KR100434660B1

KR100434660B1 - 유도가열조리기의 조리용기 감지장치

Info

Publication number: KR100434660B1
Application number: KR10-2001-0057607A
Authority: KR
Inventors: 권용재
Original assignee: 권용재
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2004-06-04
Also published as: KR20030027222A

Abstract

본 발명은 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 관한 것으로, 유도가열용 워킹코일의 일단에 설치된 한쌍의 분압용 저항과 이 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 소정의 기준전압과 비교하는 비교기와 이 비교기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 워킹코일에 전원을 제어하는 제어수단 및 스위칭수단을 포함하여 구성된 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 있어서, 상기 비교기의 입력 측에 정(+)주기의 교류전압만을 정류하여 통과시키는 다이오드를 설치하여 정(+)주기의 교류전압만 비교기로 입력되도록 구성함으로써, 비교기에 높은 레벨의 부(-)주기의 교류전압이 인가될 때 발생되는 비교기의 포화현상과 이로 인한 오동작을 방지하여 가열동작 중 조리용기가 제거되거나 정위치에서 다소 벗어나 있을 때 이를 오류없이 정확하게 감지하여 워킹코일에 인가되는 전류를 적절히 감소시키고 이를 통해 워킹코일의 동작을 안전영역에서 운전할 수 있도록 하며, 조리용기의 유무를 감지하는 것 또한 입력 전류의 차이만으로도 안전하고 확실하게 감지할 수 있는 조건을 제공한다.

Description

유도가열조리기의 조리용기 감지장치 {Apparatus for detecting cooking vessel of induction heating type cooker}

본 발명은 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도가열 도중 조리용기가 없거나 정위치에서 다소 벗어나 있는 것을 정확하게 감지하여 워킹코일에 인가되는 전류를 안전운전영역까지 감소시키는 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전자유도가열조리기는 워킹코일(Working Coil)에서 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 조리용기는 유도(Induction) 가열에 의하여 열이 가해지면서, 조리용기 자체가 가열되어 취반이 이루어지게 된다.

도 1은 종래의 유도가열조리기의 회로구성도로서, 본 회로구성도는 엘지전자 주식회사가 출원인으로서 1998년 12월 19일자로 출원되어 2000년 7월 5일자로 공개된 공개번호 실용 제2000-0012603호에 기재되어 있는 것이다.

다음은, 상기한 실용공개공보의 상세한 설명에 기재된 내용으로서 종래 유도가열조리기의 구성 및 동작을 설명하기로 한다.

종래의 유도가열조리기의 회로구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 상용교류전원(30)을 스위칭하는 스위칭소자(40, 45)가 직렬로 연결되고, 상기 스위칭소자(40,45)의 스위칭전압에 의해서 구동되는 워킹코일(35)이 직렬 연결된 상기 스위칭소자(40, 45)의 접속점에 연결되어 있다. 그리고 상기 워킹코일(35)의 다른 일측은 캐패시터(C)에 연결된다.

즉, 전압 공진형의 유도가열조리기인 것으로, 상기 캐패시터(C)에 걸리는 공진전압은 직렬 연결된 저항(R1, R2)에 의해서 분배되어 비교기(55)의 반전입력단자로 입력되고, 상기 비교기(55)의 비반전입력단자로는 기준전압이 입력된다.

상기 스위칭소자(40, 45)의 구동은 인버터구동회로(50)에 의해서 이루어지며, 상기 인버터구동회로(50)에서 출력되는 스위칭시간에 제어되어 스위칭소자(40, 45)가 서로 교호(交互)로 동작되면서 상기 워킹코일(35)로 고주파전압을 인가한다.

또한, 상기 비교기(55)의 출력에 의해서 상기 인버터구동회로(50)에 인가되는 온-타임 제어신호를 차단하는 출력제어부(60)가 더 포함된다. 상기 출력제어부(60)는 상기 비교기(55)로부터 현재 공진전압이 일정전압보다 높다고 판단될 때, 상기 인버터구동회로(50)에 인가되는 온-타임제어신호를 차단해서, 상기 인버터구동회로(50)의 동작을 정지시키게 된다.

다음으로는 상기와 같이 구성된 종래의 유도가열조리기의 동작과정을 설명하기로 한다.

