KR101492068B1

KR101492068B1 - 유도가열조리기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101492068B1
Application number: KR20100075730A
Authority: KR
Inventors: 이성호; 손종철; 김하나
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2015-02-10
Also published as: EP2416621A1; EP2416621B1; CN102374558B; US9173252B2; CN102374558A; US20120043312A1; KR20120013633A

Abstract

하나 이상의 가열코일로 이루어진 복수의 가열코일 블록과, 가열코일 각각에 고주파 전원을 공급하는 복수의 인버터부와, 각 가열코일 블록에 고주파 전원을 번갈아 공급하도록 복수의 인버터부의 작동을 제어하면서 복수의 가열코일 블록에 속하는 가열코일 중 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 제어부를 포함함으로써, 용기의 위치 검출 시 인접 또는 근접한 가열코일들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인한 영향을 감소시켜 용기 위치 검출의 정확도를 높일 수 있다.

Description

유도가열조리기 및 그 제어방법{INDUCTION HEATING COOKER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 용기가 조리판 위의 어느 위치에 놓여 있어도 용기를 가열할 수 있는 유도가열조리기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유도가열조리기는 가열코일에 고주파 전류를 공급하여 강력한 고주파 자계를 발생시키고 이 자계를 통해 가열코일과 자기 결합하고 있는 조리용기(이하 "용기"라 한다.)에 와전류를 발생시킴으로써 용기가 와전류에 의해 발생된 주울 열로 인해 발열하여 음식물을 조리할 수 있도록 한 장치이다.

이러한 유도가열조리기는 외관을 형성하는 본체 내부에 열원을 제공하기 위한 복수의 가열코일이 고정 설치된다. 또한, 본체의 상부에는 용기를 올려 놓기 위한 조리판이 마련된다. 이 조리판에는 가열코일에 대응하는 위치에 용기 라인이 새겨져 있고, 이 용기 라인은 사용자가 음식물을 조리하고자 할 때 용기를 올려 놓아야 할 위치를 안내하는 역할을 한다.

하지만, 이러한 기존의 유도가열조리기를 이용하여 음식물을 조리할 경우에 조리(즉, 용기의 가열)가 원활하게 수행될 수 있도록 하기 위해서는 사용자가 용기를 조리판 위의 용기 라인에 정확하게 올려 놓아야 하는 번거로움이 있었다. 즉, 사용자가 부주의하게 용기 라인에서 벗어난 위치에 용기를 올려 놓을 경우 조리가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 조리판 전면(全面)에 걸쳐 그 하부에 많은 개수의 가열코일들을 배치함으로써 사용자가 용기를 조리판 위의 어느 위치에 올려 놓더라도 조리가 원활하게 수행될 수 있도록 하는 신개념의 유도가열조리기가 개발되고 있다.

최근 개발되고 있는 유도가열조리기를 이용하여 음식물을 조리할 경우에는 사용자가 조리판 위에 용기를 올려 놓은 후 조리 동작을 시작하기 전에 조리판 위의 용기가 놓여 있는 위치를 검출하는 동작(용기 위치 검출 동작)을 필요로 한다.

조리판 위의 용기가 놓여 있는 위치를 검출하기 위해 조리판 하부에 배치된 복수의 가열코일에 고주파 전류가 흐르도록 한 뒤, 각각의 가열코일에 흐르는 전류값을 측정하고, 그 측정된 전류값을 이용하여 해당 가열코일 위에 용기가 놓여 있는지 여부를 검출하는 방식이 이용된다.

여기서, 최근 개발되고 있는 유도가열조리기는 그 구조적인 특성상 조리판의 전면(全面) 하부에 크기가 작은 가열코일들이 조밀하게 배치되어 있어, 가열코일들 사이의 간격이 매우 좁다. 이러한 유도가열조리기에서 용기의 위치 검출을 위해 모든 가열코일에 동시에 고주파 전원을 공급할 경우에는 인접 또는 근접한 가열코일들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인해 용기 위치 검출 오류가 발생될 수 있다. 즉, 어느 하나의 가열코일(제 1 가열코일)에 흐르는 전류값을 측정할 때, 인접 또는 근접한 다른 가열코일들(제 2, 3 가열코일 등)의 자기장 간섭으로 인한 영향은 어느 하나의 가열코일(제 1 가열코일) 위에 용기가 놓여 있는지 여부를 검출할 때 노이즈(noise)로 작용하게 된다. 따라서, 실제로는 용기가 놓여 있지 않은 가열코일임에도 불구하고 용기가 놓여 있는 가열코일로 잘못 인식하게 되는 경우가 발생한다. 이 때, 인접 또는 근접한 가열코일들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인한 영향은 각 가열코일 간의 거리가 가까울수록 더 커진다.

