CN111565794A - 用于控制皮肤护理美容仪器的输出的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于控制皮肤护理美容仪器的输出的设备,该设备可以通过抑制在将直流电压转换为交流电压时的突然电流变化来降低待输出至皮肤的峰值功率。所公开的用于控制皮肤护理美容仪器的输出的设备:放大直流电压并且输出该直流电压;将所输出的直流电压转换为具有设定频率的交流电压并且将该交流电压输出至一对接触电极;并且根据被施加有交流电压的皮肤的电阻变化来感测流经皮肤的电流,以便控制对直流电压的放大。
Description
技术领域
本公开涉及一种皮肤护理仪器,更具体地涉及一种用于控制皮肤护理仪器的输出的设备和方法,该皮肤护理仪器通过向皮肤施加高频电流来对皮肤进行护理。
背景技术
通常,皮肤护理仪器可以分为向用户的皮肤传送超声波的皮肤护理仪器(在下文中,为超声波型皮肤护理仪器)和施加电流的皮肤护理仪器(在下文中,为电流型皮肤护理仪器)。
超声波型皮肤护理仪器通过超声波的物理振动来按摩皮肤。电流型皮肤护理仪器向用户的皮肤施加微电流来去除皮脂、废物等或者使皮肤营养成分被深层地吸收至皮肤内。
电流型皮肤护理仪器向皮肤施加高频电流。从皮肤护理仪器输出的电流通过与皮肤接触的一对电极被施加至皮肤的真皮层。电流型皮肤护理仪器可以通过施加电流来使真皮层中的水分子旋转,从而防止真皮层塌陷,并且改善用户的皮肤皱纹。
由于电流型皮肤护理仪器通过施加电流来使真皮层中的水分子旋转,因此由于水分子旋转时产生的旋转能量而导致真皮层的温度升高。存在的问题是,由于真皮层的温度升高,用户会感到发热或者在严重的情况下用户的皮肤会被灼伤。
因此,已经研究了用于电流型皮肤护理仪器的各种方法,以防止由于施加电流引起真皮层的温度升高而导致灼伤的发生。
作为示例,当皮肤温度为设定温度或以上时,在关闭电源之后经过设定时间之后,重新驱动皮肤护理仪器,从而防止由于温度升高而导致灼伤的发生。然而,存在的问题是,常规的电流型皮肤护理仪器具有降低的皮肤护理功效,因为开启或关闭电源会使皮肤温度剧烈变化,并且难以准确地测量真皮层的温度。
作为另一示例,常规的皮肤护理仪器通过对施加至皮肤的电流进行脉冲宽度调制(PWM)控制来防止灼伤。然而,存在的问题是,由于皮肤护理仪器靠近人体设置,因此电磁波会影响人体,并且难以将施加至皮肤的电流维持在设定的频率,从而降低了皮肤护理功效。
另外,存在的问题是,常规的电流型皮肤护理仪器输出经脉冲宽度调制的交流电功率(交流电),使得以峰值功率将高功率(电流)瞬时地施加至皮肤。此时,由于高功率(电流)被瞬时地施加至皮肤,因此,用户可能会感到灼热或刺痛,或者在严重的情况下可能会触电。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决上述问题,并且本公开的目的在于提供一种用于控制皮肤护理仪器的输出的设备和方法,当通过施加第一交流电压而产生的皮肤电流达到设定电流时,该设备和方法向皮肤施加第二交流电压,该第二交流电压的峰间电压低于第一交流电压,从而使皮肤温度的变化最小化。
此外,本公开的另一目的在于提供一种用于控制皮肤护理仪器的输出的设备,该设备抑制在将直流电压转换为交流电压时电流的突然变化,从而降低被输出至皮肤的峰值功率。
技术方案
为了实现这些目的,根据本公开的示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器的输出的设备包括:放大模块,该放大模块放大并输出直流电压;转换模块,该转换模块将从放大模块输出的直流电压转换为具有设定频率的交流电压,以将交流电压输出至一对接触电极;峰值降低模块,该峰值降低模块降低在切换从转换模块输出的交流电压时产生的交流电的最大峰值电流;电流检测模块,该电流检测模块根据被施加有交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;以及控制模块,该控制模块基于皮肤电流来控制放大模块的驱动。
为了实现这些目的,根据本公开的另一示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器的输出的设备包括:电流检测模块,该电流检测模块根据被施加有交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;以及控制模块,该控制模块基于皮肤电流来控制皮肤护理仪器的交流电压的输出,其中,当皮肤电流小于最大设定电流时,控制模块控制皮肤护理仪器以输出第一交流电压,并且当皮肤电流为最大设定电流或更大时,控制模块控制皮肤护理仪器以输出第二交流电压,该第二交流电压的峰间电压低于第一交流电压。
为了实现这些目的,根据本公开的示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器的输出的方法包括:放大直流电压;将经放大的直流电压转换为具有设定频率的第一交流电压;通过一对接触电极输出第一交流电压;根据被施加有第一交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;当皮肤电流为最大设定电流或更大时,将直流电压转换为具有设定频率的第二交流电压,并且通过一对接触电极输出第二交流电压,该第二交流电压的峰间电压低于第一交流电压。