유도가열조리기로 전원이 인가되어 유도가열조리기가 온(On)되면, 유도가열조리기의 전체적인 동작을 제어하는 도시생략된 마이크로컴퓨터로부터 인버터구동회로(50)의 동작을 제어하기 위한 온-타임제어신호가 출력되고, 이 온-타임제어신호에 의해 인버터구동회로(50)는 스위칭소자(40, 45)의 스위칭주기를 조절하여 동작시킨다.

상기 인버터구동회로(50)에 의해 동작되는 스위칭소자(40, 45)에 의해 워킹코일(35)로 고주파의 교류전압이 인가되고, 이 인가되는 고주파의 교류전압에 의해 워킹코일(35)과 자성체인 조리용기(도시되지 않음) 사이에 와전류가 발생되어 조리용기의 몸체가 가열된다.

이때, 워킹코일(35)에 인가되는 고주파의 교류전압은 열에너지로 변환되므로 조리용기가 워킹코일(35)에 놓여있는 상태에서는 캐패시터(C)에 걸리는 공진전압의 레벨은 일정레벨 미만이 된다.

반면, 워킹코일(35)에 고주파전압이 인가되고 있는 상태에서 조리용기가 치워지면 캐패시터(C)에는 상기 일정레벨을 초과하는 고전압이 걸리게 된다.

비교기(55)는 이러한 캐패시터(C)의 전압레벨의 변동을 감지하기 위한 것으로, 캐패시터(C)에 걸리는 전압은 한쌍의 분압저항(R1, R2)에 의해 분압되어 비교기(55)의 반전입력단자로 입력되어 비교기(55)에서 그 비반전입력단자로 입력되는 기준전압과 비교되며, 그 비교결과에 따른 출력신호가 비교기(55)로부터 출력된다.

즉, 워킹코일(35)에 조리용기가 놓여진 채로 정상적인 가열동작을 수행되고 있는 중에는 비교기(55)의 반전입력단자로 입력되는 전압레벨이 기준전압보다 낮으므로 하이레벨의 신호가 비교기(55)로부터 출력되는 것에 반해, 가열동작 도중에 조리용기가 치워지는 경우 비교기(55)의 반전입력단자로 입력되는 전압레벨이 기준전압보다 높으로 로우레벨의 신호가 비교기(55)로부터 출력된다.

출력제어부(60)는 비교기(55)로부터 하이레벨의 신호가 인가되는 동안에는마이크로컴퓨터로부터 인버터구동회로(50)로 인가되는 온-타임 제어신호를 차단하지 않는 것에 반해, 비교기(55)로부터 로우레벨의 신호가 인가되면 마이크로컴퓨터로부터 인버터구동회로(50)로 인가되는 온-타임 제어신호를 차단함으로써, 스위칭소자(40, 45)의 스위칭동작을 정지시켜 워킹코일(35)에 고주파전압이 인가되지 않게 한다.

즉, 조리용기가 치워지면 워킹코일(35)에 인가되는 전압을 차단함으로써, 워킹코일(35)의 고열발생을 미연에 방지하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 유도가열조리기는, 해당 실용신안공개공보의 상세한 설명에 기재되어 있는 동작설명과는 달리 아래에서 설명되는 바와 같은 회로구성상의 결함으로 인해 정상적으로 동작되지 못하고 오동작됨으로 인해, 실제적으로는 가열동작 중 조리용기의 부재(不在)시 이를 감지하지 못하여 워킹코일에 인가되는 전원을 차단하지 못함으로써 과열로 인해 화재가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

보다 상세하게 설명하면, 종래기술의 유도가열조리기의 회로구성에 있어서 캐패시터에 인가되는 교류전압(도2 참조)은 한쌍의 분압저항에 의해 분압되어 비교기의 반전단자로 입력되는데, 비교기의 동작전원보다 높은 레벨의 부(-)주기 전압이 입력될 때 비교기에 포화(Saturation)현상이 발생되며, 이 포화현상에 의해 비교기가 오동작되어 기준전압보다 높은 정(+)주기의 교류전압이 비교기로 입력되어도 비교기로부터 로우레벨의 신호 즉, 조리용기 부재 감지신호가 출력되지 않는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 가열동작 중 조리용기가 제거되거나 정위치를 벗어났을 때 이를 오류없이 정확하게 감지하여 워킹코일에 인가되는 전류를 안전영역에서 동작할 수 있도록 감소시킬 수 있는 유도가열조리기의 조리용기 감지장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 유도가열조리기의 회로구성도,

