KR0168128B1 - 전자렌지의 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해동기능을 가진 전자렌지에 관한 것으로, 특히 음식물의 해동정도에 따라 변화하는 고주파를 검출하여 마그네트론의 발진동작을 제어하는 전자렌지의 제어장치에 관한 것으로써, 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실과, 기기에 입력된 교류전원을 고압으로 변환하는 고압트랜스와, 상기 고압트랜스의 고압을 인가받아 고주파를 발생하는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생된 고주파를 조리실내로 안내시키는 도파관으로 구성된 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론에서 발생되어 음식물을 투과하는 고주파량을 검출하는 고주파검출수단과, 상기 고주파검출수단에 의해 검출된 고주파량에 따라 음식물의 해동정도를 판단하여 상기 마그네트론의 발진동작을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

전자렌지의 제어장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 개략적인 정단면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 전자렌지의 제어장치의 제어블록도.

제3도는 조리시간에 따라 변화하는 고주파를 도시한 그래프.

제4도는 제3도에 도시된 고주파에 따라 변화하는 마그네트론의 신호입력파형도,

제5도는 온도에 따라 변화하는 유전손실계수를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 직류전원수단 20 : 조리입력수단

30 : 제어수단 40 : 고주파검출수단

50 : 마그네트론구동수단 60 : 표시수단

본 발명은 해동기능을 가진 전자렌지에 관한 것으로, 특히 음식물의 해동정도에 따라 변화하는 고주파를 검출하여 마그네트론의 발진동작을 제어하는 전자렌지의 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에 의한 전자렌지에 있어서는 조리실내의 회전접시상에 음식물을 재치한 다음 해동버튼을 선택하면, 상기 회전접시상에 재치된 음식물의 중량을 중량센서에서 감지하여 그 감지된 중량데이타를 제어부에 출력한다.

따라서, 상기 제어부에서는 중량센서에 의해 감지된 음식물의 중량에 따라 조리시간(마그네트론의 발진시간)을 설정하고, 그 설정된 조리시간만큼 마그네트론의 발진동작을 일정주기로 온/오프제어함으로써 상기 조리실내의 음식물을 해동시킨다.

이때, 상기 조리실내에는 마그네트론의 발진시에 도파관을 통해 조리실내로 입사된 고주파와, 상기 조리실내에서 반사되어 도파관내로 되돌아가는 반사고주파가 서로 간섭하여 고주파의 강도가 높은 부분과 낮은 부분의 반복으로 이루어진 정재파가 발생하기 때문에 조리실내 고주파의 강도는 부분적으로 치우침이 발생하여 고주파가 음식물에 고르게 입사되지 못함으로써 음식물을 균일하게 해동시키는 곳이 어렵다.

그런데, 이와같이 종래의 해동방식에 있어서는, 입사되는 고주파량에 따른 음식물의 해동정도를 고려하지 않고 마그네트론의 발진동작을 일정한 주기로 온/오프제어함으로써 고주파량이 많은 부분이 적은 부분보다 온도가 빨리 상승하여 음식물을 균일하게 해동시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 음식물의 해동정도에 따라 변화하는 고주파를 검출하여 마그네트론의 발진동작을 제어함으로써 음식물을 균일하게 해동시킬 수 있었을뿐만 아니라, 제품에 대한 소비자의 만족도를 충족시킬 수 있는 전자렌지의 제어장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전자렌지의 제어장치는 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실과, 기기에 입력된 교류전원을 고압으로 변환하는 고압트랜스와, 상기 고압트랜스의 고압을 인가받아 고주파를 발생하는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생된 고주파를 조리실내로 안내시키는 도파관으로 구성된 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론에서 발생되어 음식물을 투과하는 고주파량을 검출하는 고주파검출수단과, 상기 고주파검출수단에 의해 검출된 고주파량에 따라 음식물의 해동정도를 판단하여 상기 마그네트론의 발진동작을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하,본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도내지 제2도에 도시한 바와같이, 조리실(2)은 음식물에 가해지는 열원이 외부로 유출되는 것을 방지하도록 본체(1)내부 일정부위에 형성되어 음식물을 재치하고, 상기 조리실(2)의 우측하단부에는 고압트랜스(3)가 장착되어 고압을 발생한다.

그리고, 상기 고압트랜스(3)에는 상부에는 마그네트론(4)이 장착되어 상기 고압트랜스(3)로 부터의 고압을 인가받아 고주파를 발생하고, 상기 마그네트론(4)의 좌측상단부에는 마그네트론(4)에서 발생된 고주파를 상기 조리실(2)내로 안내시키도록 도파관(5)이 형성되어 있다.

또한, 상기 조리실(2)의 하단부에는 회전접시(7)가 장착되어 상기 마그네트론(4)의 구동시에 조리실(2)내의 음식물을 회전시킴으로써 음식물이 고르게 조리되도록 하고, 상기 회전접시(7)의 하단에는 회전접시(7)를 지지하는 회전접시롤러(8)가 장착되어 있다.

