KR0152836B1 - 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로에 관한 것으로, 종래에는 워킹코일 위에 강자성체인 용기가 탑재될 경우에는 리액턴스값(L)이 고정되고 이것과 공진콘덴서의 값에 따라 공진주파수가 형성되고 원하는 전력으로 파워를 공급하기 위해서 전류검출기에서 전류를 검출하여 그에 따른 주파수를 발생하도록 하였으나 상자성체인 용기가 탑재될 경우 리액턴스값이 강자성체인 용기의 리액턴스값보다 상당히 떨어짐으로써 전압조정을 하더라도 적당한 파워를 공급할 수 없는 주파수대역이므로 그 주파수대역을 바꾸어줘야 하는 문제점이이 있었다. 따라서, 본 발명은 부하에 흐르는 전류의 양을 검출하여 부하가 강자성체인지 상자성체인지를 판단한 후 마이크로 프로세서의 제어출력에 따라 콘덴서 값을 변환하여 주파수 대역을 바꾸어주도록 하여 용기의 종류와 무관하게 원하는 파워를 출력할 수 있도록 한다.

Description

유도가열조리기의 주파수 대역 변환회로

제1도는 종래 유도가열조리기의 가열장치 회로구성도.

제2도는 본 발명 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 정류부 12 : 인버터부

13 : 조리용기 14 : 워킹코일

15 : 구동회로부 16 : 부하검지 및 전압변환부

17 : 주파수 발생부 18 : 마이크로프로세서

19 : 주파수 대역 변환부 20 : 전압제어부

본 발명은 유도가열조리기에서 용기재질에 따라서 리액턴스값이 바뀌고 공진주파수 대역이 바뀜에 따라 주파수대역을 바꾸어주기 위한 것으로, 특히 워킹코일위에 탑재되는 용기가 강자성체인지 상자성체인지 판단하고 그에 따른 원하는 파워를 출력할 수 있도록 주파수 대역을 바꾸어 주도록 한 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로에 관한 것이다. 종래 유도가열조리기의 가열장치 회로 구성은 제1도에 도시된 바와 같이 입력되는 교류(AC)전원을 정류하여 직류전압으로 변화시키는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기(13)에 와전류를 유도시켜 그 조리용기(13)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일(14)와, 상기 정류부(11)에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(14)에 공진전압을 제공하는 인버터부(12)와, 상기 인버터부(12)의 스위칭소자를 제어하고자 하는 스위칭제어신호를 출력하는 구동회로부(15)와, 상기 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출기(C.T)와, 상기 전류검출기(C.T)에서 검출되는 전류의 양에 따라 부하의 유무를 검지하고 그 검지한 부하의 유무에 따른 전류값을 전압으로 변환 출력하는 부하검지 및 전압변환부(16)와, 상기 부하검지 및 전압변환부(16)에서 부하의 위치변동에 따른 출력전류의 감소 및 증대에 따라서 출력전력을 일정하게 유지해주기 위한 전압제어부(20)와, 상기 전압제어부(20)의 전압변동에 따라 주파수를 가변하여 주파수를 출력하는 주파수 발생부(17)와, 상기 주파수 발생부(17)의 주파수를 받아 스위칭소자를 그 주파수에 맞춰서 상하스위칭소자를 교번해서 스위칭 할 수 있도록 하는 구동회로부(15)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 전자유도조리기에서 사용자가 원하는 요리를 하고자 할 때, 입력되는 교류(AC)전원을 정류부(11)에서 정류하여 만들어진 직류전압을 인버터부(12)에 공급한다. 이때, 사용자가 행하고자 하는 요리의 음식물을 조리용기(13)에 넣은 후 미도시된 해당키이를 선택하게 되면 요리가 시작된다. 한편, 인버터부(13)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 구동회로부(15)로부터 발생하는 스위칭제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(14) 및 공진캐패시터(C2)가 상기 인버터부(12)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 LC공진이 일어난다. 따라서, 상기 워킹코일(14)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다. 상기 공진전류에 의해 워킹코일(14)에서는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 조리용기(13)에 와전류가 유도되어 상기 조리용기(14)가 가열되어지고, 상기 조리용기(13)내의 음식물이 가열된다. 이때, 전류검출기(C.T)는 워킹코일(14)위에 조리용기(13)가 놓여진 후 동작을 하게되면 부하에 공급되는 전류의 양을 검출하여 부하검지 및 전압변화부(16)에 제공하게 되면, 상기 부하검지 및 전압 변환부는 상기 전류검출기(C.T)로부터 제공되는 전류의 양에 따라 소물부하인지 자성용기인지를 판정하고 부하에 적당한 전류가 흐르는지를 감별하여 전압제어부(20)에서는 적당한 전류가 흐르도록 전압제어를 해서 적당한 주파수를 발생하도록 제어하고, 주파수 발생부(17)로 출력한다. 