용기 위치 검출 오류가 발생한 상태에서 그대로 조리 동작을 수행하게 되면 실제로 용기가 놓여 있지 않은 가열코일까지도 구동하게 됨으로써 불필요한 전력이 손실됨은 물론, 유도가열조리기 내의 인버터부(회로소자 등)가 파손되는 등의 문제점이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 일 측면은 용기의 위치 검출 시 인접 또는 근접한 가열코일들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인한 영향을 감소시켜 용기 위치 검출의 정확도를 높일 수 있는 유도가열조리기 및 그 제어방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유도가열조리기는 하나 이상의 가열코일로 이루어진 복수의 가열코일 블록; 가열코일 각각에 고주파 전원을 공급하는 복수의 인버터부; 및 각 가열코일 블록에 고주파 전원을 번갈아 공급하도록 복수의 인버터부의 작동을 제어하면서 복수의 가열코일 블록에 속하는 가열코일 중 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 제어부를 포함한다.

또한, 용기를 올려 놓을 수 있도록 마련된 조리판을 더 포함하고, 가열코일은 조리판의 하부에 상호 인접하게 배치된다.

또한, 각 가열코일에 흐르는 전류값을 검출하는 감지부를 더 포함하고, 제어부는 감지부를 통해 검출된 각 가열코일에 흐르는 전류값의 크기에 따라 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출한다.

또한, 제어부는 각 가열코일에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 해당 가열코일을 용기가 놓여 있는 가열코일로 판단한다.

또한, 미리 설정된 값은 자성체로 구성된 용기가 가열코일의 면적의 일정 비율을 점유하고 있을 때 가열코일에 흐르는 전류값이다.

또한, 용기가 놓여 있는 가열코일의 위치 정보를 표시하는 표시부를 더 포함한다.

또한, 용기가 놓여 있는 가열코일의 파워레벨을 입력하기 위한 조작부를 더 포함한다.

또한, 제어부는 용기가 놓여 있는 가열코일에 조작부를 통해 입력된 파워레벨에 상응하는 고주파 전원을 공급하도록 복수의 인버터부의 작동을 제어한다.

본 발명의 일 측면에 따른 유도가열조리기의 제어방법은 조리판의 하부에 하나 이상의 가열코일로 이루어진 복수의 가열코일 블록이 배치되고, 가열코일 각각에 고주파 전원을 공급하는 것이 가능한 유도가열조리기의 제어방법에 있어서, 각 가열코일 블록에 고주파 전원을 번갈아 공급하고; 복수의 가열코일 블록에 속하는 가열코일 중 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 것을 포함한다.

또한, 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 것은: 고주파 전원이 공급될 때 각 가열코일에 흐르는 전류값을 검출하고, 검출된 각 가열코일에 흐르는 전류값의 크기에 따라 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출한다.

또한, 각 가열코일에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 해당 가열코일을 용기가 놓여 있는 가열코일로 판단한다.

또한, 용기가 놓여 있는 가열코일의 위치 정보를 표시하는 것을 더 포함한다.

또한, 용기가 놓여 있는 가열코일에 사용자에 의해 입력된 가열코일의 파워레벨에 상응하는 고주파 전원을 공급하는 것을 더 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 용기의 위치 검출 시 각 가열코일 블록에 속하는 가열코일에만 고주파 전원을 공급하는 과정을 모든 가열코일 블록에 대해 번갈아 수행함으로써, 인접 또는 근접한 가열코일들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인한 영향을 감소시켜 용기 위치 검출의 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어장치의 제어 블록도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 가열코일들을 복수의 가열코일 블록으로 분할, 설정하는 다양한 예시를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기에서 용기가 제 2 가열코일 블록(B2) 중 2개의 가열코일(L2-1, L2-2)에 위치한 경우를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 표시부에 용기 위치 검출 동작의 결과를 표시하는 예시를 보인 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기는 본체(1)를 구비한다.

본체(1)의 상부에는 용기(P)를 올려 놓을 수 있도록 마련된 조리판(2)이 설치된다.

본체(1)의 내부에는 조리판(2) 하부에 설치되어 조리판(2)에 열원을 제공하기 위한 복수의 가열코일(L)이 마련된다. 이 가열코일(L)들은 조리판(2)의 전면(全面)에 걸쳐 그 하부에 상호 인접하게 배치된다. 본 발명의 실시예에서는 16개의 가열코일(L)이 4×4 행렬 형태로 배치된 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

또한, 조리판(2)의 하부에는 가열코일(L)들을 구동하기 위한 제어장치(3)가 마련된다. 이 제어장치(3)의 회로 구성에 대해서는 뒤에서 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

또한, 본체(1)의 상부에는 가열코일(L)들을 구동시키기 위해 제어장치(3)에 해당 명령을 입력하기 위한 복수의 조작 버튼으로 구성된 조작부(80) 및 유도가열조리기의 작동과 관련된 정보를 표시하는 표시부(90)를 포함하여 이루어지는 컨트롤 패널(4)이 마련된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어장치의 제어 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어장치(3)는 4개의 보조 제어부(60A, 60B, 60C, 60D), 하나의 주 제어부(70), 조작부(80) 및 표시부(90)를 포함한다.

