KR200332095Y1 - 메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기 - Google Patents

메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기 Download PDF

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KR200332095Y1
KR200332095Y1 KR20-2003-0019118U KR20030019118U KR200332095Y1 KR 200332095 Y1 KR200332095 Y1 KR 200332095Y1 KR 20030019118 U KR20030019118 U KR 20030019118U KR 200332095 Y1 KR200332095 Y1 KR 200332095Y1
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Abstract

본 고안은 메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기에 관한 것으로, 배터리(1; 101)의 충전 전원을 승압하기 위한 DC-DC 컨버터부(20; 20'; 120); 초음파 소자 또는 이온 도입을 행하는 피부미용기 구동부(50; 150); 전원 스위치 및 작동스위치의 스위치부(30; 130); 작동상태를 표시하는 디스플레이부(40; 140); 및 상기 DC-DC 컨버터부와 피부미용기 구동부와 스위치부와 디스플레이부를 제어하는 CPU(2; 102)를 포함하는 피부미용기기로서, 메인 스위치인 전원 스위치(SW1)가 '온'되면, 스위칭 신호가 상기 CPU의 아날로그 입력단자로 입력되어 상기 CPU를 활성화하고, 상기 CPU는 아날로그 출력 단자를 통해 제1 스위치부(31; 31'; 131)를 활성화하며, FET(D4)를 스위칭시킴으로써만 배터리 전원이 DC-DC 컨버터(20; 20'; 120)에 인가되도록 함으로써, 전력소비를 줄이고 효율적인 전원관리가 가능하게 한다.

Description

메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기{SKIN CARE DEVICE HAVING AN IGNITION APPARATUS BY MAIN SWITCH}
본 고안은 초음파 진동기와 같은 피부미용기에서의 시동 장치에 관한 것으로, 특히 컨택트 스위치에 의해 스위칭이 이루어짐으로써 기동이 이루어지는 시동 장치를 갖는 피부미용기기에 관한 것이다.
종래의 휴대용 피부미용기기에 있어서는 메인 스위치를 넣으면 바로 CPU를 비롯한 모든 회로가 동작하게 되고, 메인 스위치를 끄면 모든 회로가 동작을 멈추는 관계로, 불필요한 부분까지 전원이 인가되어 전력의 소모가 많았는가 하면, 한편으로는 계속적으로 전원 인가 여부를 체크하여 실제로 기기가 사용되지 않는데도불구하고 암전류의 손실이 있다는 문제점이 있었다.
즉, 대한민국 특허출원 제 2002-85919호 "향상된 이온 도입 효과를 갖는 이온도입기의 제어방법 및 이를 채용하는 이온도입기"에서는, 메인 스위치를 온 시키면 기준전압(Vcc)이 활성화되어 상기 기준전압을 필요로하는 모든 곳에 인가되므로 불필요한 암전류가 흘러 전력의 소비를 가져오며 기준전압도 여러개가 되므로 관리가 복잡하여 진다는 문제점이 있었다.
아울러, 종래기술의 경우, 상기 제1 기준전압(Vcc: 일례로 5V) 외에 실제로 초음파 구동기를 동작시키는데 필요한 제2 기준전압(Vdd: 일례로 10-15V)로의 승압이 필요한데, DC-DC 컨버터를 사용하여 전압을 급상승시키게 되면, 잘못하여 기기가 이에 따라가지 못하는 이유 등으로 기기가 다운되는 경우가 발생하며, 전원 소비가 높게 된다.
본 고안은 이상과 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 메인 스위치를 넣더라도 CPU만 기동이 되며, 입력측은 다시 CPU로부터 제어신호를 받아서만 전원인가가 이루어지기 때문에 효율적으로 전원을 관리하는 것이 가능하고, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
아울러, DC-DC 컨버터를 사용하지 않고 이를 CPU에 의해 소프트웨어적으로 해결을 하면서, 더구나 전압 상승시에 점진적으로 상승이 되도록 하고, 하강 시에는 점차적으로 하강되도록 하는 안정된 전력관리 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 초음파 피부 미용기의 전체 블럭도.
도 2는 본 고안에 따른 피부미용기의 전원 및 스위치부의 상세 회로도.
도 3은 본 고안에 따른 피부미용기의 출력부의 상세 회로도.
도 4는 본 고안에 따른 피부미용기의 온도감지부의 상세 회로도.
