徕芬首款剃须刀T1 Pro拆解:方案和元器件选型有何亮点?
近年来,徕芬凭借高速风筒和电动牙刷等产品在个人护理市场取得了显著成绩,成功塑造了高性能与高颜值兼备的品牌形象。继这些产品之后,徕芬于近期发布了其首款往复式电动剃须刀T1 Pro,进一步拓展其在个护领域的产品线。
据官方介绍,T1 Pro采用了全铝合金CNC一体化机身设计,整体机身轻至73克,搭载自研的高速直线电机L1,能够实现每分钟高达12000次的往复切割。
此外,产品还配备了PID动态补偿算法,可智能感应胡须状态,动态调节切割动力。刀头部分则采用了穹顶结构设计,提升了剃须角度和贴合性。
本期 Big-Bit 将第一时间拆解徕芬刚刚发布的T1 Pro电动剃须刀,从结构、电路到元器件逐一展开,重点关注其主控、电机驱动、锂电管理等关键功能的方案设计与元器件选型,看看这款产品在设计上有哪些值得关注的亮点?
徕芬T1 Pro产品介绍
徕芬剃须刀最外层的包装盒用的是原木色的纸盒。
徕芬剃须刀外包装盒用封条包住。
撕开封条,打开盖子可以看到产品包装盒。
徕芬剃须刀包装盒正面是产品图片,侧面写着laifen字样。
徕芬剃须刀包装盒背面用封条封住,盒子上印有产品信息。
产品名称:徕芬直线往复式剃须刀 T1 Pro
产品型号:LFEST1
额定充电输入5V=1A
额定工作电压:3.8V
电池容量:530mAh
制造商:深圳术叶创新科技有限公司
生产商:深圳徕芬智造科技有限公司
打开徕芬剃须刀包装盒可以看到剃须刀机身和充电线以及产品说明书等。
徕芬剃须刀配备的充电线是一个双Type-C口的编织充电线。
在徕芬剃须刀机身包裹的纸上印有简单的产品使用说明。
徕芬剃须刀的机身全貌。
徕芬剃须刀刀头特写。
徕芬剃须刀机身上的开关按钮和指示灯特写。
徕芬剃须刀机身尾部是一个Type-C充电口。
徕芬T1 Pro剃须刀长度为142.26mm。
徕芬剃须刀刀头处宽度为45.93mm,厚度为16.09mm。
徕芬剃须刀手柄处宽度为22.93mm,厚度为11.96mm。
徕芬T1 Pro产品拆解
徕芬T1 Pro刀头和机身采用磁吸式固定,刀头很轻松能拔下来。
将徕芬剃须刀刀头拆开,发现由三部分构成。
拆下徕芬剃须刀刀头后可以看到电机的传动轴。
徕芬剃须刀机身上刻有产品信息以及IPX7防水等级字样。
将外部螺丝拧开后可以看到徕芬剃须刀机身内部。
将电机取出,可以看到电机采用扁线绕制。机身上还刻有Laifen Linear Motor L1字样以及生产日期。
徕芬剃须刀电机宽度为39.44mm,厚度为11.02mm。
徕芬剃须刀电机和主板采用插接的方式连接。
拧掉上面的螺丝后可以将内部的元器件从机身内推出。
按钮信号通过排线传输给主板。
徕芬剃须刀内部正面为电路板。
徕芬剃须刀内部背面为锂电池组和线性马达。
将背面的海绵撕掉可以看到锂电池组信息。
锂电池组来自惠州亿纬锂能,规格为3.8V/530mAh/2.02Wh,充电限制电压为4.35V。
徕芬剃须刀线性马达特写。
徕芬剃须刀底部可以看到防水用的塑封圈以及吸振器。
徕芬剃须刀充电线与电路板连接器做了固定处理。
揭开电路板可以看到后面的线性马达通过排线与电路板连接,电池与电路板,以及电路板供电部分都是使用的接触式连接。
把电路板取下,量得长为67.87mm,宽为17.04mm。
在徕芬剃须刀电路板上可以看到主控MCU、传感器IC、马达驱动IC、充电管理IC、电机驱动IC等元器件。
主控MCU
徕芬剃须刀主控MCU来自中微半导,型号为CMS32F033,封装形式为QFN32。
CMS32F033系列MCU是中微半导体基于ARM-Cortex M0推出的增强型MCU,主频64MHz,工作电压2.1V-5.5V,32KB Flash,8KB SRAM,多达30个GPIO,内置32位硬件乘除法器,高速12bit ADC,PWM,比较器、编程增益放大器、运算放大器,以及丰富的通讯接口。
压力传感IC
徕芬剃须刀压力传感器IC来自芯海科技,型号为CSU18M68,封装形式为QFN-16。
CSU18M68是一款桥式传感器调理芯片,集成16位ADC、具有双通道输入,支持I2C通信接口。芯片内置8位RISC内核、MTP存储器,支持用户编程,可用于压力、气体等传感器调理。
线性马达驱动IC
徕芬剃须刀线性马达驱动IC来自艾为电子,型号为AW86917AFCR,封装形式为FCQFN 2X3-20L。
AW86917A/B是一款高压H桥单芯片LRA驱动器,内置升压模块(最高输出达11V),支持多种播放模式(实时、内存、连续、I2S、单线、引脚触发),具备基于BEMF的F0跟踪功能,启动延迟低至1ms。
充电管理IC
徕芬剃须刀充电管理IC来自钰泰半导体,型号为ETA6198,封装形式为DFN3x3-10。
ETA6198是一款开关充电IC,支持最高2.5A充电电流,适用于4.35V锂离子电池。其专有控制架构省去电流检测电阻,在提升效率的同时缩短充电时间、降低系统成本。内置OVP(过压保护)功能可承受最高32V输入电压。
电机驱动IC
