KR20050103704A - 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치 - Google Patents

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KR20050103704A
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Abstract

본 발명은 유도가열 조리기기의 인버터 구동시 스위치 양단 전압을 줄이기 위해 인버터 회로로 입력되는 입력전압의 변동에 따라 펄스폭을 가변 제어하는 동시에, 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스의 턴 오프 시간이 가열부하의 변동에 가변되도록 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치에 관한 것으로서, 상기 인버터 회로에 공급되는 입력전압을 검출하는 입력전압 검출부와, 상기 입력전압 검출부에서 검출된 입력전압 레벨에 따라 상기 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스의 펄스폭이 가변되도록 하는 제어신호를 발생시키는 펄스폭가변 제어신호발생부와, 상기 펄스폭가변 제어신호발생부에서 출력된 제어신호에 따라 구동펄스의 턴온시간을 가변시키는 동시에 상기 조리용기의 탈거 또는 가열조리물의 상태변동에 따라 가변되는 공진시간에 비례하여 구동펄스의 턴 오프시간을 가변시키는 트리거 발생부를 포함하여 구성됨에 따라, 저가의 OP AMP만으로 입력전압 및 가열부하의 변동에 따라 인버터 회로를 구동하기 위한 구동펄스의 펄스폭을 가변제어할 수 있으므로 경제적이고, 넓은 가열부하의 변동에 따라 구동펄스의 턴 오프 시간이 조절됨에 따라 인버터 회로의 스위칭 소자를 보호함은 물론, 인버터 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치{Inverter circuit's control apparatus of induction heating cooker}
본 발명은 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치에 관한 것으로서, 특히 인버터 구동시 스위치 양단 전압을 줄이기 위해 입력전압에 따라 펄스폭이 가변되는 구동펄스를 생성하여 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 동시에 가열부하(조리용기의 탈거 및 음식물의 조리상태)의 변동에 따라 상기 구동펄스의 턴 오프시간이 가변되도록 인버터 회로를 제어하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치에 관한 것이다.
일반적인 유도가열 조리기기는 본체와, 상기 본체 내측에 안착되어 조리물이 담기는 조리용기와, 상기 조리용기에 담긴 조리물이 조리되도록 상기 조리용기의 하부 또는 본체의 내측에 장착되는 취사히터로 구성되어 있다.
이러한 조리기기는 내부에 담긴 조리물을 담아 상기 조리물을 일정 수준 이상의 온도로 가열하여 조리하는 가전제품으로서, 본 명세서에서는 상기 조리용기가 안착되는 본체 부분에 일정 간격으로 코일이 형성되어 상기 코일에 전류가 흐르게 됨에 따라 발생되는 자기장으로 인해, 자성체로 구성된 조리용기에 와전류가 발생되도록 하여 조리용기을 가열하는 방식의 유도가열 조리기기에 대해 설명한다.
종래 발명에 의한 유도가열 조리기기의 인버터 회로를 도 1 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
인버터 회로는 스위치 소자를 스위칭 구동시킴으로써 생성되는 고출력 고주파 전류를 이용하여 조리용기 및 조리용기에 담긴 조리물을 유도 가열하는 조리기기에 적용된다. 이러한 인버터 회로(41)는 제어신호에 따라 스위칭 동작하여 코일에 전원을 인가하여 열이 공급되도록 하는데, 기본적인 구성은 다음과 같다.
통상의 교류전원이 공급되는 교류 전원부(10)와, 상기 교류전원을 정류하는 정류부(20)와, 상기 정류부(20)에서 정류된 전원을 필터링하는 필터부(30)와, 상기 필터부(30)에서 필터링된 전원을 인가받아 스위칭 구동됨에 따라 상기 코일에 고출력의 전원을 인가하는 스위칭부(40)를 포함하여 구성된다.
또한 상기 인버터회로(41)를 제어하는 인버터회로 제어부(81)는 상기 교류 전압부(10)와 연결되어 인버터 회로(41)로 입력되는 전압의 변동분을 검출하는 입력전압 검출부(50)와, 상기 입력전압의 변동분에 따라 상기 스위칭부(40)를 구동시키는 구동펄스의 펄스폭을 가변시키는 펄스폭가변제어부(60)와, 상기 펄스폭가변제어부에서 발생된 구동펄스를 상기 스위칭부(40)로 전달하여 스위칭 동작이 이루어지도록 하는 게이트 구동부(80)를 포함하여 구성된다.
