KR100259153B1 - 교류/직류 겸용 전자렌지 - Google Patents

Abstract

개시된 전자렌지는 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용할 수 있도록 한 AC/DC 겸용 전자렌지에 관한 것이다. 본 발명은 상용교류전원으로 구동되는 전자렌지에 있어서, 커뮤테이터의 회전에 의하여 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 회전형 교류변환수단과, 상기 상용교류전원 또는 상기 회전형 교류변환수단으로부터 변환된 교류전원을 공급받아 고전압을 출력하는 고압트랜스와, 상기 고압트랜스로부터 출력된 고전압에 의하여 구동되어 마이크로파를 방출하는 마그네트론 및 상기 상용교류전원 측에 결선되고, 상기 회전형 교류변환수단 동작시 상기 고압트랜스로부터 유도된 교류전압에 의하여 구동되는 팬모터를 포함한다. 따라서, 구성부품을 최소화하여 저렴한 비용으로 작은 사이즈의 취급이 용이한 AC/DC 겸용 전자렌지를 생산할 수 있으며, 출력 손실을 줄임으로써 고열 방지 및 전력 변환 효율을 상승시키고, 직류전원 공급용 배터리의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

Description

교류/직류 겸용 전자렌지

본 발명은 전자렌지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교류전원 또는 직류전원을 겸용으로 사용할 수 있도록 한 AC/DC 겸용 전자렌지에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지는 마이크로파를 이용하여 음식물을 가열/조리하는 장치로서, 통상의 고압트랜스(High Voltage Transformer) 및 마그네트론(Magnetron) 등으로 구성된다. 따라서, 고압트랜스에 교류전원을 인가하면, 이 고압트랜스는 소정의 고전압을 발생시켜 마그네트론을 구동시키며, 이 마그네트론은 음식물이 저장된 밀폐공간 내에 높은 주파수(대략 2450㎒)의 마이크로파를 방출시킨다.

이렇게 방출된 마이크로파는 음식물에 포함된 물분자를 진동시키고, 이 물분자의 진동에 따라 분자 마찰열이 발생하여 상기한 음식물이 가열/조리되는 것이다. 한편, 이러한 전자렌지는 고출력의 교류전압을 얻기 위하여 통상의 상용교류전원(AC 110V 또는 220V)으로 동작되도록 구성되어 있다.

도 1에는 이와 같이 교류전압으로 구동되는 종래의 전자렌지를 나타낸 회로도가 도시되어 있다.

이에 의하면, 고압트랜스(1)의 1차 코일(1a)측에는 교류전원(AC)을 온/오프시키는 스위치(SW)와, 이 교류전원(AC)으로 구동되는 램프(L) 및 팬모터(FM)가 마련된다. 상기 스위치(SW)는 사용자에 의해 조작되어 전자렌지의 구동 상태를 결정하게 된다.

또한, 상기 고압트랜스(1)의 2차 코일(1b)(1c)측에는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(MGT) 및 이 마그네트론(MGT)에 배전압을 공급시키기 위한 고압콘덴서(HVC) 및 고압다이오드(HVD)가 마련된다. 따라서, 상기 고압트랜스(1)는 상기 마그네트론(MGT)을 구동시키기 위하여 고전압을 출력하게 되며, 이때 그 1차 코일(1a) 및 2차 코일(1b)(1c)의 권선비를 조절하여 소망하는 고전압을 발생시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 종래의 전자렌지에 있어서, 사용자에 의하여 상기 스위치(SW)가 온되면 램프(L) 및 팬모터(FM)가 구동됨과 아울러, 고압트랜스(1)의 1차 코일(1a)에 교류전원(AC)이 인가된다.