有益效果
当通过施加第一交流电压所产生的皮肤电流达到设定电流时,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备和方法可以向皮肤施加第二交流电压,该第二交流电压的峰间电压低于第一交流电压,由此,与当皮肤温度为设定温度或更高时电源会关闭的常规的皮肤护理仪器相比,使皮肤温度的变化最小化。
另外,当皮肤电流由于皮肤温度的升高而增加时,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备和方法可以降低被施加至皮肤的交流电压,从而使皮肤温度的变化最小化,以便使皮肤护理功效的降低最小化。
另外,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备和方法可以改变被施加至皮肤的交流电压的峰间电压,以防止皮肤的灼伤,由此,与通过脉冲宽度调制控制来防止灼伤的常规的皮肤护理仪器相比,使得电磁波的影响最小化,并且可以恒定地维持被施加至皮肤的交流电压的频率,从而防止皮肤护理功效的降低。
另外,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备可以抑制在将直流电压转换为交流电压时电流的突然变化,从而降低被输出至皮肤的峰值功率。
另外,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备可以防止在切换被施加至皮肤的交流电功率时向皮肤施加最大峰值功率,从而防止用户由于最大峰值功率而感到灼热、刺痛和触电。
另外,用于控制皮肤护理仪器的输出的设备降低了峰值功率,从而均匀地传输功率。
附图说明
图1是用于说明根据本公开的示例性实施例的皮肤护理仪器的示意图,该皮肤护理仪器应用了用于控制输出的设备。
图2是用于说明根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备的框图。
图3是用于说明图2的放大模块的示意图。
图4和图5是用于说明图2的控制模块的示意图。
图6是用于说明根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备的修改示例的框图。
图7和图8是用于说明根据本公开的第一示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器的输出的方法的流程图。
图9和图10是用于说明根据本公开的第一示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器的输出的方法的修改示例的流程图。
图11是用于说明根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备的框图。
图12和图13是用于说明图11的峰值降低模块的示意图。
图14是用于说明根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备的修改示例的框图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图对本公开最优选的实施例进行描述,以便具体地描述该实施例,使得本公开所属领域的技术人员可以容易地实现本公开的技术精神。首先,在给每个附图中的部件添加附图标记时,应当注意,相同的部件即使在不同的附图中示出,也尽可能具有相同的附图标记。另外,在描述本公开时,当确定相关的公知构造或功能的详细描述可能使本公开的主旨变得模糊时,则将省略对相关的公知构造或功能的详细描述。
参照图1,根据本公开的示例性实施例的用于控制输出的设备被安装至皮肤护理仪器10的主体。作为示例,用于控制输出的设备由印刷电路板(PCB)形成,并且被安装在皮肤护理仪器10的主体的内部。
皮肤护理仪器10具有暴露于主体外部的一对接触电极12。当这对接触电极12接触皮肤时,皮肤护理仪器10向皮肤施加具有设定频率(例如,约1MHz)的交流电。因此,交流电在这对接触电极12与皮肤之间流动。
从皮肤护理仪器10输出的交流电被施加至真皮层。水分子存在于真皮层中,并且当交流电被施加至真皮层时水分子旋转。由于水分子的旋转能量导致真皮层的温度升高。
同时,皮肤具有皮肤电阻,并且皮肤电阻因人而异。存在的特征是,皮肤电阻随着真皮层温度的升高而降低。
根据本公开的示例性实施例的用于控制输出的设备使用皮肤电阻的特征来测量皮肤温度。也就是说,用于控制输出的设备对流过与皮肤接触的电极的皮肤电流进行测量。此时,由于当皮肤温度升高时皮肤电阻降低,因此皮肤电流的增加意味着皮肤温度的升高,而皮肤电流的降低意味着皮肤温度的降低。
用于控制输出的设备将测得的皮肤电流与设定电流(例如,最大电流或最小电流)进行比较。用于控制输出的设备基于比较结果来改变从皮肤护理仪器10输出至皮肤的交流电压的电压电平。此时,当皮肤电流达到最大电流时,用于控制输出的设备减小交流电压的电压电平。当皮肤电流达到最小电流时,用于控制输出的设备增大交流电压的电压电平。
