KR100415938B1 - 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전압 감지를 통해서 외부 요인에 관계없이 릴레이(Relay)의 동작 시간을 일정하게 보상하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전자레인지는 입력 전압을 전압 감지 회로를 통해서 항상 일정하도록 보상한다. 상기 전압이 마이크로컴퓨터로 입력되고 상기 입력된 전압를 제어하여, 릴레이의 동작 시간이 항상 일정하도록 제어한다.

본 발명에 따라서 사용자는 최적의 요리를 만들 수 있어서, 사용자에게 제품에 대한 만족감을 줄 수 있다.

Description

전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로{relay operating time compensation circuit of microwave oven}

본 발명은 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전압 감지를 통해서 외부 요인에 관계없이 릴레이의 동작 시간을 일정하게 제어하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로에 관한 것이다.

전자레인지는, 전기를 구동원으로 하여 마이크로웨이브파에 의해서 요리를 수행하거나 또는 히터에 의해서 요리를 수행하는 전자 요리기기이다. 최근 출시되고 있는 전자레인지의 기능을 살펴보면, 구이, 찜 등을 포함한 다양한 자동 요리와, 사용자 설정에 의한 수동 요리, 그리고 해동 및 데우기와 같은 기본 요리기능 등 여러 가지의 기능들을 포함하고 있다.

이와 같은 다양한 요리들은, 마그네트론의 구동에 의한 마이크로웨이브파에 의해서 수행되는 것과, 히터의 발진열에 의해서 요리가 이루어지는 것과, 그리고 상기 마그네트론과 히터의 동시 구동에 의해서 요리가 이루어지는 것 등으로 구분되어진다.

한편, 전자레인지는 상기 마그네트론과 히터의 구동을 제어하기 위한 제어 소자로서 릴레이를 일반적으로 사용하고 있다. 상기 릴레이란, 입력 전류가 어떤 일정한 소정값을 넘어서면 스위치가 ON/OFF 되는 것으로, 작은 전류로 큰 전원을 제어할 수 있다.

그러므로 마그네트론과 히터의 구동으로 요리를 수행하는 전자레인지에서,다양한 요리를 수행함에 있어서 가장 중요한 제어 조건으로 작용하는 것이 상기 릴레이의 실제 동작 시간이다. 예를 들어서 자동 요리인 경우, 각 요리 종류에 따라서 조건에 따른 릴레이 동작 시간이 다르게 설정되어 있으며, 상기 릴레이 동작 시간은 사용자가 원하는 최적의 요리를 만들어 내기 위해서 아주 중요하게 작용되어진다. 또한 수동 요리인 경우에 있어서도, 릴레이 동작 시간 동안 기설정된 출력 파워로 요리를 진행하게 된다.

따라서 전자레인지의 요리에 있어서, 실제 릴레이 동작 시간은 선택된 요리를 진행함에 있어서 아주 중요하게 작용되어진다. 전자레인지로 조리를 할 경우, 설정된 릴레이 동작 시간은, 그 요리를 행함에 있어서 최적의 결과로 얻을 수 있는 상태로 설정되어진다.

그러나, 종래의 전자레인지에 있어서 릴레이의 실제 동작 시간은 외부 요인 즉, 입력 전압의 변화, 부하 변화 또는 입력 전압에 따른 트랜스포머(transformer)의 편차에 의해서 일정한 값을 가질 수 없었다. 따라서 설정된 요리 시간보다 덜 진행되거나, 또는 설정된 요리 시간을 초과하여 요리를 행하여, 사용자가 원하는 최적의 요리를 할 수 없었다.

이와 같은 종래의 기술에 따른 전자레인지의 실제 릴레이 동작 시간을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자레인지의 릴레이 동작 제어를 위한 구성도이다.

종래의 전자레인지는 전원을 입력하는 전원 입력부(5)와, 외부 제어에 의해서 마그네트론과 히터로 공급되는 전원을 개폐하는 릴레이부(6)와, 상기 릴레이부를 제어하는 마이크로컴퓨터(8)와 상기 마이크로컴퓨터에 전압을 공급하는 전원 회로(7)로 구성된다.

도 2은 종래 기술에 따른 실제 릴레이 동작 시간을 나타내는 과정도이다.

