KR920001701Y1 - 전자레인지에서의 출력제어장치 - Google Patents

전자레인지에서의 출력제어장치 Download PDF

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KR920001701Y1 KR2019890019005U KR890019005U KR920001701Y1 KR 920001701 Y1 KR920001701 Y1 KR 920001701Y1 KR 2019890019005 U KR2019890019005 U KR 2019890019005U KR 890019005 U KR890019005 U KR 890019005U KR 920001701 Y1 KR920001701 Y1 KR 920001701Y1
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Abstract

내용 없음.

Description

전자레인지에서의 출력제어장치
제 1 도는 본 고안 장치의 회로도.
제 2a-h 도는 제 1 도의 각부 동작 파형도.
제 3 도는 본 고안 장치의 동작설명을 위해 출력레벨에 따른 마이크로 프로세서의 출력신호 상태도.
제 4 도는 마이크로 프로세서의 출력신호의 비교기의 입력단자 전압을 나타낸 도표.
제 5a 도는 종래의 전자레인지 출력제어장치의 회로도, b는 제 5a 도의 마이크로 프로세서의 출력 신호대 비교기의 비반전 입력단자 전압을 나타낸 도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 노이즈 필터 2 : 브릿지 정류 및 평활부
3 : 입력전류 감지기 4, 7, 13 : 비교기
5 : 적분기 6 : 구동부
8 : 트리거 발생기 9 : 톱니파 발생기
10 : 마이크로 프로세서 11 : 전압발생회로
12 : 궤환증폭기 14 : 배전압 정류부
15 : 마그네트론 16 : 반파정류부
17 : 피크값 홀더회로 18 : 펄스폭 변조회로
20 : 전압공급회로부 21 : 인버터
22 : 기준전압발생부 23 : 노이즈 발생방지 및 스위칭 소자 보호회로부
24 : 제어회로부 25 : 제어신호 발생회로부
R1-R9: 저항 C1-C5: 콘덴서
D1-D7: 다이오드 L1: 코일
CT : 변류기 HVT : 승압트랜스
PC1, PC2: 광압기 Q3: 스위칭소자
Q1-Q2: 포토트랜지스터 LED1, LED2: 포토다이오드
본 고안은 전자레인지에서의 출력제어장치에 관한 것으로 특히, 스위칭 형태의 고주파 전원을 사용하는 인버터 전자레인지의 출력제어장치에 관한 것이다.
종래의 전자레인지에 있어서의 출력제어장치는 제 5a 도에 나타낸 바와 같이 각각 마이크로 프로세서(31)의 출력단자(P1-P3)에 베이스가 연결된 트랜지스터(Q1-Q3)의 콜렉터는 병렬의 저항 (R7)과 콘덴서(C1)를 통해 접지된 전압증폭기(32)의 비반전 입력단자(+)연결하여서 구성된 것으로, 그의 동작 관계는 다음과 같다.
먼저, 출력 조절단수는 제 5b 도에 나타낸 도포와 같이 8가지 경우가 있는데, 예를들어 저항(R4) (R6) (R7) 값이 8KΩ, 2KΩ, 1KΩ 이고 마이크로 프로세서(31)의 출력단자(P1-P3)에서 각각 '로우', '하이', '로우'신호가 출력될 경우에는 트랜지스터(Q1, Q3)는 온이 되고, 트랜지스터(Q2)는 오프되므로 전압증폭기(32)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압(VLHL)은가 되고 또한, 예로 마이크로 프로세서(31)의 출력단자(P1-P3)가 모두 '하이'신호로 출력될 때에는 트랜지스터(Q1-Q3)가 모드 오프되므로 출력단자(V0)에는 OV가 나타나게 된다.
