KR100230775B1

KR100230775B1 - Heating control method for induction heating cooker

Info

Publication number: KR100230775B1
Application number: KR1019960077539A
Authority: KR
Inventors: 박병욱
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR19980058227A

Abstract

본 발명은 유도가열 조리기의 가열제어 방법에 관한 것으로, 종래의 장치는 비자성 경중량의 용기의 경우는 용기가 탑플레이트(top plate)위를 떠서 이동하여 출력이 불안정 해지고 시스템이 파손될 위험이 있다.The present invention relates to a heating control method of an induction heating cooker, in the case of a conventional non-light weight container, the container floats on a top plate, so that the output becomes unstable and the system may be damaged. .

따라서, 용기적용 범위가 제한되는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 비자성 용기를 가열하는 경우 릴레이(RY1)를 오프시켜 3개의 직렬접속의 가열코일(L1-L3)을 사용하여 목표출력이 되도록 제어함과 동시에 도달시간을 체크하는 제1단계와; 상기 제1단계의 체크결과 기준시간내에 목표치에 도달하지 못했으면 변류기(C/T)를 통해 검출되는 입력전류의 변화를 검출하여 용기의 무게를 판단하는 제2단계와; 상기 제2단계의 판단결과 용기가 무거우면 현재 출력상태로 가열을 진행하고, 용기가 가벼우면 릴레이(RY2)를 온시켜 2개의 가열코일(L1,L2)만을 사용하여 가열을 진행하는 제3단계로 이루어진 유도가열 조리기의 가열 제어방법을 창안한 것으로, 이와같이 비자성 용기를 가열할 때 용기의 무게를 판별하여 경중량인 경우에는 스위칭 동작에 의해 동작 주파수를 높게 선택하여 가열 하도록 함으로써 반발력을 최소화 할 수 있어 가열효율을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, there was a problem in that the container coverage is limited. In order to solve the conventional problems, the present invention, when heating the non-magnetic container, the relay RY1 is turned off to control and reach the target output by using the heating coils L1-L3 of three series connections. Checking a time; A second step of determining the weight of the container by detecting a change in the input current detected through the current transformer C / T if the target value is not reached within the reference time as the check result of the first step; As a result of the determination of the second step, if the container is heavy, the heating is performed to the current output state; if the container is light, the relay RY2 is turned on to heat the heating using only two heating coils L1 and L2. Invented the heating control method of the induction heating cooker consisting of, and when the non-magnetic container is heated in this way, the weight of the container is determined by light weight in the case of light weight, by selecting a high operating frequency by switching operation to minimize the repulsion It can have the effect of improving the heating efficiency.

Description

Heating control method of induction cooker

제1도는 종래 유도가열 조리기의 제어회로 구성도.1 is a block diagram of a control circuit of a conventional induction heating cooker.

제2도는 반발력의 원리를 나타내기 위한 설명도.2 is an explanatory diagram for illustrating the principle of repulsive force.

제3도는 반발력(F)의 수식을 설명하기 위한 도.3 is a diagram for explaining the formula of the repulsive force (F).

제4도는 반발력과 주파수의 관계를 나타낸 그래프.4 is a graph showing the relationship between repulsive force and frequency.

제5도는 본 발명의 일 실시예시도.5 is an embodiment of the present invention.

제6도는 본 발명의 동작 흐름도.6 is an operational flowchart of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 정류부 20 : 필터부10: rectifier 20: filter

30 : 인버터 40 : 전압검지부30: inverter 40: voltage detector

50 : 제어부 60 : 제어전압설정부50: control unit 60: control voltage setting unit

70 : 전압제어발진기 80 : 인버터구동부70: voltage controlled oscillator 80: inverter drive unit

본 발명은 유도가열 조리기에 관한 것으로, 특히 비자성 경중량의 용기를 가열할 경우 스위칭 동작에 의해 동작 주파수를 높게하여 가열하도록 함으로써 안정된 상태에서 비자성 경중량의 용기를 가열 할 수 있도록 한 유도가열 조리기의 가열제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an induction heating cooker, in particular, in the case of heating a non-magnetic light weight container by heating the non-magnetic light weight container in a stable state by heating to increase the operating frequency by a switching operation. It relates to a heating control method of the cooker.

