脉冲信号传输电路及脉冲信号传输控制方法与流程

本发明涉及信号传输控制电路领域，尤其涉及一种具有微电功能、射频功能、防皮肤刺痛功能的微电、射频功能控制电路和美容仪及防皮肤刺痛方法。

背景技术：

1、一些现有技术需要在同一设备上同时设置微电（ems)功能和射频(rf）功能，为了实现这一目的，现有技术往往在该设备的功能控制电路（以下简称电路）同时设置微电传输电路和射频传输电路，并通过继电器或切换开关等来切换微电传输电路和射频传输电路的使用，微电信号、射频信号等流经变压器后输出到负载（例如人体），例如cn218356948u一种用于美容仪的微电射频相互切换的控制电路，cn210078605u一种用于美容仪的控制电路，cn115607826a一种美容仪器，等等。电路中一般是基于变压器结构设计，例如：cn112234830aems和rf模式切换电路及按摩仪，cn209448656u一种理疗美容射频电路，cn215120761u一种美容仪用射频电路，cn109245745a一种信号发生方法、装置和射频装置，cn218356948u一种用于美容仪的微电射频相互切换的控制电路，cn210078605u一种用于美容仪的控制电路，cn114306962a一种多功能美容仪射频电路及美容仪，等等。

2、然而设置独立的射频传输电路、微电传输电路，价格相对较高的变压器，以及继电器或切换开关使得设备的外围电路结构复杂，硬件体积较大，成本也较高，不利于满足产品设计要求。且因受到变压器磁芯的限制，其集中电容比较大，无法实现高频率的功率转换（频率越高变压器输出响应越差），限制了射频信号的输出频率，现有电路的射频频率最高仅能做到3mhz，限制了其功能，影响了用户体验度，同时变压器在高频部分波形存在变形问题。并且，由于一般继电器在切换操作时会产生明显噪声，为了降低噪声，就必须使用2个固态继电器，导致电路更加复杂，加之如果要实现多级微电与射频的切换输出，还需要设置多个变压器、多个继电器或切换开关，这会进一步导致电路复杂，此外，电路复杂性增加，也会导致整个电路系统发生故障的概率增加，尤其是继电器或切换开关等切换器件在多次切换操作过后可能发生损坏，导致设备的寿命较短。

3、在射频传输电路中，其具有与控制单元连接的mos管，mos管的源极接地，在mos管导通时，输出电流经mos管到地形成回路，会造成极大的电能浪费，因此提供电能的电池容量需要1000mah以上。例如：cn109245745a一种信号发生方法、装置和射频装置，包括信号产生电路、mos管、变压器，信号产生电路与mos管的第一端相连接，mos管的第二端与变压器相连接，mos管为变压器提供电流，mos管的第三端与低电平信号相连接，电流大量经mos管到地，功率损耗较多。同时在电路中一般会设置升压芯片，升压芯片的价格为3元/片，价格昂贵，这也会影响到电路的价格。例如：cn112234830a ems和rf模式切换电路及按摩仪，cn114306962a一种多功能美容仪射频电路及美容仪，等等。

4、另外，当人体皮肤和输出电极之间接触不完全充分的情况下，由于输出电极和人体皮肤接触面积小，使得本来该分散到整个输出电极上的电荷集中在皮肤的很小区域而造成刺痛，影响用户体验。而现有的防刺痛功能一般需要设置切换开关或切换电路等进行功能切换，且需要另外设置结构较为复杂的检测电路。例如cn112234830aems和rf功能切换电路及按摩仪。

技术实现思路

1、为了简化电路的外围电路，本技术提供了一种脉冲信号传输电路及脉冲信号传输控制方法，阻抗转换单元调节所在路线的电压、电流，各种不同频率的脉冲信号均通过同一套电路输出并作用在负载上，电路中无需设置功能切换元器件，且取消了变压器的设置，简化电路硬件结构、体积，减少成本。

2、第一方面，本技术提供的一种脉冲信号传输电路。采用如下的技术方案：

3、脉冲信号传输电路，包括：

4、第一阻抗转换单元，所述第一阻抗转换单元的阻抗能够响应于第一控制信号在至少两个阻抗值之间转换；

5、第二阻抗转换单元，所述第二阻抗转换单元的阻抗能够响应于第二控制信号在至少两个阻抗值之间转换；

6、第一电平转换单元，所述第一电平转换单元与所述第一阻抗转换单元依次串联在电源与地之间，所述脉冲信号输入至所述第一电平转换单元，并且所述脉冲信号用于控制所述第一电平转换单元的开启和关断；

