KR100292382B1

KR100292382B1 - Pulse width modulation circuit and inverter driving device using it

Info

Publication number: KR100292382B1
Application number: KR1019980042678A
Authority: KR
Inventors: 류재호
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2001-09-17
Also published as: KR20000025548A

Abstract

본 발명은 펄스폭변조회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력신호에 따라서 결정된 출력 펄스폭의 최대값을 제한할 수 있는 펄스폭변조회로 및 그를 이용한 인버터구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pulse width modulation circuit, and more particularly, to a pulse width modulation circuit capable of limiting the maximum value of the output pulse width determined according to the input signal, and an inverter driving apparatus using the same.

본 발명의 펄수폭변조회로는, 입력전압의 변동에 따른 펄스신호를 출력하는 제1비교수단과; 출력전압의 보상 가능한 범위 내에서 결정된 시정수를 가지고 상기 제1비교수단의 출력을 미분하는 미분수단과; 상기 미분수단의 출력과 입력전압으로부터 유도된 2차전압에 따라 결정되는 기준전압을 비교하여 그 차에 따른 펄스신호를 제2비교수단을 포함하여 구성된다.The pulse width modulation circuit of the present invention comprises: first comparing means for outputting a pulse signal in accordance with a change in an input voltage; Differential means for differentiating the output of said first comparing means with a time constant determined within a compensable range of an output voltage; And comparing the output voltage of the differential means with a reference voltage determined according to the secondary voltage derived from the input voltage, and including second comparison means for the pulse signal according to the difference.

Description

Pulse width modulation circuit and inverter driving device using the same

최근 새롭게 등장한 전자유도가열조리기는 워킹코일에서 발생하는 자력선이 솥을 통과할 때 와전류가 흘러 솥 자체가 가열되는 방식에 의해서 취반 기능을 수행하고 있다. 상기 전자유도가열조리기의 기본적인 가열원리를 살펴보면, 워킹코일에 전류가 인가되면 자성체인 오븐은 유도(induction) 가열에 의하여 열이 가해지면서, 오븐 내부에서는 취반이 이루어지게 된다.Recently, the newly introduced electromagnetic induction heating cooker performs the cooking function by the method in which the eddy current flows when the magnetic wire generated from the working coil passes through the pot. Looking at the basic heating principle of the electromagnetic induction cooker, when a current is applied to the working coil, the oven is a magnetic material is heated by induction heating, cooking is done in the oven.

따라서 전자유도가열조리기의 경우에는 자력선을 발생시키기 위하여 일정크기의 고주파전압을 워킹코일에 인가해야 한다. 이때 인가되는 고주파전압에 의해서 상기 워킹코일은 약 1300W의 강한 화력을 갖게 된다. 상기 워킹코일로 고주파 전압을 인가하기 위한 회로가 인버터회로이다.Therefore, in the case of the electromagnetic induction cooker, a high frequency voltage of a certain magnitude must be applied to the working coil in order to generate magnetic lines. At this time, the working coil has a strong thermal power of about 1300W by the high frequency voltage applied. A circuit for applying a high frequency voltage to the working coil is an inverter circuit.

따라서 본 발명에서 설명하고자 하는 펄스폭변조회로는, 전자유도가열조리기의 인버터회로를 턴-온 또는 턴-오프하는 스위칭시간을 제어하기 위한 회로로 이용된다.Therefore, the pulse width modulation circuit to be described in the present invention is used as a circuit for controlling the switching time for turning on or off the inverter circuit of the electromagnetic induction heating cooker.

도 1은 종래 기술에 따른 전자유도가열조리기의 구성을 도시하는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an electromagnetic induction heating cooker according to the prior art.

외부로부터 상용교류전원(10)이 전자유도가열조리기 내부로 입력되면, 정류부(12)는 입력되는 교류전압을 맥류전압으로 변환시켜서 출력한다. 상기 정류부(12)에서 출력되는 맥류전압은 평활회로(14)를 통해서 직류전압으로 변환된다.When the commercial AC power supply 10 is input from the outside into the electromagnetic induction heating cooker, the rectifying unit 12 converts the input AC voltage into a pulse current voltage and outputs it. The pulsed voltage output from the rectifier 12 is converted into a DC voltage through the smoothing circuit 14.

그리고 입력전류감지부(32)는, 전자유도가열조리기로 입력되는 전류를 검출하여, 전압으로 변환시키고 이를 직류로 변환시킨다. 또한, 상기 정류부(12)의 출력 전압은 전압보상부(28)로 입력되고, 상기 전압보상부(28)는 입력되는 전압이 정상상태의 전압인지 또는 정상상태보다 낮은 저전압인지 또는 정상상태보다 높은 고전압인지 등을 감시한다. 그리고 전압보상부(28)는 입력되는 전압의 상태에 따라 소비전력조절부(30)에 전압 보상을 위한 제어신호를 출력한다.The input current detecting unit 32 detects a current input by the electromagnetic induction heating cooker, converts it into a voltage, and converts it into a direct current. In addition, the output voltage of the rectifier 12 is input to the voltage compensator 28, the voltage compensator 28 is input voltage is a steady state or low voltage than the normal state or higher than the normal state Monitor for high voltage. The voltage compensator 28 outputs a control signal for voltage compensation to the power consumption controller 30 according to the state of the input voltage.

상기 소비전력조절부(30)는 상기 전압보상부(28)의 출력신호에 따라서 전압 보상값을 출력하고, 이 전압보상값은 제어부(26)를 통해서 펄스폭변조회로(24)로 입력된다. 이때 펄스폭변조회로(24)로 입력되는 신호에 의해서 펄스폭변조회로(24)는 출력 펄스폭을 조절해서 출력하고, 이때 출력되는 펄스폭이 구동부(22)를 통해서 인버터회로(18)의 동작시간으로 결정된다.The power consumption controller 30 outputs a voltage compensation value according to the output signal of the voltage compensation unit 28, and the voltage compensation value is input to the pulse width modulation circuit 24 through the control unit 26. At this time, the pulse width modulation circuit 24 adjusts the output pulse width and outputs the signal by the signal input to the pulse width modulation circuit 24, and the output pulse width is operated by the inverter circuit 18 through the driver 22. Determined by time.

즉, 상기 인버터회로(18)는 상기 구동부(22)를 통해서 인가되는 신호에 의해서 동작되어서 워킹코일(16)로 전원을 공급하는데, 상기 펄스폭변조회로(24)의 출력펄스폭이 큰 경우는, 상기 인버터회로(18)의 동작시간이 길어지고, 상기 펄스폭 변조회로(24)의 출력 펄스폭이 작은 경우는, 상기 인버터회로(18)의 동작시간이 짧게 된다.That is, the inverter circuit 18 is operated by a signal applied through the driver 22 to supply power to the working coil 16. When the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is large, When the operation time of the inverter circuit 18 is long and the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is small, the operation time of the inverter circuit 18 is shortened.

그리고 트리거회로부(20)는, 정상적인 구동상태에서, 상기 워킹코일(16)의 구동전압을 입력받아서, 상기 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭을 제어하는 회로이다. 즉, 정상적인 전압의 입력 상태에서는, 상기 트리거회로부(20)의 출력에 의해서 상기 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭이 결정된다. 그리고 저전압 또는 고전압의 입력시에는, 상기 소비전력조절부(30)에서 출력되는 전압보상값에 의해서 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭이 결정된다.The trigger circuit 20 is a circuit which receives the driving voltage of the working coil 16 in a normal driving state and controls the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24. That is, in the input state of the normal voltage, the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is determined by the output of the trigger circuit section 20. When the low voltage or the high voltage is input, the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is determined by the voltage compensation value output from the power consumption controller 30.