为此,用于控制输出的设备控制放大器(例如,升压转换器(Boost Convert))的接通/断开,该放大器被设置在电池14与接触电极12之间,以使从皮肤护理仪器10输出的交流电压的电压电平增大或减小。此时,当皮肤电流达到最大电流时,用于控制输出的设备关闭放大器,以减小从皮肤护理仪器10输出的交流电压的电压电平。在关闭放大器之后经过了设定时间时或者在皮肤电流达到最小电流时,用于控制输出的设备重新驱动放大器,以增大从皮肤护理仪器10输出的交流电压的电压电平。
因此,用于控制输出的设备恒定地维持频率,并且仅根据皮肤温度(即,皮肤电流)来改变交流电压的电压电平。用于控制输出的设备可以改变交流电压的电压电平,以向皮肤施加交流电压,从而使交流电压维持在设定的频率,以防止皮肤护理功效降低,同时使皮肤温度的差异最小化。
同时,用于控制输出的设备抑制在将直流电压转换为交流电压时电流的突然变化,以降低被输出至皮肤的峰值功率。用于控制输出的设备降低峰值功率,以向皮肤施加具有接近于正弦(Sin)波形的输出波形的交流电压。
因此,用于控制输出的设备可以防止施加至皮肤的交流电功率(交流电)的瞬时增加,从而防止用户的皮肤温度升高、皮肤刺痛和触电。
同时,用于控制输出的设备可以降低交流电功率的峰值功率,从而将功率均匀地施加至皮肤以使皮肤护理功效最大化。
参照图2,根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备100包括放大模块110、转换模块120、电流检测模块130以及控制模块140。在此,已经将用于控制输出的设备100描述为包括放大模块110、转换模块120、电流检测模块130以及控制模块140中的所有模块,但不限于此,并且放大模块110和转换模块120也可以被包括在皮肤护理仪器10中。
放大模块110在控制模块140的控制下放大从电池14输出的直流电压。在此,由放大模块110放大的直流电压是指在权利要求中所描述的第一直流电压。
放大模块110根据在皮肤护理仪器10中设定的输出级(例如,第一级至第三级)逐步地放大直流电压的电压电平。当输出级越高时,放大模块110将直流电压放大成具有更高的电压电平。在下文中,由放大模块110放大的直流电压被描述为经放大的直流电压。作为示例,放大模块110是升压转换器(Boost Converter)。
作为示例,参照图3,当从电池14施加约为4.2V的直流电压时,当输出级是第一级时,该放大模块110输出约为4.4V的经放大的直流电压,当输出级是第二级时,该放大模块输出约为5.1V的经放大的直流电压,并且当输出级是第三级时,该放大模块输出约为5.5V的经放大的直流电压。
转换模块120将经放大的直流电压转换为交流电压。转换模块120将由放大模块110放大的经放大的直流电压转换为具有设定频率的交流电压。此时,作为示例,转换模块120是推挽转换器(Push Pull Converter)。在此,权利要求中所描述的第一交流电压是指通过对由放大模块110放大的直流电压进行转换而获得的交流电压,并且第二交流电压是指通过对未由放大模块110放大的直流电压进行转换而获得的交流电压。
转换模块120将经转换的交流电压输出至一对接触电极12。一对接触电极12向所接触的皮肤施加交流电压。因此,交流电在接触电极12与皮肤之间流动,并且皮肤电阻变化。
作为示例,参照图3,当输出级是第一级时,转换模块120输出具有约为55V的峰间电压的交流电压,当输出级是第二级时,该转换模块输出具有约为66V的峰间电压的交流电压,并且当输出级是第三级时,该转换模块输出具有约为75V的峰间电压的交流电压。
电流检测模块130根据在施加交流电压之后皮肤电阻的变化来检测皮肤电流。电流检测模块130将一对接触电极12中的电流值检测为皮肤电流。检测模块将检测到的皮肤电流传输到控制模块140。
由电流检测模块130检测到的皮肤电流是对应于皮肤电阻的电流值。此时,当向皮肤施加交流电压时,在皮肤的真皮层中发生温度变化,并且皮肤电阻根据温度的变化而变化。因此,由电流检测模块130检测到的皮肤电流随着皮肤温度的升高而增加,并且随着皮肤温度的降低而降低。
控制模块140基于由电流检测模块130检测到的皮肤电流来控制放大模块110的驱动。控制模块140基于由电流检测模块130检测到的皮肤电流和设定电流来控制放大模块110的驱动。
首先,参照图4,将以如下情况为例进行描述:仅将最大设定电流(Imax)设定为设定电流。
当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时(即,断开(OFF)时间点),控制模块140使放大模块110停止。当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时,控制模块140确定皮肤温度达到用户可能被灼伤或者感到发热的皮肤温度,以使放大模块110停止。
放大模块110停止对直流电压的放大并且将从电池14施加的直流电压按原样施加至转换模块120。因此,一对接触电极12向皮肤施加交流电压,该交流电压的峰间电压低于在放大模块110运作期间的时间段中的电压。
