KR0176837B1 - 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로에 관한 것으로, 종래에는 용기가 자계 또는 비자계 금속일 경우 동작 전환을 수행하게 되는데 이때 릴레이는 인버터부의 공진용 콘덴서의 충전 전압에 의해 접점이 고내압 특성을 가져야 하고 접점에서의 스파크에 의해 접점이 융착되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 자계 금속이나 비자계 금속 용기를 판전한 후 릴레이를 제어하여 가열동작을 전활할 경우나 가열후 정지시킬 경우 릴레이의 전환전에 메인 릴레이를 오프시켜 인버터의 공진용 콘덴서 전압을 방전시키고 동작을 수행하도록 함으로써 접점이 고내압에 있지 않도록 하고, 접점에서의 스파크에 의해 접점 융착이 일어나는 것을 방지하도록 한다.

Description

자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로

제1도는 종래 자계/비자계 금속겸용 유도가열 조리기의 회로구성도.

제2도는 본 발명 자계/비자계 금속겸용 유도가열 조리기의 가열동작 전환회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 정류 및 평활부 4 : 평활용 콘덴서

7 : 사이리스터 8 : 위상 제어부

9 : 인버터부 10 : 상단판

11 : 용기 12 : 워킹코일

17,18 : 공진용 콘덴서 20 : 릴레이

21 : 위상 검지부 22 : 인버터 구동부

23 : 변류기 40 : 부하 검출부

본 발명은 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로에 관한 것으로, 특히 가열동작 전환이나 정지시에 용기 릴레이의 접점전환선에 메인 릴레이를 오프시켜 콘덴서의 전압을 방전시키고 동작을 수행하도록 하여 고내압 특성을 없애고 접점 융착을 방지하는 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로에 관한 것이다.

종래 종래 자계/비자계 금속겸용 유도가열 조리기의 회로구성은, 제1도에 도시된 바와같이, 상용전원(2)으로부터 AC전원을 받아 정류 및 평활하여 DC전압으로 변환하여 공급하는 정류및 평활부(1)와, 상기 정류및 평활부(1)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진정압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 용기(11)에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 가열하도록 하는 워킹코일(12)과, 상기 정류및 평활부(1)에서 공급되는 전압을 구동신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(12)에 공진전압을 제공하는 인버터부(9)와, 상기 인버터부(9)와 워킹코일(12)을 통해 흐르는 전류의 위상을 감지하고 그 감지한 위상에 따른 주파수를 인버터 구동부(22)를 통해 인버터부(9)에 출력하는 위상 검지부(21)와, 워킹코일 제어출력에 따라 접점을 달리하여 워킹코일의 권선수를 변화시켜 주는 릴레이(20)와, 상기 정류및 평활부(1)와 인버터부(9) 사이의 입력전압에 대해 위상제어하여 가변하도록 하는 위상 제어부(9)와, 상기 인버터부(9)의 공진콘덴서(17)의 전류 통로에 있는 변류기(23)로부터 나오는 전류를 감지하여 용기가 자계용기인지 비자계 용기인지를 검출하여 상기 릴레이(20)의 스위칭동작을 제어함과 아울러 위상 제어부(8)를 제어하는 부하 검출부(40)로 구성한다.

그리고 워킹코일(12)은 제1코일(13)과 제2코일(14)로 구성되어 있고 그리고 이것의 권수를 선택할 수 있으며, 두 코일은 상단판(10)의 바닥면에 두층으로 설치되어 있다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상용전원(2)이 인가되면 그 AC전원을 다이오드(6)와 사이리스터(7)에 의해 정류되고 평활용 콘덴서(4)에 의해 평활된 일정한 직류전압을 인버터부(9)에 공급한다.

이때 사이리스터(7)는 정류및 평활부(1)와 인버터부(9)를 연결시키는 모선(9a)(9b) 사이의 압력전압(ei)이 위상 제어부(8)에 의해 위상제어 되어서 가변되게 한다.

한편, 인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)로 흐르는 전류는 인버터 구동부(22)에서 발생하는 구동신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(12) 및 공진용 콘덴서(17)(18)가 상기 인버터부(9)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어 진다.

그러면, 상기 워킹코일(12)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(12)에는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자 유도효과로 인해 가열될 용기(11)에 와전류가 유도되어 상기 용기(11)가 가열된다.

