KR100253984B1 - High frequency induction heating cooker - Google Patents

High frequency induction heating cooker Download PDF

Info

Publication number
KR100253984B1
KR100253984B1 KR1019970069632A KR19970069632A KR100253984B1 KR 100253984 B1 KR100253984 B1 KR 100253984B1 KR 1019970069632 A KR1019970069632 A KR 1019970069632A KR 19970069632 A KR19970069632 A KR 19970069632A KR 100253984 B1 KR100253984 B1 KR 100253984B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
induction heating
high frequency
voltage
oscillation
frequency induction
Prior art date
Application number
KR1019970069632A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990050505A (en
Inventor
김명길
이병욱
김영종
Original Assignee
이동건
주식회사부방테크론
구자신
성광전자주식회사
박동준
다코전기주식회사
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이동건, 주식회사부방테크론, 구자신, 성광전자주식회사, 박동준, 다코전기주식회사, 대한민국 filed Critical 이동건
Priority to KR1019970069632A priority Critical patent/KR100253984B1/en
Publication of KR19990050505A publication Critical patent/KR19990050505A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100253984B1 publication Critical patent/KR100253984B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12Cooking devices

Abstract

PURPOSE: A high frequency induction heating cooking device is provided to form an output end portion of a high frequency induction heating cooking device by using only one resonant capacitor. CONSTITUTION: An induction heating coil(8) heats an object. A resonant capacitor(29) is connected directly to the induction heating coil(8). A couple of IGBT(Isolated-Gate Bipolar Transistor)(9,11) switch an electric energy to the resonant capacitor(29). A rectification and constant voltage generator(7) provides a driving voltage to the induction heating coil(8). A self-starting oscillation and IGBT driver(26) generates an alternative pulse for driving the IGBT(9,11). A voltage/capacitance converter(32) controls an oscillation frequency of the self-starting oscillation and IGBT driver(26). A microprocessor(17) controls the voltage/capacitance converter(32).

Description

고주파 유도 가열 조리장치High frequency induction heating cooker

본 발명은 고주파 유도 가열 조리장치에 관한 것으로서, 특히 200볼트 이상의 상용 교류전압을 사용하는 고주파 유도가열 조리장치에 있어서, 자려식 IGBT(Isolted-Gate Bapolar Transistor) 드라이버 소자를 이용하여 구성회로를 간소화하고, 출력 종단부의 공진회로를 직렬로 구성하여 두 개의 공진 커패시터를 사용하던 종래의 기술과는 달리 한 개의 공진 커패시터를 사용한 고주파 유도 가열 조리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high frequency induction heating cooking apparatus, and particularly in a high frequency induction heating cooking apparatus using a commercial AC voltage of 200 volts or more, using a self-contained isolated-gate bapolar transistor (IGBT) driver element to simplify the configuration circuit The present invention relates to a high frequency induction heating cooking apparatus using one resonant capacitor, unlike a conventional technique in which two resonant capacitors are used in series with a resonant circuit of an output terminal.

종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다. 도 1 은 종래의 고주파 유도 가열 조리장치의 블록도이고, 도 2 는 도 1 의 주요 부분에 대한 파형도이다.Looking at the prior art as follows. 1 is a block diagram of a conventional high frequency induction heating cooking apparatus, and FIG. 2 is a waveform diagram of the main part of FIG.

일반적으로 고주파 유도 가열 조리장치는 유도 가열 코일에 인가되는 상용 직류전압을 스위칭하고, 상용 직류전압이 턴-오프되었을 때 발생하는 역기전력이 유도 가열 코일에 강력한 자계를 형성함으로써, 유도 가열 코일상에 놓여진 자성체 용기를 가열시켜 음식물을 조리하도록 한 장치이다. 상기의 도 1 을 참조하면, 가정용 상용 교류전압을 인가 받아 기기자체의 구동 전류를 검출하는 전류 검출 트랜스포머(1)와 상용교류전압을 상용직류전압으로 변환하는 브리지 다이오드(2)와 평활 커패시터(3) 및 쵸크 코일(4)과 노이즈 필터링 커패시터(5)와 전압 강하용 전원트랜스포머(6)와 정류 및 정전압 발생부(7)로 구성되어 있다.In general, the high frequency induction heating cooker switches on a commercial DC voltage applied to an induction heating coil, and the counter electromotive force generated when the commercial DC voltage is turned off forms a strong magnetic field on the induction heating coil, thereby placing it on the induction heating coil. It is a device which heats a magnetic container and cooks food. Referring to FIG. 1, a current detection transformer 1 for receiving a commercial AC voltage for home use, a bridge diode 2 for converting a commercial AC voltage into a commercial DC voltage, and a smoothing capacitor 3 And the choke coil (4), the noise filtering capacitor (5), the voltage drop power supply transformer (6), and the rectification and constant voltage generator (7).

또한, 대상물을 가열시키는 유도가열 코일(8)을 중심으로 상측 IGBT(9) 및 상측 프리휠링 다이오드(10)와 하측 IGBT(11) 및 하측 프리휠링 다이오드(12)와 상측 브리지 커패시터(13) 및 상측 브리지 저항(14)과 하측 브리지 커패시터(15) 및 하측 브리지 저항(16)이 풀브리지(fullbridge) 형태로 구성되어 있다.In addition, the upper IGBT (9) and the upper freewheeling diode (10) and the lower IGBT (11) and the lower freewheeling diode (12) and the upper bridge capacitor (13) around the induction heating coil (8) for heating the object. The upper bridge resistor 14, the lower bridge capacitor 15, and the lower bridge resistor 16 are configured in a full bridge form.

