KR100291705B1 - 마이크로웨이브오븐 - Google Patents

Abstract

마이크로웨이브 오븐은 마이크로웨이브 소스와 이에 관련된 전원 유닛을 포함하고, 이 전원 유닛에는 릴레이를 통해 메인 전압이 공급된다. 오븐에 포함되어 있는 마이크로프로세서 장치는 릴레이의 스위치 온 및 스위치 오프를 제어하기 위해 사용되고, 그럼으로써 한 개의 릴레이와 다른 릴레이간의 스위치 온/스위치 오프 시간의 변동에 의한 영향을 제거하고, 원하는 위상에서 메인 전압의 접속 또는 단선을 허용한다.

Description

마이크로웨이브 오븐

제1도는 본 발명의 마이크로웨이브 오븐의 일부분, 즉, 전원 유닛, 마이크로웨이브 소스, 메인전압을 접속하기 위한 스위치 장치 및 이 스위치 장치의 제어 유닛의 메인 회로 선도.

제2a, 2b도는 스위치 장치 릴레이의 스위치 온 순간의 제어를 보여주는 그래픽 선도.

제3도는 릴레이가 스위치 온 되었을 때의 마이크로프로세서 프로그램 단계의 흐름도.

제4도는 릴레이 스위치 오프 순간의 제어를 보여주는 그래픽 선도.

제5도는 릴레이가 스위치 오프 되었을 때의 마이크로프로세서 장치에 의해 형성된 프로그램 단계의 흐름도.

제6도는 제1도의 회로 선도의 수정된 실시예를 보여주며, 피드백 수단이 광결합기(opto-coupler)를 포함하고, 도어 스위치에는 하나의 고전압 변압기 메인 접속이 포함되어 있는 것을 도시한 도면.

제7도는 제6도에 도시된 피드백의 동작을 보여주는 그래픽 선도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 마이크로웨이브 소스 2 : 제어장치

3 : 릴레이 4 : 피드백 회로

5 : 구동기 6 : 마이크로프로세서 장치

본 발명은 마이크로웨이브 소스 및 이 마이크로웨이브 소스에 고전압을 공급하기 위해 고전압 변압기를 구비하는 전원 유닛을 포함하는 마이크로웨이브 오븐에 관한 것으로, 상기 고전압 변압기에는 오븐이 작동되었을 때, 즉 메인 전압이 최대가 되는 순간에 메인 전압을 접속시키기 위하여 스위치 장치와 그 관련 제어장치를 통해 메인 전압이 공급된다.

마이크로웨이브 오븐에서는, 고전압 변압기가 메인 전압의 최대 전압과 일치하는 바람직한 위상으로 메인 전압에 접속된다고 하는 요건이 있다. 이 위상으로 접속을 실행함으로써, 접속 전류는 가능한 낮게 되고 메인 전압상의 강한 전류 펄스가 방지되고, 이것은 마이크로웨이브 오븐을 메인 전압에 접속하기 위해 일부 국가에서 요구되고 있다. 이러한 식으로 접속함으로써, 그렇지 않으면 고전압 변압기를 통하는 강한 접속 전류에 기인한 음향 효과도 억제된다. 실제로는 이 요건은 메인 전압으로의 접속이 최대 메인 전압 부근의 한정된 시간 간격내에서 일어나는 것을 의미한다.

종래의 마이크로웨이브 오븐에서는, 소위 트라이액이 이 접속에 사용된다. 상기 트라이액의 사용은 다수의 단점을 갖고 있다. 그 결과, 바람직한 위상과는 다른 순간에 접속이 이루어지는 결과를 갖는 트라이액은 간섭에 민감하여, 트라이액은 문제의 전력 레벨에서 높은 열 소비를 가지며, 이것은 특수한 냉각의 요건을 의미한다. 냉각은 통상적으로 냉각판에 의해 얻어지고, 그것은 상대적으로 크고 따라서 스페이스를 필요로 한다. 또 다른 결정은 트라이액은 전력부와 오븐의 제어 시스템간을 분리하기 위해 특정 전류 공급을 필요로 하고, 그것은 일부 국가에서 안전 요건으로 되어 있다. 이는 소위 광-트라이액, 변압기의 보조권선 또는 대응하는 해법을 사용하여 얻어지고, 결과적으로 복잡성이 커지고 코스트가 증가한다는 의미를 갖는다.

본 발명의 목적은 종래의 기술에서 나타나는 결점을 갖지 않는 스위치 장치를 사용해서 상술한 바와 같이 고전압 변압기의 메인 접속을 허용하는 것이다.

