WO2019221577A1 - 와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치 - Google Patents

와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치 Download PDF

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WO2019221577A1
WO2019221577A1 PCT/KR2019/006012 KR2019006012W WO2019221577A1 WO 2019221577 A1 WO2019221577 A1 WO 2019221577A1 KR 2019006012 W KR2019006012 W KR 2019006012W WO 2019221577 A1 WO2019221577 A1 WO 2019221577A1
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WO
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induction heating
indicator
controller
heating device
working coil
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PCT/KR2019/006012
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English (en)
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Inventor
황보경수
김성준
옥승복
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1236—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them adapted to induce current in a coil to supply power to a device and electrical heating devices powered in this way
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating apparatus with improved wire harness structure.
  • the heating method of heating the heated object using electricity is largely divided into resistance heating and induction heating.
  • the electrical resistance method is a method of heating a heated object by transferring heat generated when a current flows through a non-metallic heating element such as a metal resistance wire or silicon carbide to the heated object (for example, a cooking vessel) through radiation or conduction.
  • the induction heating method uses a magnetic field generated around the coil when high frequency power of a predetermined size is applied to the coil to generate an eddy current in the heating element made of a metal component so that the heating element itself is heated. to be.
  • the induction heating apparatus to which the induction heating system is applied is generally provided with the walking coil in the corresponding area
  • an induction heating apparatus that is, a ZONE FREE type induction heating apparatus
  • a ZONE FREE type induction heating apparatus that simultaneously heats one object with a plurality of working coils
  • the heated object can be inductively heated regardless of the size and position of the heated object in a region where a plurality of working coils are present.
  • the zone-free induction heating device is provided with a sensor for sensing the temperature of the working coil for each working coil, and each sensor must be connected to the main control unit (that is, the input interface control unit) through a wire harness. 1 and 2, a look at the conventional induction heating apparatus.
  • 1 and 2 are schematic diagrams for explaining the wire harness structure of a conventional induction heating apparatus.
  • the conventional induction heating apparatus is provided with a plurality of sensors (S1 ⁇ Sn; n is a natural number of two or more) to sense the temperature of each of the plurality of working coils.
  • the information on the temperature of the working coil sensed by the plurality of sensors S1 to Sn may be input to the input interface substrate for controlling the induction heating apparatus (for example, lowering the output of the working coil when the temperature of the working coil is high). It is first transmitted to the main controller 310 ′ installed at 310.
  • the information about the temperature of the working coil transmitted to the main controller 310 ' is transmitted to the inverter controller 400' installed on the inverter substrate 400, so that the inverter controller 400 'is driven by the inverter unit (not shown). You can refer to the information on the temperature of the working coil when controlling.
  • connection and assembling of the wire harness itself becomes difficult, and a problem arises that it is difficult to secure a circuit arrangement area inside the induction heating apparatus. In addition, it is difficult to secure the circuit arrangement area, which increases the difficulty of circuit design, thereby lowering productivity.
  • the induction heating apparatus includes an indicator substrate having an indicator control unit disposed below the working coil and communicatively connected to a plurality of sensors, and a main control unit communicatively connected to the indicator control unit to improve the wire harness structure. Can be.
  • the induction heating apparatus includes an indicator control unit communicating with the main control unit in an I2C (Inter Integrated Circuit) method, and an inverter control unit communicating with the main control unit in a UART (Universal asynchronous receiver / transmitter) method. It can be improved.
  • I2C Inter Integrated Circuit
  • UART Universal asynchronous receiver / transmitter
  • Induction heating apparatus can improve the wire harness structure, the connection and assembly of the wire harness is facilitated, thereby, also secure the circuit arrangement area inside the induction heating apparatus.
  • the circuit design difficulty can be lowered by securing a circuit arrangement area, and thus productivity can be improved.
  • the improved structure of the wire harness can reduce the number of wire harnesses required, thereby reducing manufacturing costs.
  • the improved wire harness structure prevents wire damage due to entanglement between wire harnesses, which can also solve poor wire quality problems.
  • the induction heating apparatus can improve the communication efficiency between the control unit by improving the internal communication method. Furthermore, product reliability can be improved by improving communication efficiency between the controllers.
  • 1 and 2 are schematic diagrams for explaining the wire harness structure of a conventional induction heating apparatus.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial perspective view illustrating the induction heating device of FIG. 3.
  • FIG. 5 and 6 are partially enlarged views of the induction heating apparatus of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the induction heating apparatus of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a control flow of the induction heating apparatus of FIG. 3.
  • 10 and 11 are schematic views for explaining the wire harness structure of the induction heating apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a partial perspective view illustrating the induction heating device of FIG. 3.
  • 5 and 6 are partially enlarged views of the induction heating apparatus of FIG. 4.
  • 7 is a partial cross-sectional view of the induction heating apparatus of FIG. 4.
  • 8 is a partially enlarged view of FIG. 7.
  • FIG. 4 is a diagram omitting some components (eg, an input interface and a working coil assembly, etc.) of the induction heating apparatus 1 of FIG. 3 for convenience of description, and FIG.
  • some components for example, some light guides
  • FIG. 4 some components (for example, some light guides) of the induction heating apparatus 1 of FIG. 4 are omitted.
  • an induction heating apparatus 1 includes a case 125, a cover plate 119, a base plate 145, an indicator substrate support 170, and an indicator substrate. 175, a light emitting device 177, a light guide 210, a blowing fan 230, an input interface 300, an input interface substrate 310, and a working coil assembly (WCA).
  • WCA working coil assembly
  • the case 125 includes a working coil assembly (WCA), a base plate 145, an indicator substrate support 170, an indicator substrate 175, a light emitting element 177, a light guide 210, a blowing fan 230, and an input.
  • WCA working coil assembly
  • a base plate 145 an indicator substrate support 170
  • an indicator substrate 175 an indicator substrate 175, a light emitting element 177, a light guide 210, a blowing fan 230, and an input.
  • Various components constituting the induction heating device 1 such as the interface substrate 310 may be installed.
  • the case 125 includes various devices related to the driving of the working coil WC (for example, a power supply unit providing AC power, a rectifying unit rectifying AC power of the power supply unit into DC power, and a DC power rectified by the rectifying unit).
  • Inverter controller 400 in FIG. 9 for controlling an inverter unit (IV in FIG. 9), an inverter unit (IV in FIG. 9), and components associated with driving thereof, which are converted into resonance currents through a switching operation and provided to the working coil WC.
  • a relay or a semiconductor switch for turning on or off the working coil WC may be installed, but a detailed description thereof will be omitted.
  • case 125 may be thermally insulated to prevent leakage of heat generated by the working coil WC to the outside.
  • the cover plate 119 may be coupled to an upper end of the case 125 to shield the inside of the case 125, and a heating body (not shown) may be disposed on the upper surface.
  • the cover plate 119 may include an upper plate 115 (that is, an upper surface of the cover plate 119) for placing a heated object such as a cooking vessel, and the heat generated from the working coil WC may be The upper plate 115 may be transferred to the heated object.
  • the upper plate 115 may be formed of, for example, a glass material, the upper plate 115 is provided with an input interface 300 that receives an input from the user and transfers the corresponding input to the main controller 310 ′. It may be, but is not limited thereto. That is, the input interface 300 may be provided at a position other than the upper plate 15.
  • the input interface 300 is a module for inputting a heating intensity or driving time of the induction heating apparatus 1 desired by the user, and may be variously implemented as a physical button or a touch panel.
