KR100186424B1

KR100186424B1 - 전자조리기의 소물부하 판정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100186424B1
Application number: KR1019960020220A
Authority: KR
Inventors: 김정태
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1999-05-15
Also published as: JP2895821B2; KR980007844A; JPH1055880A; CN1170118A; CN1135907C; TW342575B

Abstract

본 발명은 전자조리기의 소물부하 판정방법에 관한 것으로, 종래에는 워킹코일 위에 조리용기가 놓여진 후 수 초(sec)간 가열된 후 부터 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 따라 소물부하인지 자성용기인지를 판정함으로써 검지시간이 길어지고, 검지방법이 복잡할 뿐만아니라 용기의 크기에 따라 검지오차가 발생하기 쉬운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 검지하고자 하는 용기의 밑면 사이즈를 기준으로 교류 전류검출기(AC C/T)를 이용하여 입력 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 비례하는 전압과 고주파 전류검출기(고주파 C/T)를 이용하여 워킹코일에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 비례하는 전압을 이용하여 소물부하인지, 비자성용기인지, 자성용기인지를 판정한 후 그 판정된 용기에 따라 가열하도록 하여 가열효율을 증대시키도록 한다.

Description

전자조리기의 소물부하 판정장치 및 방법

제1도는 종래 전자조리기의 소물부하 판정장치 구성도.

제2도는 본 발명 전자조리기의 소물부하 판정장치 구성도.

제3도는 제2도에 대한 상세회로도.

제4도는 제3도에서, 각각의 용기에 대한 출력전압 관계도.

제5도는 본 발명 전자조리기의 소물부하 판정방법에 대한 동작흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정류부 20 : 인버터부

30 : 조리용기 40 : 부하여부 판정부

40a,50a : 전류/전압 변환부 40b,50b : 제1,제2정류부

40c : 분압부 50 : 용기재질 판정부

50c : 전압감지부 60 : 릴레이 구동부

70 : 제어부 80 : 인버터 구동부

SW1 : 릴레이스위치 L1,L2 : 워킹코일

본 발명 자성 및 비자성 용기의 소물부하를 주파수를 변화시키지 않고 짧은 시간내에 정확히 감지할 수 있도록 한 전자조리기의 소물부하 판정에 관한 것으로, 특히 소물부하를 짧은 시간내에 정확히 감지할 뿐만아니라 판정되어진 용기에 대하여 자성 및 비자성모드로 구분한 후 가열하여 높은 효율을 얻을 수 있도록 한 전자조리기의 소물부하 판정장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 전자조리기의 소물부하 판정장치 회로구성은, 제1도에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원(AC)을 정류하여 직류전압으로 변화시키는 정류부(1)와; 상기 정류부(1)에서 출력되는 전압에 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기(3)에 와전류를 유도시켜 그 조리용기(3)내의 음식을 가열하도록 하는 워킹코일(L)과; 상기 정류부(1)에서 공급되는 전류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(L)에 공진전압을 제공하는 인버터부(2)와; 입력되는 교류전원(AC)에서 정류부(1)로 흐르는 전류를 전류검출기(CT)를 이용하여 검출하는 전류검출부(4)와; 상기 전류검출부(4)에서 검출되어지는 전류의 양에 따라 부하의 상태를 검지하고 그에따른 주파수를 출력하는 제어부(5)와; 상기 제어부(5)에서 출력되는 주파수에 비례하는 스위칭제어신호를 인버터부(2)로 제공하기 위한 인버터 구동부(6)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전자조리기에서 사용자가 원하는 요리를 하고자 할 때, 입력되는 교류전원(AC)을 정류부(1)에서 입력받아 정류하여 만들어진 직류전압을 인버터부(2)로 제공한다.

이때, 사용자가 행하고자 하는 요리의 음식물을 조리용기(3)에 넣은 후 해당키를 선택하게 되면 요리가 시작된다.

한편, 상기 인버터부(2)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 인버터 구동부(6)로 부터 발생하는 스위칭제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(L) 및 공진캐패시터(C2)가 인버터부(2)에서 입력되는 직류전압에 의해 연속적으로 공진상태로 되어진다.