이러한 펄스폭가변제어부(60)는 상기 입력전압 검출부(50)에서 출력된 변동분에 따라 펄스의 하이 구간의 펄스폭을 가변하기 위한 제어신호를 발생시키는 차동증폭기(61)와 상기 구동펄스의 턴 오프(turn off) 시간을 결정하는 펄스발생 IC(62)로 구성된다.
따라서 상기 인버터회로(41)의 스위칭부(40)를 구동하기 위한 구동펄스는 높은 입력 전압 부분에서는 하이구간의 펄스폭이 줄어들고 낮은 입력전압 부분에서는 펄스폭이 늘어나도록 펄스폭이 가변되어 인버터 구동시 스위치 양단 전압 상승을 억제하게 된다.
이때, 상기 구동펄스의 턴 오프 시간은 회로에 고정된 저항 및 캐패시터에 의해 결정되므로 가열부하의 변동시에도 일정한 턴 오프시간을 유지한다.
도 2 는 종래 발명의 가열부하 변동에 따른 인버터 회로의 스위치 전압 및 구동펄스의 파형도이며, 이를 참조하여 종래 발명의 문제점을 설명하면 다음과 같다.
실선으로 도시된 파형(G1)은 조리용기가 안착된 상태, 즉 상기 조리용기 및 코일이 결합된 정상적인 가열부하를 가지는 때의 파형이고, 점선으로 도시된 파형(G2)은 조리용기가 탈거된 상태, 즉 가열부하가 제거된 무부하 상태의 파형이다.
도시된 바와 같이 두 파형이 차이가 나는 이유는 코일에 전원이 인가되어 점차 가열됨에 따라 조리용기와 코일의 특성이 변화하게 되기 때문에 스위칭부(40)에 인가되는 전압특성이 달라지게 된다.
즉, 조리용기의 탈거, 가열조리물의 상태변동, 조리용기의 재질 등에 따라 상기 유도가열 조리기기의 가열부하가 변화하고, 이는 상기 조리용기를 가열하는 코일이 가지는 공진 인덕턴스값을 변화시킨다.
특히, 조리용기가 탈거된 무부하 상태에서의 공진 인덕턴스값은 인버터 회로에서 설정된 공진 인턱턴스값보다 훨씬 커지게 되고, 이에 따라 스위칭 소자의 공진시간이 길어지게 된다.
이와 같이 상기 인덕턴스값의 변화에 따라 공진시간이 가변됨에도 불구하고, 종래 인버터 회로에서의 구동펄스 턴 오프시간은 제조시 설정된 바에 따라 고정된 값을 가지므로 공진인덕턴스값이 증가하게 되는 경우 스위치 턴온시 스위치 소자에 높은 전압이 걸린다는 문제점이 있었다.
조리용기가 탈거된 상태, 무부하 상태를 예를 들면, 증가된 공진 인턱턴스값에 의해 공진시간이 길어지는 경우 상기 스위칭 소자는 충분한 턴 오프시간을 확보하지 못한채 높은 스위치 전압에서 턴 온됨에 따라 스위치 소자에 큰 단락 전류가 흐르게 되고, 이로 인해 소자 파손이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 조리물이 담기는 조리용기의 결합상태 및 가열조리물의 상태변동에 따라 변동하는 가열부하의 상태변동에 따라 대응되어 구동펄스의 턴 오프 시간이 가변되도록 하여 스위칭 동작의 신뢰성을 확보하는 것은 물론, 고가의 펄스생성 IC를 대체하여 저가의 차동증폭기(OP AMP)를 이용하여 펄스폭을 가변제어할 수 있어 생산비를 절감할 수 있는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치의 특징에 따르면, 상기 인버터 회로에 공급되는 입력전압을 검출하는 입력전압 검출부와, 상기 입력전압 검출부에서 검출된 입력전압 레벨에 따라 상기 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스의 펄스폭이 가변되도록 하는 제어신호를 발생시키는 펄스폭가변 제어신호발생부와, 상기 펄스폭가변 제어신호발생부에서 출력된 제어신호에 따라 구동펄스의 턴 온시간을 가변시키는 동시에 상기 조리용기의 탈거 또는 가열조리물의 상태변동에 따라 변화하는 공진시간에 비례하여 구동펄스의 턴 오프시간을 가변시키는 트리거 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명의 인버터 회로 제어장치의 구성도이고, 도 4 는 본 발명의 인버터 회로 제어장치의 각 부 주요 파형도로서, 이를 참고로 하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
인버터 회로(410)는 사용자가 조작한 가열온도, 가열시간, 조리방식을 포함하는 제어명령에 따라 스위칭 동작되어 조리용기의 코일에 전원을 인가함으로서 유도가열 조리기기가 가열되도록 하는 회로이다.