当在放大模块110停止之后经过了设定时间(T)时(即,接通(ON)时间点),控制模块140重新驱动放大模块110。控制模块140从使放大模块110停止的时间点开始计时。当所计数的时间达到设定时间时,控制模块140重新驱动放大模块110。此时,作为示例,设定时间约为300ms,并且可以根据皮肤护理仪器10或用户的设定而进行各种设定。
因此,放大模块110被重新驱动并将从电池14施加的直流电压的电压电平放大,并且将直流电压的经放大的电压电平施加至转换模块120。
接下来,参照图5,将以如下情况为例进行描述:将最大设定电流(Imax)和最小设定电流(Imin)设定为设定电流。
当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时(即,断开(OFF)时间点),控制模块140使放大模块110停止。当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时,控制模块140确定皮肤温度达到用户可能被灼伤或者感到发热的皮肤温度,以使放大模块110停止。
因此,放大模块110停止对直流电压的放大并且将从电池14施加的直流电压按原样施加至转换模块120。
在放大模块110停止之后,当皮肤电流达到最小设定电流(Imin)时(即,接通(ON)时间点),控制模块140重新驱动放大模块110。因此,放大模块110被重新驱动并将从电池14施加的直流电压的电压电平放大,并且将直流电压的经放大的电压电平施加至转换模块120。
因此,用于控制输出的设备100将直流电压(即,电池14的直流电压)施加至转换模块120,该直流电压的电压电平低于在放大模块110停止时段期间由放大模块110升压的直流电压。当皮肤温度升高时,应用了用于控制输出的设备100的皮肤护理仪器10向皮肤施加交流电压,该交流电压具有比通常低的峰间电压。
因此,应用了根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备100的皮肤护理仪器10可以防止皮肤温度的额外升高,并且可以防止由于皮肤温度升高而导致的灼伤的发生。
另外,与具有开启或关闭电源的方式的常规的皮肤护理仪器10相比,根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备100可以使皮肤温度的变化最小化,从而防止皮肤护理功效降低。
皮肤护理仪器10具有在使一对接触电极12与皮肤接触之后施加电流的方式,并且存在在使用期间发生该对接触电极12中的一个电极与皮肤分离的情况。
在这种情况下,存在的问题是,由于与皮肤接触的接触电极12上的压力集中,因此随着温度的升高,用户会感到灼热。
另外,存在的问题是,在分离的接触电极12与皮肤或与接触皮肤的接触电极12之间产生火花,使得用户可能会感到刺痛或在严重的情况下可能会触电。
同时,当接触电极12中的一个接触电极与皮肤分离时,皮肤电阻突然增加,并且皮肤电流突然降低。
根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备100使用上述特征来检测接触电极12与皮肤分离的事件(在下文中,为分离事件)。当检测到分离事件时,用于控制输出的设备100通过阻断接触电极12与皮肤之间的电流路径来解决上述问题。
为此,参照图6,根据本公开的第一示例性实施例的用于控制输出的设备100可以进一步包括阻断模块150。
当由电流检测模块130检测到的皮肤电流突然降低时,控制模块140产生输出阻断控制信号。控制模块140通过确定在驱动放大模块110的状态下当皮肤电流降低至阻断设定电流或更大时发生的分离事件,来产生输出阻断控制信号。在此,阻断设定电流是例如通过从当前皮肤电流减去恒定电流值而获得的电流,并且被减去的电流值可以根据设定而变化。
阻断模块150连接在一对接触电极12之间。作为示例,阻断模块150由固体开关(或固态(solid-state)开关)和电阻器组成。固体开关可以由非绝缘型FET元件组成,或者可以由绝缘型光电耦合器组成。电阻器连接在一对接触电极12之间。电阻器通常保持断开(Open),并且当固体开关运作(接通(On))时短路(Short)以形成电流路径。
当阻断模块150从控制模块140接收阻断控制信号时,固体开关运作(接通(On))以使电阻器短路,从而与电阻器形成电流路径。因此,阻断模块150阻断接触电极12与皮肤之间的电流路径。
当经过了设定时间时,阻断模块150重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。也就是说,当在固体开关运作之后经过了设定时间时,阻断模块150通过停止(断开(OFF))固体开关来断开电阻器。因此,阻断模块150重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。
如下将参照图7描述根据本公开的第一示例性实施例的用于控制皮肤护理仪器10的输出的方法。
用于控制输出的设备100将从电池14施加的直流电压放大(S110)。用于控制输出的设备100根据在皮肤护理仪器10中设定的输出级(例如,第一级至第三级)逐步地放大从电池14输出的直流电压的电压电平。随着输出级的设定数的升高,用于控制输出的设备100将直流电压放大成具有更高的电压电平。在下文中,经放大的直流电压被称为经放大的直流电压。