도 5는 본 고안에 따른 피부미용기의 초음파구동부의 상세 회로도.
도 6은 도 5의 본 고안에 따른 피부미용기의 초음파 구동을 위한 펄스파형을 보여준다.
도 7은 도 2의 본 고안에 따른 피부미용기의 전압제어를 위한 펄스파형을 보여준다.
도 8은 본 고안에 따른 안정된 전압제어를 위한 제어흐름을 보여주는 플로우챠트.
도 9는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부 미용기의 전체 블럭도.
도 10은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 전원 및 스위치부의 상세 회로도.
도 11은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 디스플레이부의 상세 회로도.
도 12는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 원적외선 및 초음파 구동부의 상세 회로도.
도 13은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 갈바닉 구동부의 상세 회로도.
도 14는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 온도감지부 및 보조회로부의 상세회로도.
도 15는 도 13의 갈바닉 구동부의 인가되는 전압 파형을 보여준다.
도 16은 제1 스위치부의 다른 실시예의 상세회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 101 : 배터리 2, 102 : CPU
10 : 전압측정부 20 : DC-DC 컨버터부
30 ; 스위치부 31 : 제1 스위치부
32 : 제2 스위치 40 : 디스플레이부
50 : 초음파 구동부 51 : 전압증폭기
52 : 진동부 53 : 공진부
54 : 발진부 60 : 신체감지부
61 : 전류센싱부 62 : 증폭부
70 ; 온도감지부 71 : 제1 온도감지부
72 : 제2 온도감지부 80 : 신호음발생부
90 : 보조회로부 91 : 기준전압발생부
92 : 리셋부
110 : 전압측정부 120, 120' : DC-DC 컨버터부
130 ; 스위치부 140 : 디스플레이부
150 : 초음파 구동부 151 : 갈바닉 구동부
152 : 원적외선 구동부 160 : 신체감지부
170 ; 온도감지부 180 : 신호음발생부
190 : 보조회로부 191 : 기준전압발생부
192 : 리셋부
이상의 본 고안의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 제1 측면에 따른 메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기는, 배터리(1; 101)의 충전 전원을 승압하기 위한 DC-DC 컨버터부(20; 20'; 120); 초음파 소자 또는 이온 도입을 행하는 피부미용기 구동부(50; 150); 전원 스위치 및 작동스위치의 스위치부(30; 130); 작동상태를 표시하는 디스플레이부(40; 140); 및 상기 DC-DC 컨버터부와 피부미용기 구동부와 스위치부와 디스플레이부를 제어하는 CPU(2; 102)를 포함하는 피부미용기기로서, 메인 스위치인 전원 스위치(SW1)가 '온'되면, 스위칭 신호가 상기 CPU의 아날로그 입력단자로 입력되어 상기 CPU를 활성화하고, 상기 CPU는 아날로그 출력 단자를 통해 제1 스위치부(31; 31'; 131)를 활성화하며, FET(D4)를 스위칭시킴으로써만 배터리 전원이 DC-DC 컨버터(20; 20'; 120)에 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 메인 스위치의 스위치인(SW_IN) 신호가 제2 스위치부(32)를 통해 상기 CPU(2)의 아날로그 입력 단자(AN5)로 입력되어 상기 CPU를 활성화하는 것을 특징으로 하며,
상기 CPU로부터 제1 스위치부(31; 131)로의 출력은 포토커플러(ISO1)를 동작시켜 포토트랜지스터가 스위칭됨으로써 상기 FET(D4)를 스위칭시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 DC-DC 컨버터부는, 출력 전압값을 측정하는 출력전압 측정부와 상기 CPU로부터 PWM 조절신호에 의해 스위칭을 행하는 스위칭 소자로 구성되며, 상기 CPU는 PWM 제어단자로부터 적절한 듀티비를 갖는 스위칭 신호를 출력하여 상기 스위칭 소자를 온/오프 시켜 펄스폭을 제어함으로써 결국 출력 전압의 전력을 제어하는 것을 특징으로 하며,
더욱 바람직하게는, 상기 피부미용기기 구동부의 동작시 상기 PWM 제어신호의 '스위치온' 시간 간격을 점차적으로 길게 함으로써, 사용시의 목적 전압으로 전원을 스텝업(step up)시키며, 구동을 정지시키는 경우에는 상기 PWM 제어신호의 '스위치온' 시간 간격을 점차적으로 짧게 함으로써, 사용시의 목적 전압으로 전원을 스텝다운(step down)시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기 본 고안에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 초음파 피부 미용기의 전체 블록도이고, 도 2는 본 고안에 따른 피부미용기의 전원 및 스위칭부의 상세 회로도이고, 도 3은 본 고안에 따른 피부미용기의 출력부의 상세 회로도이고, 도 4는 본 고안에 따른 피부미용기의 온도감지부의 상세 회로도이며, 도 5는 본 고안에 따른 피부미용기의 초음파구동부의 상세 회로도이다.