정격 기준 전압에서, 릴레이를 돌입 전류가 가장 적은 일정한 지점에서 동작하도록 데이터 값을 정했을 때, 종래의 전자레인지에서 실제 릴레이 동작 시간은 상기 도 2에 도시하고 있는 바와 같이 구성된다. 상기 도 2의 릴레이의 실제 동작 시간(T)는 조건에 따른 릴레이 동작 시간(A)과 마이크로컴퓨터(8)의 제어에 의한 제어 시간(B)를 포함한다.

상기 도 2의 조건에 따른 릴레이 동작 시간(A)는 부하 변화 혹은 입력 전압 (AC)과 같은 조건 변화에 의해 릴레이 동작 전압의 변화를 가져온다.

그리고 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어 시간(B)는 이상적인 조건에 의해 나온 데이터이다. 또한, 상기 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어 시간(B)는 트랜스포머에 일정하게 입력되는 1차 전압(AC)과 트랜스포머의 2차단에서 나오는 이상적인 전압 그리고 부하 변화가 없다는 조건하에 성립된다.

상기의 종래 기술의 과정도를 더욱 상세하게 살펴보면 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

T(Relay_op_Time)=T(Relay_Time)+T(Data)

상기 릴레이의 조건에 따른 동작 시간 T(Relay_Time)은 릴레이에 입력되는 전압에 따라 그 값이 변한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(8)의 전원 공급원으로 사용하는 트랜스포머의 오차나 인가되는 부하 혹은 트랜스포머에 공급되는 1차 전압(AC전압)에 따라 그 값이 변한다. 그리고 기준 전압(정격)에 비해 릴레이에 공급되는 전압이 올라가면 상기 조건에 따른 동작 시간은 감소하고, 기준 전압(정격)에 비해 릴레이에 공급되는 전압이 내려가면 상기 조건에 따른 동작 시간은 증가한다.

상기 T(Data)는 마이크로컴퓨터(8)에서 제어한 값이며, 이상적인 조건에서 나온 상수이다. 따라서, 일정한 입력 전압을 가지고, 부하 변화가 없으며, 마이크로컴퓨터(8)에 적용되는 트랜스포머도 이상적인 경우이다.

이와 같은 상기 종래 기술에 따라서, 각각 도3(a), 3(b), 3(c)와 같은 특성도를 나타낼 수 있다.

도3(a)는 부하의 변화에 따른 릴레이 동작 시간 또는 전압을 나타내는 특성도이다. 상기 도3(a)에서는 부하가 커짐에 따라 릴레이의 동작 시간 또는 전압이 감소함을 알 수 있다.

그리고 도3(b)는 입력 전압에 따른 릴레이 동작 시간 또는 전압을 나타내는 특성도이다. 상기 도3(b)에서는 입력 전압이 증가함에 따라 릴레이의 동작 시간 또는 전압이 함께 증가함을 알 수 있다.

따라서 상기 도3(a), 도 3(b)에서 보는 바와 같이 조건 변화(부하 변화 혹은 입력 전압의 변화)에 따라서 릴레이 동작 시간이 일정한 값을 가지지 않고 변화됨을 알 수 있다.

또한 도3(c)는 조건에 따른 실제 릴레이 동작 시간(A)와 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어시간(B)의 합의 증가에 따른 릴레이의 실제 동작 시간(T)를 나타내는특성도이다. 상기 도3(c)에서 알 수 있듯이 상기의 실제 릴레이 동작 시간(T)는 외부 요인에 따라 일정한 값을 가지지 않는다.

따라서 종래 기술에 따른 전자레인지의 실제 릴레이 동작 시간은 외부 요인에 따라 일정한 값을 가지지 않는다. 즉 릴레이의 픽스 크로싱( Fix Crossing; 전자레인지의 마그네트론을 구동시키는 하이 볼테이지 트랜스포머 ( High Voltage Transformer)에 전압이 인가될 때 초기 기동시 높은 전류를 가지는데 이를 최소화하는 프로그램 방법)을 위한 동작 시간이, 부하 변화 또는 트랜스포머에 입력되는 전압에 따라 다른 데이터를 갖는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전압 감지를 통해서 외부 요인에 관계없이 전자레인지의 실제 릴레이 동작 시간을 일정하게 하기 위한 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전자레인지의 릴레이 동작을 위한 구성도,

도 2은 종래 기술에 따른 실제 릴레이 동작 시간을 나타내는 과정도,

도3(a)는 종래의 부하의 변화에 따른 릴레이 동작 시간 또는 전압을 나타내는 특성도,

도3(b)는 종래의 입력 전압에 따른 릴레이 동작 시간 또는 전압을 나타내는 특성도,

도3(c)는 릴레이의 실제 동작 시간(T)를 나타내는 특성도,

도 4은 본 발명에 따른 전자레인지의 릴레이 동작을 위한 구성도,

도 5은 본 발명에 따른 실제 릴레이 동작 시간을 나타내는 과정도,

도 6는 본 발명에 따른 실제 릴레이 동작 시간을 나타내는 특성도,

도 7는 본 발명에 따른 전자레인지의 보상 회로.