이때, 워킹코일(12)을 이루는 제1코일(13)과 제2코일(14) 사이의 릴레이 접점(20a)(20b)이 연결되었을 때 그 출력접점은 제1코일(13)과 제2코일(14)을 직렬로 연결시키고, 스위칭 트랜지스터(16)의 콜렉터와 스위칭 트랜지스터(15)의 에미터 접속점(P1), 모선(9b) 사이에서 공진용 콘덴서(17)(18)와 코일(13)(14)을 직렬로 연결시켜저 표피저항 운전상태로 되게 한다.

또한, 제1코일(13)과 공진용 콘덴서(17) 사이의 릴레이 접점(20a)(20c)이 연결되었을 때는 제1코일(13)과 공진용 콘덴서(17)를 접속점(P1)과 모선(9b) 사이에서 직렬로 연결되어 고 표피저항 운전상태로 되게 한다.

상기에서와 같은 접점 연결에 따른 운전을 행하고 있을 때, 위상 검지부(21)는 인버터부(9)의 출련전압(eo) 즉, 스위칭 트랜지스터(15)(16)의 접속점(P1)에서의 전압과 코일(13)(14)을 통행 흐르는 전류 사이의 위상을 검지한다.

그 검지한 위상이 항상 90。로 되는 때는 위상 검지부(21)는 인버터 구동부(22)로인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)를 번갈아 온 및 오프시키도록 한다. 그러면 용기(11)의 설치 조건이나 재질의 미세한 차이에 의해 야기되는 인버터부(9)의 공진주파수의 변화가 방지된다.

이때 공진용 콘덴서(17)의 전류 통로에 있는 변류기(23)로부터 나오는 고주파 전류의 값에 근거하여 부하 검출부(40)는 상단판(10)의 상단에 놓여있는 용기(11)의 재질 즉 표피저항을 감지한다.

상기 용기(11)가 고 표피저항을 가진 철로 만들어진 경우에는 변류기(23)애서 검출되는 전류의 값이 작기 때문에 상기 부하 검출부(40)는 릴레이 접점(20a)(20c)을 연결함과 동시에 위상 제어부(8)에 전압 선택신호를 출력한다.

따라서, 앞에서 언급한 바와같이 제1코일(13)과 공진용 콘덴서(17)가 선택되고, 위상 제어부(8)에 의해 정류및 평활부(1)의 사이리스터(7)가 위상 제어되어 인버터부(9)의 입력전압(ei) 은 e1으로 전환된다.(e1e2,e2 = e1/2)

이때 인버터 구동부(22)에 의해 인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)가 번갈아 가면서 온 및 오프되어지는데 스위칭 트랜지스터(15)가 온일때 전압은 제1코일(13)과 공진용 콘덴서(17)에 적용되고, 스위칭 트랜지스터(16)가 온일때는 LC회로내에서 에너지 변환이 발생된다.

상기 인버터부(9)의 출력전압(eo)과 공진용 콘덴서(17)를 통해 흐르는 전류 사이의 위상을 위상 검지부(21)가 검지하여 인버터 구동부(22)로 고 표피저항 운전에 해당하는 주파수를 발생시키도록하여 20KHz의 고주파 전류가 코일(13)에 흐르도록 하고, 용기(11)가 유도가열되어지도록 한다.

또한, 상기 용기(11)가 저 표피저항을 가진 알루미늄을 만들어진 경우에는 상기 용기(11)가 상단판(10)에 놓여지면 그것의 표피저항이 매우작기 때문에 변류기(23)에서 검출되는 전류의 값이 증가되어, 상기 부하 검출부(40)는 릴레이 접점(20a)(20b)을 연결함과 동시에 위상 제어부(8)에 전압 선택신호를 출력한다.

이에 위상 제어부(8)는 사이리스터(7)를 위상 제어하여 인버터부(9)의 출력전압을 e₁에서 e₂로 변환시킨다. 이것에 의해 코일(13)(14)은 직렬연결되어지고, 공진용 콘덴서(17)(18)가 선택되어진다.

다시말하면, 자계 금속을 가열할 때에는 릴레이 접점20a와 20c를 연결하고, 비자계 금속을 가열할 때에는 릴레이의 접점 20a와 20b를 연결하여 워킹코일의 권선수를 증가시켜 가열을 행하도록 한다.

