KR0141797B1 - 복합조리기의 스위칭소자 보호장치 - Google Patents

복합조리기의 스위칭소자 보호장치

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KR0141797B1 KR1019940029656A KR19940029656A KR0141797B1 KR 0141797 B1 KR0141797 B1 KR 0141797B1 KR 1019940029656 A KR1019940029656 A KR 1019940029656A KR 19940029656 A KR19940029656 A KR 19940029656A KR 0141797 B1 KR0141797 B1 KR 0141797B1
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Abstract

본 발명은 복합조리기의 스위칭소자 보호장치에 관한 것으로서, 이는 스위칭소자의 도통구간 및 비도통구간 모두에서 입력 과전압 및 전원 입력에 유입되는 서어지전압과 공진전압을 정확히 검출하여 스위칭소자가 서어지 전압 발생 및 공진전압이 어느 일정전압 이상이되면 스위칭 소자를 즉시 차단시켜 보호받을 수 있도록 한 것이다. 이와같은 본 발명은 고주파 유전 가열수단과 전자유도 가열수단중에서 어느 하나의 가열수단을 마이콤으로 선택하여 맥동 직류전압을 공급하고 그 선택된 가열수단을 연속적으로 공진시켜 음식물을 가열하도록 하는 스위칭수단을 포함한 스위칭제어수단에 있어서의 상기 고주파 유전 가열수단과 전자유도 가열수단에 입력되는 전원에서 서어지전압의 유무를 검출하여 스위칭 수단을 제어하는 서어지 검출수단과, 상기 어느 하나의 가열수단으로 부터 발생된 공진전압을 검출하여 일정전압 이상일 경우 스위칭수단의 동작을 중지시키는 공진전압 검출수단으로 이루어짐으로서 달성된다.

Description

복합조리기의 스위칭소자 보호장치
제 1 도는 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호장치의 구성도.
제 2 도는 본 발명 복합조리기의 스위칭소자 보호장치의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
203 : 전원공급부 204 : 마이콤
205 : 키이조작부 206 : 전류감지부
207 : 출력제어부 208 : 용기감지부
209 : 트리거부 210 : 스위칭제어부
211 : 스위칭부 214 : 서어지전압 검출부
215 : 공진전압 검출부 216 : 가열장치 선택부
본 발명은 복합조리기의 스위칭소자 보호에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 과전압이나 전원 입력에 유입되는 서어지(surge)를 정확히 감지하여 인버터회로의 스위칭소자를 비도통구간 또는 도통구간에서 과전압 및 서어지 전압이 발생될시에 작동을 소정시간동안 중지시켜 보호하도록 하는 복합조리기의 스위칭소자 보호장치에 관한 것이다.
종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호장치는 첨부된 도면 제 1 도에 도시된 바와 같이, 입력 교류전원(AC)을 맥동 직류전압을 정류하는 정류부(100)와, 상기 정류부(100)에 의해 정류된 맥동 직류전압을 쵸크코일(L1)과 커패시터(C1)로 일정하게 평활시키는 평활부(101)와, 외부로 부터 입력되는 펄스폭변조신호에 따라 상기 평활부(101)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전자기 유도 효과로 가열되어질 금속팬(107)에 와류를 유도시켜 금속팬(107)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하는 워킹코일(102a), 그 워킹코일(102a)과 일련의 공진회로를 이루는 공진커패시터(C2), 댐핑다이오드(D1) 및 스위칭소자(Q1)로 이루어진 인버터부(102)와, 상기 인버터부(102)에서 발생된 공진전압을 검출하여 스위칭소자(Q1)의 오프타임을 결정하는 트리거전압을 출력하는 트리거부(105)와, 상기 트리거부(105)에서 검출된 전압레벨과 출력조절 가변소자(108)로 부터 설정된 기준전압레벨에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프 타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 발생하는 인버터 제어부(103)와, 상기 인버터 제어부(103)에서 발생된 펄스폭변조신호에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프를 제어하는 스위칭구동부(104)와, 상기 스위칭소자(Q1)의 콜렉터 전압을 검출하여 그 검출한 전압이 기준전압보다 높을 경우 상기 인버터 제어부(103)의 펄스폭변조신호를 차단하여 스위칭소자(Q1)의 동작을 중지시키는 서어지전압 검출부(106)로 구성되어 있다.