도 2는 도 1에 도시된 비교기로 입력되는 전압의 파형도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도가열조리기의 회로구성도,

도 4는 도 3에 도시된 비교기로 입력되는 전압의 파형도,

도 5는 도 3에 도시된 비교기의 기준전압 설정값에 대해 설명하기 위한 개략도,

도 6의 (a) 내지 (d)는 도 3의 주요 구성부의 입출력 파형도,

도 7의 (a) 및 (b)는 도 3에 도시된 래칭회로의 동작을 설명하기 위한 일예로서의 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 인버터부 200: 조리용기 감지부

210: 다이오드 220: 저항

230: 포토커플러 240: 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터

300: 제어부 S1, S2: 스위칭소자

WC: 워킹코일 DR: 구동부

CP: 비교기 R1, R2: 저항

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도가열조리기의 조리용기 감지장치는, 유도가열용 워킹코일의 일단에 설치된 한쌍의 분압용 저항과 이 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 소정의 기준전압과 비교하는 비교기와 이 비교기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 워킹코일에 전원을 제어하는 제어수단 및 스위칭수단을 포함하여 구성된 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 있어서, 상기 비교기의 입력 측에 정(+)주기의 교류전압만을 정류하여 통과시키는 다이오드가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열조리기의 조리용기 감지장치는, 유도가열용 워킹코일과, 상기 유도가열용 워킹코일의 일단에 설치된 한쌍의 분압용 저항과, 상기 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 소정의 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 신호를 출력하는 비교기와, 상기 한쌍의 분압용 저항과 상기 비교기의 입력단 사이에 정(+)주기의 교류전압만을 정류하여 통과시키는 다이오드와, 사용자가 입력한 조작신호에 따라 상기 유도가열용 워킹코일에 조리가열용으로 설정된 레벨의 전압을 인가하도록 제어하는 제어신호를 출력하되 상기 비교기로부터 기준전압보다 낮은 전압의 입력에 따른 비교결과신호가 출력되면 상기 유도가열용 워킹코일에 인가되는 전압을 설정레벨만큼 감소시키도록 제어하는 제어신호를 출력하는 제어수단 및, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 상응하는 레벨의 교류전압을 상기 유도가열용 워킹코일에 인가하는 인버터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유도가열조리기의 회로구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 유도가열조리기는 인버터부(100)와 조리용기 검출부(200) 및 제어부(300)로 구성된다.

상기 인버터부(100)는 직류전압(Vdc)을 스위칭하는 복수의 스위칭소자(S1, S2)와 조리용기에 와전류를 발생시키는 워킹코일(WC)과 이 워킹코일(WC)의 인덕턴스성분(L)과 더불어 LC공진회로를 구성하는 복수의 캐패시터(C1, C2) 및, 제어부(300)의 제어신호에 의해 스위칭소자(S1, S2)를 스위칭동작시키는 구동부(DR)로 구성된다. 일예로, 스위칭소자(S1, S2)로는 전력용 고속 스위칭소자인 IGBT(Implement an Insulated-Gate-Bipolar-Transistor)가 사용될 수 있다.

상기 조리용기 검출부(200)는 워킹코일(WC)에 인가되는 전압을 분압하는 한쌍의 분압용 저항(R1, R2)과 이 분압용 저항(R1, R2)에 의해 분압된 교류전압을 반파정류하여 정(+)주기의 전압성분만을 통과시키는 다이오드(210)와 다이오드(210)를 보호하기 위해 설치되는 보호용 저항(220)과 반전단자로 입력되는 전압을 비반전단자로 입력되는 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 신호를 출력하는 비교기(CP)를 포함한다.

상기 비교기(CP)의 비반전단자에는 전압(+Vcc1)을 안정화시킴과 더불어 비교기(CP)를 서지전압으로부터 보호함과 더불어 기준전압(Vref)를 설정하기 위한 복수의 저항(R3∼R5) 및 제너다이오드(ZD)가 설치되고, 비교기(CP)의 출력단자에는 단락방지를 위해 저항(R6)이 설치되며, 비교기(CP)의 동작전압(+Vcc1)이 인가되는 단자에는 전압을 안정화시키기 위해 캐패시터(C3)가 설치된다.

여기서, 상기 비교기(CP)의 기준전압(Vref)의 설정값에 대해 설명한다.