7、第二电平转换单元，所述第二电平转换单元与所述第二阻抗转换单元依次串联在所述电源与所述地之间，所述脉冲信号的反相信号输入至所述第二电平转换单元，并且所述脉冲信号的反相信号用于控制所述第二电平转换单元的开启和关断；

8、第一上晶体管、第一下晶体管，所述第一上晶体管、负载、所述第一下晶体管依次串联在所述电源与所述地之间，所述第一上晶体管的栅极与所述第一电平转换单元的输出端相连，且所述脉冲信号输入至所述第一下晶体管的栅极；及

9、第二上晶体管、第二下晶体管，所述第二上晶体管、所述负载、所述第二下晶体管依次串联在所述电源与所述地之间，所述第二上晶体管的栅极与所述第二电平转换单元的输出端相连，且所述脉冲信号的反相信号输入至所述第二上晶体管的栅极。

10、电路中设置第一阻抗转换单元来变换第一电平转换单元所在路线的电压、电流，以及设置第二阻抗转换单元来变换第二电平转换单元所在路线的电压、电流，因此高频或低频的脉冲信号均可从第一电平转换单元输入经第一上晶体管进入负载后再从第一下晶体管到地，高频或低频的脉冲信号的反相信号均可从第二电平转换单元输入经第二上晶体管进入负载后再从第二下晶体管到地，实现不同频率的脉冲信号可均通过同一电路中进行传输，无需如传统电路中需设置不同参数的不同传输电路来传输不同频率的脉冲信号，因此可以取消继电器或切换开关；同时电路中可以取消变压器的设置，简化了电路结构，减少电路的体积和成本。

11、因取消了变压器的设置，可解决传统电路受限于变压器磁芯的问题而无法输出高于3mhz频率的射频信号的问题，本技术电路设置的第一上晶体管、第一下晶体管、第二上晶体管、第二下晶体管形成的桥驱动结构的驱动力强，功率大，能效转化率高，同时第一阻抗转换单元、第二阻抗转换单元调节后的电流参数及第一上晶体管、第一下晶体管、第二上晶体管、第二下晶体管可适合输送6mhz频率的射频信号，丰富了电路的功能，提高产品的实用性。

12、同时，电路中的大电流经过负载后再到地，可减少功率损失，解决传统电路中有一大部分电流会经过mos管到地而损耗较大的缺点。

13、进一步地，所述第一电平转换单元为第一电平转换晶体管，所述第一电平转换晶体管的栅极接收所述脉冲信号，所述第一电平转换晶体管的源极或漏极与所述第一阻抗转换单元相连接；或

14、所述第二电平转换单元为第二电平转换晶体管，所述第二电平转换晶体管的栅极接收所述脉冲信号的反相信号，所述第二电平转换晶体管的源极或漏极与所述第二阻抗转换单元相连接。

15、第一电平转换单元、第二电平转换单元作为开关管，控制脉冲信号和脉冲信号的反相信号的交替传输。

16、进一步地，所述第一上晶体管的栅极与所述第一电平转换单元的输出端经由第一推挽单元相连；或

17、所述第二上晶体管的栅极与所述第二电平转换单元的输出端经由第二推挽单元相连。

18、第一推挽单元、第二推挽单元既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

19、进一步地，第一推挽单元包括两个三极管，两个三极管分别为pnp型三极管和npn型三极管，两个三极管的基极相连后作为输入端，连接所述第一阻抗转换单元的输出端，两个三极管的发射极相连后作为输出端，连接所述第一上晶体管的栅极。

20、第一推挽单元用于为第一上晶体管提供较大的栅极电流，以使第一上晶体管的栅极结电容能迅速充电，第一上晶体管能够迅速导通，利用晶体管高速开关效益，使输出波形的上升沿非常陡峭，改善输出波形，同时也可解决传统电路中变压器在高频部分波形变形问题。第二推挽单元同理。

21、进一步地，所述第一阻抗转换单元包括第七电阻r7及开关结构，所述开关结构与所述第七电阻r7串联连接。

22、由开关结构的断开和导通控制第七电阻r7是否接入电路中。

23、进一步地，所述第一阻抗转换单元还包括第八电阻r8，且所述开关结构与所述第七电阻r7串联后再与所述第八电阻r8并联连接。

24、设置第七电阻r7与第八电阻r8，在开关结构断开时，第一阻抗转换单元的阻抗值为第八电阻r8的阻值，提高输出阻抗值；在开关结构导通时，第一阻抗转换单元的阻抗值为第七电阻r7与第八电阻r8并联后的阻值，降低输出阻抗值。