제1도는 종래 유도가열조리기의 제어회로 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 입력되는 교류전원(AC)을 정류하여 직류로 출력하는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 출력전압을 필터링하는 필터부(20)와; 상기 필터부(20)로 부터 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 가열코일(L1,L2)과; 상기 가열코일(L1,L2) 사이의 공통 접속점과 공진콘덴서(C1,C2) 사이의 공통 접속점 사이에 연결하여 자성용기 또는 비자성용기에 따라 하나의 가열코일(L1) 또는 2개의 가열코일(L1,L2) 모두를 선택하도록 하는 릴레이(RY1)와; 상기 교류전원(AC)에서 정류부(10)측으로 흐르는 입력 전류를 검출하여 이를 그에 비례하는 전압으로 변환하는 전압검지부(40)와; 상기 전압검지부(40)의 검지전압에 따른 펄스폭변조신호(PWM)를 출력하는 제어부(50)와; 상기 제어부(50)의 펄스폭변조신호(PWM)에 따른 일정전압을 출력하는 제어전압설정부(60)와; 상기 제어전압설정부(60)의 출력전압에 따른 주파수를 발생하는 전압제어 발진기(70)와; 상기 전압제어발진기(70)의 주파수에 따른 스위칭제어신호를 상기 인버터(30)에 인가하는 인버터구동부(80)로 구성된다.1 is a control circuit configuration diagram of a conventional induction heating cooker, as shown in the rectifier 10 for rectifying and outputting the AC power (AC) input as a direct current; A filter unit 20 for filtering the output voltage of the rectifier unit 10; An inverter (30) for outputting a resonance voltage obtained by conducting and cutting off the switching element according to a switching control signal from the DC voltage provided from the filter unit (20); Heating coils (L1, L2) for inducing eddy currents in the cooking vessel and heating them by the resonance voltage provided from the inverter (30); One heating coil L1 or two heating coils L1 or 2 heating coils L1 or L1 may be connected between the common connection point between the heating coils L1 and L2 and the common connection point between the resonant capacitors C1 and C2. L2) a relay RY1 for selecting all; A voltage detector 40 which detects an input current flowing from the AC power source AC to the rectifier 10 and converts the input current into a voltage proportional thereto; A controller 50 for outputting a pulse width modulated signal PWM according to the detected voltage of the voltage detector 40; A control voltage setting unit 60 for outputting a predetermined voltage according to the pulse width modulation signal PWM of the controller 50; A voltage controlled oscillator 70 generating a frequency according to the output voltage of the control voltage setting unit 60; The inverter control unit 80 applies a switching control signal corresponding to the frequency of the voltage controlled oscillator 70 to the inverter 30.

이와같이 구성된 종래 회로의 동작을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the conventional circuit configured as described above is as follows.

교류전원(AC)이 입력되면 이는 이는 정류부(10)에 의해 직류로 정류되고, 필터부(20)에 의해 필터링되어 인버터(30)에 인가된다.When AC power AC is input, it is rectified to DC by the rectifying unit 10, filtered by the filter unit 20, and applied to the inverter 30.

이때, 사용자가 조리하고자 하는 음식물을 조리용기에 담아 탑플레이트(Top plate)위에 올려 놓은 후, 기능키를 선택하면, 제어부(50)는 이를 인식하여 가열을 위한 펄스폭변조신호(PWM)를 출력한다.At this time, the user puts the food to be cooked in a cooking container, puts it on the top plate, selects a function key, and the control unit 50 recognizes this and outputs a pulse width modulated signal (PWM) for heating. do.

이에따라 제어전압설정부(60)는 상기 제어부(50)의 펄스폭변조신호(PWM)를 정류하여 그에따른 일정전압을 출력한다.Accordingly, the control voltage setting unit 60 rectifies the pulse width modulation signal PWM of the controller 50 and outputs a constant voltage according thereto.

상기 일정전압은 전압제어발진기(70)에 인가되어 그에따른 주파수로 출력되고, 이 주파수는 인버터구동부(80)에 인가되어 인버터(30)의 구동을 위한 스위칭제어신호로 출력된다.The constant voltage is applied to the voltage controlled oscillator 70 and output at a frequency corresponding thereto. The frequency is applied to the inverter driver 80 and output as a switching control signal for driving the inverter 30.

상기에서 음식물을 담은 조리용기가 자성체인 경우에는 릴레이(RY1)를 온시켜 1개의 가열코일(L1)에 의해 가열이 되도록 한다.In the case where the cooking vessel containing the food is a magnetic substance, the relay RY1 is turned on to be heated by one heating coil L1.