그러나, 트랜지스터(Q1-Q3)가 오프되어 콘덴서(C1)에 충전된 전하가 저항(R7)을 통해 방전될때에는 그 전압이 자연지수적으로 감소되므로 출력(V0)이 서서히 감소하게 되어 주파수 변화에 의한 이상 소음이 발생되고, 출력제어단수가 많을 경우에는 다수개의 출력제어 포트가 필요하게 되는 문제점이 있었다. 본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 광결합기와 기준전압 발생회로와 노이즈 발생방지 및 스위칭소자 보호부동을 개재하여 출력전압 레벨을 9-10개의 단위로 하는 연속적인 출력 전압으로 변화시킴과 동시에 비교적 낮은 출력전압을 이용하여 타임 듀티에 의한 출력을 제어하므로 정확한 레벨조절이 가능하고, 특히 오프시 즉시 오프되므로 주파수 변화에 의한 소음을 방지할 수 있는 전자레인지의 출력제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도에 나타낸 바와같이 본 고안장치는 교류전원(AC)의 노이즈를 여과하는 필터(1)와, 여과된 전원을 정류하는 정류회로(2)와, 정류된 직류전원을 평활화시키는 평활화회로(L1), (C1, C2)를 포함하고, 교류전원(AC)을 안정된 직류전압으로 변환하는 전압공급회로부(20)와, 설정된 복수개의 고주파 가열신호를 출력하는 마그네트론(15)과, 상기 전압공급회로(20)로 부터의 직류전업을 스위칭시키는 스위칭소자(Q3)와, 승압트랜스(HVT) 및 배전압정류부(14)를 포함하고 상기 전압공급회로부(20)로 부터 출력된 직류 전압을 입력하여 마그네트론(15)에 고주파 구동 전력을 공급하는 인버터(21)와, 상기 마그네트론(15)을 통해 출력되는 설정된 복수개의 고주파 가열신호에 상응하는 소모전력을 변화시키기 위한 복수개의 소모 전력 변화신호를 포함하고 사용자의 선택에 따라 단일신호를 하나 이상의 레벨로 출력하는 마이크로프로레서(10)와, 상기 마이크로 프로세서(10)의 출력신호에 따라 설정된 전압을 발생하기 위한 전압발생회로(11)와, 이의 출력전압을 입력하여 피크값을 검출하고 이를 홀딩시키는 피크값 홀더회로(17)를 포함하고 상기 마이크로 프로세서(10)의 소모 전력 변화신호에 따라 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압발생부(22)와, 상기 기준전압 발생부(22)의 출력전압이 설정된 기준전압 이하일 경우 싱크(Sink) 동작을 행하여 장치의 전체 회로를 불능화시키는 노이즈 발생방지 및 스위칭소자 보호회로부(23)와, 입력교류전원(AC)늘 검출하기 위한 교류전원 검출회로(3)와, 상기 검출회로(3)의 출력값과 피크값 홀더회로(17)의 출력을 비교하는 비교시(4)와, 이 비교기(4)의 출력을 적분하는 적분기(5)를 포함하고 입력되는 교류입력과 피크값 홀더회로(17)의 출력이 항상 동일하게 되도록 2차 적분하여 출력하는 제어회로분(24)와, 상기 스위칭소자(Q3)의 제로 포인트에서 트리거 신호를 발생하는 트리거 발생기(8)와, 이의 트리거 신호를 발생하는 톱니파(9)와, 상기 제어회로부(24)와, 톱니파 발생기(9)의 출력신호에 따라 소정의 폭을 갖는 펄스를 발생시키는 펄스폭 변조회로(18)의 출력값에 따라 상기 스위칭소자(Q3)를 구동시키는 구동부(6)를 포함하고 상기 제어회로부(24)의 출력신호에 따라 타임 듀티비 방식의 스위칭소자 구동용 제어신호를 출력시키는 제어신호 발생회로부(25)를 구비하여서 된 것이다.
또한 상기한 마이크로 프로세서(10)에 포함된 복수개의 소모 전력 변화신호는 각각 2개의 레벨로 출력하고, 상기 복수개의 소모 전력 변화 신호중 고 소모 전력범위에 해당하는 기준변화 신호는 소모되는 전력이 일정하게 제어되도록 연속(Continuous)레벨로 설정하며, 중, 저 소모전력 범위에 해당하는 기준 변화신호는 상기 스위칭소자(Q3)를 타임 튜티비(Time Duty Ratio)방식으로 온/오프 시키는 것에 의해 소모 전력이 제어되도록 이산(Discrete)레벨로 설정하여 된 것이다.
또한, 상기한 노이즈 발생방지 및 스위칭소자 보호회로부(23)는 상기 인버터(21)내 스위칭소자(Q3)의 최소턴온 가능시간에 대응하는 설정된 전압을 발생하는 기준전압원(Vcc, VB, R5, R7)과, 상기 기준전압 발생회로부(22)의 출력전압(VA)과, 기준전압원(VB)을 비교하는 비교기(13)와, 상기 비교기(13)의 출력측에 접속된 다수개의 다이오드(D2, D3, D6)를 구비하여서 된 것이다.