각각의 보조 제어부(60A)(60B)(60C)(60D)는 4×4 행렬 형태로 배치된 총 16개의 가열코일(L)들 중 하나의 제어단위로 묶인 4개의 가열코일(L)들의 구동을 제어하기 위해 마련되며, 주 제어부(70)는 4개의 보조 제어부(60A, 60B, 60C, 60D)를 제어하기 위해 마련된다.

본 발명의 실시예에서는 4×4 행렬 형태로 배치된 가열코일(L)의 구조에서 각 행에 배치된 4개의 가열코일(L)마다 하나의 보조 제어부(60A)(60B)(60C)(60D)가 마련되는 구성을 예로 들어 설명하도록 한다. 즉, 제 1 보조 제어부(60A)는 4×4 행렬에서 첫 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)의 구동을 제어하고, 제 2 보조 제어부(60B)는 4×4 행렬에서 두 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L2-1, L2-2, L2-3, L2-4)의 구동을 제어하고, 제 3 보조 제어부(60C)는 4×4 행렬에서 세 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L3-1, L3-2, L3-3, L3-4)의 구동을 제어하며, 제 4 보조 제어부(60D)는 4×4 행렬에서 네 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L4-1, L4-2, L4-3, L4-4)의 구동을 제어한다. 여기서, 각각의 가열코일(L)을 가리키는 참조 부호(LX-Y ; 단 X, Y는 자연수)에서 문자 "L" 뒤에 오는 첫 번째 숫자(X)는 행의 번호를 나타내고, 문자 "L" 뒤에 오는 두 번째 숫자(Y)는 열의 번호를 나타낸다. 즉, 참조 부호 "L1-1"은 4×4 행렬의 첫 번째 행의 첫 번째 열에 배치된 가열코일(L)을 의미한다.

이러한 4×4 행렬 형태로 배치된 16개의 가열코일(L) 중 각 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1~L1-4)(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)을 구동시키기 위한 제어구성들은 모두 동일하므로, 이하에서는 4×4 행렬에서 첫 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)을 구동시키기 위한 제어구성에 대해서만 상세하게 설명하고, 그 외의 행에 배열된 가열코일(L)들을 구동시키기 위한 제어구성에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 2의 상단부에 도시된 바와 같이, 4×4 행렬 형태로 배치된 16개의 가열코일(L) 중에서 첫 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)을 구동시키기 위한 제어장치(3) 부분은 정류부(10A-1, 10A-2, 10A-3, 10A-4), 평활부(20A-1, 20A-2, 20A-3, 20A-4), 인버터부(30A-1, 30A-2, 30A-3, 30A-4), 감지부(40A-1, 40A-2, 40A-3, 40A-4), 구동부(50A-1, 50A-2, 50A-3, 50A-4), 제 1 보조 제어부(60A)를 포함한다.

각각의 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)은 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)의 개수에 대응하여 마련된 각각의 인버터부(30A-1, 30A-2, 30A-3, 30A-4)에 의해 독립적으로 구동된다. 즉, 가열코일(L1-1)은 인버터부(30A-1)에 의해 구동되고, 가열코일(L1-2)은 인버터부(30A-2)에 의해 구동되고, 가열코일(L1-3)은 인버터부(30A-3)에 의해 구동되며, 가열코일(L1-4)은 인버터부(30A-4)에 의해 구동된다.

정류부(10A-1, 10A-2, 10A-3, 10A-4)는 입력되는 교류전원(AC)을 정류하고, 이 정류된 맥동전압을 출력한다.

평활부(20A-1, 20A-2, 20A-3, 20A-4)는 정류부(10A-1, 10A-2, 10A-3, 10A-4)로부터 제공되는 맥동전압을 평활하고, 평활하여 얻은 일정한 직류전압을 출력한다.

인버터부(30A-1, 30A-2, 30A-3, 30A-4)는 평활부(20A-1, 20A-2, 20A-3, 20A-4)로부터 제공되는 직류전압을 구동부(50A-1, 50A-2, 50A-3, 50A-4)의 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)에 공진전압을 제공하는 스위칭 소자(Q)와, 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 병렬 연결되어 입력되는 전압에 의해 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)과 연속적으로 공진하는 공진 콘덴서(C)를 포함한다.

인버터부(30A-1, 30A-2, 30A-3, 30A-4)의 스위칭 소자(Q)가 도통되면 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)과 공진 콘덴서(C)가 병렬 공진회로를 형성한다. 반대로, 스위칭 소자(Q)가 차단되면 스위칭 소자(Q)가 도통되고 있을 때 공진 콘덴서(C)에 충전되었던 전하들이 방전되면서 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)에 스위칭 소자(Q)가 도통될 때의 고주파 전류와 반대 방향의 전류가 흐르게 된다.

