KR100307732B1

KR100307732B1 - 고주파가열장치의제어회로

Info

Publication number: KR100307732B1
Application number: KR1019940012418A
Authority: KR
Inventors: 한경해
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1994-06-02
Filing date: 1994-06-02
Publication date: 2001-12-15
Also published as: KR960001623A

Abstract

본 발명은 고주파 가열장치에 관한것으로, 특히 외부의 전원노이즈(순간정전등)에 대해서도 인버터의 파손을 미연에 방지하고자 하는 제어회로에 관한 것이다.

종래 고주파 가열장치의 제어회로는 최초의 기기구동시 트랜스의 2차측에서 하강에지신호가 나타나지 않아 동기검출부에서 동기신호 검출을 하지 못하므로 초기구동신호를 외부에서 인가해주어야 하며, 또한 상용전원이 순간적인 단락시 이를 감지하지 못하므로 온,오프 스위칭소자가 파손되는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 고주파 가열장치의 제어회로는 고주파 가열장치의 초기구동신호를 내부에서 인가하도록 구성하고, 또한 순간정전시에도 몇번의 강제스위칭만 하도록 하여 정전시간동안 스위칭소자가 오프를 유지하도록 하고, 정전회복시에도 초기구동신호와 같은 신호를 출력하므로서 순간정전시에 스위칭소자를 보호할 수 있도록 한 것다.

Description

고주파 가열장치의 제어회로

본 발명은 고주파 가열장치에 관한 것으로, 특히 외부의 전원노이즈(순간정전등)에 대해서도 인버터의 파손을 미연에 방지하고자 하는 제어회로에 관한 것이다.

종래의 고주파 가열장치의 제어회로는 제1도에 도시된 바와 같이, 전원을 회로에 공급하는 전원부(100)와, 상기 전원부(100)로 부터 출력되는 전원을 입력받아 정류하는 브리지다이오드(BD1)와, 상기 브리지다이오드(BD1)에서 정류된 전압을 평활하는 초크코일(L1) 및 콘덴서(C1)와, 트랜스(T1)에 인가되는 전압을 온/오프 스위칭 제어하는 트랜지스터(Q1)와, 상기 브리지다이오드(BD1)에서 정류된 전압을 승압하여 출력하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압을 반파 배전압시키는 콘덴서(C3) 및 다이오드(D2)와, 상기 콘덴서(C3) 및 다이오드(D2)에서 반파 배전압된 전압을 인가받아 발진하여 캐비티(Cavity)내의 음식물을 유전가열시키는 마그네트론(101)과, 상기 마그네트론(101)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(102)와, 사용자에 의하여 출력레벨을 설정하여 출력하는 레벨설정부(103)와, 상기 전류검출부(102)와 레벨설정부(103)에서 출력된 레벨을 비교하는 비교기(104)와, 전원전압을 공진하여 클럭을 출력하는 전원전압 공진부(105)와, 상기 비교기(104)에서 비교된 레벨값에 의해 레지스터값을 증감시키는 레지스터 증감부(106)와, 상기 레지스터 증감부(106)에서 출력된 레지스터값을 카운트하는 카운터(107)와, 기준클럭을 카운터(107)에 출력하는 기준클럭출력부(108)와, 상기 카운터(107)에서 출력되어진 클럭과 동기검출부(110)에서 검출된 신호를 인가받아 구동부(111)를 제어하는 신호를 출력하는 플립플롭(109)과, 트랜지스터(Q1)를 온/오프 스위칭제어하는 구동부(111)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측에서 출력되는 신호의 동기를 검출하는 동기검출부(110)로 구성된다.

미설명부호 C2,,C4,C5,C6는 콘덴서, R1∼R7는 저항, D1,D3,D4,D5는 다이오드, VR1은 가변저항, X1은 크리스탈, I1, I2는 반전기, 113은 하강 에지검출기이다.

이와 같이 구성된 고주파 가열장치의 제어회로는 제1도 내지 제3도를 참조하여 설명하면, 전원전압 공진부(105)에서 전원을 인가받아 공진하여 클럭을 레지스터 증감부(106)에 공급하여 초기치를 인가해주면 레지스터 증감부(106)에 입력되는 신호에 의해 증감되는 데이터가 카운터(107)에 입력된다.

