KR0128243Y1

KR0128243Y1 - 고주파 가열장치 제어회로

Info

Publication number: KR0128243Y1
Application number: KR2019930001619U
Authority: KR
Inventors: 이기영
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR940021513U

Abstract

본 고안은 고주파 가열장치 제어회로에 관한 것으로, 종래 고주파 가열장치는 상용전원의 주기마다 마그네트론의 전류평균치와 출력설정치를 비교하여 카운트값을 1스텝씩 증감하기 때문에 정상상태로 천이하는 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 출력설정치의 변화에 따라 마그네트론의 출력이 설정치로 서서히 접근하는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 마그네트론의 출력전류값과 설정치값이 차이가 많이 나는 경우에 상용전원의 주기마다 카운트값을 2클럭씩 증감시켜 정상상태에 도달하는 시간을 단축시킬뿐만 아니라 빠른 응답을 기대할 수 있게된다.

Description

고주파 가열장치 제어회로

제1도는 종래 고주파 가열장치 구성도.

제2도의 (a) 내지 (d)는 제1도에 대한 각부 출력파형도.

제3도는 본 고안 고주파 가열장치 제어회로 구성도.

제4도의 (a) 내지 (g)는 제3도에 대한 각부 출력 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정류/평활부 2 : 인버터부

3 : 고주파발생부 4 : 구동부

5 : 동기검출부 6 : 전류검출부

7 : 출력설정부 8 : 비교기

9 : 레지스터증감부 10 : 동기신호발생부

11 : 레지스터 12 : 카운터

13 : 클럭발생부 14 : 플립플롭

15 : 카운트값조정부 16 : 비교기

17 : 클럭발생제어부 18 : 클럭발생부

본 고안은 고주파 가열장치에 관한 것으로, 특히 설정된 출력과 입력이 차이가 클 때 시스템이 출력설정치의 변화에 빠르게 응답하도록 하는 고주파 가열장치 제어회로에 관한 것이다.

제1도는 종래 고주파 가열장치 구성도로서 이에 도시된 바와같이 상용전원(AC)을 정류 및 평활하도록 브리지다이오드(BD₁), 체크코일(CL₁), 콘덴서(C₁)로 구성된 정류/평활부(1)와, 구동부(4)의 구동신호에 온/오프되어 상기 정류/평활부(1)의 출력신호에 대응하는 고주파 전압을 2차측에 발생하도록 콘덴서(C₂), 다이오드(D₁), 트랜지스터(Q₁), 변압기(T)로 구성되는 인버터부(2)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호에 의해 고주파신호를 발진하도록 콘데서(C₃), 다이오드(D₂), 마그네트론(MAG)으로 구성된 고주파발생부(3)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호로부터 동기검출신호를 검출하는 동기검출부(5)와, 상용전원(AC)의 주기마다 상기 마그네트론(MAG)에 흐르는 전류의 평균치를 검출하는 전류검출부(6)와, 임의의 출력값을 설정하는 출력설정부(7)와, 상기 전류검출부(6)와 출력설정부(7)의 출력신호를 비교하는 비교기(8)와, 동기신호발생부(10)로부터 출력되는 상용전원의 동기신호에 동기되어 상기 비교기(8)의 출력신호에 따라 레지스터(11)에 세팅된 카운트값을 증감하는 레지스터증감부(9)와, 상기 레지스터(11)에 세팅된 카운트값을 클럭발생부(13)로부터 출력되는 클럭신호에 동기되어 역으로 카운트하는 카운터(12)와, 상기 카운터(12)와 동기검출부(5)의 출력신호에 따라 세트/리세트되어 상기 구동부(4)를 제어하는 플립플롭(14)으로 구성한다.

이와같이 구성된 종래 고주파 가열장치는 상용전원(AC)이 정류/평활부(1)의 브리지다이오드(BD₁)에서 정류된후 콘덴서(C₁)에 의해 평활되어 인버터부(2)의 변압기(T) 1차코일(L₁)에 인가된다. 상기 인버터부(2)는 구동부(4)의 구동신호에 의해 트랜지스터(Q₁)가 온-오프하여 변압기(T) 2차측코일(L₂,L₃,L₄)에 고주파전압을 발생시키고, 이 고주파전압은 고주파발생부(3)의 다이오드(D₂)에 의해 정류된후 마그네트론(MAG)으로 인가되면 마그네트론(MAG)은 고주파를 발진하여 피가열물을 가열한다.