그러나 조리용기가 비자성체인 경우에는 릴레이(RY1)를 오프시켜 2개의 가열코일(L1,L2)에 의해 가열이 되도록 한다.However, when the cooking vessel is a nonmagnetic material, the relay RY1 is turned off to be heated by the two heating coils L1 and L2.

이와같은 동작이 이루어질 때 전압검지부(40)는 교류전원(AC)단자로부터 정류부(10)측으로 흐르는 입력전류를 변류기를 통해 검출하여 그에따라 전압으로 변환하여 제어부(50)에 인가한다.When such an operation is performed, the voltage detector 40 detects an input current flowing from the AC power supply terminal to the rectifier 10 side through a current transformer, converts it into a voltage accordingly, and applies it to the controller 50.

이에따라 제어부(50)는 현재의 전력량을 검출하고, 목표의 전력을 얻기 위하여 적절한 펄스폭변조신호(PWM)를 출력한다.Accordingly, the controller 50 detects the current power amount and outputs an appropriate pulse width modulated signal PWM in order to obtain a target power.

이상에서와 같은 동작을 반복하여 요리를 행하게 된다.The above operation is repeated and cooking is performed.

한편, 유도가열의 원리는 제2도에 도시된 바와같이 가열코일에 고주파 전류를 흘려 자속을 발생시키고, 이 자속이 다시 조리용기에 와전류를 유도하여 그 와전류에 의해 용기자체가 발열하여 가열하는 것이다.On the other hand, the principle of induction heating is to generate a magnetic flux by flowing a high-frequency current to the heating coil as shown in Figure 2, the magnetic flux induces an eddy current in the cooking vessel again, the container itself generates heat by heating the eddy current .

그런데 상기 과정에서 용기에 유도된 와전류와 가열코일에 공급되는 전류는 위상이 서로 반대가 되고, 이 경우 가열코일과 용기는 서로 반발하는 힘을 받게 된다.However, in the above process, the eddy current induced in the vessel and the current supplied to the heating coil are reversed in phase, and in this case, the heating coil and the vessel are subjected to a repulsive force.

상기 반발력(F)의 현상을 무한도선을 가정하여 풀어보면 아래 식과 같다.Solving the phenomenon of the repulsive force (F) assuming the infinite line is as follows.

이때, 제3도는 상기 식을 나타내기 위한 도이다.3 is a diagram for representing the above equation.

그리고 종래에는 가열코일과 용기의 갭이 일정하므로 반발력의 주요인자는 가열코일의 전류가 된다.In the related art, since the gap between the heating coil and the container is constant, the main factor of the repulsive force is the current of the heating coil.

그런데, 상기 전류는 고주파전류로서 I=Im cos ωt 로 표현되므로 상세하게는 전류량과 전류의 주파수 특성으로 표시할 수 있다.However, since the current is a high frequency current and is represented by I = Im cos ωt, the current may be represented by the amount of current and the frequency characteristics of the current.

여기에서 전류량의 특성은 전류량이 증가할수록 반발력이 증가하지만, 주파수 특성은 제4도에 도시한 바와같이 주파수가 증가할 수록 반발력이 감소하는 것을 알 수 있다.In this case, the repulsive force increases as the current amount increases, but as shown in FIG. 4, the repulsive force decreases as the frequency increases.

따라서 종래에는 비자성용기를 가열할 경우 비자성용기의 낮은 투자율로 인해 자속밀도가 증가하고, 또한 낮은 비저항으로 인해 많은 전류를 흘려야만 가열출력을 낼 수 있으므로 자성체의 경우에 비해 반발력은 매우 커진다.Therefore, in the related art, when the nonmagnetic container is heated, the magnetic flux density is increased due to the low permeability of the nonmagnetic container, and the repulsive force is very large as compared with the case of the magnetic material since the heating output can be generated only by flowing a large amount of current due to the low resistivity.

따라서 상기 동작설명에서와 같이 자성체와 비자성체를 판별하여 자성체 일경우는 코일의 턴수를 작게하고, 콘덴서 용량을 크게한다.Therefore, as described in the operation description, the magnetic body and the non-magnetic body are discriminated, and in the case of the magnetic body, the number of turns of the coil is reduced and the capacitor capacity is increased.

그러나 비자성체 일경우는 코일의 턴수를 크게하고 콘덴서 용량을 작게하는 2가지 모드로 동작하였다.In the case of nonmagnetic materials, however, the coils were operated in two modes, increasing the number of turns of the coil and reducing the capacitor capacity.

