大联大品佳集团推出基于Nuvoton产品的电动牙刷无线充电+BLDC方案
2022-05-06
来源：大联大品佳集团
2022年5月6日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下品佳推出基于新唐科技（Nuvoton）MS51FB9AE芯片的电动牙刷无线充电+BLDC方案。
图示1-大联大品佳基于Nuvoton产品的电动牙刷无线充电+BLDC方案的展示板图
随着人们对口腔卫生的重视程度逐渐提高，电动牙刷凭借着更强的清洁能力获取了众多消费者的青睐。据相关研究证明，相比传统手动牙刷，电动牙刷可多清除38%的牙菌斑，而其在高速运作时所产生的轻微振动，也能够促进口腔的血液循环，对牙龈组织起到意想不到的按摩效果。依托着以上特点，电动牙刷可从全方位为用户带来更好的使用体验。由大联大品佳基于Nuvoton产品推出的电动牙刷方案，简化了电动牙刷的无线充电和电机BLDC模块的设计，大大缩短了用户研发时间。
图示2-大联大品佳基于Nuvoton产品的电动牙刷无线充电+BLDC方案的场景应用图
新唐科技（Nuvoton）是一家成立于2008年的IC设计公司，专注于微控制IC、电池监控IC、影像感测IC、IoT应用IC、半导体组件等产品的研发。凭借着灵活的技术、先进的设计能力及高超的数字模拟整合能力，公司旗下产品在工业、汽车、通讯、消费电子及计算机市场皆具领先地位。
本方案在无线供电的设计上采用了Nuvoton旗下的MS51FB9AE微控制器，利用Nuvoton专有的无线供电协议/通讯模块，使方案兼容Qi标准5W、7.5W/5W、15W/5W三种类型，转换效率可达85%，并且具有过温、限流、金属异物检测等保护功能。借助此优势，本方案不仅实现了无线供电，同时还支持双向信息通信，通过初次级线圈进行UART数据传输，且通信速率可达2.4Kbps，非常适用于需要在密闭隔离产品间通信的设备。
图示3-大联大品佳基于Nuvoton产品的电动牙刷无线充电+BLDC方案的方块图
在BLDC电机的设计方面，本方案通过使用NuMicro®MS51FB9AE主芯片搭配NCT3605闸级驱动器，来实现闭回路控制的直流无刷电机（Brushless DC，BLDC）系统设计。该电机控制系统的原理是通过6信道的PWM功能，产生三个相位（U，V，W）的占空比信号至闸级驱动器，再通过闸级驱动器控制MOS以驱动马达旋转。在运行时，系统会先使用ADC采样可变电阻的电压决定目标转速，再经由电机内部的传感器回授霍尔信号计算实际转速，并通过闭回路控制回授补偿。因此，即使负载大小改变也能快速修回目标转速。
核心技术优势：
丰富的产品资源，可以一站式解决客户产品设计需求；
实现无线供电+无线UART数据传输一体化；
符合Qi标准5W方案，通过Qi Ver 1.1.2认证（No.：GZES1411013461IT）；
满足各类设计需求，提供无线充和BLDC的软硬件开源码；
便捷的本地化技术支持，实时解决客户各种技术困扰；
单芯片低成本解决方案；
无线充TX端集成无线充电初级线圈控制、充电电流回馈解析和充电功率调整三部分功能；
无线充RX端集成无线充电接收、电池充放电管理和BLDC电机控制三部分功能。
方案规格：
MS51（8位1T 8051）；
Flash最高达32 KB；RAM最高达2KB；
电压工作范围：2.4V ~ 5.5V；
工业级工作温度：-40 ~ +105℃；
外设资源丰富：4组16位Timer、WDT、WKT、UART、SPI、I2C、3组互补双通道/6组单通道输出PWM、ADC；
优异的ESD&EFT；
抗干扰能力：EFT/4kV&ESD HBM最高达8kV；
封装支持：MSOP10/TSSOP14/QFN20/TSSOP20/TSSOP28/QFN33/LQFP32。
