近年來,隨著消費者對清潔效率和智能化體驗的期待持續(xù)提升,吸塵器、洗地機、掃地機器人等清潔電器不斷向多功能、高性能方向演進。
主流廠商在提升吸力、電池續(xù)航的同時,也在控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動與電源管理方案中持續(xù)優(yōu)化,以期在智能感知、能耗控制與成本效率間取得更好平衡。
本期,我們對四款主流清潔電器進行了系統(tǒng)拆解,涵蓋海爾HZG-Q49W無線吸塵器、添可芙萬2.0智能洗地機、科沃斯DG710掃地機器人和美的P2G無線吸塵器。
通過對主控、電控、鋰電管理方案的匯總,對比它們在核心元器件選型和技術(shù)實現(xiàn)上的差異與創(chuàng)新,揭示各品牌的技術(shù)亮點與優(yōu)勢。
01 海爾HZG-Q49W 135W真空吸塵器:整機實現(xiàn)全國產(chǎn)器件替代
隨著智能家電的不斷發(fā)展,吸塵器市場也迎來了技術(shù)革新。無線手持吸塵器因其便捷性和強勁吸力,逐漸成為消費者的熱門選擇。
近年來,各大品牌紛紛推出搭載無刷電機、智能控制與高效電源管理的吸塵器產(chǎn)品,使整體性能和用戶體驗大幅提升。
產(chǎn)品名稱:真空吸塵器
產(chǎn)品型號:HZG-Q49W
額定電壓:14.8V額定功率:135W
充電電壓:5V
充電電流:2A
制造商:青島海爾智慧生活電器有限公司
在吸塵器主控電路板上可以看到MCU、鋰電保護IC、鋰電檢測IC、MOSFET、LDO等元器件。
主控電路采用了賽元微SC92F8003 MCU,這是一顆基于增強型8051內(nèi)核的工業(yè)級Flash控制器,具備豐富的通信接口與ADC資源,承擔(dān)整機運行的狀態(tài)判斷、電池管理和LED指示控制。
與之配套的鋰電保護方案則由華潤矽威的PT6605S和PT6605組合提供,前者用于高精度的過充監(jiān)控,后者負責(zé)過溫、欠壓等安全檢測,構(gòu)成雙重保護機制。
電源路徑中的MOS器件亦全面采用國產(chǎn)品牌。新潔能提供了NCE4009S和NCE40P07S分別作為充電升壓與保護開關(guān)管,具備低導(dǎo)通電阻和小封裝優(yōu)勢;華鎂憶芯的H1808N則用作主電機供電路徑的開關(guān)控制,支持大電流輸出,提升了整機效率與熱穩(wěn)定性。
品牌:YONGJIE
型號:BL45521NF
額定電壓:14.8V
額定功率:50W/135W
在電控電路板上可以看到電控MCU、MOS、電容等元器件。
在電機控制部分,電控板采用士蘭微SPC7L64B MCU,該芯片集成了六路NMOS預(yù)驅(qū)、LDO、電壓比較器與高速ADC,內(nèi)核為64MHz Cortex-M0,顯著簡化外圍器件需求。六顆絲印為P3403的N溝道MOS組成逆變驅(qū)動電路,并搭配常州華威的濾波電容,形成結(jié)構(gòu)緊湊的BLDC電控方案。
02 添可芙萬2.0智能洗地機:主控與鋰電雙板架構(gòu)協(xié)同控制
智能洗地機作為清潔電器中的新興品類,不但結(jié)合吸塵器和拖把的特點,還實現(xiàn)了“吸塵-拖地-自清潔”的清掃模式,能更好地滿足消費者的清潔需求。
主控電路板是整機的中樞系統(tǒng),搭載了小華半導(dǎo)體的HC32F460系列KETA-LQFP64 MCU,基于ARM Cortex-M4內(nèi)核,主頻最高達200MHz,具備豐富的GPIO與外設(shè)接口,支持高精度ADC、PWM、電機驅(qū)動控制與信號處理等功能,適用于復(fù)雜的變頻電機控制和多傳感器融合任務(wù)。
