妹纸买了一款羞羞小玩具，让我帮她拆解分析电路原理~

妹纸说她买了一款羞羞小玩具，是个电子产品，不知道怎么用。我为了好好表现，展现个人实力，马上帮她拆解，分析电路原理。妹纸还说被商家送了两包黑色的像洗发水的东西，不过这个跟电子电路无关，于是直接忽略。

这个才是研究的对象：这款羞羞小玩具叫“蕉羞”。包装盒背面：拆开包装，所有东西拿出来，有说明书，充电线，以及一根香蕉！难怪叫“蕉羞”，原来是一根羞羞的香蕉，既“蕉”又“娇”。只是说明书是用A4纸打印的，这么随意让我有点意外。这个香蕉是硅胶材质，拿在手上软软的，手感很好。香蕉带吊绳，可以挂在背包上，商家一定是想让你想用时可以随时拿来用，非常考虑用户体验了。香蕉皮的地方有一个开关。背面还有一个充电口。充电时，把充电线的公头插进去。外观介绍完了，下面开始拆解！拆解蛮简单的，不愧是根香蕉，拆解就是先剥香蕉皮。把香蕉皮往上扒拉：手接触的地方是白白的香蕉肉，摸起来很舒服。把香蕉肉往下扯，很容易就褪下来：

露出5颗螺丝。

把这5颗螺丝卸下，就可以打开外壳，露出内部的电子元器件。

挂绳竟然是金属电线，莫非金属线的成本比普通绳子还便宜，这是一种降本措施吗？还是说为了坚固耐撕扯？拆开后可以看到以控制板PCBA为核心，外围是充电口、震动马达、锂电池。控制板PCBA的正面，主要是16脚的主控芯片，丝印为B004491。控制板PCBA的背面：复原电路原理图：实物图也做对应的标注，标注实物正面：标注实物背面：拆解已完成，下面开始分析电路！

一、MCU主控芯片电路

MCU主控芯片U4表面的丝印是B004491，没找到数据手册，所以无法根据数据手册为原理图符号的各引脚标注出功能定义。主控芯片外接晶振，带蓝牙天线，说明具备蓝牙控制功能。通过开关按键SW1，实现开机、关机、马达震动模式切换的功能。二、震动马达控制电路

MCU主控芯片的15脚输出电压信号，控制NMOS管Q1的开启和关闭，从而控制震动马达的转动，这是15脚输出电压信号的实测波形图：可以看到，此时的控制波形是一个峰峰值为3.6V、频率为103.82Hz的方波，此时羞羞小香蕉处于一个稳定规律的震动模式。（相对于其他一些无规律的忽快忽慢的震动模式来说）

1、马达并联续流二极管D1的作用

震动马达属于感性负载，当NMOS管Q1由导通转为关断时，马达电机线圈会因电流突变产生反向电动势（电压高、极性与电源相反），这个电动势会反向施加在NMOS管的D-S极之间，极易击穿NMOS管。

续流二极管在此处起到泄放反向电动势的作用。它与马达并联且反向导通（阳极接电机低电位端、阴极接高电位端），在NMOS关断的瞬间，为反向电动势提供低阻抗泄放回路，将线圈存储的磁场能量释放掉，从而保护 NMOS管不被击穿。

选型要求方面，这个二极管需要是快恢复二极管或肖特基二极管，能快速响应开关的通断，保证续流及时。

2、马达并联电容C2的作用

这个电容一般为小容量的陶瓷电容或独石电容，主要有两个核心作用：

一是滤除电磁干扰（EMI）：有刷电机内部的电刷和换向器接触时，会产生高频电火花，形成电磁干扰，可能会影响MCU的GPIO信号稳定性，甚至干扰玩具的其他电子元件（如充电管理芯片）。电容可以吸收这些高频干扰信号，降低电磁辐射。

二是平滑电机两端电压：辅助续流二极管吸收反向电动势的残余尖峰电压，进一步优化电路的电压稳定性，避免尖峰电压对MCU的G极控制信号造成干扰。

3、串联电阻R2的作用

NMOS管Q1的G极与MCU主控芯片的GPIO之间串联的1KΩ电阻R2，是限流电阻，核心作用有两个：

一是限制GPIO的驱动电流：MCU的GPIO引脚输出能力有限（通常灌电流/拉电流在几mA到十几mA），NMOS的G极和S极之间是一个等效电容（栅极电容），导通瞬间电容会快速充电。串联1KΩ电阻可以限制充电电流，避免大电流损坏MCU的GPIO引脚。

二是减缓NMOS的开关速度：电阻会增大栅极回路的RC时间常数，让NMOS的导通和关断过程变慢，降低开关损耗，同时减少开关过程中产生的电压尖峰和电磁干扰，提升电路稳定性。注意这里的“慢”是相对的、可控的慢，如果开关速度过慢，反而会让开关总损耗上升。

4、下拉电阻R1的作用

电阻R1是下拉电阻，核心作用是保证NMOS管Q1的可靠关断。

（1）默认关断状态：当MCU的GPIO引脚处于高阻态（如MCU复位、休眠，或GPIO未输出有效电平）时，NMOS的G极电压会通过10KΩ电阻R1下拉到地，此时VGS=0V，NMOS处于完全关断状态，马达不会误启动。

（2）泄放栅极电荷：NMOS关断时，栅极电容上存储的电荷可以通过这个下拉电阻快速泄放，保证NMOS关断及时，避免因栅极电荷残留导致的“假导通”。

（3）电阻配比逻辑：10KΩ下拉电阻R1的阻值远大于1KΩ串联电阻R2，当GPIO输出高电平时，G极电压可以稳定抬升到接近GPIO高电平，满足NMOS的导通条件，即VGS>阈值电压VGS(th)。

三、电源防反接电路

这个产品做了电池的防反接，我在想设计电路的硬件工程师就这么怕电池被焊反吗？反正我设计的话是不加的。

具体是这个MOS管Q3实现电源防反接：

利用NMOS管实现防反接的电路，核心原理是依靠NMOS管的导通特性与电源极性的匹配关系，具体工作逻辑如下：

1、正常极性接入时

电池正极、负极正确连接，G极电压高于S极电压，满足NMOS管的导通条件，D-S极之间呈现低导通电阻，电流可以顺畅地从电池正极流出，经过负载、S-D极回到电池负极，整个电路正常工作。

2、电源反接时

若电池正负极接反，此时G极电压会低于S极电压，NMOS管的导通条件被破坏，D-S极之间处于高阻截止状态，相当于电源回路被切断，从而避免反向电流流过负载和后续的MCU、电机等核心元件，起到防反接保护作用。

NMOS管相比二极管防反接具有一定优势，体现在NMOS管导通内阻极低，在大电流场景下的功耗远小于普通整流二极管，不会产生明显的发热问题，更适合电池供电的小型便携设备（如该震动玩具），能有效提升电池续航时间。

四、USB输入电路插入USB充电线进行充电，5V电压是给到芯片U3，丝印为JX4012。可惜没有找到数据手册，不知道它的作用，知道的朋友请留言区介绍一下。充电时，VCC会有电压，通过电阻R4和R6分压后输给MCU芯片U4的7脚，这样MCU就知道是在充电了。电路拆解完毕，我跟妹纸讲解了一番，知识又增加了一些。