상기에 있어서, 초기에 마이크로 프로세서(17)가 전압/주파수 변환부(18)에 초기 구동 명령을 인가하면 전압/주파수 변환부(18)는 전압/전압 완충부(19)로부터 직류 전압을 공급받아 그 전압 크기에 비례한 주파수로 변환한다. 즉, 전압/전압 완충부(19)로부터 공급 받은 전압이 높으면 높은 주파수로 변환하고, 전압/전압 완충부(19)로부터 공급 받은 전압이 낮으면 낮은 주파수로 발진하여 타이밍 분배부(20)에 출력한다.In the above, when the microprocessor 17 initially applies an initial driving command to the voltage / frequency converter 18, the voltage / frequency converter 18 receives a DC voltage from the voltage / voltage buffer 19. Convert to a frequency proportional to the voltage magnitude. That is, when the voltage supplied from the voltage / voltage buffer unit 19 is high, it is converted to a high frequency. When the voltage supplied from the voltage / voltage buffer unit 19 is low, it is oscillated at a low frequency and output to the timing distribution unit 20. do.

상기와 같이, 전압/주파수 변환부(18)의 입력전압 크기에 따라서 발진 주파수가 변화하도록 한 이유는 유도 가열 코일(8)의 특성상 주파수를 높이면 소비 전류가 감소하고, 반대로 주파수를 낮추면 소비 전류가 증가하는 원리를 통해 유도 가열 코일(8)에 흐르는 전류를 일정하게 유지하도록 하기 위함이다.As described above, the reason why the oscillation frequency is changed according to the magnitude of the input voltage of the voltage / frequency converter 18 is that, in the characteristic of the induction heating coil 8, when the frequency is increased, the current consumption decreases. This is to maintain a constant current flowing in the induction heating coil 8 through the increasing principle.

결국, 유도 가열 코일(8)의 전류가 증가하면 이와 비례하여 전류 검출 트랜스포머(1)의 검출 전압도 상승하고, 상승된 검출 전압이 전압/전압 완충부(19)를 통해 다시 전압/주파수 변환부(18)로 궤환되어 주파수를 높이도록 함으로써 항상 일정한 전류가 평형을 이루도록 동작한다.As a result, when the current of the induction heating coil 8 increases, the detection voltage of the current detection transformer 1 also increases in proportion to the current, and the increased detection voltage is increased again through the voltage / voltage buffer 19. By returning to (18) to raise the frequency, the constant current always operates to balance.

상기에서 정류 다이오드(21)는 전류 검출 트랜스포머(1)에서 검출된 교류 전압 파형을 정류하여 직류로 변환한다. 그리고, 타이밍 분배부(20)는 전압/주파수 변환부(18)에서 전달된 하나의 연속된 발진 신호(도 2 의 CK)를 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT(11)의 동작에 필요한 두 개의 독립된 교번 펄스열(도 2 의 Y1, Y2)로 변환하여 각각 상측 펄스 구동부(22)와 하측 펄스 구동부(23)로 인가하며, 상기 신호는 상측 펄스 구동부(22)와 하측 펄스 구동부(23)에서 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT(11)를 구동시키는데 필요한 충분한 전력으로 증폭되어 각각의 상측 펄스 트랜스포머(24)와 하측 트랜스포머(25)를 통하여 상측 IGBT 구동부(26)와 하측 IGBT 구동부(27)에 인가되며, 상측 펄스 트랜스포머(24)와 하측 펄스트랜스포머(25)는 전/후단 간의 신호 전달 기능 이외에도 전원 2차측(정류 및 정전압 발생부(7)에서 공급된 구동전압(Vcc)으로 동작하는 약 전압부)과 전원 1 차측(상용 교류 및 상용 직류를 사용하는 강 전압부)을 서로 분리(절연)하는 중요한 역할도 겸하고 있다.The rectifier diode 21 rectifies and converts the AC voltage waveform detected by the current detection transformer 1 into DC. In addition, the timing distributor 20 may use one continuous oscillation signal (CK in FIG. 2) transmitted from the voltage / frequency converter 18 to perform two operations required for the operation of the upper IGBT 9 and the lower IGBT 11. It is converted into an independent alternating pulse train (Y1, Y2 in FIG. 2) and applied to the upper pulse driver 22 and the lower pulse driver 23, respectively, and the signal is upper side in the upper pulse driver 22 and the lower pulse driver 23. Amplified with sufficient power to drive the IGBT 9 and the lower IGBT 11 and applied to the upper IGBT driver 26 and the lower IGBT driver 27 through the respective upper pulse transformer 24 and the lower transformer 25. The upper pulse transformer 24 and the lower pulse transformer 25 have a weak voltage part that operates with the driving voltage Vcc supplied from the secondary side of the power supply (rectification and constant voltage generator 7) in addition to the signal transmission function between the front and rear ends. ) And power supply primary side (using commercial AC and commercial DC) It also plays an important role in separating (insulating) the strong voltage section).

상측 IGBT 구동부(26)와 하측 IGBT 구동부(27)는 별도의 전원 공급이 필요없이 전단에서 공급되는 펄스 신호를 바탕으로 각각의 IGBT(9,11)가 동작하기에 적합한 조건의 파형 형태로 정리한 후 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT11)로 각각 출력한다.The upper IGBT driver 26 and the lower IGBT driver 27 are arranged in a waveform form suitable for each IGBT (9, 11) to operate based on the pulse signal supplied from the front end without the need for a separate power supply. And output to the upper IGBT 9 and the lower IGBT 11, respectively.

