CN100417349C - 改进的携带式皮肤美容仪及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改进的皮肤美容仪，包括对电池(1)的充电电源进行升压的DC-DC转换器(20)、具有超声部件或离子导入部件的皮肤美容仪驱动单元(50)、具有电源开关及操作开关的开关单元(30)、显示工作模式的显示单元(40)、以及控制上述部件的CPU(2)，能够对皮肤美容仪器进行稳定的电力管理，减小电力消耗，进行有效的电源管理，同时，每个模式都向上述超声驱动单元输出不同频率的驱动信号，以多种模式驱动超声驱动单元，还能够感应起振单元的功率，进行反馈，能够以少数连接端子使多个LED发光。
Description
技术领域
本发明涉及改进的配备有超声振动器的皮肤美容仪，具体说明为涉及给超声振动器皮肤美容仪器提供稳定电力的电力管理方法及装置，特别是不使用DC-DC转换器，而通过软件方式实现。
此外，本发明的第二方面涉及超声振动器等美容装置的启动装置，特别是提供具有通过接触开关启动的启动装置的皮肤美容仪，本发明的第三方面，提供根据频率变化以多种模式工作，同时能够进行强弱调节的超声皮肤美容仪。
本发明的第四方面，提供当使用者将驱动器的振动板放到皮肤上时，能够对此进行感应，并从弱到强逐渐增加输出，从而减少不必要的电力消耗，有效振动超声部件的超声驱动器。
本发明的第五方面涉及超声振动器等皮肤美容仪的显示装置，提供具有连接引线数最少的显示装置的美容装置。
背景技术
作为第一种现有的携带式皮肤美容仪的电源供给装置，有韩国实用新型登录申请第2002-38818号。即，需要对充电的电压进行升压的DC-DC转换器。但是这种DC-DC转换器必然造成成本提高。此外，使用上述DC-DC转换器进行急速升压，由于装置无法与此同步，出现死机现象，因此电源消耗比较高。
另一方面，对于第二种携带式皮肤美容仪，闭合主开关，包括CPU在内的所有电路都将工作，切断主开关，所有电路将停止工作，因此对于不必要的部分也会引入电力，造成较多的电力消耗，而且持续确认是否引入电源，即使装置实际没有工作，也会产生暗电流的损失。
即韩国专利申请第2002-85919号“具有高离子导入效果的离子导入器的控制方法及应用此方法的离子导入器”中，主开关处于“开”状态时，将激活基准电压(Vcc)，加载到需要上述基准电压的所有组件，从而产生不必要的暗电流，造成电力消耗，而且由于有好几个基准电压，管理也很复杂。
对于上述传统技术，除第一基准电压(Vcc：例如5V)以外，还需要实际驱动超声驱动器的第二基准电压(Vdd：例如10-15V)，如果使用DC-DC转换器进行急速升压，由于装置无法与其保持同步等原因出现死机现象，造成较高的电力消耗。
对于第三种现有的超声美容装置，可以采用多种模式(洗净模式、超声振动模式、稳定皮肤模式)进行工作。如果是具有离子导入功能的超声美容装置，还会附加离子导入模式。但是，这些已有的超声美容装置只能改变频率，不能控制工作电压的强弱变化，强度变化受到限制。
对于第四种现有的超声美容装置，接通电源即进入使用状态，即使在实际没有使用的时间内，仍将造成与使用时相同的电源消耗，造成不必要的电力消耗，而且在某些情况下，不能确认超声振子是否与皮肤接触，给使用者或周围操作者带来使用上的麻烦。
对于第五种现有的携带式皮肤美容仪，使用LED的显示装置，通过一个CPU驱动一个LED，如果要将皮肤美容仪具有的多种阶段或功能通过LED显示，就需要多个连接端子。这正是使CPU单价提高的主要原因。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述第一种现有装置的问题，提供不使用DC-DC转换器，而通过软件方式实现，并且在电压上升时以渐进式上升，下降时逐渐下降的稳定的电力管理方法及装置。
本发明另一个目的是提供搭载上述电力管理装置的携带式皮肤美容仪。即，对于以往使用适配器的产品，电源可以为装置提供充足的电力，但是携带式产品需要使用电池等限定的电源，因此有必要使用本发明所述的稳定的电力管理方法。
本发明的第二个目的是解决上述第二种现有装置的问题，即使接通主开关，也只有CPU启动，输入端只有从CPU收到控制信号才能引入电源，能够有效进行电源管理，减少不必要的电力消耗。
此外，还提供不使用DC-DC转换器，通过CPU以软件方式解决，在电压上升时以渐进式上升、下降时逐渐下降的稳定的电力管理方法及装置。
本发明的第三个目的是解决上述第三种现有装置的问题，提供除根据频率变化进行的模式转换外，还具备电压强弱调节功能的超声美容仪。
此外，提供不使用DC-DC转换器，通过软件进行强弱调节，从而能够进行电压强弱调节的超声美容仪。
本发明另一个目的是通过判断超声部件表面是否与皮肤接触，在实际使用时由弱到强地调节输出，相反，当感应到特定部位的过热时，则调节输出使其变弱，从而减小电力消耗，保持装置稳定性，并防止皮肤烫伤。
