KR100242324B1 - 전자렌지의균일출력을위한냉각장치및그제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론의 냉각팬 제어를 통하여 마그네트론의 과승에 의한 출력저하를 방지하여 균일출력을 얻고자 하는 전자렌지의 균일출력 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 입력전원을 소정의 크기로 승압하는 트랜스포머, 트랜스포머에 의하여 승압된 전원을 배압 및 정류하는 콘덴서 및 다이오드, 배압정류된 승압전원에 의하여 구동되고 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 구비한 전자렌지에 있어서, 마그네트론의 온도를 측정하기 위한 온도센서부, 마그네트론을 냉각하기 위한 냉각팬구동부, 온도센서부로부터 소정주기로 읽어들인 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 냉각팬구동부를 구동시키고, 이하일 경우 냉각팬구동부를 정지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의하면, 마그네트론을 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 반복조리시 마그네트론의 온도상승에 의한 초기 출력저하를 방지하므로서 조리동작시 균일출력을 유지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

전자렌지의 균일출력 제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 전자렌지의 균일출력 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 마그네트론의 냉각팬 제어를 통하여 마그네트론의 과승에 의한 출력저하를 방지하여 균일출력을 얻고자 하는 전자렌지의 균일출력 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지는 마이크로파 발생장치인 마그네트론을 구비하여 마그네트론에서 발생된 마이크로파를 음식물에 조사하므로서, 음식물의 분자배열을 움직여 이때 발생하는 열을 이용하여 음식물을 익히게 하는 조리기구이다. 이러한 마그네트론은 일종의 진공관으로 양극과 음극에 높은 전류가 인가되어야만 마이크로파를 발생시키게 되며, 높은 전류 덕분에 많은 열이 발생됨에 따라 이를 냉각하기 위한 냉각수단, 즉 냉각핀 및 냉각팬이 마련되어 있다.

도 1은 종래 전자렌지의 전기회로도를 도시한 것으로, 이를 참조하여 마그네트론의 냉각장치인 냉각팬의 구동에 관하여 설명하고자 한다.

먼저, 플러그(1)를 통한 전원공급이 이루어진 상태에서 사용자가 조리하고자 하는 음식물을 넣고 도어를 닫게 되면 도어 레치에 의하여 마이크로스위치로 구성된 안전스위치(2,3)가 연동동작되어 회로를 닫게 되며, 또한 쇼트회로를 구성하는 모니터스위치(4)가 연동동작되어 쇼트회로를 열게 된다. 그리고 조리명령이 입력되면 메인릴레이스위치(5) 및 파워스위치(6)가 회로를 닫아 각 부하에 전원을 공급하게된다. 즉, 조리실램프(7)가 점등되며, 턴 테이블을 회전시키기 위한 드라이브모터(8)가 구동되며, 고압트랜스포머(H.V.T) 및 마그네트론(10)을 공냉시키기 위한 냉각팬(9)가 구동되며, 또한 고압트랜스포머(H.V.T)를 통하여 승압된 전원을 인가받은 마그네트론(10)에서의 마이크로파의 발진이 이루어져 조리동작을 수행하게 된다. 이때 마그네트론(10)의 음극부 및 양극부에 높은 전류가 인가되어 많은 열이 발생되는데, 이 마그네트론(10)의 구성부중 양극부와 음극부 사이의 전자의 운동을 제어하기 위한 자계를 발생시키는 영구자석은 열에 약한 특성이 있다. 따라서, 일정온도 이상 상승할 경우 자계의 세기가 약화되어 마그네트론(10)의 출력을 저하시키게 되는바, 이를 해소하기 위한 수단으로 마그네트론(10)의 몸체에 냉각핀이 결합되고, 또한 공냉시키기 위한 냉각팬(9)가 마련되어 마그네트론(10) 동작시 연동동작되도록 회로가 구성되어 있다.

이후, 조리동작이 완료되게 되면 메인릴레이스위치(5) 및 파워스위치(6)가 열려 마그네트론(10)에로의 전원공급이 차단되며, 동시에 드라이브 모터(8) 및 냉각팬(9)의 구동도 멈추게 된다.