이와같이, 구성된 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호장치는 먼저 교류전원(AC)이 정류부(100)를 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활부(101)의 쵸크코일(L1) 및 커패시터(C1)를 통해 평활된다.
이와같이 평활된 맥동 직류전압은 인버터부(102)에 입력된다.
이때 상기 인버터부(102)의 스위칭소자(Q1)로의 베이스전류는 인버터 제어부(103)로 부터 유도된 펄스폭변조 제어신호에 대응하여 스위칭구동부(104)를 통하여 구동되어 지므로 워킹코일(102a) 및 공진 커패시터(C2)가 상기 평활부(101)에서 입력된 맥동 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다.
이에 따라 상기 워킹코일(102a)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.
그 결과 워킹코일(102a)로 부터 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 인하여 가열되어질 금속팬(107)에 와류가 유도되어져 그 결과 금속팬(107)이 가열되어지고 금속팬(107)내의 음식이 원하는 가열온도로 가열된다.
이때, 상기 인버터부(102)의 워킹코일(102a)과 공진커패시터(C2)에서 발생된 공진전압을 트리거부(105)에서 검출하여 스위칭소자(Q1)의 오프시점을 결정짓는 트리거전압을 인버터 제어부(103)에 입력하게 된다.
상기 인버터 제어부(103)는 트리거부(105)에서 검출된 트리거 전압레벨과 출력조절 가변소자(108)로 부터 설정된 기준레벨과를 비교하여 그 비교편차값에 따라 스위칭소자(Q1)의 온/오프타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 스위칭구동부(104)에 입력하여 구동시키게 됨으로써, 인버터부(102)의 스위칭소자(Q1)가 온/오프되어 워킹코일(102a)을 효과적으로 구동시켜 금속팬(107)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하게 된다.
이와같이 음식물을 가열하는 도중에 서어지전압 검출부(106)는 상기 인버터부(102)의 스위칭소자(Q1) 콜렉터에 흐르는 전압을 검출하게 된다.
이때, 상기 스위칭소자(Q1)로 부터 과전압이 검출되거나 서어지전압이 검출될 경우 서어지전압 검출부(106)은 인버터 제어부(103)에서 발생되는 펄스폭변조신호를 차단시켜 스위칭소자(Q1)를 보호하게 된다.
그러나, 이와같은 종래 인버터 조리기의 스위칭소자 보호장치는 전원입력에 서어지등 순간적으로 높은 전압이 인가되면 스위칭구동부에 의해 스위칭소자가 계속 동작상태를 유지하는 구간이 되므로 이때 스위칭 소자가 파손되고 난 후 서어지 전압 검출부가 작동을 하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 스위칭소자의 도통구간 및 비도통구간 모두에서 입력 과전압 및 전원 입력에 유입되는 서어지 전압과 공진전압을 정확히 검출하여 스위칭소자가 서어지전압 발생 및 공진전압이 어느 일정전압 이상이되면 스위칭소자를 즉시 차단시켜 보호받을 수 있도록 하는 복합조리기의 스위칭소자 보호장치를 제공함에 있다.
이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로는 고주파 유전가열수단과 전자유도 가열수단중에서 어느 하나의 가열수단을 마이콤으로 선택하여 맥동 직류전압을 공급하고 그 선태고딘 가열수단을 연속적으로 공진시켜 음식물을 가열하도록 하는 스위칭수단을 포함한 스위칭제어수단에 있어서의 상기 고주파 유전 가열수단과 전자유도 가열수단에 입력되는 전원에서 서어지전압의 유무를 검출하여 인버터수단의 스위칭소자를 제어하는 서어지 검출수단과, 상기 어느 하나의 가열수단으로 부터 발생된 공진전압을 검출하여 일정전압 이상일 경우 스위칭수단의 동작을 중지시키는 공진전압 검출수단, 과를 연동되게 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 2 도는 본 발명 복합조리기의 스위칭소자 보호장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 