또한, 도 6은 도 5의 본 고안에 따른 피부미용기의 초음파 구동을 위한 펄스파형을 보여주며, 도 7은 도 2의 본 고안에 따른 피부미용기의 전압제어를 위한 펄스파형을 보여준다.
먼저, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 배터리의 충전 전원은 DC-DC 컨버터부(20)에 의해 승압되어 마이크로컨트롤러(CPU)(2)를 구동하며, 이는 다시 펄스폭 변화에 의해 다단계 레벨로 신체에 전류를 인가하는 이온동입기를 구동하는 갈바닉 구동부(51) 및 갈바닉 구동부의 피부 접촉전극에 사용자의 신체가 접촉되었는가 여부를 감지하는 신체감지부(60), 피부에 원적외선을 조사하여 주는 원적외선 구동부(52), 피부에 레이저 광을 조사하여 주는 레이저 구동부(53), 피부에 저주파 또는 고주파의 진류를 인가하여 주는 저/고주파 구동부(54), 전원 스위치 및 작동스위치의 스위치부(30), 작동상태를 표시하는 디스플레이부(40) 및 리셋 회로와 같은 보조회로부(90)를 제어하게 된다. 한편 정확한 전압 제어 및 소비전력을 절감하기 위해 배터리 잔량을 측정하고 배터리 보호회로를 갖는 배터리전압 측정부(10)가 배터리와 접속된다.
이제, 도 2를 참조하여 제1 스위치부(31) 및 제2 스위치부(32)의 스위치부(30), DC-DC 컨버터부(20), 및 기준전압발생부(91) 및 리셋부(92)의 보조회로부(90)로 이루어지는 전원부를 좀더 상세히 설명한다.
제1 스위치부(31)의 입력단은, 외부 전원과 접속되는 충전단자(J1, J2) 및 배터리 단자(J3)가 병렬접속되어 있다. 또 하나의 배터리 단자 J4는 없어도 되나 배터리 단자의 극이 바뀌었을 경우를 상정한 경우이다.
메인 스위치인 전원 스위치(SW1)가 '온'되면, 스위치인(SW_IN) 신호가 제2 스위치부(32)를 통해 CPU(2)의 아날로그 입력 단자(AN5)로 입력되어 CPU를 활성화한다. 그러면 CPU는 아날로그 출력 단자(AN7)를 통해 제1 스위치부(31)를 활성화하며, 저항(R16)을 통해 포토커플러(ISO1)를 동작시켜 FET(D4)를 스위칭시킴으로써 배터리 전원이 DC-DC 컨버터(20)에 인가되도록 한다.
이때 배터리 전압이 분압 저항(R1, R35)으로 이루어지는 배터리 전압 측정부(10)에 의해 측정되어 CPU의 아날로그 입력단자(AN1)로 입력된다.
한편, 휴대용 미용기기는 대개 단일 입력 전원(일례로 3.6V)의 배터리를 사용하기 때문에 경우에 따라 고전압(초음파 기기의 경우 일례로 10-15V, 이온도입기의 경우 일례로 20-30V)으로의 승압과정이 필수적인데, 이를 위한 DC-DC 컨버터부(20)는 종전에는 고가의 칩을 사용하였으나, 본 고안에서는 도 2에서 보는 바와 같이, 주파수 듀티비(frequency duty rate)를 조절하여 출력 전압을 조절하는 스위칭 소자(D3) 및 CPU의 PWM 제어 프로그램에 의해 달성된다.