  • the input interface 300 may include, for example, a power button, a lock button, a power level control button (+,-), a timer control button (+,-), a charging mode button, and the like.
  • the input interface 300 may be controlled by the main controller 310 ′ of FIG. 9 installed in the input interface substrate 310, and may transmit an input provided from a user to the main controller 310 ′ of FIG. 9. .
  • the main controller 310 ′ of FIG. 9 may transmit the input to at least one of the above-described inverter controller 400 ′ of FIG. 9 and the indicator controller 175 ′ of FIG. 9.
  • the main controller 310 ′ of FIG. 9 may be communicatively connected to the inverter controller 400 ′ of FIG. 9 and the indicator controller 175 ′ of FIG. 9 to be described later.
  • the working coil assembly WCA may include the working coil WC, the ferrite core 126, and the mica sheet 120 (that is, the first mica sheet) and may be installed in the base plate 145.
  • the induction heating apparatus 1 when the induction heating apparatus 1 is a zone-free induction heating apparatus, there may be a plurality of working coil assemblies WCA as shown in FIGS. 3 and 4, and a plurality of working coil assemblies (eg, For example, the WCAs may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the working coil WC may be formed of a conductive wire wound in a plurality of rings and may generate an alternating magnetic field.
  • the mica sheet 120 and the ferrite core 126 may be sequentially disposed below the working coil WC.
  • the ferrite core 126 may be disposed below the working coil WC, and a core hole (not shown) may be formed at a central portion thereof so as to overlap the annular inner side of the working coil WC in a vertical direction.
  • the base plate 145 may be disposed below the ferrite core 126, and the mica sheet 120 may be disposed between the ferrite core 126 and the working coil WC.
  • the ferrite core 126 may be fixed to the mica sheet 120 through a sealant, and may serve to diffuse an alternating magnetic field generated by the working coil WC.
  • a packing gasket 149 may be fastened to the core hole so that the ferrite core 126 may be fixed to the base plate 145, and the packing gasket 149 may be disposed on the top of the packing gasket 149.
  • the sensor S may be installed. That is, the sensor S may be installed in the annular inner side of the working coil WC.
  • the sensor S may detect the temperature of the working coil WC.
  • the sensor S may detect the temperature of the upper plate 115 or the operation of the working coil WC, but in one embodiment of the present invention, the sensor S detects the temperature of the working coil WC. This will be described as an example.
  • the sensor S may sense the temperature of the working coil WC and transmit the detected temperature information to the indicator controller 175 'of FIG. 9 to be described later.
  • the mica sheet 120 (that is, the first mica sheet) is disposed between the working coil WC and the ferrite core 126, and has a seat hole (not shown) so as to overlap the annular inner side of the working coil WC in a vertical direction at the center thereof. ) May be formed.
  • the mica sheet 120 may be fixed to the working coil WC and the ferrite core 126 through a sealant, and the heat generated by the working coil WC may be directly transferred to the ferrite core 126. You can prevent it.
  • the second sheet hole is fixed to the induction heating apparatus 1 through a sealant at an upper end of the working coil WC, and overlaps in a vertical direction with an annular inner side of the working coil WC at the center thereof.
  • a second mica sheet (not shown) in which (not shown) is formed may be further included.
  • the working coil assembly WCA is installed on the base plate 145.
  • the ferrite core 126, the mica sheet 120, and the working coil WC are sequentially stacked on the base plate 145, and the base plate 145 is upwardly disposed from the indicator substrate 175. It may be arranged to be spaced apart in one direction of the vertical direction). That is, the indicator substrate 175 may be disposed below the base plate 145 to be spaced apart from the base plate 145.
  • an air flow path is formed between the base plate 145 and the indicator substrate 175, and thus cool air circulation is possible through the air flow path, thereby reducing the temperature of the working coil WC and the light emitting device 177.
  • a blower fan 230 may be installed at a lower side of one side of the case 125, and the cool air sucked from the outside by the blower fan 230 may be the air path described above. It can be blown.
  • connection hole 172 may be formed in the space between the ferrite cores of the base plate 145 to secure the space of the connection portion 171.
  • the connection part 171 may be installed to protrude from the indicator substrate 175 for arranging the wires and electrical connection of the working coil WC. That is, the conductive wires of the working coils disposed around the connection part 171 may be connected.
  • the base plate 145 may be formed in one piece, for example, and made of aluminum (Al), but is not limited thereto.
  • the light guide 210 may be installed on the base plate 145.
  • the light guide 210 may be installed at the base plate 145 to be provided around the working coil WC. That is, four light guides (eg, 210) per one working coil WC may be installed around the corresponding working coil WC.
  • a light guide installation hole 147 for installing the light guide 210 may be formed in the space between the ferrite cores in the base plate 145. That is, the light guide installation hole 147 may be formed in the base plate 145 along the position where the light guide 210 is installed. Accordingly, the light guide mounting hole 147 may also be formed around the working coil WC, and four light guide mounting holes (for example, 147) per one working coil WC correspond to the corresponding working coil WC. It may be formed around the.
  • the light guide installation hole 147 may be formed so as not to overlap with the connection hole 172, and the number of the light guide installation holes 147 may be the same as the number of the light guides 210.
  • light emitted from the light emitting element 177 installed in the indicator substrate 175 may be transmitted to the light guide 210 through the light guide installation hole 147.
  • the indicator substrate 175 is disposed below the base plate 145 to be spaced apart from the base plate 145, and a plurality of light emitting devices (eg, 177) may be installed.
  • the indicator substrate 175 may be installed on the indicator substrate support 170 so as to be spaced apart from the base plate 145 downwardly (ie, in another direction of the vertical direction).
  • the indicator substrate 175 may be provided with a plurality of light emitting devices (for example, 177), and the plurality of light emitting devices (for example, 177) may be, for example, light emitting diodes (LEDs).
  • the indicator substrate 175 may be implemented, for example, in the form of a PCB (ie, a printed circuit board), and whether the driving coil WC is driven through a plurality of light emitting devices (eg, 177).
  • the heating intensity ie, thermal power
  • the indicator substrate 175 may further include various components for driving a plurality of light emitting devices (for example, 177).
  • the indicator substrate 175 may be provided with an indicator control unit (175 'of FIG. 9) connected to communicate with the sensor (S), which will be described later.
  • the indicator substrate 175 may be installed on the indicator substrate support 170.
  • the indicator substrate support 170 may be disposed below the indicator substrate 175 to support the indicator substrate 175.
  • the light guide 210 may be installed on the base plate 145 to be provided around the working coil WC, and display whether the driving coil WC is driven and the output intensity through the light emitting surface 214.
  • each of the light guides 210 may be a base plate.
  • Each of the light guide installation holes 147 formed in the 145 may be installed.
  • the light guide 210 may be disposed above the light emitting device 177 to display light emitted from the light emitting device 177 through the light emitting surface 214.
  • the induction heating apparatus 1 may also have a wireless power transmission function based on the above-described configuration and features.
  • the wireless power transmission technology is classified into electromagnetic induction using coils, resonance using resonance, and radio wave radiation, which converts electrical energy into microwaves.
  • the electromagnetic induction method utilizes electromagnetic induction between a primary coil (for example, working coil (WC)) provided in a device for transmitting wireless power and a secondary coil provided in a device for receiving wireless power. Is a technology to transmit.
