KR0162383B1 - 유도가열기기의 정전력 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열기기의 정전력 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 종래에는 입력 교류전원으로 부터 부하에 공급되는 전류를 전류트랜스(C,T)를 사용함에 따라 원가가 상승하게 되고, 전류 트랜스(C,T)를 통해 검출한 전류값과 기준값을 비교부를 통해 비교해야 함에 따라 비교부 부가에 따른 원가상승 및 기준값의 수가 한정되어 있어 전력 제어수가 한정되는 등의 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 LC공진이 일어나는 공진콘덴서의 전압값을 읽어서 실험에 의한 목표전압과 비교하여 공진콘덴서 전압이 목표전압에 도달할 수 있도록 정전력을 제어를 마이크로 프로세서가 수행하도록 함으로써 기준값과 비교부를 생략할 수 있어서, 원가를 절감할 수 있음은 물론 기준값의 한정에 의해 제한된 전력 제어단계를 세밀히 할 수 있으며, 공진콘덴서에 과전압이 걸리는 것도 검지할 수 있어서 공진콘덴서를 보호할 수 있도록 한다.

Description

유도가열기기의 정전력 제어장치 및 방법

제1도는 종래 유도가열기기의 정전력 제어장치 회로도.

제2도는 본 발명의 유도가열기기의 정전력 제어장치 회로도.

제3도는 제2도에서, 공진콘덴서 전압 감지부의 상세회로도.

제4도는 제2도에서, 실험에 의한 공진콘덴서 전압 감지부의 출력전압도표.

제5도는 본 발명 유도가열기기의 정전력 제어방법에 대한 동작과정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 인버터부 12 : 평활부

13 : 인버터부 14 : 워킹코일

15 : 용기 16 : 전류 검지부

17 : 전압 변환부 18 : 비교부

19 : 입력전압 검지부 20,24 : 마이크로 프로세서

21 : 전압 제어부 22 : 주파수 발생부

23 : 구동회로부 25 : 공진콘덴서 전압 검지부

26 : 기준설정부

본 발명은 유도가열기기의 정전력 제어에 관한 것으로, 특히 LC공진이 일어나는 공진콘덴서의 전압값을 읽어서 정전력을 제어하도록 한 유도가열기기의 정전력 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 유도가열기기의 정전력 제어장치 구성은 제1도에 도시된 바와 같이 입력되는 교류전원(AC)을 맥동전압으로 정류하는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)의 맥동 직류전압을 평활하여 일정한 직류전압으로 만드는 평활부(12)와, 상기 평활부(12)에서 출력되는 전압을 공진시키고, 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기(15)에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 가열하도록 하는 워킹코일(14)와, 상기 정류부(11)에서 공급되는 직류전압을 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(14)에 공진전압을 제공하는 인버터부(13)와, 상기 입력 교류전원(AC)에서 부하측으로 공급되는 전류를 전류트랜스(C,T)를 통해 전달받아 전류의 양을 검지하는 전류검지부(16)와, 상기 전류검지부(16)를 통해 전달된 전류값에 비례하는 전압으로 변환하는 전압변환부(17)와, 마이크로 프로세서(20)로 부터 출력되는 제어출력에 따라 기준값을 설정하여 출력하는 기준 설정부(26)와, 상기 기준 설정부(26)의 기준값과 상기 전압 변환부(17)로 부터 전달된 전압값을 비교하고 그에따른 비교값을 출력하는 비교부(18)와, 상기 비교부(18)를 통해 전달된 비교값에 따른 출력전압을 일정하게 유지해주기 위하여 일정한 직류전압을 출력하는 전압 제어부(21)와, 상기 전압 제어부(21)로 부터 전달받은 전압 변동에 따라 주파수를 가변하여 발생하는 주파수 발생부(22)와, 상기 주파수 발생부(22)의 주파수를 받아 스위칭소자를 그 주파수에 맞춰서 상하 스위칭소자를 교번해서 스위칭할 수 있도록 하는 구동회로부(23)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

입력되는 교류전원(AC)을 정류부(11)에서 정류한 맥동 직류전압을 출력하면, 이를 평활부(12)에서 제공받아 일정한 직류전압으로 평활하여 인버터부(13)에 공급한다. 이때, 사용자가 취반행정을 하고자 쌀과 물을 용기(15)에 넣은 후 미도시된 해당키이를 선택하게 되면 취반행정이 시작된다.