* 도면의 간단한 부호 설명 *

10 : 전원 회로 20 : 마이크로컴퓨터

30 : 전압 감지 회로

상기 목적을 달성하게 위한 본 발명에 따른 전자레인지의 보상 회로는, 교류 전압을 입력하고, 일정 크기의 단일 전원을 발생하는 트랜스포머와, 트랜스포머의 편차와 입력 전압의 변동에 따른 전압을 감지하는 전압 감지 수단과, 마그네트론과 히터의 구동을 제어하는 릴레이와, 상기 전압 감지부에서 출력된 전압을 릴레이의 동작 시간 보상값으로 제어하여 상기 릴레이의 동작 시간을 일정하게 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자레인지의 릴레이 동작 회로에 대해 상세하게 설명한다.

도 4은 본 발명에 따른 전자레인지의 릴레이 동작을 위한 구성도이다.

본 발명에 따른 전자레인지는 전원을 입력하는 전원 입력부(5)와, 입력된 전압을 감지하는 전압 감지부(9)와 외부 제어에 의해서 마그네트론과 히터로 공급되는 전원을 개폐하는 릴레이부(6)와, 상기 릴레이부(6)를 제어하는 마이크로컴퓨터 (8)와 상기 마이크로컴퓨터(8)에 전압을 공급하는 전원 회로(7)로 구성된다.

상기 전원 입력부(5)를 통해서 전압이 입력되고, 전압 감지부(9)를 통해서 전압이 감지된다. 상기 전압 감지부(9)를 통해서 감지된 전압이 마이크로컴퓨터(8)에 공급된다. 상기 공급된 전압을 마이크로컴퓨터(8)가 판단하고, 상기 전압을 릴레이 동작 시간을 보상하기 위한 보상값으로 제어하여, 상기 동작 시간 보상값을 릴레이부(6)에 출력한다. 상기 마이크로컴퓨터의 제어에 의해서 릴레이는 일정한 동작 시간을 갖는다.

도5은 본 발명에 따른 실제 릴레이 동작 시간을 나타내는 과정도이다.

정격 기준 전압 혹은 일정한 전압에서 릴레이를 동작하도록 데이터 값을 정했을 때, 본 발명의 전자레인지에서 릴레이가 실제 동작하는 시간은 상기 도 5에서 보는 바와 같이 나타낸다.

상기 도 5의 릴레이의 실제 동작 시간(T')는 조건에 따른 릴레이 동작 시간 (A')과 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어 시간(B')와 그리고 전압 감지에 의한 보상시간(C')으로 이루어진다.

상기 도 5에서 조건에 따른 릴레이 동작 시간(A')는 부하 변화 혹은 입력 전압(AC)과 같은 조건 변화에 의해 릴레이 동작 전압의 변화를 가져온다.

그리고 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어 시간(B')는 이상적인 조건에 의해 나온 데이터로서, 트랜스포머에 일정하게 입력되는 1차 전압(AC)과 트랜스포머의 2차단에서 나오는 이상적인 전압 그리고 부하 변화가 없다는 조건하에 성립된다.

또한 전압 감지에 의한 보상 시간(C')는 조건에 따른 릴레이 동작 시간(A')에서 나온 조건 변화를 감지한다. 그리고 상기 감지된 변화에 따라 전압 감지 회로를 통하여 " A' + C' =constant " 가 되도록 마이크로컴퓨터(8)에서 보상한다.

상기의 본 발명의 과정도를 더욱 상세하게 살펴보면 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.

T(Relay_op_Time)=T(Relay_Time)+T(Data)±ΔT

(T') (A') (B') (C')

상기 릴레이의 조건에 따른 동작 시간 T(Relay_Time)은 릴레이에 입력되는 전압에 따라 그 값이 변한다. 또한 마이크로컴퓨터(8)의 전원 공급원으로 사용하는 트랜스포머의 오차나 인가되는 부하 혹은 트랜스포머에 공급되는 1차 전압(AC전압)에 따라 그 값이 변한다. 그리고 릴레이에 공급되는 전압이 기준 전압(정격)에 비해 올라가면 상기 조건에 따른 동작 시간은 감소하고, 릴레이에 공급되는 전압이 기준 전압(정격)에 비해 내려가면 상기 조건에 따른 동작 시간은 증가한다.