이때 상기 인버터부(2)의 공진동기에 의해 변압기(T)의 2차측코일(L₄)에 제2도의 (a)와 같은 신호가 발생하면, 동기검출부(5)는 이 신호에 동기하여 제2도의 (b)와 같은 제로 크로스(Zero Cross)의 동기검출신호를 검출하고, 이 동기검출신호의 하강에지(Negative edge)에서 플립플롭(14)를 세트시키면 구동부(4)가 동작하여 제2도의 (d)와 같이 상기 인버터부(2)의 트랜지스터(Q₁)를 온시킨다.

한편, 상기 인버터부(2)의 2차측코일(L₃)에 발생되는 고주파전압으로부터 전류검출부(6)가 상용전원(AC)의 주기마다 마그네트론(MAG)에 흐르는 전류의 평균치를 검출하여 비교기(8)의 반전단자(-)로 인가하면, 상기 비교기(8)는 출력설정부(7)에 임의로 설정한 출력설정치를 비반전단자(-)로 입력받아 평균치와 설정치를 비교하고, 동기신호발생부(10)의 상용전원에 동기되어 동작하는 레지스터증감부(9)는 상기 비교기(8)의 출력신호를 감지하여 레지스터(11)의 카운트값을 1스텝 증감하는데, 상기 전류검출부(6)의 평균치가 상기 출력설정부(7)의 설정치보다 작으면 1스텝 증가하고, 평균치가 설정치 보다 크면, 1스텝 감소시킨다. 이때 상기 동기검출부(5)의 동기검출신호가 검출되어 제2도의 (b)와 같이 하강에지로 되는 순간 상기 레지스터(11)의 카운트값을 카운터(12)에 프리세트(preset)되고, 상기 카운터(12)는 클럭발생부(13)에서 출력되는 클럭신호 동기하여 프리세트된 카운트값을 역카운트 시작한다.

상기 카운터(12)가 역카운트를 완료하면 제2도의 (c)와 같이 완료신호가 출력되면 이 완료신호의 상승에지(positive edge)에서 상기 플립플롭(14)은 리세트(reset)된다.

이에따라 상기 구동부(4)가 동작을 하지 않아 제2도의 (d)와 같이 인버터부(2)의 트랜지스터(Q₁)가 오프되어 피가열물을 가열되지 않는다.

이때 상기 트랜지스터(Q₁)의 오프시간은 인버터부(2)의 1차측코일(L₁)과 콘덴서(C₁)에 의해 결정되고, 동기검출부(5)의 동기검출신호에 의해 인버터부(2)의 공진동기와 트랜지스터(Q_1A)의 온-오프동기가 잡히게 된다.

즉, 피가열물을 가열하는 전류의 평균치가 설정치보다 작으면 레지스터(11)의 카운트값을 증가하여 트랜지스터(Q₁)의 스위칭시간을 증가함으로써 피가열물을 가열하는 출력을 증가시키고, 전류의 평균치가 설정치보다 크면, 레지스터(11)의 카운트값을 감소시켜 트랜지스터(Q₁)의 스위칭시간을 감소함으로써 피가열물을 가열하는 출력을 감소시키게 된다.

