KR0144101B1 - 전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커플링수단과 쉬미트 트리것회로를 이용한 간단한 동기신호 검출회로 구성에 의해 외부 노이즈 영향에 대한 내구력 향상 및 구조의 간략화로 단일칩 집적화를 도모토록 한 전자조리기에서의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치에 관한 것이다.

2가지 유형으로 대분되는 종래기술에서의 제1동기신호 검출회로는 2개의 입력 신호가 수mv정도 미세한 차이에서 비교가 이루어지도록 고정밀도를 갖는 비교기를 필요로 하므로 이로인해 장치의 제조단가가 상승됨은 물론 2개의 입력신호 단자 처리가 용이하지 못한 문제점이 있고, 제2동기신호 검출회로는 1차권선과 동일방향으로 권회되는 보조코일의 설치로 조립시 권회 방향이 바뀌게 되면 과대한 동기신호 출력에 의해 인버터장치가 손상될 우려가 있고 특히 유도가열조리기의 경우에는 외부로 보조코일을 연설해야 하기 때문에 취부가 용이하지 못함을 물론 보조코일에서 노이즈 성분을 흡수하게 되어 장치의 성능 저하를 초래하는 문제점이 있다.

이를 개선코자하여 본 발명은 단일 입력신호처리가 가능하도록 커플링수단과 쉬미트 트리거회로를 이용한 동기신호 검출회로를 구성하므로서, 단일칩 접직화가 가능토록 하여 노이즈 영향을 대폭 줄임과 동시에 취부가 용이하여 작업성 향상을 도모코자 한 것이다.

Description

전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치

제1도는 종래의 전자조리기의 기본회로 구성도.

제2도의 (a) 내지 (g)는 제1도의 각부 동작 파형도.

제3도는 본 발명에 의한 제1실시예의 동기 신호 검출장치를 포함한 전자조리기의 회로 구성도.

제4도는 본 발명에 의한 제2실시예의 동기 신호 검출장치의 회로 구성도.

제5도는 본 발명에 의한 제 3실시예의 동기신호 검출장치의 회로 구성도.

제6도는 본 발명의 의한 제4실시예의 동기신호 검출장치의 회로 구성도.

제7도의 (a)내지 (f)는 제3도의 각부 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전류 검출 수단 11 : 마이크로 프로세서

12 : 제어수단 15 : 스위칭 소자 구동수단

18 : 스위칭소자 20 : 선택 전환 스위치

30,40,50,60 : 동기신호 검출수단 306,406,506,606 : 쉬미트 트리거 회로

본 발명은 유도 가열 조리기 또는 인버터 전자레인지 등 전자조리기에서의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치에 관한 것으로 특히 쉬미트 트리거 회로(Schmitt Trigger circuit)를 이용한 간단한 동기신호 검출회로 구성에 의해 외부 노이즈 영향에 대한 내구력 향상 및 구조의 간략화로 단일칩 집적화를 도모토록 한 것이다.

종래에 있어,전자조리기의 기본회로 구성은 제1도에 나타낸 바와 같이 상용 교류전원(1)을 정류 및 평활하는 브리지 다이오드(2), 쵸크코일(3) 및 평활 콘덴서(4)와, 상기 평활콘덴서(4)를 거쳐 직류화된 전압을 온/오프 스위칭하여 1차 권선(6)에 공급하는 스위칭소자(18)와, 출력을 조절하는 마이크로 프로세서(11)의 제어신호를 받아 전류트랜스(9)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출수단(10)과 상기 스위칭소자(18)의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭소자 구동회로(15)와 상기 평활콘덴서(4)를 거쳐 직류화된 전압과 상기 1차 권선(6)에 병렬접속된 공진콘덴서(5)를 거친 전압과를 비교하는 제1동기 신호 검출회로(14) 및 2차측 보조코일(7')에 연결된 제2동기신호 검출회로(16)의 출력을 선택하는 선택스위치(13)의 동작을 총괄적으로 제어하는 제어부(12)로 구성되어져 있다.

제1도중 미설명 부호 7은 2차권선, 8은 유도가열 조리기 경우 가열용기(인덕션 밥솥의 밥통) 또는 전자레인지 경우 마그네트론에 해당하는 등가저항, T는 고압 트랜스포머, 17은 발진발생용 프리휠(Free wheel) 다이오드, 141~144, 146은 저항, 145는 비교기이다.