그러나, 이러한 종래 전자렌지의 균일출력을 유지하기 위한 냉각팬 제어회로는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 마그네트론과 냉각팬이 연동동작되므로서, 마그네트론이 정지하게 되면 냉각팬 역시 정지되어 냉각기능을 수행하지 못하게 된다. 따라서, 냉각핀만으로 마그네트론을 적정온도로 냉각시키는데 많은 시간이 쇼요되게 된다. 또한, 조리동작을 연속적으로 수행할 경우, 초기 조리종료후 다음 조리를 연속 수행할 경우 초기 조리종료와 함께 마그네트론 및 냉각팬이 연동되어 멈춤으로써, 냉각력이 떨어져 다음 조리시 마그네트론의 초기 출력저하를 가져오는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 마그네트론에 온도감지수단을 두어 마그네트론이 정지되더라도 마그네트론의 온도가 일정온도 이하로 낮아질때까지 냉각팬을 더 구동시켜 다음조리시에도 균일출력이 이루어질 수 있도록한 전자렌지의 균일출력 제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 전자렌지의 전기회로도,

도 2는 본 발명에 따른 전자렌지의 전기회로도,

도 3은 본 발명이 적용된 전자렌지의 일부 절개 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 전자렌지의 제어블록도,

도 5는 도 4의 제어부에서 실행하는 동작순서를 나타낸 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20:노이즈필터부 30:저압부 31:조리실램프

32:드라이브모터 33:냉각팬모터 34,35:안전스위치

36:모니터스위치 37:메인릴레이 38:파워스위치

39:냉각팬릴레이스위치 40:고압부 41:고압콘덴서

42:고압다이오드 44:마그네트론 45:온도센서

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 입력전원을 소정의 크기로 승압하는 트랜스포머, 상기 트랜스포머에 의하여 승압된 전원을 배압 및 정류하는 콘덴서 및 다이오드, 상기 배압정류된 승압전원에 의하여 구동되고 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 구비한 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론의 온도를 측정하기 위한 온도센서부, 상기 마그네트론을 냉각하기 위한 냉각팬구동부, 상기 온도센서부로부터 소정주기로 읽어들인 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 상기 냉각팬구동부를 구동시키고, 이하일 경우 상기 냉각팬구동부를 정지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고 한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자렌지의 전기회로도, 도 3은 본 발명이 적용된 전자렌지의 일부 절개 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 전자렌지의 제어블록도, 그리고 도 5는 도 4의 마이컴에서 실행하는 동작순서를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 전기회로도를 설명하면 다음과 같다.

전원단으로부터 인가되는 입력교류전원에 포함된 노이즈성분을 제거하기 위한 노이즈필터부(20), 입력교류전원에 의하여 구동되는 제반 전기부품들을 포함하는 저압부(30), 높은 주파수의 전자파를 발생시키는 마그네트론(44)과 마그네트론(44)을 구동하기 위한 부품을 포함하는 고압부(40) 및 상기 각부의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 구비한다.

전술한 구성에서 저압부(30)는 조리실 내를 비추기 위한 조리실램프(31), 조사되는 마이크로파를 고루 쬐일 수 있도록 음식물을 회전시키는 드라이브 모터(32), 그리고 전장품실의 마그네트론(44) 및 고압트랜스포머(H.V.T), 그리고 조리실 내의 냄새를 환기시키기 위한 냉각팬(33)가 병렬결선되어 마련된다. 또한 저압부(30)에는 전원을 단속하기 위한 각종스위치가 마련되는데, 마이크로스위치로 마련된 제1,제2안전스위치(34,35) 및 모니터스위치(36)는 도어의 개폐에 따라 연동동작되는데, 도어의 열림으로 도어래치가 후퇴가되면 제1,제2안전스위치(34,35)는 회로를 열어 드라이브 모터(32) 및 고압부(40)로의 전원인가가 차단되도록 회로구성된다. 또한 모니터스위치(36)는 안전스위치의 오동작시 쇼트회로를 구성하므로서, 회로단의 퓨즈를 끊어 고압부(30)로의 인가되는 전원을 차단할 수 있도록 회로구성되어 있다. 그리고 제어부(미도시)의 제어수순에 따라 동작되는 릴레이스위치가 마련되는데, 먼저 메인릴레이스위치(37)는 조리동작이 수행되지 않은상태에서 만 회로를 개폐하도록 되어 있어 조리시 및 도어 열림시 조리실램프(31)가 자동점등되도록 회로결선되어 있다. 또한, 파워스위치(38)는 제어부에 의하여 미리 설정된 온/오프의 패턴에 따라 고압부(30)로의 전원인가를 제어하므로서 마그네트론(44)의 출력을 제어하여 각각의 음식 특성에 맞게 조리의 세기를 가변제어하게 된다. 또한, 냉각팬(33)의 구동을 제어하기 위한 냉각팬릴레이스위치(39)가 마련되는데, 상기 냉각팬(33)는 노이즈필터부(20) 뒷단에 병렬결선되어 상시 전원이 인가되도록 회로결성되며, 이 냉각팬(33)에 상시 인가되는 전원을 단속하기 위한 냉각팬릴레이스위치(39)가 마련된다. 따라서, 냉각팬(33)는 제어부의 냉각팬릴레이스위치(39)의 온/오프 제어에 따라 구동되게 된다.

