KR0162409B1

KR0162409B1 - Induction heating cooker

Info

Publication number: KR0162409B1
Application number: KR1019950033837A
Authority: KR
Inventors: 한경해
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR970025282A

Abstract

본 발명의 유도가열조리기는, 온,오프되어 가열코일에 공진전압을 제공하기 위한 스위칭 소자의 전류량을 감지하는 전류량 감지부와, 상기 감지된 스위칭 소자의 전류량을 기준값과 비교하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하도록 하는 비교부를 포함하여 구성되며, 상기 스위칭 소자에 흐르는 전류량을 감지하여 비자성체용기의 사용을 신속히 판별, 제어하여, 아울러 회로의 오동작이나 외부 잡음에 의한 스위칭 소자의 발열을 용이하게 검지함으로써 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.Induction heating cooker of the present invention, the current amount sensing unit for sensing the current amount of the switching element for providing a resonance voltage to the heating coil on, off, and switching the switching element by comparing the current amount of the detected switching element with a reference value Comprising a comparator for controlling the current, by detecting the amount of current flowing through the switching element to quickly determine and control the use of the non-magnetic container, and also to easily detect the heat generation of the switching element due to malfunction of the circuit or external noise There is an effect that can prevent damage to the switching element.

Description

Induction Heating Cooker

제1도는 종래의 기술에 의한 유도가열조리기의 구성도.1 is a block diagram of an induction heating cooker according to the prior art.

제2도는 종래의 기술에 의한 유도가열조리기의 동작파형도.2 is an operational waveform diagram of an induction heating cooker according to the prior art.

제3도는 본 발명에 의한 유도가열조리기의 구성도.3 is a block diagram of an induction heating cooker according to the present invention.

제4도는 본 발명에 의한 유도가열조리기의 동작파형도.4 is an operational waveform diagram of an induction cooker according to the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 유도가열조리기의 실제 동작파형도.5 is an actual operation waveform diagram of an induction heating cooker according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

31 : 전원부 32 : 브릿지 다이오드31: power supply unit 32: bridge diode

33 : 쵸크코일 34 : 평활콘덴서33: choke coil 34: smoothing capacitor

35 : 가열코일 36 : 공진콘덴서35 heating coil 36 resonant capacitor

37 : 조리용기 38 : 프리휠 다이오드37: cooking vessel 38: freewheel diode

39 : 스위칭소자 40 : 구동부39: switching element 40: drive unit

41 : 동기신호 검출부 42 : 전류량 감지부41: synchronization signal detection unit 42: current amount detection unit

43 : 비교부43: comparison unit

본 발명은 유도가열조리기에 관한 것으로, 특히 가열이 불가능한 비자성용기나 알루미늄 용기를 용이하게 판단하고 과도상태시 스위칭 소자의 발열에 의한 인버터의 파손을 방지하기 위한 유도가열조리기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction heating cooker, and more particularly, to an induction heating cooker for easily determining a non-heating non-magnetic container or an aluminum container and preventing damage to the inverter due to heat generation of the switching element in a transient state.