  • a primary coil for example, working coil (WC)
  • WC working coil
  • the induction heating method of the induction heating apparatus 1 is substantially the same as the wireless power transmission technique by electromagnetic induction in that the heating element is heated by electromagnetic induction.
  • the induction heating mode or the wireless power transfer mode may be controlled by the main controller 310 ′ in FIG. 9, and thus, an induction heating function or a wireless power transfer function may be selectively used as necessary.
  • the induction heating apparatus 1 has the above-described configuration and features.
  • control unit main control unit, inverter control unit, indicator control unit
  • sensor S the above-described control unit (main control unit, inverter control unit, indicator control unit) and the sensor S will be described. It will be described in more detail.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a control flow of the induction heating apparatus of FIG. 3.
  • 10 and 11 are schematic views for explaining the wire harness structure of the induction heating apparatus of FIG.
  • each of the working coil WC, the sensor S, and the light emitting elements 177 illustrated in FIG. 9 may be configured in plural.
  • an induction heating apparatus 1 may include a main controller 310 ′, an inverter controller 400 ′, and an indicator controller 175 ′.
  • the main controller 310 ′ may receive an input provided by the user from the input interface 300, and may be communicatively connected to the indicator controller 175 ′ and the inverter controller 400 ′.
  • the main controller 310 ′ is connected to the indicator controller 175 ′ through a wire harness, and the main controller 310 ′ receives information about the temperature of the working coil WC detected by the sensor S from the indicator controller 175 ′. Can be provided.
  • the main controller 310 ′ is connected to the inverter controller 400 ′ via a wire harness.
  • the main controller 310 ′ transmits information on the temperature of the working coil WC received from the indicator controller 175 ′ to the inverter controller 400 ′. Can provide.
  • the main controller 310 ′ may transmit an input (ie, a user input) provided from the input interface 300 to at least one of the indicator controller 175 ′ and the inverter controller 400 ′.
  • the main controller 310 ′ may control driving of the input interface 300 (for example, a screen UI displayed on the input interface 300).
  • the main controller 310 ′ may be installed in the case (125 of FIG. 3) to be spaced apart from the indicator substrate 175 (eg, spaced below the indicator substrate 175). That is, the main controller 310 ′ may be installed on the input interface substrate 310 provided in the case 125 of FIG. 3.
  • the input interface substrate 310 may be implemented, for example, in the form of a PCB (ie, a printed circuit board). Although not shown in the drawing, various components related to driving control of the input interface 300 other than the main controller 310 ′ may be further installed on the input interface substrate 310.
  • the inverter controller 400 ′ may control the driving of the inverter unit IV and may be communicatively connected to the main controller 310 ′.
  • the inverter controller 400 ′ may be connected to the main controller 310 ′ through a wire harness, and thus may receive information about the temperature of the working coil WC from the main controller 310 ′. In addition, the inverter controller 400 ′ may control the driving of the inverter unit IV based on the information about the temperature of the working coil WC provided from the main controller 310 ′.
  • the inverter controller 400 ′ may lower the output of the inverter unit IV.
  • the inverter unit IV may apply the resonant current to only one working coil according to the connection state with the working coil (one-to-one connection or one-to-many connection), and the resonant current with the plurality of working coils. You can also apply
  • the inverter controller 400 ′ may communicate with the main controller 310 ′ in a universal asynchronous receiver / transmitter (UART) manner, but is not limited thereto.
  • UART universal asynchronous receiver / transmitter
  • the inverter controller 400 ′ may receive an input (that is, a user input) from the main controller 310 ′ and control the driving of the inverter unit IV based on the received input.
  • the main controller 310 ′ receives the corresponding input from the input interface 300 and the inverter controller 400. '), And the inverter controller 400' may start the driving coil WC by initiating driving of the inverter unit IV based on an input provided from the main controller 310 '.
  • the inverter controller 400 ′ may be installed on the inverter substrate 400 provided in the case 125 of FIG. 3.
  • the inverter substrate 400 may be implemented, for example, in the form of a PCB (ie, a printed circuit board).
  • various components related to driving control of the inverter unit IV other than the inverter controller 400 ′ may be further installed on the inverter substrate 400.
  • an inverter unit IV may also be installed on the inverter substrate 400.
  • the indicator controller 175 ' may be communicatively connected to the sensor S and the main controller 310'.
  • the indicator controller 175 ′ is connected to the sensor S through a wire harness, and thus may receive information about the temperature of the working coil WC from the sensor S.
  • the indicator controller 175 ' is connected to the main controller 310' through a wire harness, and thus, the indicator controller 175 'may transmit information about the temperature of the working coil WC provided from the sensor S to the main controller 310'. have.
  • a plurality of sensors S may be provided (that is, a plurality of sensors according to the number of working coils), and the indicator controller 175 ′ may be connected to a plurality of sensors through separate wire harnesses. Details thereof will be described later.
  • the indicator controller 175 ′ may communicate with the main controller 310 ′ using an inter integrated circuit (I2C) method, but is not limited thereto.
  • I2C inter integrated circuit
  • the indicator controller 175 ′ may be installed on the indicator substrate 175.
  • the indicator substrate 175 may be disposed below the working coil WC (ie, below the base plate 145 of FIG. 3), and the light emitting element 177 (that is, the plurality of light emitting elements) may be an indicator. It may be installed on the substrate 175.
  • the indicator controller 175 ′ may receive an input (ie, a user input) from the main controller 310 ′, and controls the driving of the light emitting device 177 based on the input provided from the main controller 310 ′. can do.
  • the main controller 310 ′ receives the input from the input interface 300 and the indicator controller 175. '), And the indicator controller 175' may start driving the working coil WC by initiating driving of the light emitting device 177 based on an input provided from the main controller 310 '.
  • the inverter controller 400 ′ may transmit information related to driving of the inverter unit IV to the main controller 310 ′, and the main controller 310 ′ is an inverter unit provided from the inverter controller 400 ′. Information related to driving (IV) may be transmitted to the indicator controller 175 '.
  • the indicator controller 175 ′ may control the driving of the light emitting device 177 based on information related to the driving of the inverter unit IV received from the main controller 310 ′.
  • the light emitting element 177 may be driven in accordance with driving of the inverter unit IV (that is, driving of the working coil WC).
  • each of the controllers (that is, the indicator controller 175 ', the main controller 310', and the inverter controller 400 ') communicate or operate through the above-described method.
  • FIGS. 10 and 11 will be described. Reference will be made to the connection structure between the indicator controller 175 'and the sensor S. FIG.
  • the plurality of sensors S1 to Sn may include an indicator controller 175 ′ installed on the indicator substrate 175 and a wire harness WH1 ′. ⁇ WHn ').
  • the indicator controller 175 ′ may collect information (ie, data) regarding the temperatures of the working coils respectively sensed by the plurality of sensors S1 to Sn.
  • the indicator controller 175 ′ may be connected to the main controller 310 ′ through a separate wire harness WH ′′.
  • the plurality of sensors S1 to Sn are connected to the indicator control unit 175 'positioned at a closer distance than the main control unit 310' and the wire harness WH1 'to WHn', so that the plurality of sensors S1 to Sn are also connected to the main control unit 310 '. It may be indirectly connected.
  • wire harness WH ′′ used for the connection between the indicator control unit 175 'and the main control unit 310' may be a single wire harness.
  • a problem in which a plurality of long wire harnesses are entangled with each other between the plurality of sensors S1 to Sn and the main controller 310 ′ may be solved, and the wire harnesses may be solved. Can also be easily connected and assembled.