그리고 고압부(30)는 일종의 진공관인 마그네트론(44), 입력교류전압을 소정의 크기로 승압하는 고압트랜스포머(HVT), 상기 고압트랜스포머(HVT)에 의하여 승압된 교류전원을 배압 및 정류하여 마그네트론(44)에 인가하는 고압콘덴서(41) 및 고압다이오드(42)로 이루어지며, 상기 고압트랜스포머(HVT)에는 또한 대전류를 공급하여 마그네트론(44)의 히이터를 가열하기 위한 감압용 권선이 구비된다. 따라서, 마그네트론(44) 동작시 음극부에는 3.3볼트(V), 10암페어(A)의 전류가 인가되어 전자를 방출시키게 되며, 양극부에는 4.2킬로볼트(KV), 300밀리암페어(mA)의 전류가 인가되어 방출된 전자를 공진(2450메가헤르쯔)시킨후 안테나를 통하여 조리실 내로 조사하게 된다. 상기 마그네트론(44)은 이렇게 높은 전류의 인가로 인하여 많은 열을 나게되는데, 이를 효과적으로 방출하기 위한 다수개의 냉각핀이 마련된다. 또한, 마그네트론(44)의 하우징에 온도센서(45)를 부착시켜 제어부를 통하여 마그네트론(44)의 온도값을 읽어들임으로서 적정온도 이상으로 판단될 경우, 냉각팬릴레이스위치(39)의 온/오프제어를 통하여 마그네트론(44)을 냉각시키는 냉각기능을 수행하게된다.

도 3은 본 발명이 적용된 전자렌지의 일부 절개 사시도로서, 전장품실(50)을 보면, 마이크로파를 발진시키기 위한 다수개의 냉각핀(46)이 마련된 마그네트론(44)이 상부에 취부되고, 그 하부에 마그네트론(44)에 승압교류전원을 인가하기 위한 고압트랜스포머(H.V.T)가 위치한다. 또한, 마그네트론(44) 및 고압트랜스포머(H.V.T)를 냉각하기 위한 냉각팬(33)이 전자렌지의 후면에 부착되어 외부의 공기를 전장품실(50) 내로 송풍시키게 된다. 또한, 마그네트론(44)의 하우징에는 온도센서(45)가 취부되어 있어 제어부는 이를 통한 마그네트론(44)의 현재 온도를 양호하게 읽어들일 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 전자렌지의 제어블록도로서, 크게 마그네트론(44)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(60)와 냉각팬(33)를 구동하기 위한 릴레이구동부(70), 온도감지부(60)를 통하여 읽어들인 마그네트론(44)의 온도가 적정온도치를 상회할 경우 릴레이구동부(70)를 통하여 냉각팬(33)의 구동을 제어하기 위한 제어부(100)로 구성된다.

전술한 구성부중 온도감지부(60)는 저항소자(61)와 온도센서(45), 그리고 온도센서(45)와 병렬결선되어 접지된 커패시터(62)로 구성된다.

그리고 릴레이구동부(70)는 제어부(100)의 출력신호를 적정압으로 분압하기 위한 분압저항(71,72)과 분압저항단에 베이스단자가 결선된 스위칭수단인 트랜지스터(73), 그리고 스위칭수단의 스위칭동작에 의하여 냉각팬(33)에로의 공급전원을 제어하기 위한 릴레이(39)가 트랜지스터(73)의 컬렉터단자에 결선되어 마련된다.

이하, 도 5를 참조하여 제어부(100)에서의 동작수순을 설명하고자 한다.

먼저, 전원공급이 이루어진 상태에서 사용자가 조리하고자 하는 음식물을 넣고 도어를 닫게 되면 도어 레치에 의하여 마이크로스위치로 구성된 안전스위치(34,35)가 연동동작되어 회로를 닫게 되며, 또한 쇼트회로를 구성하는 모니터스위치(36)가 연동동작되어 쇼트회로를 열게 된다. 그리고 조리명령이 입력되면 메인릴레이스위치(37) 및 파워스위치(38)가 회로를 닫아 각 부하에 전원을 공급하게된다. 즉, 조리실램프(31)가 점등되며, 턴 테이블을 회전시키기 위한 드라이브모터(32)가 구동되며, 또한 고압트랜스포머(H.V.T)를 통하여 승압된 전원을 인가받은 마그네트론(44)에서의 마이크로파의 발진이 이루어져 조리동작을 수행하게 된다.

그리고, 전자렌지에로의 전원인가와 동시에 마그네트론(44)의 하우징(47)에 부착된 온도센서(45)로부터 온도감지가 이루어지게 된다(S1).