감지부(40A-1, 40A-2, 40A-3, 40A-4)는 정류부(10A-1, 10A-2, 10A-3, 10A-4)와 평활부(20A-1, 20A-2, 20A-3, 20A-4) 사이의 라인상에 연결된다. 감지부(40A-1, 40A-2, 40A-3, 40A-4)는 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)을 검출하기 위해 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값을 검출하고, 검출된 각 전류값을 제 1 보조 제어부(60A)에 제공한다. 감지부(40A-1, 40A-2, 40A-3, 40A-4)는 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)의 개수에 대응하여 마련되며, 변류기 센서(CT 센서, 전류센서)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 실시예에서는 감지부(40A-1, 40A-2, 40A-3, 40A-4)로 변류기 센서(CT 센서)를 이용하고, 변류기 센서를 통해 검출된 각 가열코일(L)에 흐르는 전류값을 이용하여 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)을 검출하는 방식을 예로 들어 설명하였으나, 이러한 변류기 센서 이외에도 전압센서, 압력센서, 적외선 센서 등 다양한 형태의 센서를 이용하여 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)을 검출할 수 있다.

구동부(50A-1, 50A-2, 50A-3, 50A-4)는 제 1 보조 제어부(60A)의 제어신호에 따라 인버터부(30A-1, 30A-2, 30A-3, 30A-4)의 스위칭 소자(Q)에 구동신호를 출력하여 스위칭 소자(Q)를 온 또는 오프시킨다.

제 1 보조 제어부(60A)는 주 제어부(70)의 제어신호에 따라 각 구동부(50A-1)(50A-2)(50A-3)(50A-4)에 제어신호를 보내어 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)의 구동을 제어한다. 또한 제 1 보조 제어부(60A)는 각각의 감지부(40A-1)(40A-2)(40A-3)(40A-4)를 통해 검출된 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값을 입력받아 주 제어부(70)로 전송한다.

주 제어부(70)는 유도가열조리기의 전반적인 동작을 제어한다. 주 제어부(70)는 4×4 행렬의 각 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1~L1-4)(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)의 구동을 제어하는 제 1~4 보조 제어부(60A)(60B)(60C)(60D)에 통신 가능하도록 연결되며, 각 보조 제어부(60A)(60B)(60C)(60D)에 제어신호를 보내어 가열코일(L1-1~L1-4)(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)의 구동을 제어한다.

주 제어부(70)는 조작부(80)를 통해 입력된 용기(P)의 위치 검출 명령에 따라 각 가열코일 블록(B)에 속하는 가열코일(L)에만 배타적으로 고주파 전원을 공급하는 과정을 모든 가열코일 블록(B)에 대해 번갈아 수행하도록 인버터부(30A-1~30A-4, 30B-1~30B-4, 30C-1~30C-4, 30D-1~30D-4)의 작동을 제어하면서 감지부(40A-1~40A-4, 40B-1~40B-4, 40C-1~40C-4, 40D-1~40D-4)를 통해 검출된 각 가열코일(L)에 흐르는 전류값을 이용하여 가열코일(L)들 중 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L)을 검출한다.

주 제어부(70)는 조리 동작을 수행하기 위해 용기(P)가 놓여 있는 것으로 판단된 가열코일(L)에 조작부(80)를 통해 입력된 가열코일(L)의 파워레벨에 상응하는 고주파 전원이 공급되도록 인버터부(30A-1~30A-4, 30B-1~30B-4, 30C-1~30C-4, 30D-1~30D-4)의 작동을 제어한다.

주 제어부(70)는 그 내부에 메모리(70-1)를 포함한다. 메모리(70-1)에는 유도가열조리기의 가열코일(L)들을 분할하여 설정한 복수의 가열코일 블록(B) 및 가열코일(L) 위에 용기(P)가 놓여 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값(미리 설정된 값) 등이 저장된다.

조작부(80)는 전원을 온 또는 오프하기 위한 ON/OFF 버튼(도 6의 82 참조), 용기 위치 검출 동작의 명령을 입력하기 위한 자동(AUTO) 버튼(도 6의 84 참조), 가열코일(L)의 파워레벨을 조절하기 위한 +/- 버튼(도 6의 86 참조), 조리 동작의 시작 또는 정지를 입력하기 위한 시작/정지(START/PAUSE) 버튼(도 6의 88 참조) 등 다수의 버튼을 포함한다.

표시부(90)는 용기가 놓여 있는 가열코일(L)의 위치 정보 및 사용자가 +/- 버튼(도 6의 86 참조)을 통해 입력한 가열코일(L)의 파워레벨 등을 표시한다.

