KR0176903B1

KR0176903B1 - 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치

Info

Publication number: KR0176903B1
Application number: KR1019960006376A
Authority: KR
Inventors: 정용채; 전효식
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR970064513A

Abstract

본 발명은 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치에 관한 것으로, 종래에는 주파수 제어를 통해서 조리기의 출력을 제어함에 따라 가령 각 가열판위에 다른 크기의 용기를 놓거나 또는 다른 출력을 내고 있을 경우에는 인접한 가열판 사이에서 동작주파수의 차이에 의한 간섭음이 발생하는 문제점과 각각 별개의 제어회로를 갖는 인버터로 각각 하나의 워킹코일에 전력을 공급하기 때문에 전체 시스템이 커지고 가격 또한 상승하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 두개의 평활용 커패시터를 직렬로 연결하고, 역병렬 다이오드를 갖는 스위치4개가 두개씩 직렬로 연결되서 상기 평활용 커패시터에 각각 병렬로 연결하며, 두개의 워킹코일은 각 스위치들의 연결점과 입력 평활용 커패시터 사이에 각각 연결 구성하여 가열판과 가열판 사이에서 발생하는 간섭음을 제거하도록 하여 주방에서 안정되고 조용하게 조리를 행할 수 있도록 한다.

Description

하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치

제1도는 종래의 다출력형 전자 유도 가열장치 회로구성도.

제2도는 본 발명의 다출력형 전자 유도 가열장치 회로구성도.

제3도는 제2도에서, L_r1구동시 스위치 상태 및 인덕터 전류파형도.

제4도는 본 발명의 다출력형 전자 유도가열장치의 일실시예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 가열부 200 : 스위칭부

S1-S8 : 스위치 L_r1-L_r4: 워킹코일

C_f: 평활용 커패시터

본 발명은 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치에 관한 것으로, 특히 가열판과 가열판 사이에서 발생하는 서로 다른 동작주파수 차이에 의한 간섭음을 제거하고 하나의 인버터로 여러개의 가열판을 제어 할 수 있도록 한 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치에 관한 것이다.

종래 다출력형 전자 유도 가열장치의 회로구성은, 제1도에 도시된 바와같이, 입력되는 상용전원(AC)를 맥동 직류전압으로 정류시켜 출력하는 정류수단과, 상기 정류수단을 통해 정류된 직류전압을 평활시켜 일정한 직류전압으로 만드는 평활수단과, 상기 평활수단으로 부터 평활된 전압에 직렬로 구성된 역병렬 다이오드를 갖는 두개의 스위치로 이루어지고 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과, 상기 인버터수단에 의한 공진전압에 의해 발생하는 자장에 의한 전기 유도효과로 가열되어질 가열판에 와전류를 유도시켜 가열하도록 하는 워킹코일로 이루어진 가열장치가 여러개 병렬로 연결되어 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

입력되는 상용전원(AC)을 정류부(1a)에서 브릿지 다이오드를 이용하여 정류시키고 이때 만들어진 맥동 직류전압을 평활부(2a)의 필터 인덕터(L_f1)와 커패시터(C_f1)에 의해 평활되어 일정한 직류전압으로 만들어진다.

이렇게 만들어진 직류전압이 인버터부(3a)에 공급되는 상태에서, 먼저 스위치(S2)를 온시키면 공진탱크에 입력전압이 가해지고 워킹코일(L_r1)의 전류가 공진에 의해서 증가하고 공진 커패시터(C_r1)에는 공진전류에 의해서 충전된다.

얼마후에 스위치(S2)를 오프하고 스위치(S1)를 온하게 되며, 상기 공진 커패시터(C_r1)의 충전에너지의 방전에 의해서 워킹코일(L_r1)의 전류는 반대방향으로 흐르게 된다.

상기의 동작을 가청주파수 이상의 높은 주파수로 반복시켜 주면 워킹코일(L_r1) 위에 있는 가열판에 적절한 출력을 전달할 수 있게 된다.