한편, 인버터부(13)의 스위칭소자로 흐르는 전류는 구동회로부(23)로 부터 발생하는 스위칭 제어신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(14)과 공진콘덴서(C4), (C5)가 상기 인버터부(13)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다.

따라서, 상기 워킹코일(14)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(14)에서는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 용기(15)에 와전류가 유도되어 상기 용기(15)가 가열되어 지고, 상기 용기(15)내의 음식물이 가열온도로 가열된다. 이때 전류트랜스(C,T)는 워킹코일(14) 위에 용기(15)가 놓여진 후 동작을 하게 되면, 부하에 공급되는 전류를 검출하여 전류 검지부(16)로 제공하면 상기 전류 검지부(16)는 제공되는 전류의 양을 검지하여 전압 변환부(17)로 전달한다.

이어서, 전압 변환부(17)는 전류 검지부(16)로 부터 제공되는 전류의 양에 비례하는 전압으로 변환하여 비교부(18)로 출력하게 되면, 상기 비교부(18)는 마이크로 프로세서(20)의 제어 출력에 따라 기준 설정부(26)가 동작하여 설정한 기준값(Vref)과 비교하고 그 비교값을 전압 제어부(21)로 출력한다.

따라서, 상기 전압 제어부(21)는 비교값에 비례하는 직류전압을 주파수 발생부(22)로 출력함에 따라 상기 주파수 발생부(22)에서 변동하는 전압에 따른 주파수를 구동회로부(23)로 출력한다.

이에 상기 구동회로부(23)는 인버터부(13)의 스위칭소자(Tr1)(Tr2)를 교번해서 구동하여 워킹코일(14)과 공진콘덴서(C4),(C5)가 공진을 일으키게 한다.

상기에서와 같은 동작을 반복해서 용기(15)내의 음식물을 가열하면서 취반행정이 이루어지도록 한다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서 입력 교류전원으로 부터 부하에 공급되는 전류를 전류트랜스(C,T)를 사용함에 따라 원가가 상승하게 되고, 전류트랜스(C,T)를 통해 검출한 전류값과 기준값을 비교부를 통해 비교해야 함에 따라 비교부 및 기준설정부 부가에 따른 원가상승 및 기준값의 수가 한정되어 있어 전력 제어수가 한정되는 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 마이크로 프로세서가 입력전압과 공진콘덴서를 인식하여 목표전력에 도달할 수 있도록 전압 제어신호를 보내어 전력제어를 행하도록 한 유도가열기기의 정진력 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력되는 교류전원(AC)을 일정한 직류전압으로 변환하는 정류수단과, 상기 정류수단에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일과, 상기 정류수단에서 공급되는 직류전압을 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과, 상기 입력 교류전원(AC)에서 부하측으로 공급되는 입력전압을 읽어 현 상태를 인식하는 입력전압 검지수단과, 가열초기에 설정되어 있는 적정 전압을 출력함과 아울러 목표 전력과 공진 콘덴서에 의한 현재 전압을 대비하여 정전력을 유지할 수 있도록 하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서의 출력에 따른 주파수를 변화시켜 출력하는 주파수 발생수단과, 상기에서 발생하는 주파수에 따라 인버터수단의 스위칭소자를 교번하여 LC공진이 일어나도록 하는 구동수단과, 상기 공진콘덴서에 걸리는 전압을 검지하여 마이크로 프로세서로 제공하는 공진콘덴서 전압 검지수단으로 구성한다.

그리고, 본 발명을 수행하기 위한 방법은 부하에 공급되는 입력전압을 검지한 후 가장 낮은 상태의 전력 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 단계에서 전력 제어신호를 출력하면서 공진콘덴서 전압을 인식하는 단계와, 상기 단계에서 인식한 공진콘덴서 전압과 목표전압을 비교하는 단계와, 상기 단계에서 비교결과 공진콘덴서 전압이 목표전압에 도달하지 못하면 다시 상태를 하나 상승시킨 전력 제어신호를 출력하고 도달하면 그 상태를 유지하면서 전력 제어신호를 출력하여 정전력을 유지하도록 하는 단계로 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