유도가열조리기는 코일에 흐르는 유도전류의 표피효과(skin effect)를 이용하여 에너지 효율을 극대화시킨 조리기로서, 제1도에 도시한 바와 같이 인버터 방식으로 전류의 흐름에 따라 수직방향으로 자계를 형성하기 위한 가열코일(5)과, 상기 자계방향에 대해 수직방향으로 흐르는 와전류를 저항률과 투자율등과 같은 구성물질특성에 따라 주울열로 변환시켜 발열함으로써 담겨지는 음식물을 조리하는 조리용기(7)와, 상기 조리용기(7)를 올려놓기 위한 세라믹판을 기본구성으로 하며, 이를 제어하기 위해 교류전원(AC)을 공급하기 위한 전원부(1)와, 사용자의 요리기능 선택에 따라 각 구성부를 총괄 제어하기 위한 마이크로프로세서(16)와, 입력되는 교류(AC)전원으로부터 EMI나 EMC와 같은 잡음성분을 제거하고, 상기 잡음성분이 제거된 교류전원을 정류하기 위한 브릿지 다이오드(2)와, 상기 정류된 전원을 평활하기 위한 쵸크코일(3) 및 평활콘덴서(4)와, 상기 쵸크코일 및 평활콘덴서에서 출력되는 전압을 공진시키기 위한 공진콘덴서(6)와, 상기 공진전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전기 유도효과로 가열되어질 조리용기(7)에 와류를 유도시켜 조리용기(7)내의 음식을 원하는 가열온도로 가열하는 가열코일(5)과, 상기 가열코일(5)의 양단전압으로부터 동기신호를 추출하는 동기신호부(11)와, 구동부(10)에 의해 스위칭함으로써 상기 가열코일(5)에 공진전압을 제공하는 스위칭소자(9)와, 상기 마이크로프로세서(16)의 출력에 따라 스위칭소자를 구동하도록 구동부를 제어하기 위한 제어회로부(15)와, 전류변환기(12)와, 브릿지 다이오드(13) 및 콘덴서(14)로 이루어져 상기 입력 교류전원(AC)에서 전류를 검출하는 전류검출부(17)로 구성되며, 동작은 다음과 같다.Induction heating cooker is a cooker that maximizes energy efficiency by using the skin effect of the induced current flowing through the coil, and as shown in FIG. And a cooking vessel (7) for cooking the food contained by converting the heating coil (5) and the eddy current flowing in the direction perpendicular to the magnetic field direction to Joule heat according to the constituent material characteristics such as resistivity and permeability, and the like, The ceramic plate for placing the cooking vessel (7) as a basic configuration, in order to control the power supply unit (1) for supplying AC power (AC), and to control the overall control according to the user's cooking function selection To remove noise components such as EMI and EMC from the microprocessor 16 and the input AC power, and rectify the AC power from which the noise components are removed. A bridge diode (2), a choke coil (3) and a smoothing capacitor (4) for smoothing the rectified power supply, a resonant capacitor (6) for resonating a voltage output from the choke coil and a smoothing capacitor, A heating coil 5 for inducing vortices in the cooking vessel 7 to be heated by the electric induction effect due to the magnetic field generated by the resonance voltage to heat the food in the cooking vessel 7 to a desired heating temperature; A synchronous signal section 11 for extracting a synchronous signal from the voltages at both ends of the coil 5, a switching element 9 for providing a resonance voltage to the heating coil 5 by switching by the driving section 10, and the micro The control circuit unit 15 for controlling the driving unit to drive the switching element in accordance with the output of the processor 16, the current converter 12, the bridge diode 13 and the condenser 14, the input AC power source (AC) Current to detect current in It consists of a detection unit 17, the operation is as follows.

전자유도조리기에서 일반적인 취반기능을 일례로 살펴보면, 교류전원(AC)이 브릿지 다이오드(2)를 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활되고, 조리용기는 사용자가 취반을 수행하기 위해 표면저항이 큰 철 또는 스텐레스 430계열로 구성된 자성체 조리용기(1)에 요리하고자 하는 음식을 넣은 후 각 기능을 선택하면 이에 따라 조리가 시작된다.As an example, the general cooking function of the electromagnetic induction cooker is the AC power (AC) is rectified to the pulsating DC voltage through the bridge diode (2) and then smoothed, the cooking vessel is iron with a large surface resistance for the user to cook Alternatively, after putting the food to be cooked into the magnetic body cooking container 1 composed of stainless steel 430 series, selecting each function starts cooking accordingly.

한편, 상기 스위칭소자(9)의 베이스전류는 상기 구동제어부(31)로부터 발생하는 펄스폭변조 제어신호에 대응하여 구동되므로 가열코일(5) 및 공진콘덴서가 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어지며, 이에 따라 상기 가열코일에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.On the other hand, since the base current of the switching element 9 is driven in response to the pulse width modulation control signal generated from the drive control unit 31, the heating coil 5 and the resonant capacitor are in continuous resonance state by the DC voltage. Accordingly, a large resonance current flows through the heating coil.

그리고 그 결과 상기 가열코일로부터 발생된 자장에 기인한 전자기 유도효과로 인하여 가열되어질 조리용기(7)에 와전류가 유도되어 저항체로 작용하는 조리용기(7)가 가열되고 이 열에 의해 조리용기(7)내의 음식이 가열된다.As a result, an eddy current is induced in the cooking vessel 7 to be heated due to the electromagnetic induction effect caused by the magnetic field generated from the heating coil, and the cooking vessel 7 serving as a resistor is heated and the cooking vessel 7 is heated by this heat. The food inside is heated.