그러나, 상기에서 설명한 바와같이 종래 고주파 가열장치는 상용전원의 주기마다 마그네트론에 흐르는 전류의 평균치와 임의로 설정한 설정치를 비교하여 카운트값을 조절하기 때문에 정상상태로 동작하는데 많은 시간이 소요되고, 또한 설정치의 변화에 따라 마그네트론의 출력이 서서히 설정치를 따라가는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상용전원동기신호의 연속3주기동안 평균치와 설정치를 비교한 값이 같은 값이면 카운트값을 2클럭 증가시키고, 연속3주기동안 평균치와 설정치를 비교한 값이 같은 값이 아닐 경우에는 카운트값을 1클럭증가시켜 정상상태에 도달하는 시간을 단축하고, 설정치의 변화에 빠르게 응답하도록 하는 고주파 가열장치 제어회로를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안 고주파 가열장치 제어회로 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 브리지다이오드(BD₁), 체크코일(CL₁), 콘덴서(C₁)로 구성되어 상용전원(AC)을 정류 및 평활하는 정류/평활부(1)와, 콘덴서(C₂), 다이오드(D₁), 트랜지스터(Q₁), 변압기(T)로 구성되어 구동부(4)의 구동신호에 따라 온-오프되어 상기 정류/평활부(1)의 출력신호에 대응하는 고주파전압을 2차측에 발생하는 인버터부(2)와, 콘덴서(C₃), 다이오드(D₂), 마그네트론(MAG)으로 구성되어 상기 인버터부(2)의 출력신호에 의해 고주파를 발진하는 고주파발생부(3)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호로부터 동기검출신호를 검출하는 동기검출부(5)와, 상용전원(AC)의 주기마다 상기 마그네트론(MAG)에 흐르는 전류의 평균치를 검출하는 전류검출부(6)와, 임의의 출력값을 설정하는 출력설정부(7)와, 상용전원(AC)의 동기신호를 발생하는 동기신호발생부(10)와, 상기 동기신호발생부(10)의 출력신호에 동기하여 상기 전류검출부(6)의 출력신호와 상기 출력설정부(7)의 출력신호를 비교한후 그 비교값에 따라 클럭의 갯수를 제어하는 클럭제어신호와 카운트값 조정신호를 출력하여 레지스터(11)의 카운트값을 조정하는 카운트값 조정부(15)와, 상기 레지스터(11)에 설정된 카운트값을 클럭발생부(13)의 클럭신호에 동기하여 역카운트하는 카운터(12)와, 상기 동기검출부(5)와 카운터(12)의 출력신호에 세트/리세트되어 상기 구동부(4)를 구동하는 플립플롭(14)으로 구성되고, 상기 카운트값 조정부(15)는 상기 동기신호발생부(10)에서 출력되는 상용전원동기신호의 연속3주기동안 상기 비교기(8)의 출력변화를 판단하여 클럭발생을 위한 제어신호를 발생하고 상기 레지스터(11)의 카운트값을 증감하는 카운트값 조정신호를 발생하는 클럭발생제어부(20)와, 상기 클럭발생제어부(20)의 제어신호에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부(30)로 구성한다.

이와같이 구성한 본 고안의 작용효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상용전원(AC)이 정류/평활부(1)의 브리지다이오드(BD₁)에서 정류된 후 콘덴서(C₁)에 의해 평활되어 인버터부(2)의 변압기(T) 1차코일(L₁)에 인가되고, 인버터부(2)는 구동부(4)의 구동신호에 의해 트랜지스터(Q₁)가 온-오프하여 변압기(T) 2차측코일(L₂,L₃,L₄)에 고주파전압을 발생시키게 되며, 이 고주파전압이 고주파발생부(3)의 다이오드(D₃)에서 정류된후 마그네트론(MAG)에 인가되면, 마그네트론(MAG)은 고주파를 발진하여 피가열물을 가열하게 된다.

이때, 상기 인버터부(2)의 공진동기에 의해 변압기(T)의 2차측코일(L₄)에서 제4도의 (a)와 같은 신호가 발생하면, 동기검출부(5)는 이 신호로부터 제4도의 (b)와 같은 제로 크로스(Zero Cross)의 동기검출신호를 검출한다. 이에따라 동기검출신호의 하강에지에서 플립플롭(14)이 세트되고, 상기 구동부(4)가 동작하여 제4도의 (g)와 같이 인버터부(2)의 트랜지스터(Q₁)가 턴-온된다.

한편, 상기 인버터부(2)의 2차측코일(L₃)에 발생되는 고주파전압에서 전류검출부(6)가 상용전원의 주기마다 마그네트론(MAG)에 흐르는 전류의 평균치를 검출하게 된다.

이때 카운트값조정부(15)의 비교기(16)는 동기신호발생부(10)에서 출력되는 상용전원의 동기신호에 동기되어 상기 전류검출부(6)의 평균치와 출력설정부(7)에서 설정된 출력설정치를 비교하고, 클럭발생제어부(17)는 상기 동기신호발생부(10)의 출력신호에 동기되어 상기 비교기(16)의 출력을 판단한후 클럭의 갯수를 정하는 클럭제어신호와 레지스터(11)의 카운트값을 증감하는 카운트값 조정신호를 출력한다.

