該是不能通電試一下功能效果了。這里都不能接線了:

我看了很久，終于找到了突破口，把后面的濾網拿掉，把撬開，尾部應該是拆了。

但是有按鍵的這個地方怎么辦呢？外殼被按鍵擋住了，推不出來，這時我干脆用螺絲刀直接把按鍵撬了一下，沒想到按鍵自己脫落了，應該是粘上去的，見圖。

拆開外套，就能看到里面的結構了，把螺絲卸下來，沒想到竟然看到了本次拆解的核心部件，電機部分了。把電機拿下來，見圖：

這個應該是一個三相無刷直流電機，可惜電機上什么也沒寫，看不出型號是什么。電機與控制部分是通過三根導線的插頭連接的，見圖：

這么說電機的控制部分應該不在這里了，那應該在前面那個頭的地方。怎么拆前面這個地方也是個挺麻煩的事，看起來也是無從下手。不管了，我直接用螺絲刀在縫隙里使勁撬，也竟然撬開了，可是這里面怎么龍出來也不知道，突然我眼前一亮，在這個地方，見圖：

被卡住了，我用螺絲刀使勁推來旋轉，里面居然可以旋轉，轉到合適的位置，可以推出來了，整個控制電路的部分展現在了我的眼前，見圖：

我重點看了主控和電機控制部分的電路，主控用的芯片是凌鷗創芯的LKS32MCR11C6T8，就是這里了：

然后找到連接電機的那三根線，見圖：

這個地方有6個型號為CR4N65A4K的MOS管，這應該就是控制電機的MOS管了，整個電機的控制電路大致如下圖:

這次拆解基本算是完成了，最后來一張拆解后的全家福：

總結起來，三相無刷直流電機應該是定制的，所以電機上什么也沒寫，看不出型號是什么，而電機驅動芯片則來自于專注在電機驅動的凌鷗創芯。

?拆解和修復筋膜槍?

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朋友的筋膜槍用了沒多久就壞了，懶得走售后，讓給修一下看看是什么問題，很久之前也修過一個，正好看看這款和之前的有什么差異。