  • the induction heating apparatus 1 can improve the wire harness structure, and thus the connection and assembly of the wire harnesses are facilitated, and thus, the inside of the induction heating apparatus 1 is improved. It is also easy to secure the circuit arrangement area of the circuit. In addition, the circuit design difficulty can be lowered by securing a circuit arrangement area, and thus productivity can be improved. In addition, the improved structure of the wire harness can reduce the number of wire harnesses required, thereby reducing manufacturing costs. In addition, the improved wire harness structure prevents wire damage due to entanglement between wire harnesses, which can also solve poor wire quality problems.
  • the induction heating apparatus 1 may improve communication efficiency between control units by improving an internal communication method. Furthermore, product reliability can be improved by improving communication efficiency between the controllers.

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Abstract

본 발명은 와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 케이스의 상단에 결합되고, 사용자로부터 입력을 제공받기 위해 상면에 입력 인터페이스가 구비된 커버 플레이트, 커버 플레이트의 상면에 배치된 피가열체를 가열하기 위해 케이스의 내부에 구비된 제1 및 제2 워킹 코일, 제1 및 제2 워킹 코일의 온도를 각각 감지하는 제1 및 제2 센서, 제1 및 제2 워킹 코일의 하측에 배치되고, 복수개의 발광 소자가 설치되며, 제1 및 제2 센서와 통신 가능하게 연결된 인디케이터 제어부가 설치된 인디케이터 기판 및 입력 인터페이스로부터 사용자가 제공한 입력을 제공받고, 인디케이터 제어부와 통신 가능하게 연결된 메인 제어부를 포함하되, 제1 및 제2 센서에서 각각 감지된 제1 및 제2 워킹 코일의 온도에 관한 정보는 인디케이터 제어부를 통해 메인 제어부로 전송된다.

Description

와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치
본 발명은 와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 피가열체, 예컨대 냄비와 같은 조리 용기를 가열하는 장치들의 보급이 이루어지고 있다.
전기를 이용하여 피가열체를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 피가열체(예를 들어, 조리 용기)에 전달함으로써 피가열체를 가열하는 방식이다. 그리고 유도 가열 방식은 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열체에 와전류(eddy current)를 발생시켜 피가열체 자체가 가열되도록 하는 방식이다.
이 중 유도 가열 방식이 적용된 유도 가열 장치는 복수개의 피가열체 각각(예를 들어, 조리 용기)을 가열하기 위해 대응하는 영역에 각각 워킹 코일을 구비하고 있는 것이 일반적이다.
다만, 최근에는 하나의 대상체를 복수개의 워킹 코일로 동시에 가열하는 유도 가열 장치(즉, 존프리(ZONE FREE) 방식의 유도 가열 장치)가 널리 보급되고 있다. 이러한 존프리 방식의 유도 가열 장치의 경우, 복수개의 워킹 코일이 존재하는 영역 내에서는 피가열체의 크기 및 위치에 상관없이 피가열체를 유도 가열할 수 있다.
또한 존프리 방식의 유도 가열 장치에는 워킹 코일 마다 해당 워킹 코일의 온도를 감지하기 위한 센서가 설치되어 있고, 각 센서들은 모두 와이어 하니스를 통해 메인 제어부(즉, 입력 인터페이스용 제어부)에 연결되어야 하는바, 도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 유도 가열 장치를 살펴보도록 한다.
도 1 및 도 2는 종래의 유도 가열 장치의 와이어 하니스 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 유도 가열 장치에는 복수개의 워킹 코일 각각의 온도를 감지하기 위해 복수개의 센서(S1~Sn; n은 2 이상의 자연수)가 구비되어 있다.
또한, 복수개의 센서(S1~Sn)에서 감지된 워킹 코일의 온도에 관한 정보는 유도 가열 장치의 제어(예를 들어, 워킹 코일의 온도가 높은 경우 워킹 코일의 출력을 낮춤)를 위해 입력 인터페이스 기판(310)에 설치된 메인 제어부(310')로 먼저 전송된다. 그리고 메인 제어부(310')로 전송된 워킹 코일의 온도에 관한 정보가 인버터 기판(400)에 설치된 인버터 제어부(400')로 전송됨으로써, 인버터 제어부(400')는 인버터부(미도시)의 구동을 제어시 워킹 코일의 온도에 관한 정보를 참고할 수 있다.
다만, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 센서(S1~Sn)가 모두 별개로 와이어 하니스(WH1~WHn)를 통해 입력 인터페이스 기판(310)에 설치된 메인 제어부(310')로 연결되는 경우, 수많은 와이어 하니스가 필요한바, 제조 비용 상승 문제가 발생한다.
또한 수많은 와이어 하니스가 엉키게 되면서 와이어가 손상되는 문제도 발생하게 되고, 이로 인해 와이어 품질 불량 문제가 증가하게 된다.
그뿐만 아니라 와이어 하니스의 연결 및 조립 자체가 어려워지고, 유도 가열 장치 내부의 회로 배치 면적을 확보하기 어렵다는 문제도 발생하게 된다. 나아가, 회로 배치 면적 확보가 어려운바, 회로 설계 난이도가 증가하게 되어 생산성이 저하된다는 문제도 있다.
본 발명의 목적은 와이어 하니스 구조가 개선된 유도 가열 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 내부 통신 방식이 개선된 유도 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 유도 가열 장치는 워킹 코일의 하측에 배치되고, 복수개의 센서와 통신 가능하게 연결된 인디케이터 제어부가 설치된 인디케이터 기판과, 인디케이터 제어부와 통신 가능하게 연결된 메인 제어부를 포함함으로써 와이어 하니스 구조를 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 장치는 메인 제어부와 I2C(Inter Integrated Circuit) 방식으로 통신하는 인디케이터 제어부와, 메인 제어부와 UART(Universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 통신하는 인버터 제어부를 포함함으로써 내부 통신 방식을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 유도 가열 장치는 와이어 하니스 구조를 개선할 수 있는바, 와이어 하니스의 연결 및 조립이 용이해지고, 이에 따라, 유도 가열 장치 내부의 회로 배치 면적 확보도 용이해진다. 나아가, 회로 배치 면적 확보를 통해 회로 설계 난이도를 낮출 수 있는바, 생산성도 개선할 수 있다. 또한 와이어 하니스 구조 개선을 통해 필요한 와이어 하니스의 수를 줄일 수 있는바, 제조 비용을 절감할 수 있다. 그뿐만 아니라 와이어 하니스 구조 개선을 통해 와이어 하니스 간 엉킴으로 인해 와이어가 손상되는 문제를 방지할 수 있는바, 와이어 품질 불량 문제도 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 장치는 내부 통신 방식을 개선함으로써 제어부 간 통신 효율을 개선할 수 있다. 나아가, 제어부 간 통신 효율 개선을 통해 제품 신뢰성 개선이 가능하다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1 및 도 2는 종래의 유도 가열 장치의 와이어 하니스 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치를 설명하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 유도 가열 장치를 설명하는 부분 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 유도 가열 장치의 부분 확대도이다.
도 7은 도 4의 유도 가열 장치의 부분 단면도이다.
도 8은 도 7의 부분 확대도이다.
도 9는 도 3의 유도 가열 장치의 제어 흐름을 설명하는 블록도이다.
