KR0176777B1 - 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로에 관한 것으로, 종래에는 전원을 이용하여 스위칭소자를 구동함으로써 스위칭소자 구동전원이 약 10~20W 정도의 소비만이 이루어져 유도가열조리기의 가열효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 워킹코일의 자계에너지가 용기에 전달되어 조리용기에 유도되는 와전류에 의해 조리용기가 가열되는데, 그 조리용기로 부터 열로 발생되는 이외의 자계에너지를 워킹코일의 최외각에 설치한 2차코일로부터 전달받아 전압강하, 정류 및 평활을 행하여 얻어진 전압으로 스위칭소자의 구동전원으로 사용할 수 있도록 함으로써 유도가열조리기의 가열효율을 상승시키도록 한다.

Description

비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로

제1도는 종래 유도가열조리기의 가열장치 회로구성도.

제2도는 제1도에서, 구동전원 공급부의 상세도.

제3도는 본 발명 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 구동전원 공급회로에 대한 구성도.

제4도는 제3도에서, 제2구동전원 공급부의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 정류부 12 : 인버터부

13 : 용기 14 : 워킹코일

15 : 구동부 16 : 제1구동전원 공급부

17 : 제2구동전원 공급부 18 : 선택부

19 : 2차코일 LVT : 저압트랜스

C2 : 공진콘덴서

본 발명은 인덕션히팅 쿠커, 인덕션히팅 밥솥과 같은 비자성/자성 겸용 유도가열 조리기의 스위칭소자를 구동시키기 위한 구동전원을 공급하기 위한 것으로, 특히 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 워킹코일(working)의 자계가 용기에 전달되어 용기자체에 와전류가 발생하면 그 와전류에 의해 열로 발생되는 조리용기를 가열하게 되는데, 그 조리용기로부터 발생되는 열 이외의 자속을 받아 약전압의 구동전원으로 사용할 수 있도록 하여 유도가열조리기의 가열효율을 상승시킬수 있도록 한 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로에 관한 것이다.

종래 유도가열조리기의 가열장치 회로구성은, 제1도에 도시된 바와같이, 입력되는 교류(AC)전원을 직류전압으로 정류하는 정류뷰(11)와, 상기 정류부(11)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기(13)에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일(14)과, 상기 정류부(11)에서 출력되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(14)에 공진전압을 제공하는 인버터부(12)와, 상기 인버터부(12)의 스위칭소자를 구동하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 구동부(15)와, 스위칭소자를 구동하기 위한 구동전원을 별도로 설계, 구성하여 공급하는 구동전원 공급부(16)로 구성된다.

상기 구동전원 공급부(16)는, 제2도에 도시된 바와같이, 입력 교류(AC)전원을 강압하는 저압트랜스(LVT1)와, 상기 저압트랜스(LVT1)를 통해 강압된 전원을 맥동직류전압으로 정류하는 제1정류부(16-1)와, 상기 제1정류부(16-1)를 통해 정류된 매동 직류전압을 다시 평활하여 일정한 직류전압(VDD)으로 만드는 평활부(16-2)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

입력되는 교류(AC)전원을 정류부(11)에서 정류하여 직류전압으로 만들어 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 구동부(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)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(13)가 가열되어지고, 상기 조리용기(13)내의 음식물이 가열온도로 가열된다.

상기 유도가열조리기의 스위칭소자를 구동하여 마이크로프로세서 유닛(MPU)등과 같은 소자를 구동시키는 전원과는 별도로 스위칭소자 구동전원을 별도로 설계, 구성하여 구동하게 된다. 이때 스윙칭소자를 구동하기 위한 구동전원은, 제2도에 도시된 바와같이, 입력교류(AC)전원을 저압트랜스(LVT1)가 강압하여 제1정류부(16-1)로 제공하면, 상기 제1정류부(16-1)는 강압된 교류전원을 맥동 직류전압으로 정류하고, 다시 평활부(16-2)에서는 상기 맥동 직류전압을 평활하여 일정한 직류전압(VDD)으로 만들어 제1도의 구동부(15)로 공급한다. 이렇게 만들어진 일정한 직류전압(VDD)이 구동부(15)로 공급되면, 상기 구동부(15)는 인버터부(12)의 스위칭소자를 도통 및 차단하기 위한 스위칭제어신호를 출력한다.

따라서, 워킹코일(14)에 의해 조리용기(13)에 들어있는 음식물이 가열되어 요리가 완료된다. 그러나 상기에서와 같은 종래의 기술에 있어서, 인버터부의 스윙칭소자를 구동하기위한 구동정원이 수십와트 정도의 소비가 이루어짐에따라 유도가열조리기의 가열효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

특히, 알루미늄(A1)과 같은 비자성용기 가열시엔 효율의 저하가 큰 문제가 된다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스위칭소자를 구동하기 위해 전원으로부터 수십와트 정도의 전력을 소비하는 용기자체에서 유기되는 자속을 일부받아 스위칭소자의 구동전원으로 사용하여 유도가열조리기이 가열효율을 상승시키도록 한 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로는, 제3도에 도시한 바와 같이, 입력교류(AC)전원을 직류 전압으로 정류하는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)에서 출력되는 직류전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 용기에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일(14),과 상기 정류부(11)에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 코일에 공진전압을 제공하는 인버터부(12)와, 상기 인버터부(12)의 스위칭소자를 구동하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 구동부(15)와 스위칭소자를 구동하기 위한 구동전원을 별도로 설계, 구성하여 공급하느 제1구동전원 공급부(16)와 상기 워킹코일(14)의 최외측면 또는 내측면에 2차코일을 설치한 후 용기로부터 발생되는 열 이외의 자속을 받아 강압한 후 스위칭소자를 구동전원으로 사용하도록 하는 제2구동전원 공급부(17)와, 상기 제1구동전원 공급부(16)의 공급전원 또는 제2구동전원 공급부(17)의 전원중 어느하나를 선택하여 상기 구동부(15)로 출력하는 선택부(18)로 구성한다.