다음은 상기 구성에 의한 종래의 전자유도가열조리기의 구동 동작에 대해서 설명한다.Next, the driving operation of the conventional electromagnetic induction heating cooker having the above configuration will be described.

외부에서 입력되는 상용교류전원은 여러 가지 이유에 의해서 불규칙적으로 공급된다. 즉, 우리가 현재 사용되는 110볼트 또는 220볼트 전원은 110볼트와 220볼트의 전원이 정확하게 입력되는 것이 아니라, 110볼트의 상하에서 불규칙적으로 전원이 입력되고, 또한 220볼트의 상하에서 불규칙적으로 전원이 입력된다.Commercial AC power input from the outside is irregularly supplied for various reasons. In other words, the 110 volt or 220 volt power that we are currently using does not correctly input power of 110 volts and 220 volts, but irregular power is input at the top and bottom of the 110 volts, and power is irregularly at the top and bottom of the 220 volts. Is entered.

이렇게 입력전원이 불규칙적이 되는 것은, 공급된 전원이 외부 전원라인을 통해서 전자유도가열조리기로 입력되기까지 여러 전원중계기를 거쳐야하기 때문에, 그 과정에서 전원의 유실이 발생될 수 있다.The irregularity of the input power is because the supplied power must go through several power repeaters before the electromagnetic induction is input to the heat cooker through the external power line, and thus, power loss may occur in the process.

또한, 특정 전원중계기로부터 전원을 공급받아 사용하는 전원장치의 수가 때에 따라서 불규칙적이 되기 때문에, 공급되는 전원이 불규칙적이 될 수밖에 없다. 예를 들어서, 특정 전원중계기로부터 전원을 공급받아서 구동되는 전원장치가 적은 경우 특정 전원장치로 정상상태의 전원보다 고전원이 공급될 수 있다. 그리고 특정 전원중계기로부터 전원을 공급받아서 구동되는 전원장치가 많은 경우, 특정 전원장치로 정상상태의 전원보다 저전원이 공급될 수 있는 것이다.In addition, since the number of power supply devices that receive power from a specific power repeater is irregular at times, the power supply to be supplied is irregular. For example, when a power supply device driven by receiving power from a specific power repeater is small, a high power source may be supplied to a specific power supply device rather than a normal power supply. In addition, when a lot of power supply devices are driven by receiving power from a specific power repeater, a lower power supply may be supplied to a specific power supply device than a normal power supply.

이처럼, 전자유도가열조리기로 입력되는 상용교류전원(10)은 때에 따라서 불규칙적인 전원이 입력된다. 상기 입력된 상용교류전원은 정류부(12)와 평활회로(14)를 통해서 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압을 발생시킨다.As described above, the commercial AC power supply 10 inputted to the electromagnetic induction heating cooker receives irregular power from time to time. The input AC power generates the rated voltage required by the electromagnetic induction heating cooker through the rectifying unit 12 and the smoothing circuit 14.

물론 상기 전자유도가열조리기의 정격전압은, 상기 전자유도가열조리기로 입력된 상용교류전원이 정상적인 크기를 갖을 때, 트랜스(도시하지 않음) 2차측으로부터 유도된 전압이라고 할 수 있다.Of course, the rated voltage of the electromagnetic induction cooker may be a voltage induced from a secondary side of a transformer (not shown) when the commercial AC power input to the electromagnetic induction cooker has a normal size.

만일, 전자유도가열조리기로 입력된 전원이 고전압일때는, 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압은 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압보다 높은 전압을 발생시키게 될 것이다. 마찬가지로 전자유도가열조리기로 입력된 전압이 저전압일때는, 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압은 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압보다 낮은 전압을 발생시키게 될 것이다.If the power input to the electromagnetic induction cooker is a high voltage, the voltage derived from the transformer secondary side will generate a voltage higher than the rated voltage required by the electromagnetic induction cooker. Similarly, when the voltage input to the electromagnetic induction cooker is low, the voltage derived from the secondary transformer will generate a voltage lower than the voltage required for the electromagnetic induction cooker.

따라서 전압보상부(28)는 상기 정류부(12)의 출력전원으로부터 입력된 전원이 정상적인 상태의 전원인지 또는 고전압 또는 저전압인지를 판단하는 것이다. 상기 전압보상부(28)에서 입력전압이 정상상태라고 판단되었을 때, 펄스폭변조회로(24)에서 출력되는 펄스신호의 폭은 트리거회로부(20)의 출력에 의해서 결정된다.Therefore, the voltage compensator 28 determines whether the power input from the output power of the rectifier 12 is a power of a normal state or a high voltage or a low voltage. When the voltage compensator 28 determines that the input voltage is in a steady state, the width of the pulse signal output from the pulse width modulator 24 is determined by the output of the trigger circuit 20.

그러나 상기 전압보상부(28)에서 입력전압이 비정상상태라고 판단되었을 때, 전압보상부(28)는 소비전력조절부(30)로 전압의 보상을 요구하는 제어신호를 출력한다. 상기 소비전력조절부(30)는, 입력전압에 따른 전압보상값을 제어부(26)로 출력한다.However, when the voltage compensator 28 determines that the input voltage is in an abnormal state, the voltage compensator 28 outputs a control signal for requesting compensation of the voltage to the power consumption controller 30. The power consumption controller 30 outputs a voltage compensation value according to the input voltage to the controller 26.

이때, 제어부(26)에서 출력되는 전압보상값에 따른 신호는, 펄스폭변조회로(24)에서 출력되는 펄스신호의 폭을 조절하기 위한 신호이다. 이것은, 상기 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스신호는 구동부(22)를 통해서 인버터회로(18)의 턴-온 타임을 결정하기 때문이다.In this case, the signal according to the voltage compensation value output from the control unit 26 is a signal for adjusting the width of the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 24. This is because the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 24 determines the turn-on time of the inverter circuit 18 through the driver 22.

즉, 입력전압이 저전압일 때는, 상기 제어부(26)에서는 정상적인 펄스폭보다 더 큰 펄스폭을 갖는 펄스신호가 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되도록 제어하므로써, 상기 워킹코일(16)에 전압이 공급되는 시간을 길게하였다. 반대로, 입력전압이 고전압일때는, 상기 제어부(26)는 정상적인 펄스폭보다 작은 펄스폭을 갖는 펄스신호가 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되도록 제어하므로써, 상기 워킹코일(16)에 전압이 공급되는 시간을 짧게하였다.That is, when the input voltage is low voltage, the control unit 26 controls the pulse signal having a pulse width larger than the normal pulse width to be output from the pulse width modulation circuit 24, so that the voltage in the working coil 16 is reduced. The feeding time was lengthened. On the contrary, when the input voltage is a high voltage, the control section 26 controls the pulse signal having a pulse width smaller than the normal pulse width to be output from the pulse width modulation circuit 24, thereby supplying a voltage to the working coil 16. The time to be shortened.

따라서 종래의 전자유도가열조리기에서는, 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스폭을 조절하여 워킹코일(16)로 공급되는 전압을 보상하였다.Therefore, in the conventional electromagnetic induction heating cooker, the pulse width output from the pulse width modulation circuit 24 is adjusted to compensate for the voltage supplied to the working coil 16.

다음은 도 2를 참조해서 종래의 전자유도가열조리기에서 사용된 펄스폭변조회로(24)에 대해서 좀 더 자세히 설명한다.Next, the pulse width modulation circuit 24 used in the conventional electromagnetic induction heating cooker will be described in more detail with reference to FIG. 2.