본 발명의 목적은 서두에서 언급한 유형의 마이크로웨이브 오븐에 의해 달성되며, 그것은 상기 스위치 장치가 스위치 온일 때 상기 제어 유닛으로부터의 제어 전압에 의한 스위치온으로 공급되는 릴레이를 포함하고, 그 릴레이 점점들이 스위치 온 시간에 대응하는 지연을 갖고 스위치 온으로 폐쇄되며, 피드백 수단들은 릴레이 접점들이 개방 위치에서 폐쇄위치로 바뀔 때 피드백 신호변화 상태를 제어 유닛에 공급할 수 있도록 설치되고, 메인 전압 위상을 나타내는 기준 신호가 또한 제어 유닛에 공급되고, 상기 제어 유닛은 릴레이의 스위치 온 동안 다음의 단계를 실행하도록 프로그램되어 있는 마이크로프로세서 장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다 :

- 릴레이 스위치 온 시간에 대한 값 t_dc를 취하는 단계와,

- 상기 기준 신호로부터 최대 메인 전압의 순간 T_on을 계산하는 단계와,

- 순간 T_on-t_dc에서 제어 전압을 공급함으로써 릴레이를 스위치 온하는 단계와,

- T_on부근의 간격내에서 피드백 신호를 감지하는 단계와,

- 릴레이 접점이 상기 간격내에서 폐쇄될 때, 릴레이의 스위치 온을 유지하는 단계와,

- 또는, 릴레이 접점이 상기 간격내에서 개방될 때, 제어 전압 공급을 중단시킴으로써 릴레이의 스위치 오프를 실행하고, t_dc의 새로운 값을 취하고, 릴레이 접점이 상기 간격내에서 폐쇄될 때까지 프로그램 되어 있는 단계들을 반복하는 단계.

문제가 되는 응용에 대한 릴레이의 문제는, 각각의 개별 릴레이가 스위치 온 시간, 즉 제어 전압이 릴레이에 공급되는 순간과, 릴레이 접점이 폐쇄되는 순간과의 사이의 시간을 가지며, 또 이러한 스위치 온 시간은 릴레이에 따라 변한다는 것이다. 이는 예를들어 문제의 마이크로웨이브 오븐과 같은 대량 생산 장치와 기기에 대하여 통상 유용하지 않다는 것을 의미하며, 그것에는 스위칭 또는 스위치 온이 정확한 시간에 이루어져야만 한다. 소망의 정밀도를 얻는 것은 각각의 개별적인 오븐의 릴레이의 특수한 트리밍을 요구하게 된다. 더욱이, 스위치 온 시간은 릴레이의 제어 전압의 변화와 주위 온도에 영향을 받는다. 릴레이의 이러한 제한은 본 발명에 의해 제거되고 동시에 릴레이는 종래 기술의 트라이액이 사용될 때의 결점을 보여주지 않는다. 릴레이의 이용은 코스트 및 공간의 관점에서 볼 때 더욱더 유리하다.

릴레이는 릴레이 접점의 개방을 위해 제어 전류 공급을 중단으로부터의 스위치 오프 시간을 가지며, 오븐이 정지될 때에 대응하는 지연을 부여한다. 스위치 오프 시간의 영향은 본 발명의 실시예에 의해 제거되고, 그것은 상기 마이크로 프로세서 장치가 릴레이 스위치 오프에서 다음 단계를 실행하도록 프로그램되어 있다는 점에 특징이 있다 :

- 스위치 오프 시간에 대한 값 t_do를 취하는 단계와,

- 메인 전압의 0 천이의 T_off를 계산하는 단계와,

- 순간 T_off-t_do에서 제어 전압의 공급을 중단하여 릴레이를 스위치 오프하는 단계와,

- T_off부근의 간격내에서 피드백 신호를 감지하는 단계와,

- 릴레이 접점들이 상기 간격내에서 개방될 때, 스위치 오프 시간을 유지하는 단계와,

- 또는, 릴레이 접점들이 상기 간격내에서 개방되지 않을 때는, 새로운 값 t_do를 취하는 단계와,

- 릴레이 접점들이 상기 간격내에서 개방될 때까지 차후의 스위치 오프동안 프로그램된 단계들을 반복하는 단계.

본 발명의 특징에 의하면, 서로다른 릴레이의 변화하는 스위치 오프 시간의 문제가 제거되고, 그에 따라 바람직한 순간에서의 메인 전압의 스위치 오프도 가능해진다. 메인 전압의 스위치 오프는 릴레이를 통하는 전류가 가능한 낮게될 때 발생하고, 메인 전압의 0 천이와 실질적으로 일치한다. 메인 전압의 0 천이에서 릴레이 접점을 개방함으로써, 릴레이 접점간의 스파크 발생이 릴레이 접점의 수명을 연장하도록 최소화된다.