상용 60㎐의 입력 전원(200)을 맥동 직류전압으로 정류하는 정류부(201)와, 상기 정류부(201)에 의해 정류된 맥동 직류전압을 설정된 기준전압 레벨과 부궤환 증폭시켜 입력 전원의 변동에 대해 보상하는 전압변동 보상부(202)와, 상기 입력 교류전원(200)을 전압강하하고 그 전압강하된 교류전압을 일정레벨의 정전압으로 변환시켜 출력하는 전원공급부(203)와, 복합조리기에서의 가열모드 및 각종 기능을 선택 입력하는 키이조작부(205)와, 상기 전원공급부(203)에서 입력된 전압에 의해 동작하여 상기 키이조작부(205)에서 선택된 가열모드에 따라 모드선택 제어신호와 선택돤 모드에 따른 기준레벨값을 출력하는 마이콤(205)과, 상기 입력 교류전원(200)에서 전류를 검출하는 전류감지부(206)와, 상기 전류감지부(206)에서 검출된 전압레벨과 마이콤(204)으로 부터 설정된 기준레벨값과를 비교하고 적분하여 출력하는 출력제어부(207)와, 상기 마이콤(204)에서 발생된 모드선택제어신호에 의해 해당하는 가열장치로 스위치(S1)(S2)를 선택 절환시켜 전압변동 보상부(202)의 맥동 직류전압을 공급하는 가열장치 선택부(216)와, 상기 가열장치 선택부(216)를 통해 입력되는 맥동 직류전압을 스위칭부(211)의 온/오프 스위칭에 따라 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 용기내의 음식물을 가열하는 워킹코일, 댐핑다이오드 및 공진커패시터로 이루어진 전자유도 가열부(213)와, 상기 가열장치 선택부(216)를 통해 입력되는 맥동 직류전압을 스위칭부(211)의 온/오프 스위칭에 따라 공진시키고 그 공진전압에 의해 고주파를 발생하여 용기내의 음식물을 가열하는 고압트랜스, 공진커패시터, 및 마그네트론으로 이루어진 고주파 유전 가열부(212)와, 상기 전류감지부(206)에서 검출한 전류로 고주파 유전 가열부(212)및 전자유도 가열부(213)내의 용기 유무를 검출하는 용기감지부(208)와, 상기 고주파 유전 가열부(212) 및 전자유도 가열부(213)에서 감지된 공진전압 및 용기감지부(208)에서 감지된 용기 감지전압에 따라 상기 스위칭부(211)의 온/오프 시점을 결정하는 트리거전압을 발생하는 트리거부(209)와, 상기 트리거부(209)에서 발생된 트리거전압과 출력제어부(207)에서 출력된 적분값에 따라 펄스폭변조신호를 발생하여 스위칭부(2111)를 토해 고주파 유전 가열부(212) 및 전자유도 가열부(213)의 구동을 제어하는 스위칭제어부(210)와, 상기 전압변동 보상부(202)에서 보상되어 출력되는 일정 맥동 직류전압에서 서어지 전압을 검출하여 스위칭제어부(210)의 펄스폭변조신호를 차단하는 서어지전압 검출부(214)와, 상기 고주파 유전 가열부(212)와 전자유도 가열부(213)에서 발생되어 저항(R10-R12)을 통해 입력되는 공진전압을 검출하여 상기 스위칭제어부(210)의 펄스폭변조신호를 차단하는 공진전압 검출부(215)로 구성한다.
상기에서 서어지전압 검출부(214)는 상기 전압변동 보상부(202)에서 발생된 맥동 직류전압을 저항(R1-R3) 및 커패시터(C10)를 통해 비반전단자(+)로 입력받고 저항(R4)(R5)을 통한 전원단자(Vcc)의 기준전압(VB)을 반전단자(-)로 입력받아 비교하여 그 결과전압을 출력하는 제 1 비교기(214a)와, 상기 제 1 비교기(214a)의 출력 전압을 정류하여 스위칭제어부(210)를 제어하는 다이오드(D10)로 구성한다.
상기에서 공진전압 검출부(215)는 상기 저항(R10-R12)를 통해 분압되어 입력되는 공진전압을 정류하는 다이오드(D11)와, 상기 다이오드(D11)를 통해 정류된 공진전압을 커패시터(C11)를 통해 비반전단자(+)로 입력받고 상기 기준전압(VB)을 반전단자(-)로 입력받아 비교하는 제 2 비교기(215a)와, 상기 제 2 비교기(215a)에서 출력된 전압을 정류하여 스위치제어부(210)를 제어하는 다이오드(D14)와, 상기 제 2 비교기(215a)의 출력전압을 그의 비반전단자(+)로 궤환시켜 일정시정수 동안 스위칭 제어부(210)의 동작을 정지시키는 커패시터(C12), 다이오드(D12) 및 저항(R7)으로 구성한 것으로, 도면중 미 설명부호 D13은 다이오드이고, R9는 저항이다.
