CN214540446U

CN214540446U - 一种用于美容仪器射频功能的控制电路

Info

Publication number: CN214540446U
Application number: CN202023333078.5U
Authority: CN
Inventors: 夏海峰; 缪祥烨
Original assignee: Xi'an Yimandi Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Xi'an Yimandi Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-10-29
Anticipated expiration: 2030-12-31

Abstract

一种用于美容仪器射频功能的控制电路，包括MCU微处理器、电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路；电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路均连接到MCU微处理器；本实用新型的控制电路具有线性调节、集成性较高，选用元器件较少，连接较简单，抗干扰能力较强，驱动负载的能力较强，发热均匀，用户体验感好，仪器稳定，不易因为过载而导致损坏仪器。

Description

一种用于美容仪器射频功能的控制电路

技术领域

本实用新型属于美容仪控制技术领域，特别涉及一种用于美容仪器射频功能的控制电路。

背景技术

目前在美容行业中射频发热，应用已经很普遍；射频发热的原理是高频振荡的电磁场穿透到真皮层(以及皮下组织)，利用水分子的偶极旋转，使得水分子在振荡电磁场的作用下产生振荡，分子间的相互作用力使其产生碰撞，进而产生热量，当热量累积到一定程度的时候，就可以促进胶原蛋白的重组和新生；长期使用是可以使皮下组织血循环增加，供氧量增加，促进胶原纤维的重建与新生，使皮肤全层的质地得到改善。如皱纹减少变浅、皮肤光滑、富有弹性，出现年轻化状态。然而，在设计射频发热电路各美容仪器厂商采用不同的设计方式，设计的电路普遍存在不能线性调节、分立性元器件过多、集成度不高、稳定性较差，特别在客户体验射频发热时，感觉不舒适，偶尔会出现灼热感、刺感或电击感。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于美容仪器射频功能的控制电路，以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于美容仪器射频功能的控制电路，包括MCU微处理器、电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路；电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路均连接到MCU微处理器；

MCU微处理器用于控制能量的大小，通过IO口来控制开启和关闭射频功能，调整PWM信号的占空比，从而控制输出能量的大小；

电源模块电路用于产生+12V、+5V、+3.3V、+24V电源；

继电器驱动电路用于对射频信号通道进行选择；

外部时钟电路用于为整个美容仪控制电路运行提供时钟频率；

电流监测电路用于监测射频回路的电流；

射频电路用于输出输出射频波。

进一步的，外部时钟电路包括时钟振荡电路和复位电路；时钟振荡电路包括：两脚晶体振荡器X1、电容C29和电容C31；电容C29的一端接地，另一端连接MCU；电容C31的一端接地，另一端连接MCU；

复位电路包括电阻R20和电容C33，电阻R20的一端与电源模块连接，另一端与电容C33的正极连接，电容C33的负极接地，电阻R20与电容C33正极的连接节点与MCU连接。

进一步的，电流监测电路包括电容C12、C10、C16、C17，电阻R2、R3、R4、R5、R7和电流检测芯片U1；电阻R3一端连接+24V射频电源，一端连接电阻R7的一端，R7的另一端接GND，电容C12和电阻R7并联；R3和R7的连接点一端连接单片机的PWR_VOL_AD信号端口，作为射频电压检测信号；U1的1管脚连接到PWR_Cur_AD信号端和电容C17的一端，电容C17的另一端连接到GND；U1的2管脚连接到GND；U1的3管脚连接电阻R4的一端，R4的一端连接+24V,U1的4管脚连接电阻R5的一端，另一端连接电阻R2的一端，电容C10的一端连接到管脚3，另一端连接的U1的管脚4；U1的5管脚连接到+3.3V和电容C16的一端，电容C16的另一端连接到GND；采样电阻R2连接到R4的一端，另一端连接到R5。