종래의 펄스폭변조회로(24)는, 두 개의 비교기(40,42)와, 제1비교기(40)의 출력을 지연시켜서 제2비교기(42)로 출력하는 지연회로(46)를 포함한다. 상기 제1비교기(40)는 트리거회로부(20)의 출력 또는 소비전력조절부로부터 전압 보상된 신호를 비반전단자로 입력한다. 그리고 상기 비교기(40)는, 전자유도가열조리기의 트랜스(도시하지 않음) 2차측으로부터 유도된 12볼트 전압을 저항과 콘덴서(R1,R2,C1)에 의해서 분압시켜서 반전단자로 입력한다.The conventional pulse width modulation circuit 24 includes two comparators 40 and 42 and a delay circuit 46 for delaying the output of the first comparator 40 and outputting it to the second comparator 42. The first comparator 40 inputs a voltage compensated signal from the output of the trigger circuit unit 20 or the power consumption controller to the non-inverting terminal. The comparator 40 divides the 12-volt voltage induced from the secondary side of the transformer (not shown) of the electromagnetic induction cooker by the resistor and the capacitors R1, R2, and C1 and inputs them to the inverting terminal.

상기 제1비교기(40)로부터 출력된 펄스신호는 저항(R4)과 콘덴서(C2)로 구성된 지연회로(46)를 통해서 소정만큼 지연된다.The pulse signal output from the first comparator 40 is delayed by a predetermined amount through the delay circuit 46 composed of the resistor R4 and the capacitor C2.

그리고 상기 지연회로(46)를 통과한 신호는 제2비교기(42)의 비반전단자로 입력된다. 상기 제2비교기(42)의 반전단자는 제1비교기(40)와 마찬가지로, 트랜스(도시하지 않음) 2차측으로부터 유도된 12볼트 전압을 저항(R5,R9)에 의해서 분압시켜서 입력한다.The signal passing through the delay circuit 46 is input to the non-inverting terminal of the second comparator 42. Similar to the first comparator 40, the inverting terminal of the second comparator 42 divides and inputs a 12-volt voltage derived from a transformer (not shown) secondary side by the resistors R5 and R9.

이렇게 해서 상기 제2비교기(40)로부터 출력된 펄스신호는 구동부(22)를 통해서 인버터회로(18)로 전달된다.In this way, the pulse signal output from the second comparator 40 is transmitted to the inverter circuit 18 through the driver 22.

다음은 상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 펄스폭변조회로(24)의 동작을 설명한다.The following describes the operation of the conventional pulse width modulation circuit 24 having the above configuration.

정상상태일 때, 펄스폭변조회로(24)의 펄스폭을 결정하는 상기 트리거회로부(20)의 출력은 제1비교기(40)의 비반전단자로 입력된다. 또한, 입력전압이 고전압이거나 또는 저전압일 때, 상기 소비전력조절부(30)의 전압보상값은 제2비교기(40)의 비반전단자로 입력된다. 즉, 제1비교기(40)의 비반전단자는 상기 정류부(12)에서 정류된 전압이 전자유도가열조리기의 구동에 필요한 크기를 지닌 정격전압일 때는 트리거회로부(20)의 출력을 입력하고, 입력전압을 보상해야할 때는 소비전력조절부(30)의 전압보상값을 입력한다.In the steady state, the output of the trigger circuit section 20 for determining the pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is input to the non-inverting terminal of the first comparator 40. In addition, when the input voltage is high or low voltage, the voltage compensation value of the power consumption controller 30 is input to the non-inverting terminal of the second comparator 40. That is, the non-inverting terminal of the first comparator 40 inputs the output of the trigger circuit unit 20 when the voltage rectified by the rectifier 12 is a rated voltage having a magnitude necessary for driving the electromagnetic induction heating cooker. When voltage must be compensated, the voltage compensation value of the power consumption controller 30 is input.

이렇게 상기 제1비교기(40)의 비반전단자로 입력된 전압은 반전단자로 입력되는 기준전압과의 비교에 의해서 그 차에 따른 펄스신호를 출력한다. 상기 제1ㄹ비교기(40)의 출력신호는 지연회로(46)를 통과하면서 소정만큼 지연된 후, 제2비교기(42)로 입력된다. 상기 제2비교기(42)는 입력신호를 기준신호와 비교하여 그 차신호를 펄스신호로써 출력한다. 이렇게 출력되는 펄스신호는 구동부(22)를 통해서 인버터회로(18)의 동작시간을 결정한다.In this way, the voltage input to the non-inverting terminal of the first comparator 40 outputs a pulse signal according to the difference by comparison with a reference voltage input to the inverting terminal. The output signal of the first comparator 40 is delayed by a predetermined amount while passing through the delay circuit 46 and then input to the second comparator 42. The second comparator 42 compares an input signal with a reference signal and outputs the difference signal as a pulse signal. The pulse signal output in this way determines the operation time of the inverter circuit 18 through the driver 22.

즉, 종래의 펄스폭변조회로(24)는, 입력전압이 정격전압보다 낮을 경우는, 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스폭을 크게 하였다. 상기 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스신호의 폭이 크면, 결국 인버터회로(18)의 동작시간이 길어지면서 워킹코일(16)로의 전압이 공급되는 시간이 길어지면서, 워킹코일(16)의 공급전압이 보상된다. 그리고 입력전압이 정격전압보다 높을 경우는, 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스폭을 작게 하였다. 상기 펄스폭변조회로(24)로부터 출력되는 펄스신호의 폭이 작게 되면, 결국 인버터회로(18)의 동작시간이 짧아지면서 워킹코일(16)로의 공급전압이 보상된다.That is, in the conventional pulse width modulation circuit 24, when the input voltage is lower than the rated voltage, the pulse width output from the pulse width modulation circuit 24 is increased. When the width of the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 24 is large, the operating time of the inverter circuit 18 becomes long, and thus the time for supplying the voltage to the working coil 16 becomes long. The supply voltage of is compensated. When the input voltage is higher than the rated voltage, the pulse width output from the pulse width modulation circuit 24 is reduced. When the width of the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 24 is reduced, the operating time of the inverter circuit 18 is shortened, and the supply voltage to the working coil 16 is compensated.

따라서 종래의 펄스폭변조회로(24)는 입력신호를 기준신호와 비교에 의해서 그 차만큼을 무조건 펄스신호로 출력하도록 되어있다. 그래서 입력전압이 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압보다 낮을 경우, 인버터회로(18)의 동작간을 크게하여, 워킹코일(16)의 출력을 보상하였다.Therefore, the conventional pulse width modulation circuit 24 outputs the difference as an pulse signal unconditionally by comparing the input signal with the reference signal. Therefore, when the input voltage is lower than the rated voltage required by the electromagnetic induction heating cooker, the operation of the inverter circuit 18 is made larger to compensate for the output of the working coil 16.

예를 들어서, 순간적인 정전이 발생했을 때, 전자유도가열조리기 내부의 마이크로컴퓨터에서 이를 감지못하는 경우가 발생된다. 이 경우에 전압보상부(28)에서는 입력전압이 낮다고 판단하여, 출력을 보상하기 위한 제어신호를 소비전력조절부(30)에 발생시킨다.For example, when a momentary power failure occurs, the induction of the electromagnetic induction cooker does not detect it. In this case, the voltage compensating unit 28 determines that the input voltage is low, and generates a control signal for the power consumption adjusting unit 30 to compensate for the output.