이와같이, 구성된 본 발명의 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상용 교류전원(200)이 정류부(201)를 통해 맥동 직류전압으로 정류되고 초크코일 및 커패시터를 통해 평활되어 전압변동 보상부(202)에 입력된다.
상기 전압변동 보상부(202)는 정류부(201)에서 정류된 맥동 직류전압과 설정된 기준레벨값과를 부궤환 증폭시켜 일정한 맥동 직류전압을 가열장치 선택부(216)의 스위치(S1)(S2)에 입력하게 된다.
또한 상기 상용 교류전원(200)은 전원공급부(203)를 통해 전압강하되어 일정레벨로의 정전압으로 마이콤(204)을 동작시키게 된다.
이때, 사용자가 키이조작부(205)를 통해 고주파 유전 가열모드 또는 전자유도 가열모드를 선택하게 되면 상기한 마이콤(204)은 그 선택된 모드에 따라 기준레벨값을 출력제어부(207)에 공급함과 아울러 가열장치 선택부(216)의 스위치(S1)(S2)중에 어느 하나의 스위치를 도통시켜 전압변동 보상부(202)의 맥동 직류전압을 선택된 고주파 유전 가열부(212) 또는 전자유도 가열부(213)에 입력하게 된다.
이때, 스위칭제어부(210)는 이후에 설명될 트리거부(209)의 트리거전압에 따라 펄스폭변조신호를 발생하여 스위칭부(211)를 온/오프시키게 된다.
상기 스위칭부(211)가 온/오프되면 전자유도 가열부(213)의 워킹코일과 공진커패시터가 상기 가열장치 선택부(216)에서 입력되는 맥동 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다.
이에따라 상기 워킹코일에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.
그 결과 워킹코일로 부터 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 가열되어질 용기에 와류가 유도되어져 그 결과 용기가 가열되어지고 용기내의 음식이 원하는 가열온도로 가열된다.
또한, 상기 마이콤(204)에 의해 고주파 유전 가열부(212)가 선택되었다면 전자유도 가열부(213)와 동일방법으로 고압트랜스와 공진거패시터가 연속적으로 공진을 하여 마그네트론은 구동하게 됨으로써, 그 마그네트론이 고주파를 발생하여 용기내의 음식을 가열하게 된다.
한편, 전류감지부(206)는 상기 상용 교류전원(200)에서 전류를 검출하여 출력제어부(207)에 입력하면 상기 출력제어부(207)는 전류감지부(206)에서 감지된 전압레벨과 마이콤(204)에서 입력된 설정 기준레벨값을 비교하고 그 비교편차값을 적분하여 스위칭제어부(210)에 입력하게 된다.
상기 스위칭제어부(210)는 출력제어부(207)에서 입력되는 적분값에 따라 스위칭부(211)의 온/오프 타임을 결정하는 펄스폭변조신호를 발생하여 구동시키게 됨으로써, 스위칭부(211)가 온/오프되어 고주파 유전 가열부(212) 및 전자유도 가열부(213)를 효과적으로 구동시켜 용기내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하게 된다.
이때, 상기한 트리거부(209)는 상기 고주파 유전 가열부(212) 및 전자유도 가열부(213)에서 발생된 공진전압과 전류감지부(206)의 출력 전류에 따라 용기의 유무를 감지하는 용기감지부(208)의 출력전압을 검출하여 스위칭부(211)의 온/오프 시점을 결정하는 트리거전압을 스위칭제어부(210)에 입력하여 펄스폭변조신호를 제어하게 된다
이와같이, 음식물을 가열하는 도중에 서어지전압 검출부(214)는 전압변동 보상부(202)로 부터 서어지 전압이 발생되는가를 검출하게 된다.
즉, 전압변동 보상부(202)에서 서어지 전압이 발생되면 그 서어지 전압(VA)은 서어지 전압 검출부(214)의 저항(R1-R3)을 통해 분배되고 커패시터(C10)를 통해 제 1 비교기(214a)의 비반전단자(+)에 입력된다.
상기 제 1 비교기(214a)는 저항(R4)(R5)을 통해 분배되어 입력되는 전원단자(Vcc)의 기준전압(VB)과 비교하여 서어지 전압이 높으면 그의 출력단자로 고전위를 출력하게 된다.