상기에서 인버터부(3a)의 스위치(S1)(S2)를 구동하기 위한 스위칭 구동신호는 미도시된 마이크로 프로세서에서 내보낸다.

이상의 동작에 의하여 1개의 가열판을 구동하게 되는데, 가령 여려개의 가열판을 구동할 경우에는 제1도에 도시한 가열장치(10a)를 상용전원(AC)에 여러개 병렬로 연결하면 된다.

그러나, 상기에서와 같은 종래의 기술에 있어서, 일반적으로 주파수 제어를 통해서 출력을 제어함에 따라 가령 각 가열판위에 다른 크기의 용기를 놓거나 또는 다른 출력을 내고 있을 경우에는 인접한 가열판 사이에서 동작주파수의 차이에 의한 간섭음이 발생하는 문제점과 각각 별개의 제어회로를 갖는 인버터로 각각 하나의 워킹코일에 전력을 공급하기 때문에 전체 시스템이 커지고 가격 또한 상승하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 두개의 평활용 커패시터를 직렬로 연결하고, 역병렬 다이오드를 갖는 스위치4개가 두개씩 직렬로 연결되서 상기 평활용 커패시터에 각각 병렬로 연결하며, 두개의 워킹코일은 각 스위치들의 연결점과 입력 평활용 커패시터 사이에 각각 연결 구성하여 가열판과 가열판 사이에서 발생하는 간섭음을 제거하도록 한 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치 구성은, 제2도에 도시한 바와같이 입력전원의 역률을 높이고 입력전원을 둘로 나누기 위해 직렬로 연결된 두개의 평활용 커패시터(C_f1)(C_f2)와, 역병렬 다이오드를 갖는 스위치4개가 두개씩 직렬로 연결되서 상기 평활용 커패시터에 각각 연결되도록 구성하여 별도의 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 선택적인 가열을 행하도록 하는 스위칭수단과, 상기 각 스위치들의 연결점과 평활용 커패시터 사이에 각각 연결되는 두개의 워킹코일로 이루어져 상기 스이칭 수단에 의해 입력되는 전원에 따라 발열하여 하나 이상의 가열판을 선택적으로 가열하도록 하는 가열수단으로 구성한다.

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

먼저, 두개의 평활용 커패시터(C_r1)과(C_r2) 사이의 연결점과 스위칭부(200)의 스위치(S1)과 (S2) 사이의 연결점에 연결되어 있는 제1가열부(1001)의 워킹코일(L_r1)만 구동할 경우, 제 3 도에서와 같이, 스위치(S1,S2)를 온(ON) 또는 오프(OFF)로 제어하고 스위치(S3,S4)는 항상 오프 시켜 놓으면, 상기 워킹코일(L_r1)에는 적절한 출력을 낼 수 있고 제2가열부(1001)의 워킹코일(L_r2)에는 전혀 유기되는 전류 및 전압이 없다.

즉, 제1가열부(1001)의 워킹코일(L_r1)만 구동할 경우 제 3 도에서와 같이 초기에 스위칭부(200)의 스위치(S1)를 온하게 되면 워킹코일(L_r1)에 흐르는 전류는 영(ZERO)에서 부터 어느 설정치까지 선형적으로 증가한다.

이후에 스위치(S1)를 오프시키고 스위치(S2)를 온하게 되면, 상기 스위치(S2)의 역병렬 다이오드(D2)를 통해서 워킹코일(L_r1)에 역전압이 걸리게 되고 워킹코일(L_r1)에 흐르는 전류는 영까지 선형적으로 감소하게 된다.

이렇게해서 워킹코일(L_r1)에 흐르는 전류가 영까지 떨어지면 한주기가 끝난다.

이러한 동작을 반복함에 의해서 원하는 출력을 낼 수 있다.