도 10 및 도 11은 도 3의 유도 가열 장치의 와이어 하니스 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치를 설명하는 평면도이다. 도 4는 도 3의 유도 가열 장치를 설명하는 부분 사시도이다. 도 5 및 도 6은 도 4의 유도 가열 장치의 부분 확대도이다. 도 7은 도 4의 유도 가열 장치의 부분 단면도이다. 도 8은 도 7의 부분 확대도이다.
참고로, 도 4는 설명의 편의를 위해 도 3의 유도 가열 장치(1)의 일부 구성(예를 들어, 입력 인터페이스 및 일부 워킹 코일 어셈블리 등)을 생략한 도면이고, 도 6은 설명의 편의를 위해 도 4의 유도 가열 장치(1)의 일부 구성(예를 들어, 일부 도광체)을 생략한 도면이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 케이스(125), 커버 플레이트(119), 베이스 플레이트(145), 인디케이터 기판 지지부(170), 인디케이터 기판(175), 발광 소자(177), 도광체(210), 송풍팬(230), 입력 인터페이스(300), 입력 인터페이스 기판(310), 워킹 코일 어셈블리(WCA) 등을 포함할 수 있다.
케이스(125)에는 워킹 코일 어셈블리(WCA), 베이스 플레이트(145), 인디케이터 기판 지지부(170), 인디케이터 기판(175), 발광 소자(177), 도광체(210), 송풍팬(230), 입력 인터페이스 기판(310)과 같은 유도 가열 장치(1)를 구성하는 각종 부품이 설치될 수 있다.
또한, 케이스(125)에는 워킹 코일(WC)의 구동과 관련된 각종 장치(예를 들어, 교류 전력을 제공하는 전원부, 전원부의 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부, 정류부에 의해 정류된 직류 전력을 스위칭 동작을 통해 공진 전류로 변환하여 워킹 코일(WC)에 제공하는 인버터부(도 9의 IV), 인버터부(도 9의 IV) 및 그 구동과 관련된 부품들을 제어하는 인버터 제어부(도 9의 400'), 워킹 코일(WC)을 턴온 또는 턴오프하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등)가 설치될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
참고로, 케이스(125)는 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 열이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 단열 처리될 수 있다.
커버 플레이트(119)는 케이스(125)의 상단에 결합되어 케이스(125)의 내부를 차폐하고, 피가열체(미도시)가 상면에 배치될 수 있다.
구체적으로, 커버 플레이트(119)는 조리 용기와 같은 피가열체를 올려놓기 위한 상판부(115; 즉, 커버 플레이트(119)의 상면)를 포함할 수 있고, 워킹 코일(WC)에서 발생된 열은 상판부(115)를 통해 피가열체로 전달될 수 있다.
여기에서, 상판부(115)는 예를 들어, 유리 소재로 구성될 수 있고, 상판부(115)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 메인 제어부(310')로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(300)가 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상판부(15)가 아닌 다른 위치에 입력 인터페이스(300)가 구비될 수도 있다.
여기에서, 입력 인터페이스(300)는 사용자가 원하는 가열 강도나 유도 가열 장치(1)의 구동 시간 등을 입력하기 위한 모듈로서, 물리적인 버튼이나 터치 패널 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 또한 입력 인터페이스(300)에는 예를 들어, 전원 버튼, 잠금 버튼, 파워 레벨 조절 버튼(+, -), 타이머 조절 버튼(+, -), 충전 모드 버튼 등이 구비될 수 있다.
참고로, 입력 인터페이스(300)는 입력 인터페이스 기판(310)에 설치된 메인 제어부(도 9의 310')에 의해 제어되고, 사용자로부터 제공받은 입력을 메인 제어부(도 9의 310')로 전달할 수 있다.
또한 메인 제어부(도 9의 310')는 전술한 인버터 제어부(도 9의 400') 및 후술할 인디케이터 제어부(도 9의 175') 중 적어도 하나로 상기 입력을 전달할 수 있다. 그리고 메인 제어부(도 9의 310')는 인버터 제어부(도 9의 400') 및 후술할 인디케이터 제어부(도 9의 175')와 통신 가능하게 연결될 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
한편, 워킹 코일 어셈블리(WCA)는 워킹 코일(WC), 페라이트 코어(126), 마이카 시트(120; 즉, 제1 마이카 시트)를 포함할 수 있고, 베이스 플레이트(145)에 설치될 수 있다.
참고로, 유도 가열 장치(1)가 존프리 방식의 유도 가열 장치인 경우, 워킹 코일 어셈블리(WCA)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 복수개가 존재할 수 있고, 복수개의 워킹 코일 어셈블리(예를 들어, WCA)는 서로 소정 간격만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 1개의 워킹 코일 어셈블리(WCA)를 예로 들어 설명하기로 한다.
구체적으로, 워킹 코일(WC)은 환형으로 다수회 감긴 도선으로 이루어질 수 있고, 교류 자계를 발생시킬 수 있다. 또한 워킹 코일(WC)의 하측에는 마이카 시트(120) 및 페라이트 코어(126)가 순차적으로 배치될 수 있다.
또한 페라이트 코어(126)는 워킹 코일(WC)의 하측에 배치되고, 중심부에 워킹 코일(WC)의 환형 내측과 수직 방향으로 오버랩되도록 코어 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 페라이트 코어(126)의 하측에는 베이스 플레이트(145)가 배치될 수 있고, 페라이트 코어(126)와 워킹 코일(WC) 사이에는 마이카 시트(120)가 배치될 수 있다.
또한 페라이트 코어(126)는 마이카 시트(120)에 실런트(sealant)를 통해 고정될 수 있고, 워킹 코일(WC)에서 발생되는 교류 자계를 확산시키는 역할을 할 수 있다.
그리고 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 코어 홀에는 패킹 개스킷(149; packing gasket)이 체결되어 페라이트 코어(126)가 베이스 플레이트(145)에 고정될 수 있고, 패킹 개스킷(149) 상단에는 센서(S)가 설치될 수 있다. 즉, 센서(S)는 워킹 코일(WC)의 환형 내측에 설치될 수 있다.
참고로, 센서(S)는 워킹 코일(WC)의 온도를 감지할 수 있다. 물론, 센서(S)는 상판부(115)의 온도 또는 워킹 코일(WC)의 동작 등도 감지할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는, 센서(S)가 워킹 코일(WC)의 온도를 감지하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한 센서(S)는 워킹 코일(WC)의 온도를 감지하여 후술할 인디케이터 제어부(도 9의 175')로 감지된 온도 정보를 전달할 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
마이카 시트(120; 즉, 제1 마이카 시트)는 워킹 코일(WC)과 페라이트 코어(126) 사이에 배치되고, 중심부에 워킹 코일(WC)의 환형 내측과 수직 방향으로 오버랩되도록 시트 홀(미도시)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 마이카 시트(120)는 워킹 코일(WC) 및 페라이트 코어(126)에 실런트를 통해 고정될 수 있고, 워킹 코일(WC)에 의해 발생되는 열이 페라이트 코어(126)로 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 유도 가열 장치(1)에는 워킹 코일(WC) 상단에 실런트를 통해 고정되고, 중심부에 워킹 코일(WC)의 환형 내측과 수직 방향으로 오버랩되도록 제2 시트 홀(미도시)이 형성된 제2 마이카 시트(미도시)가 더 포함될 수 있다.
베이스 플레이트(145)에는 워킹 코일 어셈블리(WCA)가 설치된다.
