KR20030079546A - 전자레인지 구동회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 배터리를 이용하여 전자레인지를 구동시킬 수 있는 전자레인지 구동회로에 관한 것으로, 소정의 직류전압원과, 상기 직류전압원으로부터의 전압을 스위칭하는 적어도 2 이상의 전기적으로 연결된 각각의 스위칭부와, 상기 각각의 스위칭부를 제어하는 제어부와, 마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론과, 상기 스위칭부의 온/오프에 의해 상기 전압을 상기 마그네트론을 구동시킬 수 있는 전압으로 변환하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전자레인지 구동회로에 관한 것으로, 특히 인버터 전자레인지 구동회로에 관한 것이다.
최근 전기밥솥, 공기조화기, 냉장고 등 대부분의 가전제품이 인버터 구동방식을 적용함으로써, 높은 에너지 사용 효율과 성능 향상 등을 꾀하고 있다. 이것은 전기밥솥, 공기조화기, 냉장고와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들이 높은 에너지 사용 효율과, 성능 향상 및 사용에 편리한 가전제품을 요구하기 때문이다.
이러한 인버터 제어는 전자레인지에도 적용된다. 전자레인지는 전류의 공급에 의하여 마이크로웨이브를 발생시키고, 이러한 마이크로웨이브를 가열대상물에 조사하는 것에 의하여 가열대상물을 가열하는 장치이다. 따라서 상기 마이크로웨이브의 발생을 위하여 인버터 구동방식에 의한 전자레인지의 제어가 이루어지고 있는 것이다.
다음은 도 1을 참조하여 종래 인버터 전자레인지에 대해서 설명한다.
종래 인버터 전자레인지는, 입력되는 교류전원(10)을 정류하는 정류회로(15)와, 상기 정류회로(15)에서 정류된 전류는 인덕터(20)를 통해서 트랜스(25)의 일차측으로 인가되도록 한다. 상기 트랜스(25)의 이차측에는 마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론(40)이 장착되고 있다. 즉, 상기 마그네트론(40)은 상기 트랜스(25)의 2차측에 유기된 전압에 의해서 구동되어, 마이크로웨이브를 발생한다.
상기 트랜스(25)의 일차측 전압은 파워 스위칭부(30)에 의해서 제어된다. 상기 파워 스위칭부(30)는, 마이크로컴퓨터(35)의 출력제어신호에 기초해서 인버터 구동부(55)에서 발생한 PWM 제어신호에 의해서 온/오프가 제어되어, 상기 트랜스(25)의 일차측 공급전압을 제어한다.
그리고 상기 마그네트론(40)에 흐르는 전류는 전류 트랜스(45)에 의해서 검출되고, 상기 검출된 전류는 정류회로(50)를 통해서 변환된 후 출력된다. 상기 전류 트랜스(45)에서 검출된 상기 마그네트론(40)에 흐르는 전류량 신호는 마이크로컴퓨터(35)로 인가된다.
한편, 상기 마그네트론(40)은, 내부의 히터가 가열되어 열전자가 방출될 때까지는 마그네트론의 양극에 전류는 흐르지 않고, 상기 트랜스(25)로부터 고전압만 인가되는 상태가 된다. 이때의 상태를 비발진영역이라 하며, 상기 마그네트론(40)의 히터가 정상적으로 열전자를 방출하여, 고주파를 발생하기까지 소정시간(약 2초)의 시간이 소요된다.
즉, 히터에 의한 마그네트론(40)의 정상 발진이 이루어진 후에야 비로소 상기 마그네트론(40)의 양극에 전류가 흐르게 된다. 이때의 전류를 양극전류라 하며, 상기 양극전류의 곱과 양극전압의 곱이 마그네트론(40)에 인가되는 전력(P)이 된다. 상기 전력(P)에 마그네트론(40)의 효율이 곱해지면, 그 크기에 따라서 고주파가 발생되는 것이다.