도 2 에 도시된 바와같이, Y1신호에 의해 상측 IGBT(9)가 턴-온되고, Y2신호에 의해 하측 IGBT(11)가 턴-온되며, IGBT(9,11)의 중점 Y3은 Y1의 상승때부터 Y2의 상승때까지 오직 '하이' 상태로서 유도 가열 코일(8)에 전기 에너지를 공급한다.As shown in FIG. 2, the upper IGBT 9 is turned on by the Y1 signal, the lower IGBT 11 is turned on by the Y2 signal, and the midpoint Y3 of the IGBTs 9 and 11 is Y1. The electric energy is supplied to the induction heating coil 8 only in the 'high' state from the time of rise to the time of rise of Y2.

이후, 상측 IGBT(9)가 톤-온되어 유도 가열 코일(8)에 전류가 흐르기 시작하면 브리지 커패시터(13,15)의 중점 Y4는 도 2 에 도시된 바와같이, 초기에는 마이너스 측으로 하강곡선을 그리다가 전류량의 증가와 함께 서서히 상승하여 약 400볼트의 전압 레벨까지 도달하게 된다. 이때, 상측 브리지 커패시터(13)는 방전 상태로, 하측 브리지 커패시터(15)는 충전 상태로 작용한다.Thereafter, when the upper IGBT 9 is tone-on and current starts to flow in the induction heating coil 8, the midpoint Y4 of the bridge capacitors 13 and 15 is initially shown with a downward curve toward the minus side, as shown in FIG. It then rises slowly with increasing current, reaching a voltage level of about 400 volts. At this time, the upper bridge capacitor 13 is in a discharge state, the lower bridge capacitor 15 is in a charged state.

이후, 상측 IGBT(9)가 턴-온프되고 하측 IGBT(11)가 턴-온되면, 상술한 과정에 대하여 반대 되도록 Y4는 초기에 상승 곡선을 그리다가 하강하기 시작하여 0볼트의 전압 레벨까지 하강하게 되는데, 이때 상측 브리지 커패시터(13)는 충전 상태로, 하측 브리지 커패시터(15)는 방전 상태로 작용한다.Then, when the upper IGBT 9 is turned on and the lower IGBT 11 is turned on, Y4 initially draws an ascending curve and begins to descend so as to be opposite to the above-described process, and then falls to a voltage level of 0 volts. In this case, the upper bridge capacitor 13 is in a charged state, the lower bridge capacitor 15 is in a discharge state.

상기와 같이, 유도가열 코일(8)에는 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT(11)의 상호 동작에 따른 상측 브리지 커패시터(13)와 하측 브리지 커패시터(15)의 충/방전 유도 전류가 흘러 이때 발생한 강력한 유도 자계가 대상물의 바닥에서 와전류(eddy current)로 변환되면서 열이 발생하게 되며, 여기에서 상측 프리휠링 다이오드(10)와 하측 프리휠링 다이오드(12)는 유도 가열 코일(8)에서 발생한 역기전압의 통로로 작용하고 상측 브리지 저항(14)과 하측 브리지 저항(16)은 휴지 기간에 각각의 상측 비리지 커패시터(13)와 하즉 브리지 커패시터(15)의 전하를 방전하도록 하여 다음 초기 동작시의 충격을 방지하는 작용을 한다.As described above, the induction heating coil 8 flows the charge / discharge induction current of the upper bridge capacitor 13 and the lower bridge capacitor 15 according to the mutual operation of the upper IGBT 9 and the lower IGBT 11. As the strong induction magnetic field is converted into eddy current at the bottom of the object, heat is generated, where the upper freewheeling diode 10 and the lower freewheeling diode 12 are counter-electromotive voltages generated by the induction heating coil 8. The upper bridge resistor 14 and the lower bridge resistor 16 discharge the electric charge of each of the upper ridge capacitor 13 and the bridge capacitor 15 during the rest period, so that the shock during the next initial operation is reduced. It acts to prevent it.

상기와 같은 종래 기술에 따른 고주파 유도 가열 조리장치는 출력 종단부에 두 개의 공진 커패시터를 사용함으로써 회로가 복잡하고 부품비 및 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.The high frequency induction heating cooking apparatus according to the prior art as described above has a problem in that the circuit is complicated and the parts cost and manufacturing cost are high by using two resonant capacitors at the output terminals.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 고주파 유도 가열 조리장치의 출력 종단부를 한 개의 공진 커패시터로 구성할수 있도록 한 고주파 유도 가열 조리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a high frequency induction heating cooking apparatus configured to configure the output terminal of the high frequency induction heating cooking apparatus with one resonant capacitor.

도 1 은 종래의 고주파 유도 가열 조리장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional high frequency induction heating cooking apparatus.

도 2 는 도 1 의 주요 부분에 대한 파형도이다.FIG. 2 is a waveform diagram of the main part of FIG. 1.

도 3 은 본 발명에 의한 고주파 유도 가열 조리장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a high frequency induction heating cooking apparatus according to the present invention.

