KR0120227Y1 - Zero crossing control circuit for dielectric heating cooker - Google Patents
Zero crossing control circuit for dielectric heating cookerInfo
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- H05B6/64—Heating using microwaves
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- H05B6/68—Circuits for monitoring or control
- H05B6/681—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron
- H05B6/682—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron wherein the switching control is based on measurements of electrical values of the circuit
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Abstract
본 고안은 마이크로파를 발생시키기 위한 고전압을 유도하는 고압트랜스포머의 1차 권선양단에 공급되는 교류전원을 단속하는 릴레이를 구비한 유전가열조리기에 관한 것으로, 저압 트랜스포머에 의해 유도된 저전압에 의해 작동되고 릴레이를 구동시킬 것을 나타내는 릴레이 구동지시신호를 발생시키는 구동지시부와, 릴레이 구동지시신호에 응답하여 소정의 지연시간이 경과된 후 릴레이를 구동시키기 위한 제어신호를 릴레이 구동부로 제공하는 제어부와, 릴레이 구동신호에 의해 릴레이가 'ON'되는 것을 감지하여 소정의 감지신호를 출력하는 감지부와, 제어부가 제어신호를 출력하는 순간부터 감지부로 부터 감시신호를 제공받는 순간까지 릴레이의 작동지연시간을 측정하는 타이머와, 릴레이 작동지연시간에 의해 고압 트랜스포머의 1차 권선양단에 공급되는 교류 전류가 영교차 되도록 제어부의 지연시간을 재설정하는 지연시간 설정부로 구성되는 것이 특징이다.The present invention relates to a dielectric heating cooker having a relay for controlling AC power supplied to both ends of a primary winding of a high voltage transformer for inducing high voltage for generating microwaves. The present invention is operated by a low voltage induced by a low voltage transformer and A driving instruction unit for generating a relay driving instruction signal indicating to drive the controller; a control unit for providing a relay driving unit with a control signal for driving the relay after a predetermined delay time has elapsed in response to the relay driving instruction signal; Detecting that the relay is 'ON' by the sensor to output a predetermined detection signal, and a timer for measuring the operation delay time of the relay from the moment the control unit outputs the control signal to the moment the monitoring signal is received from the detection unit Primary winding of the high voltage transformer It is characterized by an alternating current supplied to the stage so that the zero crossing is constituted by the delay time set to reset the delay time of the control.
Description
제1도는 본 고안을 포함하는 유전 가열조리기의 전체 회로도.1 is an overall circuit diagram of a dielectric heat cooker including the present invention.
제2도는 본 고안에 따른 제어부의 기능 수행 과정을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a process of performing a function of a controller according to the present invention.
제3도의 (a) 내지 (d)는 본 고안의 작용을 설명 하기 위한 신호 파형도.(A) to (d) of Figure 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 제어부 11 : 타이머10: control unit 11: timer
12 : 지연시간설정부 20 : 릴레이12: delay time setting unit 20: relay
30 : 구동지시부 40 : 릴레이구동부30: driving instruction unit 40: relay driving unit
50 : 감지부 61,62 : 정전압공급부50: detection unit 61,62: constant voltage supply unit
본 고안은 마이크로파(micro wave)의 전자 에너지(electro-magnetic energ y)를 이용하는 유전 가열 방식의 조리기에 관한 것으로, 특히 릴레이(relay)에 의해 단속되는 트랜스포머(transformer)로 공급되는 교류전류가 영교차(zero cross)되도록 릴레이의 구동을 제어하는 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a cooker of a dielectric heating method using microwave electromagnetic energy, and in particular, an alternating current supplied to a transformer interrupted by a relay is zero-crossed. and a circuit for controlling the driving of the relay to be zero cross.