本发明的第四个目的在于解决上述第四种现有装置的问题，即使电源开关处于“开”状态，在超声振动板没有接触到使用者皮肤的时间内，将判断为非使用时期，以相对较弱的功率振动，当接触到使用者皮肤时，以较高功率振动，从而将非使用时的电力消耗降到最低，使电力消耗最小化。
为此，提供在振动板上增设了感应皮肤接触与否的身体感应单元的超声驱动器以及具备这种超声驱动器的超声皮肤美容仪。
本发明的第五个目的是解决上述第五种现有装置的问题，在使用较少的CPU连接端子的情况下，对多个LED进行开/关控制，因此具有少数连接引线的CPU也能适用，从而提供具有CPU成本较低的连接引线数最少的LED显示功能的皮肤美容仪的显示装置。
为实现本发明第一个目的，本发明一个方面涉及一种皮肤美容仪的稳定电力管理方法，其特征在于，包括对电池1的充电电源进行升压的DC-DC转换器20、包括超声部件或离子导入部件的皮肤美容仪驱动单元50、具有电源开关及操作开关的开关单元30、显示工作状态的显示单元40以及控制所述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元的CPU2，所述方法包括：(a)启动脉冲宽度确认程序(PWM_CHECK)S1，检查是否在脉冲宽度调制(PWM)控制所需的设定值下进行工作S2；(b)如果以所需设定值工作(′PWM OK FLAG′＝1)，则返回继续进行，如果不是，对PWM设定值(′PWM_TARGET′)和加载的PWM实际值(′PWM_PUF′)进行比较S3； (c)如果设定值和实际值相同(′PWM_PUF′-′PWM_TARGET′＝0)，则返回继续进行，如果不同，则进行PWM调节；上述步骤(c)包括：(c1)判断脉冲宽度的负荷比是否大于设定值S4，(c2)如果设定值小于实测值，将实际加载的PWM值增加一定值，增加负荷比使其上升S7，(c3)如果设定值大于实测值，将实际加载的PWM值减小一定值，减小负荷比使其下降S8。
另一方面，本发明另一方面涉及一种皮肤美容仪的稳定电力管理装置，其特征在于，该装置包括：DC-DC转换器20，对电池1的充电电源进行升压；皮肤美容仪驱动单元50，具有超声部件或离子导入的部件；开关单元30，具有电源开关及操作开关；显示单元40，显示工作状态；以及CPU2，控制所述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元；所述DC-DC转换器包括测量输出电压值的输出电压测量单元R2、R3和通过CPU的PWM调节信号进行开关的开关部件D3，CPU从PWM控制端子(10号端子)输出具有适当负荷比的开关信号，切换开关部件D3的开/关状态，控制脉冲宽度，最终控制输出电压的电力。
上述装置的特征在于，皮肤美容仪的驱动单元工作时，逐渐加长PWM控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压提高到使用时的目标电压；停止工作时，则逐渐缩短PWM控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压降低到使用时的目标电压。
上述装置的特征在于，使用者有意进行输出调节时，除提高和降低电压过程外，所述皮肤美容仪的驱动单元增设了皮肤感应单元，因此当感应到皮肤时自动提升电压，或在特定部位过热时降低电压。
本发明另一个方面在于提供具有上述皮肤美容仪的稳定电力管理装置的携带式皮肤美容仪。
为实现本发明第二目的，本发明一个方面涉及一种具有主开关启动装置的皮肤美容仪，其特征在于，包括：DC-DC转换器20；20’；120，对电池1；101的充电电源进行升压；皮肤美容仪的驱动单元50；150，具有超声部件或离子导入部件；开关单元30；130，具有电源开关及操作开关；显示单元40；140，用于显示工作状态；以及CPU2；102，用于控制所述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元，作为主开关的电源开关SW1连通后，开关信号输入到CPU的模拟信号输入端子以激活CPU，CPU则通过模拟信号输出端子激活第一开关单元31；31’；131，并开启场效应晶体管(FET)D4，从而将电池电源加载到DC-DC转换器20；20’；120。
本发明特征在于，主开关的开关开启(SW_IN)信号通过第二开关单元32输入到CPU 2的模拟信号输入端子AN5，激活CPU，CPU对第一开关单元31；131的输出将启动光耦合器ISO1，使光电晶体管开启，从而开启FETD4。
此外，本发明特征在于，所述DC-DC转换器还包括测量输出电压值的输出电压测量单元和通过CPU的PWM调节信号进行开关的开关部件，CPU从PWM控制端子输出具有适当负荷比的开关信号，切换开关部件的开/关状态，控制脉冲宽度，最终控制输出电压的电力。
本发明特征还在于，皮肤美容仪的驱动单元工作时，逐渐加长PWM控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压提高到使用时的目标电压；停止工作时，则逐渐缩短PWM控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压降低到使用时的目标电压。