본 발명의 실시예에서는 4×4 행렬 형태로 배치된 가열코일(L)의 구조에서 각 행에 배치된 4개의 가열코일(L)마다 하나의 보조 제어부(60A)(60B)(60C)(60D)가 배치되고, 이 보조 제어부(60A~60D)들을 제어하기 위한 하나의 주 제어부(70)가 마련되는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 이와는 다른 형태의 보조 제어부를 구성하거나, 보조 제어부의 구성을 채용하지 않고 하나의 제어부만으로 16개의 코일을 모두 제어하도록 구성할 수도 있다.

이하에서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기에서 조리판 위의 용기가 놓여 있는 위치 즉, 용기가 놓여 있는 가열코일의 위치를 검출하는 방식을 설명하도록 한다.

조리판(2)의 전면(全面) 하부에 크기가 작은 가열코일(L)들이 조밀하게 배치되어 있는 유도가열조리기에서 용기(P)의 위치 검출을 위해 모든 가열코일(L)들에 동시에 고주파 전원을 공급할 경우, 인접 또는 근접한 가열코일(L)들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인해 용기 위치 검출 오류가 발생될 수 있다는 점은 앞서 언급한 바 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 유도가열조리기의 가열코일(L)들을 하나 이상의 가열코일(L)로 이루어진 복수(n개, n=2, 3, …)의 가열코일 블록(block)으로 분할 및 설정하고, 설정된 각 가열코일 블록(B)에 속하는 가열코일(L)에만 고주파 전원을 공급하는 과정을 모든 가열코일 블록(B)에 대해 번갈아 수행함으로써, 인접 또는 근접한 가열코일(L)들 상호 간의 자기장 간섭 현상으로 인한 용기 위치 검출 오류의 발생을 억제할 수 있게 된다. 여기서, 가열코일 블록(block)이란 동시에 또는 짧은 시간 간격으로 고주파 전원이 공급되는 하나 이상의 가열코일(L)로 정의한다. 다만, 각 가열코일 블록(B)이 하나의 가열코일(L)로 이루어지는 경우에는 각 가열코일(L)에 대해 번갈아 고주파 전원을 공급하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 용기(P)의 위치 검출을 위해 각 가열코일 블록(B)에 속하는 가열코일(L)에만 고주파 전원을 공급하는 과정을 모든 가열코일 블록(B)에 대해 번갈아 수행하면서 각각의 가열코일(L)에 흐르는 전류값을 측정하고, 그 측정된 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 해당 가열코일(L) 위에 용기(P)가 놓여 있는 것으로 판단하는 방식을 이용한다. 여기서, 미리 설정된 값은 가열코일(L) 위에 용기가 놓여 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값으로, 예를 들어 철(Fe)과 같은 자성체로 구성된 용기(P)가 가열코일(L)의 면적의 40%를 점유(커버)하고 있을 때 해당 가열코일(L)에 흐르는 전류값으로 설정할 수 있다. 다만, 미리 설정된 값은 알루미늄(Al)과 같은 비자성체로 구성된 용기(P)가 가열코일(L)의 면적의 100%를 점유하고 있을 때 해당 가열코일(L)에 흐르는 전류값보다는 큰 값으로 설정한다. 가열코일(L)에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 즉, 가열코일(L) 위에 놓여 있는 용기(P)가 가열코일(L)의 면적의 40% 이상을 점유하고 있으면, 해당 가열코일(L)을 용기(P)가 위치하는 가열코일(L)로 판단하고 음식물의 조리를 위해 해당 가열코일(L)을 구동시킨다. 반면, 가열코일(L)에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 미만이면 즉, 가열코일(L) 위에 용기(P)가 놓여 있다고 하더라도 가열코일(L)의 면적의 40% 미만을 점유하고 있으면, 해당 가열코일(L)은 용기(P)가 위치하지 않는 가열코일(L)로 판단하고, 해당 가열코일(L)을 구동시키지 않는다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 가열코일들을 복수의 가열코일 블록으로 분할, 설정하는 다양한 예시를 보인 도면이다. 여기서, 유도가열조리기의 가열코일(L)들은 앞서 예시한 바와 같이 16개의 가열코일(L)이 4×4 행렬 형태로 배치된 경우를 기준으로 한다.

도 3a는 각각의 가열코일(L1-1)~(L4-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 예시한 도면으로, 이 경우 총 16개의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정된다.

도 3b의 (a)~(d)는 총 8개의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정되는 경우를 예시한 도면으로, 도 3b의 (a), (b)는 각각 가로 또는 세로 방향으로 인접한 2개의 가열코일(예: L1-1, L1-2)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타내고, 도 3b의 (c), (d)는 각각 가로 또는 세로 방향으로 하나의 가열코일(L)을 사이에 둔 2개의 가열코일(예: L1-1, L1-3)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타낸다.