이와 같이 구성된 종래의 전자조리기의 동작은 제어부(12)에서 스위칭소자구동회로(15)에 제2도의 (g)와 같은 온(ON) 신호를 공급하면 스위칭소자(18)가 온되어 그의 양단간에는 제2도의 (a)와 같은 전류(IC)가 흐르게 된다.

상기한 온( ON) 신호는 마이크로프로세서(11)에 의해 설정된 제어출력에 따라 일정시간(Ton)동안 가해지게 된다.

이후 스위칭소자(18)가 오프되면 스위칭소자(18)은 양단전압(V_CE)은 제2도의 (c)와 같이 공진파형이 나타나게 되고, 일정시간(공진주기=, L=제1도의 6번, C=제1도의 5번 해당)후에는 스위칭소자(18)의 양단전압이 0(Zero)이 되는 점이 나타나게 된다.

이때 제1동기 신호 검출회로(14)내의 비교기(145)의 반전(-), 비반전(+) 입력단에 각각 가해지는 신호는 제2도의 (e)와 같고 이들 신호를 비교기(145)를 통해 동기신호로 만들어 선택스위치(13)를 거쳐 제어부(12)에 가해주게 된다.

한편 제2동기 신호 검출회로(16)에서는 2차측 보조코일(7')에 유기되는 전압(제2도의 (d)참조)으로 부터 동기신호를 검출하여 선택스위치(13)를 통해 제어부(12)에 가해주게 된다.

즉, 종래의 전자조리기는 제1, 제2동기 신호 검출회로(14),(16) 출력 타이밍을 제어부(12)에서 선택적으로 제어하여 스위칭소자 구동회로(15)를 통해 스위칭소자(18)은 온/오프 동작을 제어하므로서 트랜스 1차권선(6)에 고주파 전류가 발생되도록 한다.

그러나 상기한 종래 기술에서 채용하고 있는 동기신호 검출회로는 2개의 입력신호를 비교기로서 비교 검출하여 동기신호를 얻는 제1동기신호 검출회로와, 트랜스의 1차 권선과 동일방향으로 권회한 2차측 보조코일(7')에 유기된 전압에서 동기신호를 추출하는 제2동기신호 검출회로를 선택적으로 동작시키도록 구성되어져 있으나, 상기 제1동기 신호 검출회로는 2개의 입력신호가 수 mV 정도 미세한 차이에서 비교가 이루어지도록 고정밀도를 갖는 비교기를 필요로 하므로 이로인해 장치의 제조 단가가 상승됨은 물론 2개의 입력신호 단자처리가 용이하지 못한 문제점이 있다.

또한 제2동기 신호 검출회로는 1차권선과 동일방향으로 권회되는 보조코일의 설치로 조립시 권회 방향이 바뀌게 되면 과대한 동기신호 출력에 의해 인버터장치가 손상될 우려가 있고 특히 유도가열 조리기의 경우에는 외부로 보조코일을 연설해야 하기 때문에 취부가 용이하지 못함을 물론보조코일에서 노이즈 성분을 흡수하게 되어 장치의 성능 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 제반 문제점을 해소코자 하여 제안된 것으로서, 단일 입력신호 처리가 가능하도록 쉬미트 트리거 회로를 이용한 동기신호 검출회로를 구성하므로서 단일칩 집적화가 가능토록 하여 노이즈 영향을 대폭줄임과 동시에 취부가 용이하여 작업성 향상을 도모코자 함을 그 목적으로 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 의한 제1실시예의 동기 신호 검출장치를 포함한 전자조리기의 회로구성도를 나타낸 것으로서, 이는 상용교류전원(1)을 정류 및 평활하는 브리지 다이오드(2), 쵸크코일(3) 및 평활콘덴서(4)와, 상기 평활콘덴서(4)를 거쳐 직류화된 전압을 온/오프 스위칭하여 1차권선(6)에 공급하는 스위칭소자(18)와, 출력을 조절하는 마이크로 프로세서(11)의 제어신호를 받아 전류트랜스(9)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 수단(10)과 상기 스위칭소자(18)의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭 소자 구동수단(15)의 동작을 제어하는 제어수단(12)과, 상기 스위칭소자(18)의 온 타임과 제로 턴온점을 결정하는 출력신호를 상기 제어수단(12)에 가해주는 동기신호 검출수단(3)을 구비하고 있다.