구체적으로, 베이스 플레이트(145) 상에는 페라이트 코어(126), 마이카 시트(120), 워킹 코일(WC)이 순차적으로 적층되어 설치되고, 베이스 플레이트(145)는 인디케이터 기판(175)으로부터 상방(즉, 수직 방향 중 일방향)으로 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 인디케이터 기판(175)이 베이스 플레이트(145)의 하측에 베이스 플레이트(145)와 이격되도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 베이스 플레이트(145)와 인디케이터 기판(175) 사이에는 공기 유로가 형성되고, 이러한 공기 유로를 통해 차가운 공기 순환이 가능해짐으로써 워킹 코일(WC)과 발광 소자(177)의 온도가 저감될 수 있다.
참고로, 도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(125)의 일측 하단에는 송풍 팬(230)이 설치될 수 있는바, 송풍 팬(230)에 의해 외부에서 흡입된 차가운 공기가 전술한 공기 유로로 송풍될 수 있는 것이다.
또한 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(145)의 페라이트 코어 사이 공간에는 연결부(171)의 공간을 확보하기 위해 연결홀(172)이 형성될 수 있다. 여기에서, 연결부(171)는 워킹 코일(WC)의 도선 정리 및 전기적 연결을 위해 인디케이터 기판(175)에 돌출되도록 설치될 수 있다. 즉, 연결부(171)에는 주변에 배치된 워킹 코일의 도선이 연결될 수 있다.
또한 베이스 플레이트(145)는 예를 들어, 일체형으로 형성되고, 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그뿐만 아니라 베이스 플레이트(145)에는 도광체(210)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 베이스 플레이트(145)에는 워킹 코일(WC)의 주변에 구비되도록 도광체(210)가 설치될 수 있다. 즉, 1개의 워킹 코일(WC) 당 4개의 도광체(예를 들어, 210)가 해당 워킹 코일(WC)의 주변에 설치될 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(145)에는 도광체(210) 설치를 위한 도광체 설치 홀(147)이 페라이트 코어 사이 공간에 형성될 수 있다. 즉, 도광체 설치 홀(147)은 도광체(210)가 설치되는 위치를 따라 베이스 플레이트(145)에 형성될 수 있다. 따라서, 도광체 설치 홀(147) 역시 워킹 코일(WC)의 주변에 형성될 수 있고, 1개의 워킹 코일(WC) 당 4개의 도광체 설치 홀(예를 들어, 147)이 해당 워킹 코일(WC)의 주변에 형성될 수 있다.
물론, 도광체 설치 홀(147)은 연결홀(172)과 중복되지 않도록 형성될 수 있고, 도광체 설치 홀(147)의 수는 도광체(210)의 수와 동일할 수 있다.
참고로, 인디케이터 기판(175)에 설치된 발광 소자(177)에서 발산된 광이 도광체 설치 홀(147)을 통해 도광체(210)로 전달될 수 있다.
인디케이터 기판(175)은 베이스 플레이트(145)의 하측에 베이스 플레이트(145)와 이격되도록 배치되고, 복수개의 발광 소자(예를 들어, 177)가 설치될 수 있다.
구체적으로, 인디케이터 기판(175)은 베이스 플레이트(145)에서 하방(즉, 수직 방향 중 타방향)으로 이격되도록 인디케이터 기판 지지부(170) 상에 설치될 수 있다. 그리고 인디케이터 기판(175)에는 복수개의 발광 소자(예를 들어, 177)가 설치될 수 있고, 복수개의 발광 소자(예를 들어, 177)는 예를 들어, LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
참고로, 인디케이터 기판(175)은 예를 들어, PCB(즉, 인쇄 회로 기판) 형태로 구현될 수 있고, 복수개의 발광 소자(예를 들어, 177)를 통해 워킹 코일(WC)의 구동 여부 및 가열 세기(즉, 화력)를 표시할 수 있다. 또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 인디케이터 기판(175)에는 복수개의 발광 소자(예를 들어, 177)를 구동시키기 위한 각종 부품이 더 설치될 수 있다.
또한 인디케이터 기판(175)에는 센서(S)와 통신 가능하게 연결된 인디케이터 제어부(도 9의 175')가 설치될 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
인디케이터 기판 지지부(170)에는 인디케이터 기판(175)이 설치될 수 있다.
구체적으로, 인디케이터 기판 지지부(170)는 인디케이터 기판(175)을 지지하기 위해 인디케이터 기판(175)의 하측에 배치될 수 있다.
도광체(210)는 워킹 코일(WC)의 주변에 구비되도록 베이스 플레이트(145)에 설치되고, 워킹 코일(WC)의 구동 여부 및 출력 세기를 발광면(214)을 통해 표시할 수 있다.
또한 전술한 바와 같이, 1개의 워킹 코일(WC) 당 4개의 도광체(예를 들어, 210)가 해당 워킹 코일(WC)의 주변에 설치될 수 있고, 각각의 도광체(210)는 베이스 플레이트(145)에 형성된 각각의 도광체 설치 홀(147)에 설치될 수 있다.
그리고, 도광체(210)는 발광 소자(177)의 상측에 배치되어 발광 소자(177)에서 발산된 광을 상단의 발광면(214)을 통해 표시하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 전술한 구성 및 특징을 토대로 무선 전력 전송 기능도 가질 수 있다.
즉, 최근에는 무선으로 전력을 공급하는 기술이 개발되어 많은 전자 장치에 적용되고 있다. 무선 전력 전송 기술이 적용된 전자 장치는 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고 충전 패드에 올려 놓는 것 만으로도 배터리가 충전된다. 이러한 무선 전력 전송이 적용된 전자 장치는 유선 코드나 충전기가 필요하지 않으므로 휴대성이 향상되며 크기와 무게가 종래에 비해 감소한다는 장점이 있다.
이러한 무선 전력 전송 기술은 크게 코일을 이용한 전자기 유도 방식과, 공진을 이용하는 공진 방식, 그리고 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사 방식 등이 있다. 이 중 전자기 유도 방식은 무선 전력을 송신하는 장치에 구비되는 1차 코일(예를 들어, 워킹 코일(WC))과 무선 전력을 수신하는 장치에 구비되는 2차 코일 간의 전자기 유도를 이용하여 전력을 전송하는 기술이다.
물론 유도 가열 장치(1)의 유도 가열 방식은 전자기 유도에 의하여 피가열체를 가열한다는 점에서 전자기 유도에 의한 무선 전력 전송 기술과 원리가 실질적으로 동일하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)의 경우에도, 유도 가열 기능뿐만 아니라 무선 전력 전송 기능이 탑재될 수 있다. 나아가, 메인 제어부(도 9의 310')에 의해 유도 가열 모드 또는 무선 전력 전송 모드가 제어될 수도 있는바, 필요에 따라 선택적으로 유도 가열 기능 또는 무선 전력 전송 기능의 사용이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 전술한 구성 및 특징을 가지는바, 이하에서는, 전술한 제어부(메인 제어부, 인버터 제어부, 인디케이터 제어부) 및 센서(S)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 9는 도 3의 유도 가열 장치의 제어 흐름을 설명하는 블록도이다. 도 10 및 도 11은 도 3의 유도 가열 장치의 와이어 하니스 구조를 설명하기 위한 개략도들이다.
참고로, 도 9에 도시된 워킹 코일(WC), 센서(S), 발광 소자(177)는 각각 복수개로 구성될 수 있음을 전제로 설명하도록 한다.
먼저, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 메인 제어부(310'), 인버터 제어부(400'), 인디케이터 제어부(175')를 포함할 수 있다.
