红外反射感应抽屉灯拆解：单红外探头如何实现低功耗“开抽屉即亮”

有些生活痛点虽小，但解决之后体验提升却很大。比如晚上想在抽屉里翻找物品，要么得起身去开房间主灯，要么就得举着手机照明，既麻烦又影响他人。

今天要拆解的，正是为解决这一场景而生的产品——Yeelight（易来）迷你抽屉灯。

这款产品主打“即贴即用”，内置电池与感应开关，宣称能实现“开抽屉即亮”的自动照明。

那么，它是如何精准判断抽屉的开合状态？其内部的电路设计又隐藏着哪些巧思？我们将通过一次完整的拆解来寻找答案。

一、外观与功能初探

Yeelight这款抽屉灯采用极简设计，纯白色的长条形机身，正面印有YEELIGHT的logo。机身一侧是大面积的导光板，确保出光柔和均匀。

侧面配备了主流的Type-C充电接口，这一点非常友好，用户无需再为一个小配件保留专用的Micro-USB线缆。

机身正面有一个圆形实体按键，用于循环切换三种工作模式：

1. 常亮模式：作为临时手电筒使用。
2. 关闭模式：完全断电，适合长期不使用的情况。
3. Auto自动模式：核心功能模式，依靠传感器实现自动感应开关。

在设备的顶部，可以观察到两个类似LED的小灯珠，这实际上是一对红外对管，也就是整台设备的“感知之眼”。

工作原理猜想：
这类抽屉灯普遍采用主动式红外反射探测原理。

• 当抽屉关闭时，抽屉内壁（挡板）距离传感器很近，红外发射管发出的光线被强烈反射回来，接收管接收到强信号，MCU据此判断为“关闭”状态，继而控制照明灯熄灭。
• 当抽屉打开时，传感器前方变得空旷，发出的红外光大部分发散出去而未被反射（或反射极弱），接收管信号微弱，MCU判断为“打开”状态，随即点亮主照明灯。
  这与常见的红外接近开关工作原理一致，是一种成熟可靠的电路设计方案。

二、内部结构拆解

理论分析完毕，接下来进入实践环节——拆开看看。

从背壳标签可知，产品名称为“Yeelight红外感应抽屉灯A6”，型号为YLCTD001。

外壳采用卡扣封装，需要用撬棒沿缝隙小心撬开。

打开后，内部结构一目了然：一块PCB主板、一块锂电池，以及镶嵌在背壳上的一块银色磁铁（用于吸附安装）。

将PCB主板和锂电池从外壳中完全取出。

整个结构非常简洁，没有使用一颗螺丝，这降低了外壳的模具成本和整机的组装成本。

来看电路板正面特写：

电池通过导线直接焊接在主板上。这是一块软包锂电池，标称容量350mAh，电压3.7V。对于这种每次点亮时间短、使用频率不高的设备而言，配合低功耗设计，350mAh的容量足以保证很长时间的续航。