즉, CPU의 PWM 제어단자(10번 단자)로부터 스위칭 신호가 출력되면 스위칭 소자(D3)를 온/오프 시켜 펄스폭을 제어함으로써 결국 출력 전압의 전력을 제어하는 것이 가능하게 된다. 즉, 사용자가 미용기기를 사용하고자 할 경우, 전원을 켜고 피부에 대면, 후술하는 신체감지부(60)에 의해 신체에 기기를 사용할 경우에, PWM 제어신호의 '스위치온' 시간 간격을 길게 함으로써, 사용시의 목적 전압으로 전원을 스텝업(step up)하게 된다. 이는 피드백 제어방법을 사용하여 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이 점진적으로 이루어지도록 하기 때문에 갑작스러운 전압 상승으로 인한 시스템 다운 등의 종래 기술들의 문제점들이 해소된다. 아울러, 스텝다운(step down) 역시, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이, 점진적으로 펄스폭을 줄여나감으로써 마찬가지로 갑작스러운 전압 강하로 인한 문제점들이 제거된다. 결국 안정적인 전력 관리가 가능하게 된다.
실제로 DC-DC 컨버터의 출력 전압인 VDD는 미용기기의 사용시 12-15V를 출력하도록 하고, 전원은 온 상태이나 기기 미사용 시에는 10V 정도를 유지함으로써 전력 소비를 줄일 수 있다.
분압 저항 R2, R3은 CPU의 전압(일례로 3.3V)에 맞추기 위해 출력 전압을 센싱하여 아날로그 입력단자(AN2)로 센싱된 출력 전압을 감지하도록 한다.
한편, 도 16에는 상기 제1 스위치부(31)의 또다른 실시예의 상세회로도를 나타내고 있다. 즉, 도 16에서 보는 바와 같이, 전원 스위치(SW1)의 인가에 의해 활성화되는 CPU(2)의 출력단자 AN7으로부터의 제1 스위치부(31')의 출력신호가 제1 실시예의 포토커플러(ISO1)를 통하지 않고 저항(도16의 R29)를 통해 직접 FET(D4)의 제어단자에 접속되어도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다. 마찬가지로 입력되는 전압은 전압측정부(10')에서 측정되어지며, DC-DC 컨버터부(20')에 의해 승압된다.
이상의 동작을 구현하기 위한 CPU의 전력관리 프로그램을 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 고안에 따른 안정된 전압제어를 위한 제어흐름을 보여주는 플로우챠트이다.
먼저, 도 8에서 보는 바와 같이, 펄스폭 체크 프로그램(PWM_CHECK)이 시작되면(S1), 'PWM OK FLAG'를 체크하여 PWM 제어가 원하는 설정치만큼 동작하는지 여부를 조사한다(S2). 원하는 만큼 동작한다면 ('PWM OK FLAG'=1), S9 단계로 리턴하여 계속해서 수행하고, 그렇지 않는 경우에는, PWM 설정치('PWM_TARGET')와 인가되고 있는 PWM 실제값('PWM_PUF')을 비교하여(S3), 그 값이 동일하면('PWM_PUF'-'PWM_TARGET'=0) 다시 S9 단계로 리턴하여 계속해서 수행하고, 그렇지 않은 경우에는 S4 내지 S8의 PWM 조절 단계를 시행한다.
먼저, 캐리값이 0인지 여부를 조사하는 바(S4), 이는 펄스폭의 듀티비가 설정치보다 큰가 여부를 조사하기 위함이다. 실측치보다 설정치가 더 작으면, PWM 세팅을 행하고(S5) 실제로 인가되는 PWM 값을 일정치 만큼 증가시켜 듀티비를 상승시킴으로써 스텝업(step up)시키게 된다(S7). 역으로 실측치보다 설정치가 더 크면, PWM 세팅을 행하고(S6) 실제로 인가되는 PWM 값을 일정치 만큼 감소시켜 듀티비를 감축시킴으로써 스텝다운(step down)시키게 된다(S8).
그후, S2 단계로 다시 리턴하여 계속해서 본 프로그램을 수행하게 된다.
한편, 이상의 프로그램드 전력 조절 방법 및 장치는, 미용기기의 출력 강약 조절에도 사용가능하다. 즉, 의도적으로 사용자가 강약조절 스위칭인 제3 스위치(SW3)를 조절하여 '약'에서 '강'으로 출력을 조절하고자 할 경우, 아날로그 입력단자 AN5는 이를 받아들여 PWM 제어단자(10번핀)에 PWM 펄스폭 조절신호를 가함으로써 듀티비를 증가시킴으로써 출력을 '강'으로 조절할 수 있게 된다. 예를들어, 얼굴과 같은 예민한 부위의 피부에 피부미용기기를 사용하고자 할 때는 출력을 약하게 할 필요가 있고, 반대로 힙이나 종아리 등과 같은 부위에 사용하고자 할 경우에는 다소 출력을 강하게 하는 것이 좋다.