상기 T(Data)는 마이크로컴퓨터(8)에서 제어한 값이며, 이상적인 조건에서나온 상수이다. 또한 일정한 입력 전압을 가지고, 부하 변화가 없으며 마이크로컴퓨터(8)에 적용되는 트랜스포머도 이상적인 경우이다.

그리고, 상기 ΔT 는 릴레이에 공급되는 전압을 감지하여 기준 전압값에 따라 증감을 하도록 마이크로컴퓨터(8)에서 제어를 하여, 조건에 따른 릴레이 동작 시간이 변한 만큼 보상해 준다. 만일 상기 조건에 따른 동작 시간 T(Relay_Time)이 " +1ms " 가 되면, ΔT는 " -1ms " 가 되도록 마이크로컴퓨터(8)에서 보상을 한다. 그리하여 결과적으로 상기 A' + C'의 데이터 값이 일정(constant)하도록 마이크로컴퓨터(8)에서 제어하게 된다.

도6 는 상기 조건에 따른 릴레이 동작 시간(A')과 마이크로컴퓨터(8)에 의한 제어 시간(B')과 전압 감지에 의한 보상 시간(C')에 따른 실제 릴레이 동작 시간 (T')을 나타내는 특성도이다.

상기 도6에서 보는 바와 같이, 외부요인에 관계없이 실제 릴레이 동작 시간은 항상 일정한 값을 나타냄을 알 수 있다. 즉, 릴레이의 픽스 크로싱을 위한 동작 시간이 부하 변하 또는 트랜스포머에 입력되는 전압이 다르더라도 전압 감지 회로에 의해 일정한 값을 가지도록 보상을 받는다.

따라서 본 발명에 따른 전자레인지에 요리를 할때, 전자레인지는 전압 감지 회로에 의해 항상 일정한 전압을 보상 받음으로서 실제 릴레이 동작 시간은 일정한 값을 갖게된다. 결국, 요리 종류에 따라 일정한 릴레이 동작 시간을 가지게 되어 최적의 요리를 만들 수 있다.

도6는 본 발명에 따른 전자레인지의 보상 회로를 도시하고 있다.

각 구성의 접속 관계를 살펴보면, 외부로부터 입력되는 교류 전원단에 트랜스(T)의 1차측을 연결하고 있다.

그리고 상기 트랜스(T)의 2차측은, 하나의 직류 전원만을 발생할 수 있도록 구성되고 있다. 즉, 상기 트랜스(T)의 2 차측은 정류소자인 다이오드 (D1,D2)가 병렬로 연결되어져 있다.

그리고 상기 정류소자인 두 다이오드(D1,D2)는 캐패시터(C)와 직렬로 연결되어져 있다. 따라서 상기 다이오드 (D1,D2)를 통해서 정류된 전압은 상기 캐패시터 (C)에 충전된다.

또한, 상기 캐패시터 (C)의 하단에 그라운드가 연결된다.

그리고 상기 캐패시터(C)는 두 개의 저항 (R1,R2)와 병렬로 연결되어있다. 상기 두 개의 저항(R1,R2)는 직렬로 연결되어 있고, 상기 저항(R1,R2)는 입력 전압을 감지하여 실제 릴레이 동작 시간을 일정하게 하기 위해서 보상을 한다. 따라서 상기 두개의 저항(R1,R2)으로 구성된 회로가 전압 감지 회로(30)의 역할을 한다.

상기 직렬로 연결된 두 개의 저항(R1,R2)의 양 측단은 전원 회로(10)와 연결되어있다. 그리고, 상기 두 개의 저항(R1,R2)에 의해서 분압된 전압은 전원회로 (10)와 연결되어 있는 마이크로컴퓨터의 A/D 입력 포트(PORT)로 입력된다.

따라서 두 개의 저항에 의해 입력 전압이 분압되어져, 마이크로컴퓨터(20)내로 입력된다. 상기 마이크로컴퓨터(20)내에 입력된 입력 전압은 상기 마이크로컴퓨터(20)의 제어에 따라서 보상 유무를 판단하게 된다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터 (20)의 판단에 따라서 실제 릴레이 동작 시간이 일정하도록 제어된다.