유도가열기기의 정전력 제어장치 구성은, 제2도에 도시한 바와같이, 입력되는 교류전원(AC)을 브리지 다이오드를 통해 맥동 직류전압으로 정류하는 정류부(11)와, 상기 정류부(11)의 맥동 직류전압을 쵸오크 코일(L1) 및 평활용 콘덴서(C1)를 이용하여 평활하여 일정한 직류전압으로 만드는 평활부(12)와, 상기 평활부(12)에서 출력되는 직류전압을 공진시키고, 그 공진전압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 조리 용기에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 원하는 가열온도로 가열하도록 하는 워킹코일(14)과, 상기 정류부(11) 및 평활부(12)를 거쳐 공급되는 직류전압을 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(14)에 공진전압을 제공하는 인버터부(13)와, 상기 입력 교류전원(AC)에서 부하측으로 공급되는 전압을 검지하는 입력전압 검지부(19)와, 상기 입력전압 검지부(19)를 통해, 입력된 전압을 읽어서 현상태를 인식한 후 공진콘덴서 전압을 입력받아 목표전압과 비교하여 정전력을 유지하도록 한 전력제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서(24)와, 상기 마이크로 프로세서(24)에서 출력하는 전력 제어신호에 따른 일정한 전압을 출력하는 전압 제어부(21)와, 상기 전압 제어부(21)에서 출력되는 전압 변동에 따른 주파수를 발생시켜 주는 주파수 발생부(22)와, 상기 주파수 발생부(22)에서 발생되는 주파수에 맞춰서 상하스위칭소자를 교번해서 스위칭할 수 있도록 하는 구동회로부(23)와, 상기 공진콘덴서에 걸리는 전압을 검지하여 상기 마이크로 프로세서(24)로 출력하는 공진콘덴서 전압 검지부(25)로 구성한다.

그리고, 상기 공진콘덴서 전압 검지부(25)는, 제3도에 도시한 바와같이, 공진콘덴서(C4),(C5)의 접속점에 걸리는 전압을 직렬 연결된 저항(R1~R5)를 통해 분압하고 그 분압된 전압을 검출하는 전압 검출부(25a)와, 상기 전압 검출부(25a)를 통해 검출된 전압에 대하여 1차적으로 정류하는 제1정류부(25b)와, 상기 제1정류부(25b)를 통해 정류된 전압에 대하여 다시 2차적으로 정류하여 얻은 일정한 직류전압을 출력하는 제2정류부(25c)로 구성한다.

상기에서와 같이 구성된 본 발명에 대하여 첨부한 도면 제2도 내지 제5도를 참조하여 살펴보면, 먼저 입력되는 교류전원(AC)을 정류부(12)에서 전달받아 브릿지 다이오드를 이용하여 정류하여 만들어진 맥동 직류전압을 평활부(12)로 출력하면, 상기 평활부(12)는 그 맥동 직류전압에 대하여 쵸오코 코일(L1)과 콘덴서(C1)를 통해 평활시켜 일정한 직류 전압을 만들어 인버터부(13)에 제공한다. 이때 입력전압 검지부(19)는 부하측으로 공급되는 입력전압을 검지하여 마이크로 프로세서(24)로 전달하면, 상기 마이크로 프로세서(24)는 입력전압을 읽어 현 상태를 인식한 후 전력 제어신호를 가장 낮은 상태부터 출력한다.

전력 제어신호를 전달받은 전압 제어부(21)가 그 신호에 비례하는 전압을 발생하면 주파수 발생부(22)가 전압변동에 따른 주파수를 구동회로부(23)로 출력한다.

상기 구동회로부(23)에서 스위칭소자(Tr1)(Tr2)를 교번해서 동작하도록 스위칭 제어신호를 출력하면, 스위칭소자로 흐르는 전류가 구동되어 워킹 코일(14) 및 공진콘덴서(C4),(C5)가 정류부(11)와 평활부(12)를 거쳐 입력되는 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어진다.