제2 스위치부(32)의 제2 스위치(SW2)는 미용기기의 스텝을 조절하기 위한 모드스위치이다. 도 6에서 보는 바와 같이 각 스텝에 따라 각 스텝에서 적절한 신호가 출력되도록, 후술하는 도 5의 초음파 구동부(50)의 아날로그 출력단자(RA0)의 출력신호의 펄스에 주파수 변환을 행하게 된다. 예를들어 본 고안의 초음파 미용기기에서는 주파수 변환에 따른 4가지 단계의 모드와 전압 변화에 따른 2단계의강약(H/L) 조절이 가능하다.
한편, 제2 스위치부와 같이 구성함으로써 입력 포트 하나로 여러 가지의 전압을 받아들이도록 하는 것이 가능하다. 미설명 부호 91은 기준전압발생부이고, 92는 리셋부이며, L1은 리액터이고, C2, C3은 콘덴서이며, D1, D2는 역전방지 다이오드이다.
이제, 도 5를 참조하여 본 고안의 핵심인 초음파 구동부(50)에 대하여 상술한다.
이제, 상술한 바와 같이 CPU에 의해 적절한 주파수로 발진된 제어신호가 아날로그 출력단자(RA0)를 통해 초음파 구동부의 전압증폭기(51)로 출력되면, 전압증폭기(R15, Q4, Q5, R8, R9, D10)에서 증폭된 후, 공진부(53)를 통해 진동부(52)의 압전소자인 초음파 진동자(ULTRA1)로 입력된다. 즉, 진동자에 펄스를 가하게 되면, 자유진동이 이루어지며, 파워를 잘 전달하여 공진이 잘 일어나도록 하므로 공진탱크로 불리는 트랜지스터(Q2)로 자기공진형 발진을 일으키게 한다. 이는 트랜스(T1)에서 위상을 0전위에서 +쪽으로 증폭시키게 하고, 발진부(54)의 발진용 스위칭 소자(Q3, Q6)에 의해 발진되어, 다시 진동부(52)의 트랜스 T2를 통해 다시 초음파 진동자(ULTRA1)로 파워를 인가하여, 공진이 이루어지게 한다.
한편, 예를들어 상기 진동자가 1MHz의 주파수로 진동을 시작하다, 진동자를 사용자의 피부에 갖다 대면, 진동자가 눌리게 되며, 이는 결국 진동을 억제하는 방향으로 동작하기 때문에, 전류의 차이를 가져오며, 이는 전류센싱부(61)의 분압저항(R18, R20)에 의해 감지하게 된다. 미약한 감지 신호는 증폭부(62)를 통해 증폭되어 CPU의 아날로그 입력단자(AN6)로 입력되어 디지털 변환되며, 결국 CPU의 DC-DC 컨버터부(20)로의 PWM 출력단자(10번핀)로 출력신호의 듀티비가 커지도록 한다. 따라서 전압을 '로우"(약) 레벨에서 '하이'(강) 레벨로 스텝업하게 함으로써, 진동자가 피부에 눌리더라도 진동자가 여전히 동일하게 초음파 진동하여 피부미용기기로서 동작하는데 지장이 없도록 한다. 이렇게 함으로써 전원이 켜진 상태에서도 실제로 사용자가 사용을 하지 않는 동안에는 '로우'레벨로 초음파가 진동하여 불필요한 저력소비를 줄일 수 있게 하는 것이 가능하다.
다음, 도 3을 참조하여 본 고안의 디스플레이부(40) 및 신호음 발생부(80)의 신호출력부의 구성에 대하여 설명하면, 강약 조절을 표시하는 포토다이오드(D6, D7)가 병렬로 두 개의 포트 RB2, RB3에 접속되고, 제1 모드 및 제2 모드의 모드 조절을 표시하는 포토다이오드(D8, D9)가 병렬로 두 개의 포트 RB3, RC0에 접속되고, 제3 모드 및 제4 모드의 모드 조절을 표시하는 포토다이오드(D11, D13)가 병렬로 두 개의 포트 RC0, RC1에 접속되고, 사용자의 사용 상태를 표시하는 포토다이오드(D14)가 두 개의 포트 RB2, RC1 양단에 접속됨으로써, 적은 개수의 포트 단자로 여러 개의 포토다이오드를 발광시킴으로써 CPU의 전체 핀의 개수를 줄이는 것이 가능하며, 결국 비용 절감 효과를 가져올 수 있게 된다.