도 3c의 (a)~(c)는 총 4개의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정되는 경우를 예시한 도면으로, 도 3c의 (a)는 4×4 행렬의 각 행(line)에 배열된 4개의 가열코일(L1-1~L1-4)(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타내고, 도 3c의 (b)는 4×4 행렬의 각 열(column)에 배열된 4개의 가열코일(L1-1~L4-1)(L1-2~L4-2)(L1-3~L4-3)(L1-4~L4-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타내며, 도 3c의 (c)는 각각 가로 또는 세로 방향으로 하나의 가열코일(L)을 사이에 둔 4개의 가열코일(예: L1-1, L1-3, L3-1, L3-3)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타낸다.

도 3d의 (a)~(d)는 총 2개의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정되는 경우를 예시한 도면으로, 도 3d의 (a)는 4×4 행렬의 인접하지 않은 2개의 행에 배열된 8개의 가열코일(예: L1-1~L1-4, L3-1~L3-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타내고, 도 3d의 (b)는 4×4 행렬의 인접하지 않은 두 개의 열에 배열된 8개의 가열코일(예: L1-1~L4-1, L1-3~L4-3)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타낸다. 또한 도 3d의 (c)는 4×4 행렬의 각 행에 배열된 4개의 가열코일(L)들을 두 개씩 묶고 지그재그(zigzag) 방향으로 연결했을 때 배열되는 8개의 가열코일(예: L1-1~L1-2, L2-3~L2-4, L3-1~L3-2, L4-3~L4-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타내고, 도 3d의 (d)는 4×4 행렬의 각 열에 배열된 4개의 가열코일(L)들을 두 개씩 묶고 지그재그(zigzag) 방향으로 연결했을 때 배열되는 8개의 가열코일(예: L1-1~L2-1, L3-2~L4-2, L1-3~L2-3, L3-4~L4-4)을 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 나타낸다.

일반적으로, 분할 및 설정된 가열코일 블록(B)의 개수가 많을수록 용기 위치 검출의 정확도는 높아지는 장점을 갖는 반면, 용기 위치 검출에 소요되는 시간이 길어지는 단점을 갖게 된다. 반대로, 분할 및 설정된 가열코일 블록(B)의 개수가 적을수록 용기 위치 검출에 소요되는 시간이 단축되는 장점을 갖는 반면, 용기 위치 검출의 정확도는 낮아지는 단점을 갖게 된다. 또한 동일한 개수의 가열코일(L)들을 하나의 가열코일 블록(B)으로 설정할 경우, 각각의 가열코일(L)에 대해 인접한 가열코일(L)의 개수가 적어지도록 하나의 가열코일 블록(B)을 설정하면 용기 위치 검출의 정확도를 더욱 높일 수 있다.

여기서는 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 유도가열조리기의 가열코일(L)들을 복수의 가열코일 블록(B)으로 분할, 설정하는 몇 가지의 예시만을 설명하였지만, 이 외에도 인접 또는 근접한 가열코일(L)들 상호 간의 자기장 간섭 현상이 발생하는 것을 억제하기 위해 앞서 설명한 예시와는 다른 다양한 방식으로 가열코일 블록(B)을 분할 및 설정할 수 있다.

이하에서는 도 4를 중심으로 도 5 및 도 6을 연계하여 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어방법을 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예의 동작설명을 위한 초기조건으로서, 주 제어부(70) 내의 메모리(70-1)에는 유도가열조리기의 가열코일(L)들을 분할하여 설정한 복수의 가열코일 블록(B) 및 가열코일(L) 위에 용기(P)가 놓여 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값(미리 설정된 값) 등이 저장되어 있는 것을 전제한다. 또한 이하에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 도 5에 도시된 4×4 행렬의 각 행(line)에 배열된 4개의 가열코일(L1-1~L1-4)(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)을 각각 하나의 가열코일 블록(B)으로 분할 및 설정한 경우를 예시로 하여 본 발명의 실시예에 따른 유도가열조리기의 제어방법을 설명하기로 한다.

사용자는 음식물을 조리하기 위해 조리판(2) 위에 용기(P)를 올려 놓은 후 ON/OFF 버튼(82)을 조작하여 유도가열조리기의 전원을 온 시킨다. 이후 사용자는 조리판(2) 위의 용기(P)가 놓여 있는 위치(용기가 놓여 있는 가열코일의 위치)를 검출하기 위해 자동(AUTO) 버튼(84)을 조작하여 용기(P)의 위치 검출 명령을 입력한다.

먼저, 사용자의 자동 버튼(84) 조작에 의해 용기(P)의 위치 검출 명령 신호가 입력되면 주 제어부(70)는 유도가열조리기 내의 각각의 가열코일(L)에 흐르는 전류값을 검출하기 위해 우선 제 1 가열코일 블록(B1)에 해당하는 4×4 행렬의 첫 번째 행에 배열된 4개의 가열코일(L1-1, L1-2, L1-3, L1-4)의 구동을 제어하는 제 1 보조 제어부(60A)에 용기 위치 검출 명령을 전송한다(105).