为实现本发明第三目的，本发明一个方面涉及一种超声皮肤美容仪，其特征在于，该美容仪包括：DC-DC转换器20，对电池1的充电电源进行升压；超声驱动单元50，驱动在通过DC-DC转换器升压的电压作用下振动的超声部件；开关单元30，具有电源开关及操作开关；显示单元40，用于显示工作状态；以及CPU2，用于控制上述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元；所述CPU通过切换开关单元的强弱调节操作开关SW3，从PWM控制端子(10号端子)向DC-DC转换器输出开关信号，调节输出电压的强弱，通过切换开关单元的模式操作开关SW2，对每个工作模式，向超声驱动单元输出不同频率的驱动信号，从而以多种工作模式驱动超声驱动单元。
所述DC-DC转换器包括测量输出电压值的输出电压测量单元R2、R3和通过CPU的PWM调节信号进行开关的开关部件D3，CPU从PWM控制端子输出具有适当负荷比的开关信号，切换开关部件D3的开/关状态，从而以软件方式实现升压。
本发明特征在于，皮肤美容仪的驱动器还包括皮肤感应单元60，当感应到超声部件表面与皮肤接触时，自动调节输出，使其由弱变强，该装置还包括感应特定部位温度的温度感应单元70，当特定部位过热时自动调节输出，使其由强变弱。
这里，温度感应单元包括感应超声部件的皮肤振动板表面温度的第一温度感应单元71和感应超声驱动单元的起振单元54的开关部件温度的第二温度感应单元72。
为实现本发明第四目的，本发明一个方面涉及一种超声驱动器，其特征在于，包括接收并放大控制信号的电压放大器51、通过电压放大器放大的电压驱动的超声振子ULTRA1、向超声振子输入脉冲时产生自由振动而发生谐振的谐振单元53、与谐振单元连接产生振动的起振单元54、将通过起振单元引入的功率传递到超声振子使超声振子发生振动的振动单元52，还包括感应起振单元的功率，并进行反馈的皮肤感应单元60。
上述皮肤感应单元的特点是包括与起振单元连接并感应电流的电流感应单元61和放大感应的电流并将其引入到控制装置的放大器62。
另一方面，本发明另一个方面涉及一种超声美容仪，其特征在于，包括上述超声驱动器、向超声驱动器引入控制信号的控制装置(CPU)、通过控制装置的PWM控制信号对输出进行强弱调节的DC-DC转换器20。
上述超声美容仪的特征在于还包括显示上述超声振子是否与使用者皮肤接触的显示单元40。
为实现本发明第五个目的，本发明一个方面涉及一种具有连接引线数最少的LED显示功能的皮肤美容仪的显示装置，其特征在于，该装置包括：并列连接于CPU的第一输入/输出端RB2以及第二输入/输出端RB3之间，并反向相互连接的第一及第二LED(图3中D7、D6)、并列连接于CPU的第二输入/输出端RB3以及第三输入/输出端RC0之间，并反向相互连接的第三及第四LED(图3中D8、D9)、并列连接于CPU的第三输入/输出端RC0以及第四输入/输出端RC1之间，并反向相互连接的第五及第六LED(图3中D13、D11)、以及连接于CPU的第一输入/输出端RB2以及第四输入/输出端RC1之间的第七LED(图3中D14)，所述各LED通过CPU对各输入/输出端子的信号值进行独立的开/关切换。
一般，上述第一至第六LED用于显示皮肤美容仪的输出强弱及皮肤美容仪的工作模式，第七LED用于显示皮肤美容仪的使用状态。
附图说明
图1为本发明涉及的超声皮肤美容仪的整体组件结构图；
图2为本发明涉及的皮肤美容仪的电源以及开关单元的详细电路示意图；
图3为本发明涉及的皮肤美容仪的输出单元的详细电路示意图；
图4为本发明涉及的皮肤美容仪的温度感应单元的详细电路示意图；
图5为本发明涉及的皮肤美容仪的超声驱动单元的详细电路示意图；
图6为对图5中本发明涉及的皮肤美容仪进行超声驱动的脉冲波形图；
图7为对图2中本发明涉及的皮肤美容仪进行电压控制的脉冲波形图；
图8为本发明涉及的用于实现稳定电压控制的控制流程示意图；
图9为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的整体组件结构示意图；
图10为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的电源以及开关单元的详细电路示意图；
图11为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的显示单元的详细电路示意图；
图12为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的远红外线以及超声驱动单元的详细电路示意图；
图13为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的流电驱动单元的详细电路示意图；
图14为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的温度感应单元以及辅助电路的详细电路示意图；
