如今,便攜式無(wú)線(xiàn)燙發(fā)器年復合增長(cháng)率超過(guò)60%。傳統方案用通用PWM IC+外掛MOS實(shí)現加熱,外圍器件多達30顆,體積大、溫控精度低、電池利用率差,無(wú)法滿(mǎn)足“裝進(jìn)化妝包”的極致體驗。輝芒微電子基于自研EEPROM工藝的8-bit MCU,以“高集成+低功耗+單節鋰電直驅”為核心,重新定義了無(wú)線(xiàn)燙發(fā)器的系統架構。
性能:30 s速熱,溫度精度±2 ℃,兩檔恒溫(180 ℃/200 ℃)。
續航:內置2500 mAh 4.2 V單節鋰電,全功率持續工作≥25 min。
安全:NTC開(kāi)路/短路、MOS過(guò)溫、電池欠壓、倒伏關(guān)機六重保護。
交互:側向滑動(dòng)開(kāi)關(guān)+三色燈環(huán);USB-C 5 V/9 V自適應快充。
尺寸:整機Φ28 mm×190 mm,PCBA面積<15 mm×45 mm。
? MCU:輝芒微EEPROM型8-bit MCU,片上集成:
– 16 KB Flash、1 KB Data EEPROM(20萬(wàn)次擦寫(xiě),存放溫度曲線(xiàn)與用戶(hù)習慣);
– 12-bit ADC×8ch,其中2路差分用于NTC采樣;
– 硬件PWM互補輸出帶死區,直接驅動(dòng)低Qg MOSFET;
– 0.9 V低壓?jiǎn)?dòng),休眠0.4 μA,適合單節鋰電直接供電;
– 4×36 LCD驅動(dòng),省掉外部LED驅動(dòng)IC。
? 功率級:低Rds(on) 30 V雙N-MOS,MCU PWM 32 kHz同步整流,減少發(fā)熱。
? 傳感:10 kΩ NTC玻封探頭,二階RC濾波后送入ADC;MOSFET內置NTC實(shí)現芯片級過(guò)溫保護。
? 充電:輝芒微專(zhuān)用線(xiàn)性充電IC,支持NTC溫度補償、0.5 C/1 C可選充電電流。
? 保護:自恢復保險絲+TVS+電流采樣電阻三重過(guò)流防護。
任務(wù)調度
– 1 ms節拍:ADC采樣、溫控PID、LED掃描。
– 100 ms節拍:電池SOC估算、按鍵去抖、故障診斷。
– 1 s節拍:低功耗判斷,決定是否進(jìn)入Deep-Sleep。
溫度控制
采用增量式PID+Bang-Bang混合算法:
? 大偏差階段Bang-Bang全開(kāi),快速升溫;
? 接近目標5 ℃切換PID,Kp=8、Ki=0.4、Kd=2,防止超調。
每10 ms刷新一次PWM占空比,實(shí)測±1.6 ℃穩態(tài)誤差。
電池管理
? 開(kāi)路電壓+庫侖計混合法,SOC誤差<5 %;
? 三級低電提示:3.5 V閃燈、3.3 V蜂鳴、3.2 V強制關(guān)機;
? 0 ℃以下禁止充電,45 ℃以上降額。
安全策略
? 雙看門(mén)狗:獨立硬件WDT + 軟件窗口WDT;
? Flash雙區備份:溫度曲線(xiàn)參數冗余存儲,掉電恢復零丟失;
? 倒伏檢測:六軸陀螺儀中斷喚醒MCU,2 s無(wú)動(dòng)作立即斷電。
測溫校準:用恒溫油槽標定0 ℃、100 ℃兩點(diǎn),ADC線(xiàn)性系數寫(xiě)入EEPROM,生產(chǎn)免調。
MOS溫升:在PCB背面開(kāi)0.3 mm銅箔網(wǎng)格,配合NTC閉環(huán)限功率,連續拉發(fā)30 min MOS溫度<85 ℃。
EMI過(guò)Class B:利用MCU可編程斜率驅動(dòng),PWM上升沿控制在60 ns,30 MHz余量>6 dB。
? ICT:ATE一次性寫(xiě)入PID參數、序列號;
? FCT:夾具模擬180 ℃負載,自動(dòng)比對穩態(tài)誤差,NG品自動(dòng)標記;
? 老化:55 ℃滿(mǎn)載4 h,篩選早期失效。
項目 | 傳統方案 | 輝芒微MCU方案 | 節省 |
---|---|---|---|
主控IC | 0.35 $ | 0.21 $ | 40 % |
外圍MOS/驅動(dòng) | 0.22 $ | 0.06 $ | 73 % |
LED/LCD驅動(dòng) | 0.08 $ | 0 $ | 100 % |
PCB面積 | 1200 mm2 | 675 mm2 | 44 % |
總體BOM | 2.05 $ | 1.36 $ | 34 % |
V1.0:基礎恒溫+三色燈環(huán);
V1.1:手機小程序藍牙調溫,云端發(fā)型庫匹配;
V2.0:TOF距離感應,靠近頭發(fā)自動(dòng)升溫,離開(kāi)休眠。
憑借“高集成、低功耗、易量產(chǎn)”三大優(yōu)勢,輝芒微MCU在無(wú)線(xiàn)燙發(fā)器賽道實(shí)現了從“功能機”到“智能機”的跨越:
? 對工程師:外圍極簡(jiǎn),兩周完成EVT;
? 對品牌:成本下降1/3,體積縮減一半,營(yíng)銷(xiāo)故事“化妝包里的迷你沙龍”一擊即中;
? 對用戶(hù):30秒速熱、全程恒溫、一次充電一周造型。