마이크로웨이브 오븐에서, 오븐의 제어 시스템에 전송되는 마이크로웨이브 오븐의 오븐 도어의 개방 또는 폐쇄 상태를 가리키는 신호가 필요하다. 제어 시스템과 오븐의 전력부와의 사이를 전기적 분리하고 있는 오븐에 있어서, 즉 종래 기술의 실시예에서 광-트라이액을 이용하여 메인 전압 접속의 제어를 위해 트라이액을 사용하는 것을 통상 의미하지만, 소위 도어 상태 정보를 발생하기 위하여 소위 도어 스위치 통상 이용하고 있다. 사실, 도어 스위치는 도어의 위치에 의해 영향받고, 도어가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동할 때 또는 그의 역으로 이동할 때 상태 변화의 신호가 발생된다. 이 신호는 정의된 피드백 라인에 의해 제어 시스템에 피드백된다. 이 정의된 피드백은 종래 기술의 트라이액 실시예가 트라이액으로부터 제어 시스템으로 정보의 피드백을 공급하지 않기 때문에 필요하다. 상기 도어 상태 정보의 피드백은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 오븐의 다른 실시예에 의해 실현된다. 이 실시예에서는, 오븐의 제어 시스템이 오븐의 전력부로부터 전기적으로 분리되고, 메인 전압이 상기 전압 변압기에 접속되어 있고 마이크로웨이브 오븐의 도어에 의해 동작되는 도어 스위치는 도어가 개방 일 때는 메인 전압을 중단하고 도어가 폐쇄될 때는 메인 전압을 폐쇄하도록 설치되고, 피드백 수단은 제어 시스템에 도어의 개방 또는 폐쇄상태를 가리키는 도어 상태 정보를 공급하도록 설치되어 있다. 이 실시예는 상기 피드백 수단이 광결합기를 포함하는데, 이 결합기는 상기 릴레이 접점들이 개방되고 또 오븐 도어가 폐쇄될 때 메인 전압의 제 1 ½ 기간 동안은 도통 상태가 되고, 릴레이 접점이 폐쇄상태이고 오븐 도어도 폐쇄되어 있을 때에도 메인 전압의 제 2 ½ 주기동안 도통 상태로 되고, 오븐 도어가 개방되는 때는 비도통 상태가 되어, 광결합기로부터 릴레이 접점 및 도어상태의 위치에 대한 정보를 갖고 있는 상기 피드백 신호가 공급된다. 이 실시예에 의하면 상기 특정 도어 스위치 및 그와 관련된 피드백 라인과 접속 수단의 필요성이 제거된다.

본 발명의 또 다른 특징은 다음의 청구범위로부터 분명해진다.

본 발명은 첨부된 도면에 개시되어 있는 한정적이지 않은 실시예를 참조하여 이하 보다 상세히 설명된다.

본 발명에 포함되는 마이크로웨이브 오븐의 일부인 제 1 도에 도시된 메인 회로 선도는 고전압 변압기 HVT 를 구비하고 있는 전원 유닛을 개시하며, 그것은 단자 M_A와 M_B를 통해 메인 전압에 접속되어 있다. 마그네트론(1)인 마이크로웨이브 전원은 코일 L₁, 및 캐패시터 C 와 다이오드 D 로 되어있는 정류기 회로를 통해 정류된 고전압을 갖는 고전압 변압기로부터 공급된다. 필라멘트 전류는 변압기 코일 L₂를 통해 마그네트론(1)의 열음극에 공급된다.

제 1 도는 릴레이(3) 및 이 릴레이를 제어하기 위한 제어 유닛(2)을 포함하는 스위치 장치를 도시하고 있다.

제어 유닛(2)은 릴레이(3)의 릴레이 접점의 위치에 대한 피드백 정보, 즉 릴레이 접점이 개방 또는 폐쇄되어 있는지를 알려주는 정보를 공급하는 피드백 회로(4)를 포함하고 있다. 피드백 회로(4)를 통해서, 이 정보는 마이크로프로세서 장치(6)에 공급된다. 또한 기준 신호 R_ef(제 2a 도를 참조)는 마이크로프로세서 장치에 공급되고, 상기 기준 신호는 메인 전압과 동일한 위상, 메인 전압 주파수의 구형파 펄스 트레인으로 형성되거나, 또는 그것에 대한 규정된 위상 시프트를 갖는다. 제 2a 도에 도시되어 있듯이, R_ef는 메인 전압의 포지티브 0 천이에서는 로우 레벨에서 하이 레벨로 변하고 메인 전압의 네가티브 0 천이에서는 하이 레벨에서 로우 레벨로 바뀐다. 마이크로프로세서 장치(6)는 구동기 (5)를 통해 릴레이(3)를 제어한다. 구동기(5)뿐만 아니라 피드백 회로(4)는 종래 기술에 숙련된 사람에게는 잘 알려져 있는 것이다. 이에 대한 좀더 상세한 구조를 알고자 하는 경우는 마이크로프로세서 생산자에 의해 제공된 응용 핸드북을 참고하면 된다.

피드백 회로(4)에는 피드백 신호 FB 가 공급되고, 릴레이 접점이 개방 위치에서 폐쇄 위치로 바뀔 때 로우 레벨에서 하이 레벨로 상태를 변화시킨다. 구동기(5)는 릴레이(3)에 제어 전압 RV 를 발생시키며, 릴레이가 스위치 온일 때는 하이레벨을 가지며 릴레이가 스위치 오프일 때는 로우 레벨을 가지고 있다. 제 1 도에 도시된 조건에서는, 릴레이 제어 전압 RV 는 로우이고, 릴레이 접점이 개방되어 있으며, 이는 단자 M_A및 M_B를 통해 고전압 변압기 HVT에 이르는 메인 전압이 중단되는 것을 의미한다.