이때 조리기기는 밥솥, 쿠커, 팬, 찜통 등의 종류에 한정되지 않으며, 자기코일(Induction Coil)에 의해 조리용기를 가열시킴으로써 음식물을 조리하는 기기를 통칭한다.
여기서, 상기 조리용기 및 이에 담긴 음식물은 가열부하가 되고, 상기 조리용기에 권선된 코일에 전원을 인가함으로서 상기 인버터 회로(410)는 가열 부하를 해소한다.
이러한 인버터 회로(410)는 기본적으로 교류전원이 공급되는 교류 전원부(100)와, 정류 다이오드를 통한 상기 교류전원이 정류되는 정류부(200)와, 상기 정류부(200)에서 정류된 전원의 노이즈를 필터링하는 필터부(300)를 포함하여 구성되며, 정류 및 필터링된 전원을 인가받은 스위칭부(400)는 스위칭 동작을 수행하여 코일에 고출력의 전원을 인가하여 조리용기가 가열되도록 한다.
이 때, 상기 인버터 회로(410)로 인가되는 입력전원의 변동 또는 노이즈가 생성되는 경우, 상기 스위칭부(400)를 구동하기 위한 구동펄스의 턴 온/오프(turn on/off)시간을 조절하여 상기 스위칭부(400)의 스위치 소자의 신뢰성을 확보해야 한다.
즉, 후술할 트리거 발생부(700)는 가열부하 변동에 따라 상기 구동 펄스의 로우(low) 구간의 폭을 가변하여 상기 구동펄스의 턴 오프(turn off)시간을 가변시킴으로써, 상기 스위칭 소자로 인가되는 전류량이 허용 범위내에서 한정되도록 한다.
따라서, 상기 유도가열 조리기기의 조기용기가 탈거된 무부하 상태인 경우에도 상기 스위치 소자는 턴 온(turn on)되는 시점에 양단에 걸리는 전압이 한정되므로 스위칭시 상기 스위칭 소자의 파손 위험이 줄어들게 되는 것이다.
즉, 조리용기가 탈거되거나 조리용기의 변형, 조리물의 상태변화, 주변 자기장의 영향에 의해 상기 코일이 가지는 공진 인덕턴스값이 증가하는 경우 본 발명의 트리거 발생부(700)가 구비된 인터버회로 제어장치(810)에 의해 구동펄스의 로우 펄스폭이 제어됨에 따라 턴 온되는 시점에서의 스위칭 소자 양단간 전압이 종래보다 낮아지게 되어 안정적인 스위칭 동작이 이루어진다.
여기서, 상기 인버터 회로(410)를 제어하는 상기 인버터회로 제어장치(810)는 입력전압 검출부(500), 펄스폭가변 제어신호발생부(600), 트리거 발생부(700) 및 게이트 구동부(800)를 포함하여 구성된다.
우선, 입력전압 검출부(500)는 상기 인버터 회로(410)에 공급되는 입력전압을 정류하는 정류부(510)와, 상기 정류부에서 정류된 입력전압을 클램핑하는 클램핑부(520)를 포함하여 구성된다.