先看一下外觀包裝：

標注的電池容量為2000mAh，拆開看看有沒有虛標。

說明書如下：

從電壓上看，應該是2個電池串聯。

說明說上有檔位開關說明檔位介紹和充電說明。現在的問題現象是不能開機，充電時，電源指示燈不亮，充電時按開機鍵，充電指示燈綠色快閃。

這款筋膜槍外觀上看不到一顆螺絲，我研究了好幾天才找到拆開門路。找到的拆機點是上下堵頭需要撬開，手掌上的防滑片也需要撬開，都是卡扣結構

手掌上的防滑片下面隱藏著機身螺絲，很慶幸第一次拆的防滑片下就是螺絲孔，不然還要拆另一面的防滑片。

下堵頭的卡扣是這樣的：

下堵頭上有開關按鍵，充電口，檔位指示燈和充電狀態指示燈：

按鍵帽采用了打膠固定，LED指示燈有遮光結構：

把手防滑片的卡扣結構：

原本想著槍頭部分也要硬撬呢，正要發力，槍頭帽被擰下來了，要是都樣像這種結構就好拆了：

槍頭帽里同樣隱藏了機身固定螺絲：

機身上帽看這線條就不能擰下來，依舊是撬，大力出奇跡，上帽里依然藏著機身的固定螺絲。

上帽被撬的比較慘。

至此，機身的各部分結構件就都被拆下來了，先來個合影吧。

接下來就是拆機身螺絲，一共7顆，都是隱藏的，在不知道方法的情況下拆機真費勁，用了幾天時間才搞定（為了減少外觀傷害，畢竟修好了人家還要用呢）。

拆開機身后的內部照片，里面就一塊電路板、一塊電池、一個電機、一個槍頭的機械結構。

電機的型號是HT-J2-W BLDC4012。

電池的容量還真是2000mAh、14.8Wh、7.4V的，并沒有虛標。

為了排查問題，我吧電池拆了下來。

在插入電源情況下，電路都是正常的，于是拆開電池包裝測了下電池，有一節電池電壓正常。

另外一節就不太正常了，只有0.4V，問題就應該是這導致的。

于是，使用原來從壞的充電寶上拆下來的電池進行更換，我這舊電池的容量都比原機帶的大。

因為沒有點焊機，采用了保留原來焊接的鎳片，使用焊錫焊接的方法。

電池包內采用了鋰電池2串保護板（版型和下圖類似）：

更換完的電池再用原來電池的防護包裝包好。

接下來我們看看控制板上都有些什么：

絲印5082E的芯片是雙節鋰電池的升壓充電管理IC。

3個20C04B是3個MOS對管。

用來實現BLDC的三項六臂全橋逆變電路

板子上有一顆被打磨掉絲印的TSSOP24芯片，從電路結構上判斷應該是顆MCU，其他就都是些阻容和三極管之類的了。

筋膜槍損壞問題解析：此款筋膜槍采用的是18650鋰電池供驅動電機，因為工作時電流較高，充電IC不能實現邊充電邊放電的方式。而且電池采用了兩串的方式并配置充放電保護板，一旦過壓或欠壓時，電池保護板都會斷開輸入輸出。因為有一節電池出現故障，是的電池保護板一直都處于欠壓保護狀態，使得控住板始終沒有供電，所有就會出現不能開機，充電時，電源指示燈不亮，充電時按開機鍵，充電指示燈綠色快閃的現象。

總結：

首先結構方面，整機都是塑料結構，手感還可以，如果手掌防滑片換成橡膠的就更好了。外觀看著很簡潔，螺絲都隱藏在裝飾殼下面，但對于拆解來說，想做到無損拆機幾乎是不可能得，估計設計時就沒考慮拆機的事，現在筋膜槍市場非常卷，估計有售后問題，直接就換新了，場內維修就直接暴力拆解后換外殼了。

再者電子方案方面，總體方案還算比較主流，電池的充放電管理，BLDC控制電路還是比較清晰的。就是用的電池有點差勁了，沒怎么用就壞掉了。BLDC控制IC竟然還打磨掉了絲印，我之前修過的另外一款就顯得比較大氣了，就沒打磨絲印，主控用的是新唐的8位MCU N76E003。現在最新的方案我聽說是MCU集成充放電管理和MOSFET柵極驅動放，集成度更高，電路更簡潔，成本更加有優勢。

最后功能方面，本次拆機的筋膜槍和我之前修過的另外一款對比，幾乎沒差別，都是電量指示和檔位指示，檔位輸出功率恒定，阻力太大時會停止輸出。但和我自己家里用的就差點了，我家里用的能夠檢測電機阻力，當槍頭阻力變大后會動態調整輸出功率，增加輸出功率，當阻力太大時才會停止輸出，防止電機燒毀。

?拆解便攜手電鉆?

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首先看一下便攜手電鉆的全貌：

看樣子還不錯。在仔細看才發現電鉆快速三爪夾頭銹住了，連續五六天用WD40除銹也沒能搞開。電鉆上的銘牌很清晰。可以由此知道這個是12V雙速電鉆，支持10~32mm鉆頭。

電鉆正上方是低速和高速的雙速檔位開關：

黑色像手槍扳機的是調速開關，旁邊有3個電池電量指示燈，再旁邊黑色有兩個三角箭頭的按鈕是正反轉切換鍵，往左撥為正轉（順時針旋轉），往右撥為反轉（逆時針旋轉），撥到中間為安全防誤啟動檔。

通過按壓電鉆把手兩側的卡扣，取下電池包。

從電池包的銘牌可以看出，電池包是10.8V1.5Ah。

電池包內部。太簡陋了，連電池過放過充保護都沒有，只是簡單的把電池串聯在一起，引出充電放電觸點（用外部充電器），也不能均衡充電，難怪有一節電池餓死了（過放損壞，充不進電，電壓始終為0V）。

電池包是3節3.6V鋰電池串聯而成。對應電壓10.8V1.5Ah。?

接著取掉把手外殼內部的卡扣，可以把電鉆手柄拆開。電鉆拆解比較方便，總共是幾個螺絲，拆下來以后就可以打開了。

這時就可以看到電鉆內部了。里面已經摻雜了好多碎屑。

把機芯取出來，上面從左到右分別是電機、減速齒輪組、夾頭，緊貼減速齒輪組下面是照明和轉速指示板，中間是調速開關，最下面是接電池包的插頭。

來個調速開關的特寫。正面：可以看到支持7.2~24V 5~15A直流調速。

反面：螺絲固定的鋁板是調速MOSFET的散熱片。

調速開關拆開如下圖。上面的白色塑料件是正反轉切換機構。通過不同溝道（從上往下拍的下圖可以看出），推動機械觸點（圖片左邊上部分）交叉切換調壓后的直流電的正負極，實現正反轉。

