KR100505244B1

KR100505244B1 - Inverter circuit's driver apparatus of induction heating rice cooker

Info

Publication number: KR100505244B1
Application number: KR10-2002-0083487A
Authority: KR
Inventors: 유승희; 박병욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2005-08-03
Also published as: KR20040056899A

Abstract

본 발명은 입력전압에 따라 주파수가 가변되는 펄스신호를 생성하여 상기 펄스신호가 인버터 회로의 구동을 위한 스위치로 인가됨에 따라 스위치 양단에 걸리는 전압의 최대값을 일정범위 내로 한정하는 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로 구동장치에 관한 것으로서, 교류전원을 정류 및 필터링하여 유도가열 전기밥솥의 입력전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부에서 입력전원이 공급됨에 따라 상기 전기밥솥을 가열하는 인버터부와, 상기 전원공급부에서 공급되는 입력전원에 따라 주파수를 가변 제어하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하는 구동펄스를 출력하는 인버터 구동부를 포함하여 구성됨에 따라, The present invention generates a pulse signal of which the frequency is variable according to the input voltage of the induction heating electric rice cooker to limit the maximum value of the voltage across the switch within a certain range as the pulse signal is applied to the switch for driving the inverter circuit An inverter circuit driving apparatus, comprising: a power supply unit for rectifying and filtering AC power to supply an input power of an induction heating electric rice cooker, and an inverter unit for heating the electric rice cooker as input power is supplied from the power supply unit; Including the inverter drive unit for outputting a drive pulse for controlling the switching operation of the inverter unit by varying the frequency according to the input power supplied from the power supply unit,

스위치 내압을 초과하여 스위치 양단에 전압이 걸리지 않도록 주파수를 가변제어하여 스위치 전압 마진을 증가시킬 수 있으므로 스위치 소자의 내구성 및 인버터 회로의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. By varying the frequency so as not to apply a voltage across the switch to exceed the switch breakdown voltage, the switch voltage margin can be increased, thereby improving the durability of the switch element and the reliability of the inverter circuit.

Description

Inverter circuit's driver apparatus of induction heating rice cooker

본 발명은 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로 구동장치에 관한 것으로서, 특히, 입력전압에 따라 주파수가 가변되는 펄스신호를 생성하여 상기 펄스신호가 인버터 회로의 구동을 위한 스위치로 인가됨에 따라 스위치 양단에 걸리는 전압의 최대값을 일정범위 내로 한정하는 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to an inverter circuit driving apparatus for an induction heating electric rice cooker, and in particular, generates a pulse signal whose frequency is changed according to an input voltage, which is applied across the switch as the pulse signal is applied to a switch for driving the inverter circuit. An inverter circuit driving apparatus for an induction heating electric rice cooker for limiting a maximum value of a voltage within a predetermined range.

도 1에 도시된 바와 같이 유도가열 전기밥솥은 본체(1)와, 상기 본체 내측에 안착되어 조리물이 담기는 내솥(2)과, 상기 내솥(2)에 담긴 조리물이 조리되도록 상기 내솥(2)의 하부 또는 본체(1)의 내측에 장착되는 취사히터(3)로 구성되어 있다. As shown in FIG. 1, the induction heating electric rice cooker includes a main body 1, an inner pot 2 seated inside the main body to contain food, and the inner pot 2 to be cooked in the inner pot 2. It consists of the cooking heater 3 attached to the lower part of 2) or the inside of the main body 1. As shown in FIG.

이러한 전기밥솥은 내부에 담긴 조리물을 담아 상기 조리물을 일정 수준 이상의 온도로 가열하여 조리하는 가전제품으로서, 주로 밥짓기에 사용된다. 뿐만 아니라, 상기 전기밥솥은 음식물의 장시간 보온을 위해서도 이용되는 가전제품으로서, 사용자는 쌀이나 그 외의 첨가 음식물 및 이에 적합한 물의 양을 조정하여 내솥에 넣고, 상기 내솥을 전기밥솥의 본체에 넣은 다음에 조리 분량 및 방법을 조작할 수 있다. 따라서 상기 전기밥솥은 사용자에 의해 조작된 조리 명령에 따라 자동으로 조리가 수행되도록 조리상황을 제어하는 제어부를 내부에 포함하여 구성된다. Such an electric rice cooker is a home appliance that contains a food contained therein and heats the food to a predetermined level or more, and is mainly used for cooking. In addition, the electric rice cooker is a home appliance that is also used for warming food for a long time, the user adjusts the amount of rice or other additives and water suitable for this into the inner pot, and put the inner pot into the main body of the electric rice cooker Cooking quantities and methods can be manipulated. Therefore, the electric rice cooker is configured to include a control unit for controlling the cooking conditions therein such that cooking is automatically performed according to a cooking command operated by the user.