상기 정류부(510)는 상기 인버터 회로(410)로 공급되는 입력전압의 플러스단자와 마이너스 단자로 각각 연결되는 정류 다이오드(D2, D3)로 구성되어, 상기 교류 전원부(100)에서 공급되는 220V, 60Hz의 교류전원을 정류하여 220V, 120Hz의 전압을 출력한다.
여기서 상기 정류부(510)는 상기 교류 전원부(100)에서 공급되는 교류전원의 플러스/마이너스 단자와 직접 연결됨에 따라 상기 교류전원의 전압레벨을 감지한다.
상기 교류 전원부(100)에서 공급되는 교류전원은 상기 정류부(510)를 거쳐 정류된 후, 상기 클램핑부(520)로 인가된다.
상기 클랭핑부(520)는 기준 하한치 이하인 입력전압을 클램핑(clamping)하기 위해 클램핑 다이오드(CD)를 포함하여 구성된다. 이때 직렬 연결되는 클램핑 다이오드의 개수에 따라 클램핑되는 기준 하한치가 결정된다.
이에 따라 상기 정류된 전원은 상기 클램핑 다이오드(CD)의 애노드 단자에 연결된 저항인 R1, R2 의 비율로 전압 분배가 되어 R2에는 만큼의 전압(Va)이 걸리게 되는데, Va의 파형은 도 4의 G4에 도시된 바와 같다.
R2에 걸린 Va는 클램핑 다이오드(CD)를 통과함에따라, 기준치 이하의 전압치가 클램핑된다. 일반적인 다이오드 1개의 문턱전압이 0.7V이라 가정할 때 0.7V 이하의 전압을 클램핑할 수 있다. 따라서, 생산자는 연결되는 클램핑 다이오드(CD)의 개수를 조정하여 (0.7(V) TIMES 다이오드 개수)V 이하의 전압이 클램핑되도록 한다.
이는 상기 인버터 회로(410)의 스위치 소자를 구동하기 위하여 공급되는 교류전원의 변동에 따라 하이구간의 펄스폭이 가변되는 구동펄스를 생성하기 전, 상기 펄스폭 가변제어를 수행하는 구간을 R3에 걸리는 전압(Vb)에서 양(+)의 구간으로 제한하기 위함이다. 이러한 Vb의 양의 구간에서만 전압레벨에 비례하여 구동펄스의 펄스폭을 가변 제어하게 되며, Vb의 전압파형은 도 4의 G5와 같다.
따라서 상기 교류전원이 출력되는 전구간(시간)에 대해 펄스폭을 가변 제어 하고자 하면 상기 클램핑 다이오드(CD)의 회로 연결을 생략할 수 있으나, 주로 상기 인버터 회로(410)의 스위치 소자는 입력 전원이 커질수록 파손 위험이 높아지므로, 상기 클램핑 다이오드를 하나 이상 직렬 연결함으로써 펄스폭 가변제어 구간을 한정할 수 있다.
클램핑된 전압은 펄스폭가변 제어신호발생부(600)로 입력되는데, 이는 차동증폭기(601)를 이용하여 구현할 수 있다.
상기 차동증폭기(601)는 플러스(+)입력단에 펄스폭 가변의 기준값이 되는 Vref가 입력되고, 마이너스(-)입력단에는 상기 클램핑 다이오드(CD)를 통과한 전압신호(Vb)가 입력된다.
상기 Vref와 Vb간 전압신호의 차동분이 증폭되어 후술하는 트리거 발생부(700)로 입력되며, 증폭된 가변펄스폭 제어신호 레벨에 따라 구동펄스의 하이(high) 구간의 펄스폭이 가변되도록 한다.
즉, 상기 펄스폭가변 제어신호발생부(600)는 상기 클램핑된 전압신호(Vb)가 양(+)인 구간에서 구동펄스의 하이구간의 펄스폭을 줄이고, 그 외 구간에서 하이구간의 펄스폭이 증가하도록 상기 구동펄스의 펄스폭을 가변 제어한다.