作为示例,当从电池14施加约为4.2V的直流电压时,当输出级是第一级时,用于控制输出的设备100输出约为4.4V的经放大的直流电压,当输出级是第二级时,该用于控制输出的设备输出约为5.1V的经放大的直流电压,并且当输出级是第三级时,该用于控制输出的设备输出约为5.5V的经放大的直流电压。
用于控制输出的设备100将经放大的直流电压转换为第一交流电压(S120)。用于控制输出的设备100将在S110中放大的经放大的直流电压转换为具有设定频率的第一交流电压。
用于控制输出的设备100通过皮肤护理仪器10的接触电极12向皮肤输出第一交流电压(S130)。当输出级是第一级时,用于控制输出的设备100输出具有约为55V的峰间电压的第一交流电压,当输出级是第二级时,该用于控制输出的设备输出具有约为66V的峰间电压的第一交流电压,并且当输出级是第三级时,该用于控制输出的设备输出具有约为75V的峰间电压的第一交流电压。
因此,交流电在接触电极12与皮肤之间流动,并且皮肤电阻变化。
用于控制输出的设备100在施加第一交流电压之后根据皮肤电阻的变化来检测皮肤电流。用于控制输出的设备100将一对接触电极12中的电流值检测为皮肤电流。皮肤电流是对应于皮肤电阻的电流值。当向皮肤施加第一交流电压时,在皮肤的真皮层中发生温度变化,并且皮肤电阻根据温度的变化而变化。因此,皮肤电流随着皮肤温度的升高而增大,并且随着皮肤温度的降低而减小。
当皮肤电流小于最大设定电流时(S140;否),用于控制输出的设备100通过S110至S130将经放大的直流电压转换为第一交流电压,以将第一交流电压施加至皮肤。
同时,当皮肤电流是最大设定电流或更大时(S140;是),用于控制输出的设备100将电池14的直流电压转换为第二交流电压(S150)。当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时,用于控制输出的设备100不会将电池14的直流电压放大,而是将从电池14输出的直流电压转换为第二交流电压。
用于控制输出的设备100通过皮肤护理仪器10的接触电极12将第二交流电压输出至皮肤(S160)。此时,在S160中输出的第二交流电压是通过按原样转换电池14的直流电压而获得的电压,并且在S130中输出的第一交流电压是通过转换在S110中放大的经放大的直流电压而获得的电压。因此,在S160中输出至皮肤的第二交流电压的峰间电压低于在S130中输出的第一交流电压。
用于控制输出的设备100从执行S160的时间点开始计时。当经过了设定时间(T)时(S170;是),用于控制输出的设备100重复地执行上述的S110至S160。作为示例,用于控制输出的设备100在S160之后经过约300ms之后执行S110至S130,以将从电池14输出的直流电功率的电压电平放大,然后将直流电压的电压电平转换为交流电压,以将交流电压施加至皮肤。
同时,参照图8,当皮肤电流为最小设定电流或更小时(S170;是),用于控制输出的设备100可以重复地执行上述的S110至S160。也就是说,当在S160之后所测量的皮肤电流达到最小设定电流时,用于控制输出的设备100执行S110至S130,以将从电池14输出的直流电功率的电压电平放大,然后将直流电压的电压电平转换为第一交流电压,以将第一交流电压施加至皮肤。
参照图9和图10,用于控制输出的设备100根据在S130中通过接触电极12而进行的第一交流电压的输出来测量皮肤电流的降低。当皮肤电流的降低值是阻断设定电流或更大时(S210;是),用于控制输出的设备100通过接触电极12阻断第一交流电压的输出(S220)。当皮肤电流的降低值是阻断设定电流或更大时,用于控制输出的设备100确定接触电极12与皮肤分离。用于控制输出的设备100使连接在一对接触电极12之间的电阻器短路,以阻断接触电极12与皮肤之间的电流路径。也就是说,用于控制输出的设备100使电阻器短路,以改变接触电极12与皮肤之间至电阻器的电流路径。因此,用于控制输出的设备100阻断第一交流电压至皮肤的输出。
当在阻断了第一交流电压的输出之后经过了设定时间时(S230;是),用于控制输出的设备100通过接触电极12恢复第一交流电压的输出(S240)。当在阻断了第一交流电压的输出之后经过了设定时间时,用于控制输出的设备100重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。也就是说,当经过了设定时间时,用于控制输出的设备100断开电阻器,以重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。因此,皮肤护理仪器10向皮肤施加第一交流电。
参照图11,根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备200包括放大模块210、转换模块220、峰值降低模块230、电流检测模块240以及控制模块250。在此,已经将用于控制输出的设备200描述为包括放大模块210、转换模块220、电流检测模块240以及控制模块250中的所有模块,但不限于此,并且放大模块210和转换模块220也可以被包括在皮肤护理仪器10中。
放大模块210在控制模块250的控制下将从电池14输出的直流电压放大。在此,由放大模块210放大的直流电压是指在权利要求中所描述的第一直流电压。