상기 카운터(107)의 클럭은 기준클럭출력부(708)에서 출력되는 기준클럭에 맞추어 데이터값을 다운 카운팅(Down Counting)하면서 '0' 상태가 되면 제2(c)도와 같이 빌림(Borrow)신호를 출력하게 되고, 상기 카운터(107)에서 빌림신호를 출력하면 플립플롭(109)은 리셋되어 플립플롭(109)의 출력(Q)은 제2(d)도와 같이 로우가 된다.

즉, 기준클럭출력부(108)에서 출력되는 기준클럭이 10 MHz이고, 카운터(107)의 출력 데이타값이 200 이라면 20usec 후에 빌림신호가 나타나게 되는것이다.

이와 같이 나타난 플립플롭(109)의 출력(Q)을 구동부(111)에 인가하면, 구동부(111)는 트랜지스터(Q1)를 오프시켜, 브리지다이오드(BD1)에서 정류된 전압이 트랜스(T1)로 입력되지 못하게 한다.

상기 트랜지스터(Q1)가 오프되면 트랜스(T1)의 1차측에 의하여 제2(a)도와 같이 공진파형이 나타나며, 상기 트랜스(T1)의 2차측 보조권선에 의하여 동기검출부(110)는 하강에지시 제2(b)도와 같은 펄스를 발생시키게 되고, 상기 동기검출부(110)에서 발생한 펄스에 의하여 플립플롭(109)은 세트되어 상기 플립플롭(109)의 출력(Q)은 하이상태가 되며, 상기 동기검출부(110)의 하강에지검출부(113)에서 출력된 에지검출 펄스는 카운터(707)를 로드(Load)하여 초기값을 다시 다운 카운팅하여 일정시간 트랜지스터(Q1)를 온시켜 상기와 같은 과정을 반복하게 된다.

상기 트랜지스터(Q1)가 온 되면 다시 브리지다이오드(BD1)에서 정류된 전원전압이 트랜스(T1)에 인가되면 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 고압전원 전압은 콘덴서(C3) 및 다이오드(D2)에 의해 반파배전압되어 마그네트론(101)을 발진시켜 캐비티내의 음식물을 유전가열 시키게 되며, 상기 마그네트론(101)에 흐르는 전류는 전류검출부(102)에 의하여 검출되고, 레벨설정부(103)에서 출력되는 사용자가 설정한 기준레벨과 전류검출부(102)에서 검출된 신호의 레벨을 비교기(104)에서 비교하여 레지스터 증감부(106)에 비교된 값을 인가하면 레지스터 증감부(106)는 레지스터값을 업/다운하게되며, 전원전압 공진부(105)에서 출력되는 60HZ 클럭에 맞추어 레지스터값을 업/다운 하게 된다.

전원전압 공진부(105)에서 출력되는 상용 주파수의 동기신호 및 동작파형도는 제3도와 같다.

그러나, 종래 고주파 가열장치의 제어회로는 최초의 기기구동시 트랜스(T1)의 2차측에서 하강에지신호가 나타나지 않아 동기검출부(110)에서 동기신호 검출을 하지 못하므로 초기구동신호를 외부에서 인가해주어야 하며, 또한 상용전원이 순간적인 단락시 이를 감지하지 못하므로 온/오프 스위칭회로인 인버터가 파손되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 고주파 가열장치의 제어회로 내부에 초기구동회로를 구성하므로서 외부로부터 구동신호를 인가하지 않아도 되며, 순간정전시에도 회로소자의 파손등의 문제를 막을 수 있도록 한 것이다.

제1도는 종래 고주파 가열장치의 제어회로도.

제2(a)도는 제1도의 트랜스 2차측에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도.

제2(b)도는 제1도의 동기신호검출부의 하강엣지검출기에서 출력되는 클럭을 나타낸 클럭도.

제2(c)도는 빌림신호의 클럭을 나타낸 클럭도.

제2(d)도는 제1도의 플립플롭에서 출력되는 클럭을 나타낸 클럭도.

제2(e)도는 제1도의 기준클럭출력부에서 출력되는 클럭을 나타낸 클럭도.

제2(f)도는 각 블록에서 출력되는 클럭에 따른 스위칭소자의 스위칭상태.

제3(a)도는 제1도의 브리지다이오드에서 정류된 전압을 나타낸 파형도.

제3(b)도는 제1도의 마그네트론에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도.

제3(c)도는 제1도의 전류검출부에서 검출되는 전류파형도.

제3(d)도는 제1도의 전원부에서 공급되는 전원전압의 파형도

제4도는 본 발명 고주파 가열장치의 제어회로도.