도 4 는 도 3 의 주요 부분에 대한 파형도이다.4 is a waveform diagram of the main part of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 : 전류 검출 트랜스포머 20 : 타이밍 분배부1: current detection transformer 20: timing divider

2 : 브리지 다이오드 21 : 정류 다이오드2: bridge diode 21: rectifier diode

3 : 평활 커패시터 22 , 24 : 펄스 구동부3: smoothing capacitor 22, 24: pulse driving unit

4 : 쵸크 코일 23, 25 : 펄스 트랜스포머4: choke coil 23, 25: pulse transformer

5 : 노이즈 필터링 커패시터 26, 27 : IGBT 구동부5: noise filtering capacitor 26, 27: IGBT driver

6 : 전원 트랜스포머 28 : 자려식 IGBT 드라이버 소자6: power transformer 28: self-contained IGBT driver element

7 : 정류 및 정전압 발생부 29 : 공진 커패시터7: rectification and constant voltage generator 29: resonant capacitor

8 : 유도 가열 코일 30 : 발진 저항8: induction heating coil 30: oscillation resistance

9 , 11 : IGBT 31 : 발진 커패시터9, 11: IGBT 31: oscillating capacitor

10 , 12 : 프리휠링 다이오드 32 : 전압/정전용량 변환부10, 12: freewheeling diode 32: voltage / capacitance conversion unit

13 , 15 : 브리지 커패시터 33 : 노이즈 필터링 커패시터13, 15: bridge capacitor 33: noise filtering capacitor

14 , 16 : 브리지 저항 34 : 전도 저항14, 16: bridge resistance 34: conduction resistance

17 : 마이크로 프로세서 35 : 바렉터 다이오드17 microprocessor 35 varistor diode

18 : 전압/주파수 변환부 36 : 용량 전도 커패시터18: voltage / frequency converter 36: capacitive conducting capacitor

19 : 전압/전압 완충부19: voltage / voltage buffer

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고주파 유도 가열 조리장치의 바람직한 일 실시예는,One preferred embodiment of the high frequency induction heating cooking apparatus according to the present invention for achieving the above object,

대상물을 가열하는 유도 가열 코일부;An induction heating coil unit for heating an object;

상기 유도 가열 코일에 직렬로 접속된 공진 커패시터부;A resonant capacitor unit connected in series with the induction heating coil;

상기 공진 커패시터에 전기 에너지를 스위칭하기 위한 한 쌍의 IGBT부;A pair of IGBT units for switching electrical energy to the resonant capacitor;

상용 직류전압을 인가받아 상기 유도 가열 코일의 구동 전압을 공급하는 정류 및 정전압 발생부;A rectifier and a constant voltage generator configured to receive a commercial DC voltage and supply a driving voltage of the induction heating coil;

상기 IGBT부를 구동시키기 위한 교번 펄스를 발생하는 자려식 발진 및 IGBT 구동부;A self oscillation and IGBT driver for generating alternating pulses for driving the IGBT;

상기 자려식 발진 및 IGBT 구동부의 발진 주파수를 제어하는 전압/정전용량 변환부; 및A voltage / capacitance converter for controlling the oscillation frequency of the self-oscillating oscillation and the IGBT driver; And

상기 전압/정전용량 변환부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함한다.And a microprocessor controlling the voltage / capacitance converter.

본 발명에 있어서, 상기 유도 가열 코일과 상기 공진 커패시터가 직렬 공진회로를 구성하는 것이 바람직하며,In the present invention, it is preferable that the induction heating coil and the resonant capacitor constitute a series resonant circuit.

상기 전압/정전용량 변환부는 전도저항, 상기 전도저항에 각각 병렬로 연결된 노이즈 필터링 커패시티 및 바렉터 다이오드로 구성되며 상기 노이즈 필터링 커패시티 및 바렉터 다이오드의 일단은 접지되는 것이 바람직하며,Preferably, the voltage / capacitance converter includes a conductive resistor and a noise filtering capacitor and a varactor diode connected in parallel to the conductive resistor, respectively, and one end of the noise filtering capacitor and the varactor diode is grounded.

상기 전압/정전용량 변환부와 상기 발진 및 IGBT 구동부 사이에 용량전도 커패시터를 더 포함하는 것이 바람직하며,It is preferable to further include a capacitive conductive capacitor between the voltage / capacitance converter and the oscillation and IGBT driver.

상기 용량전도 커패시터와 병렬로 발진저항 및 발진커패시터가 연결되고 상기 발진커패시터의 일단은 접지되며 상기 발진저항의 일단은 상기 발진 및 IGBT 구동부와 연결되는 것이 바람직하며,An oscillation resistor and an oscillation capacitor are connected in parallel with the capacitive conducting capacitor, one end of the oscillation capacitor is grounded, and one end of the oscillation resistor is connected to the oscillation and IGBT driving unit.

상기 IGBT부에는 병렬로 프리휠링 다이오드가 연결되는 것이 바람직하며,Preferably, a freewheeling diode is connected to the IGBT unit in parallel.

상기 정류 및 정전압 발생부의 출력단에 전압강하용 전원트랜스포머가 설치되는 것이 바람직하며,It is preferable that a voltage drop power transformer is installed at the output terminal of the rectification and constant voltage generator.

상기 전압강하용 전원트랜스포머에 병렬로 상용교류전압을 상용직류전압으로 변환하는 브리지다이오드가 연결되는 것이 바람직하며,A bridge diode for converting a commercial AC voltage into a commercial DC voltage in parallel to the voltage drop power transformer is preferably connected.