그러나, 상기에서와 같은 종래의 기술에 있어서, 용기가 자계 또는 비자계 금속일 경우 동작 전환을 수행하게 되는데 이때 릴레이는 인버터부의 공진용 콘덴서의 충전 전압에 의해 접점이 고내압을 유지하여 스파크가 일어나기 쉽고, 그 접점에서의 스프크에 의해 접점이 융착되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 가열 동작 전환시나 정지시에 릴레이의 접점 전환전에 메인 렐레이를 오프시켜 콘덴서 전압을 방전시키고 동작을 수행하도록 하여 접점 내압의 문제와 융착의 문제를 해소하도록 한 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 회로는, 제2도에 도시한 바와같이, 상용전원(2)으로부터 AC전원을 받아 정류 및 평활하여 DC전압으로 변환하여 공급하는 정류및 평활부(1)와, 상기 정류및 평활부(1)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진정압에 의해 발생되는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 용기(11)에 와전류를 유도시켜 그 용기내의 음식물을 가열하도록 하는 워킹코일(12)과, 상기 정류및 평활부(1)에서 공급되는 전압을 구동신호에 따라 스위칭하여 상기 워킹코일(12)에 공진전압을 제공하는 인버터부(9)와, 상기 인버터부(9)와, 상기 상용전원(2)과 정류및 평활부(1) 사이에서 제어출력에 따라 온 또는 오프하여 가열동작 전환시나 정지시에 안정동작을 수행하도록 하는 메인 릴레이(3)와, 상기 인버터부(9)의 캐패시터에 충전된 전압을 방전 상기 인버터부(9)의 전압과 워킹코일(12)을 통해 흐르는 전류 사이의 위상을 감지하고 그 감지한 위상에 따른 주파수를 인버터 구동부(22)를 통해 인버터부(9)에 출력하는 위상 검지부(21)와, 워킹코일 제어출력에 따라 접점을 달리하여 워킹코일의 권선수를 변화시켜 주는 릴레이(20)와, 상기 정류및 평활부(1)와 인버터부(9) 사이의 입력전압에 대해 위상제어하여 가변하도록 하는 위상 제어부(9)와, 상기 인버터부(9)의 공진콘덴서(17)의 전류 통로에 있는 변류기(23)로부터 나오는 전류를 감지하여 용기가 자계용기인지 비자계 용기인지를 검출하여 상기 릴레이(20), 메인 릴레이(2)을 제어함과 아울러 위상 제어부(8)를 제어하는 부하 검출부(40)로 구성한다.

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

상용전원(2)이 인가되면 그 AC전원을 다이오드(6)와 사이리스터(7)가 정류하여 맥동 전압을 출력하고 평활용 콘덴서(4)가 평활하여 맥동전압을 일정한 직류전압으로 만들어 인버터부(9)에 공급한다.

이때 사이리스터(7)는 정류및 평활부(1)와 인버터부(9)를 연결시키는 모선(9a)(9b) 사이의 압력전압(ei)이 위상 제어부(8)에 의해 위상제어 되어서 가변되게 한다.

한편, 인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)로 흐르는 전류는 인버터 구동부(22)에서 발생하는 구동신호에 대응하여 구동되므로 워킹코일(12) 및 공진용 콘덴서(17)(18)가 상기 정류 및 평환(9)에서 입력된 직류전압에 의해 연속적인 공진상태로 되어 진다.

그러면, 상기 워킹코일(12)에는 큰 공진전류가 흐르게 된다.

상기 공진전류에 의해 워킹코일(12)에는 자장이 발생하고 그 자장에 의한 전자 유도효과로 인해 가열될 용기(11)에 와전류가 유도되어 상기 용기(11)가 가열된다.

이때, 인버터부(9)의 공진용 콘덴서(17)의 전류 통로에 있는 변류기(23)로부터 나오는 고주파 전류의 값을 전달받은 부하 검출부(40)는 그 고주파 전류값을 가지고 상단판(10)의 상단에 놓여있는 용기(11)의 재질을 검출한다.

상기 용기(11)의 재질이 철과 같은 자계금속으로 만들어진 경우에는 변류기(23)에서 검출되는 전류의 값이 작기 때문에 상기 부하 검출부(40)는 자계금속으로 판정하고 릴레이(20)를 제어하기 전에 메인 릴레이(30)를 약 100msec 정도 오프시켜 인버터부(9)의 공진용 콘덴서(17)(18)에 충전된 전압을 방전시키도록 한다.

그런다음 릴레이(20)를 제어하여 릴레이 접점(20a)(20c)을 연결함과 동시에 위상 제어부(8)에 전압 선택신호를 츨력한 후 약 900msec 지연시킨 후 메인 릴레이(30)르 온시킨다.

상기에서 메인 릴레이(30)의 가열동작 전환전의 오프시간 및 동작전환 후 지연시간을 주는 것은 안정된 동작을 위한 것이다.

