KR100206843B1 - 유도가열 조리기의 가열 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 유도가열 조리기의 가열 제어방법에 관한 것으로, 종래의 장치는 비자성 용기에 조리물을 넣은 총중량이 가벼울 경우 용기가 탑플레이트위를 떠서 이동하여 출력이 불안정해지고 시스템 파손의 위험이 있는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 사용자가 입력한 목표출력을 내기 위해 출력제어를 행함과 동시에 도달시간을 측정하여 기준시간내에 출력이 도달하지 못하면 현재 조리용기의 중량을 판단하는 제1단계와; 상기 단계의 판단결과 무거운 용기이면 현 상태로 가열을 진행하고, 경중량의 용기이면 현재출력을 검출하여 기준출력과 비교하는 제2단계와; 상기 제2단계의 비교결과 현재출력이 기준출력보다 작으면 동작을 정지하고, 현재출력이 기준출력보다 크면 출력단계를 낮추어 가열을 진행하는 제3단계로 이루어진 것을 유도가열 조리기의 가열 제어방법을 창안한 것으로, 이와 같이 경중량의 용기 및 반발력 정도에 따라 적절한 제어를 함으로써 경중량의 비자성 용기도 가열할 수 있어 용기 적용범위를 넓힘은 물론 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

유도가열 조리기의 가열 제어방법

제1도는 종래 유도가열 조리기의 회로 구성도.

제2도는 반발력의 원리를 나타내기 위한 설명도.

제3도는 반발력(F) 식을 유도하기 위한 도.

제4도는 본 발명의 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정류부 20 : 필터부

30 : 인버터 40 : 전압검지부

50 : 제어부 60 : 제어전압설정부

70 : 전압제어발진기 80 : 인버터구동부

본 발명은 유도가열 조리기의 가열 제어방법에 관한 것으로, 특히 비자성의 용기를 가열할 경우 용기의 중량 및 반발력 정도를 판별하여 그에 따른 제어를 함으로써 경중량의 비자성 용기도 가열할 수 있도록 한 유도가열 조리기의 가열 제어방법에 관한 것이다.

제1도는 종래 유도가열 조리기의 회로 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 입력되는 교류전원을 정류하여 직류전압을 출력하는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 출력전압을 필터링하는 필터부(20)와; 상기 필터부(20)로부터 제공되는 직류전압을 스위칭제어신호에 따라 스위칭소자를 도통 및 차단시켜 얻어지는 공진전압을 출력하는 인버터(30)와; 상기 인버터(30)로부터 제공되는 공진전압에 의해 조리용기에 와전류를 유도시켜 가열하도록 하는 두 개로 분리시킨 가열코일(L1,L2)과; 상기 가열코일(L2,L3) 사이의 공통접속점과 공진콘텐서(C3,C4) 사이의 공통접속점 사이에 연결하여 자성용기냐 비자성용기냐 따라 하나의 가열코일(L2) 또는 분리된 가열코일(L2,L3) 모두를 선택하도록 하는 릴레이스위치(SW1)와; 상기 교류전원에서 부하쪽으로 흐르는 전류를 그에 따른 전압으로 검출하는 전압검지부(30)와; 상기 전압검지부(30)를 통해 검지한 전압에 대한 펄스폭변조(PWM)를 출력하는 제어부(50)와; 상기 제어부(50)의 제어신호에 따라 제어전압을 설정하는 제어전압설정부(60)와; 상기 제어전압설정부(60)의 출력신호에 따른 주파수를 출력하는 전압제어발진기(70)와; 상기 전압제어발진기(70)의 주파수에 따른 스위칭 제어신호를 상기 인버터(30)에 인가하는 인버터구동부(80)로 구성된다.

이와 같이 구성한 종래 회로의 동작을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

사용자가 조리하고자 하는 음식물을 조리용기에 담아 탑플레이트에 놓은 후, 원하는 기능키를 선택하면, 제어부(50)는 선택된 명령이 수행되도록 가열을 위한 제어신호 즉, 펄스폭변조신호를 출력한다.

이에 따라 제어전압설정부(60)는 상기 펄스폭변조신호를 정류하여 그 정류된 신호를 전압제어발진기(70)에 인가하면, 제어전압발진기(70)는 그 신호에 따른 주파수를 출력한다.

그러면 인버터구동부(80)는 상기 전압제어발진기(70)의 주파수에 따른 스위칭제어신호를 인버터(30)에 인가한다.

이때, 전압검지부(30)는 교류전원단자로부터 부하로 흐르는 전류를 검출하여 그에 따른 전압으로 변환하여 제어부(50)에 인가한다.

이에 따라 상기 제어부(50)는 현재의 전력량을 검출하고, 목표의 전력을 얻기 위한 적절한 펄스폭변조신호를 출력한다.

한편, 유도가열 원리는 가열코일(L2,L3)에 고주파전류를 흘려 자속을 발생시키고, 이 자속이 다시 용기에 와전류를 유도하여 그 와전류에 의해 용기 자체가 발열되면서 가열하는 것이다.

그런데 상기 과정에서 용기에 유도된 와전류와 가열코일(L2,L3)에 공급된 전류는 위상이 서로 반대이다. 따라서 가열코일(L2,L3)과 용기는 서로 반발하는 힘을 받게 된다.