제 2a 및 2b 도에는 제 1 도의 릴레이(3)의 스위치 온 순간의 제어 과정을 보여주는 그래픽 선도가 도시되어 있다. 제 2a 도는 메인 전압 M 의 4개의 시간간격과, 기준 신호 R_ef의 대응 시간 간격과, 릴레이 제어 전압 RV 및 피드백 신호 FB 가 도시되어 있다. 상기 4개의 시간 간격 각각은 메인 전압의 최대 전압의 순간에 대한 릴레이의 선택된 스위치 온 순간을 나타낸다. 최대 전압은 순간 T_on에서 나타나고, 이는 기준 전압 R_ef를 기초하여 마이크로프로세서 장치에 의해 계산된다.

첫번째 경우로서 릴레이 스위치 온 시간의 제 1 값 t_dc이 가정된다. 릴레이는 순간 T_s1에 제어 전압 RV 를 공급함으로써 스위치 온 되고 그것은 T_on전에 나타난다. 동시에, 피드백 신호 FB 는 순간 T_on에서 감지된다. 이 경우에 FB 는 순간 T_on에서 로우인데, 이는 릴레이 접점이 아직 폐쇄 상태에 도달하지 않았고 제어 전압 RV 의 공급이 순간 T_on에서 중단되어 있는 것을 의미한다. 릴레이가 순간 T_S2와 T_S3에서 제어 전압이 공급되고, 메인 전압의 최대 전압전에 긴 스위치 온 시간이 나타나는 경우, 두개의 후속 시간 간격 동안 동일한 과정이 반복된다. 또한, 이들 두 경우에, 릴레이 접점은 아직 폐쇄 상태가 되지 않았으므로 제어 전압 공급이 순간 T_on에 중단된다.

4 번째 경우에, 릴레이에는 메인 전압의 최대 전압의 순간 T_on전에 스위치 온 시간 t_dc가 나타나는 순간 T_S4에서 제어 전압 RV 가 공급된다. T_on이 나타날 때 피드백 신호 FB 는 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀐다. 이로부터 릴레이 접점이 폐쇄상태에 도달하고, 따라서 제어 전압 RV 의 하이 레벨을 유지함으로써 릴레이는 스위치 온 위치로 유지된다.

실제로, 피드백 신호 FB 의 감지는 T_on부근의 짧은 시간 간격내에서 이루어진다. 이는 릴레이 접점이 릴레이의 관성 때문에 제어 전압의 중단후에 폐쇄될 수 있다는 사실로부터 생겨난다. 이는 제 2b 도에 도시되어 있는 3 개의 스위치 온 경우로 예시되어 있다. 이들 경우들은 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 로 표시되어 있다. 제 2a 도에서와 같이, M 은 메인 전압을 나타내고, RV 는 릴레이에 대한 제어 전압을 나타내고, FB 는 피드백 신호를 나타낸다. Ⅰ 및 Ⅱ 의 경우에, 스위치 온 시간의 가정된 값은 대단히 짧아서, 그것은 릴레이 접점이 순간 T_on에서 아직 폐쇄 상태에 도달하지 못했고, 그 결과 제어 전압은 상기 순간에서 중단되는 것을 의미하고 있다. Ⅲ 의 경우에는, 릴레이의 실 스위치 온 시간 t_dc보다 약간 작은 값이 가정된다. 결과적으로 릴레이 접점은 순간 T_on에서 폐쇄 상태에 도달하지 않고, 따라서 제어 전압 RV 가 중단된다. 동시에, 릴레이 접점은 가속되고, 또 제어 전압의 중단후에 그것의 폐쇄 동작을 계속한다. 따라서, 릴레이 접점은 T_on후의 단시간에 폐쇄되고 다음에 피드백 신호 FB 는 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀐다. 이러한 변화는 감지 간격내에서 나타난다. 그러므로 이러한 변화는 마이크로프로세서 장치에 의해 감지되고, 제어 전압을 재활성화하고, 그것에 의해 릴레이를 그 스위치 온 상태로 유지한다.

제 3 도에는 릴레이(3)가 스위치온 될 때의 마이크로프로세서 장치(6)에서의 진행상태를 보여주는 흐름도가 도시되어 있다. 앞서 언급했듯이, 스위치온 시스템은 두개의 입력 신호와 하나의 출력 신호, 즉 메인 전압에 대하여 공지된 위상을 갖고 있는 입력 신호 R_ef와, 릴레이 접점이 폐쇄될 때 하이 레벨을 얻는 피드백 신호 FB, 및 출력 신호로서의 릴레이(3)에 대한 제어 전압 RV 를 이용한다.

마이크로프로세서 장치에서의 다음의 단계들은 제 3 도에 흐름도로 정의되어 있다.

301 프로그램의 시작.