제5도는 제4도의 각 블록에서 출력되는 신호의 클럭을 나타낸 클럭도.

본 고안의 구성은 제4도에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하는 전원부(1)와, 상기 전원부(1)에서 출력된 전원전압을 정류하는 브리지다이오드(BD11)와, 상기 브리지다이오드(BD11)에서 정류된 전압을 평활하는 초크코일(L11) 및 콘덴서(CI1)와, 상기 초크코일(L11) 및 콘덴서(CL1)에서 평활되어진 전압이 트랜스(T1)또는 워킹코일(Working Coil)(2)에 인가되도록 선택출력하는 릴레이(RY1)와, 상기 브리지 다이오드(BD1)에서 정류되어진 전원전압이 트랜스(T1)또는 워킹코일(2)에 인가되도록 릴레이(RY1)를 온/오프 스위칭제어하는 트랜지스터(Q11)와, 상기 릴레이(RY1)에 의해 인가된 정류되어진 전원전압을 승압하여 2차측에 고압을 유기시키는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)에서 유기된 고전압을 반파배전압하여 마그네트론(3)에 출력하는 콘덴서(Cl3) 및 다이오드(D12)와, 상기 콘덴서(Cl3) 및 다이오드(D12)에서 반파배전압된 전원전압을 인가받아 발진하여 고주파를 발생시켜 캐비티내의 음식물을 가열시키는 마그네트론(3)과, 상기 브리지다이오드(BD11)에 입력되는 전류를 검출하는 전류검출부(4)와, 사용자에 의하여 설정된 레벨을 출력하는 레벨설정부(5)와, 상기 전류검출부(4)에서 검출된 신호의 레벨과 레벨설정부(5)에서 출력된 레벨을 비교하는 비교기(6)와, 상기 전원부(1)에서 공급된 전원전압을 공진하여 클럭을 출력하는 전원전압 공진부(7)와, 상기 전원전압 공진부(7)로부터 클럭을 인가받아 비교기(6)에서 비교된 레벨값에 의해 설정된 값만큼 업/다운하여 레지스터값을 조정하는 업다운카운터(8)와, 상기 업다운카운터(8)의 설정치값을 기억하는 설정치기억부(8a)와, 상기 업다운카운터(8)에서 설정된 값만큼 레지스터값을 다운하는 다운카운터(9)와, 기준클럭을 발생시켜 초기구동부(11)와 다운카운터(9)에 인가하는 기준클럭출력부(10)와, 기준클럭출력부(10)의 기준클럭신호에 의해 초기구동신호를 출력하는 초기구동부(11)와, 상기 다운카운터(9)와 순간정전보호부(15)의 신호를 입력받아 구동부(13)를 제어하는 신호를 출력하는 플립플롭(12)과, 상기 플립플록(12)의 제어를 받아 트랜지스터(Q11)를 온/오프 스위칭제어하는 구동부(13)와, 상기 워킹코일(2)또는 트랜스(T1)의 1차측에서 출력되는 신호의 하강에지신호를 검출하는 하강에지검출부(14)와, 전원이 순간정전될 때 회로를 보호하는 순간정전보호부(15)로 구성된다.

그리고, 상기 기준클럭발생부(10)는 발진하여 클럭을 발생시키는 크리스탈(X1)과, 상기 크리스탈(X1)에서 발생된 클럭을 평활하는 콘덴서(Cl4,Cl5)로 구성되고, 상기 초기구동부(11)는 다운카운터(9)에서 카운트되어진 레지스터값을 로드하여 기준클럭발생부(10)에서 출력된 클럭을 인가받아 카운트하는 카운터(11a)와, 상기 카운터(11a)의 설정치값을 기억하는 설정치기억부(11b)로 구성되고, 상기 순간 정전회로부(15)는 전원전압 공진부(7)에서 출력된 신호를 로드하여 기준클럭출력부(10)로부터 출력된 클럭을 인가받아 다운카운트하는 다운카운트(15a)와, 상기 다운카운트(15a)의 설정치값을 기억하는 설정치기억부(15b)와, 전원전압 공진부(7)로부터 출력된 신호와 다운카운트(15a)에서 카운트된 신호를 입력으로 플립플롭하는 플립플롭(15c)으로 구성된다.

미설명부호는 C12는 콘덴서, D11는 다이오드, 10a는 낫(NOT)게이트, 14a는 비교기, 14b,14c는 플립플롭, l4d, 15d는 앤드게이트, 15e는 오아게이트, 5a는 가변 저항이다.