그러나 이와같이 동작할 경우 비자성 경중량의 용기의 경우는 용기가 탑플레이트(top plate)위를 떠서 이동하여 출력이 불안정 해지고 시스템이 파손될 위험이 있다. 따라서 용기적용 범위가 제한되는 문제점이 있었다.However, in such a case, in the case of a non-magnetic light weight container, the container floats on the top plate and the output may become unstable and the system may be damaged. Therefore, there is a problem in that the application range of the container is limited.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 비자성 경중량의 용기를 가열하는 경우는 스위칭 동작에 의해 동작 주파수를 높게 선택하여 가열하게 함으로써 안정된 상태에서 비자성 경중량의 용기를 가열할 수 있어 용기적용 범위를 향상 시킨 유도가열 조리기의 가열제어 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this conventional problem, the object of the present invention is to heat a non-magnetic light weight container in a stable state by heating the non-magnetic light weight container by selecting a high operating frequency by a switching operation. It is possible to provide a heating control method of an induction heating cooker that can improve the application range of the container.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 유도가열 조리기의 가열제어 방법은 비자성 용기를 가열하는 경우 릴레이(RY1)를 오프시켜 3개의 가열코일(L1-L3)을 사용하여 목표출력이 되도록 제어함과 동시에 도달시간을 체크하는 제1단계와; 상기 단계의 체크결과 기준시간내에 목표치에 도달하지 못했으면 C/T의 변화를 검출하여 용기의 무게를 판단하는 제2단계와; 상기 제2단계의 판단결과 무게가 무거우면 현재 출력상태로 가열을 진행하고, 경중량이면 릴레이(RY2)를 오프시켜 2개의 가열코일(L1,L2)만을 사용하여 가열을 진행하는 제3단계로 이루어 진다.The heating control method of the induction heating cooker to achieve the object of the present invention is to control the target output by using three heating coils (L1-L3) by turning off the relay (RY1) when heating the non-magnetic container and Simultaneously checking the arrival time; A second step of determining the weight of the container by detecting a change in the C / T if the target value is not reached within the reference time as a result of the check of the step; As a result of the determination of the second step, if the weight is heavy, the heating is performed in the current output state. If the weight is light, the relay RY2 is turned off to perform the heating using only two heating coils L1 and L2. Is done.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일 실시예를 들어 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to one embodiment.

제5도는 본 발명의 일 실시예시도로서, 이에 도시한 바와같이 입력되는 교류저원(AC)을 정류하여 직류로 출력하는 정류부(10)와; 상기 정류부(10)의 출력전압을 필터링하는 필터부(20)와; 상기 필터부(20)로 부터 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 직렬접속의 가열코일(L1-L3)과; 상기 가열코일(L1,L2) 사이의 공통 접속점과 공진콘덴서(C1,C2) 사이의 공통 접속점 사이에 연결하여 자성용기냐 비자성용기냐에 따라 하나의 가열코일(L1) 또는 2개의 가열코일(L1,L2) 모두를 선택하도록 하는 릴레이(RY1)와; 상기 가열코일(L2,L3)사이의 공통 접속점과 공진콘덴서(C1,C2) 사이의 공통 접속점 사이에 연결하여 비자성 용기가 무거우냐 가벼우냐에 따라 3개의 가열코일(L1-L3) 또는 2개의 가열코일(L1,L2)을 선택하도록 하는 릴레이(RY2)와; 상기 교류전원(AC)에서 정류부(10)측으로 흐르는 입력 전류를 변류기(C/T)를 통해 검출하여 이를 그에 비례하는 전압으로 변환하는 전압검지부(40)와; 상기 전압검지부(40)의 검지전압에 따른 펄스폭변조(PWM)신호를 출력하는 제어부(50)와; 상기 제어부(50)의 펄스폭변조신호(PWM)에 따른 일정전압을 출력하는 제어전압설정부(60)와; 상기 제어전압설정부(60)의 출력전압에 따른 주파수를 발생하는 전압제어발진기(70)와; 상기 전압제어발진기(70)의 주파수에 따른 스위칭제어신호를 상기 인버터(30)에 인가하는 인버터구동부(80)로 구성된다.5 is an exemplary view of the present invention, and the rectifying unit 10 for rectifying and outputting the AC source (AC) input as shown in the DC as shown therein; A filter unit 20 for filtering the output voltage of the rectifier unit 10; An inverter (30) for outputting a resonance voltage obtained by conducting and cutting off the switching element according to a switching control signal from the DC voltage provided from the filter unit (20); Heating coils L1-L3 of series connection for inducing eddy currents in the cooking vessel and heating them by the resonance voltage provided from the inverter 30; One heating coil L1 or two heating coils L1 or L1, depending on whether the magnetic container or the nonmagnetic container is connected between the common connection point between the heating coils L1 and L2 and the common connection point between the resonant capacitors C1 and C2. L2) a relay RY1 for selecting all; Three heating coils L1-L3 or two heatings are connected between the common connection point between the heating coils L2 and L3 and the common connection point between the resonant capacitors C1 and C2 depending on whether the nonmagnetic container is heavy or light. A relay RY2 for selecting coils L1 and L2; A voltage detector 40 for detecting an input current flowing from the AC power source AC to the rectifier 10 through a current transformer C / T and converting the input current into a voltage proportional thereto; A controller 50 for outputting a pulse width modulation (PWM) signal according to the detected voltage of the voltage detector 40; A control voltage setting unit 60 for outputting a predetermined voltage according to the pulse width modulation signal PWM of the controller 50; A voltage controlled oscillator 70 generating a frequency according to the output voltage of the control voltage setting unit 60; The inverter control unit 80 applies a switching control signal corresponding to the frequency of the voltage controlled oscillator 70 to the inverter 30.