상기 회전접시롤러(8)의 하단에는 상기 마그네트론(4)의 구동시에 상기 회전접시(7)를 회전시키기위해 구동력을 발생하는 회전접시구동모터(9)가 장착되어 있고, 상기 조리실(2)의 좌측하단에는 상기 회전접시(7)상에 재치되는 음식물의 종류, 중량 및 해동정도에 따라 시간마다 변화하는 고주파를 검출하는 고주파센서(40)가 장착되어 있다.

상기와 같이 구성된 전자렌지의 조리동작을 제어하기 위한 블록도를 제2도를 참조하여 설명한다.

제2도에 도시한 바와같이, 직류전원수단(10)은 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원의 전원전압을 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 조리입력수단(20)은 사용자가 원하는 조리기능(조리시간, 조리메뉴, 전자렌지의 출력, 조리동작의 시작/정지 등)을 입력하도록 다수의 기능키가 콘트롤판넬상에 구비되어 있다.

그리고, 제어수단(30)은 상기 직류전원수단(10)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 전자렌지를 초기화시킴과 동시에 상기 조리입력수단(20)에 의해 입력된 키이신호에 따라 상기 전자렌지의 전체적인 조리동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(30)은 후술하는 고주파검출수단에 의해 검출된 고주파량에 따라 음식물의 해동정도를 판단하여 상기 마그네트론(4)의 발진동작을 제어한다.

또한, 고주파검출수단(40)은 상기 조리실(2)내에 재치된 음식물의 종류, 중량 및 해동정도에 따라 변화하는 고주파를 검출하여 상기 제어수단(30)에 출력하는 것으로써, 이 고주파검출수단(40)은 상기 조리실(2)내의 회전접시(7)상에 재치된 음식물을 투과한 고주파량을 검출하도록 상기 조리실(2)의 좌측하단에 장착되어 있는 고주파센서이다.

또, 마그네트론구동수단(50)은 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급 또는 차단하는 릴레이등으로 구성되어 있고, 표시수단(60)은 상기 조리입력수단(20)에 의해 사용자가 입력한 조리시간이나 조리메뉴등을 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 전자렌지의 제어장치의 작용효과를 설명한다.

먼저, 전자렌지에 전원이 공급되면, 직류전원수단(10)에서는 도시되지 않는 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원을 상기 전자렌지의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 제어수단(30) 및 각 구동회로에 출력한다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 직류전원수단(10)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 전자렌지를 조리동작에 맞게 초기화시킨다.

이때, 사용자가 조리실(2)내의 회전접시(7)상에 조리하고자 하는 음식물을 재치한다음, 조리입력수단(20)의 해동버튼을 선택하면, 상기 제어수단(30)에서는 마그네트론(4)의 구동을 제어하기위한 제어신호를 마그네트론구동수단(50)에 출력한다.

이에 따라, 상기 마그네트론구동수단(50)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원이 고압트랜스(3)에 인가되어 고압을 발생하도록 릴레이를 온시킨다.

상기 릴레이가 온되면, 마그네트론(4)에서는 고압트랜스(3)로 부터의고압을 인가받아 고주파를 발생하고, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파는 도파관(5)을 통해 조리실(2)내로 안내되어 분산된다.

이때, 상기 조리실(2)내로 분산된 고주파는 조리실(2)의 구조체인 금속벽에 반사되어 음식물에 인가되기도 하고, 직접 음식물에 인가되기도 하면서 회전접시(7)상에 재치되어 회전하는 음식물을 가열하기 시작한다.

상기와 같이 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 조리실(2)내에 유입분산되어 음식물을 가열하기 시작할때, 음식물의 종류, 중량 및 가열상태등에 의한 유전율의 변화에 따라 상기 음식물에 입사되는 고주파량이 변화한다.

즉, 상기 마그네트론(4)에서 발생된 고주파가 음식물에 입사되어 음식물을 가열시키는데 손실될때, 상기 음식물에 입사되지 않거나 또는 음식물을 투과하는 고주파가 발생하는데, 이를 고주파검출수단(40)에서 검출하여 그 검출된 고주파에너지에 비례하는 전압을 상기 제어수단(30)에 출력한다.

한편, 상기 음식물에 입사되는 고주파량의 변화에 따라 조리실(2)에서 소비되는 에너지는 아래의 식(1)과 같다.

P = fE²tanδ -------- (1)

여기에서, E는 전계강도, f는 고주파 주파수, tanδ는 유전손실계수이다.

이때, f와 E는 일정한 값으로 미리 결정되므로 소비에너지(P)는 유전손실계수(tan δ)에 비례하고, 상기 유전손실계수(tanδ)는 제 5동에 도시한 바와같이, 0℃이전의 구간에서는 온도의 변화에 비례하므로 결론적으로, 소비에너지(P)는 온도의 변화에 비례하게 된다.

따라서 음식물의 온도가 영하20℃에서 0℃로 변화하면서 소비에너지(P)는 증가하고, 상기 음식물을 투과하는 고주파는 감소하여 고주파검출수단(40)에서 검출된 고주파에너지도 감소하게 된다.