이에 제1코일(13)과 공진용 콘덴서(17)가 선택되고, 이때 제1코일(13)에 걸리는 전압과 공진용 콘덴서(17)를 통해 흐르는 전류 사이의 위상으로 위상 검지부(21)가 검지하고 그 검지한 위상에 따른 고주파를 출력하면, 이를 인버터 구동부(22)가 전달받아 고주파에 대응하는 인버터 구동신호를 인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)로 출력하여 번갈아 가면서 온 및 오프하도록 한다.

이와아울러 위상 제어부(8)는 상기 부하 검출부(40)의 전압 선택신호에 따라 정류및 평활부(1)의 사이리스터(7)를 제어하여 위상 제어하도록 함으로써 인버터부(9)의 입력전압(e1)을 변화시킨다.

또한, 상기 용기(11)의 재질이 알루미늄과 같은 비자계 금속으로 만들어진 경우에는 변류기(23)에서 검출되는 전류의 값이 크기 때문에 상기 부하 검출부(40)는 비자계 금속으로 판정하고 릴레이(20)를 제어하기 전에 메인 릴레이(30)를 약 100msec 정도 오프시켜 인버터부(9)의 공진용 콘덴서(17)(18)에 충정된 전압을 방전시키도록 한다.

그런다음 릴레이(20)를 제어하여 릴레이 접점(20a)(20b)를 연결함과 동시에 위상 제어부(8)에 전압 선택신호를 출력한 후 약 900msec 지연시킨 후 메인 릴레이(30)를 온시킨다.

이에 제1,2코일(13)(14)이 선택되어 권선수가 증가하게 되고, 공진용 콘덴서(17)(18)가 선택된다. 이때 제1,2코일(13)(14)에 걸리는 전압과 공진용 콘덴서(17)를 통해 흐르는 전류 사이의 위상을 위상 검지부(21)가 검지하고 그 검지한 위상에 따른 고주파를 출력하면, 이를 인버터 구동부(22)가 전달받아 고주파에 대응하는 인버터 구동신호를 인버터부(9)의 스위칭 트랜지스터(15)(16)로 출력하여 번갈아 가면서 온 및 오프하도록 한다.

이때는 자계 금속일 때 보다 더 높은 주파수로 인버터부(9)가 구동되어 워킹코일(12)에 주파수가 높은 고주파 전류를 공급하여 용기(11)를 유도가열한다.

이와동시에 위상 제어부(8)는 상기 부하 검출부(40)의 전압 선택신호에 따라 정류및 평활부(1)의 사이리스터(7)를 제어하여 위상 제어하도록 함으로써 인버터부(9)의 입력전압(e1)을 변화시킨다. 즉, 낮은 전압으로 변환시킨다.

마찬가지로, 가열을 정지시킬 경우에도 릴레이(20)를 제어하기에 앞서 메인 릴레이(30)를 오프시킨다음 릴레이(20)를 제어하여 릴레이 접점(20a)(20c)이 연결되도록 한 후 900msec 지연 후 메인 릴레이(30)를 온시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 자계 금속이나 비자계 금속 용기를 판정한 후 릴레이를 제어하여 가열동작을 전환할 경우나 가열후 정지시킬 경우 릴레이의 전환 전에 메인 릴레이를 오프시켜 콘덴서 전압을 방전시키고 동작을 수행하도록 함으로써 접점의 고내압을 해결하고, 융착을 방지하도록 한다.

Claims (3)

1. 용기를 설치하는 상단판(10), 상단판에 설치된 용기를 유도가열 하는 워킹코일(12), 워킹코일 제어출력에 따라 접점을 달리하여 워킹코일의 권선수를 변화시켜 주는 릴레이(20), 코일에 고주파 전류를 공급하는 인버터부(9)와, 전원 공급단으로부터 공급되는 상용전원을 직류전압으로 변환시켜 상기 인버터부(9)로 공급하는 정류및 평활부를 구비한 유도가열 조리기에 있어서, 상기 릴레이(20)의 접점 전환시나 가열정지시에 소정시간 동안 오프시켜 상기 인버터부(9)의 공진용 콘덴서에 충전된 전압을 방전시키고, 상기 릴레이(20)의 접점전환 후에 임의의 시간동안 지연시킨 후 온시키도록하는 메인 릴레이(30)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로.
2. 제1항에 있어서, 메인 릴레이(30)의 오프시간은 약 100msec 인 것을 특징으로 하는 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로.
3. 제1항에 있어서, 동작전환 후 지연시간은 약 900msec 인 것을 특징으로 하는 자계/비자계 금속겸용 유도가열조리기의 가열동작 전환회로.