SKG W5护膝仪如何实现多功能？

近年来，理疗与康复类可穿戴设备不断扩展，从眼部、颈部到关节护理，应用场景日益多样化。膝关节作为高频受力部位，既面临运动后修复的需求，也有老龄化群体的保健痛点，因此护膝仪正成为健康电子市场的新兴品类。
本次 Big-Bit 拆解带来的是 SKG W5 系列一代护膝仪。其在产品宣传中强调 恒温热敷、震动按摩、气囊包裹 等多重功能，兼顾舒适性与便携性。其设计不仅着眼于局部加热，更通过多模式组合，提供类似理疗场景的复合体验。
一起来看看该款护膝仪的电机驱动、锂电管理、充电等功能的方案是如何设计的？又用到了哪些元器件？

SKG W5 护膝仪产品介绍

SKG W5 护膝仪包装盒。

护膝仪包装盒背面可以看到产品信息：

产品名称：护膝仪
型号：S5231TB
电池容量：2500mAh/18.5Wh
额定输入功率：14W
额定充电电压：5V
制造商：未来穿戴健康科技股份有限公司

打开护膝仪包装盒可以看到护膝仪本体。

SKG W5 护膝仪拆解

将护膝仪的底部撬开可以看到其内部电机。

将护膝仪电机上的螺丝拧掉，取出电机。

护膝仪电机厂商为齐力电机；型号为：BLDC3025；规格为DC7.4V。

量得护膝仪电机的直径为30.58mm。

继续撬开护膝仪可以看到用于发热的LED电路板。

护膝仪LED电路板特写。

将护膝仪顶部按钮处撬开可以看到其内部情况。

将其取出可以看到护膝仪主控电路板和锂电池组。

护膝仪主控电路板量得长为53.22mm；宽为48.28mm。

护膝仪锂电池组生产商为深圳市量能科技，型号为18650-2S1P；标称电压为7.4V；额定容量2500mAh；充电限制电压为8.4V。

将护膝仪锂电池包继续拆开可以看到锂电保护板。

护膝仪锂电保护板量得长为45.18mm；宽为8.02mm。

护膝仪锂电池组电芯特写。

护膝仪主控电路板

在护膝仪主控板上我们可以看到MCU、LED驱动、充电管理IC、语音IC、MOS等元器件。

该护膝仪的MCU来自普冉，型号为PY32MD310，封装形式为QFN32(5*5)。
PY32MD310 系列MCU采用 32 位 ARM® Cortex®-M0+ 内核，最高主频 48 MHz，内置最高 64 KB Flash 与 8 KB SRAM，支持多种封装形式。工作电压范围 2.0–5.5 V，温度范围 -40 ℃~105 ℃，并具备 Sleep 与 Stop 等低功耗模式。

芯片集成多种常用外设：2 路 SPI、2 路 USART（支持自动波特率检测）、1 路 I²C（支持 100 kHz/400 kHz）、1 路 12 位 ADC（最多 7 通道输入）、5 个 16 位定时器、LPTIM、RTC，以及独立/窗口看门狗。
在模拟与电机控制方面，PY32MD310 集成 2 个比较器、2 个运算放大器，并内置三相 PN 型半桥式栅极驱动器（6–36 V 工作电压，带 5 V/50 mA LDO），适用于单相/三相 BLDC、PMSM 电机驱动应用。芯片同时提供 3 通道 DMA、CRC-32、唯一 UID、SWD 调试接口等资源。

与传统 MCU+外部驱动器的电机控制方案相比，PY32MD310 将电机控制与驱动资源集成在单颗芯片上，不仅能减少 BOM 成本和 PCB 面积，也能在电机响应速度与可靠性上带来优势。
对于电机应用厂商而言，这种高集成度设计意味着更快的方案导入、更小的系统体积和更优的能效表现，有助于电机产品在消费级与工业级市场实现差异化。
PY32MD310在该护膝仪电路中负责整机功能的主控与电机驱动控制，并与显示/按键芯片交互，实现系统逻辑运行和安全保护。

护膝仪电机驱动MOS来自ALLPOWER(铨力)，型号为AP3908GD，封装形式为PDFN5x6。
AP3908GD 是一款增强型 MOSFET，集成一个 N 沟道与一个 P 沟道功率管。
其规格为： N 沟道在 VGS=10V 时 RDS(on) 低于 13 mΩ，可承受 30V、36A 电流；P 沟道在 VGS=-10V 时 RDS(on) 低于 23 mΩ，可承受 30V、25A 电流。
在该护膝仪电路中，三颗AP3908GD组成BLDC电机的三相全桥驱动，与普冉 MCU 内置的预驱电路配合，由 MCU 输出 PWM 信号控制实现按摩电机的启停和转速调节。