상기 브리지다이오드의 입력측 일단에 기기자체의 구동전류를 검출하기 위한 전류검출 트랜스포머를 설치하는 것이 바람직하며,It is preferable to provide a current detecting transformer for detecting a drive current of the device itself at one end of an input side of the bridge diode,

상기 전류검출 트랜스포머의 출력신호는 정류다이오드를 거쳐 상기 마이크로프로세서로 입력되는 것이 바람직하며,Preferably, the output signal of the current detection transformer is input to the microprocessor via a rectifying diode,

상기 한 쌍의 IGBT부 가운데 일 IGBT의 일단은 접지되어 있는 것이 바람직하며,It is preferable that one end of one IGBT is grounded among the pair of IGBTs.

고주파 유도가열 조리장치의 출력 종단부를 형성하기 위해 상기 공진 커패시터를 한 개만 사용하는 것이 바람직하며,It is preferable to use only one resonant capacitor to form an output end of the high frequency induction heating cooker,

상기 바렉터 다이오드는 상기 마이크로프로세서로부터 인가된 제어전압의 레벨이 높으면 충전용량이 감소하고, 인가된 제어전압의 레벨이 낮으면 충전용량이 증가하는 특성을 갖는 것이 바람직하며,Preferably, the varistor diode has a characteristic that the charging capacity is decreased when the level of the control voltage applied from the microprocessor is high, and the charging capacity is increased when the level of the applied control voltage is low.

상기 노이즈필터링 커패시터는 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 신호에 포함된 노이즈성분을 필터링하는 것이 바람직하며,Preferably, the noise filtering capacitor filters noise components included in a signal applied from the microprocessor.

상기 유도가열코일에 상기 한쌍의 IGBT의 상호작용에 따른 상기 공진커패시터의 충/방전 유도전류가 흘러서 이때 발생하는 유도자계로 인해 대상물의 바닥에서 와전류로 변환되어 열이 발생하게 되는 것이 바람직하며,It is preferable that the charge / discharge induction current of the resonant capacitor according to the interaction of the pair of IGBTs flows to the induction heating coil, so that heat is generated by converting into an eddy current at the bottom of the object due to the induction magnetic field generated.

상기 프리휠링 다이오드는 상기 유도가열코일에서 발생한 역기전압의 통로가 되는 것이 바람직하며,The freewheeling diode is preferably a path of the counter electromotive voltage generated in the induction heating coil,

상기 유도가열코일에 흐르는 전류제어는 상기 발진커패시터의 용량변화를 통해 발진주파수를 제어함으로써 수행되는 것이 바람직하며,Preferably, the current control flowing through the induction heating coil is performed by controlling the oscillation frequency through a change in capacitance of the oscillation capacitor.

상기 용량전도 커패시터는 상기 바렉터 다이오드의 정전용량을 일정량 감쇄시켜 상기 자려식 IGBT 구동부의 발진부에 가해주는 것이 바람직하다.The capacitive conducting capacitor preferably attenuates the capacitance of the varactor diode by a predetermined amount and applies it to the oscillation part of the self-supporting IGBT driver.

이하 본 발명의 상세한 동작 원리에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a detailed operation principle of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 고주파 유도가열 조리장치의 블록도이고, 도 4 는 도 3 의 주요 부분에 대한 파형도이다.3 is a block diagram of a high frequency induction heating cooking apparatus according to the present invention, Figure 4 is a waveform diagram of the main part of FIG.

상기의 도 3 에 도시된 바와 같이, 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)는 한 디바이스내에 자체 발진기능과 IGBT 드라이버 부분이 함께 내장된 하나의 능동소자이다.As shown in FIG. 3, the self-supporting IGBT driver element 28 is one active element in which a self oscillation function and an IGBT driver part are incorporated together in one device.

상기와 같은 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)에 전원이 인가되면 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)는 도 4 에 도시된 바와 같이 Y1과 Y2와 같은 교번 신호를 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT(11)에 각각 출력하며, 이때 Y1 신호에 의해 상측 IGBT(9)가 턴-온되고, Y2 신호에 의해 하측 IGBT(11)가 턴-온된다.When power is applied to the self-contained IGBT driver element 28 as described above, the self-contained IGBT driver element 28 transmits an alternating signal such as Y1 and Y2 to the upper IGBT 9 and the lower IGBT 11 as shown in FIG. 4. ), And the upper IGBT 9 is turned on by the Y1 signal, and the lower IGBT 11 is turned on by the Y2 signal.

일단 상측 IGBT(9)가 턴-온되면 각각의 IGBT(9,11)의 중점 Y3은 도 4 에 도시된 바와 같이 로직 '하이' 상태가 되어 공진 커패시터(29)를 통해 유도 가열 코일(8)에 전기 에너지를 공급한다.Once the upper IGBT 9 is turned on, the midpoint Y3 of each IGBT 9, 11 is in a logic 'high' state, as shown in FIG. 4, through the resonant capacitor 29 through the induction heating coil 8. To supply electrical energy.

또한, Y3이 로직 '하이' 상태가 되어있는 동안 공진 커패시터(29)는 초기에 충전 상태로 갔다가 유도가열 코일(8)의 역기전압에 의해 Y4는 도 4 에 도시된 바와 같이 마이너스 수백볼트까지 방전된다.In addition, while Y3 is in the logic 'high' state, the resonant capacitor 29 initially goes to a charged state, and by the counter electromotive voltage of the induction heating coil 8, Y4 discharges to minus hundreds of volts as shown in FIG. do.