부재번호 80의 경보음발생부(R5, Q1, BUZ1)는 이상 상태의 경우나 사용상태를 소리로서 나타내기 위한 경보음을 발생시키는 부저(BUZ1)의 동작회로이다.
각 LED의 발광여부를 결정하기 위한 진리표는 표1에서와 같다. 예를들어, 입출력단자 RB2 (A)의 출력이 '0'이고 입출력단자 RB3 (B)의 출력이 '1'이면 현재 강약 조절 단계가 '하이'인 상태를 표시하는 LED(D7)가 발광되며, 입출력단자 RB3 (B)의 출력이 '0'이고 입출력단자 RC0 (C)의 출력이 '1'이면 현재 초음파 모드가 '레벨1'인 상태를 표시하는 LED(D8)가 발광되며, 입출력단자 RC0 (C)의 출력이 '0'이고 입출력단자 RC1 (D)의 출력이 '1'이면 현재 초음파 모드가 '레벨4'인 상태를 표시하는 LED(D13)가 발광되며, 입출력단자 RB2 (A)의 출력이 '1'이고 입출력단자 RC1 (D)의 출력이 '0'이면 현재 초음파 구동기가 피부에 동작 중임을 나타내는 후방 표시기 LED(D14)가 발광되도록 구성될 수 있다.
마지막으로, 도 4를 참조하여 본 고안의 온도감지부(70)에 대하여 설명한다. 먼저, 제1 온도감지부(71)는 서미스터(RT1)와 분압용 저항(R19)으로 이루어지며, 아날로그 입력단자(AN3)를 통해 CPU로 입력된다. 후술하는 도 5의 초음파 진동자의 피부 진동판의 표면온도를 센싱하게 되며, 초음파 진동자가 동작함에 따라 상기 진동판이 가열되는 바, 일정 온도 (일례로 45°) 이상에서 과열로 감지하여, 피부에악 영향을 끼칠 수 있는 더 이상의 과열을 방지하기 위해 자동적으로 PWM 제어를 행하여 DC-DC 컨버터부로 입력되는 펄스파의 듀티비를 감소시켜 전압의 강약을 조절하게 된다.
또한, 제2 온도감지부(72)의 서미스터(RT2) 및 분압용 저항(R36)은 후술하는 도 5의 초음파 구동부의 발진부(54)의 발진용 트랜지스터(Q3, Q6)의 온도를 감지하는 바, 역시 상기 트랜지스터의 온도가 소정치 이상 과열되면 회로를 보호하기 위해 PWM 조절신호의 듀티비를 감소시켜 강약 조절을 행하게 된다. 미약한 감지신호는 증폭회로(R37, R38, U2A)를 통과하여 아날로그 입력단자(AN4)로 입력된다.
이하, 본 고안의 제2 실시예를 첨부도면 도9 내지 도15를 참조하여 설명한다.
도 9는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부 미용기의 전체 블록도이고, 도 10은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 전원 및 스위치부의 상세 회로도이고, 도 11은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 디스플레이부의 상세 회로도이고, 도 12는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 원적외선 및 초음파 구동부의 상세 회로도이고, 도 13은 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 갈바닉 구동부의 상세 회로도이며, 도 14는 본 고안의 제2 실시예에 따른 초음파 이온 피부미용기의 온도감지부 및 보조회로부의 상세회로도이다. 설명을 간략하게 하기 위하여, 제2 실시예의 구성요소중 제1 실시예와 유사한 부분은 유사한 부재번호를 붙이고 설명을 생략하며, 차이점을 중심으로 기술한다.
도 15는 도 13의 갈바닉 구동부의 인가되는 전압 파형을 보여준다.
