從醫(yī)療設(shè)備到生活必備：智能馬桶的進(jìn)化史

上世紀(jì)80年代，日本某公司將醫(yī)療級(jí)溫水洗凈技術(shù)引入民用領(lǐng)域，誕生了初代智能馬桶。如今，其功能已從基礎(chǔ)加熱、清洗，演進(jìn)為集健康監(jiān)測(cè)、云端互聯(lián)、智能預(yù)警于一體的生態(tài)系統(tǒng)：

實(shí)時(shí)健康分析：尿液成分檢測(cè)+體溫監(jiān)測(cè)

物聯(lián)網(wǎng)中樞：通過(guò)WiFi/網(wǎng)關(guān)上傳數(shù)據(jù)至醫(yī)院系統(tǒng)

全場(chǎng)景控制：APP遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)水溫、座溫、殺菌模式

日本普及率超60%，中國(guó)智能馬桶市場(chǎng)年增速達(dá)25%（數(shù)據(jù)來(lái)源：行業(yè)研報(bào)）

供電部分原理圖及選型推薦

根據(jù)其不同智能馬桶的功率需求，可設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)不用的拓?fù)潆娐贰Ｈ鐖D所示，提供了典型的AD-DC FLYBACK拓?fù)潆娐?，此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用器件少，可靠性高，廣泛應(yīng)用于小功率電源供電場(chǎng)合。

其中：3.3V/5V給MCU供電，12V,24給直流電機(jī)供電。

在FLYBACK拓?fù)渲?，B1為整流橋，Q1為高壓MOS，Q2為同步整流MOS。D1為次級(jí)整流肖特基二極管（整流二極管D1和同步整流MOS在此電路中二選一即可，在追求高效率的應(yīng)用中，可選用同步整流MOS，在追求低成本應(yīng)用中，可選用肖特基整流二極管）。

加熱控制原理圖及選型推薦

光耦選型與調(diào)壓特性

該電路可兼容過(guò)零型（如JOC3063）與非過(guò)零型光耦（如JOC3053）：

過(guò)零觸發(fā)：輸出僅在交流過(guò)零點(diǎn)響應(yīng)，通過(guò)占空比調(diào)節(jié)功率（無(wú)法實(shí)時(shí)調(diào)壓，但EMI干擾?。?；

非過(guò)零觸發(fā)：輸出信號(hào)實(shí)時(shí)跟隨輸入，支持移相調(diào)壓（導(dǎo)通角可調(diào)，需防范電路干擾）；

應(yīng)用場(chǎng)景：加熱控制（座圈/水溫）及交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支持三/四象限可控硅觸發(fā)。

電路工作原理：

1、當(dāng)MCU的I/O口輸出高電平時(shí)，三極管Q1開(kāi)通，此時(shí)，可控硅光耦U1開(kāi)通。

2、當(dāng)AC輸入加載到雙向可控硅Q3的T2為正,T1為負(fù)時(shí)（電源正半周），電流經(jīng)過(guò)負(fù)載load、限流電阻R1,可控硅光耦，加載到可控硅Q3的G極。此時(shí)，可控硅Q3的G相對(duì)于T1為正，T2現(xiàn)對(duì)于T1為正，可控硅工作在第一象限。當(dāng)AC輸入加載到雙向可控硅Q3的T2為負(fù),T1為正時(shí)（電源負(fù)半周），電流經(jīng)過(guò)Q3的T1,G級(jí),可控硅光耦，R1 ，負(fù)載load。此時(shí)，可控硅Q3的G相對(duì)于T1為負(fù)，T2相對(duì)于T1為負(fù)，可控硅工作在第三象限。

3.當(dāng)MUC的I/0輸出低電平是，Q1關(guān)斷，導(dǎo)致可控硅光耦關(guān)閉，Q3門(mén)極無(wú)觸發(fā)電流，在交流過(guò)零點(diǎn)時(shí)（主回路電流低于IH值）關(guān)閉，當(dāng)MCU的I/O口再次發(fā)出觸發(fā)信號(hào)后開(kāi)通。

當(dāng)智能馬桶從“功能集成”邁向“健康數(shù)字孿生”，其本質(zhì)是陶瓷外殼下的微型實(shí)驗(yàn)室。捷捷微電推動(dòng)的功率器件套片化（如JST系列可控硅+JOC光耦組合），正加速行業(yè)從離散設(shè)計(jì)走向平臺(tái)化開(kāi)發(fā)。