메인 제어부(310')는 입력 인터페이스(300)로부터 사용자가 제공한 입력을 제공받고, 인디케이터 제어부(175') 및 인버터 제어부(400')와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
구체적으로, 메인 제어부(310')는 인디케이터 제어부(175')와 와이어 하니스를 통해 연결되는바, 센서(S)에서 감지된 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 인디케이터 제어부(175')로부터 제공받을 수 있다.
또한 메인 제어부(310')는 인버터 제어부(400')와 와이어 하니스를 통해 연결되는바, 인디케이터 제어부(175')로부터 제공받은 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 인버터 제어부(400')로 제공할 수 있다.
그리고 메인 제어부(310')는 입력 인터페이스(300)로부터 제공받은 입력(즉, 사용자 입력)을 인디케이터 제어부(175') 및 인버터 제어부(400') 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
참고로, 메인 제어부(310')는 입력 인터페이스(300)의 구동(예를 들어, 입력 인터페이스(300)에 표시되는 화면 UI 등)을 제어할 수 있다.
또한 메인 제어부(310')는 인디케이터 기판(175)과 이격(예를 들어, 인디케이터 기판(175)의 하측으로 이격)되도록 케이스(도 3의 125) 내부에 설치될 수 있다. 즉, 메인 제어부(310')는 케이스(도 3의 125) 내부에 구비된 입력 인터페이스 기판(310)에 설치될 수 있다.
여기에서, 입력 인터페이스 기판(310)은 예를 들어, PCB(즉, 인쇄 회로 기판) 형태로 구현될 수 있다. 또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 입력 인터페이스 기판(310)에는 메인 제어부(310') 외 입력 인터페이스(300)의 구동 제어와 관련된 각종 부품이 더 설치될 수 있다.
한편, 인버터 제어부(400')는 인버터부(IV)의 구동을 제어하고, 메인 제어부(310')와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
구체적으로, 인버터 제어부(400')는 메인 제어부(310')와 와이어 하니스를 통해 연결되는바, 메인 제어부(310')로부터 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 제공받을 수 있다. 또한 인버터 제어부(400')는 메인 제어부(310')로부터 제공받은 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 토대로 인버터부(IV)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 워킹 코일(WC)의 온도가 높은 경우, 인버터 제어부(400')는 인버터부(IV)의 출력을 낮출 수 있다.
참고로, 인버터부(IV)는 워킹 코일과의 연결 상태(1대1 연결 또는 1대다(多) 연결)에 따라 1개의 워킹 코일로만 공진 전류를 인가할 수도 있고, 복수개의 워킹 코일로 공진 전류를 인가할 수도 있다.
그리고 인버터 제어부(400')는 예를 들어, 메인 제어부(310')와 UART(Universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 통신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 인버터 제어부(400')는 메인 제어부(310')로부터 입력(즉, 사용자 입력)을 제공받을 수 있고, 제공받은 입력을 토대로 인버터부(IV)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 입력 인터페이스(300)로 워킹 코일(WC)의 구동 개시와 관련된 입력을 제공한 경우, 메인 제어부(310')는 해당 입력을 입력 인터페이스(300)로부터 제공받아 인버터 제어부(400')로 제공할 수 있고, 인버터 제어부(400')는 메인 제어부(310')로부터 제공받은 입력을 토대로 인버터부(IV)의 구동을 개시함으로써 워킹 코일(WC)의 구동을 개시할 수 있다.
그리고 인버터 제어부(400')는 케이스(도 3의 125) 내부에 구비된 인버터 기판(400)에 설치될 수 있다.
여기에서, 인버터 기판(400)은 예를 들어, PCB(즉, 인쇄 회로 기판) 형태로 구현될 수 있다. 또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 인버터 기판(400)에는 인버터 제어부(400') 외 인버터부(IV)의 구동 제어와 관련된 각종 부품이 더 설치될 수 있다. 물론, 인버터 기판(400)에는 인버터부(IV)도 설치될 수 있다.
한편, 인디케이터 제어부(175')는 센서(S) 및 메인 제어부(310')와 통신 가능하게 연결될 수 있다.
구체적으로, 인디케이터 제어부(175')는 센서(S)와 와이어 하니스를 통해 연결되는바, 센서(S)로부터 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 제공받을 수 있다. 또한 인디케이터 제어부(175')는 메인 제어부(310')와 와이어 하니스를 통해 연결되는바, 센서(S)로부터 제공받은 워킹 코일(WC)의 온도에 관한 정보를 메인 제어부(310')로 전송할 수 있다.
참고로, 센서(S)는 복수개(즉, 워킹 코일의 개수에 맞추어 복수개가 구비)일 수 있고, 인디케이터 제어부(175')는 복수개의 센서와 각각 별개의 와이어 하니스를 통해 연결될 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
그리고 인디케이터 제어부(175')는 예를 들어, 메인 제어부(310')와 I2C(Inter Integrated Circuit) 방식으로 통신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 인디케이터 제어부(175')는 인디케이터 기판(175)에 설치될 수 있다.
구체적으로, 인디케이터 기판(175)은 워킹 코일(WC)의 하측(즉, 베이스 플레이트(도 3의 145)의 하측)에 배치될 수 있고, 발광 소자(177; 즉, 복수개의 발광 소자)가 인디케이터 기판(175)에 설치될 수 있다.
또한 인디케이터 제어부(175')는 메인 제어부(310')로부터 입력(즉, 사용자 입력)을 제공받을 수 있는바, 메인 제어부(310')로부터 제공받은 입력을 토대로 발광 소자(177)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 입력 인터페이스(300)로 발광 소자(177)의 구동 개시와 관련된 입력을 제공한 경우, 메인 제어부(310')는 해당 입력을 입력 인터페이스(300)로부터 제공받아 인디케이터 제어부(175')로 제공할 수 있고, 인디케이터 제어부(175')는 메인 제어부(310')로부터 제공받은 입력을 토대로 발광 소자(177)의 구동을 개시함으로써 워킹 코일(WC)의 구동을 개시할 수 있다.
참고로, 인버터 제어부(400')는 인버터부(IV)의 구동과 관련된 정보를 메인 제어부(310')로 전송할 수 있고, 메인 제어부(310')는 인버터 제어부(400')로부터 제공받은 인버터부(IV)의 구동과 관련된 정보를 인디케이터 제어부(175')로 전송할 수 있다.
이 경우, 인디케이터 제어부(175')는 메인 제어부(310')로부터 제공받은 인버터부(IV)의 구동과 관련된 정보를 토대로 발광 소자(177)의 구동을 제어할 수 있다.
이에 따라, 발광 소자(177)는 인버터부(IV)의 구동(즉, 워킹 코일(WC)의 구동)에 맞추어 구동될 수 있는 것이다.
이와 같이, 각각의 제어부(즉, 인디케이터 제어부(175'), 메인 제어부(310'), 인버터 제어부(400'))는 전술한 방식을 통해 통신하거나 동작하는바, 이하에서는, 도 10 및 도 11을 참조하여, 인디케이터 제어부(175')와 센서(S) 간 연결 구조를 살펴보도록 한다.
구체적으로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 복수개의 센서(S1~Sn; 워킹 코일마다 각 센서가 구비됨)는 인디케이터 기판(175)에 설치된 인디케이터 제어부(175')와 각각 와이어 하니스(WH1'~WHn')를 통해 연결될 수 있다.
이에 따라, 인디케이터 제어부(175')는 복수개의 센서(S1~Sn)에서 각각 감지된 워킹 코일의 온도에 관한 정보(즉, 데이터)를 수집할 수 있다.
