飞利浦HX333S冲牙器原理及维修

署名 浙江 方位

一台飞利浦HX333S冲牙器,按电源键,电机不动。插上充电器,给冲牙器充电几十分钟后再按电源键,电机仍不动。

拆机方法:将冲牙器底部的两个塑料塞用针撬下,再旋下里面两个螺丝,即可将外壳里的机芯拆出来。

初步检测主板上的关键电压:USB输入口的P+,P---之间有5V电压,测得电池B+.B---之间有3.9V电压。测得充电输出端BAT(即整机供电端)只有3V。充电几十分钟,B+.B---之间及BAT与地之间电压均没有变化。

为分析工作原理,拆下主板测绘出整机电路如图所示。(纠错:Q1,Q2的S极对地(R13左端)漏画一个R14 0.02欧姆电阻(电流检测电阻),特此勘误,请读者留意)

一.电路原理

1. U2 锂电池充电芯片 CE3221

该芯片4脚输入 USB 5V电压,5V电压经R3,R2分压后输入CPU3脚。芯片2脚R6是充电电流设定电阻,充电电流Ibat=1V/R6 X 1000。芯片5脚是充电电压BAT输出脚。充足电后,芯片6脚输出低电平到CPU7脚。充电时,芯片7脚输出低电平(未用)。芯片8脚高电平时,芯片正常充电;该脚低电平时,芯片停止充电。芯片8脚电平由CPU4脚控制。

2. U3 CPU芯片 F5317.85D8

该芯片12脚是供电脚,5脚是接地脚。芯片6脚是SW1电源按键输入脚,15脚是SW2功能按键输入脚。芯片1脚D5,16脚D6指示电池状态。芯片8脚D1,9脚D2,10脚D3指示脉冲,清洗,敏感三种功能工作状态。

芯片11脚是电机控制信号输出脚,控制Q1,Q2驱动电机工作在上述3种状态。芯片14脚是电机电流检测脚,检测电机在三种功能时的工作电流,当电机电流异常,芯片11脚输出低电平,电机停止工作。

芯片3脚是USB电压检测脚,当芯片检测到有USB充电电压时,电机停止工作。芯片4脚是充电控制信号输出脚,该脚高电平时,充电芯片U2充电;该脚低电平时,充电芯片U2停止充电。

芯片2脚是电池测温电阻NTC检测脚,若电池温度过高,使得NTC阻值过低,又使得该脚输入电压低于芯片内部设定值时,芯片4脚输出低电平,充电芯片U2停止充电。若电池温度过高,芯片11脚输出低电平,电机停止工作。

芯片7脚是电池充足信号输入脚,当该脚低电平,芯片4脚输出低电平,充电芯片U2停止充电。

芯片13脚是供电电压检测脚,检测电压由供电电压经R11,R12分压。当电池电压在正常范围,电机,充电控制脚输出正常。电池电压不正常时,电机,充电均停止工作。

3. U4 锂电池保护芯片XB8886

电池正常时,芯片将电池B---端下拉到地,B---与地接通。当电池过压,过流,过充,欠充时,芯片不将电池B---端下拉到地,B---与地断开,保护锂电池。

4. U5 1.5V稳压芯片

5. U7 单电压比较器芯片 RS8901

该芯片3脚正输入端电压为1.5V经R33,R34的分压值。该芯片负输入端电压为1.5V经R35,电池测温电阻NTC的分压值。

当芯片4脚电压高于3脚电压,芯片1脚输出低电平,使得Q3,Q4的DS极导通,电池的B+端与BAT端(充电输出端及电路供电端)接通:充电芯片U2可以给锂电池充电,锂电池也可以给电路供电。

若电池过热,使得测温电阻阻值过低,使得芯片4脚电压低于3脚电压,芯片1脚输出高电平,使得Q3,Q4的DS极断开,电池的B+端与BAT端(充电输出端及电路供电端)不接通:充电芯片U2不能给锂电池充电,锂电池也不能给电路供电。

二. 检修过程

实测主板上电池的B+端与BAT端(充电输出端及电路供电端)不接通:充电芯片U2不能给锂电池充电,锂电池也不能给电路供电。实测芯片U7的3脚电压为1.5Vx120K/(120K+1000K)=0.16V。实测当时测温电阻阻值为10.8K,芯片U7的4脚电压为1.5Vx10.8K/(100K+10.8K)=0.14V。芯片4脚电压低于3脚电压,芯片1脚输出高电平,使得Q3,Q4的DS极断开,电池的B+端与BAT端(充电输出端及电路供电端)不接通。