유전 가열 방식의 조리기란 교류가 제공되는 양단에 유전체를 두었을 때 쌍극자의 배열이 교류전원의 주파수에 비례하여 방향을 바꿈으로서 일어나는 분자간의 마찰열이 유전체의 온도를 높이는 현상을 응용한 조리기로서 통상 전자 레인지라 불리우며, 일반적으로 2450MHz 정도의 주파수를 갖는 마이크로파를 발생시키는 발지관인 마그네트론(magnetron)이 장치된 조리기이다.Dielectric heating type cooker is a cooker that applies the phenomenon that the frictional heat between molecules raises the temperature of the dielectric when the dielectric is placed on both ends of the alternating current. It is called a range and is a cooker equipped with a magnetron, which is a branching tube for generating microwaves having a frequency of about 2450 MHz.
상기 마그네트론이 약 2450MHz 정도의 고주파를 발생시키기 위해서는 약 4000V 정도의 고전압이 필요하게 되는데, 이와같은 고전압은 통상의 전압(110V 또는 220V)을 승압 시키는 고압 트랜스포머(High Voltage Transformer)로 부터 제공받게 된다.In order for the magnetron to generate a high frequency of about 2450MHz, a high voltage of about 4000V is required. Such high voltage is provided from a high voltage transformer that boosts a normal voltage (110V or 220V).
유전 가열 조리기의 출력조절은 고압 트랜스포머의 1차 권선으로 제공되는 교류전원의 공급주기를 변공시킴으로써 이루어지는데, 통상적으로 마이크로 컴퓨터(microcomputer)에 의해 작동이 제어되는 릴레이의 단속(ON/OFF)에 의해 출력이 조절된다.The output control of the dielectric heating cooker is made by varying the supply cycle of the AC power provided to the primary winding of the high-voltage transformer, and is usually controlled by the interruption (ON / OFF) of a relay controlled by a microcomputer. The output is regulated.
이와같이 트랜스포머와 같은 유도성 부하로 공급되는 교류전원의 단속을 위해 릴레이가 사용되는 경우에는 통상 릴레이의 접점이 붙는 순간에 전류의 영교차가 이루어지지 않아 트랜스포머로 돌입 전류(rush current)가 흐르게 된다.As such, when a relay is used to interrupt an AC power supplied to an inductive load such as a transformer, a zero crossing of current does not occur at a moment when a contact of a relay is attached, so that a rush current flows into the transformer.
이 돌입 전류는 순간적으로 큰 자장을 형성하여 트랜스포머에서 소음이 발생되게 하거나 회로의 작동이 불안정 하게 하는 문제들을 야기시킨다.This inrush current instantly creates a large magnetic field, causing problems in the transformer, causing noise or unstable circuit operation.
이와같이 릴레이의 작동시 전류의 영교차가 이루어지지 않아 트랜스포머에서 유기되는 돌입전류는 전원으로 부터 트랜스포머로 제공되는 교류전류(유전 가열 조리기의 경우 15A~20A 정도의 전류가 흐름)의 절대값이 최대가 되는 위상에서 릴레이가 'ON'될때 최대값을 갖게 되고, 상기 교류전류의 절대값이 최소가 되는 위상에서 릴레이가 'ON'될 때 최소값을 갖게 된다.In this way, the zero crossing of the current does not occur during operation of the relay, so that the inrush current induced by the transformer is the absolute value of the alternating current provided from the power supply to the transformer (current flow of about 15A to 20A in the case of a dielectric heating cooker). It has a maximum value when the relay is 'ON' in phase and has a minimum value when the relay is 'ON' in a phase where the absolute value of the AC current becomes minimum.
60Hz의 교류전원에서 돌입전류가 최소로 되는 주기는 1/120초이다.The minimum period of inrush current at 60Hz AC power is 1/120 seconds.
따라서, 본 고안은 릴레이에 의해 단속되는 유전 가열 조리기에 있어서 돌입전류의 발생을 최소화 시킬 수 있도록 릴레이의 작동을 제어하는 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit for controlling the operation of the relay to minimize the generation of inrush current in the dielectric heating cooker interrupted by the relay.