图15为输入到图13中流电驱动单元的电压波形示意图；
图16为第一开关单元的另一种实施例的详细电路示意图。
附图符号说明
1；101：电池 2；102：CPU
10：电压测量单元 20：DC-DC转换器
30：开关单元 31：第一开关单元
32：第二开关单元 40：显示单元
50：超声驱动单元 51：电压放大器
52：振动单元 53：谐振单元
54：起振单元 60：皮肤感应单元
61：电流感应单元 62：放大器
70：温度感应单元 71：第一温度感应单元
72：第二温度感应单元 80：提示音发生单元
90：辅助电路 91：基准电压发生单元
92：重置单元
110：电压测量单元 120，120’：DC-DC转换器
130：开关单元 140：显示单元
150：超声驱动单元 151：流电驱动单元
152：远红外线驱动单元 160：皮肤感应单元
170：温度感应单元 180：提示音发生单元
190：辅助电路 191：基准电压发生单元
192：重置单元
具体实施方式
下面参照附图，对本发明涉及的实施例进行详细说明。
图1为本发明涉及的超声皮肤美容仪的整体组件结构图，图2为本发明涉及的皮肤美容仪的电源以及开关单元的详细电路示意图，图3为本发明涉及的皮肤美容仪的输出单元的详细电路示意图，图4为本发明涉及的皮肤美容仪的温度感应单元的详细电路示意图，图5为本发明涉及的皮肤美容仪的超声驱动单元的详细电路示意图。
此外，图6为对图5中本发明涉及的皮肤美容仪进行超声驱动的脉冲波形图，图7为对图2中本发明涉及的皮肤美容仪进行电压控制的脉冲波形图。
如图1所示，电池的充电电源通过DC-DC转换器20升压，驱动CPU2，再由CPU2控制通过脉冲宽度调制分多阶段驱动超声部件的超声驱动单元50以及感应超声部件是否与使用者皮肤接触的皮肤感应单元60、感应仪器美容仪过热状态等的温度感应单元70、具有电源开关及操作开关的开关单元30、显示工作状态的显示单元40、以提示音提示以上工作状态的提示音发生单元80以及其它辅助电路90。另一方面，为了准确的电压控制以及减小电力消耗，将能够测量电池余量并具有电池保护电路的电池电压测量单元10与电池相连。
下面，参照图2，进一步说明包括第一开关单元31、第二开关单元32的开关单元30、DC-DC转换器20、基准电压发生单元91及重置单元92的辅助电路90的电源单元。
第一开关单元31的输入端并列连接了与外部电源连接的充电端子J1、J2以及电池端子J3。考虑到电池端子极性变换，另一个电池端子J4可有可无。
电源开关SW1处于“开”状态时，连接开关信号SW_IN信号通过第二开关单元32输入到CPU2的模拟信号输入端子AN5，激活CPU2。CPU2通过模拟信号输出端子AN7激活第一开关单元31，通过电阻R16启动光耦合器ISO1开启FET D4，使电池电源加载到DC-DC转换器20。
电池电压通过由分压电阻R1、R35组成的电池电压测量单元10测量，输入到CPU的模拟信号输入端子AN1。
另一方面，由于携带式美容仪一般采用单一输入电源(例如3.6V)的电池，有时必须进行升压实现高电压(超声部件为10-15V，离子导入器为20-30V)，用于升压的DC-DC转换器20，以前使用高价的芯片，但是本发明如图2所示，由通过调节频率负荷比(frequency duty rate)调节输出电压的开关部件D3以及CPU的PWM控制程序完成。
即CPU 2的PWM控制端子(10号端子)输出开关信号，切换开关部件D3的开/关状态，控制脉冲宽度，最终控制输出电压的电力。即使用者使用美容仪时，只要打开电源将其与皮肤接触，就可以通过后面说明的皮肤感应单元60，在使用仪器时间内，延长PWM控制信号的“开关开启”时间间隔，将电压提升到使用时的目标电压。这里采用反馈控制方法以图7(a)所示的渐进方式实现，所以能够避免由于电压突然上升导致的系统死机等传统技术存在的问题。与此类似，降压过程如图7(b)所示，以渐进方式减小脉冲宽度，所以能够消除电压突然下降导致的一系列问题。从而最终实现稳定的电力管理。
DC-DC转换器的实际输出电压VDD，在使用美容仪时输出12-15V，虽然电源处于“开”状态，但是不使用仪器的时间内，电压维持在10V左右，所以能够减小电力消耗。
分压电阻R2、R3能够探测输出电压，以模拟信号输入端子AN2感应输出电压，使其适合CPU的电压(例如3.3V)。
另一方面，图16为第一开关单元31的另一个实施例的详细电路示意图。即如图16所示，通过电源开关SW1的连接激活的CPU 2的输出端子AN7的第一开关单元31’的输出信号，不通过第一实施例的光耦合器ISO1，而通过电阻(图16中R29)直接与FET D4的控制端子连接，也能得到相同的结果。输入的电压由电压测量单元10’测量，通过DC-DC转换器20’升压。
参照图8，对实现上述操作的CPU电力管理程序进行说明。图8为本发明涉及的用于实现稳定电压控制的控制流程示意图。