이렇게 해서 제어부(26)는 소비전력조절부(30)의 전압보상값에 따른 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭을 최대치로 조절한다. 따라서 펄스폭변조회로(24)는, 제어부(26)의 제어에 따른 매우 긴 펄스폭을 갖는 펄스를 출력하게 되고, 이 펄스에 의해서 인버터회로(18)의 동작시간은 길어지게 된다.In this way, the control part 26 adjusts the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 according to the voltage compensation value of the power consumption control part 30 to the maximum value. Therefore, the pulse width modulation circuit 24 outputs a pulse having a very long pulse width under the control of the control unit 26, and the operation time of the inverter circuit 18 is lengthened by this pulse.

이때, 상기 펄스폭변조회로(24)에서 출력되는 펄스신호는 인버터회로 내의 파워스위칭소자의 동작범위를 넘어서는 신호가 출력된다.At this time, the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 24 outputs a signal exceeding the operating range of the power switching element in the inverter circuit.

즉, 워킹코일(16)을 구동하는 인버터회로(18) 내의 파워스위칭소자(IGBT : Insulate Gate Bipolar Transistor)는 그 동작범위가 22μs ~ 27μs로 제한되어 있다. 따라서 순간 정전 발생시의 입력전압이 낮다고 판단될 때, 상기 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭이 27μs 보다 길게 되고, 이때 인버터회로(18)의 파워 스위칭소자의 정격전압 및 전류를 초과하게 되어서 소자의 파손을 야기시키게 되는 문제점이 발생되었다.That is, the power switching element (IGBT: Insulate Gate Bipolar Transistor) in the inverter circuit 18 for driving the working coil 16 is limited in its operating range to 22 µs to 27 µs. Therefore, when it is determined that the input voltage at the time of instantaneous power failure is low, the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 is longer than 27 μs, and at this time, the rated voltage and current of the power switching element of the inverter circuit 18 are exceeded. There is a problem that causes breakage of the device.

또한, 노이즈에 의한 오동작으로 펄스폭변조회로(24)의 출력 펄스폭이 길어지는 경우가 발생되고, 이때도 인버터회로(18)의 동작시간이 길어짐으로 인한 파워 스위칭소자의 파손을 야기시키는 문제점이 발생되었다.In addition, there is a case where the output pulse width of the pulse width modulation circuit 24 becomes long due to malfunction due to noise, and in this case, there is also a problem of causing damage to the power switching element due to the long operation time of the inverter circuit 18. Occurred.

따라서 본 발명의 목적은, 제품에서 필요로 하는 최대 동작시간에 따른 출력 펄스폭을 제한할 수 있는 펄스폭변조회로와 그를 이용한 인버터구동장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a pulse width modulation circuit capable of limiting the output pulse width according to the maximum operation time required by a product and an inverter driving device using the same.

제1도는 종래 전자유도가열조리기의 구성을 도시하는 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a conventional electromagnetic induction heating cooker,

제2도는 제1도에 도시된 펄스폭변조회로의 상세 회로도,2 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit shown in FIG.

제3도는 본 발명에 따른 전자유도가열조리기의 구성을 도시하는 블록도,3 is a block diagram showing the configuration of the electromagnetic induction heating cooker according to the present invention;

제4도는 제3도에 도시된 펄스폭변조회로의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit shown in FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

50 : 전원 54 : 정류부50: power supply 54: rectifier

54 : 평활회로 56 : 워킹코일54: smoothing circuit 56: working coil

58 : 입력전류감지부 60 : 소비전력조절부58: input current detection unit 60: power consumption control unit

62 : 전압보상부 64 : 제어부62: voltage compensator 64: controller

66 : 펄스폭변조회로 68 : 펄스폭최대값제한부66: pulse width modulation circuit 68: pulse width maximum value limit

72 : 구동부 74 : 인버터회로72: driving unit 74: inverter circuit

76 : 트리거회로부 80 : 비교기76: trigger circuit 80: comparator

82 : 미분회로 84 : 비교기82: differential circuit 84: comparator

R11~R17 : 저항 C11,C12 : 콘덴서R11 ~ R17: Resistor C11, C12: Capacitor

D11,D12 : 다이오드D11, D12: Diode

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펄스폭변조회로는, 입력전압의 변동에 따른 펄스신호를 출력하는 제1비교수단과; 출력전압의 보상 가능한 범위내에서 결정된 시정수를 가지고 상기 제1비교수단의 출력을 미분하는 미분수단과; 상기 미분수단의 출력과 입력전압으로부터 유도된 2차전압에 따라 결정되는 기준전압을 비교하여 그 차에 따른 펄스신호를 제2비교수단을 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pulse width modulation circuit comprising: first comparing means for outputting a pulse signal according to a change in an input voltage; Differential means for differentiating the output of said first comparing means with a time constant determined within a compensable range of an output voltage; And comparing the output voltage of the differential means with a reference voltage determined according to the secondary voltage derived from the input voltage, and including second comparison means for the pulse signal according to the difference.

그리고 본 발명의 인버터구동장치는, 가열원인 워킹코일과; 인가되는 전압을 스위칭하여, 상기 워킹코일에 고주파전압을 공급하는 인버터회로와; 입력전압을 감시하는 전압감시수단과; 입력전압이 비정상적인 크기를 갖을 때, 출력전압의 보상을 위한 전압보상수단과; 상기 인버터회로의 구동 가능한 스위칭시간 내에서 상기 전압보상수단의 출력전압에 따른 펄스신호를 상기 인버터회로에 출력하는 펄스폭변조수단을 포함하여 구성된다.In addition, the inverter drive device of the present invention, the working coil which is a heating source; An inverter circuit for switching the applied voltage to supply a high frequency voltage to the working coil; Voltage monitoring means for monitoring an input voltage; Voltage compensating means for compensating the output voltage when the input voltage has an abnormal magnitude; And pulse width modulation means for outputting a pulse signal corresponding to an output voltage of the voltage compensating means to the inverter circuit within a driveable switching time of the inverter circuit.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 펄스폭변조회로 및 그를 이용한 인버터구동장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a pulse width modulation circuit and an inverter driving device using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 전자유도가열조리기의 구성을 도시하는 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of the electromagnetic induction heating cooker according to the present invention.

본 발명에 따른 전자유도가열조리기의 구성은, 외부로부터 상용교류전원(50)이 전자유도가열조리기 내부로 입력되면, 입력되는 교류전압을 맥류전압으로 변환시켜서 출력하기 위한 정류부(52)와, 상기 정류부(52)에서 출력되는 맥류전압을 직류전압으로 변환시키기 위한 평활회로(54)를 포함한다.The configuration of the electromagnetic induction heating cooker according to the present invention includes a rectifier 52 for converting and outputting an alternating AC voltage into a pulse current voltage when a commercial AC power source 50 is input from the outside into the electromagnetic induction heating cooker. And a smoothing circuit 54 for converting the pulse current voltage output from the rectifying unit 52 into a DC voltage.

상기 평활회로(54)에서 인가되는 전압을 입력하여 전자유도가열조리기의 구동열을 발생하는 워킹코일(56)과, 상기 워킹코일(56)로의 전압의 공급을 스위칭하는 인버터회로(74)와, 상기 인버터회로(74)를 구동하는 구동부(72)와, 정상적인 전원이 전자유도가열조리기로 입력될 때, 상기 워킹코일(56)의 공급전압에 기초해서 상기 구동부(72)의 턴-온 시간을 제어하는 트리거회로부(76)를 포함한다.A working coil 56 for inputting a voltage applied from the smoothing circuit 54 to generate driving heat of the electromagnetic induction heating cooker, and an inverter circuit 74 for switching the supply of voltage to the working coil 56; The driving unit 72 for driving the inverter circuit 74 and the turn-on time of the driving unit 72 are determined based on the supply voltage of the working coil 56 when the normal power is input to the electromagnetic induction cooker. It includes a trigger circuit unit 76 for controlling.

