KR0176838B1 - 유도가열조리기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유도가열조리기는, 상호 직렬연결된 제1, 제2, 자성용기 전용 콘덴서와, 상기 제1, 제2 자성용기전용 콘덴서의 연결점에 순차적으로 직렬연결된 비자성용기 전용 콘덴서 및 제1, 제2 워킹코일과, 상기 직렬연결된 비자성용기 전용 콘덴서 및 상기 제1 워킹코일에 병렬연결된 릴레이를 포함하여 구성되며, 자성용기 전용 콘덴서를 직렬로 두 개 연결하여 사용함으로써 공진부 구조를 대칭적으로 구성하여 잡음 발생을 최소화 할 수 있으며, 특히 고주파 사용에 매우 유리할뿐만 아니라 릴레이 절환시 스트레스가 적어 접촉용량이 적어도 사용할 수 있고 그의 회로구성이 간단해지므로 현실적인 설계가 가능하다.

Description

유도가열조리기
제1도는 종래의 기술에 의한 유도가열조리기의 인버터 회로도.
제2도는 종래의 기술에 의한 유도가열조리기의 다른 인버터 회로도.
제3도는 본 발명에 의한 유도가열조리기의 인버터 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
C 22/2, C 22'/2 : 자성용기전용 콘덴서 RLY21 : 릴레이
본 발명은 유도가열조리기에 관한 것으로, 특히 자성 및 비자성 금속용기를 겸용하기 위해 릴레이 절환시 전압, 전류의 접속용량 및 잡음(noise) 발생을 최소화하기 위한 자성/비자성용기 겸용 유도가열조리기에 관한 것이다.
유도가열조리기는 유도가열(induction heating), 즉 워킹코일에 흐르는 유도전류의 표피효과(skin effect)를 이용하여 에너지 효율을 극대화시키는 조리기로서, 조리용기의 바닥에 워킹코일로부터 발생된 고주파 교류자장을 결합시켜 유기된 와전류를 상기 조리용기의 저항률과 투자율 등과 같은 구성물질특성에 따라 주울열로 변환시켜 발열함으로써 담겨지는 음식물을 조리한다.
그리고 상기 조리용기는 주로 투자율과 저항률이 큰 철계의 자성용기를 사용하였는데, 최근에는 일반적으로 가정에서 사용되고 있는 알루미늄이나 스테인레스304와 같은 비자성 금속용기를 사용하기도 한다.
제1도는 일본공개특허공보 昭62-126584호에 게재된 도시바사의 자성용기와 비자성용기 사용이 모두 가능한 유도가열조리기를 도시한 것으로, 자성용기를 가열시 사용하도록 N1회 권선된 워킹코일(L1)과 공진용 콘덴서(C1)로 이루어진 제1공진회로와, 비자성용기 가열시 사용되도록 N2권선된 워킹코일(L2)과 공진용 콘덴서(C2)로 이루어진 제2공진회로와, 용기에 따라 상기 제1 및 제2공진회로를 절환하기 위한 릴레이(RLY)로 간단하게 구성되며, 유도가열조리기에 용기에 올려지면 상기 제1 및 제2공진회로를 통해 흐르는 전류를 검출하여 그 값이 작으면 자성용기로 판단하여 제1공진회로를 공진모드로 절환하고, 검출전류 값이 크면 비자성용기로 판단하여 제2공진회로를 공진모드로 절환하도록 되어 있다.
다음표는 이러한 상기 릴레이(RLY)이 온, 오프에 따른 인덕턴스값과 캐패시턴스 값을 비교한 것이다.
여기서 상기 자성용기와 비자성용기의 일례로서 각각 Fe과 A1의 전달력을 알아보면, 상기 자성용기인 Fe계의 경우는 투자율(μ)이 100이고, 저항률(ρ)이 9.8×10-8인데 비해, 비자성용기인 A1계의 경우는 투자율이 1이고, 저항률이 2.5×10-8이므로 A1계 용기로의 전달력이 Fe계의 약 1/20로 매우 작은 것을 알 수 있는데, 따라서 비자성용기를 사용하는 경우에는 코일의 권선수(N)와 스위칭주파수를 증가시켜야 함을 알 수 있으며, 상기 유도가열조리기에서는 상기 릴레이를 절환함으로써 이러한 코일의 권선수와 스위칭 주파수를 증가시켰다.
그러나, 상기 도시바사의 유도가열조리기는 상기한 바와 같이 회로가 간단한 장점이 있으나, 공진부가 비대칭구조로 구성되기 때문에 접지측에 치우쳐 50KHz 이하로만 스위칭이 가능하며, 잡음이 발생하고 스트레스가 집중됨으로써 신뢰성이 떨어진다.
이에 따라 최근에는 제2도에 도시한 바와 같이 공진상수를 2개 개별설계하고, 제1, 제2 릴레이(RLY11),(RLY12)에 의해 선택하도록 공진회로를 대칭적으로 하는 유도가열조리기가 개발되었는데, 이 경우 잡음이 감소하는 장점이 있으나 회로가 너무 복잡하고, 비자성 모드 동작시 제2릴레이(RLY12)의 양단전압과 전류량이 과대하게 됨으로써 릴레이가 파괴되는데, 이를 방지할 수 있을 정도의 릴레이를 사용하는 경우에는 가격이 높아 제품가를 향상시키게 된다.