도 9 및 도10에서 보는 바와 같이, 본 고안의 제2 실시예의 초음파 이온 피부미용기에 의하면, 먼저 배터리의 전압(일례로 3.6V)이 제1 실시예의 DC-DC 컨버터부(20)에 의해 일례로 12-15V로 승압된 후, 다시 제2 DC-DC 컨버터부(120')에 의하여 일례로 30V로 재승압된다. 이는 후술하는 갈바닉 구동부(151)에서 재승압된 전압으로 갈바닉 이온을 신체에 인가하여 피부에 활성물질의 도입을 촉진하기 위함이다.
제1 스위치부(131)에 있어서 차이점은 메인 스위치인 전원스위치(SW1)가 제1 기준전압(Vcc)에 접속되어 있으나, 전원 스위치를 넣는 경우에 CPU(102)가 활성화되어 제1 스위치부(131)를 통해 전원을 DC-DC 컨버터부(120)로 인가하는 점은 동일하다.
제2 DC-DC 컨버터부는, 도 10에서 보는 바와 같이, DC-DC 컨버터 칩(U1)을 사용할 수도 있다. 마이크로 컨트롤러(102)의 제6 아날로그 출력단자(AN6)로부터의 신호는 저항(R15)을 통해 스위칭용 트랜지스터(Q2)를 구동함으로써 상기 칩을 활성화한다. 나머지 소자들(저항 R1, R3, R6, R11, R12, 커패시터 C1, C4, C6, 인덕터 L1, 다이오드 D1)은 상기 칩의 주변 회로이다.
한편, 도 11을 참조하여, 제2 실시예에서의 디스플레이부(140)에 대해서 설명한다. 먼저, 마이크로컨트롤러(102)의 입출력단자(RD0, RD1, RD2)는 입출력단자 RB2와 함께 스위치 제2 내지 제4 스위치(SW2, SW3, SW4)의 각각의 스위치 입력을체크하기 위한 입력단자로도 기능하며, 스위칭용 트랜지스터(Q6, Q7, Q8)와 함께 각각 디스플레이용 LED(D5-D7; D11, D13, D15; D17-D19; D20, D21)를 구동하기 위한 출력단자로도 기능한다.
다음으로, 제2 실시예의 초음파 구동부(15) 및 원적외선 구동부(152)에 대하여 도 12를 참조하여 상술하면, 초음파 구동부는 마이크로컨트롤러(102)의 출력단자(RA0)로부터의 제어신호가 다이오드(D16) 및 저항(R22)을 통해 스위칭용 트랜지스터(Q4)에 인가됨으로써 공진용 트랜지스터(Q3)와 함께 초음파 구동기(ULTRA1)를 구동하게 되는 바, 나머지 소자들(R16, R18-R20, R23, L3-L5, C7-C11, D9)은 상기 트랜지스터(Q3, Q4) 및 초음파 구동기의 주변회로이다.
원적외선 구동기(152)는 마이크로컨트롤러(102)의 출력단자(RB3)로부터의 제어신호가 저항(R21)을 통해 스위칭용 트랜지스터(Q5)에 인가됨으로써 저항(R17)을 통해 Vcc에 접속된 원적외선 LED (D8, D10, D12, D14)를 구동하게 된다.
다음, 갈바닉 구동부(151)에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다. 먼저, 마이크로컨트롤러(102)의 출력단자 PWM1으로부터의 펄스파형 제어신호가 비교기회로(U3A, R24, R28, R29, R36, C13)에 의해 DC 전압으로 변환된 후, 각각 저항 R31 및 R38을 통해 얼굴에 대한 접촉전극(J4) 및 손에 대한 접촉전극(J5, J6)으로 인가된다.
이때 마이크로컨트롤러의 입출력단자(RB6, RB7)로부터의 PWM 조절신호가 각각 저항 R41 및 R43을 통해 PWM제어용 트랜지스터(Q9, Q10)에 인가되며, 상기 트랜지스터(Q9, Q10)의 컬렉터측은 각각 상기 얼굴 및 손의 접촉전극에 접속되어, 상기PWM 조절신호에 따라 출력파형은 도 15에서 보는 바와 같은 삼각파형을 구성한다. 즉, 상기 단자 RB7의 신호가 '하이'이면 트랜지스터 Q10 이 '온' 상태로 되어, 손잡이 접속전극은 접지상태가 되므로, 도 15에서의 t0-t1 사이의 출력이 발생하며, 반대로 상기 단자 RB6의 신호가 '하이'이면 트랜지스터 Q9가 '온' 상태로 되어, 얼굴 접속전극이 접지상태가 되므로, 도 15에서의 t1-t2 사이의 출력이 발생하게 된다. 결국 얼굴에서 손으로 또는 손에서 얼굴로 갈바닉 전류가 교호로 흐르게 되고, 피부에 효과적으로 이온 활성물질을 도입할 수 있게 된다.