따라서, 상기 워킹코일(L)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(L)에서는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 조리용기(3)에 와전류가 유도되어 상기 조리용기(3)가 가열되어 지고, 상기 조리용기(3)내의 음식물이 가열된다.

이때 전류검출부(4)는 전류검출기(CT)를 이용하여 워킹코일(L) 위에 조리용기(3)가 놓여진 후 수 초(sec)간 가열된 후 부터 입력 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하여 제어부(5)로 제공하게 되면, 상기 제어부(5)는 전류검출부(4)로 부터 제공되는 양에 따라 소물부하인지 자성용기인지를 판정한다.

판정결과, 소물부하이면 제어부(5)는 인버터 구동부(6)로 스위칭제어신호를 발생하지 않도록 하는 제어신호를 출력하고, 자성용기이면 요리를 진행할 수 있는 주파수를 인버터 구동부(6)로 발생하여, 상기 인버터 구동부(6)가 주파수에 비례하는 스위칭제어신호를 인버터부(2)로 발생한다.

그러면, 인버터 구동부(6)가 인버터부(2)의 스위칭소자를 도통 또는 차단하여 워킹코일(L)을 효과적으로 구동하여 조리용기(3)내의 음식물을 가열하면서 원하는 요리가 되도록 수행한다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 워킹코일 위에 조리용기가 놓여진 후 수 초(sec)간 가열된 후 부터 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 따라 소물부하인지 자성용기인지를 판정함으로써 검지시간이 길어지고, 검지방법이 복잡할 뿐만아니라 용기의 크기에 따라 검지오차가 발생하기 쉬운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 검지하고자 하는 용기의 밑면 사이즈를 기준으로 교류 전류검출기(AC C/T)를 이용하여 입력 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 비례하는 전압과 고주파 전류검출기(고주파 C/T)를 이용하여 워킹코일에 흐르는 전류의 양을 검출하고 이 검출된 전류의 양에 비례하는 전압을 이용하여 소물부하인지, 비자성용기인지, 자성용기인지를 판정한 후 그 판정된 용기에 따라 가열하도록 하는 전자조리기의 소물부하 판정장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 전자조리기의 소물부하 판정방법은, 제5도에 도시한 바와같이, 가열 시작키 선택시 소물판정 구동주파수를 발생시켜 릴레이스위치를 온하는 제1단계와; 입력되는 교류전원에 흐르는 전류의 양을 교류 전류검출기를 이용하여 검출한 후 그에 비례하는 전압으로 변환하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 검출한 전압이 임의의 기준값과 비교하여 기준값보다 크면 고주파 전류검출기를 이용하여 워킹코일에 흐르는 전류를 검출한 후 이에 대응하는 전압으로 변환하는 제3단계와; 상기 제2단계와 제3단계에서 검출한 전압을 이용하여 소물부하, 자성용기 및 비자성용기를 판정하도록 하는 제4단계와; 상기 제4단계에서 판정한 용기종류에 맞는 최적의 파워를 가하는 제5단계로 이루어진다.

상기 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 본 발명 전자조리기의 소물부하 판정장치 구성은, 제2도에 도시한 바와같이, 입력 교류전원(AC)을 정류하여 직류전압으로 변화시키는 정류수단의 전압에 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기에 와전류를 유도시켜 그 조리용기의 음식을 가열하도록 하는 두개로 코일로 분리하여 만든 워킹코일과; 상기 정류수단에서 공급되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과; 입력 교류전원에 흐르는 전류의 양을 검출하여 소물부하인지 아닌지를 검출하여 부하여부 판정수단과; 상기 워킹코일에 공급되는 전류의 양을 검출하여 자성용기인지 비자성용기인지를 판정하는 용기재질 판정수단과; 상기 부하여부 판정수단과 용기재질 판정수단으로 부터 제공되는 전압을 입력받아 조리용기를 구동하기 위한 주파수를 발생하는 제어수단과; 상기 제어수단의 출력주파수에 따라 인버터수단의 스위칭소자를 제어하기 스위칭제어신호를 출력하는 인버터 구동수단과; 상기 제어수단의 출력신호에 따라 두개로 분리된 워킹코일을 릴레이스위치를 이용하여 하나 또는 두개의 코일을 동작시켜 조리용기 재질에 따른 가열동작을 제어하는 릴레이 구동수단으로 구성한다.