이처럼 종래의 유도가열조리기는 잡음발생을 억제하기 위한 대칭구조와 릴레이 접점용량의 소형화를 동시에 충족시키지 못하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 인버터를 대칭구조로 형성함과 동시에 그의 회로구성을 간단화하고 릴레이 접점용량을 소형화할 수 있는 유도가열조리기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유도가열조리기는, 상호 직렬연결된 제1, 제2 자성용기 전용 콘덴서와, 상기 제1, 제1 자성용기전용 콘덴서의 연결점에 순차적으로 직렬연결된 비자성용기 전용 콘덴서 및 제1, 제2 워킹코일과, 상기 직렬연결된 비자성용기 전용 콘덴서 및 제1 워킹코일에 병렬연결된 릴레이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명의 유도가열조리기는, 제3도에 도시한 바와 같이 자성용기 사용시 공진모드를 제공하도록 하기 위한 상호 직렬연결된 자성용기전용 콘덴서(C22/2, C22'/2)와, 상기 자성용기 전용 콘덴서(C22/2,C22'/2) 양단에 각각 병렬연결된 다이오드(D1, D2) 및 스위치(SW1, SW2)와, 상기 두 개의 자성용기 전용 콘덴서(C22/2,C22'/2)의 연결점에 연결된 비자성용기 전용 콘덴서(C23)와, 상기 비자성용기 전용 콘덴서(C23)와 직렬연결되며 각각의 권선비가 N1,N2인 워킹코일(L21,L22)과, 상기 세 개의 콘덴서(C22/2,C22'/2,C23)의 접속점과 상기 워킹코일(L21,L22)의 연결점 사이에 연결된 릴레이(RLY21)를 포함하여 구성되며, 용기 재질에 따라 상기 릴레이(RLY21)를 온 또는 오프 시켜 공진주파수를 조절한다.
즉, 다음표에 도시한 바와 같이 자성용기를 가열하기 위한 자성모드시에는 상기 릴레이(RLY21)를 온 시키고, 비자성용기를 가열하는 경우에는 그 릴레이(RLY21)를 오프시키는데, 이러한 릴레이(RLY21)의 절환은, 도시하지는 않았으나 상기 워킹코일(L21,L22)측에 픽업코일을 감아 상기 워킹코일(L21,L22)에 흐르는 전류량을 거출하여 조리용기를 판단하고 그에 따라 제어하거나 별도의 부하상태 판전용 전압검출부를 연결하여 제어할 수 있다.
그리고 실제 모드별로 상기 릴레이(RLY21)의 양단 전압과 비자성용기전용 콘덴서(C23)의 전압을 살펴보면, 예를 들어 출력이 1.3KW의 경우 상기 릴레이(RLY21)가 오프되어 비자성가열모드가 되면 상기 비자성용기전용 콘덴서(C23)의 양단 전압(V)은 약 7KV가 되고, 전류는 60암페어(A) 정도로 측정되고, 상기 릴레이(RLY21)의 양단 전압(V)은 1KV 이하로 측정되며 전류는 흐르지 않고, 한편 상기 릴레이(RLY21)가 온 되어 자성 가열모드가 되면 상기 비자성용기 전용 콘덴서(C23)의 양단 전압(V)과 릴레이(RLY21)의 양단 전압(V)은 0KV가 되고, 전류는 30암페어(A) 이하가 되는데, 이로써 모드별 상기 릴레이의 절환시 스트레스가 발생하지 않음을 알 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 자성용기 전용 콘덴서를 직렬로 두 개 연결하여 사용함으로써 공진부 구조를 대칭적으로 구성하여 잡음 발생을 최소화 할 수 있으며, 특히 고주파 사용에 매우 유리할 뿐만 아니라 릴레이 절환시 스트레스가 적어 접촉용량이 적어도 사용할 수 있고 그의 회로구성이 간단해지므로 현실적인 설계가 가능하다.

Claims (2)

  1. 상호 직렬연결된 제1, 제2 자성용기 전용 콘덴서와, 상기 제1, 제2 자성용기전용 콘덴서의 연결점에 순차적으로 직렬연결된 비자성용기 전용 콘덴서 및 제1, 제2 워킹코일과, 상기 직렬연결된 비자성용기 전용콘덴서 및 상기 제1 워킹코일에 병렬연결되어 자성용기/비자성용기에 따라 온/오프되는 릴레이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 릴레이는 상기 워킹코일측에 픽업코일을 권선하여 워킹코일에 흐르는 전류량에 따라 온/오프되게 구성된 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
KR1019950029636A 1995-09-12 1995-09-12 유도가열조리기 KR0176838B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022181877A1 (ko) * 2021-02-23 2022-09-01 엘지전자 주식회사 유도 가열 방식의 쿡탑

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