제2도는 종래 기술에 의한 유도가열조리기의 동작파형을 도시한 것으로, (a)도는 입력전류 검출부의 출력(Vin) 파형 및 제어부 내부의 바이어스 전압(Vref)이며, (b)도는 스위칭소자(9)의 게이트-에미터간의 전압으로서, 여기서 t_s는 서칭(searching) 시간을 의미하며, 이 기간동안 인버터를 정상동작시켜 입력전류 검출회로의 신호(Vin)가 바이어스 전압보다 작을때는 t_off시간만큼 후에 다시 인버터를 t_s시간동안 동작시키도록 스위칭 소자의 게이트-에미터에 파형을 공급한다.FIG. 2 shows the operation waveforms of the induction heating cooker according to the prior art, (a) is the output (Vin) waveform of the input current detection unit and the bias voltage (Vref) inside the control unit, (b) is a switching element (9) Is the voltage between the gate and the emitter, where t _s is the searching time, and during this period, the inverter is operated normally and t _off time when the signal Vin of the input current detection circuit is less than the bias voltage. The waveform is then supplied to the gate-emitter of the switching element again to operate the inverter for t _s time.

(c)도는 자성용기일때의 입력전류 검출회로의 출력이며, 이때 스위칭 신호(V_GE)는 (d)도와 같이 스위칭 신호가 초기 서칭시간만큼 스위칭할때 상기 서칭시간 내에 tc시간에 입력전류검출부의 출력 Vin이 바이어스 전압 이상이 되면 계속 스위칭이 되도록 스위칭 소자 구동신호가 나타난다.(c) is the output of the input current detection circuit in the magnetic container, wherein the switching signal (V _GE ) is the input current detection unit at tc time within the search time when the switching signal is switched by the initial search time as shown in (d). When the output Vin is above the bias voltage, the switching element drive signal appears so that the switching continues.

그러나 이러한 종래의 유도가열조리기의 경우, 정상적인 자성체 용기와 비자성체 용기를 상기와 같이 입력전류검출부를 통해 판단하기 때문에 판단에 소요되는 시간이 길어지므로 상기 스위칭 소자의 발열이 심해져 파손될 수 있으며, 이것을 방지하기 위해 방열판을 사용하면 방열판이 매우 커야 하므로 유도가열조리기의 부피 및 무게가 증가하여 사용이 불편한 문제점이 있다.However, in the case of the conventional induction heating cooker, since the normal magnetic container and the nonmagnetic container are judged through the input current detector as described above, the time required for the determination is increased, so that the heat generation of the switching element may be severe and may be prevented. In order to use the heat sink, the heat sink must be very large, so the volume and weight of the induction cooker increases, which causes inconvenience in use.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스위칭 소자에 흐르는 전류량을 감지하여 신속히 스위칭을 제어함으로써 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 유도가열조리기를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an induction heating cooker which can prevent the breakage of the switching element by controlling the switching quickly by sensing the amount of current flowing through the switching element to solve the above problems.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유도가열조리기는, 온,오프되어 가열코일에 공진전압을 제공하기 위한 스위칭 소자의 전류량을 감지하는 전류량 감지부와, 상기 감지된 스위칭 소자의 전류량을 기준값과 비교하여 상기 스위칭 소자의 스위칭을 제어하도록 하는 비교부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Induction heating cooker of the present invention for achieving the above object, the current amount sensing unit for sensing the current amount of the switching element for providing a resonance voltage to the heating coil, on, off, and comparing the detected current amount of the switching element with a reference value And a comparator configured to control switching of the switching device.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 유도가열조리기는, 제3도에 도시한 바와 같이 스위칭 소자(39)의 에미터에 전류량 감지부(42)로서 일측이 접지된 저항을 연결함과 아울러 저항(R2) 및 콘덴서(C)의 RC 시정수(τ2)와, 저항(R1) 및 콘덴서(C)의 시정수(τ1)에 의한 신호를 만들어 비교기의 반전입력단자(-)에 연결시키고, 상기 전류량 감지부(42)의 출력을 상기 비교기의 비반전입력단자(+)에 연결시켜 비교하기 위한 비교부(43)를 종래의 유도가열조리기 회로에 더 연결하고, 상기 비교부(43)의 출력이 제어회로부(47)로 입력되도록 함으로써 출력을 가변시킬 수 있도록 한다.As shown in FIG. 3, the induction heating cooker of the present invention connects a resistor having one side grounded to the emitter of the switching element 39 as the current sensing unit 42, and also has a resistor R2 and a capacitor C. Signal by RC time constant (τ2) of resistor) and time constant (τ1) of resistor (R1) and capacitor (C) and connected to the inverting input terminal (-) of comparator. A comparator 43 for connecting the output to the non-inverting input terminal (+) of the comparator is further connected to a conventional induction cooker circuit, and the output of the comparator 43 is connected to the control circuit part 47. Allow input to vary output.