상기에서 부하여부 판정수단은 입력되는 교류전원(AC)에서 정류수단으로 흐르는 전류를 전류검출기(CT)가 검출하고 이 검출된 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압 변환수단과; 상기 전류/전압 변환수단으로 부터 출력되는 전압에 대하여 정류하는 제1정류수단의 직류전압에 대하여 저항을 이용하여 분압하는 분압수단으로 구성하고, 용기재질 판정수단은 워킹코일에 인가되는 전류를 고주파 전류검출기를 이용하여 검출하고 이 검출된 전류를 전압으로 변환하는 전류/전압 변환수단과; 상기 전류/전압 변환수단의 출력전압을 정류하는 정류수단과; 상기 정류수단의 출력전압으로 부터 워킹코일에 인가되는 전압을 검지하는 전압 검지수단으로 구성한다.

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

전자조리기에서 사용자가 원하는 요리를 하고자 할때, 입력되는 교류전원(AC)을 정류부(1)에서 입력받아 정류하여 만들어진 직류전압을 인버터부(2)로 제공한다.

이때, 사용자가 전자조리기에 임의의 용기를 올려놓은 후 가열시작키를 온하면 제어부(70)에서는 먼저 릴레이 구동부(60)를 통해 릴레이스위치(SW1)를 온시키고, 상기 릴레이스위치(SW1)가 온됨에 따라 분리된 워킹코일(L1)만 동작가능한 상태에서 소물을 검지하기 위한 주파수에 해당하는 소물판정 구동주파수를 인버터 구동부(80)로 발생한다.

이에 상기 인버터 구동부(80)는 상기 소물판정 구동주파수에 대응하는 스위칭 제어신호를 인버터부(20)로 발생한다.

한편, 상기 인버터부(2)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 인버터 구동부(6)로 부터 발생하는 스위칭제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(L1) 및 공진캐패시터(C2)가 인버터부(2)에서 입력되는 직류전압에 의해 연속적으로 공진상태로 되어진다.

따라서, 상기 워킹코일(L1)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(L1)에서는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 조리용기(30)에 와전류가 유도되어 상기 조리용기(30)가 가열되어 지고, 상기 조리용기(30)내의 음식물이 가열된다.

이때 1개의 전류검출기(C/T) 값으로는 소물을 검지하고자 하는 용기 밑면 크기에 대하여 불규칙하므로 기준전압을 설정할 수 없으며 2개의 전류검출기 값으로 판정해야 한다. 여기서 용기밑면 크기는 8cm를 기준으로 한다.

상기 2개의 전류검출기중 하나는 입력 교류전원(AC)에서 정류부(10)로 흐른 전류를 검출하고, 다른 하나는 워킹코일에 흐르는 전류를 검출한다.

상기 검출기중에 하나인 교류 전류검출기(AC C/T)가 입력 교류전원(AC)에서 정류부(10)로 흐르는 전류를 검출하면 이를 소물부하 여부판정부(40)의 제1전류/전압 변환부(40a)에서 전류를 입력받아 그에 대응하는 전압으로 변환시켜 제1정류부(40b)로 제공한다.

이에 상기 제1정류부(40b)에서 브리지 다이오드를 이용하여 정류하고 이 정류하여 얻은 직류전압을 분압부(40c)에서 받아 저항(R3-R5)을 이용하여 전압을 분압하고, 이 분압하여 얻은 a점의 전압을 제어부(70)로 출력한다.