그리고, 제2가열부(1002)의 워킹코일(L_r2)만 구동할 경우 스위치부(200)의 스위치(S3)과 (S4)를 온(ON) 또는 오프(OFF)로 제어하고 스위치(S1)과 (S2)는 오프시켜 놓으면, 상기 워킹코일(L_r1)의 경우와 같은 동작을 하여 워킹코일(L_r2)에 적절한 출력을 낼 수 있다.

또한, 각 스위치의 턴오프 손실을 줄이기 위해 각 스위치에 보조공진 커패시터를 붙여주면 각 스위치들 사이에 모든 스위치가 오프되는 데드타임을 갖게되고, 이 기간동안 워킹코일과 보조공진 커패시터가 공진을 해서 각 스위치가 영전압 조건에서 오프된다.

따라서, 각 스위치의 스위칭 손실을 최소화할 수 있고, 워킹코일(L_r2)의 전류는 제3도에서와 같이 삼각파의 첨두치가 공진에 의해서 완만(SMOOTH)해져서 EMI특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예로 제4도에 도시한 바와같이, 역병렬 다이오드를 갖는 스위치 네개와 두개의 워킹코일(L_r3. L_r4)을 더 삽입하게 되면 하나의 인버터로 4개의 가열판을 갖는 전자 유도 가열장치를 구성할 수 있다.

이 경우 워킹코일(L_r1)만 구동할 경우 스위치(S1)과(S2)를 온(ON) 또는 오프(OFF)로 제어하고 그 이외의 스위치(S3,S4,S5,S6,S7,S8)를 모두 오프시키고, 워킹코일(L_r2)만 구동할 경우에는 스위치(S3)과 (S4)를 온/오프로 제어하고 나머지 스위치(S1,S2,S5,S6,S7,S8)를 모두 오프시킨다.

마찬가지로 워킹코일(L_r3)만 구동할 경우엔 스위치(S5)와 (S6)을 온/오프로 제어하고 나머지 스위치(S1,S2,S3,S4,S7,S8)를 모두 오프시키고, 마지막으로 워킹코일(L_r4)만 구동할 경우 스위치(S7)과 (S8)을 온/오프로 제어하고 나머지 스위치(S1,S2,S3,S4,S5,S6)을 모두 오프시키면 된다.

이 경우에도 시분할 제어를 통해서 가열판 사이에서 발생하는 간섭음을 제거할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 스위치의 온/오프제어에 대하여 시분할 제어를 통하여 수행하므로 가열판과 가열판 사이에서 발생하는 간섭음을 제거한다.

결국 여러개의 가열판을 갖는 조리기에서 간섭음을 제거함으로 인하여 주방에서 조용하고 안정된 상태에서 조리를 할 수 있으며, 대출력의 산업용 유도 가열장치에 응용할 수도 있는 효과가 있다.

Claims

입력전원의 역률을 높이고 입력전압을 둘로 나누기 위해 직렬로 연결된 두개의 평활용 커패시터(C_f1)(C_f2)와 ; 역병렬 다이오드를 갖는 스위치 4개가 두개씩 직렬로 연결(S1,S2)(S3,S4)되어 상기 평활용 커패시터에 병렬연결되어 스위칭동작을 행하여 필요한 전원을 공급하도록 하는 스위칭 수단과; 상기 평활용 커패시터(C_f1)(C_f2)의 연결점과 스위치(S1)(S2)과 (S3,S4)의 연결점 사이에 워킹코일(L_r1)(L_r2)이 연결되어 상기 스위칭수단에 의한 전원에 따라 발열하여 하나 이상의 가열판을 선택적으로 가열하는 가열수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치.
제1항에 있어서, 직렬로 연결된 두개의 역병렬 다이오드를 갖는 스위치와 하나의 워킹코일로 구성된 회로를 직렬로 연결된 두개의 평활용 커패시터에 병렬로 N개를 병렬 구성하여 N개의 가열판을 동작시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치.
제1항에 있어서, 가열수단의 출력은 시분할 제어를 통하여 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 하프-브릿지형 다출력 전자 유도 가열장치.