이후, 제어부(100)는 온도센서(45)로부터 입력된 신호를 분석하여 현재의 마그네트론(44)의 온도가 미리 설정된 설정온도(T) 이상인가를 판단한다(S2).

판단결과 설정온도(T) 이하인 경우 계속적으로 마그네트론(44)의 온도를 측정하게 되며, 설정온도(T) 이상인 경우 냉각팬(33)를 구동시키게 된다(S3).

따라서, 마그네트론(44)에서는 공기의 흐름에 의한 공냉이 이루어지게 된다.

이후, 제어부(100)는 조리가 끝나더라도 마그네트론(44)의 하우징(47)에 부착된 온도센서(45)로부터 입력된 신호가 미리 설정된 설정온도(T) 이하로 판단되지 않을 경우 계속적으로 냉각팬(33)를 구동시킨다. 따라서, 마그네트론(44)은 종래 냉각핀에 의한 자연냉각보다 더 신속하게 냉각되게 된다. 이에 따라 다음 조리동작시 마그네트론(44)의 온도상승에 의한 출력저하를 방지할 수 있게 된다.

즉, 제어부(100)는 온도센서(45)로부터 입력된 신호를 분석하여 현재의 마그네트론(44)의 온도가 미리 설정된 설정온도(T) 이하인가를 판단한다(S4).

판단결과 설정온도(T) 이상인 경우 계속적으로 냉각팬(33)를 구동시키며, 설정온도(T) 이하인 경우 냉각팬(33)를 정지시켜 조리동작을 완료시킨다(S5).

그리고 전술한 온도센서(45)는 다양하게 구성되는바, 일예로 일정온도하에서는 온신호를 제어부(100)에 송출하고, 일정온도 이상일 경우 오프신호를 송출하므로서 마그네트론(44)의 온도상승을 제어부(100)에 알리게 된다. 또한, 부성저항 계수를 갖는 더미스터(thermistor)를 사용하여 온도가 높아지면 저항치가 작아지고 반대로 온도가 낮으면 저항치가 커지는 성질을 이용하여 제어부(100)는 온도센서(45)로부터 입력된 전기신호의 크기를 분석하므로서 마그네트론(44)의 온도정보를 얻게된다.

그밖에 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변경하여 실시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 마그네트론에 온도감지수단을 두어 마그네트론이 정지되더라도 마그네트론의 온도가 일정온도 이하로 낮아질때까지 냉각팬을 더 구동시켜 마그네트론을 신속하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 반복조리시 마그네트론의 온도상승에 의한 초기 출력저하를 방지하므로서 조리동작시 균일출력을 유지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (4)

1. 입력전원을 소정의 크기로 승압하는 트랜스포머, 상기 트랜스포머에 의하여 승압된 전원을 배압 및 정류하는 콘덴서 및 다이오드, 상기 배압정류된 승압전원에 의하여 구동되고 마이크로파를 발생시키는 마그네트론을 구비한 전자렌지에 있어서,

   상기 마그네트론의 온도를 측정하기 위한 온도센서부,

   상기 마그네트론을 냉각하기 위한 냉각팬구동부,

   상기 온도센서부로부터 소정주기로 읽어들인 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 상기 냉각팬구동부를 구동시키고, 이하일 경우 상기 냉각팬구동부를 정지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 균일출력제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 온도센서부는

   상기 마그네트론의 하우징에 부착되어 일정온도 이상의 온도가 감지되면 특정신호를 상기 제어부에 출력하는 온도센서,

   상기 온도센서와 상기 제어부 사이에 결선된 저항소자,

   상기 저항소자와 상기 온도센서와의 사이에 병렬결선되어 접지되며, 노이즈 성분을 제거하기 위한 캐피시터로 구성된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 균일출력 제어장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 냉각팬구동부는

   도어의 열림을 감지하여 회로를 개폐하는 안전스위치에 의하여 상기 마그네트론을 냉각하기 위한 냉각팬으로의 인가전원이 차단되지 않도록 상기 안전스위치의 전단에 마련되며 상기 냉각팬을 온/오프 제어하기 위한 릴레이스위치,

   상기 제어부로부터 신호를 인가받아 상기 릴레이스위치를 스위칭하기 위한 스위칭수단이 마련된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 균일출력 제어장치.
4. 전원인가시 마그네트론의 온도를 소정시간마다 읽어들여 감지하는 온도감지단계,

   상기 마그네트론의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 경우 냉각팬을 구동시키는 냉각단계,

   상기 냉각단계수행중에도 상기 온도감지단계를 지속적으로 수행하여 상기 온도감지단계에서 읽어들인 온도가 미리 설정된 온도 이하일 경우 상기 냉각팬을 정지시키는 정지단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자렌지의 규일출력장치 제어방법.

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