따라서 상기 마그네트론(40)에 흐르는 전류는 상기 고주파의 출력에 대응되며, 상기 전류를 많이 흐르게 동작시키면 출력이 높아지고, 적게 흐르도록 동작시키면 고주파 출력이 낮아지게 된다.
즉, 상기 전류 트랜스(45)에서 검출된 전류량은 마이크로컴퓨터(35)에 인가되어져, 상기 마그네트론(40)에 흐르는 전류량을 제어하여, 발생되는 고주파 출력을 제어하는데 이용되는 것이다.
그러나, 종래의 전자레인지는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 전자레인지는 상용 AC 전원을 이용하여야 하므로 상용 AC 전원이 없는 야외에서는 전자레인지를 이용하여 음식물을 조리하는데 제약이 따르며, 또한 정전등의 전원 무 상태에서 달리 해결할 수 있는 방법이 없었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광범위하게 사용되는 자동차용 전원공급장치를 이용하여 전자레인지를 제어할 수 있는 전자레인지 구동회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 전자레인지 구동회로를 설명하기 위한 회로도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지 구동회로를 설명하기 위한 회로도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 스위칭부 110 : 제어부
120 : 변환부 130 : 마그네트론
140 : 전류 트랜스 150 : 정류회로
S1 내지 S4 : 스위칭소자
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 전자레인지 구동회로는, 소정의 직류전압원과, 상기 직류전압원으로부터의 전압을 스위칭하는 적어도 2 이상의 전기적으로 연결된 각각의 스위칭부와, 상기 각각의 스위칭부를 제어하는 제어부와, 마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론과, 상기 스위칭부의 온/오프에 의해 상기 전압을 상기 마그네트론을 구동시킬 수 있는 전압으로 변환하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 각각의 실시예에 따른 전자레인지의 구동회로를 설명하기 위한 회로도 및 파형도를 도시한 것이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지는 외부에서 음식물을 조리할 수 있도록 하는 소정의 직류전압원(DC), 예컨대 광범위하게 사용되고 있는 자동차용 배터리(battery)가 제공된다.
그리고, 상기 직류전압원(DC)으로부터의 전압을 스위칭하는 적어도 2 이상의전기적으로 연결된 스위칭소자(S1, S2)들을 구비하는 스위칭부(100)와, 상기 각각의 스위칭부를 제어하는 제어부(110)와, 마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론(130)과, 상기 스위칭부(100)의 온/오프에 의해 상기 전압을 상기 마그네트론(130)을 구동시킬 수 있는 전압으로 변환하는 변환부(120)를 포함하여 이루어진다.
이때, 변환부(120)는 변압기로 구성되고, 상기 스위칭소자(S1, S2)들은 각각 바이폴라트랜지스터와 다이오드가 병렬 연결된 구조를 가지며, 각각의 스위칭소자(S1)(S2)가 각각 병렬로 연결되어 스위칭부(100)를 구성한다. 그리고, 상기 제어부(110)는 도면에는 도시되지 않았지만, 인버터구동부와 마이크로컴퓨터로 구성되는데, 상기 각각의 스위칭소자(S1)(S2)는 마이크로컴퓨터의 출력제어신호에 기초해서 인버터구동부에서 발생한 제어신호에 의해 온/오프가 제어되어, 상기 변환부(120)의 일차측 공급전압을 제어한다.
이에 대한 동작을 좀더 구체적으로 설명하면, 상기 직류전압원(DC)은 정류회로(미도시)를 통한 맥류전압으로 변환부(120)의 일차측으로 인가되도록 한다. 이때, 스위칭부(100)의 스위칭에 의해 상기 맥류전압이 교류화되어 변환부(120)의 일차측에 인가된다. 이때, 스위칭되는 전류(i)가 약 139A로 높기 때문에 2개의 스위칭소자를 이용하여 스위칭부(100)를 구성함이 바람직하다.
이에 의해, 변환부(120)의 이차측에는 권선 수에 비례하여 마그네트론(130)을 동작시킬 수 있는 전압범위로 변환되어, 마이크로웨이브를 발생시킨다.
