KR100259152B1 - 전자렌지의 부하 자동검출장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 전자렌지는 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 한 전자렌지의 부하 자동검출장치에 관한 것이다. 본 발명은 고압트랜스의 2차측 코일에 유도되는 전압 및 전류를 통하여 소정 전압을 검출하는 부하 검출부 및 상기 부하 검출부로부터 검출된 소정전압을 입력받아 조리실 내부에 투입된 부하의 양을 결정하는 마이컴이 구비된다. 여기서, 상기 부하 검출부는 마그네트론으로 연결된 상기 고압트랜스의 2차측 코일 일단에 연설되는 고압콘덴서와 그 타단에 연설되는 저항(R1) 및 상기 고압콘덴서와 병렬 접속되는 고압다이오드와 한 쌍의 다른 저항(R2)(R3)이 구비된다. 따라서, 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 함으로써 사용자가 조리시간을 설정할 필요가 없이 자동으로 음식물의 적정한 조리가 수행되도록 한다.

Description

전자렌지의 부하 자동검출장치
본 발명은 전자렌지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 한 전자렌지의 부하 자동검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 전자렌지는 마이크로파(microwave)를 이용하여 음식물을 가열/조리하는 장치로서, 도 1에는 일반적인 전자렌지를 나타낸 일부 절결 사시도가 도시되어 있다.
이에 의하면, 캐비닛(1)은 좌우공간으로 구획되어 전자렌지의 외형을 이루며 그 일측에 전방이 개방된 조리실(2)이 마련되고, 그 타측에 각종 전장품이 설치되는 장치실(3)이 마련된다. 또한, 상기 조리실(2)의 전방을 여닫는 도어(4)가 상기 캐비닛(1) 일측에 회동 가능하게 고정된다. 상기 조리실(2)에는 그 바닥면에 조리할 음식물이 놓여지는 회전접시(5)가 설치되며, 이 회전접시(5)는 그 저면에 도시되지 않은 모터 및 기어들로 구성되어, 일반식품 조리시 이 회전접시(5)를 회전시키도록 한다.
한편, 상기 장치실(3)에는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(MGT), 고압트랜스(HVT), 고압콘덴서(C), 고압다이오드(D) 및 상기한 마그네트론(MGT)을 냉각시키는 냉각팬(9) 등이 설치되어 전기적으로 연결되고, 그 전면에는 이러한 장치들을 조작하고 그 상태를 표시하는 조작패널(10)이 마련된다. 여기서, 상기한 냉각팬(9)은 공기를 강제 송풍시켜 상기한 마그네트론(MGT)을 냉각시키고, 이에 따라 가열된 공기를 조리실(2)로 유도하는 에어가이드(11)가 상기 마그네트론(MGT) 근방에 마련된다.
도 2는 도 1의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 회로도로서, 필터정합부(20)를 거쳐 입력된 상용교류전원(AC)은 구동부(21)로 인가되어 도 1에서 상술한 회전접시(5), 냉각팬(9) 및 도시되지 않은 램프, 타이머 등을 구동시키고, 고압트랜스(HVT)로 인가되어 고전압으로 승압된다. 또한, 이 고전압은 고압콘덴서(C) 및 고압다이오드(D)를 통하여 배전압 됨으로써, 통상 4000V 가량의 전압이 마그네트론(MGT)에 인가되며, 이에 따라 마그네트론(MGT)이 구동되어 소정의 마이크로파를 방출하게 되는 것이다.
이와 같이 구성된 종래 전자렌지의 작용은, 사용자에 의하여 도어(4)가 열리고, 이렇게 조리실(2)이 개방된 상태에서 음식물이 담긴 조리용기가 캐비닛(1)의 전방을 통해 상기 조리실(2) 내부에 투입되어 회전접시(5) 상단에 안치된다.
이후, 도어(4)가 닫힌 상태에서 사용자가 조작패널(10)을 조작함에 따라 전자렌지가 작동된다. 즉, 사용자는 음식물의 양 및 종류에 따른 조리시간을 설정하고 시작키(미도시)를 입력하여 전자렌지를 동작시킨다.