이러한 펄스폭가변 제어신호발생부(600)에서 출력되는 제어신호(Vc)를 도 4의 G6에 도시하였으며, 낮은 입력전압에서의 펄스폭과 클램핑된 전압(Vb)의 양의 구간에서 가변 제어된 펄스폭의 비교를 위하여 G6 파형의 상세파형이 각각 G7 및 G8이다.
낮은 입력전압이 인가되는 경우 스위칭 동작에 무리를 주거나, 소자 파손의 위험이 없으므로 펄스폭을 제어할 필요가 없으며, 이때의 펄스 주기는 (T_L)이다.
그러나 높은 입력전압이 스위칭부(40)에 인가되는 경우 스위칭부(400)의 정상 동작을 위하여 클램핑된 전압신호(Vb)의 양의 구간에서 펄스폭을 가변제어하며, 최대 입력전압을 가지는 포인트의 G8 파형을 살펴보면, 펄스폭을 적게 하여 스위칭부(400)로 인가되는 전압을 줄인다. 이때 펄스주기는 (T_H)이며, 이는 펄스폭 제어 전의 펄스 주기(T_L)와 비교된다.
결국, 인버터 회로(410)로 입력되는 교류전원의 레벨에 따라 스위칭부(400)의 구동펄스의 펄스폭이 가변 제어됨에 따라 구동펄스의 턴 온(turn on) 시간이 가변제어가 가능해진다.
즉, 상기 구동펄스는 교류전압값이 기준전압보다 높으면 하이구간의 펄스폭이 짧아지고, 기준전압보다 낮으면 펄스폭이 길어지도록 제어됨에 따라 스위칭부(400)로 인가되는 전원이 스위치 소자의 내압을 초과하지 않도록 한다.
트리거 발생부(700)는 입력되는 펄스의 상승 또는 하강 등을 이용하여 다른 회로에 그 변화를 알림에 따라 회로의 작동이나 상태 변동을 일으키게 하는 회로로서, 상기 스위칭부(400)로 인가되는 구동펄스를 생성하여 게이트 구동부(800)로 전달한다.
상기 게이트 구동부(800)는 상기 트리거 발생부(700)에서 생성된 구동펄스를 입력받아 상기 인버터 회로(410)의 스위칭부(400)가 구동되도록 상기 구동펄스를 상기 스위칭부(400)로 전달한다.
따라서 상기 스위칭부(400) 상기 구동펄스가 하이(high)일 때 스위칭부의 스위칭 소자가 온(on)되고, 상기 구동펄스가 로우(low)일 때 상기 스위치 소자가 오프(off)된다. 여기서 상기 스위치 소자 양단에 걸리는 전압을 스위치 전압(Vsw)이라 한다.
트리거 발생부(700)는 스위칭부(400)로 인가되는 직류전압(Vdc)과 스위치 전압(Vsw)을 검출하여 기 설정된 저항비에 의해 트리거링되는 전압레벨이 결정되어 가열부하의 변동에 따라 설정된 전압레벨이 될 때까지는 턴 오프 시간을 유지하도록 한다.
즉, 코일 양단에 걸리는 전압차(Vdc-Vsw)는 조리용기의 탈거, 조리용기의 변형, 조리물의 상태변화 또는 주변 자기장의 영향에 의해 가변되는 값으로서, 상기 트리거 발생부(700)는 이를 반영하여 구동펄스의 턴 오프시간을 조정한다.
이러한 트리거 발생부(700)는 제 1 차동증폭기(710)와 제 2 차동증폭기(720)를 통해 간략하게 구현될 수 있으므로 종래와 같이 고가의 IC를 대체할 수 있다. 먼저 제 1 차동증폭기(710)는 상기 조리용기 및 가열조리물의 상태에 따른 가열부하의 변동을 검출하기 위하여 상기 조리용기를 가열시키는 코일의 양단의 전압차를 출력한다.
상기 제 1 차동증폭기(710)의 플러스(+) 입력단으로 입력되는 DC LINK 전압(Vdc)는 상기 필터부(300)와 제 1 차동증폭기(710)간 연결된 저항의 저항비에 의해 결정된다.