상기 전기밥솥은 내솥에 조리열을 제공하는 방식에 따라 구분될 수 있는데, 특히 상기 내솥이 삽입되는 전기밥솥의 본체 부분에 일정 간격으로 코일이 형성되어 상기 코일에 전류가 흐르게 됨에 따라 발생되는 자기장으로 인해, 자성체로 구성된 내솥에 와전류가 발생되도록 하여 내솥을 가열하는 방식으로 조리열을 제공하는 밥솥을 유도가열 전기밥솥이라 한다. The electric rice cooker may be classified according to the method of providing cooking heat to the inner pot, in particular, a coil is formed at a predetermined interval in the main body portion of the electric rice cooker into which the inner pot is inserted into a magnetic field generated as a current flows in the coil. Therefore, a rice cooker that provides cooking heat by heating the inner pot by causing an eddy current to be generated in the inner pot made of magnetic material is called an induction heating electric rice cooker.

종래발명에 의한 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로를 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. Looking at the inverter circuit of the induction heating electric rice cooker according to the present invention with reference to FIG.

상기 인버터 회로는 내부에 파워 스위칭 소자를 제어하여 부하를 유도 가열하는 밥솥에 적용된다. 이러한 인버터 회로는 제어신호에 따라 스위칭 동작함에 따라 내솥의 코일에 전원을 인가함으로서 유도가열 밥솥이 가열되도록 하는 회로로서, 입력전원을 발생하는 교류 전원부(10)와, 상기 전원전압을 정류하는 정류부(20)와, 상기 정류부에서 정류된 전원전압을 필터링하는 필터부(30)와, 상기 필터부에서 필터된 전압을 인가받아 스위칭 구동됨에 따라 상기 코일에 전원을 인가하는 인버터(40)를 포함하여 구성된다. 상기 인버터는 필터링된 전원을 인가받고, 제어신호에 의해 스위칭 동작함에 따라 내솥의 코일에 전원을 인가한다. The inverter circuit is applied to a cooker for induction heating the load by controlling a power switching element therein. The inverter circuit is a circuit for heating the induction cooker by applying power to the coil of the inner pot in accordance with the switching operation according to the control signal, an AC power supply unit 10 for generating an input power, and a rectifier for rectifying the power supply voltage ( 20), and a filter unit 30 for filtering the power supply voltage rectified in the rectifier, and an inverter 40 for applying power to the coil in response to the voltage filtered by the filter unit. do. The inverter receives the filtered power and applies power to the coil of the inner pot as the switching operation is performed by the control signal.

또한 트리거부(50)는 펄스의 상승 또는 하강 등을 이용하여 다른 회로에 그 변화를 알림에 따라 회로의 작동이나 상태 변동을 일으키게 하는 회로로서, 스위치 소자의 양단에 걸리는 스위치 전압 및 상기 입력 전압을 비교함에 따라 구동펄스를 생성한다. 상기 구동펄스는 상기 입력전압이 상기 스위치 전압보다 큰 구간에서 하이(high)를 유지하고, 상기 스위치 전압보다 작은 구간에서는 로우(low)를 유지함에 따라 동일한 펄스폭을 가지는 복수개의 펄스를 생성하며, 이러한 구동펄스는 구동펄스는 유도가열 밥솥의 구동전원 공급 여부를 결정하는 스위치를 구동제어한다. In addition, the trigger unit 50 is a circuit that causes the operation or change of state of the circuit according to the change of the other circuit by using the rising or falling of the pulse, etc., the switch voltage across the switch element and the input voltage The driving pulse is generated by comparison. The driving pulse generates a plurality of pulses having the same pulse width as the input voltage maintains high in a period greater than the switch voltage, and a low in the interval less than the switch voltage, The driving pulses drive control the switch to determine whether the driving power supply of the induction heating rice cooker.