또한 상기한 동기 신호 검출수단(30)은 상기 스위칭소자(18) 양단간 전압을 커플링하는 저항(301,302) 및 콘덴서(303)와, 상기 커플링된 신호를 클램핑하는 저항(304) 및 제너다이오드(305)와, 상기 클램핑된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 쉬미트 트리거회로(306)로 구성 되어져 있다.

선택전환스위치(20)의 동작에 따라서 스위칭소자(18)의 콜렉터 측에 가열코일(6a)이 연결되어 부하(8)을 가열하는 유도가열조리기 기능과 고압트랜스(T2)쪽이 연결되어 마그네트론(23)을 구동하는 전자레인지 기능을 선택할 수 있다.

제4도는 본 발명에 의한 제2실시예의 동기 신호 검출장치의 회로 구성도를 나타낸 것으로서, 이는 상기 스위칭소자(18) 양단간 전압을 커플링하는 콘덴서(401) 및 저항(402,403)과, 상기 커플링된 신호를 클램핑하는 저항(404) 및 제너다이오드(405)와, 상기 클램핑된 신호를 디지탈신호로 변환하는 쉬미트 트리거회로(406)로 구성되어져 있다.

제5도는 본 발명에 의한 제3실시에의 동기신호 검출장치의 회로구성도를 나타낸 것으로서, 이는 상기 스위칭소자(18) 양단간 전압을 커플링하는 저항(501, 502) 및 인덕터(503)와, 상기 커플링된 신호를 클램핑하는 저항(504) 및 제너다이오드(505)와, 상기 클램핑 된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 쉬미트 트리거회로(506)로 구성되어져 있다.

제6도는 본 발명에 의한 제4실시에의 동기신호 검출장치의 회로구성도를 나타낸 것으로서, 이는 상기 스위칭소자(18) 양단간 전압을 커플링하는 인덕터(601) 및 저항(602,603)과, 상기 커플링된 신호를 클램핑하는 저항(604) 및 제너다이오드(605)와, 상기 클램핑 된 신호를 디지탈 신호로 변환하는 쉬미트 트리거회로(606)로구성되어져 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과를 제7도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제3도에서 상용전원(1)을 브리지 다이오드(2)와 쵸크코일(3) 및 평활콘덴서(4)를 거쳐 직류화된 DC전원을 선택 스위치920)에 의해 A측으로 선택하면 유도 가열 조리기가 동작하게 된다.

이 경우에는 유도가열 1차권선(6a)과 공진콘덴서(5)가 병렬접속 상태가 되므로 스위칭소자(18)은 온 또는 오프 상태에 따라 상기 1차권선(6a)에 고주파 전류가 흘러 해당 2차권선(7a)에 병렬 연결된 부하(유도가열 용기)(8)에 고주파 전류가 흐르므로 유도가열 조리기인 부하(8)가 가열된다.

한편 선택전환 스위치(2)를 B측으로 선택하면 인버터 전자레인지가 동작하게 된다.

이 경우에는 공진콘덴서(5)와 승압트랜스(T2)의 1차권선(6b)간이 병렬접속 상태가 되므로 스위칭소자(18)은 온 또는 오프 상태에 따라 상기 1차권선(6b)에 고주파 전류가 흘러 해당 2차권선(7b)에 연결된 마그네트론(23)에 고주파 전류가 흐르므로 인버터 전자레인지의 부하에 해당하는 마그네트론(23)의 발진동작으로 전자레인지가 가열된다.

여기서 상기한 스위칭소자(18)의 온 또는 오프 제어동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 스위칭소자(18)의 온타임을 결정하며, 스위칭소자(18)의 양단 전압이 제로가 되는 시점에서 스위칭소자(18)가 정확히 턴온될 수 있도록 동기신호를 발생하는 동기신호 검출수단(30)으로 부터 출력 신호를 받아 제어동작되는 제어수단(12)에 의해 수행된다.