이와 같이 구성된 본 고안 고주파 가열장치의 제어회로의 동작을 제4도와 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

전원부(1)에서 공급된 전원전압은 브리지다이초드(BD11)에서 정류되어지고, 상기 브리지다이오드(BD11)에서 정류되어진 전압은 초크코일(L11) 및 콘덴서(C11)에서 평활되어져 출력되어, 릴레이(RY1)에 의해 선택스위칭되어 워킹코일(2) 또는 트랜스(T1)로 인가되어 진다.

상기 정류,평활되어진 전원전압이 워킹코일(2)에 인가되면 워킹코일(2)에서 고주파전원을 만들어 응식물이 담겨있는 용기를 유도가열시키고, 트랜스(T1)에 인가 되면 트랜스(T1)의 1차측에 고주파전원이 만들어져 2차측에 유기된후 콘덴서(C13) 및 다이오드(D12)에 의해 고주파전원이 반파배전압되어 마그네트론(3)에 인가되므로서 마그네트론(3)을 발진시켜 캐비티내의 음식물을 가열시킨다.

이때 전원전압 공진부(7)에 전원부(1)로부터 전원전압이 공급되면 제5도의 P 신호가 출력되고, 상기 전원전압 공진부(7)에서 출력된 P신호에 맞추어 순간정전보호부(15)의 플립플롭(15c)에서는 제5도의 X와 같은 신호가 출력되는 바, 상기 플립플롭(15c)에서 출력되는 X신호는 설정치기억부(15b)에 기억되어 있는 설정치값에 의해 달라지게 되는 바, 보통의 설정치값은 200usec이다.

즉, P신호의 상승에지이후 200usec동안 하이를 유지하는 신호가 나오는 것이다.

상기 순간정전보호부(15)의 플립플롭(15c)에서 출력되는 X신호가 하이일 때 초기구동부(11)의 신호가 유도하도록 앤드케이트(15d)에서는 제5도의 T와 같은 신호를 출력 한다.

즉, 최초의 트랜지스터(Q11)를 구동시키는 펄스를 공급하게 된다.

이후, 업다운카운터(8)에서 설정치기억부(8a)에 기억된 설정치값 만큼 업다운하여 출력된 값에 의해 다운카운터(9)에서 다운카운트되어져 트랜지스터(Q11)를 오프하여 제5도의 R과 같은 신호를 출력하게 된다.

상기 초기구동부(11)는 상기 R신호가 출력되면 설정치기억부(11b)의 설정치값을 카운터(11a)에 로드하여 카운팅하여 일정시간(θ)후에 다시 트랜지스터(Q11)를 온시킬수 있는 T신호를 출력할수 있는것이다.

상기 T신호가 출력되면 트랜지스터(Q11)는 온되고, 다시 상기와 같이 다운 카운터(9)에서 일정시간(t_on)후에 카운팅하여 R신호를 출력하여 트랜지스터(Q11)를 오프시킨다.

이후에 트랜지스터(Q11)의 컬렉터단과 초크코일(L11)과 콘덴서(C11)의 접점을 입력으로 하강에지검출부(14)의 비교기(14a)에서 하강에지신호를 만들지 못하면 앤드게이트(14d)에서 K신호가 출력되지 않으므로 순간정전보호부(15)에서는 트랜지스터(Q11)를 온시킬 수 있는 S신호가 출력되지 못한다.

즉, 상기와 같은 경우는 현재 전원부(1)로부터 입력되는 전원이 없어서 몇번의 강제 온/오프를 시켜도 하강에지검출부(14)로 입력되는 신호의 전압변동이 발생되지 않는 순간정전상태 또는 전원이 인가되지 않을 때이다.

정상적인 회로의 동작이라면 하강에지검출부(14)로부터 트랜지스터(Q11)를 온시키는 K신호가 출력되어 플립플롭(12)을 셋트시켜 트랜지스터(Q11)를 온시킬 것이다.

이후, 트랜지스터(Q11)는 손실이 없는 온/오프스위칭을 계속하게 되며, 업다운카운터(8)에서는, 전원부(1)로부터 입력되는 전류를 전류검출부(4)에서 검출하여 출력된 신호와 사용자가 설정한 레벨설정부(5)에서 출력된 신호를 비교기(6)에서 비교하여 출력된 신호를 인가받아 전원전압 공진부(7)에서 출력되는 P신호에 의해 온스위칭을 조절하여 준다.