이후, 상측 IGBT(9)가 턴-오프되고 하측 IGBT(11)가 턴-온되면 상술한 과정에 대하여 상반되도록 공진 커패시터(29)는 초기에 방전 상태로 전환하였다가 유도 가열 코일(8)의 역기전압에 의해 Y4는 도 4 에 도시된 바와 같이 플러스 수백볼트까지 충전된다.After that, when the upper IGBT 9 is turned off and the lower IGBT 11 is turned on, the resonant capacitor 29 is initially switched to a discharge state so as to be opposite to the above-described process, and then the induction heating coil 8 By the counter electromotive voltage, Y4 is charged up to a few hundred volts as shown in FIG.

상기와 같이 유도 가열 코일(8)에는 상측 IGBT(9)와 하측 IGBT(11)의 상호 동작에 따른 공진 커패시터(29)의 충/방전 유도 전류가 흘러 이때 발생한 강력한 유도 자계가 대상물의 바닥에서 와전류로 변환되면서 열이 발생하게 된다.As described above, the charging / discharging induction current of the resonant capacitor 29 according to the interaction of the upper IGBT 9 and the lower IGBT 11 flows to the induction heating coil 8 so that a strong induction magnetic field generated at this time is an eddy current at the bottom of the object. Is converted into heat.

상기에서 상측 프리휠링 다이오드(10)와 하측 프리휠링 다이오드(12)는 유도가열 코일(8)에서 발생한 역기전압의 통로로 작용한다.In the above, the upper freewheeling diode 10 and the lower freewheeling diode 12 serve as a path of the counter electromotive voltage generated in the induction heating coil 8.

또한, 종래의 유도 가열 조리장치에서는 공진 커패시터가 브리지 형태로 두 개 소요되는데 반해, 본 발명에서는 단 한 개만을 사용하여 그 역할을 담당하도록 했다.In addition, the conventional induction heating cooking apparatus takes two resonant capacitors in the form of a bridge, whereas in the present invention, only one is used to play the role.

또한, 유도 가열 코일(8)에 흐르는 전류는 상술한 바와 같이 발진 주파수를 높이면 감소하고, 발진 주파수를 낮추면 증가하며, 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)의 발진 주파수는 발진 저항(30)값의 변화, 또는 발진 커패시터(31)의 용량 변화를 통해 발진 주파수를 제어하는 방법이 간편하기 때문에 상기 방법을 선택하였다.In addition, the current flowing in the induction heating coil 8 decreases when the oscillation frequency is increased as described above, and increases when the oscillation frequency is decreased, and the oscillation frequency of the self-contained IGBT driver element 28 is changed by the oscillation resistance 30 value. Or, since the method of controlling the oscillation frequency by changing the capacitance of the oscillation capacitor 31 is simple, the method was chosen.

자려식 IGBT 드라이버 소자(28)의 발진 주파수(f)는 다음 공식과 같다.The oscillation frequency f of the self-supporting IGBT driver element 28 is as follows.

Figure 1019970069632_B1_M0001
Figure 1019970069632_B1_M0001

마이크로 프로세서(17)에서 디지털/아날로그 변환 신호가 전압/정전용량 변환부(32)에 가해지면 일단 노이즈 필터링 커패시터(33)에서 아날로그 변환 신호에 포함된 전류 노이즈가 제거된 후 전도 저항(34)을 통해 바렉터 다이오드(35)에 가해진다.When the digital / analog conversion signal is applied to the voltage / capacitance conversion section 32 in the microprocessor 17, the current resistance included in the analog conversion signal is removed from the noise filtering capacitor 33, and then the conduction resistor 34 is removed. Is applied to the varistor diode 35.

상기 바렉터 다이오드(35)는 인가 전압을 높이면 용량이 감소하고, 반대로 인가 전압을 낮추면 용량이 증가하는 특성이 있어 이를 이용해 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)의 발지 주파수를 제어하도록 하고 있다.The varistor diode 35 has a characteristic that the capacitance decreases when the applied voltage is increased, whereas the capacitance increases when the applied voltage is decreased, so that the oscillation frequency of the self-contained IGBT driver element 28 is controlled by using this.

즉, 전류 검출 트랜스포머(1)로부터 검출된 전류량이 마이크로 프로세서(17)에 가해져 판독된 후 마이크로 프로세서(17)의 판별에 따라 디지털/아날로그 변환값을 조정 출력하여 전압/정전용량 변환부(32)에 인가함으로써, 아주 섬세한 전류 제어를 실행한다.That is, after the amount of current detected from the current detection transformer 1 is applied to the microprocessor 17 and read, the digital / analog conversion value is adjusted and output in accordance with the determination of the microprocessor 17 to convert the voltage / capacitance conversion unit 32. By applying to, very fine current control is performed.

상기에서 용량전도 커패시터(36)는 바렉터 다이오드(35)의 정전 용량을 일정량 감쇄시켜 자려식 IGBT 드라이버 소자(28)의 발진부에 속한 커패시터 총용량(Ct)은 다음과 같다.The capacitive conducting capacitor 36 attenuates the capacitance of the varactor diode 35 by a certain amount so that the total capacitance Ct of the capacitor belonging to the oscillation part of the IGBT driver element 28 is as follows.