进一步的，电源模块电路包括电源稳压芯片IC1、IC2、IC3、电感L1、L2、L3、电容C1、C2、C4、C5、C11、C13、C14、C15、C20、C19、C18和二极管D1、D3；电容C1和电容C2并联连接到IC1的管脚1和电感L1的一端，C1和C2另一端连接到GND；IC1的管脚3、5、6接GND；电感L2一端连接到IC1的2管脚，另一端连接到IC1的管脚4，电容C4和C5并联连接到IC1的4管脚，C4和C5的另一端连接到GND；二极管D1的一端连接到IC1的2脚，另一端连接到GND；电容C11和C13的并联连接到IC2的1管脚，C11和C13端的另一端连接到GND；电感L3连接到IC2的2管脚，另一端连接到IC2的管脚4，电容C14和C15并联连接到IC2的4管脚，C14和C15的另一端连接到GND；二极管D3的一端连接到IC2的2，另一端连接到GND；电容C20一端连接到+5V，另一端到GND，电容C18、C19并联连接IC3的2管脚，另一端连接到GND。

进一步的，继电器驱动电路包括电阻R21、R22、R29、三极管、直流继电器和通用二极管D8；电阻R21一端接MCU的CET&Bra_RF_SEL控制信号端，另一端接三极Q7的栅极；电阻R22一端接三极管Q7的栅极，另一端接GND；电容C16一端接继电器的2管脚和+12V，另一端接GND；二极管D8一端接+12V，另一端接继电器的1管脚，继电器的4脚和8脚连接在一起，继电器的6脚连接在变压器的次级端一脚，继电器的5脚连接到变压器的次级的另一端；三极管Q7的集电极连接到继电器的1管脚，三极管Q7的发射极连接到GND。

进一步的，射频电路包括三极管Q1、Q3、Q4、Q6、电容C10、C11、C12、C15、电阻R3、R4、R11、R13、R17、R9、R16、集成芯片IC1型号MAX5075AAAU、MOS管Q2、Q5和变压器T1；电阻R7的一端连接MCU的RF_Energy_ADJ控制信号，另一端连接到三极管Q3的栅极，电容C10一端连接到三极管Q3的栅极，C10另一端接GND；三极管Q3的集电极一端连接电阻R4的一端，R4的一端连接到三极管Q1的栅极，电阻R3的一端连接到+12V,另一端连接到Q1的栅极，Q1的发射极接+12V,集电极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接GND；三极管Q4的发射极连接到Q1的集电极，电阻R11的一端接Q4的发射极，另一端接Q4的栅极；电阻R13的一端接Q4的栅极，另一端接Q6的发射极接GND；电阻R17的一端连接到三极管Q6的栅极，另一端连接到单片机MCU的RF_Energy_ON/OFF控制信号端；集成芯片IC1的1管脚悬空，2、4、5管脚连接GND,3管脚连接电阻R14和R12的一端，电阻R14的另一端接GND，R12的另一端接电容C15，电容C15的另一端接GND。IC1的7管脚连接电阻R9，电阻R9的另一端连接MOS管Q2的栅极，Q2的源极连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接到GND；Q2的漏极接变压器的1脚；电阻R16的一端连接到IC1的6脚，R16的另一端接Q5的栅极，MOS管Q5的源极的一端接R18，另一端接GND。

进一步的，变压器耦合输出模块采用变压器T1，T1型号BZK200704，初级和次级匝数比1:9；MCU微处理器IC4型号为STM32F103VET6/ST。

进一步的，还包括LCD显示屏；LCD显示屏与电源模块相连接，LCD显示屏和MCU微处理器IC4通过串口相互连接通信，用于实现人机交互。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型的控制电路具有线性调节、集成性较高，选用元器件较少，连接较简单，抗干扰能力较强，驱动负载的能力较强，发热均匀，用户体验感好，仪器稳定，不易因为过载而导致损坏仪器。

进一步的，三极管Q1、Q6、Q3、Q4和若干电阻组成来控制能量输出的大小。

进一步的，MOS管Q2和Q5分别连接变压器的初级线圈的两端，实现双边波形输出。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的模块框图；