즉, 본 발명은, 입력 전압이나 부하 변화 등을 전압 감지 회로(30)를 통해 마이크로컴퓨터(20)가 이를 판단하여 실제 릴레이 동작 시간이 일정하게 유지 될 수 있도록 제어한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 릴레이의 동작 제어 과정이다.

트랜스포머(TF)로부터 입력된 전압을 전압 감지 회로(30)에 의해서 감지하고, 상기 감지된 전압이 마이크로컴퓨터(20)에 공급된다. 상기 공급된 전압을 마이크로컴퓨터(20)가 릴레이 동작 시간 보상값으로 제어하고, 상기 제어된 보상값을 릴레이로 출력한다. 상기 마이크로컴퓨터(20)는 전압 감지 회로를 통해서 공급된 전압을 릴레이 동작 시간 보상값으로 제어하는 보상 테이블을 구성하고 있다.

즉, 릴레이가 일정한 동작 시간을 가지도록 보상하기 위해서 마이크로컴퓨터 (20)가 릴레이 동작 시간 보상값으로 제어한다. 이때 상기 전압 감지 회로(30)가 감지한 전압 값이 마이크로컴퓨터(20)에 공급된다. 그리고 보상 테이블을 통해서 마이크로컴퓨터(20)가 상기 전압 감지 회로(30)가 감지한 전압 값을 릴레이 동작 시간 보상값이 되도록 제어하여, 릴레이에 출력한다. 따라서 상기 릴레이의 동작 시간이 일정하게 보상된다.

예를 들어, 전압 감지 회로(30)에 의해서 감지된 전압이 240V일때 상기 전압이 마이크로컴퓨터(20)에 입력된다. 상기 마이크로컴퓨터(20)는 상기 보상 테이블에서 입력 전압 240V에 대응해 설정된 릴레이 동작 시간 보상값 α를 인식한다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터(20)는 릴레이 동작 시간 보상값 α를 기설정된 릴레이동작 시간에 가산한다. 따라서 상기 보상 제어에 의해 릴레이에 출력되는 동작 시간은 일정하게 조절된다.

만약 전압 감지 회로(30)에 의해서 감지된 전압이 160V 일때 상기 전압이 마이크로컴퓨터(20)에 입력된다. 상기 마이크로컴퓨터(20)는 보상 테이블에서 입력 전압 160V에 대응해 설정된 릴레이 동작 시간 보상값 β를 인식한다. 그리고 상기 마이크로컴퓨터(20)는 릴레이 동작 시간 보상값 β를 기설정된 릴레이 동작 시간에 가산한다. 따라서 상기 제어에 의해 릴레이에 출력되는 동작 시간은 일정하게 보상된다.

따라서, 본 발명은 외부 요인에 관계없이 전압 감지를 통해서 일정한 동작 시간 값을 가지게 하여 결과적으로 항상 일정한 릴레이 동작 시간을 가지도록 하는것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 입력 전압이나 또는 부하 변화 등 실제 릴레이 동작 전압의 변화를 가져오는 요인에 따라 마이크로컴퓨터가 보상 유무를 판단하고, 제어하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로에 관한 것이다.

본 발명은 전자레인지의 실제 릴레이 동작 시간을 전압 감지 회로를 통해 전압을 보상받아서 일정한 값을 갖게 된다. 따라서 사용자는 최적의 요리를 만들 수 있고, 그에 따라 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 전자레인지의 구동을 위해 동작하는 릴레이를 포함하는 전자레인지에 있어서:

   교류 전압을 입력하고, 일정 크기의 단일 전원을 발생하는 트랜스포머와;

   상기 트랜스포머의 이차측 전압으로부터 입력 전압의 변동을 감지하는 전압 감지 수단과;

   상기 전압 감지수단의 감지 전압에 기초한 상기 릴레이의 동작 시간 보상값을 산출하고, 이를 기설정된 릴레이의 동작 시간에 보상해 주는 제어수단을 포함하여 구성되는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로.
2. 제 1 항에 있어서:

   상기 전압을 감지하는 수단은, 직렬 연결된 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로.
3. 제 2 항에 있어서:

   상기 전압 감지 수단에서 검출되는 전압은 상기 트랜스포머의 편차를 포함한 것임을 특징으로 하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로.
4. 제 3 항에 있어서:

   상기 제어 수단에서의 상기 릴레이 동작 시간 보상값은, 상기 전압 감지수단의 감지 전압 크기에 반비례하는 것을 특징으로 하는 전자레인지의 릴레이 동작 시간 보상 회로.