또한 인디케이터 제어부(175')는 메인 제어부(310')와 별도의 와이어 하니스(WH")를 통해 연결될 수 있다.
따라서, 인디케이터 제어부(175')에서 수집된 각각의 워킹 코일의 온도에 관한 정보는 메인 제어부(310')로 전달될 수 있다.
즉, 복수개의 센서(S1~Sn)는 메인 제어부(310')보다 가까운 거리에 위치하는 인디케이터 제어부(175')와 와이어 하니스(WH1'~WHn')를 통해 연결됨으로써 메인 제어부(310')와도 간접적으로 연결될 수 있다.
한편, 복수개의 센서(S1~Sn)와 인디케이터 제어부(175') 간 연결에 사용되는 와이어 하니스(WH1'~WHn')의 길이는 도 2에 도시된 복수개의 센서(S1~Sn)와 입력 인터페이스 기판(310; 즉, 메인 제어부) 간 연결에 사용되는 와이어 하니스(WH1~WHn)의 길이보다 짧을 수 있다.
또한 인디케이터 제어부(175')와 메인 제어부(310') 간 연결에 사용되는 와이어 하니스(WH")는 단일 와이어 하니스일 수 있다.
이에 따라, 종래와 달리, 본 발명의 일 실시예에서는, 복수개의 센서(S1~Sn)와 메인 제어부(310') 사이에서 길이가 긴 수많은 와이어 하니스가 서로 엉키는 문제가 해결될 수 있고, 와이어 하니스의 연결 및 조립도 용이해질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 와이어 하니스 구조를 개선할 수 있는바, 와이어 하니스의 연결 및 조립이 용이해지고, 이에 따라, 유도 가열 장치(1) 내부의 회로 배치 면적 확보도 용이해진다. 나아가, 회로 배치 면적 확보를 통해 회로 설계 난이도를 낮출 수 있는바, 생산성도 개선할 수 있다. 또한 와이어 하니스 구조 개선을 통해 필요한 와이어 하니스의 수를 줄일 수 있는바, 제조 비용을 절감할 수 있다. 그뿐만 아니라 와이어 하니스 구조 개선을 통해 와이어 하니스 간 엉킴으로 인해 와이어가 손상되는 문제를 방지할 수 있는바, 와이어 품질 불량 문제도 해결할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 내부 통신 방식을 개선함으로써 제어부 간 통신 효율을 개선할 수 있다. 나아가, 제어부 간 통신 효율 개선을 통해 제품 신뢰성 개선이 가능하다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (13)

  1. 케이스의 상단에 결합되고, 사용자로부터 입력을 제공받기 위해 상면에 입력 인터페이스가 구비된 커버 플레이트;
    상기 커버 플레이트의 상면에 배치된 피가열체를 가열하기 위해 상기 케이스의 내부에 구비된 제1 및 제2 워킹 코일;
    상기 제1 및 제2 워킹 코일의 온도를 각각 감지하는 제1 및 제2 센서;
    상기 제1 및 제2 워킹 코일의 하측에 배치되고, 복수개의 발광 소자가 설치되며, 상기 제1 및 제2 센서와 통신 가능하게 연결된 인디케이터 제어부가 설치된 인디케이터 기판; 및
    상기 입력 인터페이스로부터 상기 사용자가 제공한 입력을 제공받고, 상기 인디케이터 제어부와 통신 가능하게 연결된 메인 제어부를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 센서에서 각각 감지된 상기 제1 및 제2 워킹 코일의 온도에 관한 정보는 상기 인디케이터 제어부를 통해 상기 메인 제어부로 전송되는
    유도 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 제1 워킹 코일의 환형 내측에 설치되고,
    상기 제2 센서는 상기 제2 워킹 코일의 환형 내측에 설치되며,
    상기 메인 제어부는 상기 인디케이터 기판과 이격되도록 상기 케이스 내부에 설치된
    유도 가열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서는 제1 와이어 하니스를 통해 상기 인디케이터 제어부와 연결되고, 상기 제2 센서는 제2 와이어 하니스를 통해 상기 인디케이터 제어부와 연결되며, 상기 메인 제어부는 제3 와이어 하니스를 통해 상기 인디케이터 제어부와 연결되되,
    상기 제1 내지 제3 와이어 하니스는 서로 다른 와이어 하니스인
    유도 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    스위칭 동작을 수행하여 상기 제1 및 제2 워킹 코일 중 적어도 하나에 공진 전류를 인가하는 인버터부; 및
    상기 인버터부의 구동을 제어하고, 상기 메인 제어부와 통신 가능하게 연결된 인버터 제어부를 더 포함하는
    유도 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 메인 제어부로부터 상기 제1 및 제2 워킹 코일 중 적어도 하나의 온도에 관한 정보를 제공받고,
    상기 제공받은 제1 및 제2 워킹 코일 중 적어도 하나의 온도에 관한 정보를 토대로 상기 인버터부의 구동을 제어하는
    유도 가열 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 입력 인터페이스로부터 제공받은 상기 입력을 상기 인디케이터 제어부 및 상기 인버터 제어부 중 적어도 하나로 전송하는
    유도 가열 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인디케이터 제어부는 상기 메인 제어부로부터 제공받은 상기 입력을 토대로 상기 복수개의 발광 소자의 구동을 제어하고,
    상기 인버터 제어부는 상기 메인 제어부로부터 제공받은 상기 입력을 토대로 상기 인버터부의 구동을 제어하는
    유도 가열 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 인디케이터 제어부는 상기 메인 제어부와 I2C(Inter Integrated Circuit) 방식으로 통신하고,
    상기 인버터 제어부는 상기 메인 제어부와 UART(Universal asynchronous receiver/transmitter) 방식으로 통신하는
    유도 가열 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 케이스 내부에 구비된 입력 인터페이스 기판에 설치되고,
    상기 인버터 제어부는 상기 케이스 내부에 구비된 인버터 기판에 설치되는
    유도 가열 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 워킹 코일과 상기 제1 및 제2 센서가 설치되고, 상기 인디케이터 기판의 상측에 상기 인디케이터 기판과 이격되도록 배치된 베이스 플레이트;
    상기 제1 워킹 코일의 주변에 구비되도록 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 복수개의 발광 소자의 상측에 배치되며, 상기 제1 워킹 코일의 구동 여부 및 출력 세기를 발광면을 통해 표시하는 도광체;
    상기 제1 워킹 코일의 하측에 배치되도록 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 제1 워킹 코일에서 발생되는 교류 자계를 확산시키는 페라이트 코어;
    상기 제1 워킹 코일과 상기 페라이트 코어 사이에 배치되어 상기 제1 워킹 코일에 의해 발생되는 열이 상기 페라이트 코어로 직접 전달되는 것을 방지하는 마이카 시트; 및
    상기 인디케이터 기판이 설치되는 인디케이터 기판 지지부를 더 포함하는
    유도 가열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 페라이트 코어 홀의 중심부에는 상기 제1 워킹 코일의 환형 내측과 수직 방향으로 오버랩되도록 코어 홀이 형성되는
    유도 가열 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코어 홀에는 패킹 개스킷이 체결되고,
    상기 패킹 개스킷 상단에는 상기 제1 센서가 설치되는
    유도 가열 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 마이카 시트는 상기 워킹 코일 및 상기 페라이트 코어에 실런트(sealant)를 통해 고정되는
    유도 가열 장치.
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