도 4의 (a) 내지 (c)는 워킹코일(WC)에 조리용기(CV)가 놓인 각기 다른 상태를 나타낸 것으로 워킹코일(WC)과 조리용기(CV)를 위쪽에서 바라본 평면도인데, 도 4의 (a)와 같이 조리용기(CV)가 워킹코일(WC)의 정위치에 놓여 있는 상태에서는, 워킹코일(WC)에 인가되는 공진주파수의 교류전압(V1)은 그 상당부분이 열에너지로 변환되므로 비교기(CP)의 입력측으로 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 상대적으로 낮은 전압레벨이 입력된다.

그런데, 도 4의 (c)와 같이 조리용기(CV)가 워킹코일(WC)로부터 멀리 치워지면, 워킹코일(WC)에 인가되는 공진주파수의 교류전압(V3)은 열에너지로 변환되지 못하기 때문에 비교기(CP)의 입력측으로 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 상대적으로 매우 놓은 전압레벨이 인가된다.

그리고, 도 4의 (b)와 같이 조리용기(CV)가 워킹코일(WC)의 정위치에 놓여져있지 못하고 다소 벗어나 있는 경우에는 워킹코일(WC)에 인가되는 공진주파수의 교류전압(V2)은 일부분이 열에너지로 변환되지 못하므로 비교기(CP)의 입력측으로 "V1"보다는 높고 "V3"보다는 낮은 전압레벨이 입력된다.

이에, 본 발명에서는 가열조리 도중 조리용기가 워킹코일(WC)로부터 치워진 상태와 워킹코일(WC)의 정위치에서 다소 비껴진 상태를 모두 감지하기 위해 기준전압(Vref)은 조리용기가 워킹코일(WC)의 정위치에서 다소 벗어난 때 비교기(CP)로 입력되는 정(+)주기의 전압레벨보다는 다소 낮고 조리용기가 워킹코일(WC)의 정위치에 놓여진 때 비교기(CP)로 입력되는 정(+)주기의 전압레벨보다는 높게 설정된다.

조리용기 검출부(200)는 광(光)신호를 매개로 비교기(CP)로부터 출력되는 신호를 중계하는 포토커플러(Photo Coupler)(230)와 이 포토커플러(230)로부터 출력되는 신호를 설정시간(Ts)만큼 래치(Latch)시켜 출력하되 래치된 신호가 출력되는 도중 새로운 신호의 입력이 있으면 새로운 신호의 입력횟수에 설정시간(Ts)을 곱셈하여 래치신호를 출력하는 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(Retriggerable Mono Stable Multi-vibrator)(240)를 포함하여 구성된다.

여기서, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터의 래치 설정시간(Ts)는 래치시간 설정단자에 연결되어 있는 저항(241)의 저항값과 캐패시터(242)의 정전용량값 즉, RC 시정수를 가변시켜 조절한다.

상기 조리용기 검출부(200) 중 설명 안된 부호(R7)는 포토커플러(230)의 출력측에 단락이 발생되지 않도록 하기 위해 설치된 단락방지용 저항이다.

상기 제어부(300)는 도시되지 않은 키조작부를 통해 사용자가 입력한 키신호에 따라 인버터부(100)의 워킹코일(WC)에 고주파 교류전압을 인가하도록 각 스위칭소자(S1, S2)를 스위칭동작시키기 위한 스위칭제어신호를 구동부(DR)로 출력하는 한편, 조리용기 검출부(200)의 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로부터 로우레벨의 신호가 입력되면 워킹코일(WC)에 인가되는 교류전압의 레벨을 설정레벨만큼 감소시키기 위한 스위칭제어신호를 구동부(DR)로 출력한다.

이제 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

유도가열조리기로 전원이 인가되어 있는 상태에서, 사용자가 워킹코일(WC)에 조리하고자 하는 음식물을 담은 조리용기를 올려놓고 도시되지 않은 키조작부를 조작하여 가열조리를 선택하면, 제어부(300)는 워킹코일(WC)에 조리가열용으로 설정된 레벨의 전압이 인가되도록 스위칭소자(S1, S2)를 스위칭동작시키기 위한 스위칭제어신호를 구동부(DR)로 인가한다.

상기 제어부(300)로부터의 제어신호에 의해 구동부(DR)는 한쌍의 스위칭소자(S1, S2)를 교호로 동작시키고, 교호로 동작되는 스위칭소자(S1, S2)에 의해 워킹코일(WC)에는 워킹코일의 저항성분(R)과 캐패시터(C1, C2)의 정전용량성분(C)에 따른 공진주파수의 교류전압이 인가된다.