또한 상기한 기준전압 발생횔부(22)의 피크값 홀더회로(17)는 광결합기(PC1)의 발생전압을 입력하는 궤환증폭기(12)와, 이 궤환증폭기(12)의 출력신호를 정류하는 정류부(16)로 구성된 것이다.
또한 상기한 기준전압 발생회로부(22)는 일정한 직류전압원(VCC, R1-R4)과, 상기 마이크로 프롯서(10)의 출력단자(P1, P2)에 접속되는 복수개의 광결합기(PC1, PC2)와, 상기 복수개의 광결합기(PC1, PC2)와 일 직류전압원(VCC)사이에 복수개의 포토다이오드(LED1, LED2)를 접속하여서 구성된 것이다.
이와같이 구성된 본 고안장치의 작용효과를 제 2a-h 도 내지 제 4 도의 도표를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 도에서와 같이 전원 초기 인가시에는 마이크로 프로세서(10)의 출력단자(P1, P2)에서 모두 '하이'신호가 출력되므로 전압발생회로(11)내 광결합기(PC1, PC2)의 발광다이오드(LED1, LED2)가 오프되어 그의 수광트랜지스터(Q1, Q2)도 오프된다.
따라서 기준전압 발생회로(22)내 피크값 홀더회로(17)의 궤환증폭기(12)와, 노이즈 발생방지 및 스위칭소자 보호회로부(23)의 비교기(13)의 공통 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전압(VA)은 OV가 되므로 비교기(13)의 출력단자는 '로우'상태가 됨과 동시에 VF점의 전위로 '로우'상태가 된다. 이때 제어신호 발생회로부(25)내지 비교기(7)의 반전입력단자(-)에 인가하는 V, G ; 점의 전위가 V, F ; 점의 전위보다 높게 되어 다이오드(D5)가 온이 되므로 비교기(7)의 출력단자도 '로우'상태가 되어 게이트 절연 바이폴라 스위칭소자(Q3)가 오프되므로 고전압 승압트랜스(HVT)의 1차 코일에는 전류가 흐르지 않게 된다.
이와같은 상태에서 사용자가 출력을 제어하여 최대 출력상태로 설정하게 되면 마이크로프로세서(10)의 출력단자(P1, P2)에서는 제 4 도와 같이 모두 '로우'신호가 출력되므로 포토다이오드(LED1, LED2)가 온됨과 동시에 포토트랜지스터(Q1, Q2)가 온되는데, 이때 저항(R3-R5)값을 각각 5.6KΩ, 3.0KΩ, 2KΩ이라 가정하면, VA점의 전압은가 되며, 그밖의 경우에도 제 4 도의 도표에 나타낸 바와같게 된다.
따라서, VA점의 전압이 VB점의 기준전압보다 높게 되므로 비교기(13)의 출력은 '하이'상태가 되고 분배저항(R8, R9)에 의한 분배전압이 비교기(17)의 비반전 입력단자(+)에 인가되므로, 이 전압이 처음 작동시(STAT)사용되어지며, 본 출원인이 실험한 결과에 의하면 부하가 고전압 승압트랜스(HVT)의 1차 코일(L11)이므로 변화없이 일정하기 때문에 15μ초 정도라는 신뢰성이 있게된다.
다만 처음 작동을 위한 VF점의 전압은 정상적인 출력제어시 발생되는 제어호로(24)내 적분기(5)의 출력전압보다 낮게 설정되어야 하며, 그 이유는 전원 레벨이 8가지 인 경우 제 4 도에서 보는 바와같이 VA점의 전압이 3.15V가 유지되어야 하기 때문이다.
즉, 교류전류 검출회로(3)의 출력이 3.15V가 되면 비교기(4)의 출력이 발생하여 적분기(5)에 의해 적분된 다음 다이오드(D2)를 거쳐 VF점의 전압이 되기 때문에 만일 처음 작동전압이 이때의 전압보다 높게 설정되면 실제로 제어하고자 하는 레벨보다 높은 출력이 발생되기 때문이다.