如图8所示，启动脉冲宽度确认程序PWM_CHECK S1后，确认‘PWMOK FLAG’，检查是否在PWM控制所需的设定值下工作S2。如果是在设定值下工作(‘PWM OK FLAG’＝1)，将返回S9继续进行，如果不是，比较PWM设定值(′PWM_TARGET′)和PWM实际值(′PWM_PUF′)S3，如果两者相同(′PWM_PUF′-′PWM_TARGET′＝0)，则返回S9阶段继续进行，如果不同，则进行S4至S8的PWM调节阶段。
首先查看进位数是否为0 S4，这是为了查看脉冲宽度的负荷比是否大于设定值。如果设定值小于实测值，则进行PWM设置S5，将实际引入的PWM值增加一定值，提高负荷比，使其上升S7。相反，如果设定值大于实测值，则进行PWM设置S6，将实际引入的PWM值减小一定值，减小负荷比，使其下降S8。
然后，重新返回S2阶段，继续执行本程序。
上述程序式电力调节方法及装置，还能调节美容仪的输出强弱。即如果使用者欲调节强弱调节开关——第三开关SW3，使输出由弱变强，模拟信号输入端子AN5将接收此信号，向PWM控制端子(10号端子)发送PWM脉冲宽度调节信号，使负荷比增加，从而调节输出逐渐变强。例如，将皮肤美容仪用于面部等敏感部位的皮肤，需要采用弱输出，相反对于臀部或小腿等部位，应该使用强输出。
第二开关单元32的第二开关SW2是用于调节美容仪步骤的模式开关。如图6所示，为了对于每个步骤输出适合于该步骤的信号，对图5中超声驱动单元50的模拟信号输出端子RA0的输出信号脉冲进行频率变化。例如，本发明的超声美容仪根据频率变化具有四种阶段模式，根据电压变化能够进行两种阶段的强弱(H/L)调节。
另一方面，通过第二开关单元的结构，实现由一个输入端口接收多种电压。未说明符号91为基准电压发生单元，92为重置单元，L1为电感，C2、C3为电容，D1、D2为单向二极管。
下面，参照图5，对本发明的核心——超声驱动单元50进行详细说明。
如上所述，通过CPU以一定频率起振的控制信号通过模拟信号输出端子RA0输出到超声驱动单元的电压放大器51，经电压放大器的R15、Q4、Q5、R8、R9、D10放大后，通过谐振单元53输入到振动单元52的压电部件——超声振子ULTRA1。即向振子施加脉冲产生自由振动，能够有效传递功率使其产生谐振，通过谐振腔——晶体管Q2的磁共振起振。变压器T1将相位从0电位向+方向进行放大，通过起振单元54的起振开关单元件Q3、Q6进行起振，再通过振动单元52的变压器T2向超声振子ULTRA1引入功率，使其谐振。
另一方面，假设振子以1MHz的频率开始振动。将振子与使用者皮肤进行接触时，振子受到挤压，使其向抑制振动的方向工作，从而产生电流差，电流差将被电流探测单元61的分压电阻R18、R20感应。微弱的感应信号通过放大器62放大，输入到CPU的模拟输入端子AN6变换成数字信号，最终使CPU的DC-DC转换器20的PWM输出端子(10号端子)的输出信号的负荷比变大。因此将电压由“低(弱)”到“高(强)”进行升压，即使振子被皮肤压住，振子仍能进行超声振动，不影响皮肤美容仪的工作。通过上述做法，在电源开启的状态下，如果使用者没有实际使用，将以“低”强度进行振动，减小不必要的电力消耗。
下面，参照图3，对本发明的显示单元40及提示音发生单元80的信号输出单元结构进行说明。显示强弱调节的光电二极管D6、D7并列连接于两个端口RB2、RB3，显示第一模式及第二模式的模式调节的光电二极管D8、D9并列连接于两个端口RB3、RC0，显示第三模式及第四模式的模式调节的光电二极管D11、D13并列连接于两个端口RC0、RC1，显示使用者使用状态的光电二极管D14连接于两个端口RB2、RC1的两端，从而能够用少数端口使多个光电二极管发光，从而减少CPU的引线个数，降低成本。
部件编号为80的提示音发生单元R5、Q1，BUZ1是产生提示音，以声音提示上述使用状态的蜂鸣器BUZ1工作电路。
决定各LED是否发光的真值表如表1所示。例如，如果输入/输出端子RB2(A)的输出为“0”，输入/输出端子RB3(B)的输出为“1”，则表示强弱调节阶段为“高”的LED D7发光；如果输入/输出端子RB3(B)的输出为“0”，输入/输出端子RC0(C)的输出为“1”，则表示超声模式为“强度1”的LED D8发光；如果输入/输出端子RC0(C)的输出为“0”，输入/输出端子RC1(D)的输出为“1”，则表示超声模式为“强度4”的LED D13发光；如果输入/输出端子RB2(A)的输出为“1”，输入/输出端子RC1(D)的输出为“0”，则表示超声驱动器正在对皮肤工作的“后方”LED D14发光。
表1
说明：每个端子可以选择输入/输出。
1：端子状态为输出，且输出为1
0：端子状态为输出，且输出为0
×：端子状态为输入，对输出没有任何影响。
最后，参照图4，对本发明的温度感应单元70进行说明。
第一温度感应单元71由电热调节器RT1和分压电阻R19组成，通过模拟信号输入端子AN3输入到CPU。能够感应图5中超声振子的皮肤振动板的表面温度，超声振子工作将使振动板加热，当超过一定温度(例如45℃)时判定为过热，为防止进一步过热，对皮肤造成不良影响，自动进行PWM控制，减小输入到DC-DC转换器的脉冲的负荷比，调节电压的强弱。