이와 같이 전자렌지의 동작이 개시되면, 고압트랜스(HVT), 고압콘덴서(C) 및 고압다이오드(D)는 고전압을 마그네트론(MGT)에 공급하고, 이 마그네트론(MGT)에서는 소정 주파수(2450㎒)의 마이크로파가 발생되어 조리실(2) 내부로 방출되도록 하며 아울러, 구동부(21)는 냉각팬(9), 회전접시(5), 램프 및 타이머(미도시) 등을 구동시킨다.
상기 냉각팬(9)은 상기 마그네트론(MGT) 및 고압트랜스(HVT), 고압콘덴서(C) 및 고압다이오드(D) 등의 기타 전장품을 냉각시키고 또한, 회전접시(5)는 음식물에 마이크로파가 고루 입사되도록 한다. 따라서, 조리실(2) 내부의 음식물을 소망하는 조리시간 동안 가열/조리된다.
그러나, 이와 같은 종래의 전자렌지는 상기 조리실에 투입되는 음식물의 양에 따라 그 출력이 변화되므로, 음식물의 양을 사용자가 목측으로 직접 판단하고 이에 따른 조리시간 및 출력의 세기 등을 직감적 또는 경험적으로 설정해야 한다. 따라서, 그 조작이 매우 번거롭고, 음식물의 양에 따른 정확한 조리시간을 설정할 수 없으므로, 음식물의 적정한 조리가 수행되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 음식물의 부하를 검출할 수 있도록 가스 센서나 웨이트 센서를 사용하는 예도 있으나 이는 매우 고가의 부품임으로 제품의 생산단가를 상승시키는 다른 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 함으로써 자동으로 음식물의 적정한 조리가 수행되도록 한 전자렌지의 부하 자동검출장치를 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 전자렌지를 나타낸 일부 절결 사시도,
도 2는 도 1의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 전자렌지의 부하 검출장치의 바람직한 실시예를 나타낸 제어 블록도,
도 4는 도 3의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 회로도,
도 5는 본 발명에 의하여 검출된 조리실 부하의 데이터 분포를 나타낸 실측 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
31 : 부하 검출부 32 : 마이컴
33 : 구동부 R1, R2, R3 : 저항
HVT : 고압트랜스 MGT : 마그네트론
C : 고압콘덴서 D : 고압다이오드
이를 실현하기 위한 본 발명에 따른 전자렌지의 부하 자동검출장치의 특징은, 고압트랜스의 2차측 코일에 유도되는 전압 및 전류를 통하여 복수의 소정 전압을 검출하는 부하 검출부 및 상기 부하 검출부로부터 검출된 소정전압을 입력받아 조리실 내부에 투입된 부하의 양을 결정하는 마이컴이 구비된다. 여기서, 상기 부하 검출부는 마그네트론으로 연결된 상기 고압트랜스의 2차측 코일 일단에 연설되는 고압콘덴서와 그 타단에 연설되는 저항(R1) 및 상기 고압콘덴서와 병렬 접속되는 고압다이오드와 한 쌍의 다른 저항(R2)(R3)이 구비된다.
상기 마이컴은 상기 저항(R1) 및 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)으로부터 검출되는 각각의 전압(Va)(Vb)(Vc)을 입력하여 이에 따른 임피던스 및 컷오프 전압을 구하고, 미리 입력된 데이터 분포값과 비교/판단하여 부하의 양을 결정하도록 하되, 임피던스(Rm)는 수학식 Rm=R1(R2+R3) / R3×ΔVc / ΔVa 에 의하여 구하도록 하고, 컷오프 전압(Ez)은 수학식 Ez=(R1+R3) / R3×Vc-Rm / R1×Va 에 의하여 구하도록 한다.
상기 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)은 R2:R3의 저항비가 1000:1로 설정되도록 하고, 상기 마이컴에 의하여 결정된 부하의 양에 따라 부하회로를 구동시키는 구동부가 더 구비되도록 한다.
따라서, 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 함으로써 사용자가 조리시간을 설정할 필요가 없이 자동으로 음식물의 적정한 조리가 수행되도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 전자렌지의 부하 자동검출장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명하되, 종래와 동일한 구성요소는 동일부호로서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전자렌지의 부하 검출장치의 바람직한 실시예를 나타낸 제어 블록도이고, 도 4는 도 3의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 회로도이다.