放大模块210根据皮肤护理仪器10中设定的输出级(例如,第一级至第三级)将直流电压的电压电平逐步地放大。随着输出级的升高,放大模块210将直流电压放大成具有更高的电压电平。在下文中,由放大模块210放大的直流电压被描述为经放大的直流电压。作为示例,放大模块210是升压转换器(Boost Converter)。
例如,当从电池14施加约为4.2V的直流电压时,当输出级是第一级时,放大模块210输出约为4.4V的经放大的直流电压,当输出级是第二级时,该放大模块输出约为5.1V的经放大的直流电压,并且当输出级是第三级时,该放大模块输出约为5.5V的经放大的直流电压。
转换模块220将经放大的直流电压转换为交流电压。转换模块220将由放大模块210放大的经放大的直流电压转换为具有设定频率的交流电压。此时,作为示例,转换模块220是推挽转换器(Push Pull Converter)。在此,权利要求中所描述的第一交流电压是指通过对由放大模块210放大的直流电压进行转换而获得的交流电压,并且第二交流电压是指通过对未由放大模块210放大的直流电压进行转换而获得的交流电压。
转换模块220将经转换的交流电压输出至一对接触电极12。该对接触电极12向所接触的皮肤施加交流电压。因此,交流电在接触电极12与皮肤之间流动,并且皮肤电阻变化。
作为示例,参照图3,当输出级是第一级时,转换模块220输出具有约为55V的峰间电压的交流电压,当输出级是第二级时,该转换模块输出具有约为66V的峰间电压的交流电压,并且当输出级是第三级时,该转换模块输出具有约为75V的峰间电压的交流电压。
峰值降低模块230被设置在放大模块210与转换模块220之间。峰值降低模块230抑制由于从转换模块220输出的交流电压而引起的交流电的突然变化。峰值降低模块230降低在切换交流电时瞬时产生的高峰值电流(在下文中,为最大峰值电流)。为此,作为示例,峰值降低模块230由电感器组成。
峰值降低模块230降低交流电的最大峰值电流,以在交流电与交流电压之间产生相位差。峰值降低模块230产生交流电与交流电压之间的相位差,以降低被施加至一对接触电极12的交流电功率的峰值(即,峰值功率)。
作为示例,参照图12,当用于控制输出的设备200不包括峰值降低模块230时,皮肤护理仪器10向皮肤输出具有方波的交流电压(V1)。因此,交流电(I1)在皮肤护理仪器10与皮肤之间流动,并且交流电功率(W1)被施加至皮肤。
此时,在对从皮肤护理仪器10输出的交流电压(V1)进行切换(A)时,高峰值电流(I峰值;在下文中,为最大峰值电流(I峰值))瞬时地流动。因此,高功率(W峰值;在下文中,为最大峰值功率(W峰值))被瞬时地施加至皮肤。
因此,当最大峰值功率(W峰值)被瞬时地施加至皮肤时,用户可能会感到灼热或刺痛,或者在严重的情况下也可能会触电。
另外,由于瞬时地输出最大峰值功率(W峰值),因此交流电功率的峰间值之间的差较大,使得皮肤护理仪器10不能均匀地传输功率。
同时,参照图13,当用于控制输出的设备200包括峰值降低模块230时,皮肤护理仪器10向皮肤输出具有接近于正弦(Sin)波形的波形的交流电压(V2)。因此,交流电(I2)在皮肤护理仪器10与皮肤之间流动,并且交流电功率(W2)被施加至皮肤。
此时,可以产生在交流电压(V2)与交流电(I2)之间的微小的相位差,从而防止在对从皮肤护理仪器10输出的交流电压(V2)进行切换时将最大峰值功率瞬时地施加至皮肤。
因此,用于控制输出的设备200可以防止由于最大峰值功率而引起的用户的灼热、刺痛和触电。
另外,用于控制输出的设备200降低了从皮肤护理仪器10施加至皮肤的峰值功率,以实现均匀的功率传输。
电流检测模块240根据在施加交流电压之后皮肤电阻的变化来检测皮肤电流。电流检测模块240将一对接触电极12中的电流值检测为皮肤电流。检测模块将检测到的皮肤电流传输到控制模块250。
由电流检测模块240检测到的皮肤电流是对应于皮肤电阻的电流值。此时,当向皮肤施加交流电压时,在皮肤的真皮层中发生温度变化,并且皮肤电阻根据温度的变化而变化。因此,由电流检测模块240检测到的皮肤电流随着皮肤温度的升高而增大,并且随着皮肤温度的降低而减小。
控制模块250基于由电流检测模块240检测到的皮肤电流来控制放大模块210的驱动。控制模块250基于由电流检测模块240检测到的皮肤电流和设定电流来控制放大模块210的驱动。
首先,将以如下情况为例进行描述(参见图4,在第一示例性实施例中):仅将最大设定电流(Imax)设定为设定电流。
当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时(即,断开(OFF)时间点),控制模块250使放大模块210停止。当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时,控制模块250确定皮肤温度达到用户可能被灼伤或者感到发热的皮肤温度,以使放大模块210停止。
放大模块210停止对直流电压的放大并且将从电池14施加的直流电压按原样施加至转换模块220。因此,一对接触电极12向皮肤施加交流电压,该交流电压的峰间电压低于在放大模块210运作期间的时间段中的电压。