상기 트리거회로부(76)의 출력은 후술되는 펄스폭변조회로(66)로 입력된다.The output of the trigger circuit unit 76 is input to the pulse width modulation circuit 66 to be described later.

그리고 전자유도가열조리기로 입력되는 전류를 검출하여, 전압으로 변환시키고 이를 다시 직류로 변환시키는 입력전류감지부(58)와, 상기 정류부(52)의 출력전압을 입력하고, 입력되는 전압이 정상상태의 전압인지 또는 정상상태보다 낮은 저전압인지 또는 정상상태보다 높은 고전압인지 등을 판단하는 전압보상부(62)를 포함한다.The input current detecting unit 58 detects a current inputted by the electromagnetic induction heating cooker, converts it into a voltage, and converts it into a direct current, and an output voltage of the rectifying unit 52, and the input voltage is in a normal state. And a voltage compensator 62 for determining whether the voltage is lower than or lower voltage than the normal state, or higher voltage than the normal state.

또한, 상기 전압보상부(62)의 출력을 입력하고, 그에 따른 전압보상값을 출력하는 소비전력조절부(60)와, 상기 소비전력조절부(60)의 출력을 입력하고 펄스폭 조절을 위한 전압값으로 출력하는 제어부(64)와, 상기 제어부(64)의 출력 전압을 기준전압과 비교하여 그 차신호에 따른 펄스신호를 출력하는 펄스폭변조회로(66)를 포함한다.In addition, the input of the output of the voltage compensation unit 62, and outputs the voltage compensation value accordingly, and the input of the output of the power consumption control unit 60 and the pulse width adjustment for And a pulse width modulation circuit 66 for comparing the output voltage of the controller 64 with a reference voltage and outputting a pulse signal corresponding to the difference signal.

즉, 상기 펄스폭변조회로(66)는, 상기 트리거회로부(76)의 출력 또는 제어부(64)로부터의 전압보상값을 입력하고, 기준신호와의 비교에 의해서 그 차신호에 의한 펄스신호를 출력하는 것이다. 상기 펄스폭변조회로(66)가 제어부(64)로부터 전압보상값을 입력할 때는, 전자유도가열조리기로 입력되는 전압이 정격전압이 아닌 상태의 전압이 입력될 때로, 워킹코일(56)의 출력전압의 보상이 필요할 때이다. 그리고 펄스폭변조회로(66)가 상기 트리거회로부(76)로부터 출력을 입력할 때는, 정상적인 정격전압이 입력되는 경우이다.That is, the pulse width modulation circuit 66 inputs the output of the trigger circuit unit 76 or the voltage compensation value from the control unit 64, and outputs a pulse signal according to the difference signal by comparison with a reference signal. It is. When the pulse width modulation circuit 66 inputs the voltage compensation value from the control unit 64, when the voltage input to the electromagnetic induction heating cooker is not the rated voltage, the output of the working coil 56 is input. It is time to compensate for voltage. When the pulse width modulation circuit 66 inputs the output from the trigger circuit section 76, a normal rated voltage is input.

상기 펄스폭변조회로(66)의 출력은 펄스폭최대값제한부(68)로 입력된다. 상기 펄스폭최대값제한부(68)는, 입력전압의 변동에 따른 출력 펄스폭이 무한대로 커지는 것을 방지하기 위해서, 출력되는 펄스신호의 최대 폭을 제한하기 위한 회로이다. 즉, 상기 펄스폭변조회로(66)는, 입력신호와 기준신호의 차만큼을 무조건 펄스신호로 출력하는데 반해서, 상기 펄스폭최대값제한부(68)는, 인버터 구동부(72)의 최대 온-타임에 따라서 출력 펄스폭을 제한하는 회로이다.The output of the pulse width modulation circuit 66 is input to the pulse width maximum value limiter 68. The pulse width maximum value limiter 68 is a circuit for limiting the maximum width of the output pulse signal in order to prevent the output pulse width from growing indefinitely due to variations in the input voltage. That is, the pulse width modulation circuit 66 outputs the difference between the input signal and the reference signal as a pulse signal unconditionally, whereas the pulse width maximum value limiting portion 68 is the maximum ON- of the inverter driver 72. This circuit limits the output pulse width according to time.

즉, 전자유도가열조리기로 저전압이 입력시에, 워킹코일(56)의 출력전압을 보상하기 위하여, 인버터구동회로(72)의 구동시간이 길어진다. 따라서 펄스폭최대값제한부(68)는, 전자유도가열조리기에서 보상 가능한 최소 저전압에 따른 인버터구동회로(72)의 구동 가능한 동작시간에 따라서 상기 인버터구동회로(72)로 출력되는 펄스신호의 폭을 제한한다.That is, when the low voltage is input to the electromagnetic induction heating cooker, the drive time of the inverter driving circuit 72 becomes long to compensate for the output voltage of the working coil 56. Therefore, the maximum pulse width limiting section 68 is the width of the pulse signal output to the inverter driving circuit 72 according to the operation time of the inverter driving circuit 72 according to the minimum low voltage that can be compensated by the electromagnetic induction heating cooker. To limit.

일 예로, 전자유도가열조리기에서 전압 보상이 가능한 입력전압이 약 187볼트라고 했을 때, 187볼트가 입력될 때, 인버터구동회로(72)의 동작시간을 최대 출력 펄스폭으로 결정한다. 그리고 최대 출력 펄스폭보다 큰 펄스폭을 가진 신호가 출력되지 않도록 상기 펄스폭최대값제한부(68)는 입력되는 펄스신호의 폭을 감시한다.As an example, when the input voltage capable of voltage compensation in the electromagnetic induction cooker is about 187 volts, when 187 volts is input, the operating time of the inverter driver circuit 72 is determined as the maximum output pulse width. The pulse width maximum value limiting unit 68 monitors the width of the input pulse signal so that a signal having a pulse width larger than the maximum output pulse width is not output.

따라서, 상기 펄스폭변조회로(66)에서 출력되는 펄스폭은, 다시 펄스폭최대값제한부(68)를 통해서 그 최대값이 적절히 조절되어 출력되고, 이때 출력되는 펄스폭이 구동부(72)를 통해서 인버터회로(74)의 동작시간으로 결정된다.Therefore, the pulse width output from the pulse width modulation circuit 66 is again adjusted by the maximum value through the pulse width maximum value limiting unit 68, and is output. Through this, the operation time of the inverter circuit 74 is determined.

그리고 펄스폭변조회로(66) 및 펄스폭최대값제한부(68)에 대한 상세한 회로 구성 및 동작은 하기에서 설명되는 도 4에서 설명하기로 한다.The detailed circuit configuration and operation of the pulse width modulation circuit 66 and the pulse width maximum value limiter 68 will be described in FIG. 4 described below.

상기 인버터회로(74)는 상기 구동부(72)를 통해서 인가되는 신호에 의해서 동작되어서 워킹코일(56)로 전원을 공급하는데, 상기 펄스폭최대값제한부(68)의 출력펄스폭이 큰 경우는, 상기 인버터회로(74)의 동작시간이 길어지고, 상기 펄스폭최대값제한부(68)의 출력 펄스폭이 작은 경우는, 상기 인버터회로(74)의 동작시간이 짧게 된다.The inverter circuit 74 is operated by a signal applied through the driving unit 72 to supply power to the working coil 56. When the output pulse width of the maximum pulse width limiting unit 68 is large, When the operation time of the inverter circuit 74 is long and the output pulse width of the pulse width maximum value limiting unit 68 is small, the operation time of the inverter circuit 74 is shortened.