도 3에 의하면, 부하 검출부(31)는 후술할 고압트랜스(HVT;도 4 참조)의 2차측에 유도되는 전압 및 전류를 통하여 복수의 소정 전압을 검출하고, 마이컴(32)은 상기 부하 검출부(31)로부터 검출된 소정전압을 입력받아 조리실(2) 내부에 투입된 부하의 양을 결정한다. 또한, 사용자의 조작명령을 상기 마이컴(32)에 입력하는 키입력부(30)와, 상기 마이컴(32)에 의하여 결정된 부하의 양에 따라 부하회로를 구동시키는 구동부(33)가 더 구비되도록 한다.
도 4에 의하면, 상기 부하 검출부(31)는 마그네트론(MGT)으로 연결된 상기 고압트랜스(HVT)의 2차측 코일 일단에 연설되는 고압콘덴서(C)와, 그 타단에 연설되는 저항(R1) 및 상기 고압콘덴서(C)와 병렬 접속되는 고압다이오드(D)와 한 쌍의 다른 저항(R2)(R3)이 구비된다.
따라서, 상기 마이컴(32)은 상기 저항(R1) 및 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)으로부터 검출되는 각각의 전압(Va)(Vb)(Vc)을 입력하여 이에 따른 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)을 구하고, 미리 입력된 데이터 분포값과 비교/판단하여 부하의 양을 결정하도록 한다.
여기서, 상기 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)은 R2:R3의 저항비가 1000:1 정도로 설정되도록 하되, 각 저항의 바람직한 규격은, R1은 10Ω(ohm)/J급/3W(watt), R2는 10㏁/J급/1W, R3은 10㏀/J급/1W가 되도록 설정한다.
또한, 필터정합부(20)를 거쳐 입력된 상용교류전원(AC)은 구동부(21)로 인가되어 도 1에서 상술한 회전접시(5), 냉각팬(9) 및 도시되지 않은 램프, 타이머 등을 구동시키고, 고압트랜스(HVT)로 인가되어 고전압으로 승압됨은 전술한 바와 같다. 미설명 부호 im 은 고압트랜스(HVT)에 흐르는 전류이다.
또한, 도 5는 본 발명에 의하여 검출된 조리실 부하의 데이터 분포를 나타낸 실측 그래프로서, 이에 의하면 조리실 부하의 양은 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)을 연결하는 일직선상에 규칙적으로 분포되어 있음을 알 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
사용자에 의하여 도어(4)가 열리고, 이렇게 조리실(2)이 개방된 상태에서 음식물이 담긴 조리용기가 캐비닛(1)의 전방을 통해 상기 조리실(2) 내부에 투입되어 회전접시(5) 상단에 안치된다. 이후, 도어(4)가 닫힌 상태에서 사용자가 조작패널(10)을 조작함에 따라 전자렌지가 작동된다. 이때, 사용자는 음식물의 양 및 종류에 따른 조리시간을 설정할 필요 없이 바로 시작키(미도시)를 입력하여 전자렌지를 동작시킨다.
따라서, 전자렌지의 동작이 개시되면, 고압트랜스(HVT), 고압콘덴서(C) 및 고압다이오드(D)는 고전압을 마그네트론(MGT)에 공급하고, 이 마그네트론(MGT)에서는 소정 주파수(2450㎒)의 마이크로파가 발생되어 조리실(2) 내부로 방출되도록 하며 아울러, 구동부(33)는 냉각팬(9), 회전접시(5), 램프 및 타이머 등을 구동시킨다. 상기 냉각팬(9)은 상기 마그네트론(MGT) 및 고압트랜스(HVT), 고압콘덴서(C) 및 고압다이오드(D) 등의 기타 전장품을 냉각시키고 또한, 회전접시(28)는 음식물에 마이크로파가 고루 입사되도록 한다.
이와 같이 전자렌지의 구동이 시작된 상태에서, 부하 검출부(31)는 상기 고압트랜스(HVT)의 2차측 코일에 유도되는 전압 및 전류를 통하여 소정 전압을 검출한다. 즉, 상기 고압트랜스(HVT)의 2차측 코일 타단에 연설된 저항(R1)으로부터 Va의 전압을 검출하고, 한 쌍의 다른 저항(R2)(R3)으로부터 각각 Vb 및 Vc의 전압을 검출한다.