상기 스위칭소자(S1, S2)의 스위칭동작에 따라 인가되는 공진주파수의 교류전압에 의해 워킹코일(WC)과 자성체인 조리용기 사이에 와전류가 발생되어 조리용기의 몸체가 가열된다.

이때, 워킹코일(WC)에 걸리는 교류전압은 분압저항(R1, R2)에 의해 분압된 다음, 다이오드(210)에 의해 반파정류되어 정(+)주기의 교류전압만이 비교기(CP)의 반전단자로 입력된다. 참고적으로, 다이오드(210)에 의해 반파정류되어 비교기(CP)의 반전단자로 입력되는 정(+)주기의 교류전압 파형은 도 5에 도시된 바와 같다.

여기서, 다이오드(210)의 정류작용에 의해 워킹코일(WC)의 교류전압 중 부(-)주기의 교류전압이 비교기(CP)로 입력되지 않음으로써, 비교기(CP)에 그 자체의 동작전원을 넘어서는 레벨의 부(-)주기 교류전압이 입력되는 경우 유발되는 포화(Saturation)현상이 방지되므로 비교기(CP)는 오동작 없이 안정되고 정확한 동작을 수행할 수 있다.

비교기(CP)의 반전단자로 입력되는 정(+)주기의 교류전압은 비교기(CP)의 비반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)과 비교되어 그 비교결과에 상응하는 출력신호가 비교기(CP)의 출력단자로 출력된다.

조리용기가 워킹코일(WC)에 정위치로 놓여있는 동안에는, 워킹코일(WC)에 인가되는 공진주파수의 교류전압이 열에너지로 변환되므로 비교기(CP)의 반전단자로 입력되는 전압레벨이 기준전압(Vref)보다 낮게 되는 바(도 4 (d)의 V1 참조), 비교기(CP)로부터는 하이레벨의 신호가 출력된다.

만약, 조리용기가 워킹코일(WC)의 정위치로부터 다소 옆으로 벗어난 경우와 조리용기가 워킹코일(WC)로부터 멀리 치워진 경우에는, 워킹코일(WC)에 인가되는 공진주파수의 교류전압 중 일부분 또는 전부가 열에너지로 변환되지 못하므로 비교기(CP)의 반전단자로 입력되는 전압레벨이 기준전압(Vref)보다 높아지는 바(도 6의(b) 참조), 비교기(CP)로부터 로우레벨의 신호가 출력된다(도 6의 (c) 참조).

상기 비교기(CP)로부터 출력된 로우레벨의 신호는 포토커플러(230)에 의해 중계되어 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로 입력되고, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)는 포토커플러(230)로부터 중계되어 입력되는 로우레벨의 신호를 저항(241) 및 캐패시터(242)의 RC시정수값에 따라 결정되는 설정시간(Ts)만큼 래치시켜 출력한다(도 6의 (d) 참조).

리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로부터 래치되어 출력되는 로우레벨의 신호는 제어부(300)로 입력되고, 제어부(300)는 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로부터 입력되는 로우레벨의 신호에 의해 조리용기의 부재 또는 정위치에서 다소 벗어나 있는 상태임을 인식하여 워킹코일(WC)에 인가되는 교류전압을 설정레벨만큼 감소시키기 위한 스위칭제어신호를 구동부(DR)로 인가한다.

상기 제어부(300)로부터의 제어신호에 의해 구동부(DR)는 한쌍의 스위칭소자(S1, S2)의 스위칭주기를 조절하여, 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨을 설정레벨만큼 감소시킨다. 단, 이때 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨은 무부하 운전시 즉, 워킹코일(WC)로부터 조리용기가 멀리 치워져있는 상태에서도 워킹코일(WC) 및 회로에 손상이 발생되지 않는 범위내로 설정된다.

이후, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로부터 제어부(300)로 하이레벨의 신호가 입력되면 제어부(300)는 조리용기가 워킹코일(WC)에 놓여진 것으로 인식하여 다시 워킹코일(WC)로 정상적인 조리가열용으로 설정된 레벨의 전압이 인가되도록 스위칭소자(S1, S2)를 제어하게 된다.