徕芬剃须刀电机驱动IC来自拓尔微电子,型号为TMI8261,封装形式为SOP-8。
TMI8261是一款适用于中大电流直流电机的双向驱动芯片,采用H桥结构,支持通过IN1/IN2逻辑输入实现PWM控制与正反转切换。
锂电保护IC
徕芬剃须刀电池上还有一块锂电保护板,上面有两颗锂电保护IC。
锂电保护IC来自比亚迪半导体,型号为BM192-VFCA-DE,封装形式为DFNWB2.2*2.9-6LT。
BM192-VFCA-DE是一款用于锂离子和锂聚合物充电电池的保护器,具有高精度电压检测功能。它可用于保护单节锂离子或/和锂聚合物电池组免受过充、过放、过流和短路的影响。该IC具有合适的保护延时功能和低功耗特性。
以上为此次拆解的全过程,最后放一张徕芬剃须刀全家福。
Big-Bit拆解总结
徕芬T1 Pro的内部电路架构可划分为五个关键功能模块:直线电机驱动、线性马达反馈、人机交互、锂电池管理和充电系统。其中,中微半导的CMS32F033 MCU作为主控核心,统筹了产品的全部控制逻辑,在系统中发挥了关键的协调作用。
剃须刀的主动力来自徕芬自研的高速直线电机L1,其驱动部分采用的是拓尔微电子的 TMI8261双向直流电机驱动芯片。该芯片基于H桥结构,支持PWM控制,适用于中大电流场景,具备低内阻、强抗干扰和高浪涌释放能力,能够保证L1电机在高频往复运行下的稳定响应。CMS32F033通过PWM控制方式直接调度直线电机运行,配合内部算法进行动态响应。
线性马达用于实现触觉反馈,所搭载的艾为电子AW86917A/B驱动芯片支持实时播放与内存波形触发,具备基于BEMF的F0跟踪与自动制动能力。其内置升压模块最高可输出11V驱动电压,提升触感反馈的精度与启动响应速度。CMS32F033通过通信接口完成对该芯片的运行指令控制。
在人机交互层面,T1 Pro的开关按钮搭载了芯海科技CSU18M68桥式压力传感器,用于感应用户按压动作。该芯片集成16位ADC与可编程处理单元,可对用户按压力度进行判断并输出数字信号。中微CMS32F033主控MCU通过I²C接口实时采集CSU18M68数据,并据此控制开关逻辑与LED状态显示,实现响应式交互体验。
锂电系统方面,T1 Pro配备一块来自亿纬锂能的3.8V/530mAh锂电池,并由比亚迪半导体的BM192系列保护IC提供过压、过放、过流保护。充电部分由钰泰ETA6198担任,该芯片采用无电阻控制架构,支持最高2.5A电流充电,具备32V输入过压防护能力,适配USB供电环境下的快充需求。
整机控制系统的核心在于中微半导的CMS32F033 MCU。该芯片基于ARM Cortex-M0架构,主频64MHz,内置硬件乘除法器、12bit 1.2Msps高速 ADC、6 通道增强型 PWM、PGA与运放模块,并提供I²C、SPI、UART等多种通信接口资源,能够在单芯片内完成直线电机驱动控制、马达驱动器联动、传感器数据采集及LED指示灯管理等多任务调度。
其宽电压工作范围(2.1V–5.5V)与QFN32 5×5mm小尺寸封装,也有利于T1 Pro这类高集成、小尺寸终端产品的整体电路设计与布板优化。
在CMS32F033之外,中微还提供如CMS32M6510等更高性能的Cortex-M0+ 系列MCU,具备更强外设资源与多通道模拟能力,可满足多电机、多传感器等复杂控制需求,适用于电动理发器、按摩仪、电动牙刷等更高集成度的个护智能终端产品。
CMS32M6510相对CMS32F033技术改进:
- 运算放大器OPA升级为内置增益PGA,支持差分输入、单端输入,节省BOM器件和口线;
- 比较器支持内部中心点拟合,进一步降低BOM器件和口线;
- 新增DAC、温度传感器、开平方单元、ADC内部参考源等在电机控制上非常实用的功能模块;
- 超低功耗工作环境,运行功耗低至70uA/MHz,深度睡眠模式下功耗低至80uA,非常适用于电池供电电机产品。
CMS32M6510是中微半导推出的基于ARM-Cortex M0+内核的高端电机控制专用芯片:
- 主频高达64MHz;工作电压1.8V至5.5V;
- 提供64KB Flash Memory,8KB SRAM,1KB Data flash;
- 多达23个GPIO;6通道增强型PWM可输出死区可调的互补型PWM;
- 内置采样率1.2Msps的12-bit高速 ADC;
- 内置2通道模拟比较器,3通道增益可调的可编程增益放大器;
- 2个32-bit通用定时器;4个16-bit通用定时器;
- 通信接口方面提供1路UART,1路SPI,1路I2C。
工业级标准设计方面,CMS32M6510可工作在-40℃至105℃;提供IEC60730安规认证库,协助客户轻松通过CLASS B认证;提供SOP16、TSSOP16、SSOP24、QFN24、LQFP32、QFN32、QFN40丰富封装类型。
CMS32M6510适合电动剃须刀、电动理发器、按摩仪、电动牙刷等更高集成度的个护智能终端产品开发应用。
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