이에따라 클럭발생부(18)는 상기 클럭발생제어부(17)로부터 출력되는 클럭제어신호에 따라 클럭을 발생하는데, 제4도의 (c)와 같이 상용전원의 연속3주기동안 비교기(16)의 출력이 제4도의 (d)와 같이 같은 값으로 출력되면, 클럭발생부(18)는 제4도의 (ea)과 같이 2개의 클럭을 발생하고, 비교기(16)의 출력이 같은 값으로 출력되지 않을 경우에는 클럭발생부(18)는 제4도의 (eb)와 같이 1개의 클럭을 발생한다.

따라서, 레지스터(11)의 카운트값은 상기 클럭발생제어부(17)의 클럭제어신호가 클럭발생부(18)의 클럭신호에 따라 카운트값을 조절된다.

이와같이 조절된 카운트값은 상기 동기검출부(5)의 동기검출신호가 검출되어 제4도의 (b)와 같이 하강에지로 되는 순간 카운터(12)에 프리세트(preset)되고, 클럭발생부(13)로부터 발생되는 클럭신호에 따라 상기 카운터(12)는 역카운터를 시작하여 역카운트가 완료되면 제4도의 (f)와 같이 완료신호를 출력한다. 이때 이 완료신호의 상승에지에서 상기 플립플롭(14)은 리세트되어 제4도의 (g)와 같이 인버터부(2)의 트랜지스터(Q₁)가 오프되므로 피가열물은 가열되지 않게된다.

상기에서 설명한 바와같이 마그네트론에 흐르는 전류와 출력설정치값이 차이가 많이 나는 경우엔 카운트값을 2클럭씩 증감시키므로써 정상상태에 도달하는 시간을 단축시키고, 출력설정치의 변화에 빠른 응답을 기대할 수 있는 효과가 있다.

Claims

상용전원(AC)을 정류 및 평활하는 정류/평활부(1)와, 구동부(4)의 구동신호에 따라 온-오프하여 상기 정류/평활부(1)의 출력신호에 대응하는 고주파전압을 발생하는 인버터부(2)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호에 따라 고주파를 발진하는 고주파발생부(3)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호에서 동기검출신호를 검출하는 동기검출부(5)와, 상기 인버터부(2)의 출력신호에 흐르는 전류의 평균치를 검출하는 전류검출부(6)와, 임의의 출력값을 설정하는 출력설정부(7)와, 상용전원의 동기신호를 발생하는 동기신호발생부(10)와, 상기 동기신호발생부(10)의 출력신호에 동기되어 상기 전류검출부(6)와 출력설정부(7)의 출력신호를 비교한후 그 비교값에 따라 클럭신호와 카운트값 조정신호를 발생하여 레지스트(11)의 카운터값을 조정하는 카운트값조정부(15)와, 상기 레지스트(11)에 설정된 카운트값을 클럭발생부(13)의 클럭신호에 동기하여 역카운트하는 카운터(12)와, 상기 동기검출부(5)와 카운터(12)의 출력신호에 따라 세트/리세트하여 상기 구동부(4)를 구동하는 플립플롭(14)으로 구성함을 특징으로 하는 고주파 가열장치 제어회로.
제1항에 있어서, 카운트값 조정부(15)는 동기신호발생부(10)의 출력신호에 동기되어 상기 동기검출부(6)와 출력설정부(7)의 출력신호를 비교하는 비교기(16)와, 상기 동기신호발생부(10)의 출력신호에 동기되어 상기 비교기(16)의 비교신호를 판단한후 클럭의 갯수를 제어하는 클럭제어신호와 카운트값 조정신호를 발생하는 클럭발생제어부(17)와, 상기 클럭발생제어부(17)의 클럭제어신호에 따라 클럭을 발생하는 클럭발생부(18)로 구성함을 특징으로 하는 고주파 가열장치 제어회로.
제1항에 있어서, 클럭발생제어부(17)는 동기신호발생부(10)로부터 출력되는 상용전원동기신호의 일정주기동안 비교기(16)의 출력변화를 판단함을 특징으로 하는 고주파 가열장치 제어회로.