일정정상온도중에 갑자기 외부전원의 불안정으로 순간정전이 일어날 때 초크코일(L11)과 콘덴서(C11)가 접점되는곳과 트랜지스터(Q11)의 컬렉터단에 걸리는 전압의 레벨이 낮아져 하강에지검출부(14)에서 K신호가 출력되지 않으면 트랜지스터(Q11)를 온시킬 수 있는 신호가 없기 때문에 트랜지스터(Q11)는 오프를 유지하게 된다.

이후에 순간정전회복은 어느구간인지 예측이 되지 않기 때문에 최대의 점에서 회복이 되었다면 초크코일(L11)과 콘덴서(C11)의 L,C성분에 의하여 콘덴서(C11)에는 매우 큰 전압이 일어나게 되므로 최초의 구동신호와 같은 제5도의 T신호와 같은 신호를 출력하여 트랜지스터(Q11)를 온 시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 고주파 가열장치의 제어회로에서 고주파 가열장치의 초기구동신호를 내부에서 인가하도록 구성하고, 또한 순간정전시에도 몇번의 강제스위칭만 하도록 하여 정전시간동안 스위칭소자가 오프를 유지하도록 하고, 정전회복시에도 초기구동신호와 같은 신호를 출력하므로서 순간정전시에 스위칭소자를 보호하는 효과가 있다.

Claims

고주파 유도가열조리기 겸용 고주파 전자레인지에 있어서, 브리지다이오드(BD11)에서 정류출력된 전류를 검출하는 전류검출부(4)와, 사용자에 의하여 설정된 레벨을 출력하는 레벨설정부(5)와, 상기 전류검출부(4)에서 검출된 신호의 레벨과 레벨설정부(5)에서 출력된 레벨을 비교하는 비교기(6)와, 상기 전원부(1)에서 공급된 전원전압을 공진하여 클럭을 출력하는 전원전압 공진부(7)와, 전원전압 공진부(7)에서 출력된 클럭을 인가받아 비교기(6)에서 비교된 레벨값에 의해 설정된 값만큼 업/다운하여 레지스터값을 조정하는 업다운카운터(8)와, 업다운카운터(8)의 설정치값을 기억하는 설정치기억부(8a)와, 상기 업다운카운터(8)에서 설정된 값만큼 레지스터값을 다운하는 다운카운터(9)와, 기준클럭을 발생시켜 초기구동부(11)와 다운카운터(9)에 인가하는 기준클럭출력부(10)와, 기준클럭출력부(10)의 기준클럭신호에 의해 초기구동신호를 출력하는 초기구동부(11)와, 상기 다운카운터(9)와 순간정전보호부(13)에서 출력된 신호를 입력받아 구동부(13)를 제어하는 신호를 출력하는 플립플롭(12)과, 상기 플립플롭(12)의 제어를 받아 트랜지스터(Q11)를 온/오프 스위칭제어하는 구동부(13)와, 상기 워킹코일(2)또는 트랜스(T1)의 1차측에서 출력되는 신호의 하강에지신호를 검출하는 하강에지검출부(14)와, 전원이 순간정전되었을 때 회로를 보호하는 순간정전보호부(15)로 구성된 고주파 가열장치의 제어회로.
제1항에 있어서, 상기 기준클럭발생부(10)는 발진하여 클럭을 발생시키는 크리스탈(X1)과, 상기 크리스탈(X1)에서 발생된 클럭을 평활하는 콘덴서(C14,C15)로 구성되고, 상기 초기구동부(11)는 다운카운터(9)에서 카운트되어진 레지스터값을 로드하여 기준클럭발생부(10)에서 출력된 클럭을 인가받아 카운트하는 카운터(11a)와, 상기 카운터(11a)의 설정치값을 기억하는 설정치기억부(11b)로 구성되고, 상기 순간정전회로부(15)는 전원전압공진부(7)에서 출력된 신호를 로드하여 기준클럭출력부(10)로 부터 출력된 클럭을 인가받아 다운카운트하는 다운카운트(15a)와, 상기 다운카운트(15a)의 설정치값이 기억하는 설정치기억부(15b)와, 전원전압공진부(7)로 부터 출력된 신호와 다운카운트(15a)에서 카운트되어진 신호를 입력으로 플립플롭하는 플립플롭(15c)으로 구성된것을 특징으로 하는 고주파 가열장치의 제어회로.