302 릴레이(3) 스위치 오프. 스위치 오프 시간의 값 t_dc설정.

303 기준 전압 R_ef의 엣지가 나타나는가? "아니오"(N)이면 한번더 감지되고, "예"(Y)이면 단계 304 로 진행.

304 M의 최대전압의 순간 T_on을 계산, 그 후, 식 Ts = T_on-t_dc를 이용하여 릴레이 제어 전압 RV 를 공급하는 순간 Ts 를 계산.

305 0으로 리셋하고, 마이크로프로세서 장치의 타이머 기능을 개시.

306 위치 Ts 가 타이머에 의해 도달되었나? "N"이면 타이머 감지를 반복, "Y"이면 단계 307 로 진행.

307 제어 전압 RV 를 활성화시켜 릴레이를 스위치온 시킴.

308 0으로 리셋하고, 타이머를 개시.

309 피드백 신호 FB 의 레벨이 하이인가? "N"일 때 단계 310 으로 진행, "Y"일 때 단계 312 로 진행.

310 최대 전압의 순간 T_on에 도달되었나? "N"이면 단계 309 로 복귀, "Y"이면 단계 311 로 진행.

311 릴레이 접점이 개방되고, 제어 전압 RV 의 공급을 중단시켜 릴레이를 스위치 오프시키고, t_dc의 값을 증가하고, 단계 303 로 복귀.

312 스위치 온 시간 t_dc로서 타이머 위치를 판독 및 기억.

313 스위치 온 프로그램을 끝냄.

기억된 스위치온 시간은 다음에 후속 릴레이 스위치 온에서 사용된다. 긴 시간이 경과하거나, 예를 들어 릴레이에 대한 구동 전압 등과 같은 외부 조건이 바뀌었다면, 상술된 과정을 반복하여 스위치 온 시간이 재평가된다. 이는 또한 메인전압의 중단후에 그리고 마이크로프로세서 장치의 메모리가 지워진 때에도 행해진다.

릴레이 접점간의 스파크 발생을 최소화시키기 위해서는 전류가 최소일 때 릴레이 접점이 개방되어야만 한다. 마그네트론이 뜨거울 때 이 조건은 메인 전압 M의 0 천이에서 대략 나타나고, 그 순간의 약간의 변화는 오븐 입력 전압에 따라서 발생한다. 스위치 오프에서의 문제점은 접점간의 아크(arc)가 전류를 흐르게 하기 때문에 접점이 개방될 때를 직접 표시하는 신호를 얻는 것이 불가능하다는 것이다.

본 발명에 따르면 서로 다른 값을 가정하고 그 결과를 감지함으로써, 릴레이의 스위치 오프 시간 값을 설정하는 것이 가능하다.

릴레이 스위치 오프 과정은, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 로 표시된 3 개의 경우를 도시하는 제 4 도의 그래픽 선도에 예시되어 있다. 모든 경우는 동일한 메인 전압 파형 M에 관련된 것이지만 동시에는 나타나지 않는다. 예시된 경우에서는, 각 값 t_do1, t_do2, t_do3는 각각 스위치 오프 시간에 대하여 가정되어 있다. 메인 전압의 0 천이는 순간 T_off에 나타난다. 감지된 결과는 모든 경우에, 릴레이 제어 전압이 중단될 때 하이 레벨에서 로우 레벨로 바뀌는 그래프 RV 로 도시되며, 피드백 신호 FB 는 메인 전압이 포지티브이고 또 전류가 릴레이 접점을 흐르는 경우에 하이 레벨의 구형파 펄스에 의해 이 경우에 개시되고, 보조 신호 K 는 릴레이 접점이 개방된 경우에 릴레이 접점의 물리적 위치를 보여주며, 또 하이 레벨에서 로우 레벨로 바뀐다.

경우 Ⅰ 에서, 보조 신호 K 가 T_off후에까지 변하지 않기 때문에, 가정된 스위치 오프 시간 t_do1은 실 스위치 오프 시간 보다 작지만, 그러나, 피드백 신호 FB 는 실제의 릴레이 접점은 T_off후에서 메인 전압의 ½ 기간 동안 전류를 도통하는 것을 보여주고, 이의 설명은 전류의 도통이 릴레이 접점의 개방후에 릴레이 접점간의 아크에 의해 계속된다는 것을 말해준다.

또한 경우 Ⅱ 에서, 가정된 스위치 오프 시간 t_do2는 실 스위치 오프 시간보다 작고, 이는 경우 Ⅰ과 같이 릴레이 접점이 물리적으로 개방된 후에 릴레이 접점간의 아크에 의해 전류의 도통이 계속된다는 것을 의미한다.

경우 Ⅲ에 있어서, 보조 신호 K 는 릴레이 접점이 T_off출현에서 개방되고, 또 동시에 피드백 신호 FB 는 나타나지 않는 것을 도시하고 있다. 결국은 실 스위치 오프 시간이 t_do3와 같거나 작다는 것이다. 스위치 오프 시간을 좀 더 작은 단계로 가정함으로써 원하는 스위치 오프 시간의 정밀도를 얻을 수 있다.