다음은, 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전자유도가열조리기의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.Next, an operation process of the electromagnetic induction heating cooker according to the present invention having the above configuration will be described.

전자유도가열조리기로 입력되는 상용교류전원(50)은 외부의 여러 요인들에 의해서 불규칙적인 상태로 입력된다. 이렇게 불규칙적인 상태로 입력되는 상용교류전원은 전자유도가열조리기 내부로 입력되면서 트랜스(도시하지 않음)에 의하여 승압된다. 이때 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압은 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 크기의 전압이 된다.The commercial AC power source 50 input to the electromagnetic induction heating cooker is input in an irregular state by various external factors. The commercial AC power input in such an irregular state is boosted by a transformer (not shown) while being input into the induction heating cooker. At this time, the voltage induced from the transformer secondary side becomes the voltage of the magnitude required by the electromagnetic induction heating cooker.

물론 이때 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압이 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 크기를 갖기 위해서는, 전자유도가열조리기 내부로 입력된 상용교류전원이 정상적인 크기를 갖을 때이다.Of course, at this time, in order for the voltage induced from the transformer secondary side to have the magnitude required by the electromagnetic induction heating cooker, it is when the commercial AC power input into the electromagnetic induction heating cooker has the normal size.

만일, 전자유도가열조리기로 입력된 전원이 정상적인 전압보다 고전압일때는, 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압은 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압보다 높은 전압을 발생시킨다. 마찬가지로 전자유도가열조리기로 입력된 전압이 정상적인 전압보다 저전압일때는, 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압은 전자유도가열조리기에서 필요로 하는 정격전압보다 낮은 전압을 발생시키게 된다.If the power input to the electromagnetic induction heating cooker is higher than the normal voltage, the voltage derived from the transformer secondary side generates a voltage higher than the rated voltage required by the electromagnetic induction cooker. Similarly, when the voltage input to the electromagnetic induction cooker is lower than the normal voltage, the voltage derived from the secondary side of the transformer generates a voltage lower than the rated voltage required by the electromagnetic induction cooker.

따라서 정상적인 전압이 약 220볼트라고 했을 때, 약 187 볼트의 전원은 저전압이 될 것이고, 약 253볼트의 전원은 고전압이 된다.Therefore, when the normal voltage is about 220 volts, the power of about 187 volts will be low voltage, and the power of about 253 volts becomes high voltage.

어쨌든, 전자유도가열조리기 내부로 입력되는 상용교류전원의 크기에 따라서 적절한 크기의 전압이 트랜스(도시하지 않음) 2차측으로부터 유도되고, 이렇게 유도된 전압은 정류부(52)를 통해서 맥류전압으로 변환된다.In any case, according to the magnitude of the commercial AC power input into the electromagnetic induction cooker, a voltage having an appropriate magnitude is derived from a transformer (not shown) secondary side, and the induced voltage is converted into a pulse current voltage through the rectifying unit 52. .

이때, 전압보상부(62)는 상기 정류부(52)의 출력전원으로부터 입력된 전원이 정상적인 크기의 전원인지 또는 고전압 또는 저전압인지를 판단하는 것이다. 상기 전압보상부(62)에서 입력전압이 정상상태라고 판단되었을 때, 펄스폭변조회로(66)에서 출력되는 펄스신호의 폭은 트리거회로부(76)의 출력에 의해서 결정된다.In this case, the voltage compensator 62 determines whether the power input from the output power of the rectifier 52 is a power of a normal size or a high voltage or a low voltage. When the voltage compensator 62 determines that the input voltage is in a normal state, the width of the pulse signal output from the pulse width modulator circuit 66 is determined by the output of the trigger circuit unit 76.

그러나 상기 전압보상부(62)에서 입력전압이 비정상상태라고 판단되었을 때, 전압보상부(62)는 소비전력조절부(60)로 전압의 보상을 요구하는 제어신호를 출력한다. 상기 소비전력조절부(60)는, 입력전압에 따른 전압보상값을 제어부(64)로 출력한다.However, when it is determined that the input voltage is abnormal by the voltage compensator 62, the voltage compensator 62 outputs a control signal for requesting compensation of voltage to the power consumption controller 60. The power consumption controller 60 outputs a voltage compensation value according to the input voltage to the controller 64.

이때, 제어부(64)에서 출력되는 전압보상값에 따른 신호는, 펄스폭변조회로(66)에서 출력되는 펄스신호의 폭을 조절하기 위한 신호이다. 이것은, 상기 펄스폭변조회로(66)로부터 출력되는 펄스신호는 구동부(72)를 통해서 인버터회로(74)의 턴-온 시간을 결정하기 때문이다. 즉, 인버터회로(74)는, 공급되는 펄스신호에 따라서 계속적으로 턴-온/턴-오프를 반복해서, 워킹코일로 고주파전압을 공급시킨다.At this time, the signal according to the voltage compensation value output from the control unit 64 is a signal for adjusting the width of the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 66. This is because the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 66 determines the turn-on time of the inverter circuit 74 through the driver 72. In other words, the inverter circuit 74 continuously turns on / off / off in accordance with the supplied pulse signal to supply the high frequency voltage to the working coil.

따라서 입력전압이 저전압일 때는, 상기 제어부(64)에서는 정상적인 펄스폭보다 더 큰 펄스폭을 갖는 펄스신호가 펄스폭변조회로(66)로부터 출력되도록 제어하므로써, 상기 워킹코일(56)에 전압이 공급되는 시간을 길게 한다. 반대로, 입력전압이 고전압일때는, 상기 제어부(64)는 정상적인 펄스폭보다 작은 펄스폭을 갖는 펄스신호가 펄스폭변조회로(66)로부터 출력되도록 제어하므로써, 상기 워킹코일(56)에 전압이 공급되는 시간을 짧게한다.Therefore, when the input voltage is low voltage, the controller 64 controls the pulse signal having a pulse width larger than the normal pulse width to be output from the pulse width modulation circuit 66, thereby supplying voltage to the working coil 56. Lengthen time. On the contrary, when the input voltage is high, the control unit 64 controls the pulse signal having a pulse width smaller than the normal pulse width to be output from the pulse width modulation circuit 66, thereby supplying the voltage to the working coil 56. Be short on time.

그러나 상기 펄스폭변조회로(66)로부터 출력되는 펄스신호의 폭이 인버터회로(74)의 최대 구동시간을 초과하는지를 판단해야 한다. 만약, 입력된 전압이 저전압이기 때문에, 출력전압을 보상하기 위하여 상기 펄스폭변조회로(66)로부터 출력된 펄스신호가 인버터회로(74)의 최대 구동시간을 초과할 때, 상기 인버터회로(74)를 구성하는 스위칭소자에 과부하 및 과전류가 걸림으로써 소자의 손상을 야기시키기 때문이다.However, it should be determined whether the width of the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 66 exceeds the maximum driving time of the inverter circuit 74. If the input voltage is a low voltage, when the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 66 exceeds the maximum driving time of the inverter circuit 74 to compensate for the output voltage, the inverter circuit 74. This is because overload and overcurrent are applied to the switching elements that make up the element, thereby causing damage to the elements.