용기 위치 검출 명령을 전송 받은 제 1 보조 제어부(60A)는 각 구동부(50A-1)(50A-2)(50A-3)(50A-4)에 제어신호를 보내어 일정 시간 동안(예: 0.5초~2초) 제 1 가열코일 블록(B1)에 속하는 각각의 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 고주파 전원이 공급되도록 한다(110).

각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 고주파 전류가 흐르는 동안 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 대응하여 마련된 각 감지부(40A-1)(40A-2)(40A-3)(40A-4)는 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값을 검출하여 제 1 보조 제어부(60A)로 전송한다(115).

제 1 보조 제어부(60A)는 검출된 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값들을 주 제어부(70)로 전송한다(120).

이후 주 제어부(70)는 검출된 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상인가 여부를 판단한다(125). 여기서, 미리 설정된 값이란 가열코일(L) 위에 용기(P)가 놓여 있는지 여부를 판단하기 위한 기준값이다.

판단 결과, 검출된 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면(125에서의 '예') 주 제어부(70)는 해당 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4) 위에 용기(P)가 놓여 있음을 메모리(70-1)에 저장하고(130), 검출된 각 코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 미만이면(125에서의 '아니오') 해당 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4) 위에 용기가 놓여 있지 않음을 메모리(70-1)에 저장한다(135).

도 5에 도시된 예시에서는 제 1 가열코일 블록(B1)에 속하는 가열코일(L1-1~L1-4) 중 어느 가열코일(L1-1~L1-4)에도 용기(P)가 올려져 있지 않으므로, 메모리(70-1)에는 이 4개의 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4) 위에 용기(P)가 놓여 있지 않음이 저장된다.

제 1 가열코일 블록(B1)에 속하는 각 가열코일(L1-1)(L1-2)(L1-3)(L1-4)에 대한 용기 위치 검출 동작이 완료되면, 주 제어부(70)는 그 다음(제 2, 3, 4) 가열코일 블록(B2)(B3)(B4)에 속하는 가열코일들(L2-1~L2-4)(L3-1~L3-4)(L4-1~L4-4)에 대한 용기 위치 검출 동작을 수행하기 위해 앞서 설명한 105 내지 135의 동작들을 반복적으로 수행하도록 제어한다.

도 5에 도시된 예시에서는 제 2 가열코일 블록(B2)에 속하는 가열코일(L2-1~L2-4) 중 2개의 가열코일(L2-1, L2-2)에만 용기(P)가 올려져 있으므로, 메모리(70-1)에는 이 2개의 가열코일(L2-1, L2-2) 위에 용기(P)가 놓여 있음이 저장된다(단, 도 5에서 용기(P)가 가열코일(L2-2)의 면적의 40% 이상을 점유하고 있는 것으로 전제함).

이후 주 제어부(70)는 모든 가열코일 블록(B)에 대한 용기 위치 검출 동작이 완료되었는가 여부를 판단한다(140).

판단 결과, 모든 가열코일 블록(B)에 대한 용기 위치 검출 동작이 완료되지 않았으면(140에서의 '아니오') 주 제어부(70)는 아직 용기 위치 검출 동작이 수행되지 않은 가열코일 블록(B)에 대해 105 내지 135의 동작들을 반복적으로 수행하도록 제어한다.

한편, 판단 결과 모든 가열코일 블록(B)에 대한 용기 위치 검출 동작이 완료되었으면(140에서의 '예') 주 제어부(70)는 표시부(90)에 용기 위치 검출 동작의 결과(용기가 놓여 있는 가열코일의 위치)를 표시한다(145). 도 6에 도시된 바와 같이 표시부(90)에는 4×4 행렬로 이루어진 가열코일(L)의 배치 구조가 작게 새겨진 표시면(92)이 마련되어 있고, 이 표시면(92)에 새겨진 4×4 행렬의 배치 구조에서 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L2-1, L2-2)에 대응하는 위치에 점등하는 방식으로 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L2-1, L2-2)의 위치를 표시할 수 있다.

사용자는 표시부(90)를 통해 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L2-1, L2-2)의 위치를 확인한 후 조작부(80)에 마련된 +/- 버튼(86)을 조작하여 사용자가 원하는 파워레벨(조리정도)을 입력한다. 다음으로, 사용자는 시작/정지(88) 버튼을 조작하여 조리 시작 명령을 입력한다. 사용자가 +/- 버튼(86)을 통해 입력한 가열코일(L)의 파워레벨은 도 6에 도시된 바와 같이 표시부(90)의 하단에 막대 그래프 형상으로 표시할 수 있다. 이 때, 막대의 높이는 입력된 파워레벨(예: 제 1 단계~제 5 단계)에 비례하여 높아진다.