상기 제 1 차동증폭기(710)의 마이너스(-) 입력단으로는 상기 스위칭부(400)의 스위칭 동작의 의해 생성되는 스위칭 전압(Vsw)이 입력되는데, 상기 스위칭 전압은 상기 스위칭부와 상기 제 1 차동증폭기간 연결된 저항의 저항비에 의해 결정된다.
여기서 상기 DC LINK전압(Vdc)과 상기 스위치 전압(Vsw)간의 전압차가 증폭되어 상기 제 2 차동증폭기의 플러스(+) 입력단으로 연결된다.
제 2 차동증폭기(720)는 상기 제 1 차동증폭기(710)에서 출력되는 전압차와 기설정된 기준전압과의 비교결과에 따라 상기 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스를 생성한다.
이때 상기 구동펄스의 턴 오프 시간은 상기 제 1 차동증폭기(710)에서 출력되는 전압차와 기설정된 기준전압과의 비교 결과에 의해 결정되고, 턴 온시간은 상기 펄스폭가변 제어신호발생부(600)에서 출력되는 제어신호에 따라 결정된다.
여기서, 상기 제 2 차동증폭기(720)는 플러스 (+)입력단에 캐소드가 연결되고, 상기 기준전압이 입력되는 마이너스(-) 입력단에 애노드가 연결되어, 상기 제 1 차동증폭기의 출력인 상기 DC LINK 전압 상기 스위치 전압간의 전압차(Vdc-Vsw)와 기 설정된 기준전압의 차이에 따라 차폐되는 다이오드(D1)를 포함하여 구성된다.
이때, 저항 R4 및 R5가 Vcc단과 직렬 연결되고, R5에 걸리는 전압(Vcc)이 기준전압이 되어 다이오드의 애노드와 연결된다. 상기 제 1 차동증폭기(710)의 차동분(Vdc-Vsw)이 양인 경우에 상기 펄스폭가변 제어신호(Vcc)에 의한 구동펄스가 턴 온(turn-on)되므로, 가열부하의 변동에 따라 펄스신호의 턴 오프시간이 가변되는 것이다.
따라서 도 5 에 도시된 바와 같이 정상적인 가열부하가 있는 경우의 스위치 전압파형(G1')과 무부하상태의 스위치전압파형(G2')이 상이한 경우, 종래의 무부하 상태가 고려되지 않고 일정한 펄스폭으로만 구동펄스의 턴 오프 시간이 결정되어 무부하 상태에서 턴 오프시간이 충분히 보장되지 않았던 문제점을 해결할 수 있다.
즉, Vsw가 Vdc이하인 때에 펄스신호가 턴 온되므로, 무부하 상태에서 턴 오프시간(T_OFF_2)이 정상상태의 턴 오프시간(T_OFF_1)에 비해 여유있게 확보될 수 있으므로 높은 스위치 전압이 걸려있는 상태에서 큰 단락 전류가 인가되는 현상을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의한 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치에 관하여 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용이 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치는 스위칭 소자로 인가되는 입력 전압뿐만 아니라, 조리물이 담기는 조리용기의 결합상태 및 음식물의 조리상태에 따라 변동하는 가열부하의 상태변동에 따라 구동펄스의 하이/로우 폭을 제어함으로써 스위치 소자가 온 되는 시점의 스위치 전압을 안정시켜 상기 스위치 소자의 파손위험을 감소시킴으로써 인버터 회로의 내구성 및 신뢰성을 확보한다.
나아가, 종래 구동펄스의 턴 오프 시간을 제어하는 펄스발생 IC를 저가의 차동증폭기(OP AMP)로 대체함으로써 가열부하에 대응하여 구동펄스의 턴 오프 시간을 제어하는 동시에 생산비를 절감할 수 있다는 장점이 있다.