图2是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的单片机MCU结构示意图；

图3是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的外部时钟电路结构示意图；

图4是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的射频电路结构示意图；

图5是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的继电器驱动电路结构示意图；

图6是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的电流监测结构示意图；

图7a-图7c是本实用新型的一种用于美容仪器射频功能的控制电路的电源模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

参考图1至图5，本发明的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，包括：MCU微处理器IC4，通过MCU的PWM功能来控制能量的大小，通过IO口来控制开启和关闭射频功能，用户设置不同的等级强度，单片机程序根据接收的的指令，调整PWM信号的占空比，从而控制输出能量的大小；电流监测电路通过监测射频回路的电流，当电流大于4A时，MCU通过IO口来关闭射频功能，当小于4A时，开启射频功能，进而起到限流的功能。射频电路中的信号产生电路产生频率1MHZ，占空比50％的PWM信号，进而驱动MOS管，使变压器的初级形成交变的信号，从而通过变压器的耦合输出射频波形。

外部时钟电路包括时钟振荡电路和复位电路；时钟振荡电路包括：两脚晶体振荡器X1、电容C29和电容C31；电容C29的一端接地，另一端连接MCU；电容C31的一端接地，另一端连接MCU；复位电路包括电阻R20和电容C33，电阻R20的一端与电源模块连接，另一端与电容C33的正极连接，电容C33的负极接地，电阻R20与电容C33正极的连接节点与MCU连接。X1、C29、C31组成精准的时钟振荡电路为MCU(IC4)提供精确的时钟，R20和C33组成复位电路保证MCU(IC4)有一个统一时钟步调。

电流监测电路通过电容C12、C10、C16、C17，电阻R2、R3、R4、R5、R7和电流检测芯片U1组成。电阻R3一端连接+24V射频电源，一端连接电阻R7的一端，R7的另一端接GND，电容C12和电阻R7并联。R3和R7的连接点一端连接单片机的PWR_VOL_AD信号端口，作为射频电压检测信号。U1的1管脚连接到PWR_Cur_AD信号端和电容C17的一端，电容C17的另一端连接到GND。U1的2管脚连接到GND。U1的3管脚连接电阻R4的一端，R4的一端连接+24V,U1的4管脚连接电阻R5的一端，另一端连接电阻R2的一端，电容C10的一端连接到管脚3，另一端连接的U1的管脚4.U1的5管脚连接到+3.3V和电容C16的一端，电容C16的另一端连接到GND。采样电阻R2连接到R4的一端，另一端连接到R5。

电源转换电路由电源稳压芯片IC1、IC2、IC3、电感L1、L2、L3,电容C1、C2、C4、C5、C11、C13、C14、C15、C20、C19、C18和二极管D1、D3组成。电容C1和电容C2并联连接到IC1的管脚1和电感L1的一端,C1和C2另一端连接到GND。IC1的管脚3、5、6接GND。

电感L2一端连接到IC1的2管脚，另一端连接到IC1的管脚4，电容C4和C5并联连接到IC1的4管脚，C4和C5的另一端连接到GND。二极管D1的一端连接到IC1的2脚，另一端连接到GND。电容C11和C13的并联连接到IC2的1管脚，C11和C13端的另一端连接到GND。电感L3连接到IC2的2管脚，另一端连接到IC2的管脚4，电容C14和C15并联连接到IC2的4管脚，C14和C15的另一端连接到GND。二极管D3的一端连接到IC2的2，另一端连接到GND。电容C20一端连接到+5V,另一端到GND，电容C18、C19并联连接IC3的2管脚，另一端连接到GND。

继电器驱动电路包括由电阻R21、R22、R29，三极管、直流继电器、通用二极管D8。电

阻R21一端接MCU的CET&Bra_RF_SEL控制信号端，另一端接三极Q7的栅极；电阻R22一端接三极管Q7的栅极，另一端接GND。电容C16一端接继电器的2管脚和+12V,另一端接GND。二极管D8一端接+12V，另一端接继电器的1管脚，继电器的4脚和8脚连接在一起，继电器的6脚连接在变压器的次级端一脚，继电器的5脚连接到变压器的次级的另一端。三极管Q7的集电极连接到继电器的1管脚，三极管Q7的发射极连接到GND。

