大聯大品佳集團推出基於Nuvoton產品的電動牙刷無線充電+BLDC方案 ...

圖1：大聯大品佳基於Nuvoton產品的電動牙刷無線充電+BLDC方案的展示板圖

隨著人們對口腔衛生的重視程度逐漸提高，電動牙刷憑藉著更強的清潔能力獲取了眾多消費者的青睞。據相關研究證明，相比傳統手動牙刷，電動牙刷可多清除38%的牙菌斑，而其在高速運作時所產生的輕微振動，也能夠促進口腔的血液循環，對牙齦組織起到意想不到的按摩效果。依託著以上特點，電動牙刷可從全方位為用戶帶來更好的使用體驗。由大聯大品佳基於Nuvoton產品推出的電動牙刷方案，簡化了電動牙刷的無線充電和電機BLDC模組的設計，大大縮短了用戶研發時間。

圖2：大聯大品佳基於Nuvoton產品的電動牙刷無線充電+BLDC方案的場景應用圖

新唐科技（Nuvoton）是一家成立於2008年的IC設計公司，專注於微控制IC、電池監控IC、影像感測IC、IoT應用IC、半導體組件等產品的研發。憑藉著靈活的技術、先進的設計能力及高超的數字模擬整合能力，公司旗下產品在工業、汽車、通訊、消費電子及電腦市場皆具領先地位。

本方案在無線供電的設計上採用了Nuvoton旗下的MS51FB9AE微控制器，利用Nuvoton專有的無線供電協議/通訊模組，使方案兼容Qi標準5W、7.5W/5W、15W/5W三種類型，轉換效率可達85%，並且具有過溫、限流、金屬異物檢測等保護功能。借助此優勢，本方案不僅實現了無線供電，同時還支持雙向資訊通信，通過初次級線圈進行UART數據傳輸，且通信速率可達2.4Kbps，非常適用於需要在密閉隔離產品間通信的設備。

圖3：大聯大品佳基於Nuvoton產品的電動牙刷無線充電+BLDC方案的方塊圖

在BLDC電機的設計方面，本方案通過使用NuMicro®MS51FB9AE主晶片搭配NCT3605閘級驅動器，來實現閉回路控制的直流無刷電機（Brushless DC，BLDC）系統設計。該電機控制系統的原理是通過6通道的PWM功能，產生三個相位（U，V，W）的占空比信號至閘級驅動器，再通過閘級驅動器控制MOS以驅動馬達旋轉。在運行時，系統會先使用ADC採樣可變電阻的電壓決定目標轉速，再經由電機內部的感測器回授霍爾信號計算實際轉速，並通過閉回路控制回授補償。因此，即使負載大小改變也能快速修回目標轉速。

核心技術優勢：

• 豐富的產品資源，可以一站式解決客戶產品設計需求；
• 實現無線供電+無線UART數據傳輸一體化；
• 符合Qi標準5W方案，通過Qi Ver 1.1.2認證（No.：GZES1411013461IT）；
• 滿足各類設計需求，提供無線充和BLDC的軟硬體開源碼；
• 便捷的本地化技術支持，即時解決客戶各種技術困擾；
• 單晶片低成本解決方案；
• 無線充TX端集成無線充電初級線圈控制、充電電流回饋解析和充電功率調整三部分功能；
• 無線充RX端集成無線充電接收、電池充放電管理和BLDC電機控制三部分功能。

方案規格：

• MS51（8位1T 8051）；
• Flash最高達32 KB；RAM最高達2KB；
• 電壓工作範圍：2.4V ~ 5.5V；
• 工業級工作溫度：-40 ~ +105℃；
• 外設資源豐富：4組16位Timer、WDT、WKT、UART、SPI、I2C、3組互補雙通道/6組單通道輸出PWM、ADC；
• 優異的ESD&EFT；
• 抗干擾能力：EFT/4kV&ESD HBM最高達8kV；
• 封裝支持：MSOP10/TSSOP14/QFN20/TSSOP20/TSSOP28/QFN33/LQFP32。