상기 반발력의 원리를 무한 도선을 가정하여 나타내면 제2도에 도시된 바와 같다.

그리고 반발력(F) 현상을 수식으로 나타내면 아래 식과 같다.

이다.

이때, 제3도는 상기 식을 유도하기 위한 설명도이다.

상기 설명에서 보는 바와 같이 가열코일(L2,L3)의 전류가 반발력의 주용인자임을 알 수 있다.

따라서 비자성 용기를 가열할 경우 자성체의 경우에 비교하여 투자율이 작아 자속 흡인력이 작고, 자속밀도가 커지므로 반발력이 증가하고, 또한 저항면에서도 비자성체가 자성체보다 작으므로 동일 출력을 내기 위해서는 가열코일에 더욱 큰 전류를 흘려야 하므로 반발력은 더욱 증가하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래의 장치는 비자성 용기에 조리물을 넣은 총중량이 가벼울 경우 용기가 탑플레이트위를 떠서 이동하여 출력이 불안정해지고 시스템 파손의 위험이 있는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 경중량의 용기 및 반발력 정도를 판별하여 그에 따른 제어를 하게 함으로써 경중량의 비자성 용기도 가열할 수 있어 용기 적용범위를 크게 할 수 있도록 한 유도가열 조리기의 가열 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 비자성 가열 유도가열 조리기의 가열 제어방법은 사용자가 입력한 목표출력을 내기 위해 출력제어를 행함과 동시에 도달시간을 측정하여 기준시간내에 출력에 도달하지 못하면 현재 조리용기의 중량을 판단하는 제1단계와; 상기 단계의 판단결과 무거운 용기이면 현 상태로 가열을 진행하고, 경중량의 용기이면 현재출력을 검출하여 기준출력과 비교하는 제2단계와; 상기 제2단계의 비교결과 현재출력이 기준출력보다 작으면 동작을 정지하고, 현재출력이 기준출력보다 크면 출력단계를 낮추어 가열을 진행하는 제3단계로 이루어진다.

본 발명의 구성은 제1도에 도시한 종래 회로도와 동일하다. 따라서, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 제1도 및 본 발명의 동작흐름도를 나타낸 제4도를 참조하여 설명한다.

먼저, 사용자가 조리하고자 하는 음식물을 조리용기에 담아 탑플레이트에 놓은 후, 원하는 기능키를 선택하면, 우선 부하 즉, 조리용기가 자성용기인지 또는 비자성용기인지를 판단한다. 그 판단결과 비자성용기이면 반발력 존재를 판별하게 된다.

여하튼 조리용기가 입력되고, 선택키가 눌려지면 사용자가 입력한 목표출력을 내기 위해 출력제어를 행함과 동시에 도달시간을 측정한다.

상기 측정결과 기준시간내에 목표치에 도달하면 정상적으로 가열을 하고, 기준시간내에 목표치에 도달하지 못하면 이상이 있는 것으로 판단하여 현재의 용기가 경중량인지를 판단한다.

여기서 경중량인지를 판단하는 이유는 경중량의 용기일 경우는 용기가 탑플레이트위를 떠서 이동하여 출력의 변동이 생기기 때문이다.

따라서 C/T변화를 검출하면 현재 용기가 경중량인지를 판단할 수 있다.

즉, C/T의 변화가 적은 경우는 무거운 용기이고, C/T의 변화가 큰 경우는 경중량의 용기이다.

상기 판단결과 무거운 용기인 경우에는 용기가 편심되어 있어 목표 출력에 도달하지 못한 경우이므로 현재 력으로 가열을 진행한다.

그러나 경중량인 경우에는 반발력에 의한 영향이 존재하고 있다는 것인데, 이와 같이 반발력을 받을 경우 용기는 무게별로 부상전도가 결정되어 결국 갭이 증대되는 효과로 출력이 제한된다. 따라서 현재의 출력을 검출함으로써 반발력의 정도를 알 수 있다.

상기에서 현재출력을 검출하여 현재출력이 기준치보다 작은 경우는 가열의 효과를 낼 수 없으므로 동작을 정지한다.

그러나 현재출력이 기준치 보다 클 경우는 출력단계를 한 단계 낮추어 반발력을 최소화 하여 가열한다.

이와 같은 동작중에 동작정지의 경우는 거의 없으므로 거의 모든 용기를 가열할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 경중량의 용기 및 반발력 정도에 따라 적절한 제어를 함으로써 경중량의 비자성 용기도 가열할 수 있어 용기 적용범위를 넓힘은 물론 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 사용자가 입력한 목표출력을 내기 위해 출력제어를 행함과 동시에 도달시간을 측정하여 기준시간내에 출력에 도달하지 못하면 현재 조리용기의 중량을 판단하는 제1단계와; 상기 단계의 판단결과 무거운 용기이면 현 상태로 가열을 진행하고, 경중량의 용기이면 현재출력을 검출하여 기준출력과 비교하는 제2단계와; 상기 제2단계의 비교결과 현재출력이 기준출력보다 작으면 동작을 정지하고, 현재출력이 기준출력보다 크면 출력단계를 낮추어 가열을 진행하는 제3단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 가열 제어방법.
2. 제1항에 있어서, C/T의 변화를 검출하여 조리용기의 중량을 검출하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 가열 제어방법.