이에 따라 상기 고압트랜스(1)는 그 2차 코일(1b)(1c)측에 소정의 전압이 유도되어 각 코일(1a, 1b, 1c)의 권선수에 따른 고전압을 출력한다. 또한, 상기 고압트랜스(1)로부터 출력되는 고전압에 의하여 상기 마그네트론(MGT)이 구동되고, 이 마그네트론(MGT)으로부터 방출되는 마이크로파에 의하여 음식물이 가열/조리된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 전자렌지는, 통상 상용교류전원(AC 110V 또는 220V)으로만 구동되도록 설계되어 있으므로, 교류전원을 공급할 수 없는 장소, 즉 야외 또는 선박, 항공, 기타 운송수단을 통한 이동시에는 전자렌지를 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 교류전원을 공급할 수 없는 장소에서 전자렌지를 사용해야할 경우 별도의 전류변환장치 또는 인버터(inverter)를 구비하여 직류전원(DC)을 교류전원(AC)으로 변환시켜 사용하여야 하지만, 상기한 바와 같이 마그네트론에 필요한 고전압을 출력하기 위해서는 다수개의 반도체 소자가 구비된 고가의 인버터가 필요함으로 이에 따라 많은 추가 비용이 발생하게 되며, 아울러 그 부피가 큼으로 취급이 불편한 다른 문제점들도 있다.

또한, 상기와 같이 반도체 소자로 된 인버터를 사용할 경우 출력 손실이 큼으로 이에 의하여 고열이 발생하게 되고, 소모 전류량이 많아 직류전원을 공급하는 배터리의 수명을 단축시키게 되는 또 다른 문제점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 교류전원 또는 직류전원을 겸용하여 사용하도록 하되, 구성부품 및 그 생산비용을 절감시킴과 아울러 출력 손실을 최소화하도록 한 AC/DC 겸용 전자렌지를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 전자렌지를 나타낸 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 바람직한 실시예를 나타낸 회로도,

도 3은 도 2의 커뮤테이터가 소정 각도 회전하여 전류 방향이 교번된 상태를 나타낸 회로도,

도 4는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 일요부를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 회전형 교류변환수단 110 : 모터

121∼124 : 브러시 130 : 커뮤테이터

131, 132 : 도전부 200 : 고압트랜스

FM1 : 팬모터 L1 : 램프

SW1, SW2 : 스위치 C : 공진용 콘덴서

MGT : 마그네트론 HVC : 고압콘덴서

HVD : 고압다이오드

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 특징은, 상용교류전원으로 구동되는 전자렌지에 있어서, 커뮤테이터의 회전에 의하여 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 회전형 교류변환수단과, 상기 상용교류전원 또는 상기 회전형 교류변환수단으로부터 변환된 교류전원을 공급받아 고전압을 출력하는 고압트랜스와, 상기 고압트랜스로부터 출력된 고전압에 의하여 구동되어 마이크로파를 방출하는 마그네트론 및 상기 상용교류전원 측에 결선되고, 상기 회전형 교류변환수단 동작시 상기 고압트랜스로부터 유도된 교류전압에 의하여 구동되는 팬모터를 포함한다.

상기 회전형 교류변환수단은 상기 커뮤테이터를 회전시키는 모터 및 상기 커뮤테이터 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시 및 상기 회전형 교류변환수단은 상기 각각의 브러시 사이에 결선된 역전압 방지용 다이오드를 포함한다. 상기 커뮤테이터는 회전시 상호 인접한 상기 브러시에 교대로 전류가 도통되도록 그 외주면에 적어도 2극 이상의 짝수로 분할된 각각의 도전부가 형성된다.

또한, 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지는 상기 회전형 교류변환수단의 동작을 온/오프시키는 스위치 및 상기 스위치와 병렬로 접속되는 공진용 콘덴서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 구성부품을 최소화하여 저렴한 비용으로 작은 사이즈의 취급이 용이한 AC/DC 겸용 전자렌지를 생산할 수 있으며, 출력 손실을 줄임으로써 고열 방지 및 전력 변환 효율을 상승시키고, 직류전원 공급용 배터리의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 바람직한 실시예를 나타낸 회로도이고, 도 3은 도 2의 커뮤테이터가 소정 각도 회전하여 전류 방향이 교번된 상태를 나타낸 회로도이다.

이에 의하면, 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지는 각각의 상용교류전원(AC) 및 직류전원(DC)과, 회전형 교류변환수단(100)과, 각각의 스위치(SW1)(SW2)와, 공진용 콘덴서(C)와, 고압트랜스(200) 및 마그네트론(MGT)을 포함한다.

상기한 상용교류전원(AC)으로는 통상의 가정용 교류전원(110V 또는 220V)이 적용되며, 상기 직류전원(DC)으로는 통상의 차량용 배터리(12V 또는 24V)가 적용됨이 바람직하다.