스위치 구동부(60)는 상기 트리거부(50)에서 생성된 구동펄스를 입력받아 스위치 소자가 구동되도록 상기 구동펄스를 상기 인버터로 출력함에 따라 상기 구동펄스에 따라 스위치 소자가 스위칭 제어됨에 따라 부하(내솥)를 가열하는 것이다. The switch driver 60 receives the driving pulse generated by the trigger unit 50 and outputs the driving pulse to the inverter to drive the switching element so that the switch element is controlled to be switched according to the driving pulse. ) Is heated.

상기 인버터(40)는 스위치를 내장하는데, 상기 스위치는 유도가열 전기밥솥 시스템에 구동전원의 공급 여부를 결정하는 소자로서, 상기 스위치 소자의 스펙(SPEC)에 따라 양단에 걸리는 전압을 견디는 내압이 한정된다. 일반적으로 상기 내압이 클수록 스위치 소자의 가격이 상승하며, 이는 결국 생산비의 상승을 유도한다.The inverter 40 has a built-in switch, the switch is a device for determining whether or not to supply the driving power to the induction heating rice cooker system, the internal voltage is limited to withstand the voltage across the end according to the specification (SPEC) of the switch device do. In general, the greater the breakdown voltage, the higher the price of the switch element, which in turn leads to an increase in the production cost.

특히 교류의 입력전압이 노이즈에 의하여 변동되거나 입/출력 특성이 불안정함에 따라 스위치 소자가 비정상적인 주파수로 동작하므로 스위치 소자의 내압 부족으로 인해 고출력 방식에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있다. In particular, since the switch element operates at an abnormal frequency as the input voltage of the AC is changed by noise or the input / output characteristics are unstable, there is a problem that it cannot be used in a high output method due to the lack of breakdown voltage of the switch element.

따라서 상기 스위치 소자의 보호를 위하여 스위치에 흐르는 전류를 감지하기 위해 별도의 변류기를 사용하거나, 상기 인버터로 인가되는 전류 또는 전압을 감지하는 별도의 보호 회로를 부가함에 따라 상기 인버터 회로 및 이에 포함되는 소자의 파손을 방지하였으므로 생산비가 증가되고, 소비자의 가격 부담의 요인이 되었다. Therefore, the inverter circuit and the elements included therein are provided by using a separate current transformer to sense current flowing through the switch for protection of the switch element, or by adding a separate protection circuit that senses a current or voltage applied to the inverter. This prevented the breakage of the production cost and increased the cost of production.

도 3 는 종래 발명의 인버터 회로 구동장치의 입력전압 및 스위치 전압 레벨이 도시된 그래프이고, 도 4 은 종래 발명의 인버터 회로의 전압 및 주파수 특성이 도시된 그래프이다. 이를 참조로 하여 종래 발명의 인버터 회로의 특성을 살펴보면 다음과 같다. 3 is a graph showing the input voltage and the switch voltage level of the inverter circuit driving apparatus of the prior art, Figure 4 is a graph showing the voltage and frequency characteristics of the inverter circuit of the conventional invention. Looking at the characteristics of the inverter circuit of the prior invention with reference to this as follows.

G1은 입력 전압의 파형이고, G2는 스위치 소자의 양단에 걸리는 스위치 전압이다. X축은 시간이고, Y축은 전압레벨을 도시한다. 상기 220V-60Hz로 입력되는 전압은 상기 정류부 및 상기 필터부를 거쳐 220V-120 Hz의 파형을 가진다. 상기 G1은 필터링된 전압의 한주기를 도시한 것이다. G1 is the waveform of the input voltage, and G2 is the switch voltage across the switch element. The X axis is time and the Y axis shows voltage level. The voltage input to the 220V-60Hz has a waveform of 220V-120Hz through the rectifier and the filter. G1 shows one period of the filtered voltage.

상기 스위치 소자는 상기 트리거부에서 출력된 동일한 펄스폭을 가지는 구동펄스, 즉 단일 주파수를 가지는 구동펄스에 따라 스위칭 동작하므로, 상기 스위치 소자에 걸리는 전압 파형은 동일 주파수를 가진다. 또한 상기 스위칭 동작은 상기 입력전원 파형(G1)의 주기동안 진행되고, 상기 스위치 전압레벨은 상기 입력전압의 3~4배정도가 된다. Since the switch element is switched according to a drive pulse having the same pulse width output from the trigger unit, that is, a drive pulse having a single frequency, the voltage waveform applied to the switch element has the same frequency. In addition, the switching operation is performed during the period of the input power waveform (G1), the switch voltage level is about 3 to 4 times the input voltage.