또한 기준전압 발생부(22)내 VA점의 피크값 홀더회로(17)의 궤환증폭기(12)의 비반전단자(+)에 인가되므로 그의 출력 단자에서는 '하이'신호가 출력되나 이 출력전압은 다시 반파정류부(16)를 통해 자체 반전입력단자(-)에 궤환되므로 피이크 값을 검출할 수 있게 된다.
즉, 오프시 포트트랜지스터(Q1, Q2)가 오프되므로 VA점의 전압은 제 2g 도와 같이 자연지수적으로 그 레벨이 감소되지만 VC점은 제 2h 도와 같이 일정한 레벨을 유지하다가 VA점의 전압이 2V이하가 되면 VR점이 '로우'상태가 되어 VF점 역시 '로우'가 되므로 즉시 오프되는 것이다.
다시 말해서 VA점은 전압이 자연지수적으로 감소되도라도 VA점의 전압이 2V 이상일때에는 VC점 및 VR점의 전압을 일정하게 유지되고 2V이하가 될 경우에는 즉시 차단(CUT OFF)되므로 오프시 출력변화에 따른 주파수 변화음의 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 정상 작동시에는 VA점의 전위는 VC점 및 VK점과 같게 되고 교류전원 검출회로(3)의 레벨과 같게 되며, 출력레벨에 따른 마이크로 프로세서(10)의 출력(P1, P2)상태는 제 3 도에 나타낸 바와같이 된다.
즉, 출력레벨이 10인 경우에는 마이크로 프로세서(10)의 출력(P1, P2)이 모두 '로우'이므로 VA점은 약 6V가 되고, 또한 출력레벨이 9인 경우에는 각각 '하이', '로우' 상태이며, 8인 경우에는 '로우', '하이'가 되고 7인 경우에는 출력단자(P2)는 항상 '하이'상태이고, 출력단자(P1)는 24초를 주기로 21초 동안만 '로우'상태를 유지하며, 출력레벨이 3인 경우에는 출력(P2)은 항상 '하이'상태가 유지되고, 출력(P1)은 24초를 주기로 9초동안만 '로우'상태가 유지되며, '로우'상태일때 출력레벨 8의 출력으로 작동된다.
다시 말해서 출력조절은 출력레벨 8로 타임 듀티비에 의해 조절되는 것이다.
즉, 출력레벨이 3인 경우 9초동안 전자레인지에서 고주파 출력이 발생되고, 나머지 25초 동안은 작동을 하지 않게 된다.
또한 출력레벨 8의 정도로 낮은 출력을 가지고 온,오프 타임 튜티비에 의해 출력을 조절하게 되므로 전등의 깜박임을 줄일 수 있게 되고, 낮은 레벨까지도 정확하게 출력을 제어할 수 있게 되는 것이다.
한편, 제 2a 도는 트리거발생기(8)의 출력을 나타낸 것이고, 제 2b 도는 톱니파 발생부(9)의 출력을 나타낸 것이며, 제 2c 도 내지 d 는 VF점의 전압 (3V, 6V, 9V)에 따른 비교기(7)의 출력 전압을 나타낸 것이고, 제 2f 도는 포토트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스에 인가되는 신호를 나타낸 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 고안장치에 의하면 출력레벨이 높은 8-10까지는 연속적으로 출력을 발생시키게 되므로 전등의 깜박임등을 최소화할 수가 있고, 또한 비교적 낮은 출력을 이용하여 타임 듀티에 의한 출력을 제어하므로서 정확한 레벨 조정이 가능하며, 특히 오프시 일정한 출력이 발생되다가 즉시 오프되므로 주파수의 변화에 의한 소음을 감소시킬 수 있는 매우 실용적인 것이다.