Figure 1019970069632_B1_M0002
Figure 1019970069632_B1_M0002

상기와 같이 구성된 본 발명은 두 개의 공진 커패시터를 사용하는 종래의 방법과는 달리 출력 종단부의 유도가열 코일과 공진 커패시터를 직열로 연결한, 직열 공진회로를 구성함으로써 한 개의 공진 커패시터로 작동되게 함으로써, 제조 원가를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.Unlike the conventional method using two resonant capacitors, the present invention configured as described above is operated by one resonant capacitor by configuring a series resonant circuit in which the induction heating coil and the resonant capacitor of the output terminal are connected in series. It is possible to drastically reduce manufacturing costs.

Claims (18)

대상물을 가열하는 유도 가열 코일부;An induction heating coil unit for heating an object; 상기 유도 가열 코일에 직렬로 접속된 공진 커패시터부;A resonant capacitor unit connected in series with the induction heating coil; 상기 공진 커패시터에 전기 에너지를 스위칭하기 위한 한 쌍의 IGBT부;A pair of IGBT units for switching electrical energy to the resonant capacitor; 상용 직류전압을 인가받아 상기 유도 가열 코일의 구동 전압을 공급하는 정류 및 정전압 발생부;A rectifier and a constant voltage generator configured to receive a commercial DC voltage and supply a driving voltage of the induction heating coil; 상기 IGBT부를 구동시키기 위한 교번 펄스를 발생하는 자려식 발진 및 IGBT 구동부;A self oscillation and IGBT driver for generating alternating pulses for driving the IGBT; 상기 자려식 발진 및 IGBT 구동부의 발진 주파수를 제어하는 전압/정전용량 변환부; 및A voltage / capacitance converter for controlling the oscillation frequency of the self-oscillating oscillation and the IGBT driver; And 상기 전압/정전용량 변환부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는, 고주파 유도 가열 조리장치.And a microprocessor for controlling the voltage / capacitance converter. 제 1 항에 있어서, 상기 유도 가열 코일과 상기 공진 커패시터가 직렬 공진회로를 구성하는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooker according to claim 1, wherein the induction heating coil and the resonant capacitor constitute a series resonant circuit. 제 1 항에 있어서, 상기 전압/정전용량 변환부는 전도저항, 상기 전도저항에 각각 병렬로 연결된 노이즈 필터링 커패시티 및 바렉터 다이오드로 구성되며 상기 노이즈 필터링 커패시티 및 바렉터 다이오드의 일단은 접지되는, 고주파 유도 가열 조리장치.The method of claim 1, wherein the voltage / capacitance converter comprises a conductive resistance, a noise filtering capacity and a varistor diode connected in parallel to the conductive resistance, respectively, and one end of the noise filtering capacity and the varactor diode is grounded. High frequency induction heating cooker. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전압/정전용량 변환부와 상기 발진 및 IGBT 구동부 사이에 용량전도 커패시터를 더 포함하는, 고주파 유도 가열 조리장치.4. The high frequency induction heating cooker according to claim 1 or 3, further comprising a capacitive conductive capacitor between the voltage / capacitance converter and the oscillation and IGBT driver. 제 4 항에 있어서, 상기 용량전도 커패시터와 병렬로 발진저항 및 발진커패시터가 연결되고 상기 발진커패시터의 일단은 접지되며 상기 발진저항의 일단은 상기 발진 및 IGBT 구동부와 연결되는, 고주파 유도 가열 조리장치.The induction heating cooking apparatus of claim 4, wherein an oscillation resistor and an oscillation capacitor are connected in parallel with the capacitive conducting capacitor, one end of the oscillation capacitor is grounded, and one end of the oscillation resistance is connected to the oscillation and IGBT driving unit. 제 1 항에 있어서, 상기 IGBT부에는 병렬로 프리휠링 다이오드가 연결되는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooking apparatus of claim 1, wherein a freewheeling diode is connected to the IGBT unit in parallel. 제 1 항에 있어서, 상기 정류 및 정전압 발생부의 출력단에 전압강하용 전원트랜스포머가 설치되는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooking device according to claim 1, wherein a voltage drop power transformer is installed at an output terminal of the rectification and constant voltage generator. 제 7 항에 있어서, 상기 전압강하용 전원트랜스포머에 병렬로 상용교류전압을 상용직류전압으로 변환하는 브리지다이오드가 연결되는, 고주파 유도 가열 조리장치.8. The high frequency induction heating cooking device according to claim 7, wherein a bridge diode for converting a commercial AC voltage into a commercial DC voltage is connected to the voltage drop power transformer in parallel. 제 8 항에 있어서, 상기 브리지다이오드의 입력측 일단에 기기자체의 구동전류를 검출하기 위한 전류검출 트랜스포머를 설치하는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooking device according to claim 8, wherein a current detection transformer for detecting a drive current of the device itself is provided at one end of the bridge diode. 제 9 항에 있어서, 상기 전류검출 트랜스포머의 출력신호는 정류다이오드를 거쳐 상기 마이크로프로세서로 입력되는, 고주파 유도 가열 조리장치.10. The high frequency induction heating cooker according to claim 9, wherein an output signal of the current detection transformer is input to the microprocessor via a rectifying diode. 제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 IGBT부 가운데 일 IGBT의 일단은 접지되어 있는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooker according to claim 1, wherein one end of one IGBT is grounded among the pair of IGBTs. 제 1 항에 있어서, 고주파 유도가열 조리장치의 출력 종단부를 형성하기 위해 상기 공진 커패시터를 한 개만 사용하는, 고주파 유도 가열 조리장치.2. The high frequency induction heating cooker of claim 1, wherein only one resonant capacitor is used to form an output end of the high frequency induction heating cooker. 제 3 항에 있어서, 상기 바렉터 다이오드는 상기 마이크로프로세서로부터 인가된 제어전압의 레벨이 높으면 충전용량이 감소하고, 인가된 제어전압의 레벨이 낮으면 충전용량이 증가하는 특성을 갖는, 고주파 유도 가열 조리장치.4. The high frequency induction heating of claim 3, wherein the varactor diode has a characteristic in that the charge capacity is decreased when the level of the control voltage applied from the microprocessor is high, and the charge capacity is increased when the level of the applied control voltage is low. Cooking device. 제 3 항에 있어서, 상기 노이즈필터링 커패시터는 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 신호에 포함된 노이즈성분을 필터링하는, 고주파 유도 가열 조리장치.The high frequency induction heating cooker of claim 3, wherein the noise filtering capacitor filters noise components included in a signal applied from the microprocessor. 제 1 항에 있어서, 상기 유도가열코일에 상기 한쌍의 IGBT의 상호작용에 따른 상기 공진커패시터의 충/방전 유도전류가 흘러서 이때 발생하는 유도자계로 인해 대상물의 바닥에서 와전류로 변환되어 열이 발생하게 되는, 고주파 유도 가열 조리장치.The charging / discharging induction current of the resonant capacitor according to the interaction of the pair of IGBTs flows to the induction heating coil to convert the eddy current into the eddy current at the bottom of the object due to the induction magnetic field. , High frequency induction heating cooker. 제 6 항에 있어서, 상기 프리휠링 다이오드는 상기 유도가열코일에서 발생한 역기전압의 통로가 되는, 고주파 유도 가열 조리장치.7. The high frequency induction heating cooking apparatus according to claim 6, wherein the freewheeling diode is a path of a counter electromotive voltage generated in the induction heating coil. 제 5 항에 있어서, 상기 유도가열코일에 흐르는 전류제어는 상기 발진커패시터의 용량변화를 통해 발진주파수를 제어함으로써 수행되는, 고주파 유도 가열 조리장치.6. The high frequency induction heating cooking apparatus according to claim 5, wherein the current control flowing in the induction heating coil is performed by controlling the oscillation frequency through a change in capacity of the oscillation capacitor. 제 4 항에 있어서, 상기 용량전도 커패시터는 상기 바렉터 다이오드의 정전용량을 일정량 감쇄시켜 상기 자려식 IGBT 구동부의 발진부에 가해주는, 고주파 유도 가열 조리장치.5. The high frequency induction heating cooking apparatus according to claim 4, wherein the capacitive conductive capacitor attenuates the capacitance of the varactor diode by a predetermined amount and applies it to the oscillation unit of the self-supporting IGBT driving unit.
KR1019970069632A 1997-12-17 1997-12-17 High frequency induction heating cooker KR100253984B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069632A KR100253984B1 (en) 1997-12-17 1997-12-17 High frequency induction heating cooker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970069632A KR100253984B1 (en) 1997-12-17 1997-12-17 High frequency induction heating cooker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990050505A KR19990050505A (en) 1999-07-05
KR100253984B1 true KR100253984B1 (en) 2000-04-15