제 5 도에는 마이크로프로세서 장치(6)의 프로그램된 스위치 오프 과정에 관한 흐름도가 도시되어 있다. 이 과정은 스위치 오프 시간 값을 새로 설정하기 위하여 규칙적인 간격으로 반복되는데 그 이유는 스위치 오프 시간의 감소는 릴레이에서 스파크 발생을 증가시키기 때문이다. 마이크로프로세서 장치는 릴레이 스위치 오프에서 다음의 단계를 실행한다 :

501 스위치 오프 프로그램의 시작.

502 릴레이 전압 RV 의 레벨이 하이.

503 스위치 오프 시간 t_do의 값이 초기화되었나? "Y"이면 단계 505 로 진행, "N"이면 단계 504 로 진행.

504 t_do의 값을 초기화.

505 기준 전압 R_ef의 엣지가 나타나는가? "N"이면 기준 전압의 감지를 반복. "Y"이면 단계 506 으로 진행.

506 스위치 오프 순간 T_off를 계산, 식 T_off-t_do이용하여 릴레이 제어 전압을 중단하는 순간을 계산.

507 0으로 리셋하고, 타이머를 개시.

508 타이머에 의해 위치 T_off-t_do에 도달했나? "N"이면 타이머의 감지를 반복, "Y"이면 단계 509 로 진행.

509 릴레이를 스위치 오프시킴.

510 T_off가 나타났나? "N"이면 타이머의 감지 반복, "Y"이면 단계 511 로 진행.

511 피드백 신호 FB 의 레벨이 하이인가? "Y"일 때 단계 512 진행, "N"일 때 단계 513 으로 진행.

512 릴레이는 스위치 온 상태에 있음. t_do의 값을 증가하고, 단계 514 로 진행.

513 릴레이는 스위치 오프 상태에 있음. 단계 514를 진행.

514 스위치 오프 시간 t_do를 기억.

515 프로그램 끝냄.

제 6 도는 제 1 도에 도시된 회로 선도의 수정된 실시예를 보여주고 있다. 이 도면에서 마이크로웨이브 오븐의 제어 유닛(2)은 마이크로웨이브 오븐의 전력부와 전기적으로 분리되어 있다. 즉 메인 단자 M_A, M_B를 거쳐 공급된 전류, 릴레이(3), 고전압 변압기 HVT는 오븐 제어 시스템의 마이크로 프로세서(6)를 구비하는 전자회로로부터 분리되어 있다. 제어 유닛(2)이 메인 단자에 접속되어 있는 것은 제어 유닛(2)이 메인 전압을 통해 전류가 공급되게 한다는 것 외에는 다른 의미가 없다. 이 전압은 예를들어 제어 유닛에 포함되어 있는 제어 전압 변압기로 얻을 수 있으며, 메인 단자와 분리되어 있으면 저 전압이 발생된다.

상기 전기적 분리는 릴레이(3)로부터 제어유닛(2)으로의 릴레이 접점의 위치에 대한 정보의 광학적 피드백을 요구한다. 이러한 광학적 피드백은 제 6 도에 광결합기로서 도시되어 있고, 이는 전송 발광 다이오드 D₃와 제어 유닛(2)의 수신 광 트랜지스터 T₃에 의해 표시되어 있다. 또한, 이 회로 선도는 고전압 변압기 HVT의 전력 회로, 즉 마이크로웨이브 오븐의 전력부내에 포함되어 있는 도어 스위치를 보여주고 있다.

마이크로웨이브 오븐에서, 제어 유닛은 또한 소위 오븐 도어의 개방 또는 폐쇄 위치를 가리키는 도어 상태 정보인 도어 상태에 대한 정보의 공급도 필요로 한다. 이러한 정보를 제공하기 위하여, 오븐 도어에 의해 영향을 받는 소위 도어 스위치가 사용되는데, 이는 예를 들어 제어 유닛(2)의 전류 전원에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 광결합기 D₃, T₃가 릴레이 접점 위치 및 도어 상태의 양쪽에 대한 정보의 발생에 사용될 수 있다는 사실에 의해 상기 도어 상태 정보에 대한 상기 특정 도어 스위치를 제거할 수 있다. 이는 저항 K₃를 경유하여 노드에 접속된 전송 발광 다이오드 D₃를 가짐으로써 얻어진다. 상기 노드는 저항 R₁및 다이오드 D₁을 통해 메인 단자 M_B에 접속되고, 저항 R₂와, 다이오드 D₂및 도어 스위치 SW를 경유해서 메인 단자 M_A에 접속되어 있다.