再看电路板背面：

背面上整齐排列的9个黄色大颗粒是LED灯珠。电路板采用了白色阻焊油墨，这在照明类产品中很常见，目的是提高反光率，减少光线被PCB基板吸收，从而提升出光效率。

三、电路原理解析

接下来，我们根据实物复原其电路原理图。这需要仔细测量PCB上各元器件的连接关系，手工绘制草图，最终用软件绘制成清晰的原理图。

下面我们从电源输入开始，逐一解析各个功能模块。

1. 充电管理电路

Type-C接口输入的5V电源（原理图中的USB_5V）为充电管理芯片U2供电。

仔细观察Type-C接口背面附近那颗SOT-23-5封装的小芯片U2，其丝印为“LTH7”。

这是一颗非常经典的线性锂电池充电管理芯片（通常对应或兼容LTC4054）。它支持恒流/恒压充电，外围电路极其简洁。

此类芯片的充电电流大小可通过编程设定，秘密就在于其第5脚（PROG引脚）外接的设定电阻。

图中这颗电阻是R4，阻值为4.7kΩ。根据LTH7的数据手册公式，锂电池的充电电流约为：
I_{CHG} = 1V / 4.7kΩ * 1000 ≈ 212mA

为什么设定为212mA？这是工程师权衡后的结果：

• 温控考虑：LTH7是线性充电芯片，输入输出电压差会转化为热量。如果按1C（350mA）充电，这颗小芯片在密闭外壳内会严重发热。
• 速度考虑：如果电流太小（如100mA），充电时间将长达3-4小时，用户体验不佳。
  212mA（约0.6C）则是一个理想的平衡点：芯片仅微热，充电时间约2小时即可充满。这种基于热设计和用户体验的精细化取舍，正是产品电路设计的魅力。

红色的充电指示灯LEDR由充电管理芯片直接驱动：

充电时，芯片内部将CHRG引脚拉低，红灯亮起；充满后，CHRG引脚变为高阻态，红灯熄灭。

2. 核心控制单元（MCU）

板载的这颗8引脚芯片是整灯的控制大脑——单片机(MCU)。

由于丝印被打磨，无法确认具体型号。出于成本考虑，此类产品常选用国产通用型OTP（一次性可编程）芯片，例如应广、晟矽微等品牌的方案。

MCU承担着三项核心任务：

1. 检测按键：识别用户的模式切换指令（常亮/关闭/自动Auto）。
2. 驱动红外传感：控制红外发射管发出信号，并读取接收管的状态（下文详述）。
3. LED调光控制：输出PWM波或高低电平来驱动9颗LED灯珠（下文详述）。

当切换至“自动Auto模式”时，MCU的某个IO口（如图中标注的7脚）会输出高电平，点亮一颗蓝色LED作为模式指示。

低功耗设计的核心策略：
为实现超长待机，在Auto模式下，MCU绝不会让红外发射管持续工作（其工作电流可达10-20mA，是耗电大户）。MCU会采用间歇脉冲检测的方式：

• 每隔数百毫秒（例如300ms）从睡眠中唤醒一次。
• 发射一个持续时间极短（如几十微秒）的红外脉冲。
• 瞬间检测接收管是否有信号：
  • 有强反射信号 -> 判断抽屉关闭 -> MCU继续进入睡眠。
  • 无反射或信号极弱 -> 判断抽屉打开 -> MCU完全唤醒，并点亮主照明灯。
    正是这颗8脚小芯片这种“精打细算”的工作策略，保障了产品的长续航能力。

3. 传感器模块：红外对管电路

这就是位于设备顶部的红外对管。

• 透明头：红外发射管（IRTX）。
• 黑色头：红外接收管（IRRX），黑色封装用于过滤环境可见光干扰，只允许红外光通过。
  两个管子中间通常有物理隔断，防止发射管的光线直接泄漏到接收管造成误判。

这部分电路是实现“开抽屉即亮”功能的核心。它采用主动式红外反射探测，让我们结合原理图解析其工作流程。

第一步：红外发射（TX）
MCU的一个IO口（如图中第6脚）负责控制红外发射。它并非直接驱动红外管，而是驱动一颗NMOS管（Q1）。
当该IO输出高电平时，Q1导通，电流流经红外发射管。电流大小由串联的限流电阻R11（120Ω）决定。
假设电池电压Vbat为3.7V，红外管压降约1.2V，则发射电流约为：
I = (3.7V - 1.2V) / 120Ω ≈ 20.8mA
这个电流对电池而言不小，因此MCU仅以极短脉冲驱动它。采用MOS管驱动是为了能快速响应脉冲并提供足够的瞬时驱动能力。Q1栅极的10kΩ下拉电阻（R20）用于防止MCU上电瞬间引脚状态不确定导致的误触发。