射频电路包含三极管Q1、Q3、Q4、Q6,电容C10、C11、C12、C15,电阻R3、R4、R11、R13、R17、R9、R16,集成芯片IC1型号MAX5075AAAU,MOS管Q2和Q5，及变压器T1组成。电阻R7的一端连接MCU的RF_Energy_ADJ控制信号，另一端连接到三极管Q3的栅极，电容C10一端连接到三极管Q3的栅极，C10另一端接GND。三极管Q3的集电极一端连接电阻R4的一端，R4的一端连接到三极管Q1的栅极，电阻R3的一端连接到+12V,另一端连接到Q1的栅极，Q1的发射极接+12V,集电极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接GND。三极管Q4的发射极连接到Q1的集电极，电阻R11的一端接Q4的发射极，另一端接Q4的栅极。电阻R13的一端接Q4的栅极，另一端接Q6的发射极接GND。电阻R17的一端连接到三极管Q6的栅极，另一端连接到单片机MCU的RF_Energy_ON/OFF控制信号端。集成芯片IC1的1管脚悬空，2、4、5管脚连接GND,3管脚连接电阻R14和R12的一端，电阻R14的另一端接GND，R12的另一端接电容C15，电容C15的另一端接GND。IC1的7管脚连接电阻R9，电阻R9的另一端连接MOS管Q2的栅极，Q2的源极连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接到GND。Q2的漏极接变压器的1脚。电阻R16的一端连接到IC1的6脚，R16的另一端接Q5的栅极，MOS管Q5的源极的一端接R18，另一端接GND。

变压器耦合输出模块采用变压器T1，T1型号BZK200704，初级和次级匝数比1:9，通过阻抗匹配将能量输出。

本实用新型的控制电路具有线性调节、集成性较高，选用元器件较少，连接较简单，抗干扰能力较强，驱动负载的能力较强。

本实用新型的工作过程：

通过显示屏LCD，设置相应的能量等级，单片机MCU通过串口获取数据，单片机程序根据程序调整能量的大小。同时电流监测，监测电流的大小，当电流大于4A，将RF_Energy_ON/OFF控制信号置低，当电流小于4A时，RF_Energy_ON/OFF控制信号置高。

RF_Energy_ADJ的控制信号调节能量输出大小，RF_Energy_ADJ的控制信号来调节PWM的占空比，来调节能量大小。

Claims

1.一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，包括MCU微处理器、电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路；电源模块电路、继电器驱动电路、外部时钟电路、电流监测电路和射频电路均连接到MCU微处理器；

电源模块电路用于产生+12V、+5V、+3.3V、+24V电源；

继电器驱动电路用于对射频信号通道进行选择；

电流监测电路用于监测射频回路的电流；

射频电路用于输出射频波。

2.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，外部时钟电路包括时钟振荡电路和复位电路；时钟振荡电路包括：两脚晶体振荡器X1、电容C29和电容C31；电容C29的一端接地，另一端连接MCU；电容C31的一端接地，另一端连接MCU；

3.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，电流监测电路包括电容C12、C10、C16、C17，电阻R2、R3、R4、R5、R7和电流检测芯片U1；电阻R3一端连接+24V射频电源，一端连接电阻R7的一端，R7的另一端接GND，电容C12和电阻R7并联；R3和R7的连接点一端连接单片机的PWR_VOL_AD信号端口，作为射频电压检测信号；U1的1管脚连接到PWR_Cur_AD信号端和电容C17的一端，电容C17的另一端连接到GND；U1的2管脚连接到GND；U1的3管脚连接电阻R4的一端，R4的一端连接+24V,U1的4管脚连接电阻R5的一端，另一端连接电阻R2的一端，电容C10的一端连接到管脚3，另一端连接的U1的管脚4；U1的5管脚连接到+3.3V和电容C16的一端，电容C16的另一端连接到GND；采样电阻R2连接到R4的一端，另一端连接到R5。