도 1 은 종래 발명의 인터버 회로 구동장치의 구성도,
도 2 은 종래 발명의 가열부하의 변동에 따른 인버터 회로의 스위치 전압 및 구동펄스 파형도,
도 3 는 본 발명의 인버터 회로 구동장치의 구성도,
도 4 는 본 발명의 인버터 회로 제어장치의 각 부 주요 파형도,
도 5 은 본 발명에 의한 가열부하의 변동에 따른 인버터 회로의 스위치 전압 및 구동펄스 파형도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 교류 전원부 200: 정류부
300: 필터부 400: 스위칭부
410: 인버터 회로부 500: 입력전압 검출부
600: 펄스폭가변 제어신호발생부 700: 트리거 발생부

Claims (15)

  1. 조리용기에 담긴 조리물을 가열 조리하기 위하여 고출력의 전압을 생성 및 출력하는 인버터 회로를 포함하는 유도가열 조리기기에 있어서,
    상기 인버터 회로에 공급되는 입력전압을 검출하는 입력전압 검출부와, 상기 입력전압 검출부에서 검출된 입력전압 레벨에 따라 상기 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스의 펄스폭이 가변되도록 하는 제어신호를 발생시키는 펄스폭가변 제어신호발생부와, 상기 펄스폭가변 제어신호발생부에서 출력된 제어신호에 따라 구동펄스의 턴 온시간을 가변시키는 동시에 상기 조리용기의 탈거 또는 가열조리물의 상태변동에 따라 변화하는 공진시간에 비례하여 구동펄스의 턴 오프시간을 가변시키는 트리거 발생부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력전압 검출부는 상기 인버터 회로에 공급되는 입력전압을 정류하는 정류부와, 상기 정류부에서 정류된 입력전압을 클램핑하는 클램핑부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정류부는 상기 인버터 회로로 공급되는 입력전압의 (+)단자와 (-)단자로 각각 정류 다이오드를 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 전기 밥솥의 인버터 회로 제어장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 클랭핑부는 기준 하한치 이하인 입력전압을 클램핑(clamping)하는 클램핑 다이오드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클램핑부는 직렬 연결되는 클램핑 다이오드의 개수에 따라 클램핑되는 기준 하한치가 결정되는 것을 특징으로 하는 유도가열 전기 밥솥의 인버터 회로 제어장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 펄스폭가변 제어신호발생부는 기설정된 기준전압값과 상기 입력전압 검출부에서 출력되는 클램핑된 전압신호의 차동분을 증폭시킴에 따라 펄스폭가변 제어신호를 출력하는 차동증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 펄스폭가변 제어신호발생부는 상기 클램핑된 전압신호가 양(+)인 구간에서 상기 구동펄스의 펄스폭을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 펄스폭가변 제어신호발생부는 상기 클램핑된 전압이 기준전압보다 높으면 펄스폭을 줄이고, 기준전압보다 낮으면 펄스폭을 늘어나도록 펄스폭을 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 트리거 발생부는 상기 조리용기 및 가열조리물의 상태변동을 검출하기 위하여 상기 조리용기를 가열시키는 코일의 양단 전압차를 출력하는 제 1 차동증폭기와;
    상기 제 1 차동증폭기에서 출력되는 전압차와 기설정된 기준전압과의 비교결과에 따라 상기 인버터 회로의 스위칭 동작을 구동시키는 구동펄스를 생성하는 제 2 차동증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 차동증폭기는 상기 펄스폭가변 제어신호발생부에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 구동펄스의 펄스폭을 가변시키는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 차동증폭기는 상기 인버터 회로에서 정류 및 필터링된 직류전압(Vdc)과 스위칭 동작에 의해 생성되는 스위치 전압(Vsw)과의 전압차를 출력하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 인버터 회로에서 정류 및 필터링된 직류전압(Vdc)는 상기 제 1 차동증폭기의 플러스(+) 단자로 연결되고, 상기 인버터 회로에서 스위칭 동작에 의해 생성되는 스위치 전압(Vsw)은 상기 제 1 차동증폭기의 마이너스(-) 단자로 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 차동증폭기는 상기 전압차가 입력되는 (+)입력단에 캐소드가 연결되고, 상기 기준전압이 입력되는 (-)입력단에 애노드가 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 차동증폭기는 입력단에 상기 제 1 차동증폭기의 출력전압과 상기 기 설정된 기준전압 차이에 의해 차폐되는 다이오드가 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 차동증폭기는 펄스폭가변 제어신호발생부에서 출력되는 제어신호가 (+)입력단과 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기기의 인버터 회로 제어장치.
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