KR100239364B1 - 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열조리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기에 관한 것으로, 종래에는 일반적인 주파수 제어를 통해서 출력을 제어하므로 만일 각 가열판 위에 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 비싸지게 되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 입력전압의 역률을 향상시키기 위한 필터용 캐패시터(Cf)와, 역병렬 다이오드와 보조공진 캐패시터(Ca1,Ca2)를 각각 구비하고 서로 직렬연결되어 입력되는 스위칭 제어신호에 따라 온 또는 오프되어 가열부를 제어하는 상기 필터용 캐패시터(Cf)와 병렬로 연결된 제1,제2스위치(S1,S2)와, 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제1의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)로 구성되어 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 접속점에 연결되는 제1가열부(100)와, 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제2의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr2)과 공진 캐패시터(Cr12로 구성되어 상기 제1스위치(S1)와 병렬로 연결되는 제2가열부(200)와, 상기 제1가열부(100) 또는 제2가열부(200)를 선택할 수 있는 부하선택 릴레이(RY)로 구성하여, 간섭음을 제거하고, 하나의 인버터로 여러개의 부하를 구동하므로 시스템 전체의 구성이 간단해지고 이에따라 가격을 낮추도록 한 것이다.

Description

다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열조리기

본 발명은 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기에 관한 것으로, 특히 전체 시스템의 가격 및 크기를 줄이고, 각 버너 사이에서 발생하는 간섭음을 제거하도록 한 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기에 관한 것이다.

종래 다출력형 전자유도가열조리기의 회로 구성은, 제 1 도에 도시된 바와같이, 입력되는 상용전원(AC)을 맥동 전압으로 정류시켜 출력하는 정류수단과; 상기 정류수단을 통해 정류된 맥동 전압을 역률을 향상시키기 위해 통과시키는 필터수단과; 상기 필터수단을 통해 얻어진 맥동 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 전자기 유도효과로 가열되어질 가열판에 와전류를 유도시켜가열하도록 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 직류전압은 필터부(2a)의 필터 인덕터(L_f1)와 커패시터(C_f1)에 의해 통과되어 맥동전압으로 만들어진다.

이렇게 만들어진 맥동전압이 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 되면, 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 여러개의 가열판을 구동할 경우에는 제 1 도에 도시한 가열장치(10a)를 상용전원(AC)에 여러개 병렬로 연결하면 된다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 일반적인 주파수 제어를 통해서 출력을 제어하므로 만일 각 가열판 위에 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 비싸지게 되는 문제점이 있다.

따라서 상기에서와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 인버터로 여러개의 부하를 구동하여 각 버너 사이에서 발생하는 간섭음을 제거하고, 전체 시스템의 구성을 간단히하고 이에따라 가격을 줄이도록 한 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열 조리기를 제공함에 있다.

도 1은 종래 다출력형 전자유도가열 조리기의 회로 구성도.

도 2는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열 조리기의 제일실시예.

도 3은 도 2에서, 각 워킹코일 구동시 스위칭상태 및 전류 파형도.

도 4는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열 조리기의 제2실시예.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 제1가열부 200 : 제2가열부

Cf : 필터용 캐패시터 Ca1,Ca2 : 보조공진 캐패시터

Cr1,Cr2 : 공진 캐패시터 Lr1,Lr2 : 워킹코일

RY : 부하선택 릴레이

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 역병렬 다이오드와 보조공진 캐패시터를 각각 구비하고 서로 직렬연결되어 입력되는 스위칭 제어신호에 따라 온 또는 오프되어 가열부를 제어하는 제1,제2스위치와, 상기 제1,제2스위치의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제1의 가열판을 가열하는 제1가열부와, 상기 제1,제2스위치의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제2의 가열판을 가열하는 제2가열부와, 상기 제1가열부 또는 제2가열부를 선택할 수 있는 부하선택 릴레이를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열조리기에 대한 회로 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 입력전원의 역률을 향상시키기 위한 필터용 캐패시터(Cf)와, 역병렬 다이오드와 보조공진 캐패시터(Ca1,Ca2)를 각각 구비하고 서로 직렬연결되어 입력되는 스위칭 제어신호에 따라 온 또는 오프되어 가열부를 제어하는 상기 필터용 캐패시터(Cf)와 병렬로 연결된 제1,제2스위치(S1,S2)와, 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제1의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)로 구성되어 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 접속점에 연결되는 제1가열부(100)와, 상기 제1,제2스위치(S1,S2)의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제2의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr2)과 공진 캐패시터(Cr2)로 구성되어 상기 제1스위치(S1)와 병렬로 연결되는 제2가열부(200)와, 상기 제1가열부(100) 또는 제2가열부(200)를 선택할 수 있는 부하선택 릴레이(RY)로 구성한다.

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

입력전압을 필터용 캐패시터(Cf)에서 필터링하고, 그 필터링한 전압(Vd)을 제1,제2스위치(S1,S2)로 공급한다.