因为测温电阻NTC阻值随温度变化略有变化,以为NTC基本正常。因为NTC在温度8度时为10.8K阻值,查网上资料,估计NTC为5K阻值(25度)。怀疑电压比较器芯片及外围元件可能变值。于是,将U7芯片3脚电阻R34临时换为80K。此时U7的3脚电压1.5Vx80K/(80K+1000K)=0.11V。线路板装上在别的充电器冲了电的锂电池,因为芯片4脚电压高于3脚电压,芯片1脚输出低电平,Q3,Q4将电池的B+端与BAT端(充电输出端及电路供电端)接通,B+端与BAT端电压一样了。但是,按电源键,机器电机仍然不动。测量电机绕组电阻只有0.6欧姆,是否电机绕组有匝间短路造成电流过大而保护?接上USB 5V电源给机器充电,电池B+端,B---端之间电压没有升高。测量U2充电芯片8脚为低电平,可见CPU禁止了充电芯片的充电。怀疑机器主板及电机有问题。

由于淘宝上找不到该机主板及电机配件,于是在闲鱼买一台同型号故障机(故障机2)用来拆配件。故障机2也不能充电,也不能开机。拆开故障机2,测出其锂电池电压只有2.3V,可见锂电池过放电了。测量故障机2锂电池的测温电阻NTC阻值为120K欧姆,当时温度在6,7度。查资料,估计此测温电阻为50K(25度)B值3950的NTC。

由于故障机2锂电池NTC基本正常,只是电池欠充电。于是,将故障机2的电池接到外接充电器激活并充足电。按电源键开机,选择3种工作状态,电机运转均正常。测量故障机2电机绕组阻值也是0.6欧姆,估计故障机1,故障机2的电机都基本正常。测量测温电阻NTC两端电压在0.8V左右,基本正常。

但是,机器运行两三分钟时间,电机就停止工作了。测量锂电池还有4.1V电压,电量并没有用光。测量故障机2锂电池的测温电阻NTC两端电压,只有0.12V左右了。可见NTC阻值降低了。拆下该测温电阻NTC引线,测量其电阻只有10K左右了。手摸该锂电池,并没有感到发热。

因为手头还有其他事,暂时忙其他事了。几十分钟后,再来测量故障机2锂电池的测温电阻NTC两端电阻,其阻值已经恢复120K左右,将NTC接回主板。试着给机器接上USB 5V电源给锂电池充电,充电绿灯立即点亮,测量锂电池电压也在慢慢升高。测量U2充电芯片的8脚电压为4.6V,可见CPU4脚输出高电平控制信号使得U2充电芯片给锂电池充电了。但是,机器充电两三分钟时间,充电指示灯就不亮了。测量锂电池还没有达到4.2V电压。再次测量故障机2锂电池的测温电阻NTC两端电压,只有0.12V了。可见NTC阻值又降低了。拆下该测温电阻NTC引线,测量其电阻又只有10K左右了。手摸该锂电池,但是并没有感到发热。

再次测量测温电阻NTC阻值,NTC阻值要几十分钟后才恢复升高。多次试验,发现只要该测温电阻NTC接到主板上:在不充电,不开机的情况下,也就是电池不发热时,NTC两端电压也会在两三分钟内降低为0.12V左右。此时拆下该测温电阻NTC引线,测量其电阻又只有10K左右了。

怀疑测温电阻NTC漏电。割开锂电池包皮,取出测温电阻NTC,手摸NTC及引线感觉潮湿,估计是这个原因引起故障。用电吹风给测温电阻NTC加热吹干燥,几秒钟时间测温电阻NTC的阻值立即升高了。

为了不使得测温电阻NTC在电池包皮的密闭环境下潮气难以散发,在电池表皮上粘一片导热双面胶(修电视机粘led灯条用的导热胶带),将测温电阻NTC粘在导热胶带表面上。再将测温电阻NTC引线接回主板,在不充电,不开机的情况下, NTC两端电压能长时间保持在0.8-0.9V左右(6,7度温度时),不再在短时间内降低。按电源键给机器开机,电机运行时间变得很长,电机不再只运行两三分钟时间就停止工作了。给机器接上USB 5V电源给锂电池充电,锂电池电压也在慢慢升高,直至充足电量,绿灯熄灭。机器不再只充电两三分钟时间就停止充电了。

将原故障机改动的电阻值恢复原样,将故障机2锂电池及其测温电阻NTC接到原故障机主板上,原故障机的工作及充电也完全正常。至此,维修成功。

小结:该型号冲牙器的CPU的2脚检测锂电池测温电阻NTC两端电压是否正常,CPU的13脚监测锂电池两端电压是否正常。只有这两个电压在CPU芯片内部程序设置范围内,CPU才会允许电机运转及给锂电池充电。

这两个冲牙器不开机不充电的原因:一个故障机是锂电池的测温电阻NTC损坏,另一个故障机是锂电池的测温电阻NTC在电池包皮内受潮间歇漏电。所以,当你的该型号冲牙器不开机不充电,排除故障首选项是换新的原配电池。测温电阻要更换的话,型号建议使用:测温电阻为50K(25度)B值3950的NTC。还不行的话,再检查主板及电机。

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