4.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，电源模块电路包括电源稳压芯片IC1、IC2、IC3、电感L1、L2、L3、电容C1、C2、C4、C5、C11、C13、C14、C15、C20、C19、C18和二极管D1、D3；电容C1和电容C2并联连接到IC1的管脚1和电感L1的一端，C1和C2另一端连接到GND；IC1的管脚3、5、6接GND；电感L2一端连接到IC1的2管脚，另一端连接到IC1的管脚4，电容C4和C5并联连接到IC1的4管脚，C4和C5的另一端连接到GND；二极管D1的一端连接到IC1的2脚，另一端连接到GND；电容C11和C13的并联连接到IC2的1管脚，C11和C13端的另一端连接到GND；电感L3连接到IC2的2管脚，另一端连接到IC2的管脚4，电容C14和C15并联连接到IC2的4管脚，C14和C15的另一端连接到GND；二极管D3的一端连接到IC2的2，另一端连接到GND；电容C20一端连接到+5V，另一端到GND，电容C18、C19并联连接IC3的2管脚，另一端连接到GND。

5.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，继电器驱动电路包括电阻R21、R22、R29、三极管、直流继电器和通用二极管D8；电阻R21一端接MCU的CET&Bra_RF_SEL控制信号端，另一端接三极Q7的栅极；电阻R22一端接三极管Q7的栅极，另一端接GND；电容C16一端接继电器的2管脚和+12V，另一端接GND；二极管D8一端接+12V，另一端接继电器的1管脚，继电器的4脚和8脚连接在一起，继电器的6脚连接在变压器的次级端一脚，继电器的5脚连接到变压器的次级的另一端；三极管Q7的集电极连接到继电器的1管脚，三极管Q7的发射极连接到GND。

6.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，射频电路包括三极管Q1、Q3、Q4、Q6、电容C10、C11、C12、C15、电阻R3、R4、R11、R13、R17、R9、R16、集成芯片IC1型号MAX5075AAAU、MOS管Q2、Q5和变压器T1；电阻R7的一端连接MCU的RF_Energy_ADJ控制信号，另一端连接到三极管Q3的栅极，电容C10一端连接到三极管Q3的栅极，C10另一端接GND；三极管Q3的集电极一端连接电阻R4的一端，R4的一端连接到三极管Q1的栅极，电阻R3的一端连接到+12V,另一端连接到Q1的栅极，Q1的发射极接+12V,集电极连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接GND；三极管Q4的发射极连接到Q1的集电极，电阻R11的一端接Q4的发射极，另一端接Q4的栅极；电阻R13的一端接Q4的栅极，另一端接Q6的发射极接GND；电阻R17的一端连接到三极管Q6的栅极，另一端连接到单片机MCU的RF_Energy_ON/OFF控制信号端；集成芯片IC1的1管脚悬空，2、4、5管脚连接GND,3管脚连接电阻R14和R12的一端，电阻R14的另一端接GND，R12的另一端接电容C15，电容C15的另一端接GND；IC1的7管脚连接电阻R9，电阻R9的另一端连接MOS管Q2的栅极，Q2的源极连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接到GND；Q2的漏极接变压器的1脚；电阻R16的一端连接到IC1的6脚，R16的另一端接Q5的栅极，MOS管Q5的源极的一端接R18，另一端接GND。

7.根据权利要求6所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，变压器耦合输出模块采用变压器T1，T1型号BZK200704，初级和次级匝数比1:9；MCU微处理器IC4型号为STM32F103VET6/ST。

8.根据权利要求1所述的一种用于美容仪器射频功能的控制电路，其特征在于，还包括LCD显示屏；LCD显示屏与电源模块相连接，LCD显示屏和MCU微处理器IC4通过串口相互连接通信，用于实现人机交互。