電源轉(zhuǎn)換部分由芯龍的XL2596 DC-DC芯片提供穩(wěn)定電壓輸入;信號調(diào)理部分使用思瑞浦LMV358B運算放大器;語音交互功能則通過唯創(chuàng)知音WT588F02A DSP語音芯片實現(xiàn)。功率器件方面,搭載了DINTEK的DTM4015 P溝道MOS與新潔能NCE60P45K等型號,覆蓋電機切換與電源管理路徑。主控板還與多條傳感器線路連接,支撐產(chǎn)品的智能檢測與狀態(tài)判斷。
頂部顯示板承擔(dān)整機的用戶交互與狀態(tài)反饋任務(wù)。板上集成天微電子的TM1637 LED驅(qū)動芯片,支持數(shù)碼管顯示與鍵盤掃描功能,廣泛應(yīng)用于小家電中的顯示模組。該芯片與主控MCU之間通過串行通信協(xié)議進行指令交互,實現(xiàn)模式顯示、電量狀態(tài)、故障提示等功能。
板載還包含芯邦提供的存儲IC,用于保存運行參數(shù)與狀態(tài)配置,確保機器斷電重啟后的狀態(tài)記憶與功能恢復(fù)。整塊顯示板結(jié)構(gòu)緊湊、接口清晰,便于與主控板進行物理分離和功能模塊化設(shè)計。
鋰電板與電池包配套使用,是整機供電和電池管理的核心板塊。該板同樣采用小華HC32F460系列MCU(F460-LQFP48封裝),在體積受限條件下提供了完整的電壓、電流、溫度監(jiān)測與充放電管理能力。其控制器具備高集成度、低功耗及強實時性,支持自清潔流程、電池容量預(yù)測等功能。
電源路徑搭載Qorvo的CST32251電源應(yīng)用控制器,用于智能負載管理與狀態(tài)檢測;華潤微CRTM030N04L P溝道MOS、新潔能NCE60P45K及司坦森MOS器件共同組成電池保護和負載開關(guān)電路,提升整機在大電流輸出時的安全性與可靠性。
03 科沃斯掃地機器人DG710:單板集成控制、通信與功率驅(qū)動
作為國產(chǎn)掃地機器人代表廠商之一,科沃斯DG710集成了紅外避障、路徑規(guī)劃、自動回充、APP控制等功能。通過主控板、無線模組與鋰電板的分工協(xié)作,完成對清掃任務(wù)的智能感知與路徑?jīng)Q策。
主渦輪風(fēng)機座709J060、提供吸力、ZIF接口、電機品牌為尼德科(Nidec),吸力約為1000pa/aw。
電池類型為鎳氫電池,產(chǎn)品型號為DM88-BYD,標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V,額定容量為3000mAh,電芯型號為H-SC3000P,制造廠商為比亞迪股份有限公司。
DG710主控芯片為兆易創(chuàng)新GD32F103VGT6,基于ARM Cortex-M3內(nèi)核,主頻108MHz,具備1MB Flash、96KB RAM、12位ADC與豐富通信接口,適合多傳感器輸入與多執(zhí)行單元控制等復(fù)雜任務(wù),作為整機“大腦”承擔(dān)主邏輯處理、任務(wù)調(diào)度與電源分配。
通信部分集成了樂鑫ESP-WROOM-02 Wi-Fi模組,基于ESP8266EX芯片,支持2.4GHz無線通訊協(xié)議,內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧和SPI Flash,負責(zé)與APP進行實時互聯(lián),完成遠程啟動、路徑記錄、狀態(tài)同步等功能。模組面積僅為18×20mm,適合在空間緊湊的產(chǎn)品中部署。
功率控制方面,搭載AOS的AO4459 P溝道MOS,以及德州儀器的充電管理IC。
除控制與驅(qū)動之外,主控板還集成了多個輔助功能模塊。在時鐘管理方面,采用愛普生RX-8010SJ低功耗實時時鐘芯片,內(nèi)置頻率補償晶體與I2C通信接口,為任務(wù)調(diào)度與狀態(tài)記錄提供時序支持。