当在放大模块210停止之后经过了设定时间(T)时(即,接通(ON)时间点),控制模块250重新驱动放大模块210。控制模块250从放大模块210停止的时间点开始计时。当所计数的时间达到设定时间时,控制模块250重新驱动放大模块210。此时,作为示例,设定时间约为300ms,并且可以根据皮肤护理仪器10或用户的设定而进行各种设定。
因此,放大模块210被重新驱动并将从电池14施加的直流电压的电压电平放大,然后将直流电压的经放大的电压电平施加至转换模块220。
接下来,将以如下情况为例进行描述:将最大设定电流(Imax)和最小设定电流(Imin)设定为设定电流(参见图5,在第一示例性实施例中)。
当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时(即,断开(OFF)时间点),控制模块250使放大模块210停止。当皮肤电流达到最大设定电流(Imax)时,控制模块250确定皮肤温度达到用户可能被灼伤或者感到发热的皮肤温度,以使放大模块210停止。
因此,放大模块210停止对直流电压的放大并且将从电池14施加的直流电压按原样施加至转换模块220。
当在放大模块210停止之后皮肤电流达到最小设定电流(Imin)时(即,接通(ON)时间点),控制模块250重新驱动放大模块210。因此,放大模块210被重新驱动并将从电池14施加的直流电压的电压电平放大,然后将直流电压的经放大的电压电平施加至转换模块220。
因此,用于控制输出的设备200向转换模块220施加直流电压(即,电池14的直流电压),该直流电压的电压电平低于在放大模块210的停止时段期间由放大模块210升压的直流电压。当皮肤温度升高时,应用了用于控制输出的设备200的皮肤护理仪器10向皮肤施加具有比通常低的峰间电压的交流电压。
因此,应用了根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备200的皮肤护理仪器10可以防止皮肤温度的额外升高,并且可以防止由于皮肤温度的升高而引起的灼伤的发生。
另外,与以开启或关闭电源的方式运作的常规的皮肤护理仪器10相比,根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备200可以使皮肤温度的变化最小化,从而防止皮肤护理功率降低。
皮肤护理仪器10以使一对接触电极12与皮肤接触之后施加电流的方式进行运作,并且存在在使用期间发生该对接触电极12中的一个电极与皮肤分离的情况。
在这种情况下,存在的问题是,由于与皮肤接触的接触电极12上的压力集中,因此随着温度的升高,用户会感到灼热。
另外,存在的问题是,在分离的接触电极12与皮肤或与接触皮肤的接触电极12之间产生火花,使得用户可能感到刺痛或在严重的情况下可能会触电。
同时,当接触电极12中的一个接触电极与皮肤分离时,皮肤电阻突然增加,并且皮肤电流突然降低。
根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备200使用上述特征来检测接触电极12与皮肤分离的事件(在下文中,为分离事件)。当检测到分离事件时,用于控制输出的设备200通过阻断接触电极12与皮肤之间的电流路径来解决上述问题。
为此,参照图14,根据本公开的第二示例性实施例的用于控制输出的设备200可以进一步包括阻断模块260。
当由电流检测模块240检测到的皮肤电流突然降低时,控制模块250产生输出阻断控制信号。当在驱动放大模块210以产生输出阻断控制信号的状态下皮肤电流降低至阻断设定电流或更大时,控制模块250确定发生分离事件。在此,阻断设定电流是例如通过从当前皮肤电流减去恒定电流值而获得的电流,并且被减去的电流值可以根据设定而变化。
阻断模块260连接在一对接触电极12之间。作为示例,阻断模块260由固体开关(或固态(solid-state)开关)和电阻器组成。固体开关可以由非绝缘型FET元件组成,或者可以由绝缘型光电耦合器组成。电阻器连接在一对接触电极12之间。电阻器通常保持断开(Open),并且当固体开关运作(接通(On))时短路(Short)以形成电流路径。
当阻断模块260从控制模块250接收阻断控制信号时,固体开关运作(接通(On))以使电阻器短路,从而与电阻器形成电流路径。因此,阻断模块260阻断接触电极12与皮肤之间的电流路径。
当经过了设定时间时,阻断模块260重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。也就是说,当在固体开关运作之后经过了设定时间时,阻断模块260停止(断开(OFF))固体开关,以断开电阻器。因此,阻断模块260重新连接接触电极12与皮肤之间的电流路径。
如上所述,尽管已经描述了根据本公开的优选的示例性实施例,但是应该理解,可以以各种形式进行改变,并且本领域技术人员可以在不脱离本公开的权利要求的情况下对各种经改变的示例和经修改的示例进行实践。
Claims (20)
1.用于控制皮肤护理仪器的输出的设备,所述皮肤护理仪器通过一对接触电极向皮肤施加交流电压,该用于控制输出的设备包括:
放大模块,所述放大模块放大并输出直流电压;