아울러, 도 13의 부재번호 160은 피부에 상기 전극을 접촉하였는가 여부를 감지하기 위한 신체감지부이다. 감지된 신호는 증폭기 회로(U3B, U3C, R30, R32, R37, R39, C12, C14)에 의해 증폭된 후, 아날로그 입력단자(AN4, AN5)를 통해 상기 마이크로컨트롤러(102)로 입력된다.
마지막으로 도 14를 설명하면, 제1 실시예의 제1 온도감지부(도 4의 71)에 대응하는 본 실시예의 온도감지부(170)가 도시되어 있는 바, 마찬가지로 얼굴과 같은 초음파 소자의 피부 접촉면 온도를 센싱하는 써미스터(RT1) 및 분압저항(R46)을 포함한다. 신호음발생부(180), 기준전압 발생부(191) 및 리셋부(192) 역시 제1 실시예의 그것들과 동일하다.
이상은 본 고안의 일 실시예를 중심으로 설명한 것에 지나지 않고, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를들어 미용기기는 초음파 미용기기 외에도 이온도입기 등의 다른 목적의 미용기기에도 적용가능함은 물론이다. 따라서 본 고안은 다음의 실용신안등록청구범위에 의해서만한정되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기에 의하면, 불필요한 암전류 소비를 줄일 수 있으며, 효율적인 전원 관리가 가능하고 급격한 전압 상승이나 하강으로 인하여 시스템이 다운되는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (5)

  1. 배터리(1; 101)의 충전 전원을 승압하기 위한 DC-DC 컨버터부(20; 20'; 120); 초음파 소자 또는 이온 도입을 행하는 피부미용기 구동부(50; 150); 전원 스위치 및 작동스위치의 스위치부(30; 130); 작동상태를 표시하는 디스플레이부(40; 140); 및 상기 DC-DC 컨버터부와 피부미용기 구동부와 스위치부와 디스플레이부를 제어하는 CPU(2; 102)를 포함하는 피부미용기기로서,
    메인 스위치인 전원 스위치(SW1)가 '온'되면, 스위칭 신호가 상기 CPU의 아날로그 입력단자로 입력되어 상기 CPU를 활성화하고, 상기 CPU는 아날로그 출력 단자를 통해 제1 스위치부(31; 31'; 131)를 활성화하며, FET(D4)를 스위칭시킴으로써만 배터리 전원이 DC-DC 컨버터(20; 20'; 120)에 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 메인 스위치 시동 장치를 갖는 피부미용기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 스위치의 스위치인(SW_IN) 신호가 제2 스위치부(32)를 통해 상기 CPU(2)의 아날로그 입력 단자(AN5)로 입력되어 상기 CPU를 활성화하는 것을 특징으로 하는 피부미용기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CPU로부터 제1 스위치부(31; 131)로의 출력은 포토커플러(ISO1)를 동작시켜 포토트랜지스터가 스위칭됨으로써 상기 FET(D4)를 스위칭시키는 것을 특징으로 하는 피부미용기기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DC-DC 컨버터부는, 출력 전압값을 측정하는 출력전압 측정부와 상기 CPU로부터 PWM 조절신호에 의해 스위칭을 행하는 스위칭 소자로 구성되며,
    상기 CPU는 PWM 제어단자로부터 적절한 듀티비를 갖는 스위칭 신호를 출력하여 상기 스위칭 소자를 온/오프 시켜 펄스폭을 제어함으로써 결국 출력 전압의 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 피부미용기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피부미용기기 구동부의 동작시 상기 PWM 제어신호의 '스위치온' 시간 간격을 점차적으로 길게 함으로써, 사용시의 목적 전압으로 전원을 스텝업(step up)시키며, 구동을 정지시키는 경우에는 상기 PWM 제어신호의 '스위치온' 시간 간격을 점차적으로 짧게 함으로써, 사용시의 목적 전압으로 전원을 스텝다운(step down)시키는 것을 특징으로 하는 피부미용기기.
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