從上往下看，有兩個溝槽，對應正反轉。停在中間時，阻止調速開關按下，防治誤觸發。

取出反轉調速開關的電路板，可以看到后面的機械結構。主要是兩組觸點開關，上面一組是電源通斷開關，下面一組是調速分組開關，通過不同位置，接入不同阻值的電阻，從而實現調速。電路板上對應著PCB觸點。不得不感慨，電子技術不發達的時代里，機械結構設計的巧妙！現在隨著電子技術的發展，這些巧妙的機械結構很多都被電子電路取代了（包括上面說到的正反轉機械結構）。

調速開關的電路板正面，原來猜想是常見的萬能555直流調速電路，然而并不是。實際上是電鉆調速里常見的專用電路。

找了許久才找到的電路圖（有些賴了，自己沒畫原理圖）。加個芯片手冊，感興趣的網友可以仔細看看。

3腳輸出驅動一個MOSFET（stp65nf06）進行調壓，通過調壓來調整電子轉速。

電鉆的照明和轉速指示電路。照明是上面比較大的白色LED，達到一定電壓后開始導通照明，右邊3個紅黃綠的LED通過兩個TL431（這個芯片也有很多種用法啊）搭成的電壓比較器來指示不同的轉速（沒錯，就是電壓高轉速快，簡單粗暴）。

我自己畫的原理圖：

因為拆解時是用了暴力拆解法（主要是東西太差，不能也沒有使用價值），這里就不復原了（實際原因是自己手藝太差，復原不回去了）。

到此此次拆解結束。

現在隨著電子技術的發展，很多機械結構已經被電子電路取代，比如說電機的換向結構。原來是有刷直流電機，通過電刷這個機械結構來實現電機連續轉動，以及上面提到的外部電極換向結構來轉換電機的電極正負，從而實現電機正反轉。現在的無刷直流電機則通過電路中的功率半導體器件實現電機驅動和換向，簡單了許多（實際上負責工作都集成或軟件完成），壽命和性能都增強了。

電鉆正上方是低速和高速的雙速檔位開關是接到減速齒輪組的。通過機械結構切換低速和高速。現在電子技術的發展已經可以實現電子無級調速。

?拆解步進電機驅動模塊?

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前些日子從萬能的淘寶買了個模塊。

其特點如下：

能驅動高達4個A的步進電機。且價格便宜。買這個模塊我的主要目地是驅動大電流的步進電機。大電流大扭距干大事，小電流小扭距小用途。

拆掉外殼的兩個螺絲。

拿掉外殼。

分離電路板后的鋁殼，可以看到散熱片就貼在上邊。

電路板的正面。

電路板的反面。

反面可以看到芯片為日本的S109AFTG，官方信息顯示：

B67S109A是一種配備PWM斬波器的兩相雙極步進電機驅動器，內置時鐘解碼器
本驅動器采用BiCD工藝制作，額定值為50 V/4.0 A。特點BiCD工藝集成式單片IC
CLOCK-in控制雙極步進電機驅動器，能夠控制1臺雙極步進電機
由PWM控制的恒流驅動。允許全步，半步，四分之一，1/8，1/16，1/32步運行。低導通電阻（高 + 低側=0.49Ω(典型值)）MOSFET輸出級
高效率電機電流控制機構（高級動態混合衰減）
高電壓與電流（有關規格請參閱最大絕對額定值與工作范圍）
錯誤檢測(TSD/ISD)信號輸出功能
內置錯誤檢測電路(熱關斷(TSD)，過電流關斷 (ISD) ，以及上電復位(POR))??重量0.21g(典型值)
內置VCC調節器供內部電路使用
可通過外電阻與電容自定義電機的斬波頻率
多封裝產品線TB67S109AFTG: P-WQFN48-0707-0.50-003、TB67S109AFNG: HTSSOP48-P-300-0.50，在使用期間，請注意溫度條件

正面的三個光耦為PC817和6N137，6N137為快速光耦。

最讓我感到神奇的是用到了NE555，見正面8腳芯片。為什么不直接用晶振呢？就是用來變PWM周期么？PCB方面我覺得可取之處是芯片后的開窗，這可以增加散熱面積。

到這里芯片就拆完了。我覺得簡單驅動力強。相比某些用DSP來驅動的模塊，用STM32來驅動還是不錯的。

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