Family

ID=19527617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970069632A KR100253984B1 (en) 1997-12-17 1997-12-17 High frequency induction heating cooker

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100253984B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140088322A (en) * 2013-01-02 2014-07-10 엘지전자 주식회사 Induction heat cooking apparatus and method for controlling of output level the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825282B2 (en) * 1999-06-04 2004-11-30 Bayer Aktiengesellschaft Diene rubber compounds for improved rubber moldings

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140088322A (en) * 2013-01-02 2014-07-10 엘지전자 주식회사 Induction heat cooking apparatus and method for controlling of output level the same
KR102031875B1 (en) * 2013-01-02 2019-10-14 엘지전자 주식회사 Induction heat cooking apparatus and method for controlling of output level the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990050505A (en) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101326856B (en) Induction heating device and corresponding operating and pot detection method
EP0092588A1 (en) Induction heating inverter device
KR100253984B1 (en) High frequency induction heating cooker
KR0172582B1 (en) Cooker of induction heating
KR100726440B1 (en) Apparatus for controlling dual induction heating circuit
KR100204886B1 (en) Induction heating cooker
KR100325672B1 (en) Inverter device
KR870002029B1 (en) Electromagnetic induction heating device
JPS58835B2 (en) induction heating cooker
JPS6349875B2 (en)
JPS62290356A (en) Switching power source
JPH02270293A (en) Induction heat cooking appliance
EP4002955B1 (en) Induction heating unit, induction cooking device, and method for operating an induction heating unit
JP2900664B2 (en) Induction heating device
KR100649434B1 (en) Apparatus for holding power switching off time of induction heating device
JPS58155424A (en) Temperature controlling device
KR0182524B1 (en) Power control apparatus and control method for complex cooker
KR900005324Y1 (en) Electromagnetic cooker
KR890003615Y1 (en) Electromagnetic cooking circuit for dc power
EP1111765B1 (en) Voltage converter circuit having a self-oscillating half-bridge structure
JPH02282620A (en) Microwave oven
KR0156109B1 (en) High frequency heating device
KR200175716Y1 (en) Inverter unit for microwave oven
EP0269417A1 (en) Induction heating circuits for cooking appliances
KR0175205B1 (en) Induction heating cooker

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050124

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160810

Year of fee payment: 20

EXPY Expiration of term