25、进一步地，所述开关结构包括第五三极管q11及第六三极管q12，所述第五三极管q11的发射极与所述第六三极管q12的基极相连，所述第六三极管q12的集电极与所述第七电阻r7连接，且所述第五三极管q11的基极接收所述第一控制信号。

26、开关结构中设置两个三极管，便于第七电阻r7的接入，电路结构简单，体积较小，成本也较低。

27、进一步地，所述第一控制信号与第二控制信号为同一信号。

28、第一控制信号、第二控制信号均由同一控制单元输出。

29、进一步地，所述电源为升压单元。

30、进一步地，所述升压单元为boost升压单元，所述boost升压单元包括电源v、电感l、二极管d、电容c、第三mos管q15，其中，所述电感l的一端与所述电源v连接，所述二极管d的一端、所述第三mos管q15的漏极均连接所述电感l的另一端，所述第三mos管q15的栅极接收boost脉冲信号，所述二极管d另一端与所述电容c一端连接，且两者的连接点作为所述boost升压单元的输出端。

31、用boost升压单元取代传统的升压芯片模块，boost升压单元的成本远低于升压芯片模块，且体积也较小，相比升压芯片模块等，boost升压单元的工作更稳定，价格也更低，且能够提供更高的电压、电流，不易受到其他单元模块的限制。

32、进一步地，所述第三mos管q15的栅极接收所述boost脉冲信号具体是：所述第三mos管q15的栅极连接第三推挽单元的输出端，所述第三推挽单元的输入端接收所述boost脉冲信号。

33、第三推挽单元的设置，可提高第三mos管q15的开关频率，提高boost升压单元的输出效率，为电路提供稳定的高电压、高电流。

34、进一步地，还包括控制单元，所述控制单元用于输出所述脉冲信号、所述脉冲信号的反相信号、所述第一控制信号及所述第二控制信号。

35、进一步地，还包括采样反馈单元，所述采样反馈单元包括依次串联的两个电阻，所述两个电阻串联在所述电源与所述地之间，且所述两个电阻之间的连接点连接所述控制单元，以此向所述控制单元输送反馈信号，所述反馈信号是经过分压后的所述电源的电压值。

36、设置由两依次串联电阻组成的采样反馈单元，通过控制单元来检测采样反馈单元的反馈信号，来判断输出电极与人体皮肤的接触情况，以确认脉冲信号是否要继续传输，来起到防止皮肤刺痛的目的。且采样反馈单元电路结构简单。

37、进一步地，所述负载为人体。

38、可应用在人体中，将脉冲信号作用在人体进行美容等功能。

39、第二方面，本技术提供的一种美容仪。采用如下的技术方案：

40、一种美容仪，包括上述的电路。

41、电路取消了变压器、继电器或切换开关、升压芯片等，减少电路板的体积和成本，且将不同频率的脉冲信号的传输整合在同一套电路中，简化电路的结构。

42、第三方面，本技术提供的一种用于控制脉冲信号传输的方法。采用如下的技术方案：

43、一种用于控制脉冲信号传输的方法，该方法通过上述用于传输脉冲信号的电路来将所述脉冲信号输入人体皮肤，所述方法包括以下步骤：

44、将微电信号与皮肤阻抗检测信号组合形成所述脉冲信号，将所述脉冲信号分别输入所述第一电平转换单元、所述第一下晶体管的栅极，并将所述脉冲信号的反相信号分别输入所述第二电平转换单元、所述第二下晶体管的栅极；

45、检测来自所述采样反馈单元的所述反馈信号，并判断所述反馈信号的幅度是否低于设定的阈值；

46、如果是，则确定人体皮肤与输出电极接触良好，继续向人体皮肤输出所述微电信号及所述皮肤阻抗检测信号，重复检测所述反馈信号的步骤；

47、如果否，则确定人体皮肤与输出电极不完全接触，停止输出所述微电信号。

48、皮肤阻抗检测信号与射频信号相同，均为高频的脉冲信号，可与射频信号、微电信号等脉冲信号同电路传输，无需另设传输电路和切换开关等结构，简化电路结构，同时能够在实时检测皮肤阻抗，落实防皮肤刺痛的功能。预先设定反馈信号的阈值，比对设定的阈值和检测到的反馈信号大小来确认输出电极与人体皮肤之间的接触情况，从而确认是否要停止输出微电信号，达到防皮肤刺痛的功能。为了简便，皮肤阻抗检测信号可直接采用射频模式时的射频信号。