이제부터 첨부된 도면들을 참조하면서 본 고안에 대해 상세히 기술하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 도는 본 고안을 포함하는 유전가열 조리기의 회로구성을 나타낸 것으로, 참조번호 10으로 나타낸 것은 제반 구성요소들의 작동을 제어하는 수단으로 마이크로 컴퓨터에 의해 실현되는 제어부이고, 참조번호20으로 나타낸 것은 마이크로파를 발생시키기 위한 고전압을 유도하는 고압 트랜스포머(HVT)의 1차측 권선을 단속하기 위한 릴레이이고, 참조번호 30으로 나타낸 것은 저압트랜스포머(LVT)에 의해 유도된 저전압에 의해 작동되어 상기 릴레이(20)의 구동을 상기 제어부(10)에 지시하는 소정의 구동지시신호를 발생시키는 구동지시부이며, 40은 제어부(10)에 의해 제어되어 상기 릴레이(20)를 구동시키는 릴레이 구동부이고, 50은 상기 릴레이(20)가 'ON'되는 것을 감지하여 소정의 감지신호를 상기 제어부(10)로 제공하는 감지부이다.1 shows a circuit configuration of a dielectric heating cooker according to the present invention, wherein reference numeral 10 denotes a control unit realized by a microcomputer as a means for controlling the operation of various components, and reference numeral 20 denotes a microwave. A relay for interrupting the primary winding of a high voltage transformer (HVT) for inducing a high voltage to generate a voltage, and the reference numeral 30 is operated by a low voltage induced by a low voltage transformer (LVT) to A driving instruction unit for generating a predetermined driving instruction signal for instructing driving to the control unit 10, 40 is a relay driving unit controlled by the control unit 10 to drive the relay 20, and 50 is the relay 20 ) Detects 'ON' and provides a detection signal to the controller 10.
또한, 저압 트랜스포머(LVT)의 2차측에는 2개의 정전압 공급부(61,62)가 구성되는데, 제 1 정전압 공급부(61)는 12V의 직류전압을 상기 릴레이(20)로 제공하고, 제2정전압공급부(62)는 제어부(10), 구동지시부(30), 감지부(50)로 5V의 직류전압을 각각 제공한다.In addition, two constant voltage supply parts 61 and 62 are configured on the secondary side of the low voltage transformer LVT. The first constant voltage supply part 61 provides a DC voltage of 12V to the relay 20 and the second constant voltage supply part. 62 provides a DC voltage of 5V to the controller 10, the drive instruction unit 30, and the detector 50, respectively.
한편, 본 고안에 따른 제어부(10)는 구동지시부(30)로 부터 제공되는 릴레이 구동지시신호에 응답하여 소정의 내부 지연시간이 경과된 후 릴레이(20)를 구동시키기 위한 릴레이 구동부(40)를 작동시키는 제어를 수행하고, 릴레이 구동부(40)로 제어신호를 제공하는 순간부터 감지부(50)로 부터 제공되는 감지신호를 받아들이는 순간까지의 릴레이 작동지연 시간을 측정하는 기능을 실현하는 타이머 (11)와, 측정된 상기 릴레이 작동지연시간에 의해 릴레이(20)가 'ON'될때 고압 트랜스포머(HVT)의 1차 권선양단에 공급되는 교류전류가 영교차를 이루도록 하는 내부 지연시간을 연산하고 이를 자신의 지연시간으로서 재설정 하는 기능을 실현하는 지연시간 설정부(12)를 포함한다.On the other hand, the control unit 10 according to the present invention is a relay driving unit 40 for driving the relay 20 after a predetermined internal delay time has elapsed in response to the relay driving command signal provided from the driving command unit 30. A timer for realizing a function of measuring the relay operation delay time from the moment of providing the control signal to the relay driver 40 and the moment of receiving the detection signal provided from the sensing unit 50 ( 11) and calculates an internal delay time such that the alternating current supplied to both ends of the primary winding of the high voltage transformer (HVT) makes a zero crossing when the relay 20 is 'ON' by the measured relay operation delay time. And a delay time setting section 12 for realizing the function of resetting as its own delay time.