转换模块,所述转换模块将从所述放大模块输出的直流电压转换为具有设定频率的交流电压,以将所述交流电压输出至所述一对接触电极;
电流检测模块,所述电流检测模块根据被施加有交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;以及
控制模块,所述控制模块基于所述皮肤电流来控制所述放大模块的驱动。
2.根据权利要求1所述的用于控制输出的设备,所述用于控制输出的设备进一步包括峰值降低模块,所述峰值降低模块降低在对从所述转换模块输出的交流电压进行切换时产生的交流电的最大峰值电流,
其中,所述峰值降低模块降低通过所述一对接触电极施加至皮肤的交流电功率的峰值功率。
3.根据权利要求1所述的用于控制输出的设备,
其中,所述放大模块在驱动时输出通过将所述直流电压放大而获得的第一直流电压,并且所述放大模块在停止时输出第二直流电压,所述第二直流电压的电压电平低于所述第一直流电压。
4.根据权利要求1所述的用于控制输出的设备,
其中,当所述皮肤电流是最大设定电流或更大时,所述控制模块使所述放大模块停止。
5.根据权利要求4所述的用于控制输出的设备,
其中,当在使所述放大模块停止之后所述皮肤电流是最小设定电流或更小时,所述控制模块重新驱动所述放大模块。
6.根据权利要求4所述的用于控制输出的设备,
其中,当在使所述放大模块停止之后经过了设定时间时,所述控制模块重新驱动所述放大模块。
7.根据权利要求1所述的用于控制输出的设备,
其中,当驱动所述放大模块时,所述转换模块输出第一交流电压,并且当所述放大模块停止时,所述转换模块输出第二交流电压,所述第二交流电压的峰间电压低于所述第一交流电压。
8.根据权利要求7所述的用于控制输出的设备,
其中,所述放大模块在驱动时输出通过将所述直流电压放大而获得的第一直流电压,并且所述放大模块在停止时输出第二直流电压,所述第二直流电压的电压电平低于所述第一直流电压。
9.根据权利要求1所述的用于控制输出的设备,
所述用于控制输出的设备进一步包括阻断模块,当所述皮肤电流降低至阻断设定电流或更大时,所述阻断模块阻断被施加至所述一对接触电极的交流电功率。
10.根据权利要求9所述的用于控制输出的设备,
其中,当在阻断电流路径之后经过了设定时间时,所述阻断模块将所述交流电功率施加至所述一对接触电极。
11.用于控制皮肤护理仪器的输出的设备,所述皮肤护理仪器通过一对接触电极向皮肤施加交流电压,该用于控制输出的设备包括:
电流检测模块,所述电流检测模块根据被施加有交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;以及
控制模块,所述控制模块基于所述皮肤电流来控制所述皮肤护理仪器的交流电压的输出,
其中,当所述皮肤电流小于最大设定电流时,所述控制模块控制所述皮肤护理仪器以输出第一交流电压,并且当所述皮肤电流是最大设定电流或更大时,所述控制模块控制所述皮肤护理仪器以输出第二交流电压,所述第二交流电压的峰间电压低于所述第一交流电压。
12.根据权利要求11所述的用于控制输出的设备,
其中,当所述皮肤电流是最小设定电流或更小时,所述控制模块控制所述皮肤护理仪器,以从所述皮肤护理仪器输出所述第二交流电压,然后输出所述第一交流电压。
13.根据权利要求12所述的用于控制输出的设备,
其中,所述控制模块控制所述皮肤护理仪器以从所述皮肤护理仪器输出所述第二交流电压,然后在经过了设定时间时输出所述第一交流电压。
14.根据权利要求12所述的用于控制输出的设备,所述用于控制输出的设备进一步包括阻断模块,当所述皮肤电流降低至阻断设定电流或更大时,所述阻断模块阻断被施加至所述一对接触电极的交流电功率。
15.根据权利要求14所述的用于控制输出的设备,
其中,当在阻断了电流路径之后经过了设定时间时,所述阻断模块将所述交流电功率施加至所述一对接触电极。
16.用于控制皮肤护理仪器的输出的方法,所述皮肤护理仪器通过一对接触电极向皮肤施加交流电压,所述方法包括:
放大直流电压;
将经放大的直流电压转换为具有设定频率的第一交流电压;
通过所述一对接触电极输出所述第一交流电压;
根据被施加有所述第一交流电压的皮肤的电阻变化来检测皮肤电流;
当所述皮肤电流是最大设定电流或更大时,将直流电压转换为具有设定频率的第二交流电压;以及
通过所述一对接触电极输出所述第二交流电压,所述第二交流电压的峰间电压低于所述第一交流电压。
17.根据权利要求16所述的用于控制输出的方法,所述方法进一步包括在输出所述第二交流电压之后,当所述皮肤电流是最小设定电流或更小时,重新开始所述第二交流电压的输出。
18.根据权利要求16所述的用于控制输出的方法,所述方法进一步包括当在输出所述第二交流电压之后经过了设定时间时,重新开始所述第二交流电压的输出。
19.根据权利要求16所述的用于控制输出的方法,所述方法进一步包括当所述皮肤电流降低至阻断设定电流或更大时,阻断被施加至所述一对接触电极的所述第一交流电压。
20.根据权利要求19所述的用于控制输出的方法,所述方法进一步包括当在阻断所述第一交流电压之后经过了设定时间时,将所述第一交流电压重新施加至所述一对接触电极。
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