상기 교류전원(AC)측에는 스위치(SW1)의 온/오프에 따라 구동되는 교류용 램프(L1) 및 팬모터(FM1)가 마련된다. 또한, 상기 램프(L1) 및 팬모터(FM1)는 상기 회전형 교류변환수단(100) 동작시 상기 고압트랜스(200)로부터 유도된 교류전원에 의하여 구동되도록 결선함으로써, 본 발명에서는 별도의 직류전원용 팬모터 또는 램프를 구비할 필요가 없게 된다.

상기 회전형 교류변환수단(100)은 커뮤테이터(commutator : 130)의 회전에 의하여 직류전원(DC)을 교류전원(AC)으로 변환시키는 것으로서, 그 구성을 상세히 살펴보면, 상기 커뮤테이터(130)를 회전시키는 모터(110)와, 상기 커뮤테이터(130) 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시(121∼124) 및 상기 각각의 브러시(121∼124) 사이에 결선된 역전압 방지용 다이오드(D1∼D4)를 포함한다.

상기 커뮤테이터(130)는 회전시 상호 인접한 상기 브러시(121과 122, 123과 124 또는 121과 124, 122와 123)에 교대로 전류가 도통되도록, 도시된 바와 같이 그 외주면에 2극으로 분할된 각각의 도전부(131)(132)가 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 도전부(131)(132)는 2극으로 형성되었으나, 2극 이상의 짝수극(예로서, 4극 또는 6극 등등)으로 형성하는 것도 무방하다. 따라서, 상기 회전형 교류변환수단(100)은 상기 커뮤테이터(130)의 회전속도 또는 도전부(131)(132)의 형상 및 구조에 따라 다양한 출력 주파수를 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 스위치(SW2)는 공진용 콘덴서(C)와 병렬로 접속되어 상기 회전형 교류변환수단(100)의 모터(110)를 온/오프시키도록 한다. 상기 고압트랜스(200)는 상기 상용교류전원(AC) 또는 상기 회전형 교류변환수단(100)으로부터 변환된 교류전원을 공급받아 고전압을 출력하도록 한다. 또한, 상기 마그네트론(MGT)은 상기 고압트랜스(200)로부터 출력된 고전압에 의하여 구동되어 마이크로파를 방출한다. 여기서, 미설명 부호 HVD 및 HVC는 각각 배전압용 고압다이오드 및 고압콘덴서이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지의 일요부를 나타낸 사시도로서, 회전형 전류변환수단(100)과 고압트랜스(200)가 도시되어 있다. 이에 의하면, 상기 커뮤테이터(130)의 사방에는 소정 각도(예로서, 90°) 브러시(121∼124)가 형성되며 상기 회전형 전류변환수단(100)으로부터 출력되는 교류전원이 고압트랜스(200)로 전달되도록 배선되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지는 상용교류전원(AC) 또는 직류전원(DC)에 모두 사용이 가능하다. 여기서, 상용교류전원(AC)으로 동작되는 상태는 종래 기술을 통하여 설명한 바와 대동소이하므로, 그 세세한 설명은 생략하기로 하고 배터리 등의 직류전원(DC)으로 동작되는 상태를 살펴보기로 한다.

먼저, 사용자에 의하여 스위치(SW2)가 온되면, 도 2에 도시된 바와 같이 통상 12V 내지 24V의 직류전원(DC)이 회전형 교류변환수단(100)의 모터(110)에 공급되어 이 모터(110)가 구동된다. 여기서, 이 모터(110)는 상기 회전형 교류변환수단(100)의 커뮤테이터(130)를 회전시켜 직류전원(DC)을 교류전원(AC)으로 변환시키도록 한다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 모터(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 그 회전축(미도시)에 고정된 커뮤테이터(130)를 회전시키고, 이에 따라 상기 커뮤테이터(130) 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시(121∼124) 중 상호 인접한 브러시(121과 122, 123과 124 또는 121과 124, 122와 123)들 사이에 교대로 전류가 도통되도록 한다.