따라서, 상기 부하검지 및 전압변환부(16)에서 출력하는 전압을 입력받은 전압제어부(20)는 제어전압에 따른 주파수를 주파수 발생부(17)로 출력하고 이 출력은 구동회로부(15)로 출력함에 있어서, 소물부하인 경우에는 주파수를 발생시키지 않도록 구동회로부(15)를 제어하고, 자성용기로 판정하면 요리를 진행될 수 있는 적당한 주파수를 구동회로부(15)에 발생하여, 상기 구동회로부(15)가 인버터부(12)의 스위칭소자를 제어하도록 한다. 이와같은 방법으로 인버터부(14)의 스위칭소자를 도통 또는 차단하여 워킹코일(14)을 효과적으로 구동하여 상기 조리용기(14)내의 음식물을 가열하면서 원하는 요리가 되도록 수행한다. 그러나, 상기에서와 같은 종래의 회로에 있어서, 워킹코일 위에 강자성체인 용기가 탑재될 경우에는 리액턴스값(L)이 고정되고 이것과 공진 콘덴서의 값에 따라 공진주파수가 형성되고 원하는 전력으로 파워를 공급하기 위해서 전류검출기에서 전류를 검출하여 그에 따른 주파수를 발생하도록 하였으나 상자성체인 용기가 탑재될 경우 리액턴스값이 강자성체인 용기의 리액턴스값보다 상당히 떨어짐으로써 전압제어를 하더라도 적당한 파워를 공급할 수 없는 주파수대역이므로 그 주파수 대역을 바꾸어 줘야 하는 문제점이 있다. 따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 부하에 흐르는 전류의 양을 검출하여 부하가 강자성체인지 상자성체인지를 판단한 후 마이크로프로세서의 제어출력에 따라 콘덴서 값을 변환하여 주파수대역을 바꾸어주도록 하는 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 부하가 강자성체일 때 주파수 대역을 낮추어 주고 부하가 상자성체일때는 주파수대역을 높여주도록 하는 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로를 제공함에 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회로는 입력 교류(AC)전원을 직류전압으로 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단을 통해 정류된 직류전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도 효과로 가열되어질 조리용기에 와전류를 유도시켜 그 조리용기내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일과, 상기 정류수단에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 스위칭소자를 제어하고자 하는 스위칭제어신호를 출력하는 구동수단과, 상기 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단을 통해 검출되는 전류의 양에 따라 부하의 유무를 검지하고 그 검지한 부하의 유무에 따른 전압값을 출력하는 부하검지 및 전압변환수단과, 상기 부하검지 및 전압변화수단을 통해 검지된 부하의 종류에 따른 적당한 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서와, 사익 마이크로프로세서의 제어출력과 상기 부하검지 및 전압변환부(16)의 전압출력에 따라 콘덴서 값을 변환시켜 주파수 대역을 바꾸어주어 구동수단으로 출력하는 주파수 변환수단으로 구성한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 전자유도조리기에서 사용자가 원하는 요리를 하고자 할 때, 입력되는 교류(AC)전원을 정류부(11)에서 정류하여 만들어진 직류전압을 인버터부(12)에 공급한다. 이때, 상기 인버터부(13)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 구동회로부(15)로부터 발생하는 스위칭제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(14) 및 공진캐패시터(C2)가 상기 인버터부(12)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다. 따라서, 상기 워킹코일(14)에서 큰 공진전류가 흐르게 된다. 상기 공진전류에 의해 워킹코일(14)에서는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 조리용기(13)에 와전류가 유도되어 상기 조리용기(14)가 가열되어지고, 상기 조리용기(13)내의 음식물이 가열온도로 가열된다. 이때, 전류검출기(C.T)는 워킹코일(14)위에 조리용기(13)가 놓여진 후 동작을 하게 되면 부하에 공급되는 전류의 양을 검출하여 부하검지 및 전압변환부(16)에 제공하게 되면, 상기 부하검지 및 전압변환부(16)는 상기 전류검출기(C.T)로부터 제공되는 전류의 양에 따라 조리용기가 강자성체 용기인지 상자성체 용기인지를 판정하는데 처음에 마이크로프로세서(18)에서 트랜지스터(Q1)을 턴온시켜서 시작하게 되면, 강자성체인 경우 전류검출기(C.T)에 전류가 감지되지 않게 되고, 이때 상기 트랜지스터(Q1)를 온하여 다시 동작을 개시하게 되면 전류가 감지되면서 전압제어부(20)에서 정전력이 되도록 주파수대역변환부(19)에 출력한다.

또한, 트랜지스터(Q1)를 오프하여 동작되면 상자성체인 경우 전류검출기(C.T)에 전류가 검출되면서 동작을 하게된다.

또한, 소물부하일 경우 트랜지스터(Q1)가 온되거나 오프되어도 전류검출기(C.T)에서는 전류가 검지되지 않으므로 소물부하로 마이크로프로세서(18)가 인식하게 된다.