여기서, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)는 조리용기의 부재와 정위치에서 다소 벗어난 상태를 보다 정확하고 안정되게 감지하기 위해 사용된 것으로, 도 6의 (b) 및 (c)를 참조하면 알 수 있듯이, 다이오드(210)에 의해 반파정류되어 비교기(CP)로 입력되는 정(+)주기의 교류전압 파형은 일정치 않으며 이에 따라 비교기(CP)로부터 출력되는 로우레벨 신호의 주기 역시 일정치 않게 되어 매우 짧은 주기(예컨대, tβ)의 로우레벨 신호를 제어부(300)가 감지하지 못할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)로 비교기(CP)의 짧은 주기 출력신호를 제어부(300)가 충분히 인식할 수 있는 주기만큼 래치시키는 것이다.

또, 짧은 주기의 로우레벨신호가 제어부(300)로 입력되면 제어부(300)는 로우레벨신호가 입력되는 짧은 주기동안 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨을 감소시켰다가 하이레벨신호가 입력되면 다시 워킹코일(WC)에 정상적인 레벨의 전압을 인가함으로써, 짧은 주기동안 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨이 빈번하게 가감되면서 전류헌팅(Current Hunting) 현상이 유발되어 소음이 크게 발생될 수 있는데, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)에 의해 비교기(CP)의 짧은 주기 출력신호를 충분한 시간만큼 래치시킴으로써, 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨이 짧은 주기동안 빈번하게 가감되는 것을 방지해 동작소음을 감소시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 사용된 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)는 도 7을 참조하면 알 수 있듯이, 일반적인 단안정 멀티바이브레이터(240)와는 달리 래치된 로우레벨의 신호가 출력되고 있는 도중에 비교기(CP)로부터 새로운 로우레벨의신호가 입력되면 비교기(CP)로부터 로우레벨의 신호가 새로 입력된 횟수와 설정된 래치주기(Ts)를 곱셈한 주기(ΔTs) 만큼 로우레벨의 신호를 연장시켜 출력하는 특성이 있는데, 이러한 특성의 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터(240)를 이용함으로써, 비교기(CP)의 반전단자로 입력되는 교류전압의 파형이 불안정하여 워킹코일(WC)에 조리용기가 놓여져 있지 않거나 정위치에서 벗어나 있는 데도 비교기(WC)로부터 하이레벨의 신호가 출력되었다가 다시 로우레벨의 신호가 출력될 때 워킹코일(WC)에 짧은 시간동안이라도 조리가열용의 높은 레벨의 전압이 인가되는 것을 방지하고 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨이 빈번하게 가감되는 것을 방지하여 보다 안정적인 동작을 보장할 수 있어 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는 다이오드 보호용의 저항(220)을 다이오드(210)에 병렬로 연결하였는데, 이는 워킹코일(WC)에 인가되는 부(-)주기의 교류전압 중 임계치를 초과하는 레벨의 부(-)주기 전압에 의해 다이오드(210)가 소손되지 않도록 이를 방지하고자 설치한 것으로 이에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

다이오드(210)를 통해 반파정류되는 정(+)주기의 교류전압은 저항(R1)과 저항(R2)에 의해 분압되므로 다이오드(210)에 고전압이 가해지지 않으나, 다이오드(210)로 부(-)주기의 교류전압이 인가될 때는 저항(R1)이 분압의 역할을 수행하지 못하기 때문에, 저항(R2)을 매개로 인가된 높은 레벨의 부(-)주기 전압이 다이오드(210)에 손상을 가할 수 있다.

이에, 저항(220)을 설치하여 다이오드(210)에 부(-)주기의 교류전압이 인가될 때 이를 저항(R2)과 저항(220)으로 분압하게 함으로써, 높은 레벨의 부(-)주기 교류전압에 의해 다이오드(210)가 소손되지 않게 방지하는 것이다. 또, 상기한 저항(R2)과 저항(220)의 분압작용은, 다이오드(210)에 의해 부(-)주기의 교류전압이 차단(Cut Off)되는 구간(도 5의 "tc" 참조)에서 서지(Surge)발생을 억제하여 전류흐름을 원활하게 하고 노이즈발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 본 발명에서는, 종래기술과는 달리, 비교기(CP)의 기준전압(Vref)을 조리용기가 워킹코일(WC)로부터 멀리 치워져 있는 상태와 정위치에서 다소 벗어나 있는 상태를 모두 감지할 수 있는 값으로 설정하였고, 비교기(CP)로부터 로우레벨신호가 출력되면 워킹코일(WC)에 인가되는 전압을 차단하는 대신 워킹코일(WC)에 인가되는 전압레벨을 감소시킴으로써, 조리용기가 워킹코일(WC)로부터 정위치에서 다소 벗어나 있는 상태에서는 워킹코일(WC)로 계속 전압을 인가하여 조리가 중단없이 계속적으로 수행될 수 있게 된다. 이때, 워킹코일(WC)로 인가되는 전압은 무부하 운전시에도 회로에 손상이 발생되지 않는 레벨이므로 조리용기가 워킹코일(WC)로부터 치워진 경우에 기기에 손상이 발생되지 않음은 물론이다.