사용자의 +/- 버튼(86) 조작에 의한 파워레벨 조절 신호 및 시작/정지(88) 버튼 조작에 의한 조리 시작 신호가 입력되면 주 제어부(70)는 입력된 파워레벨에 따라 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L2-1, L2-2)을 구동하기 위해 용기(P)가 놓여 있는 가열코일(L2-1, L2-2)의 구동을 제어하는 제 2 보조 제어부(60B)에 제어명령을 전송한다(150).

이후 제어명령을 전송 받은 제 2 보조 제어부(60B)는 용기(P)가 위치하는 것으로 판단된 각 가열코일(L2-1)(L2-2)을 구동하기 위해 각 구동부(50B-1)(50B-2)에 제어신호를 보내어 용기(P)가 놓여 있는 각 가열코일(L2-1)(L2-2)에 고주파 전원이 공급되도록 하여 조리 동작을 시작한다(155).

10A-1~10D-4 : 정류부 20A-1~20D-4 : 평활부
30A-1~30D-4 : 인버터부 40A-1~40D-4 : 감지부
50A-1~50D-4 : 구동부 60A~60D : 제 1~4 보조 제어부
70 : 주 제어부 70-1 : 메모리
80 : 조작부 90 : 표시부

Claims

두 개 이상의 가열코일로 이루어진 복수의 가열코일 블록;
상기 가열코일 각각에 고주파 전원을 공급하는 복수의 인버터부;
각 가열코일 블록에 상기 고주파 전원을 공급하여 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 제어부; 및
상기 용기가 놓여 있는 가열코일의 위치 정보를 표시하는 표시부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 고주파 전원을 공급받는 해당 가열코일 블록의 모든 가열코일에 동시에 상기 고주파 전원이 공급되도록 상기 복수의 인버터부를 제어하는 유도가열조리기.
제 1 항에 있어서,
상기 용기를 올려 놓을 수 있도록 마련된 조리판을 더 포함하고,
상기 가열코일은 상기 조리판의 하부에 상호 인접하게 배치되는 유도가열조리기.
제 1 항에 있어서,
각 가열코일에 흐르는 전류값을 검출하는 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 감지부를 통해 검출된 상기 각 가열코일에 흐르는 전류값의 크기에 따라 상기 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 유도가열조리기.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 각 가열코일에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 해당 가열코일을 상기 용기가 놓여 있는 가열코일로 판단하는 유도가열조리기.
제 4 항에 있어서,
상기 미리 설정된 값은 자성체로 구성된 용기가 상기 가열코일의 면적의 일정 비율을 점유하고 있을 때 상기 가열코일에 흐르는 전류값인 유도가열조리기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 용기가 놓여 있는 가열코일의 파워레벨을 입력하기 위한 조작부를 더 포함하는 유도가열조리기.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 용기가 놓여 있는 가열코일에 상기 조작부를 통해 입력된 파워레벨에 상응하는 상기 고주파 전원을 공급하도록 상기 복수의 인버터부의 작동을 제어하는 유도가열조리기.
조리판의 하부에 두 개 이상의 가열코일로 이루어진 복수의 가열코일 블록이 배치되고, 상기 가열코일 각각에 고주파 전원을 공급하는 것이 가능한 유도가열조리기의 제어방법에 있어서,
각 가열코일 블록에 상기 고주파 전원을 공급하여 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하고;
상기 용기가 놓여 있는 가열코일의 위치 정보를 표시하되,
상기 고주파 전원을 공급받는 해당 가열코일 블록의 모든 가열코일에 동시에 상기 고주파 전원이 공급되는 유도가열조리기의 제어방법.
제 9 항에 있어서, 상기 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 것은:
상기 고주파 전원이 공급될 때 각 가열코일에 흐르는 전류값을 검출하고,
상기 검출된 상기 각 가열코일에 흐르는 전류값의 크기에 따라 상기 용기가 놓여 있는 가열코일을 검출하는 유도가열조리기의 제어방법.
제 10 항에 있어서,
상기 각 가열코일에 흐르는 전류값이 미리 설정된 값 이상이면 해당 가열코일을 상기 용기가 놓여 있는 가열코일로 판단하는 유도가열조리기의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 미리 설정된 값은 자성체로 구성된 용기가 상기 가열코일의 면적의 일정 비율을 점유하고 있을 때 상기 가열코일에 흐르는 전류값인 유도가열조리기의 제어방법.
삭제
제 9 항에 있어서,
상기 용기가 놓여 있는 가열코일에 사용자에 의해 입력된 상기 가열코일의 파워레벨에 상응하는 상기 고주파 전원을 공급하는 것을 더 포함하는 유도가열조리기의 제어방법.