상기 제 1 비교기(214a)에서 출력된 고전위는 다이오드(D10)를 통해 정류된 전압(VF)으로 공진전압 검출부(215)의 커패시터(C11)와 저항(R7)을 통해 제 2 비교기(215a)의 비반전단자(+)에 입력된다
상기 제 2 비교기(215a)는 서어지전압 검출부(214)의 다이오드(D10)를 통해 입력된 전압(VF)과 상기 기준전압(VB)를 비교하여 고전위를 출력하게 된다.
상기 제 2 비교기(215a)에서 출력된 고전위는 다이오드(D14)를 통해 정류되어 스위칭제어부(210)의 동작을 정지시키게 된다.
한편, 고주파 유전 가열부(212) 및 전자유도 가열부(213)에서 발생된 공진전압은 저항(R10-R12)을 통해 분배된 전압(VJ)으로 공진전압 검출부(215)의 다이오드(D11) 및 커패시터(C11), 저항(R7)을 통해 제 2 비교기(215a)의 비반전단자(+)에 입력된다.
상기 제 비교기(215a)는 다이오드(D11)를 통해 입력된 공진전압과 설정된 기준전압(VB)를 비교하여 공진전압이 높으면 고전위를 출력하고 그 고전위는 커패시터(C12)와 이와 접속된 다이오드(D12) 및 저항(R7)의 시정수동안 다이오드(D14)를 통해 정류되어 상기한 스위칭제어부(210)의 동작을 정지시키게 된다.
즉, 상기에서 스위칭제어부(210)는 공진전압 검출부(215)의 커패시터(C12)와 저항(R7)의 시정수 동안 동작을 정지하게 된다.
이상에 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 스위칭소자의 도통구간 및 비도통구간 모두에서 입력 과전압 및 전원 입력에 유입되는 서어지전압과 공진전압을 정확히 검출하여 스위칭소자가 서어지전압 발생 및 공진전압이 어느 일정전압 이상이 되면 스위칭제어부의 펄스폭변조신호를 즉시 차단시켜 줌으로써, 스위칭소자가 보호되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 고주파 유전 가열수단과 전자유도 가열수단중 어느 하나의 가열수단을 마이콤을 선택하여 맥동 직류전압을 공급하고 그 선택된 가열수단을 연속적으로 공진시켜 음식물을 가열하도록 하는 스위칭수단을 포함한 스위칭제어수단에 있어서의 상기 고주파 유전 가열수단과 전자유도 가열수단에 입력되는 전원에서 서어지전압을 검출하여 스위칭수단을 제어하는 서어지전압 검출수단과, 상기 어느 하나의 가열수단으로 부터 발생된 공진전압을 검출하여 일정전압 이상일 경우 스위칭 수단의 동작을 중지시키는 공진전압 검출수단을 포함하여 된 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 서어지 전압 검출수단과 공진전압 검출수단이 연동되어 스위칭제어수단을 제어하도록 구성한 것을 특징으로 한 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 서어지전압 검출수단은 상기 맥동 직류전압을 저항(R1-R3)및 커패시터(C10)를 통해 비반전단자로 입력받고 저항(R4)(R5)을 통한 기준전압을 반전단자로 입력받아 비교하여 그 결과전압을 출력하는 제 1 비교기와, 상기 제 1 비교기의 출력전압을 정류하여 스위칭제어수단을 제어하는 다이오드(D10)로 구성함을 특징으로 한 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 공진전압 검출수단은 상기 어느 하나의 가열수단으로 부터 발생된 공진전압을 정류하는 다이오드(D11)와, 상기 다이오드(D11)를 통해 정류된 공진전압을 커패시터(C11)를 통해 비반전단자로 입력받고 기준전압을 반전단자로 입력받아 비교하는 제 2 비교기와, 상기 제 2 비교기에서 출력된 전압을 정류하여 스위칭제어수단을 제어하는 다이오드(D14)로 구성함을 특징으로 한 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 서어지전압 검출수단의 다이오드(D10)에서 정류된 전압을 제 2 비교기의 비반전단자에 입력하고 저항(R4)(R5)을 통한 기준전압을 제 2 비교기의 반전단자에 입력하여 공진접압 검출수단과 서어지전압 검출수단이 연동되어 스위칭제어수단을 제어하는 것을 특징으로 한 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 공진전압 검출수단은 제 2 비교기의 출력값을 설정 시정수 동안 지연시켜 스위칭제어수단의 동작을 정지시키는 저항(R7)과 커패시터(C12)를 더 포함하여 된 복합조리기의 스위칭소자 보호장치.
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