이제부터 제어부(10)의 기능수행 과정을 나타낸 제 2 도 및, 주요 구성요소들의 신호파형을 나타낸 제 3 도를 참조하면서 본 고안의 작용을 상세히 설명하겠다.Now, the operation of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 showing the function performing process of the controller 10 and FIG. 3 showing the signal waveforms of the main components.
릴레이(20)가 'ON' 되면 고압 트랜스포머(HVT)로 제 3 도의 (a)와 같은 파형의 전원이 공급되는데, 트랜스포머는 유도성 부하에 해당하기 때문에 전압의 위상보다 전류의 위상이 90°뒤지게 된다.When the relay 20 is 'ON', power is supplied to the high voltage transformer (HVT) as shown in FIG. 3 (a). Since the transformer corresponds to an inductive load, the phase of the current is 90 ° behind the phase of the voltage. You lose.
저압 트랜스포머(LVT)로 제공되는 전원의 전류의 위상과 전압의 위상도 제 3 도의 (a)와 동일하다.The phase of the current and the voltage of the power source provided to the low voltage transformer LVT are also the same as in FIG.
이미 잘알려진 구동신호 발생부(30)는 저압 트랜스포머(LVT)의 2차측 권선에 유기된 전압이 양의 값을 가질때 릴레이(30)의 구동지시신호로서 제 3 도의 (b)와 같은 구형파를 발생시켜 제어부(10)로 제공한다.The well-known driving signal generator 30 generates a square wave as shown in FIG. 3B as a driving instruction signal of the relay 30 when the voltage induced in the secondary winding of the low voltage transformer LVT has a positive value. To the control unit 10.
이때, 제어부(10)는 구동신호 발생부(30)로 부터 제공되는 구형파의 하강시점(falling edge)에서 인터럽트(interrupt)가 걸리게되며 내부지연시간(T)이 경과한 후 제 3 도의 (c)와 같은 제어펄스를 릴레이 구동부(40)내 트랜지스터(TR1)의 베이스로 제공함과 동시에 내부의 타이머(11)를 작동시킨다.At this time, the controller 10 takes an interrupt at the falling edge of the square wave provided from the driving signal generator 30 and after the internal delay time T elapses, FIG. The same control pulse is provided as the base of the transistor TR1 in the relay driver 40 and the internal timer 11 is operated.
제어부(10)로 부터 (제 3 도의 (c) 참조)가 제공되면 릴레이 구동부(40)내의 트랜지스터(TR1)가 일시적으로 동작상태로 되므로 제 1 정전압 공급부(61)로 부터 직류전압이 릴레이(20)로 공급된다.When the control unit 10 is provided (see (c) of FIG. 3), the transistor TR1 in the relay driver 40 is temporarily turned on so that the DC voltage from the first constant voltage supply unit 61 is relayed. Is supplied.
따라서, 릴레이(20)의 가동코일을 통하여 전류가 흐르게 되어 릴레이(20)의 가동접점이 고정접점과 연결된다.Therefore, a current flows through the movable coil of the relay 20 so that the movable contact of the relay 20 is connected to the fixed contact.
이때, 릴레이(20)의 가동코일 또한 유도성 부하이므로 제 1 정전압 공급부(61)로 부터 릴레이(20)로 직류전압이 제공된후 소정의 지연시간(t)이 경과된 후 가동접점이 고정접점에 불게 된다.At this time, since the movable coil of the relay 20 is also an inductive load, after a predetermined delay time t has elapsed since the DC voltage is supplied from the first constant voltage supply unit 61 to the relay 20, the movable contact is connected to the fixed contact. Will blow.