이때 고주파 전류검출기(C/T)에서는 워킹코일에 흐르는 전류를 검출하여 용기재질 판정부(50)의 제2전류/전압 변환부(50a)로 출력하여 이때 검출한 전류를 그에 대응하는 전압으로 변환시킨 후 제2정류부(50b)에서 정류하여 전압 감지부(50c)로 출력하도록 한다.

그러면, 상기 전압 감지부(50c)는 제2정류부(50b)로 부터 출력되는 전압인 b점의 전압을 상기 제어부(70)로 출력한다.

여기서, 용기밑면 크기에 따른 철 또는 스텐레스 430계열 구조로 이루어진 자성용기와 알루미늄 또는 스텐레스 304계열 구조로 이루어진 비자성용기를 올려놓았을 경우 소물부하 여부판정부(40)와 용기재질 판정부(50)의 a,b점에 걸리는 전압은 제4도의 (a)(b)에서와 같으며, (c)는 3중바닥의 비자성용기를 올려놓았을 경우의 a,b점의 전압이다.

상기에서와 같은 a,b점의 전압에 의거하여 소물부하인지, 비자성용기인지 아니면 자성용기인지를 판정한다.

가령, 소물부하로 판정하면 제어부(70)는 전자조리기가 동작하지 않도록 인버터 구동부(80)로 주파수를 발생하지 않아 인버터부(20)가 스위칭제어신호를 발생하지 않는다.

그리고, 비자성용기로 판정하면 상기 제어부(70)는 릴레이 구동부(60)을 통하여 릴레이 스위치(SW1)를 오프시켜 워킹코일(L1과 L2의 직렬연결)을 이용하여 약 80KHz 이상의 주파수를 발생하도록 하고, 자성용기로 판정하면 제어부(70)는 30KHz 미만의 주파수를 발생할 수 있도록 인버터 구동부(80)로 제어신호를 출력한다.

이에 상기 인버터 구동부(80)는 인버터부(20)로 용기재질에 따른 스위칭제어신호를 출력하여 스위칭소자를 도통 및 차단하여 계속하여 유도가열조리를 행하여 원하는 요리를 수행할 수 있도록 한다.

상기의 판정방법에 대하여는 제5도에 도시한 흐름도에 의거하여 살펴보면, 부하여부 판정부(40)의 a점에 걸린 전압이 1.2V 이상인가 이하인가를 체크하여 1.2V 이하이면 소물부하로 판정하고, 이상이면 용기재질 판정부(50)의 b점에 걸린 전압이 1.8V 이상인지 이하인지를 체크한다. 여기서, 1.2V는 제4도의 (c)에 도시한 용기밑면 크기가 8cm인 3중바닥 304용기일때 a점에 걸리는 전압이다.

b점에 걸린 전압(Vb)이 1.8V 이상인 경우 그 전압이 2.1V보다 작은가를 체크하여 작으면 (1.8V Vb 2.1V) 3중바닥으로 이루어진 304계열로 이루어진 비자성용기로 판정하고, 상기에서 전압(Vb)이 1.8V 이상이면서 2.1V보다 큰경우 순수 304계열의 비자성용기로 판정한다.

마찬가지로, b점에 걸린 전압(Vb)이 1.8V 이하인 경우 그 전압이 0.7V보다 큰가를 체크하여 크면(0.7V Vb 0.8V) 430계열로 이루어진 자성용기로 판정하고, 0.7V보다 작으면 소물부하로 판정한다.

상기에서와 같은 방법으로 판정한 결과, 430계열의 자성용기나 순수 304계열의 비자성용기로 판정되면 제어부(70)는 릴레이 구동부(60)를 제어하여 릴레이스위치(SW1)를 온시켜 워킹코일(L1)만 동작하도록 하고, 3중바닥 304계열의 비자성용기로 판정되면 릴레이 구동부(60)를 통해 릴레이스위치(SW1)를 오프시켜 워킹코일(L1)(L2) 모두가 동작하도록 하여 조리용기(30)내의 음식물이 가열되도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 자성 및 비자성용기의 소물부하를 주파수를 변화시키지 않고 짧은 시간내에 정확히 감지할 수 있도록 함과 아울러 판정되어진 용기에 대해서는 판정된 재질에 따라 주파수를 변화시켜 가열하도록 함으로써 높은 효율을 얻을 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims

정류부, 인버터부, 워킹코일을 갖춘 전자조리기에 있어서, 상기 워킹코일을 2개로 직렬 연결하고, 중간 탭을 기준으로 릴레이가 착설되어 상기 워킹코일 가열 후 교류입력전원에 흐르는 전류에 따라 부하여부를 판정하는 판정부와, 상기 워킹코일의 일측라인에 고주파 전류검출기를 착설하여 상기 워킹코일에 흐르는 전류의 양에 따라 용기의 재질을 판정하기 위한 용기재질 판정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정장치.
제1항에 있어서, 부하여부 판정수단은 입력 교류전원으로 부터 부하에 흐르는 전류의 양을 검출하는 교류 전류검출기를 이용하여 검출하고 이 검출된 전류에 대응하는 전압으로 변환하는 전류/전압 변환수단과; 상기 변환수단으로 부터 출력되는 전압을 입력받아 정류하여 일정한 직류전압으로 만드는 정류수단과; 상기 정류수단으로 부터 제공된 전압을 저항을 이용하여 분압하는 분압수단으로 구성함을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정장치.
제1항에 있어서, 용기재질 판정수단은 워킹코일에 인가되는 전류를 고주파 전류검출기를 이용하여 검출하고 이 검출된 전류에 대응하는 전압으로 변환하는 전류/전압 변환수단과; 상기 전류/전압 변환수단의 출력전압을 정류하는 정류수단과; 상기 정류수단의 출력전압으로 부터 워킹코일에 인가되는 전압을 검지하는 전압 검지수단으로 구성함을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정장치.
제1항에 있어서, 부하여부 판정수단은 용기밑면 크기를 기준으로 판정하도록 함으로 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정장치.
가열 시작키 선택시 소물판정 구동주파수를 발생시켜 릴레이 스위치를 온하는 제1단계와; 입력되는 교류전원에서 부하로 공급되는 전류의 양을 교류 전류검출기를 이용하여 검출한 후 그에 비례하는 전압으로 변환하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 검출한 전압이 임의의 기준값과 비교하여 기준값보다 크면 고주파 전류검출기를 이용하여 워킹코일에 흐르는 전류를 검출한 후 이에 대응하는 전압으로 변환하는 제3단계와; 상기 제2단계와 제3단계에서 검출한 전압을 이용하여 소물부하, 자성용기 및 비자성용기를 판정하도록 하는 제4단계와; 상기 제4단계에서 판정한 용기종류에 맞는 최적의 파워를 가하는 제5단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정방법.
제5항에 있어서, 제4단계는 용기재질 판정수단에 걸린 전압과 임의의 기준전압과 비교하여 임의의 기준전압 이상이면 순수 304계열의 비자성용기인지 3중바닥 304계열의 비자성용기인지를 판정하는 제1과정과; 상기 제1과정에서 임의의 기준전압 이하이면 430계열의 자성용기인지 소물부하인지를 판정하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정방법.
제5항에 있어서, 제5단계는 판정결과 순수 304계열의 비자성용기인지 또는 430계열의 자성용기면 릴레이스위치를 온하여 하나의 워킹코일만 동작하도록 하는 제1과정과; 판정결과 3중바닥 304계열의 비자성용기이면 릴레이스위치를 오프시켜 두개의 워킹코일 모두가 동작하도록 하는 제2과정과; 판정결과 소물부하이면 전자조리기가 동작하지 않도록 하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정방법.
제5항에 있어서, 소물판정 구동주파수는 자성 및 비자성용기의 가열주파수가 아닌 자성 및 비자성용기의 가열구동주파수의 중간주파수대를 기준으로 함을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정방법.
제5항에 있어서, 임의의 기준값은 3중바닥 304계열의 용기를 올려놓았을때 걸리는 전압인 1.2V전압을 기준으로 함을 특징으로 하는 전자조리기의 소물부하 판정방법.