此外，第二温度感应单元72的电热调节器RT2及分压电阻R36能够感应图5中超声驱动单元的起振单元54的起振晶体管Q3、Q6的温度，同样在上述晶体管的温度上升到规定值以上时，为保护电路，减小PWM调节信号的负荷比进行强弱调节。微弱的感应信号通过放大电路R37、R38、U2A输入到模拟信号输入端子AN4。
下面，参照图9至图15，对本发明第二实施例进行说明。
图9为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的整体组件结构示意图，图10为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的电源以及开关单元的详细电路示意图，图11为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的显示单元的详细电路示意图，图12为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的远红外线以及超声驱动单元的详细电路示意图，图13为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的流电驱动单元的详细电路示意图，图14为本发明第二实施例涉及的超声离子皮肤美容仪的温度感应单元以及辅助电路的详细电路示意图。为使说明简略，在第二实施例的组成部件中与第一实施例类似的部分用类似的部件编号，并省略说明，重点说明不同点。
图15为输入到图13中流电驱动单元的电压波形示意图。
如图9及图10所示，本发明第二实施例的超声离子皮肤美容仪，电池的电压(例如3.6V)通过与第一实施例的DC-DC转换器20相同的第一DC-DC转换器120升压到12-15V后，通过第二DC-DC转换器120’再次升压到30V。这是为了在流电驱动单元151通过再次升压的电压向皮肤导入流电离子，从而促进向皮肤导入活性物质。
第一开关单元131的差别在于主开关——电源开关SW1与第一基准电压Vcc连接，相同点是当连接电源开关SW1时，将激活CPU 2，通过第一开关单元131将电源加载到DC-DC转换器120。
第二DC-DC转换器如图10所示，可以使用DC-DC转换器芯片U1。微控制器102的第6模拟信号输出端子AN6的信号通过电阻R15驱动开关用晶体管Q2，从而激活上述芯片。其余部件(电阻R1、R3、R6、R11、R12，电容C1、C4、C6，电感L1，二极管D1)为上述芯片的周边电路。
参照图11对第二实施例的显示单元140进行说明。微控制器102的输入/输出端子RD0、RD1、RD2可以与输入/输出端子RB2一起作为分别确认第二至第四开关SW2、SW3、SW4输入的输入端子使用，也可以与开关用晶体管Q6、Q7、Q8一起作为分别驱动显示用LED(D5-D7；D11、D13、D15；D17-D19；D20、D21)的输出端子使用。
下面，参照图12，对第二实施例的超声驱动单元150及远红外线驱动单元152进行详细说明。超声驱动单元150中，微控制器102的输出端子RA0的控制信号通过二极管D16以及电阻R22输入到开关晶体管Q4，与谐振用晶体管Q3一起驱动超声驱动器ULTRA1，其余部件R16、R18-R20、R23、L3-L5、C7-C11、D9为上述晶体管Q3、Q4以及超声驱动器的周边电路。
远红外线驱动单元152中，微控制器102的输出端子RB3的控制信号通过电阻R21引入到开关晶体管Q5，通过电阻R17驱动与Vcc连接的LEDD8、D10、D12、D14。
下面，参照图13，对流电驱动单元151进行说明。微控制器102的输出端子PWM1的脉冲控制信号通过比较电路U3A、R24、R28、R29、R36、C13变换为DC电压后，分别通过电阻R31及R38引入到与面部的接触电极J4以及与手的接触电极J5、J6。
这里，微控制器102的输入/输出端子RB6、RB7的PWM调节信号分别通过电阻R41以及R43引入到PWM控制晶体管Q9、Q10，晶体管Q9、Q10的集电极一侧分别与面部及手的接触电极连接，输出波形如图15所示，根据PWM调节信号构成三角波形。即如果端子RB7的信号为“高”，晶体管Q10将处于“开”状态，手柄连接电极将接地，在图15中的t0-t1之间产生输出，相反，如果端子RB6的信号为“高”，晶体管Q9将处于“开”状态，手柄连接电极将接地，在图15中的t1-t2之间产生输出。结果，电流在面部和手之间交互流动，有效向皮肤导入离子活性物质。
此外，图13的编号160为感应上述电极是否与皮肤接触的皮肤感应单元。感应信号经放大电路U3B、U3C、R30、R32、R37、R39、C12、C14放大后，通过模拟信号输入端子AN4，AN5输入到上述微控制器102。