그리고 상기 마그네트론(130)에 흐르는 전류는 전류 트랜스(140)에 의해서검출되고, 상기 검출된 전류는 정류회로(150)를 통해서 변환된 후 출력된다. 상기 전류 트랜스(140)에서 검출된 상기 마그네트론(130)에 흐르는 전류량 신호는 제어부(110) 내의 마이크로컴퓨터로 인가된다.
전술한 바와 같이, 전류 트랜스(140)에서 검출된 전류량은 상기 마이크로컴퓨터에 인가되어, 상기 마그네트론(130)에 흐르는 전류량을 제어하여, 발생되는 고주파 출력을 제어하는데 이용된다.
이에 의해, 야외에서 자동차용 배터리를 이용하여 전자레인지를 구동함으로써, 음식물을 간편히 조리할 수 있다.
다음, 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다. 여기서, 도 2의 동일 구성은 동일 부호로 나타낸다.
도시된 바와 같이, 스위칭부(100)의 2개의 스위칭소자(S1, S2)를 직렬 공진형 반파 정류회로를 구성하며, 상기 스위칭소자(S1, S2)는 모스펫 트랜지스터, 다이오드 및 커패시터가 각각 병렬 연결된 구조를 갖는다.
이때, 스위칭소자(S1, S2)에 흐르는 전류가 약 118A로 높기 때문에 전류 핸들링 능력 및 스위칭 속도가 우수한 모스펫(MosFet)트랜지스터를 이용함이 바람직하다. 이러한 스위칭소자인 스위칭에 의해 변환부(120)에서 형성된 이차단 전압인 약 2KV 전압을 반파 배전압 정류하여 마그네트론(130)에 인가하면 마이크로웨이브 에너지가 발생하여 음식물을 조리할 수 있게 된다.
다음, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도로, 도시된 바와 같이, 스위칭부(100)를 구성하는 스위칭소자(S1 내지 S4) 4개를 이용하여 직렬 공진형 전파 정류회로를 구성한다. 상기 스위칭소자(S1 내지 S4)는 스위칭소자에 흐르는 전류량이 약 59A이므로 도 3에 설명된 스위칭소자와 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하다. 이 또한, 상기 스위칭소자인 스위칭에 의해 변환부(120)에서 형성된 이차단 전압인 약 2KV 전압을 반파 배전압 정류하여 마그네트론(130)에 인가하면 마이크로웨이브 에너지가 발생하여 음식물을 조리할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 따른 전자레인지의 구동회로에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
광범위하게 사용되는 자동차용 배터리를 이용하여 마그네트론에서 마이크로웨이브 에너지를 발생시킬 수 있는 구동회로를 설계함으로써, 야외에서도 음식물을 간편히 조리할 수 있고, 또한 정전 등의 전원 무 상태에서도 상기 자동차용 배터리를 이용하여 음식물을 조리할 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 소정의 직류전압원과,상기 직류전압원으로부터의 전압을 스위칭하는 적어도 2 이상의 전기적으로 연결된 스위칭소자를 구비하는 스위칭부와,상기 스위칭부를 제어하는 제어부와,마이크로웨이브를 발생하는 마그네트론과,상기 스위칭부의 온/오프에 의해 상기 전압을 상기 마그네트론을 구동시킬 수 있는 전압으로 변환하는 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 직류전압원은 자동차용 배터리 전원인 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 스위칭소자는 바이폴라트랜지스터와 다이오드가 병렬 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 3항에 있어서,상기 스위칭소자는 각각 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 스위칭소자는 모스펫 트랜지스터, 다이오드 및 커패시터가 각각 병렬 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 5항에 있어서,상기 각각의 스위칭소자는 직렬 공진형 반파 정류회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 5항에 있어서,상기 각각의 스위칭소자는 직렬 공진형 전파 정류회로를 구성하는 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
- 제 1항에 있어서,상기 변환부는 변압기인 것을 특징으로 하는 전자레인지 구동회로.
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