따라서, 상기 부하검지 및 전압변환부(16)에서 출력하는 전압을 입력받은 전압제어부(20)는 제어전압에 따른 주파수를 주파수 발생부(17)로 출력하고 이 출력은 구동회로부(15)로 출력함에 있어서, 소물부하인 경우에는 주파수를 발생시키지 않도록 구동회로부(15)를 제어하고, 자성용기로 판정하면 요리를 진행 될 수 있는 주파수를 구동회로부(15)에 발생하여, 상기 구동회로부(15)가 인버터부(12)의 스위칭소자를 제어하도록 한다. 이때, 상기 부하검지 및 전압변환부(16)에서 판정한 조리용기(13)가 강자성체라고 판정할 경우 마이크로프로세서(18)는 그의 출력단자(P1)로 로우상태의 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 오프하여 주파수대역을 낮은 주파수대역으로 하고, 상자성체인 경우 하이상태의 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 온하여 주파수대역을 높게하여 제어한다. 즉, 조리용기(13)가 강자성체인 경우 주파수 대역 변환부(19)의 트랜지스터(Q1)는 도통상태가 되어 콘덴서값(C)은 C = C11이 되고, 부하검지 및 전압변환부(16)에서 출력되는 전압이 전압제어부(20)에 입력되고 그 전압제어부(20)에서는 기준전압과 비교하여 적정주파수를 발생하도록 전압을 제어하고 이 전압은 저항(R1)(R2)에 의해 분압되어 비교기(COMP1)의 반전단자(-)로 입력되고, 저항(R1)(R2)(R3)에 의해 분압되어서는 비교기 (COMP2)의 비반전단자(+)로 입력된다. 이때 상기 콘덴서값(C)이 비교기(COMP1)의 반전단자(+)와 비교기(COMP2)의 비반전단자(-)로 각각 입력된다. 따라서, 초기에 충전되면서 비교기(COMP1)에서 비교된 값은 로우상태가 되고 비교기(COMP2)에서 비교된 값은 하이상태가 되어 RS플립 플롭(F/F1)에 입력된다. 상기 RS플립 플롭(F/F1)의 S입력단자로는 하이, R입력단자로는 로우신호가 입력됨에 따라 그의 반전출력단자(Q)로 로우상태의 신호가 출력되어 전계효과트렌지스터(FET)의 베이스로 인가됨에 따라 턴오프상태가 된다. 따라서, T1 = K(R3+R4+C)의 충전이 이루어짐에 따라 상기 트랜지스터(Q1)는 온상태가 유지된다. 여기서, C는 C = C1+C2이다. 상기 비교기(COMP1)에서 비교된 값은 하이상태가 되고 비교기(COMP2)에서 비교된 값은 로우상태가 되어 RS플립 플롭(F/F1)에 입력된다. 상기 RS플립 플롭(F/F1)의 S입력단자로는 하이신호가 입력됨에 따라 그의 반전출력단자(Q)로 하이상태의 신호가 출력되어 전계효과트렌지스터(FET)의 베이스로 인가됨에 따라 턴온상태가 되어 콘덴서(C)가 저항(R5)를 통해 방전하게 됨에 따라 T2 = K·R5·C가 성립되고 이 기간동안 트랜지스터(Q1)는 오프상태가 된다. 여기서 C는 C = C11이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 조리용기가 강자성체인지 상자성체인지를 판정한 후 조리용기가 강자성체인 경우 주파수대역을 낮추어 주도록 하고, 조리용기가 상자성체인 경우 주파수대역을 높여주도록 하여 워킹코일 위에 탑재되는 용기의 종류에 관계없이 원하는 파워를 출력할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력 교류(AC)전원을 직류전압으로 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단을 통해 정류된 직류전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기에 와전류를 유도시켜 그 조리용기내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일과, 상기 정류수단에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 스위칭소자를 제어하고자 하는 스위칭제어신호를 출력하는 구동수단과, 상기 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단을 통해 검출되는 전류의 양에 따라 부하의 유무 및 조리용기의 재질을 판정하고 그에 따른 전압을 출력하는 부하검지 및 전압변환수단을 갖는 유도조리기에 있어서, 상기 부하검지 및 전압변환수단에서 판정한 조리용기 재질을 인식하고 그에 따른 제어신호를 출력하는 마이크로프로세서와, 상기 부하검지 및 전압변환수단의 출력에 따라 콘덴서 값을 변환시켜 주파수 발생수단의 주파수대역을 바꾸어주어 영기가 상자성체이든 강자성체이든 가열이 가능하도록 하는 주파수 대역 변환수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 주파수 대역 변환회로.
2. 제1항에 있어서, 마이크로프로세서는 강자성체일때는 그의 출력단자로 하이신호를 출력하고, 상자성체일때는 로우신호를 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로.
3. 제1항에 있어서, 주파수 변환수단은 강자성체일때는 주파수대역을 낮게하고 상자성체일때는 주파수대역을 높여주도록 한 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 주파수대역 변환회로.