Claims (6)

  1. 교류전원(AC)의 노이즈를 여과하는 필터(1)와, 여과된 전원을 정류하는 정류회로(2)와, 정류된 직류전원을 평화시키는 평활회로(L1) (C1, C2)를 포함하고 교류전원(AC)을 안정된 직류 전압으로 변환하는 전압공급회로부(20)와, 설정된 복수개의 고주파 가열신호를 출력하는 마그네트론(15)과, 상기 전압공급회로부(20)로 부터의 직류전압을 스위칭하는 스위칭소자(Q3)와, 승압트랜스(HVT) 및 배전압 정류부(14)를 포함하고 상기 전압공급회로부(20)로부터 출력된 직류전압을 입력하여 마그네트론(15)에 고주파 구동전력을 공급하는 인버터(21)와, 상기 마그네트론(15)을 통해 출력하는 설정된 복수개의 고주파 가열신호에 상응하는 소모전력을 변화시키기 위한 복수개의 소모전력 변화신호를 포함하고 사용자의 선택에 따라 단일신호를 하나 이상의 레벨로 출력하는 마이크로프로세서(10)와, 상기 마이크로프로세서(10)의 출력신호에 따라 설정된 전압을 발생하기 위한 전압발생회로(11)와, 이의 출력전압을 입력하여 피크값을 검출하고 이를 홀딩시키는 피크값 홀더회로(17)를 포함하고 상기 마이크로 프로세서(10)의 소모전력 변화신호에 따라 설정된 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부(22)와, 상기 기준전압발생부(22)의 출력전압이 설정된 기준전압 이하일 경우 싱크(Sink)동작을 행하여 장치의 전체 회로를 불능화시키는 노이즈발생방지 및 스위칭소자 보호회로부(23)와, 입력 교류전원(AC)을 검출하기 위한 교류전원 검출회로(3)와, 상기 검출회로(3)의 출력과 피크값 홀더회로(17)의 출력을 비교하는 비교기(4)와, 이 비교기(4)의 출력을 적분하는 적분기(5)를 포함하고 입력되는 교류입력과 피크값 홀더회로(17)의 출력이 항상 동일하게 되도록 2차 적분하여 출력하는 제어회로부(24)와, 상기 스위칭소자(Q3)의 제로 포인트에서 트리거 신호를 발생하는 트리거 발생기(8)와, 이의 트리거 신호를 톱니파로 변환하는 톱니파 발생기(9)와, 상기 제어회로부(24)와, 톱니파 발생기(9)의 출력신호에 따라 소정의 폭을 갖는 펄스를 발생시키는 펄스폭 변조회로(18)의 출력값에 따라 상기 스위칭소자(Q3)를 구동시키는 구동부(6)를 포함하고 사기 제어회로부(24)의 출력신호에 따라 타임 듀티비 방식의 스위칭소자 구동용 제어신호를 출력시키는 제어신호 발생회로부(25)를 구비하여서 된 전자레인지의 출력제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로프로세서(10)에 포함된 복수개의 소모전력 변화신호는 각각 2개의 레벨로 출력하고, 상기 복수개의 소모 전력 변화 신호중 고 소모전력 범위에 해당하는 기준 변화신호는 소모되는 전력이 일정하게 제어되도록 연속(Continuous)레벨로 설정하며, 중, 저 소모전력 범위에 해당하는 기준 변화신호는 상기 스위칭소자(Q3)를 타임 튜티비(Time Duty Ratio)방식으로 온/오프 시키는 것에 의해 소모전력이 제어되도록 이산(Discrete)레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 출력제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서 노이즈 발생방지 및 스위칭소자 보호회로부(23)는 상기 인버터(23)내에 스위칭소자(Q3)의 최소 턴온 가능시간에 대응하는 설정된 전압을 발생하는 기준전압원(V, CC ; V, B ; , R6, R7)과, 상기 기준전압 발생회로부(22)의 출력전압(VA)과 기준전압원(VB)을 비교하는 비교기(13)와, 상기 비교기(13)의 출력측에 접속된 다수개의 다이오드(D2, D3, D6)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 전자레인지의 출력제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인버터(21)내 스위칭소자(Q3)의 최소 턴온 가능시간은 약 8μSec내지 15μSec의 범위로 결정하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 출력제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 발생부(22)의 피크값 홀더회로(17)는 광결합기(PC1)의 발생전압을 입력하는 궤환증폭기(12)와, 이 궤환증폭기(12)의 출력신호를 정류부(16)로 구성됨을 특징으로 하는 전자레인지의 출력제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 발생회로부(22)는 일정 직류 전압원(VCC, R1-R4)과, 상기 마이크로 프로세서(10)의 출력단자(P1, P2)에 접속되는 복수개의 광결합기(PC1, PC2)와, 상기 복수개의 광결합기(PC1, PC2)와, 일정 직류전압원(VCC)사이에 복수개의 포토 다이오드(LED1, LED2)를 접속하여서 됨을 특징으로 하는 전자레인지의 출력제어장치.
KR2019890019005U 1989-12-15 1989-12-15 전자레인지에서의 출력제어장치 KR920001701Y1 (ko)

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