第二步：红外接收（RX）
黑色的是红外接收管（光敏三极管），其特性是：收到红外光照时导通，无光照时截止。
电路采用经典的分压式检测电路。接收管的发射极通过一颗大阻值电阻R9（51kΩ）接地。MCU的另一个IO口（如图中第5脚）连接在接收管和R9之间，用于读取电压信号。

工作逻辑：

• 抽屉关闭：挡板距离近 -> 反射光强 -> 接收管导通电流大 -> 电流在51kΩ电阻上产生较高的压降 -> MCU检测到高电平。
• 抽屉打开：前方空旷 -> 无反射光 -> 接收管截止 -> 51kΩ电阻上无电流 -> 电压被拉低 -> MCU检测到低电平。

这里51kΩ的大阻值（R9）是关键设计，它提供了极高的检测灵敏度。即使只有极其微弱的反射光，产生的微小光电流经过51kΩ也能形成足以被MCU识别的电压变化。

4. LED照明驱动电路

照明部分采用了9颗LED（LED1-LED9）并联的架构。

电路设计上有两个值得称道的细节：

第一，独立限流，亮度均一。
原理图显示，每一颗LED灯珠都串联了一颗330Ω的贴片限流电阻。
为何不共用一颗大电阻？这是为了保证亮度均匀。由于LED制造工艺的微小差异，每颗灯珠的正向压降（Vf）会有细微差别。如果并联共用一颗限流电阻，Vf较低的灯珠会“抢夺”更多电流，导致亮度不均，甚至可能过流损坏。
为每颗LED配备独立的限流电阻，确保了9颗灯珠亮度高度一致。此外，这种设计还带来了容错性：即使其中一颗灯珠损坏，其他灯珠仍能正常工作。

330Ω的阻值相对较大，再次印证了这款产品的定位是柔和补光与超长续航，而非高亮照明。

第二，NMOS管低侧驱动。
控制这9路灯珠通断的，是一颗N沟道MOS管Q3。

• 连接方式：所有LED的正极共同接电池正极（Vbat），而所有LED的负极汇聚后连接到Q3的漏极（Drain）。
• 控制逻辑：MCU的一个IO口（如图中第3脚）连接Q3的栅极（Gate）。
  • MCU输出高电平 -> Q3导通 -> LED电流回路形成 -> 灯亮。
  • MCU输出低电平 -> Q3截止 -> LED回路断开 -> 灯灭。
• 防误触设计：Q3栅极并联了一颗10kΩ的下拉电阻（R6）。其作用是当MCU处于上电复位或引脚状态不确定时，将Q3栅极强制拉低，防止LED出现不受控制的闪烁。

四、总结与思考

通过对Yeelight迷你抽屉灯的完整拆解，我们可以清晰地总结其设计思路：

1. 方案成熟可靠：Type-C接口 + LTH7充电管理 + MCU控制 + 红外反射感应，构成了一套经过市场验证、成本控制优秀的成熟方案。
2. 细节处理到位：采用Type-C接口顺应潮流；PCB使用白色油墨提升光效；红外对管进行物理隔离防止串扰；按键、MOS管栅极均加入下拉电阻增强稳定性。
3. 实用导向明确：350mAh电池容量看似不大，但通过与MCU的低功耗脉冲检测算法紧密配合，完美契合了抽屉“短时、低频”使用的场景需求。
4. 模块化与成本平衡：结构上采用无螺丝卡扣设计，电路上选用高集成度芯片，在保证功能的前提下，有效控制了物料和组装成本。

这类智能小家电的技术门槛或许不高，但其成功关键在于对特定使用场景的深刻洞察，以及将技术方案转化为稳定、易用产品的能力。

对于电子爱好者或开发者而言，如果你想动手DIY一个类似功能的抽屉灯，其核心电路原理并不复杂。使用一块Arduino或ESP32开发板，搭配一个TCRT5000之类的红外反射传感器模块，就能实现相同的自动感应照明功能。在云栈社区的技术论坛中，你也能找到许多关于单片机应用和传感器开发的讨论与项目分享。