따라서 상기 펄스폭변조회로(66)에서 출력되는 펄스신호는 펄스폭최대값제한부(68)를 통과하면서, 출력 펄스폭의 최대값이 조절된다. 즉, 전자유도가열조리기로의 입력전압의 변동 및 노이즈에 의해서 펄스폭변조회로(66)로부터 매우 큰 펄스폭을 갖는 펄스신호가 출력되더라도, 상기 펄스폭최대값제한부(68)에서 출력 펄스폭이 제한되는 것이다.Therefore, while the pulse signal output from the pulse width modulation circuit 66 passes through the pulse width maximum value limiting portion 68, the maximum value of the output pulse width is adjusted. That is, even if a pulse signal having a very large pulse width is output from the pulse width modulation circuit 66 due to the change in the input voltage to the electromagnetic induction heating cooker and the noise, the pulse width maximum value limiting section 68 outputs the pulse width. This is the limit.

이때, 상기 펄스폭최대값제한부(68)에서 출력 펄스폭의 제한을 위한 기준은, 상기 인버터회로(74)를 구성하는 스위칭소자의 구동 가능한 시간에 비례하는 펄스 신호의 폭으로 결정한다. 따라서 인버터회로(74)가 한번 동작이 이루어질때마다 과부하에 의한 소자의 파손없이 동작이 가능한 시점까지를 최대 펄스폭으로 설정하는 것이다. 그리고 그 최대 펄스폭을 초과하는 펄스신호가 입력될 때, 입력된 펄스신호의 폭을 제한해서 구동부(72)로 출력하는 것이다.In this case, the reference for limiting the output pulse width in the pulse width maximum value limiting unit 68 is determined by the width of the pulse signal proportional to the drive time of the switching element constituting the inverter circuit 74. Therefore, each time the inverter circuit 74 is operated, the maximum pulse width is set up to the point in time at which the operation can be performed without damaging the device due to overload. When a pulse signal exceeding the maximum pulse width is input, the width of the input pulse signal is limited and output to the driving unit 72.

이렇게 제한되어 출력되는 펄스신호는 구동부(72)를 통해서 인버터회로(74)를 구동하게 되고, 상기 펄스신호의 폭이 갖는 시간동안 인버터회로(74)는 턴-온 동작을 반복하여, 워킹코일(56)로 전압이 공급되도록 제어하는 것이다.The limited pulse signal is driven to drive the inverter circuit 74 through the driving unit 72, the inverter circuit 74 repeats the turn-on operation during the time of the width of the pulse signal, the working coil ( 56 to control the supply of voltage.

따라서 본 발명에 따라서 인버터 구동부(72)로 공급되는 펄스신호는, 인버터회로(74)를 구성하는 스위칭소자에 과부하 또는 과전류가 걸리지 않는 범위 내에서 공급되어서 인버터회로(74)를 구동시키게 된다.Therefore, the pulse signal supplied to the inverter driver 72 according to the present invention is supplied to the switching element constituting the inverter circuit 74 within the range of not overloading or overcurrent to drive the inverter circuit 74.

다음은 본 발명에 따른 인버터 구동회로로 공급되는 최대 펄스신호의 폭을 제한하기 위한 구체적인 실시예를 첨부한 도 4를 참조해서 상세하게 설명한다.Next will be described in detail with reference to Figure 4 attached to a specific embodiment for limiting the width of the maximum pulse signal supplied to the inverter driving circuit according to the present invention.

도 4에 도시되고 있는 바와 같이, 펄스폭변조회로(66)는, 트리거회로(76)의 출력신호 또는 소비전력조절부(60)로부터 전압 보상된 신호를 비반전단자로 입력하는 제1비교기(80)로 구성된다. 그리고 트랜스(도시하지 않음)의 2차측으로부터 유도된 12볼트의 전압은 저항(R11,R12)과 콘덴서(C11)에 의해서 소정크기의 기준전압으로 조절되어서 상기 제1비교기(80)의 반전단자로 입력된다. 따라서 상기 제1비교기(80)는, 상기 비반전단자로 입력되는 전압과 반전단자의 기준전압을 비교해서, 그 차신호에 비례하는 펄스신호를 출력한다.As shown in FIG. 4, the pulse width modulation circuit 66 may include a first comparator for inputting an output signal of the trigger circuit 76 or a voltage compensated signal from the power consumption controller 60 to the non-inverting terminal. 80). The voltage of 12 volts induced from the secondary side of the transformer (not shown) is adjusted to a reference voltage of a predetermined size by the resistors R11 and R12 and the capacitor C11 to be the inverting terminals of the first comparator 80. Is entered. Therefore, the first comparator 80 compares the voltage input to the non-inverting terminal with the reference voltage of the inverting terminal and outputs a pulse signal proportional to the difference signal.

상기 제1비교기(80)의 출력단자에는 저항(R13,R14)과 콘덴서(C12)에 의해 구성된 미분회로(82)가 연결된다. 상기 미분회로(82)는, 상기 제1비교기(80)의 출력신호의 시간적 도함수에 비례하는 값을 출력한다. 이때 상기 미분회로(82)의 출력값에 따른 기울기는 미분회로(82)의 저항과 콘덴서의 시정수를 조절해서 원하는 기울기를 얻어낼 수 있다.A differential circuit 82 constituted by resistors R13 and R14 and a capacitor C12 is connected to an output terminal of the first comparator 80. The differential circuit 82 outputs a value proportional to the temporal derivative of the output signal of the first comparator 80. At this time, the slope according to the output value of the differential circuit 82 can obtain the desired slope by adjusting the resistance of the differential circuit 82 and the time constant of the capacitor.

즉, 저전압에서 상기 제1비교기(80)로부터 출력되는 펄스신호의 폭이 길어지기 때문에, 보상 가능한 저전압의 크기에 따른 최대 펄스폭에 따라서 상기 미분회로(82)의 기울기를 결정한다.That is, since the width of the pulse signal output from the first comparator 80 becomes long at low voltage, the slope of the differential circuit 82 is determined according to the maximum pulse width according to the magnitude of the compensable low voltage.

상기 미분회로(82)의 출력단자에는 다이오드(D12)가 연결되고, 상기 다이오드(D12)를 통해서 제2비교기(84)의 비반전단자가 연결된다. 그리고 트랜스 2차측에서 유도된 소정 크기의 전압이 저항(R15,R16)에 의해서 분압되어서, 상기 제2비교기(84)의 반전단자로 입력된다. 즉, 제2비교기(84) 또한, 비반전단자로 입력되는 전압을 반전단자의 기준전압과 비교해서 그 차에 따른 펄스신호를 출력하는 것이다.A diode D12 is connected to the output terminal of the differential circuit 82, and a non-inverting terminal of the second comparator 84 is connected through the diode D12. The voltage having a predetermined magnitude induced at the secondary side of the transformer is divided by the resistors R15 and R16 and input to the inverting terminal of the second comparator 84. That is, the second comparator 84 also compares the voltage input to the non-inverting terminal with the reference voltage of the inverting terminal and outputs a pulse signal according to the difference.

다음은 본 발명에서 입력전압의 변동에 따라 출력 펄스폭을 제한하는 동작에 대해서 설명한다.The following describes the operation of limiting the output pulse width in accordance with the variation of the input voltage in the present invention.

도 5는 도 4에 도시된 제2비교기(84)의 입력전압에 따라서 결정되는 출력 턴-온 시간을 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating an output turn-on time determined according to the input voltage of the second comparator 84 shown in FIG. 4.