상기한 제어수단(12)에서는 마이크로 프로세서(11) 제어에 의해 설정된 해당 출력신호를 전송할 수 있도록 입력전류 감지용 전류트랜스(90 및 전류검출수단(10)에서 발생된 신호를 입력 받아 스위칭소자 구동수단(15)의 동작을 제어하므로서 스위칭소자(18)가 온 또는 오프 구동된다.

즉, 제7도의 (f)에 나타낸 바와 같이 스위칭소자(18) 구동전압(V_CE)이 온 또는 오프 됨에 따라 스위칭소자(18)에 흐르는 전류 파형은 제7도의 (a)와 같이 나타나게 되고, 스위칭소자(18)에 병렬접속된 다이오드(17)에 흐르는 전류 파형은 제7도의 (b)와 같이 나타나게 되며, 이때 스위칭소자(18) 양단간 전압파형은 제7도의 (c)와 같이 나타나게 된다.

한편 동기신호 검출수단(30)내의 저항(301, 302) 및 콘덴서(303)를 거쳐 커플링된 P점 전압파형은 제7도의 (d)와 같이 정(+),부(-) 극성을 갖는 전압파형으로 나타나게 된다.

이와 같은 P점 전압은 저항(304) 및 제너다이오드(305)를 거쳐 클램핑되어 K점 전압파형은 제7도의 (e)와 같이 설정전압(-0.7V ~ +4.7V)범위의 구형파신호가 나타나게 되고, 이 구형파 신호를 히스테리시스(Hysterisis) 특성을 갖는 쉬미트 트리거 회로(306)를 거쳐 노이즈 성분을 제거한 후 출력단(OUT)을 통해 제어수단(12)에 가해준다.

이에 따라 제어수단(12)에서는 스위칭소자(18)를 구동시키는 스위칭소자 구동수단(15)에 제어신호를 출력하게 되고, 스위칭소자 구동수단(15)에서는 이 신호를 증폭하여 상기한 스위칭소자(18)가 온 또는 오프 동작되도록 한다.

이상에서는 본 발명의 제1실시예(제3도 참조)에 따른 동작을 예로서 설명하였으나, 제4도 내지 제6도에 도시된 그 밖의 실시에에 의한 동기신호 검출수단(40),(50),(60) 역시 제1실시예의 회로 동작과 동일 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치를 구성함에 있어, 2개의 입력신호를 비교하여 동기신호를 검출하는 방식과 별도로 설치된 보조코일에서 인출되는 신호를 이용하여 동기신호를 검출하는 기존의 방식이 갖고 있는 기술적 문제점을 일시에 해소가 가능하도록 쉬미트 트리거 회로를 이용한 동기신호 검출회로를 구성하므로서 외부 노이즈 영향에 대한 내구력 향상은 물론 회로구성의 간략화에 따른 단일칩 집적화가 가능하므로 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 직류화된 전압을 온/오프 스위칭하여 1차권선에 공급하는 스위칭소자와, 출력을 조절하는 마이크로 프로세서의 제어신호를 받아 전류트랜스에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단과 상기 스위칭소자의 온/오프 동작을 제어하는 스위칭소자 구동수단의 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 스위칭소자의 온타임과 제로 턴온점을 결정하는 출력신호를 상기 제어수단에 가해주는 동기신호 검출수단이 구비되어 있는 전자조리기에 있어서, 상기 동기 신호 검출수단은 상기 스위칭소자의 양단간 전압을 커플링하는 커플링수단과, 상기 커플링 수단에서 커플링된 신호를 클램핑하는 클램핑수단과, 상기 클램핑 수단에서 클램핑된 신호를 디지탈신호로 변환하는 신호변환수단을 포함하는 것을 특징으로하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 커플링 수단은 직렬 접속된 저항(301, 302) 및 콘덴서 (303)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 클램핑 수단은 저항(304) 및 제너다이오드(305)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호변환수단은 쉬미트 트리거회로(306)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커플링수단은 직렬 접속된 콘덴서(401) 및 저항(402,403)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기 신호 검출장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커플링 수단은 직렬 접속된 저항(501, 502) 및 인덕터(503)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 커플링 수단은 직렬 접속된 인덕터(601) 및 저항(602, 603)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자조리기의 영전압 스위칭 동기신호 검출장치.