이것은 광결합기를 통해 송신되는 정보가, 한편에서는 오븐 도어가 개방 혹은 폐쇄되어 있으면 온이고, 다른 한편으로는 릴레이(3)의 릴레이 접점이 폐쇄되어 있는 순간에 있는 것을 의미한다. 이는 4 개의 다른 조건으로 나타낼 수 있다 :

0. 도어 스위치 SW 개방(오븐 도어 개방), 릴레이 접점 개방

1. 도어 스위치 SW 폐쇄(오븐 도어 폐쇄), 릴레이 접점 개방

2. 도어 스위치 SW 폐쇄(오븐 도어 폐쇄), 릴레이 접점 폐쇄

3. 도어 스위치 SW 개방(도어 스위치 개방), 릴레이 접점 폐쇄

조건 1-3 은 제 7 도에 그래픽 선도로 3 개의 경우, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 로 나누어 도시하였다. 경우 Ⅰ, Ⅱ 는 동일한 최대 전압 M 에 관련되어 있는 것이지만 동시에는 명확히 최대 전압 M 이 나타나지는 않는다. 경우 Ⅲ 는 메인 전압 M 의 임의 위상에서 나타난다. 그래픽 선도는 오븐 도어가 각각 개방 또는 폐쇄되어 있음을 보여주는 하이 신호 레벨 DOO 및 로우 신호 레벨 DOC를 갖는 신호를 보여주고 있다. 신호 OC 는 광결합기 D₃, T₃로부터의 출력 신호를 나타낸다. 신호 K 는 릴레이(3)의 릴레이 접점의 물리적 위치를 보여주는데, 그의 로우 레벨 신호은 개방 릴레이 접점을 의미하고, 하이 레벨 신호는 폐쇄 릴레이 접점을 의미한다.

조건 0 은 예를들면 오븐 도어가 식품의 한 조각을 오븐속에 넣기 위해 개방되고, 또 식품 준비가 아직 시작되지 않았음을 의미한다. 광결합기는 이러한 조건에서는 도통 상태가 되지 않고, 따라서 제 7 도에 도면으로 도시되어 있지 않다.

도시되어 있는 조건 1, 경우 Ⅰ 는 오븐 도어 신호가 레벨 DOO 에서 레벨 DOC 로 바뀌는 것을 보여주고 있다. 오븐 도어가 폐쇄되었다는 사실은 신호 OC 가 보여주는데, 이 신호는 광결합기가 최대 전압의 순간 T_on의 후에 나타나는 M 의 네가티브 반 기간에 개시된 도통을 갖는 것을 보여준다. 동시에, T_on후인 소정 시간까지는 광결합기가 도통을 시작하지 않기 때문에 OC 는 릴레이 접점들이 개방되어 있는 것을 예시한다.

조건 2, 경우 Ⅱ 는 식품 준비가 막 시작되었음을 의미한다. 이는 신호 K가 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀌는 사실에 의해 표시된다. 이는 릴레이 접점이 폐쇄 상태임을 가리키는 것이지만, 신호 레벨 DOC 는 오븐 도어가 개방되어 있음을 보여준다.

상기 두 조건은, T_on이 발생하고, 또 그 후에 연속적으로 도통하는 경우에 광결합기가 도통을 시작한다고 하는 사실에 의해 신호 OC에 의해 표시되어 있다. OC 의 이러한 변화는 릴레이 접점의 폐쇄직후 D₂, R₂를 경유해 M 의 포지티브 반주기동안 광결합기가 도통을 시작한다는 사실에 의해 확립된다.

조건 3, 경우 Ⅲ 는 식품 준비가 오븐 도어의 개방에 의해 중단됨을 의미한다. 이는 도어 스위치 SW 가 개방되고 결과적으로 광결합기가 도통을 중지한다는 것을 의미한다. 오븐 도어가 개방되는 것은 도어 신호의 레벨이 DOC 에서 DOO 로 바뀌는 사실로부터 알 수 있는데, 이는 도어 스위치가 개방되는 즉시 광결합기가 도통을 중단한다는 사실에 의해 신호 OC 로 표시되어 있다.

상술된 릴레이 제어는 마이크로웨이브 오븐 이외의 응용에도 사용될 수 있으며, 이러한 제어에 의해 그에 포함되어 있는 릴레이의 스위치 온 및 스위치 오프 시간 변화에 의한 영향을 제거하는 것이 바람직하다.

Claims (6)

1. 마이크로웨이브 소스와, 상기 마이크로웨이브 소스에 고전압을 공급하는 고전압 변압기를 구비하는 전원 유닛을 포함하는 마이크로웨이브 오븐으로서, 상기 고전압 변압기는 오븐을 개시할 때, 최대 메인 전압에 실질적으로 일치하는 순간에 메인 전압을 접속하기 위해, 스위치 장치와 그의 관련 제어 유닛을 통해서 메인 전압을 공급하는 상기 마이크로웨이브 오븐에 있어서, 상기 스위치 장치는 스위치 온에서 상기 제어 유닛으로부터의 제어 전압이 공급되는 릴레이와, 상기 릴레이의 스위치 온 시간에 대응하는 지연에 의해 스위치 온에서 폐쇄되는 릴레이 접점을 포함하며, 피드백 수단은 릴레이 접점이 개방 위치에서 폐쇄 위치로 바뀔 때 피드백 신호 변화 상태를 제어 유닛에 공급하고, 또한 상기 메인 전압 위상을 나타내는 기준 신호를 상기 제어 유닛에 공급하도록 설치되며, 상기 제어 유닛은 릴레이의 스위치 온 동안에 다음의 단계, 즉