49、进一步地，将所述微电信号与所述皮肤阻抗检测信号组合形成所述脉冲信号具体是：每发送一个所述微电信号的脉冲后，随即发送若干个所述皮肤阻抗检测信号的脉冲；且

50、检测来自所述采样反馈单元的所述反馈信号具体是：每发送一个所述皮肤阻抗检测信号的脉冲，即检测一次所述反馈信号，并且取所述微电信号的相邻两个脉冲之间所检测到的所述反馈信号的所有脉冲的幅度均值作为检测结果。

51、微电信号的频率很低，因此在相邻两个微电信号的脉冲之间发送高频的皮肤阻抗检测信号进行皮肤阻抗的检测，每发送一个微电信号的脉冲后随即发送至少一个皮肤阻抗检测信号的脉冲来检测一次采样反馈单元的反馈信号，可起到避免皮肤刺痛的目的，同时可提高工作效率。

52、为了提高检测结果的准确度，相邻两个微电信号的脉冲之间可发送至少两个皮肤阻抗检测信号的脉冲，避免出现在只检测一个反馈信号，该反馈信号出现异常时，而出现防刺痛功能失效或误关闭微电功能情况。

53、本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

54、取消传统电路设置独立微电传输电路、射频传输电路、继电器或切换开关、变压器的结构，不同频率的脉冲信号（包括射频信号、微电信号）均通过同一控制单元输出，同时设置第一阻抗转换单元、第二阻抗转换单元变换其所在路线的输出阻抗值，以调节所在路线的电压、电流，使不同频率的脉冲信号能够在同一电路中的传输，并作用到负载（人体皮肤为例），简化了电路的结构、体积及成本，因取消了传统继电器或切换开关等切换射频/微电功能，可减少切换时的噪音。高频的脉冲信号（例如射频信号）的频率不会受到传统变压器磁芯的限制，第一上晶体管、第一下晶体管、第二上晶体管、第二下晶体管构成的桥驱动结构的能效转化率高，且第一上晶体管、第一下晶体管、第二上晶体管、第二下晶体管本身适合传输频率达6mhz的射频信号，提高了电路的实用性。

55、第一上晶体管、第一下晶体管、第二上晶体管、第二下晶体管构成的桥驱动结构利用了mos管高速开关效益，第一推挽单元可为第一上晶体管提供大的栅极电流，以及第二推挽单元可为第二上晶体管提供大的栅极电流，使得第一上晶体管、第二上晶体管的mos管的栅极结电容能迅速充电，使输出波形的上升沿非常陡峭；而在第一上晶体管、第二上晶体管的mos管截止后，第一下晶体管、第二下晶体管的mos管迅速导通分别将第二上晶体管、第一上晶体管的mos管的寄生电容的电压及时放掉，使得输出波形的下降沿非常陡峭，改善输出波形，替代变压器在高频部分波形变形问题。桥驱动结构的结构设置，射频信号或微电信号或皮肤阻抗检测信号等脉冲信号及其反相信号分别先通过第一上晶体管、第二上晶体管后经过一输出电极进入负载，再从另一输出电极经第一下晶体管、第二下晶体管到地形成回路，可减少大部分功耗，节省了供电的电池容量，经测试，传统电路可能需要1000mah电池容量，本技术因功耗降低，只需要500mah电池容量。

56、升压单元采用boost升压单元，无需设置升压芯片等，在减少成本和体积的同时，也提高了电路中电压、电流的稳定性。

57、变压器体积非常大，传统电路如果要做多级输出，就需要两个变压器，电路硬件体积很大。而本技术如果电路要做多级输出电路，只需要多增加几个mos管、三极管即可，大大简化了电路的结构，减少了体积和成本，给设备提供了更多的外观设计选择。

58、防刺痛功能所用的皮肤阻抗检测信号与微电信号、射频信号均通过同一电路输出到人体皮肤，因此无需再设置专门的传输电路，且无需使用切换开关或继电器等元器件进行功能切换，简化了电路结构，且皮肤阻抗检测信号是在微电模式时进行，每输入一个微电信号的脉冲即发送至少一次皮肤阻抗检测信号进行检测，在进行微电流刺激的同时进行检测，实现实时防止皮肤刺痛的功能，提高用户体验；同时无需再另外使用切换功能按键，方便使用者使用，实用性强。

59、本技术具有防皮肤刺痛功能、微电功能以及具有三档档位（频率分别为1mhz、3mhz、6mhz）的射频功能，还可增加其他频率的pwm信号来实现其他更多的功能。

60、本技术电路可应用在射频美容仪电路板上，也可应用在按摩仪电路板上。