상기에서 본 발명은 특정 실시예를 예시하여 설명하지만 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 본 발명에 대한 다양한 변형, 수정을 용이하게 만들 수 있으며, 이러한 변형 또는 수정이 본 발명의 특징을 이용하는 한 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 명심해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 조리용기 감지부 중 비교기의 입력 측에 다이오드를 설치하여 정(+)주기의 교류전압만 비교기로 입력되도록 구성함으로써, 비교기에 높은 레벨의 부(-)주기의 교류전압이 인가될 때 발생되는 비교기의 포화현상과 이로 인한 오동작을 방지하여 가열동작 중 조리용기가 제거되거나 정위치에서 다소 벗어나 있을 때 이를 오류없이 정확하게 감지하여 워킹코일에 인가되는 전원을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따르면, 조리용기 감지부 중 비교기의 출력 측에 래칭회로를 설치하여 조리용기 부재 감지신호를 설정시간만큼 래치시켜 출력하도록 구성함으로써, 비교기로부터 출력되는 짧은 주기의 신호를 제어수단이 인식하지 못하여 워킹코일에 인가되는 전원을 감소시키지 못하는 오류를 미연에 방지하고 상기 짧은 주기 신호에 의해 워킹코일에 인가되는 전압레벨이 짧은 시간동안 빈번하게 가감되어 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 조리용기가 워킹코일로부터 멀리 치워져 있는 상태와 정위치에서 다소 벗어나 있는 상태를 모두 감지할 수 있도록 기준전압을 설정하여 이러한 상태가 감지되면 워킹코일에 인가되는 전압을 차단하는 대신 전압레벨을 감소시킴으로써, 조리용기가 워킹코일로부터 정위치에서 다소 벗어나 있는 상태에서도 조리를 중단없이 계속적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

유도가열용 워킹코일의 일단에 연결된 공진용 캐패시터와 이 캐패시터에 병렬료 연결되는 한쌍의 분압용 저항과 이 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 소정의 기준전압과 비교하는 비교기와 이 비교기로부터 출력되는 신호에 따라 상기 워킹코일에 인가되는 전원을 제어하는 제어수단 및 스위칭수단을 포함하여 구성된 유도가열조리기의 조리용기 감지장치에 있어서,

상기 비교기의 입력 측에 정(+)주기의 교류전압만을 정류하여 통과시키는 다이오드가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 조리용기 감지장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분압용 저항 중 상기 워킹코일의 일단과 상기 다이오드의 사이에 다이오드 보호용 저항이 병렬로 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비교기의 출력단자와 상기 제어수단의 입력단자 사이에는 비교기의 출력신호를 설정시간만큼 래치시켜 출력하는 래칭회로가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
제 3 항에 있어서, 상기 래칭회로는, 리트리거러블 단안정 멀티바이브레이터인 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
유도가열용 워킹코일과,

상기 유도가열용 워킹코일의 일단에 설치된 한쌍의 분압용 저항과,

상기 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 소정의 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 신호를 출력하는 비교기와,

상기 한쌍의 분압용 저항과 상기 비교기의 입력단 사이에 정(+)주기의 교류전압만을 정류하여 통과시키는 다이오드와,

사용자가 입력한 조작신호에 따라 상기 유도가열용 워킹코일에 조리가열용으로 설정된 레벨의 전압을 인가하도록 제어하는 제어신호를 출력하되 상기 비교기로부터 기준전압보다 낮은 전압의 입력에 따른 비교결과신호가 출력되면 상기 유도가열용 워킹코일에 인가되는 전압을 설정레벨만큼 감소시키도록 제어하는 제어신호를 출력하는 제어수단 및,

상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 상응하는 레벨의 교류전압을 상기 유도가열용 워킹코일에 인가하는 인버터부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.