이후, 마이컴(32)은 상기 부하 검출부(31)로부터 검출된 각각의 전압(Va)(Vb)(Vc)을 입력하여 이에 따른 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)을 구하고, 미리 입력된 데이터 분포값과 비교/판단하여 부하의 양을 결정하도록 한다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기한 전압 Va와 Vc는 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
Va=im×R1
Vc=(R3/(R2+R3))×Vb
여기서, im 은 상기 고압트랜스(HVT)의 2차측 코일에 유도되는 전류이다.
한편, 전압 평형식에 따른 전압 Vb는 다음의 수학식 3과 같이 정의된다.
Vb=Ez+im×Rm
여기서, Rm은 임피던스, Ez는 컷오프 전압을 나타낸다.
따라서, 상기 수학식 3을 통하여 정리된 Vb와 im 을 수학식 1, 수학식 2에 각각 대입하고, 양변을 시간(t)에 관하여 미분하면 다음의 수학식 4와 같다.
따라서, 최종적으로 임피던스(Rm)와 컷오프 전압(Ez)은 다음의 수학식 5 및 6으로 구할 수 있다.
Rm=R1(R2+R3) / R3×ΔVc / ΔVa
Ez=(R1+R3) / R3×Vc-Rm / R1×Va
따라서, 마이컴(32)은 상기한 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여 각각의 전압(Va)(Vb)(Vc)을 통해 이에 따른 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)을 구한다.
또한, 상기 마이컴(32)에는 도 5에 도시된 바와 같은 실측 데이터가 미리 입력되어 있다. 따라서, 마이컴(32)은 미리 입력된 데이터 분포값과 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)을 비교/판단하여 부하의 양을 결정하도록 한다.
예로서, 조리실(2)에 어떠한 음식물이 투입된 후 임피던스(Rm) 및 컷오프 전압(Ez)이 각각 300Ω 및 3500V로 구하여졌을 경우 마이컴(32)은 부하의 양이 900cc 임을 판단하고 이에 따라 구동부(33)를 동작시키는 것이다(도 5 참조). 따라서, 상기 마이컴(32)에 의하여 결정된 부하의 양에 따라 부하회로를 구동시킴으로써, 사용자가 조리시간을 설정할 필요가 없이 자동으로 음식물의 적정한 조리가 수행된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 전자렌지의 음식물의 양에 따라 변화하는 부하를 검출하도록 함으로써 사용자가 조리시간을 설정할 필요가 없이 자동으로 음식물의 적정한 조리가 수행되도록 하는 효과가 있다.
또한, 고가의 가스 센서나 웨이트 센서를 사용하지 않고도 저가의 저항으로 구성된 부하 검출부를 통하여 음식물의 부하를 검출할 수 있음으로 제품의 생산단가를 낮출 수 있는 다른 효과도 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 고압트랜스의 2차측 코일에 유도되는 전압 및 전류를 통하여 복수의 소정 전압을 검출하는 부하 검출부; 및
    상기 부하 검출부로부터 검출된 소정전압을 입력받아 조리실 내부에 투입된 부하의 양을 결정하는 마이컴이 구비되는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 부하 검출부는,
    마그네트론으로 연결된 상기 고압트랜스의 2차측 코일 일단에 연설되는 고압콘덴서와 그 타단에 연설되는 저항(R1); 및
    상기 고압콘덴서와 병렬 접속되는 고압다이오드와 한 쌍의 다른 저항(R2)(R3)이 구비되는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 마이컴은,
    상기 저항(R1) 및 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)으로부터 검출되는 각각의 전압(Va)(Vb)(Vc)을 입력하여 이에 따른 임피던스 및 컷오프 전압을 구하고, 미리 입력된 데이터 분포값과 비교/판단하여 부하의 양을 결정하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 마이컴의 임피던스(Rm)는,
    수학식 Rm=R1(R2+R3) / R3×ΔVc / ΔVa 에 의하여 구하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 마이컴의 컷오프 전압(Ez)은,
    수학식 Ez=(R1+R3) / R3×Vc-Rm / R1×Va 에 의하여 구하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  6. 제 2항 또는 3항에 있어서, 상기 한쌍의 다른 저항(R2)(R3)은,
    R2:R3의 저항비가 1000:1 정도로 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 마이컴에 의하여 결정된 부하의 양에 따라 부하회로를 구동시키는 구동부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 부하 자동검출장치.
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