즉, 본 발명에서는 제4도에 도시한 바와 같이 (a)도의 구동신호가 인가되면 상기 비교기의 비반전입력단자에는 (b)도와 같은 전압(V_B) 파형이 걸리며, 이 신호는 상기와 같이 저항(R1,R2)과 콘덴서(C)에 의해 결정된다.That is, in the present invention, as shown in FIG. 4, when the driving signal of (a) is applied, the non-inverting input terminal of the comparator receives the voltage (V _B ) waveform as shown in (b), and the signal is as described above. It is determined by the resistors R1 and R2 and the capacitor C.

(c)도는 정상가열용기, 즉 자성체 용기 사용시의 상기 전류감지부에 걸리는 전류파형으로서 (b)도와 같은 모양을 하며, 그 크기는 (b)도보다 작다.(c) is a current waveform applied to the current sensing unit when using a normal heating vessel, that is, a magnetic container, and has the same shape as (b), the size of which is smaller than (b).

그리고 (d)도는 상기 스위칭소자가 제로 볼트 스위칭(zero Volt switching)을 하지 않을때의 파형으로서, 동기신호회로의 오동작이나 기능상실때 나타나며, 이때는 상기 스위칭소자가 파괴되며, (e)도와 같이 알루미늄등의 비자성체용기일때도 전류가 급격히 상승하는 것을 볼 수 있으며, (f)도는 외부의 잡음으로 인해 전압이 불완전한 상태에 있는 것을 나타낸 것으로 상기 (d)도 내지 (f)도의 파형을 상기 (b)도의 파형과 비교함으로써 정상상태와 비정상상태를 구분할 수 있다.And (d) is a waveform when the switching element does not perform zero volt switching, and appears when a synchronous signal circuit malfunctions or malfunctions, in which case the switching element is destroyed, as shown in (e). It can be seen that the current rises sharply even in the case of a nonmagnetic material container, and (f) shows that the voltage is in an incomplete state due to external noise, and the waveforms of (d) to (f) are shown in (b). The steady state and abnormal state can be distinguished by comparing with the waveform of).

한편 제5도에서는 실제동작파형을 도시하였는데, (a)도에서는 스위칭 소자의 게이트-에미터 전압(V_GE)과 전류량 감지부(42)의 양단 전압(I_C)을 비교한 것으로, (a)도는 정상동작상태일때이고 (b)도는 비정상동작시를 나타낸 것이다.5 illustrates an actual operating waveform. In FIG. 5A, the gate-emitter voltage V _GE of the switching element is compared with the voltage I _C of both ends of the current amount sensing unit 42. ) Shows normal operation and (b) shows abnormal operation.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스위칭 소자에 흐르는 전류량을 감지하여 비자성체용기의 사용을 신속히 판별, 제어하여, 아울러 회로의 오동작이나 외부 잡음에 의한 스위칭 소자의 발열을 용이하게 검지함으로써 스위칭 소자의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by sensing the amount of current flowing through the switching element to quickly determine and control the use of the nonmagnetic container, and also to easily detect the heat generation of the switching element due to malfunction of the circuit or external noise. It is effective to prevent breakage.

Claims

A current amount sensing unit for sensing the current amount of the switching element for turning on and off to provide a resonance voltage to the heating coil, and a comparing unit for controlling the switching of the switching element by comparing the current amount of the detected switching element with a reference value. Induction heating cooker, characterized in that configured.