따라서, 워킹코일(14)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(14)에는 자장이 발생하고, 그 자장에 의한 전자기 유도효과로 인해 가열되어질 용기(15)에 와전류가 유도되어 상기 용기(15)가 가열되어 지고, 상기 용기(15)내의 음식물이 가열온도로 가열된다. 이때 공진콘덴서 전압 검지부(25)는 제3도에서와 같이 공진콘덴서(C4),(C5) 사이의 접속점에 걸리는 전압이 전압 검출부(25a)의 저항(R1~R5)을 통해 전압 분압되고, 그 분압된 전압을 제1정류부(25b)의 다이오드(D1)와 접지콘덴서(C6)를 통해 1차적으로 정류되고, 다시 제2정류부(25c)의 제너 다이오드(ZD1)와 콘덴서(C7)를 통해 2차적으로 정류되어 얻어진 직류전압이 마이크로 프로세서(24)로 전달된다.

그러면, 상기 마이크로 프로세서(24)는 제4도에서와 같이 미리 실험을 통해 얻은 공진콘덴서 전압(이하, 목표전압이라 칭함)과 비교하여 공진콘덴서 전압 검지부(25)에서 검지한 전압이 목표전압에 도달하지 못했을 경우에는 다시 상태를 하나 상승시킨 전력 제어신호를 전압 제어부(21)로 출력한다.

이어서, 전력 제어신호를 전달받은 전압 제어부(21)는 그 신호에 비례하는 전압을 출력하고, 주파수 발생부(22)는 주파수를 가변시켜 구동회로부(23)로 출력하면, 상기 구동회로부(23)가 인버터부(13)의 스위칭소자를 구동하고 이때 워킹코일(14)과 공진콘덴서(C4),(C5)가 입력되는 직류전압에 의해 공진상태가 되고, 다시 공진콘덴서 전압 검지부(25)가 공진콘덴서 전압을 검지하여 상기 마이크로 프로세서(24)로 출력한다.

따라서, 마이크로 프로세서(24)는 목표전압과 현재의 공진콘덴서 전압을 비교함에 있어 공진콘덴서 전압이 목표전압에 도달하면 그 상태를 유지할 수 있도록 전력 제어신호를 전압 제어부(21)로 출력하여 정전력을 유지할 수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 기준값과 비교부를 생략할 수 있어서 원가를 절감할 수 있음은 물론 기준값의 한정에 의해 제한된 전력 제어단계를 세밀히 할 수 있으며, 공진콘덴서에 과전압이 걸리는 것도 검지할 수 있어서 공진콘덴서를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력되는 교류전원(AC)을 일정한 직류전압으로 변환하는 정류수단과, 용기내의 음식물을 가열하는 워킹코일과, 상기 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단을 구비하고 있는 조리기에 있어서, 상기 입력 교류전원(AC)에서 부하측으로 공급되는 입력전압을 읽어 현 상태를 인식하는 입력전압 검지수단과, 가열초기에 설정되어 있는 적정 전압을 출력함과 아울러 목표 전력과 공진콘덴서에 의한 현재 전압을 대비하여 정전력을 유히할 수 있도록 전력 제어신호를 출력하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서의 전력 제어신호에 따라 전압 제어수단, 주파수 발생수단을 거쳐 변화된 주파수에 따라 인버터수단의 스위칭소자를 교번하여 LC공진이 일어나도록 하는 구동수단과, 상기 공진콘덴서에 걸리는 전압을 검지하여 마이크로 프로세서로 제공하는 공진콘덴서 전압 검지수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 유도가열기기의 정전력 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 공진콘덴서 전압 검지수단은 공진콘덴서에 걸리는 전압을 직렬 연결된 저항을 통해 분압하고 그 분압된 전압을 검출하는 전압 검출수단과, 상기 전압 검출수단을 통해 검출된 전압을 대하여 1차적으로 정류하는 제1정류수단과, 상기 제1정류수단을 통해 정류된 전압에 대하여 다시 2차적으로 정류하여 얻은 일정한 직류전압을 출력하는 제2정류수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 유도가열기기의 정전력 제어장치.
3. 부하에 공급되는 입력전압을 검지한 후 가장 낮은 상태의 전력 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 단계에서 전력 제어신호를 출력하면서 공진콘덴서 전압을 인식하는 단계와, 상기 단계에서 인식한 공진콘덴서 전압과 목표전압을 비교하는 단계와, 상기 단계에서 비교결과 공진콘덴서 전압이 목표전압에 도달하지 못하면 다시 상태를 하나 상승시킨 전력 제어신호를 출력하고 도달하면 그 상태를 유지하면서 전력 제어신호를 출력하여 정전력을 유지하도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도가열기기의 정전력 제어방법.