   - 릴레이 스위치 온 시간에 대해 값 t_dc를 취하는 단계와,

   - 상기 기준 신호로부터 최대 메인 전압의 순간 T_on을 계산하는 단계와,

   - 순간 T_on- t_dc에서 제어 전압을 공급함으로써 상기 릴레이를 스위치 온하는 단계와,

   - T_on부근의 간격내에서 상기 피드백 신호를 감지하는 단계와,

   - 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 폐쇄될 때, 상기 릴레이의 스위치 온을 유지하는 단계와,

   - 또는, 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 개방될 때, 상기 제어 전압 공급을 중단함으로써 릴레이를 스위치 오프시키고, t_dc의 새로운 값을 취하고, 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 폐쇄될 때까지 프로그램된 단계를 반복하는 단계, 를 실행하도록 프로그램된 마이크로프로세서 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
2. 제1항에 있어서, 상기 릴레이는 상기 접점이 상기 오븐의 정지동안 개방될 때, 대응하는 지연을 초래되는 스위치 오프 시간을 가지며, 상기 마이크로프로세서 장치는 릴레이 스위치 오프에서, 다음의 단계, 즉

   - 상기 스위치 오프 시간에 대한 값 t_do를 취하는 단계와,

   - 상기 메인 전압의 0 천이의 T_off를 계산하는 단계와,

   - 순간 T_off- t_do에서 제어 전압의 공급을 중단함으로써 상기 릴레이를 스위치 오프하는 단계와,

   - T_off부근의 간격내에서 피드백 신호를 감지하는 단계와,

   - 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 개방될 때, 상기 스위치 오프 시간을 유지하는 단계와,

   - 또는, 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 개방되지 않을 때 새로운 값 t_do를 취하는 단계와,

   - 상기 릴레이 접점이 상기 간격내에서 개방될 때까지 차후의 스위치 오프동안 프로그램된 단계를 반복하는 단계, 를 실행하도록 프로그램되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은 설정된 스위치 온 시간과 스위치 오프 시간을 각각 측정하는 타이머와, 및 차후의 릴레이 스위치 온 및 릴레이 스위치 오프에서의 시간 값을 기억하여 할당하는 메모리를 포함하며, 상기 타이머 및 상기 메모리는 상기 마이크로프로세서 장치에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마이크로프로세서 장치를 갖는 오븐 제어 시스템을 더 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 오븐 제어 시스템에 의해 실현되며, 상기 오븐 제어 시스템의 마이크로프로세서 장치는 상기 스위치 장치의 릴레이를 제어하기 위하여 상기 마이크로프로세서 장치에 사용되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 오븐의 상기 제어 시스템은 상기 오븐의 전력부와 전기적으로 분리되어 있고, 상기 메인 전압에 접속되어 있는 상기 고전압 변압기와, 도어가 개방 또는 폐쇄될 때 메인 전압을 중단 또는 접속시키기 위해 설치되어 있는 마이크로웨이브 오븐의 오븐 도어에 의해 동작될 수 있는 도어 스위치, 상기 도어의 개방 또는 폐쇄 상태를 표시하는 도어 상태 정보를 공급하도록 설치되는 피드백 수단을 포함하며, 상기 피드백 수단은 상기 릴레이 접점이 개방되고 상기 오븐 도어가 폐쇄될 때 상기 메인 전압의 제1 반 주기동안 도통 상태를 얻고, 상기 릴레이 접점과 상기 오븐 도어가 폐쇄될 때 상기 메인 전압의 제2 반주기 동안 도통 상태로 변경되고 상기 오븐 도어가 개방될 때 비도통 상태를 얻도록 설치된 광 결합기를 포함하며, 상기 광 결합기로부터의 피드백 신호가 릴레이 접점 위치 및 도어 상태 둘 다에 관한 정보를 공급하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
6. 제5항에 있어서, 상기 광결합기는 상기 릴레이 접점이 개방될 때 메인 전압의 네가티브 반 주기동안 도통 상태에 있고, 상기 메인 전압은 제1 및 제2 메인 단자를 통해 상기 전원 유닛에 공급되며, 상기 광결합기는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 발광 다이오드의 양극은 상기 릴레이 접점을 통해 상기 제1 메인 단자에 접속되고 상기 발광 다이오드의 음극은 저항을 통해 회로 노드에 접속되며, 상기 발광 다이오드는 한쪽이 제1 순방향 다이오드 및 제1 저항의 직렬 접속을 통해 상기 메인 단자에 접속되어 있고 다른 쪽은 제2 순방향 다이오드, 제2 저항 및 상기 도어 스위치의 직렬 접속을 통해 상기 제2 메인 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.