最后说明图14。图中给出了与第一实施例的第一温度感应单元(图4的71)对应的本实施例的温度感应单元170，同样包含探测面部等与超声部件的皮肤接触面的温度的电热调节器RT1及分压电阻R46。提示音发生单元180、基准电压发生单元191、重置单元192都与第一实施例中相同。
以上仅以本发明的一个实施例为中心进行说明，在不脱离本发明技术思想的范围内可以进行多种变形。例如，美容仪除超声美容仪以外，还适用于离子导入器等其它用途的美容仪器。因此，应根据下面的权利要求书解释本发明范围。
产业利用可能性
如上所述，本发明第一方面涉及的皮肤美容仪的稳定电力管理方法及装置，不仅能够减小不必要的电力消耗，而且能够解决由于突然的电压上升或下降导致的系统崩溃等以往问题。
另一方面，本发明第二方面涉及的具有主开关启动装置的皮肤美容仪，能够减小不必要的暗电流损耗，能够进行有效的电源管理，还能够解决由于突然的电压上升或下降导致的系统崩溃等以往问题。
此外，本发明第三方面涉及的超声皮肤美容仪，能够通过多种模式及强度操作超声美容仪，不仅能够减少不必要的电力消耗，还能防止过热造成的皮肤烫伤，提高了安全性。
本发明第四方面涉及的超声驱动器及超声美容仪，能够感应超声振动板与皮肤的接触，仅在此情况下升压到实际工作电压，因此能够使不必要的电力消耗最小化，还能确认使用者是否正在使用，非常方便。
不仅如此，本发明第五方面涉及的皮肤美容仪的显示装置，能够通过少数几个连接端子使多个LED发光，因此能够降低CPU价格，提高设计的变通性。
Claims (19)
1. 一种皮肤美容仪的稳定电力管理方法，其特征在于，所述皮肤美容仪包括对电池(1；101)的充电电源进行升压的DC-DC转换器(20；120)、具有超声部件或离子导入部件的皮肤美容仪驱动单元(50；150，151)、具有电源开关及操作开关的开关单元(30；130)、显示工作状态的显示单元(40；140)以及控制所述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元的CPU(2；102)，所述方法包括：
(a)启动脉冲宽度确认程序(PWM_CHECK)(S1)，检查是否在脉冲宽度调制控制所需的设定值下进行工作(S2)；
(b)如果以所需设定值工作(′PWM OK FLAG′＝1)，则返回继续进行，如果不是，对脉冲宽度调制设定值(′PWM_TARGET′)和加载的脉冲宽度调制实际值(′PWM_PUF′)进行比较(S3)；
(c)如果设定值和实际值相同(′PWM_PUF′-′PWM_TARGET′＝0)，则返回继续进行，如果不同，进行脉冲宽度调制调节，所述(c)包括：(c1)判断脉冲宽度的负荷比是否大于设定值(S4)、(c2)如果设定值小于实测值，将实际加载的脉冲宽度调制值增加一定值，增加负荷比使其上升(S7)、(c3)如果设定值大于实测值，将实际加载的脉冲宽度调制值减小一定值，减小负荷比使其下降(S8)。
2. 一种皮肤美容仪的稳定电力管理装置，其特征在于，所述装置包括：
DC-DC转换器(20；120)，对电池(1；101)的充电电源进行升压；
皮肤美容仪驱动单元(50；150，151)，包括超声部件或离子导入的部件；
开关单元(30；130)，具有电源开关及操作开关；
显示单元(40；140)，用于显示工作状态；以及
CPU(2；102)，用于控制所述DC-DC转换器、皮肤美容仪驱动单元、开关单元以及显示单元；
所述DC-DC转换器包括测量输出电压值的输出电压测量单元(图2中R2、R3；图10中R5、R9)和通过CPU的脉冲宽度调制调节信号进行开关的开关部件(D3)，CPU从脉冲宽度调制控制端子输出具有适当负荷比的开关信号，切换开关部件(D3)的开/关状态，控制脉冲宽度，最终控制输出电压的电力。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述皮肤美容仪的驱动单元工作时，逐渐加长脉冲宽度调制控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压提高到使用时的目标电压；停止工作时，则逐渐缩短脉冲宽度调制控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压降低到使用时的目标电压。
4. 如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，使用者有意进行输出调节时，除提高和降低电压过程外，所述皮肤美容仪的驱动单元增设了皮肤感应单元，当感应到皮肤时，自动提升电压。
5. 如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述装置在特定部位过热时降低电压。
6. 具有权利要求2所述装置的携带式皮肤美容仪。
7. 如权利要求6所述的皮肤美容仪，其特征在于，作为主开关的电源开关(SW1)连通后，开关信号输入到CPU的模拟信号输入端子以激活CPU，CPU则通过模拟信号输出端子激活第一开关单元(31；31’；131)，并开启场效应晶体管(D4)，从而将电池电源加载到DC-DC转换器(20；20’；120)。