그리고, 상기 제2구동전원 공급부(17)는 제4도에 도시한 바와같이, 워킹코일(14)의 2차코일에 유기된 전원을 강압하는 저압트랜스(LVT2)와, 상기 저압트랜스(LVT2)를 통해 강압된 전원을 맥동 직류전압으로 정류하는 정류부(17-1)와, 상기 정류부(17-1)의 맥동 직류전압을 일정한 직류전압으로 평활하는 평활부(17-2)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

입력되는 교류(AC)전원을 정류부(11)에서 정류하여 만들어진 직류전압을 인버터부(12)에 공급한다. 이때, 인버터부(13)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 구동부(15)로부터 발생하는 스위칭제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(14) 및 공진캐패시터(C2)가 상기 인버터부(12)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어간다. 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(13)가 가열되어 지고, 상기 조리용기(13)내의 음식물이 가열온도로 가열된다.

상기 워킹코일(14)에서 발생하는 자계에너지가 조리용기(13)에 전달되어 와전류가 유도되어 조리용기(13)가 가열되는데, 이때 열로 발생되는 이외의 자계에너지가 워킹코일(14)의 최외측면 또는 내측면에 설치한 2차코일(19)에 유기되어 제2구동전원 공급부(17)로 공급된다. 그러면, 상기 제2구동전원 공급부(17)는, 제4도에 도시한 바와같이, 상기 2차코일(19)의 자계에너지가 저압트랜스(LVT2)에 의해 강압되고 그 강압된 전압은 제2정류부(17-1)에서 맥동 직류전압으로 정류되고, 다시 제2평활부(17-2)에서 일정한 직류전압으로 평활되어 출력된다. 이때 제1구동전원 공급부(16)를 통해 강압되고 정류 및 평활된 직류전압(VDD)보다 제2구동전원 공급부(17)를 통해 강압되고 정류 및 평활된 직류전압(VCC)이 크도록 설정한다. 그러면 선택부(18)는 가열초기에는 제1구동전원 공급부(16)의 출력을 선택하여 구동부(15)에 공급하고, 가열초기 이후에는 2차코일(19)로 부터 유기되는 약전압을 스위칭소자의 구동전원으로 사용하도록 제2구동전원 공급부(17)의 출력을 선택하여 상기 구동부(15)로 공급한다.

상기에서와 같은 방법으로 구동전원이 구동부(15)로 공급되면, 상기 구동부(15)는 인버터부(12)의 스위칭소자를 적절히 도통 및 차단하여 유도가열조리가 이루어지도록 한다.

결국, 스위칭소자를 구동하기 위해 전원으로부터 소비하는 수십와트정도의 전력을 이끌어 스위칭소자의 스위칭을 행하도록 하고, 이에따라 가열되는 조리용기에서 유기되는 자계에너지를 일부 받아 스위칭소자의 구동전원으로 사용하도록 하여 수십와트 정도의 효율을 상승시킬수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 자계를 워킹코일에 설치한 2차 코일에서 받아 전압으로 변환 스위칭소자의 구동전원으로 사용함으로써 비자성 유도 가열조리기의 가열효율을 상승시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력교류(AC)전원을 직류전압으로 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단을 통한 직류전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 용기에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 가열하도록 하는 워킹코일과, 상기 정류수단에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 스위칭소자를 구동하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 구동수단을 구비한 전자유도조리기에 있어서, 상기 인버터수단의 스위칭소자를 구동하기 위한 구동전원을 별도로 설계, 구성하여 공급하는 제1구동전원 공급수단과, 상기 워킹코일의 최외면 또는 내면 등에 2차코일을 설치한 수 용기로 전달되어 열로 발생되는 이외의 누설자속을 받아 강압한 후 스위칭소자의 구동전원으로 사용하도록 하는 제2구동전원 공급수단과, 상기 제1구동전원 공급수단의 공급전원 또는 제2구동전원 공급수단의 전원중 어느하나를 선택하여 출력하는 선택수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동 전원 공급회로.
2. 제1항에 있어서, 제2구동전원 공급수단은 2차코일에 유기된 전원을 강압하는 저압트랜스(LVT2)와, 상기 저압트랜스(LVT2)를 통해 강압된 전원을 맥동 직류전압으로 정류하는 정류수단과, 상기 정류수단의 맥동 직류전압을 일정한 직류전압으로 평활하는 평활수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로.
3. 제2항에 있어서, 제2구동전원 공급수단의 출력전압은 제1구동전원 공급수단의 출력전압보다 크게 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 비자성/자성 겸용 유도가열조리기의 스위칭소자 구동전원 공급회로.