이때 워킹코일(Lr1)이 동작할 경우, 도3의 (a)에서와 같이, 부하선택 릴레이(RY)는 2번단자에 연결되고, 제1스위치(S1)는 오프되고, 제2스위치(S2)는 온된다.

따라서 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)로 구성되는 제1가열부(100)에는 필터용 캐패시터(Cf)로 부터 입력전압(Vd)이 인가됨에 따라 공진을 시작하여 워킹코일(Lr1)에는 도 3의 (c)에서와 같은 전류( i_Lr1 )가 상승한다.

공진 반주기가 지나기전에 제2스위치(S2)를 오프시키면, 제1,제2스위치(S1,S2)의 보조공진 캐패시터(Ca1,Ca2)와 워킹코일(Lr1,Lr2)이 보조공진을 해서 상기 보조공진 캐패시터(Ca1)의 전압은 Vd에서 영까지 떨어지고 그사이 보조공진 캐패시터(Ca2)의 전압은 영에서 Vd까지 상승한다.

이후 제1스위치(S1)의 역병렬 다이오드가 도통되어 제1가열부(100)의 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)에는 영전압이 가해진다.

그러면 공진 캐패시터(Cr1)에 충전된 전압에 의해서 계속 공진이 일어나고 이때 제1스위치(S1)를 영전압의 조건에서 온시킨다.

계속된 공진에 의해서 공진전류가 영으로 떨어지고 이번에는 반대방향으로 공진에 의해서 공진전류가 도 3의 (c)에서와 같이 증가한다.

공진 반주기가 지나기 전에 제1스위치(S1)를 오프시키면 보조공진 캐패시터(Ca1,Ca2)와 제1가열부(100)의 공진탱크(Lr1과 Cr1)가 보조공진을 해서 보조공진 캐패시터(Ca2)의 전압은 Vd에서 영까지 떨어지고 그사이 보조공진 캐패시터(Ca1)의 전압은 영에서 Vd까지 상승한다.

이후 제2스위치(S2)의 역병렬 다이오드가 도통되어 제1가열부(100)의 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)에는 전압Vd가 가해진다.

그러면 계속 공진이 일어나고 이때 제2스위치(S2)를 영전압의 조건에서 온시킨다.

계속된 공진에 의해서 공진전류가 영으로 떨어지면 한주기의 동작이 끝나고 같은 동작이 반복된다.

이러한 동작에 의해 유기된 전류에 의해서 부하에 발생한 와전류(eddy current)에 의해서 부하가 가열된다.

그리고, 제2가열부(200)의 워킹코일(Lr2)을 동작시키려면, 도 3의 (b)에서와 같이, 부하선택 릴레이(RY)를 1번단자에 연결하고 앞에서 언급한 동작에 의해서 부하에 원하는 출력을 공급할 수 있다.

그리고 시분할을 통해서 두 동작을 번갈아 해주면 제1가열부(100)와 제2가열부(200)를 동시에 가열할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예로는 도 4에 도시한 바와같이 제2가열부(200)의 위치를 제2스위치(S2)와 병렬로 연결해주면 앞의 동작설명과 동일한 동작을 한다.

만일 부하의 수가 3개 이상이 되는 경우는 가열부를 직렬로 구성하고, 부하선택 릴레이를 3단자 릴레이 대신 다단자 릴레이 또는 2단자 릴레이를 가열부와 병렬로 구성하면 하나의 인버터로 3개 이상의 부하를 시분할을 통해서 구동할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 간섭음을 제거하고, 전체 시스템의 구성을 간단히하여 가격을 줄이도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력전원의 역률을 향상시키기 위한 필터용 캐패시터와, 역병렬 다이오드와 보조공진 캐패시터를 각각 구비하고 서로 직렬연결되어 입력되는 스위칭 제어신호에 따라 온 또는 오프되어 가열부를 제어하는 상기 필터용 캐패시터와 병렬로 연결된 제1,제2스위치와, 상기 제1,제2스위치의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제1의 가열판을 워킹코일과 공진 캐패시터로 가열하고 상기 제1,제2스위치의 접속점에 연결하는 제1가열부와, 상기 제1,제2스위치의 스위칭동작에 따라 입력되는 전원으로 동작하여 제2의 가열판을 워킹코일과 공진 캐패시터로 가열하고 상기 제1스위치와 병렬로 연결하는 제2가열부와, 상기 제1가열부 또는 제2가열부를 선택할 수 있는 부하선택 릴레이로 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기.
2. 제1항에 있어서, 제2가열부는 제2스위치와 병렬로 연결하여 동일한 효과를 얻도록 한 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기.
3. 제1항에 있어서, 워킹코일과 공진 캐패시터로 구성된 가열부는 2개 이상으로 확장할 수 있고, 그 가열부의 수에 맞는 부하선택 릴레이를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 하프 브릿지 유도가열 조리기.

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