즉, 릴레이(20)는 제 1 정전압 공급부(61)로 부터 전압이 공급되는 시점부터 소정의 시간(t)이 경과된 후에 'ON' 상태로 되는데, 이와같은 작동지연시간(t)은 릴레이의 종류에 따라서 달라지며, 통상적인 릴레의 작동지연 시간은 7~9 mesc 정도이다.That is, the relay 20 is in an 'ON' state after a predetermined time t has elapsed from the time when the voltage is supplied from the first constant voltage supply unit 61, and this operation delay time t is It depends on the type, and typical delay time of 7 ~ 9 mesc.
릴레이(20)가 'ON' 상태로 되면(즉, 가동접점이 고정접점에 불게되면) 감지부(50)내 포토커플러(PC)가 작동되어 로우레벨(low lever)(또는, 논리적 0)의 감지신호가 제어부(10)로 제공된다. 따라서, 제어부(10)는 타이머(11)를 통하여 릴레이(20)의 작동지연시간(t)을 측정하게 된다.When the relay 20 is in an 'ON' state (i.e., when the movable contact is blown to the fixed contact), the photocoupler PC in the sensing unit 50 is activated to operate the low lever (or logical 0). The detection signal is provided to the controller 10. Therefore, the controller 10 measures the operation delay time t of the relay 20 through the timer 11.
제어부내(10)내 지연시간 설정부(12)는 타이머(11)에 의해 측정된 릴레이(20)의 작동지연 시간(t)으로 부터 릴레이(20)의 작동시 고압트랜스포머(HVT)의 1차 권선 양단에 전원 전류의 영교차가 이루어지도록 하기 위한 지연시간(T1)을 연산하고 이를 내부 지연시간(T)으로서 재설정한다.Delay time setting unit 12 in the control unit 10 is the primary of the high-voltage transformer (HVT) during the operation of the relay 20 from the operation delay time (t) of the relay 20 measured by the timer 11 The delay time T1 for calculating zero crossing of the power current across the winding is calculated and reset as the internal delay time T.
이후부터 제어부(10)는 구동지시부(30)로 부터 제공되는 릴레이 구동지시 신호에 응답하여 지연시간 설정부(12)에 의해 새로 설정된 내부지연시간(T1)이 경과한 후 상기 릴레이(40)의 작동을 제어하는 제어펄스 (제 3 도의 (c) 참조)를 발생시킴으로써 릴레이(20)의 가동접점이 고정접점에 붙는 순간과 전원전류 값이 0V가 되는 시점이 일차하게 되어 제 3 도의 (d)와 같이 고압 트랜스포머(HVT)의 양단에 전원전류의 영교차가 이루어지게 된다.Thereafter, the control unit 10 responds to the relay driving command signal provided from the driving command unit 30, and then after the internal delay time T1 newly set by the delay time setting unit 12 elapses, By generating a control pulse for controlling the operation (see (c) of FIG. 3), the moment when the movable contact of the relay 20 is attached to the fixed contact point and the time when the power current value becomes 0V are first, As described above, zero crossings of the power current are made at both ends of the high voltage transformer HVT.
이상과 같은 본 고안에 따르면, 릴레이의 작동제어에 의해 트랜스포머에서 전류의 영교차가 정확하게 이루어지므로 돌입전류와 이로인한 소음의 발생을 방지할 수 있다.According to the present invention as described above, since the zero crossing of the current in the transformer is accurately made by the operation control of the relay, it is possible to prevent the inrush current and the generation of noise due to this.
따라서, 본 고안은 릴레이를 채용하고 돌입전류를 최소화 시킬 것이 요구되는 모든 장치에 응용될 수 있다.Therefore, the present invention can be applied to any device that requires a relay and minimizes inrush current.
Claims (1)
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KR2019930008080U KR0120227Y1 (en) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | Zero crossing control circuit for dielectric heating cooker |
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KR2019930008080U KR0120227Y1 (en) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | Zero crossing control circuit for dielectric heating cooker |
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Family Applications (1)
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1993
- 1993-05-14 KR KR2019930008080U patent/KR0120227Y1/en not_active IP Right Cessation
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