8. 如权利要求7所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述主开关的开关开启(SW_IN)信号通过第二开关单元(32)输入到CPU(2)的模拟信号输入端子(AN5)，激活CPU。
9. 如权利要求7所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述CPU对第一开关单元(31；131)的输出将启动光耦合器(ISO1)，使光电晶体管开启，从而开启场效应晶体管(D4)。
10. 如权利要求7所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述皮肤美容仪的驱动单元工作时，逐渐加长脉冲宽度调制控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压提高到使用时的目标电压；停止工作时，则逐渐缩短脉冲宽度调制控制信号的“开关开启”时间间隔，从而将电压降低到使用时的目标电压。
11. 如权利要求6所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述皮肤美容仪驱动单元为驱动在通过DC-DC转换器升压的电压作用下振动的超声部件的超声驱动单元(50)，所述CPU通过切换开关单元的强弱调节操作开关(SW3)，从脉冲宽度调制控制端子(10号端子)向DC-DC转换器输出开关信号，调节输出电压的强弱，通过切换开关单元的模式操作开关(SW2)，对每个模式，向超声驱动单元输出不同频率的驱动信号，从而以多种模式驱动超声驱动单元。
12. 如权利要求11所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述皮肤美容仪的驱动单元还包括皮肤感应单元(60)，在感应到超声部件表面与皮肤接触时，自动调节输出，使其由弱变强。
13. 如权利要求11所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述装置还包括感应特定部位温度的温度感应单元(70)，在特定部位过热时自动进行调节输出，使其由强变弱。
14. 如权利要求13所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述温度感应单元包括感应超声部件皮肤振动板表面温度的第一温度感应单元(71)和感应超声驱动单元的起振单元(54)的开关部件温度的第二温度感应单元(72)。
15. 一种皮肤美容仪，其特征在于，在权利要求6所述的皮肤美容仪的基础上，还包括超声驱动器，超声驱动器包括接收并放大控制信号的电压放大器(51)、通过电压放大器放大的电压驱动的超声振子(ULTRA1)、向超声振子输入脉冲时产生自由振动而发生谐振的谐振单元(53)、与谐振单元连接产生振动的起振单元(54)、将通过起振单元引入的功率传递到超声振子使超声振子发生振动的振动单元(52)，还包括感应起振单元的功率、感应上述超声振子是否与使用者皮肤接触的皮肤感应单元(60)。
16. 如权利要求15所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述皮肤感应单元包括与起振单元连接并感应电流的电流感应单元(61)和放大感应的电流并将其引入到控制装置的放大器(62)。
17. 如权利要求15所述的超声美容仪，其特征在于，所述超声美容仪还包括显示超声振子是否与使用者皮肤接触的显示单元(40)。
18. 一种具有连接引线数最少的LED显示功能的显示装置的皮肤美容仪，其特征在于，在权利要求6所述的皮肤美容仪的基础上还包括显示装置，所述显示装置包括：
并列连接于CPU的第一输入/输出端(RB2)以及第二输入/输出端(RB3)之间，并反向相互连接的第一及第二LED(图3中D7、D6)，
并列连接于CPU的第二输入/输出端(RB3)以及第三输入/输出端(RC0)之间，并反向相互连接的第三及第四LED(图3中D8、D9)，
并列连接于CPU的第三输入/输出端(RC0)以及第四输入/输出端(RC1)之间，并反向相互连接的第五及第六LED(图3中D13、D11)，以及
连接于CPU的第一输入/输出端(RB2)以及第四输入/输出端(RC1)之间的第七LED(图3中D14)，
所述各LED通过CPU对各输入/输出端子的信号值进行独立的开/关切换。
19. 如权利要求18所述的皮肤美容仪，其特征在于，所述第一至第六LED用于显示皮肤美容仪的输出强弱以及皮肤美容仪的模式操作，第七LED用于显示皮肤美容仪的使用状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080910 |
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| CX01 | Expiry of patent term |