즉, 직류전원(DC)의 (+)단자로부터 공급된 전류는 도 2에 도시된 상측 브러시(121)를 통하여 커뮤테이터(130)에 입력되고, 도전부(131)를 거쳐 그 좌측의 브러시(122)쪽으로 흐르게 된다(화살표 방향 참조). 따라서, 고압트랜스(200) 1차 코일(204)에는 하방에서 상방쪽으로 전류가 흐르게 되며 이후, 이 전류는 도시된 우측 브러시(124), 도전부(132) 및 하측 브러시(123)를 순차적으로 거쳐 화살표 방향으로 흐름으로써 직류전원(DC)의 (-) 단자로 순환된다.

또한, 상기 커뮤테이터(130)가 소정각도(예로서 90°)로 회전한 상태에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상측 브러시(121), 도전부(131) 및 우측 브러시(124)를 거쳐 화살표 방향으로 전류가 흐르게 된다. 이에 따라 고압트랜스(200)의 1차 코일(204)에는 상방에서 하방쪽으로 전류가 흐르게 되며, 이후 이 전류는 좌측 브러시(122), 도전부(132) 및 하측 브러시(123)를 거쳐(화살표 방향 참조) 상술한 바와 같이 직류전원(DC)의 (-)단자로 순환된다.

이와 같이 상기 커뮤테이터(130)가 그 사방의 브러시(121∼124)를 교대로 접촉하면서 회전함에 따라 고압트랜스(200)의 1차 코일(204)에 흐르는 전류가 상하로 교번되어, 그 2차 코일(202)(203)측으로 소정 전압을 유도시키게 된다. 따라서, 상기 고압트랜스(200)는 그 출력측에 소망하는 고전압을 발생시킬 수 있게 되며 이때, 상기 고전압의 크기는 각 코일(201∼204)의 권선비에 따라 결정된다.

따라서, 상기 고압트랜스(200)로부터 출력되는 고전압에 의하여 상기 마그네트론(MGT)이 구동되고, 이 마그네트론(MGT)으로부터 방출되는 마이크로파에 의하여 음식물이 가열/조리된다.

한편, 상기 램프(L1) 및 팬모터(FM1)는 상용교류전원 입력시에 구동됨은 물론이고 아울러, 도시된 바와 같이 상기 회전형 교류변환수단(100) 동작시 상기 고압트랜스(200)로부터 유도된 교류전원에 의하여 구동되므로 별도의 직류전원용 팬모터 또는 램프를 구비할 필요가 없게 되어 구성부품을 최소화한 회로 구성이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 전자렌지에 의하면, 교류용 냉각팬 또는 램프를 직류전원 사용시에도 공동으로 사용할 수 있도록 하는 등, 그 구성부품을 최소화하여 저렴한 비용으로 작은 사이즈의 취급이 용이한 AC/DC 겸용 전자렌지를 생산할 수 있으며, 옥내에서는 물론이고 야외 및 기타 교류전원이 공급되지 않는 장소에서도 편리하게 전자렌지를 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다수의 반도체 소자를 배제하여 그 출력 손실을 줄임과 아울러, 고열 방지 및 전력 변환 효율을 상승시키고, 직류전원 공급용 배터리의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 등의 다른 효과도 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 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 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 상용교류전원으로 구동되는 전자렌지에 있어서,

   커뮤테이터의 회전에 의하여 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 회전형 교류변환수단;

   상기 상용교류전원 또는 상기 회전형 교류변환수단으로부터 변환된 교류전원을 공급받아 고전압을 출력하는 고압트랜스;

   상기 고압트랜스로부터 출력된 고전압에 의하여 구동되어 마이크로파를 방출하는 마그네트론; 및

   상기 상용교류전원 측에 결선되고, 상기 회전형 교류변환수단 동작시 상기 고압트랜스로부터 유도된 교류전원에 의하여 구동되는 팬모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전형 교류변환수단은

   상기 커뮤테이터를 회전시키는 모터; 및

   상기 커뮤테이터 외주면의 사방에 접촉되는 각각의 브러시를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 커뮤테이터는

   회전시 상호 인접한 상기 브러시에 교대로 전류가 도통되도록 그 외주면에 적어도 2극 이상의 짝수로 분할된 각각의 도전부가 형성되는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지.
4. 제 2항에 있어서, 상기 회전형 교류변환수단은

   상기 각각의 브러시 사이에 결선된 역전압 방지용 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 회전형 교류변환수단의 동작을 온/오프시키는 스위치; 및

   상기 스위치와 병렬로 접속되는 공진용 콘덴서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 전자렌지.