전자유도가열조리기의 입력전압 변동 및 노이즈에 의한 오동작으로 워킹코일(56)의 출력 전압을 보상해줘야 할 때, 제1비교기(80)의 비반전단자로 소비전력조절부(60)에서 출력된 전압 보상값에 따른 신호가 입력된다. 이때 제1비교기(80)는 반전단자로 입력되는 기준전압과 비교하여, 소정크기의 펄스신호를 출력한다.When it is necessary to compensate the output voltage of the working coil 56 due to malfunction of the input voltage variation and noise of the electromagnetic induction heating cooker, the voltage output from the power consumption controller 60 as the non-inverting terminal of the first comparator 80. The signal according to the compensation value is input. At this time, the first comparator 80 outputs a pulse signal having a predetermined size compared with the reference voltage input to the inverting terminal.

상기 제1비교기(80)의 출력은 저항과 콘덴서로 구성된 미분회로(82)에 의해서 도 5에 도시된 바와 같은 직선의 그래프(b 입력전압)를 그리게 된다. 도시된 직선 그래프의 기울기는, 상기 미분회로(82)의 저항과 콘덴서의 값에 의해서 결정된다. 이렇게 미분회로(82)에 의해서 직선의 그래프로서 나타나는 출력은 다이오드(D12)를 도통시키면서 제2비교기(84)의 비반전단자로 입력된다.The output of the first comparator 80 draws a straight line (b input voltage) as shown in FIG. 5 by a differential circuit 82 composed of a resistor and a capacitor. The slope of the linear graph shown is determined by the resistance of the differential circuit 82 and the value of the capacitor. The output shown as a straight line graph by the differential circuit 82 is input to the non-inverting terminal of the second comparator 84 while conducting the diode D12.

한편, 상기 제2비교기(84)의 반전단자는, 트랜스 2차측으로부터 유도된 소정크기의 전압을 저항(R15,R16)에 의해서 분압한 후, 기준전압으로 입력하고 있다. 따라서 상기 제2비교기(84)의 반전단자로 입력되는 기준전압은, 상기 트랜스 2차측으로부터 유도된 전압의 크기에 따라서 변하게 된다.On the other hand, the inverting terminal of the second comparator 84 divides the voltage having a predetermined magnitude derived from the transformer secondary side by the resistors R15 and R16 and inputs it as the reference voltage. Therefore, the reference voltage input to the inverting terminal of the second comparator 84 changes according to the magnitude of the voltage derived from the transformer secondary side.

즉, 도 5에 도시되고 있는 바와 같이, 전자유도가열조리기로 253볼트의 전압이 입력될때는, 상기 제2비교기(84)는 c의 크기를 갖는 기준전압을 입력하게 된다. 그리고 220볼트의 전압이 입력될때는, 제2비교기(84)는 d 크기의 기준전압을 입력하고, 187볼트의 전압이 전자유도가열조리기로 입력될때는, 제2비교기(84)는 e 크기의 기준전압을 입력하게 된다.That is, as shown in FIG. 5, when a voltage of 253 volts is input to the electromagnetic induction heating cooker, the second comparator 84 inputs a reference voltage having a magnitude of c. When a voltage of 220 volts is input, the second comparator 84 inputs a reference voltage of size d, and when a voltage of 187 volts is input to the electromagnetic induction heating cooker, the second comparator 84 is of size e. Input the reference voltage.

따라서 제2비교기(84)의 비반전단자로 도 5에 도시된 b 입력전압의 직선 그래프와 같은 전압이 입력되고, 반전단자로는 전자유도가열조리기로 입력된 전압에 따라 결정된 소정크기의 기준전압이 입력되면, 제2비교기(84)의 출력은 두 입력신호의 변화되는 시점까지가 된다.Therefore, as the non-inverting terminal of the second comparator 84, a voltage such as a linear graph of the b input voltage shown in FIG. When is inputted, the output of the second comparator 84 is until the time point at which the two input signals are changed.

즉, 도 5에 도시되는 바와 같이, 입력전압이 253볼트일 때 제2비교기(84)의 출력은 I 단계까지 되고, 입력전압이 187볼트일 때 제2비교기(84)의 출력은 Ⅲ 단계까지 된다.That is, as shown in FIG. 5, when the input voltage is 253 volts, the output of the second comparator 84 is up to stage I, and when the input voltage is 187 volts, the output of the second comparator 84 is until stage III. do.

결국, 입력전압이 저전압일 때, 상기 제2비교기(84)의 출력 펄스 폭이 길어진다. 상기 인버터회로(74)의 동작시간에 따라 전압보상이 가능한 최저 입력전압에 따라서 최대 펄스폭이 설정되도록, 상기 미분회로(82)의 전압 기울기를 조절하면, 상기 인버터 구동회로(72)로 인가되는 최대 출력 펄스폭을 제한할 수 있다. 예를 들어서, 인버터회로(74)를 구성하는 파워 스위칭소자의 동작범위가 22μs ~ 27μs이고, 상기 동작범위에 따른 전압보상이 가능한 최저 입력전압이 187볼트라고 했을 때, 상기 187볼트에 따라서 미분회로(82)의 기울기를 조절하여, 최대 온-타임을 설정하므로서, 출력 온-타임을 제한한다.As a result, when the input voltage is low, the output pulse width of the second comparator 84 becomes long. When the voltage slope of the differential circuit 82 is adjusted so that the maximum pulse width is set according to the lowest input voltage at which voltage compensation is possible according to the operation time of the inverter circuit 74, it is applied to the inverter driving circuit 72. The maximum output pulse width can be limited. For example, when the operating range of the power switching element constituting the inverter circuit 74 is 22 μs to 27 μs, and the minimum input voltage capable of voltage compensation according to the operating range is 187 volts, the differential circuit is in accordance with the 187 volts. Adjusting the slope of 82 limits the output on-time by setting the maximum on-time.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 입력전압의 변동에 따른 출력 전압의 보상을 위한 출력 온-타임에 최대값을 설정한다. 따라서 저전압의 보상을 위하여, 파워 스위칭소자의 동작시간을 위한 출력 온-타임이 스위칭소자의 동작 한계값 이상으로 커짐으로 인하여 스위칭소자를 파손시켰던 종래의 문제점을 해결한다. 이는 인버터회로의 동작상에 안정성을 가져오고, 결국 제품에 대한 신뢰성을 높이는 잇점을 가져온다.As described above, the present invention sets the maximum value at the output on-time for compensation of the output voltage according to the variation of the input voltage. Therefore, in order to compensate for the low voltage, the conventional problem of breaking the switching element due to the output on-time for the operation time of the power switching element is larger than the operating limit value of the switching element. This brings stability to the operation of the inverter circuit, which in turn brings the advantage of increasing the reliability of the product.

Claims

First comparing means for outputting a pulse signal according to a change in an input voltage; Differential means for differentiating the output of said first comparing means with a time constant determined within a compensable range of an output voltage; And a second comparison means for comparing the output voltage of the differential means with a reference voltage determined according to the secondary voltage derived from the input voltage, and comparing the pulse signal according to the difference.

A working coil as a heating source; An inverter circuit for switching the applied voltage to supply a high frequency voltage to the working coil; Voltage monitoring means for monitoring an input voltage; Voltage compensating means for compensating the output voltage when the input voltage has an abnormal magnitude; And pulse width modulation means for outputting a pulse signal corresponding to an output voltage of the voltage compensating means to the inverter circuit within a driveable switching time of the inverter circuit.

3. The apparatus of claim 2, wherein the pulse width modulating means comprises: first comparing means for outputting a pulse signal corresponding to an output voltage of the voltage compensating part; Differential means for differentiating the output of said first comparing means with a time constant determined by the maximum drive time of said inverter circuit; And a second comparison means for comparing the output voltage of the differential means with a reference voltage determined according to the secondary voltage derived from the input voltage, and comparing the pulse signal according to the difference.