护膝仪LED驱动来自天微电子，型号为TM1650，封装形式为SOP-16。
TM1650 是一款用于数码管显示的驱动控制芯片，内部集成 MCU 数字接口、数据锁存器、LED 驱动和键盘扫描电路。
芯片支持两种显示模式：8 段×4 位和 7 段×4 位，并提供 8 级亮度调节。段驱动电流大于 25 mA，位驱动电流大于 150 mA，适合中小型数码管显示应用。同时，它支持单键 7×4bit 输入（最多 28 个按键）和 4 组组合键识别，可实现常见的人机交互功能。
TM1650 在护膝仪电路中主要负责数码管显示驱动和按键扫描。

护膝仪语音IC 来自唯创知音，型号为WT588F02G-8S，封装形式为SOP-8。

护膝仪充电管理IC来自英集芯，型号为IP2326，封装形式为QFN-24（4*4）。
IP2326 是一款支持 15W 快充的 2 节/3 节串联锂电池升压充电芯片，采用同步开关架构并内置功率 MOS，工作频率为 500 kHz。
IP2326 内置 2 串电池充电均衡电路，可在充电过程中实时监测单节电池电压，保证电池组的一致性；同时具备 NTC 温度保护、输入过压/欠压保护、输出过流/过压/短路保护以及 IC 过温保护等多重安全机制。
在该护膝仪电路中，IP2326负责将 Type-C 接口输入的 5V 电压升压为 2 串或 3 串锂电池所需的充电电压，完成恒流/恒压调节和电池均衡。

护膝仪开关MOS来自ALLPOWER(铨力)，型号为AP30P30Q，封装形式为PDFN3x3。
AP30P30Q 是 ALLPOWER 推出的一款 P 沟道增强型功率 MOSFET，耐压 -30 V，连续电流能力可达 -40 A，导通电阻在 VGS=-10 V 时低于 9 mΩ。
在该护膝仪电路中，AP30P30Q负责充电通路的通断控制和反向保护。
护膝仪锂电保护电路板

一颗丝印为252C的锂电保护IC，封装形式为SOT-23-6。

护膝仪锂电MOS来自富晶，型号为FS8205A，封装形式为TTSOP-8。

FS8205A 是一颗双 N 沟道功率 MOSFET，其规格为：VGS=4.5 V 时 RDS(on) 最大 27 mΩ，VGS=2.5 V 时最大 35 mΩ。
在该护膝仪电路中，两颗FS8205A并联负责放电电路的控制，一颗FS8205A负责充电电路的开关。

以上为此次护膝仪拆解全过程，最后放一张全家福。
Big-Bit拆解总结

从整体来看，SKG W5 一代护膝仪以普冉 MCU 为核心，围绕电机驱动、发热控制、充电管理和电池保护几个模块展开，功能划分明确，选型也相对务实。
其设计思路是“高集成主控 + 简洁外设 + 完整保护”，在有限空间内实现了多功能的协调运作。
护膝仪电机控制与驱动层面，普冉PY32MD310 集成了电机预驱功能，使它不仅承担整机工作模式与逻辑的调度，还能直接推动由三颗 ALLPOWER AP3908GD 搭建的三相全桥，为 BLDC 电机提供了完整的控制驱动方案。
这种“MCU 预驱 + 外置功率管”的电机驱动组合，既降低了 BOM 成本和 PCB 占用，又提高了电机响应速度和稳定性，非常适合体积受限、对电机控制精度有要求的小型健康设备。这是近年来在小家电、按摩类设备里逐渐普及的低成本高集成化方案。
护膝仪发热控制层面，护膝仪的热敷功能通过一整块 LED 阵列板来实现。这里选用 天微 TM1650，原本是一颗数码管 LED 显示驱动 IC，但在本设计中被用作 恒流驱动器，直接控制发热 LED 阵列。
护膝仪充电管理方面，选择英集芯 IP2326 充电 IC 配合 AP30P30Q P-MOS 做输入通断。IP2326 支持 2S/3S 串联电池、均衡充电、快充协议申请，能提升充电效率；而 AP30P30Q 则在前端作为高边开关，起到过压隔离和反灌保护作用。两者搭配，既保证了快充速度，又确保了接口与芯片在复杂充放电场景下的安全。
护膝仪电池保护方面，采用独立的保护板结构。252C 保护 IC 搭配 3 颗 FS8205A 双 MOS，其中两颗并联在放电路径，专门应对电机启动瞬间的大电流；另一颗独立负责充电路径。这种“放电加粗、充电单路”的不对称设计正是考虑到电机类应用放电冲击大、而充电电流较小的实际需求。
整体方案的逻辑非常统一：主控选择高集成 MCU 来减少外围和缩小体积，功率器件选低阻抗 MOS 来保证电机和电池的效率，快充部分通过充电 IC 与 P-MOS 组合来兼顾效率和接口安全，发热部分则巧妙复用显示驱动芯片来降低成本。
总体而言，这款护膝仪的电路方案在小体积、低功耗的前提下完成了多功能集成。器件选型上实现了全国产，而且每个器件的选型都与应用场景直接挂钩，通过合理的集成与复用，在成本、功能和安全之间找到最优平衡。

本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载

审核编辑 黄宇