語音播放功能由新唐ISD2260音頻芯片實現(xiàn),該芯片具備三聲道數(shù)字音頻播放能力,內(nèi)置D類揚聲器驅(qū)動,輸出功率可達1W,用于運行狀態(tài)的語音反饋。
04 美的P2G無線吸塵器:雙電機+低功耗MCU控制方案
作為手持吸塵器中的主流款式,美的P2G無線吸塵器在性能與成本控制之間取得平衡,結(jié)構(gòu)輕巧、操控便捷,配有主吸電機與地刷獨立電機,實現(xiàn)了雙電機協(xié)同清潔。
其電控系統(tǒng)以分體式設(shè)計為主,由主控板、外置電源適配器與鋰電模塊共同組成,搭載多顆經(jīng)典國產(chǎn)與國際主流元器件,是面向中端市場的代表性“芯”價比方案。
外置可充電式鋰電池:
型號:HD003
額定電壓:14.4V
充電限制電壓:18V
額定容量:2Ah 18.8Wh
主控芯片選用意法半導(dǎo)體的STM8L052R8,是一款超低功耗8位微控制器,內(nèi)置64KB Flash、EEPROM存儲和多種低功耗運行模式。該芯片具備較強的抗干擾性能與靈活的外設(shè)控制能力,適用于功率受限的小家電場景。配套功率路徑中,搭載了來自IR的PD-97146A系列功率MOSFET,具有低導(dǎo)通電阻與全特性雪崩電壓支持,用于高頻DC-DC電路。
此外,電機切換路徑中使用了新潔能的NCE40P07S(P溝道MOS),該器件采用先進溝槽工藝,具備較低的柵電荷與良好的雪崩耐受能力,適用于充電保護與負載切換控制,滿足中等電流負載場景的應(yīng)用需求。
活動預(yù)告
在“無繩化、高效率、智能化”趨勢驅(qū)動下,電動工具與清潔電器兩個原本相對獨立的終端領(lǐng)域,正在系統(tǒng)設(shè)計層面加速融合,特別是在鋰電管理、電機驅(qū)動與快充控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)形成高度共通。
為順應(yīng)這一變革,推動技術(shù)共建與方案整合,由Big-Bit商務(wù)網(wǎng)主辦、《半導(dǎo)體器件應(yīng)用》雜志承辦的“第八屆(蘇州)電動工具控制與充電技術(shù)研討會”與“2025’清潔電器技術(shù)創(chuàng)新論壇”將于2025年8月22日在蘇州尼盛萬麗酒店舉行,聚焦雙領(lǐng)域的核心技術(shù)路徑與系統(tǒng)集成方向,打通研發(fā)協(xié)同、結(jié)構(gòu)整合與技術(shù)復(fù)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
本次大會設(shè)置主題演講、圓桌論壇、技術(shù)展示與供需對接等多個環(huán)節(jié),聚焦電源管理IC、MCU、功率器件、傳感器等上下游廠商。
電動工具論壇將重點關(guān)注無刷電機的效率優(yōu)化、電池健康管理(HPM)與快充協(xié)同控制、高集成度控制芯片等技術(shù)方向;而清潔電器分論壇則將以清潔機器人技術(shù)創(chuàng)新為核心亮點,圍繞多模態(tài)傳感器融合、路徑規(guī)劃算法、無刷電機高效低噪控制等展開深入交流,探討下一代產(chǎn)品的系統(tǒng)演進路徑。
現(xiàn)場還將設(shè)立產(chǎn)品展示區(qū)與供需對接會,幫助整機廠與方案商實現(xiàn)精準(zhǔn)選型與高效協(xié)同。雙論壇聯(lián)動,既服務(wù)前沿技術(shù)探索,也對接產(chǎn)品工程落地,為產(chǎn)業(yè)鏈上下游打造一站式對接與系統(tǒng)級交流平臺。
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