이에 따라, 전자렌지의 해동모드가 시작되면, 상기 제어수단(30)에서는 고주파검출수단(40)에 의해 검출된 고주파에너지에 비례하는 전압(제3도에 도시한 ‘V’의 파형)을 입력받아 회전접시(7)의 초기 1회전시에 음식물을 투과한 초기전압데이타(V)로 기억시킨다.

그리고, 소정시간이 경과함에 따라 음식물에 입사되어 손실되는 고주파량이 변화하므로, 상기 음식물을 투과하는 고주파도 변화하게 되는데,

이때에 변화하는 고주파에너지를 고주파검출수단(40)에서 검출하여 그 검출된 고주파에너지에 비례하는 전압(제3도에 도시한 ‘V1’의 파혈)을 상기 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 미리 기억된 초기전압데이타(V)와 소정시간경과후에 검출된 전압데이타(V1)를 비교하여 어느 구간에서 해동이 많이 이루어졌는가를 판별한다.

즉, 상기 초기 전압데이타(V)와 전압데이타(V1)의 차가 큰 경우에는 해동이 많이 이루어진 구간이고, 상기 초기전압데이타(V)와 전압데이타(V1)의 차가 작은 경우에는 해동이 적게 이루어진 구간이라고 판단한다.

이에 따라, 상기 제어수단(30)에서는 해동이 많이 이루어진 구간에서는 마그네트론(4)의 구동전원을 차단하도록 릴레이를 오프시키고, 해동이 적게 이루어진 구간에서는 마그네트론(4)의 구동전원을 공급하도록 릴레이를 온시키면서 마그네트론(4)의 발진동작을 제어하도록 제4도(A)의 파형으로 표시되는 제어신호를 마그네트론구동수단(50)에 출력한다.

따라서, 상기 마그네트론구동수단(50)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급 또는 차단시킴으로써 상기 회전접시(7)상에 재치되어 회전하는 음식물을 균일하게 해동시키게 된다.

상기 제어수단(30)의 제어에 의한 마그네트론(4)의 발진동작에 따라 음식물을 해동시킬때에도, 음식물에 입사되어 손실되는 고주파량이 변화하므로 상기 음식물을 투과하는 고주파도 변화하게 되는데, 이때의 변화하는 고주파에너지를 고주파검출수단(40)에서 검출하여 그 검출된 고주파에너지에 비례하는 전압(제 3도에 도시한 ‘V2’의 파형)을 상기 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 미리 기억된 초기전압데이타(V)와 검출된 전압데이타(V2)를 비교하여 상기와 마찬가지로, 어느 구간에서 해동이 많이 이루어졌는가를 판별하여 마그네트론(4)의 발진동작을 제어하도록 제 4도(B)의 파형으로 표시되는 제어신호를 마그네트론구동수단(50)에 출력한다.

이에 따라, 상기 마그네트론구동수단(50)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급 또는 차단시킴으로써 상기 회전접시(7)상에 재치되어 회전하는 음식물을 균일하게 해동시키게 된다.

한편, 상기 고주파검출수단(40)에서 고주파에너지에 비례하는 전압(제 3도에 도시한 ‘V3’의 파형)이 검출되면, 상기 제어수단(30)에서는 미리 기억된 초기전압데이타(V)와 검출된 전압데이타(V3)를 비교하여 상기와 마찬가지로, 어느 구간에서 해동이 많이 이루어졌는가를 판별하면서 마그네트론(4)의 발진동작을 제어하도록 제 4도(C)의 파형으로 표시되는 제어신호를 마그네트론구동수단(50)에 출력한다.

따라서, 상기 마그네트론구동수단(50)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 마그네트론(4)의 구동전원을 공급 또는 차단시킴으로써 음식물을 균일하게 해동시키게 된다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 전자렌지의 제어장치에 의하면, 음식물의 해동정도에 따라 변화하는 고주파를 검출하여 마그네트론의 발진동작을 제어함으로써 음식물을 균일하게 해동시킬 수 있을뿐만 아니라, 제품에 대한 소비자의 만족도를 충족시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 음식물을 재치하도록 일정공간이 형성된 조리실과, 기기에 입력된 교류전원을 고압으로 변환하는 고압트랜스와, 상기 고압트랜스의 고압을 인가받아 고주파를 발생하는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생된 고주파를 조리실내로 안내시키는 도파관으로 구성된 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론에서 발생되어 음식물을 투과하는 고주파량을 검출하는 고주파검출수단과, 상기 고주파검출수단에 의해 검출된 고주파량에 따라 음식물의 해동정도를 판단하여 상기 마그네트론의 발진동작을 제어하는 제어수단으로 이루어진것을 특징으로 하는 전자렌지의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고주파검출수단은 상기 조리실내에 재치된 음식물의 종류, 중량 및 해동정도에 따라 상기 음식물을 투과하는 고주파의 변화량을 검출하는 고주파센서인 것을 특징으로 하는 전자렌지의 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 고주파검출수단에 의해 최초에 검출된 고주파에너지에 비례하는 전압을 초기전압데이타로 기억시키고, 그 기억된 초기전압데이타를 소정시간경과후에 변화하는 전압데이타와 비교하여 음식물의 해동정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 제어장치.