이와같이 구성한 본 발명의 일 실시예의 동작은 다음과 같다.Operation of one embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하다.First, the general operation is the same as in the prior art.

따라서 비자성용기를 가열하는 경우에는 릴레이(RY1)는 오프시킨 상태에서 목표출력이 되도록 제어함과 동시에 도달시간을 체크한다.Therefore, in the case of heating the nonmagnetic container, the relay RY1 is controlled to be the target output in the OFF state and the arrival time is checked.

상기 체크결과 기 설정된 기준시간에 목표치에 도달하면 현재의 출력으로 계속 가열을 진행하고, 기준시간에 목표치에 도달하지 못했으면 이상이 있는 것이므로 용기의 무게를 판별한다.As a result of the check, when the target value is reached at the preset reference time, the heating is continued with the current output. If the target value is not reached at the reference time, abnormality is detected and the weight of the container is determined.

상기 용기의 무게는 변류기(C/T)를 통해 검출하는 입력전류의 변화로 감지할 수 있는데, 압력전류의 변화가 적으면 무거운 용기이고, 입력전류의 변화가 크면 경중량의 용기이다.The weight of the vessel can be detected by a change in the input current detected through the current transformer (C / T), a small change in the pressure current is a heavy vessel, a large change in the input current is a light weight vessel.

이와같이 전압검지부(40)의 출력전압을 제어부(50)에서 입력받아 용기의 무게를 판단하여 입력전류의 변화가 적으면 무거운 용기가 편심되어 있는 경우이므로 현재 출력으로 가열을 진행한다. 다시말하면 가열코일(L1-L3)을 모두 사용하여 가열한다.As such, when the output voltage of the voltage detector 40 is input from the controller 50, the weight of the container is judged, and the change in the input current is small, the heavy container is eccentric. In other words, the heating coils (L1-L3) are used to heat.

그러나, 입력전류의 변화가 큰 경우 즉, 경중량의 용기인 경우에는 반발력을 최소화 하기 위해 릴레이(RY2)를 온시킨 상태로 가열을 진행한다. 즉, 가열코일(L1,L2)만을 사용하여 가열을 한다.However, when the change in the input current is large, that is, in the case of a light weight container, heating is performed while the relay RY2 is turned on to minimize the repulsive force. That is, heating is performed using only heating coils L1 and L2.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 비자성 용기를 가열할 때 용기의 무게를 판별하여 경중량인 경우에는 스위칭 동작에 의해 동작 주파수를 높게 선택하여 가열 하도록 함으로써 반발력을 최소화 할 수 있어 가열효율을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention determines the weight of the container when heating the non-magnetic container, and in the case of light weight, the repulsive force can be minimized by selecting a high operating frequency by the switching operation to increase the heating efficiency. It can be effected.

Claims

A first step of turning off the relay RY1 to control the target output using the heating coils L1 to L3 of three series connections when the nonmagnetic container is heated; A second step of determining the weight of the container by detecting a change in the input current detected through the current transformer C / T if the target value is not reached within the reference time as the check result of the first step; As a result of the determination of the second step, if the container is heavy, the heating is performed to the current output state; if the container is light, the third step of heating using only two heating coils L1 and L2 by turning on the relay RY2 Heating control method of the induction heating cooker, characterized in that consisting of.