또한 상기 스위치 소자 양단에 걸리는 전압은 상기 스위치 소자가 견딜 수 있는 내압 이하여야 소자의 파손이 없이 정상적인 스위칭 동작을 수행할 수 있는데, G2 그래프와 같이 상기 스위치 전압 레벨을 살펴보면, 중간 대역의 전압 레벨이 상승하는 사인파 모양을 따르므로, 상기 중간 대역에서 상승하는 스위치 전압레벨은 상기 스위치 소자가 견딜수 있는 내압을 초과할 위험이 있다. In addition, the voltage across the switch element must be less than the breakdown voltage that the switch element can withstand to perform a normal switching operation without damaging the device. Looking at the switch voltage level as shown in the G2 graph, the voltage level of the intermediate band is Since it follows the rising sine wave shape, there is a risk that the rising switch voltage level in the intermediate band exceeds the breakdown voltage that the switch element can withstand.

도 4a 는 주파수와 정격출력의 관계가 도시된 그래프이고, 도 4b는 주파수와 스위치 전압의 관계가 도시된 그래프이다. 4A is a graph showing the relationship between frequency and rated output, and FIG. 4B is a graph showing the relationship between frequency and switch voltage.

먼저, 도 4a 그래프를 통해 주파수와 정격출력이 반비례 관계임을 알 수 있으므로, 상기 부하(내솥)의 신속한 가열을 위해 정격출력을 상승시키기 위해서는 주파수가 작을수록 유리하다. First, since the frequency and the rated output is inversely related through the graph of FIG. 4A, in order to increase the rated output for rapid heating of the load (inner pot), the smaller the frequency, the better.

그러나 도 4b의 그래프는 주파수와 스위치 양단에 걸리는 스위치 전압이 반비례임을 나타낸다. 즉 정격출력의 상승을 위해 주파수를 작게 제어하면, 상기 작은 주파수에 의해 스위치 전압은 오히려 상승하므로 스위치 소자의 내압을 초과할 위험이 크고, 이에 따른 스위치 소자의 파괴 및 유도가열 전기밥솥의 동작 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. However, the graph of FIG. 4B shows that the frequency of the switch across the switch is inversely proportional. In other words, if the frequency is controlled small to increase the rated output, the switch voltage is increased by the small frequency, so there is a high risk of exceeding the breakdown voltage of the switch element, thereby destroying the switch element and operating stability of the induction heating rice cooker. There is a problem that the reliability is lowered.

따라서 상기 정격출력의 상승을 위해 주파수를 작게 제어하고, 반면 견디는 내압이 높은 고가의 스위치 소자를 사용하여 스위치 소자를 보호할 수 있겠으나, 이는 생산비를 증가시키고 아울러 소비자의 구매가격의 부담을 증가시킨다는 단점이 있다. Therefore, it is possible to protect the switch element by using an expensive switch element having a high frequency withstand voltage while controlling the frequency to increase the rated output, but this increases the production cost and increases the burden of the purchase price of the consumer. There are disadvantages.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 유도가열 전기밥솥의 정격출력을 증가시키는 동시에 상기 전기밥솥의 가열을 위한 구동전원의 공급 여부를 결정하는 스위치 소자의 파손 위험을 방지하기 위하여 교류전압을 검출하여 전압레벨에 따라 가변되는 주파수를 발생시켜 상기 스위치 전압을 일정치로 한정하여 인버터 회로를 구동함에 따라 상기 스위치 전압의 마진을 상승시켜 인버터 회로의 신뢰성을 확보하고, 고가의 스위치 소자가 불필요하여 생산비가 절감되는 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로 구동장치를 제공하고자 한다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the purpose of which is to increase the rated output of the induction heating rice cooker and at the same time the damage of the switch element to determine whether to supply the driving power for heating the rice cooker In order to prevent the risk, by detecting the AC voltage and generating a frequency that varies according to the voltage level, by limiting the switch voltage to a certain value to drive the inverter circuit to increase the margin of the switch voltage to ensure the reliability of the inverter circuit In order to provide an inverter circuit driving apparatus of an induction heating electric rice cooker, which requires no expensive switch elements and reduces production costs.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 인버터 회로 구동장치의 특징에 따르면, 교류전원을 정류 및 필터링하여 유도가열 전기밥솥의 입력전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 전원공급부에서 입력전원이 공급됨에 따라 상기 전기밥솥을 가열하는 인버터부와; 상기 전원공급부에서 공급되는 입력전원에 따라 주파수를 가변 제어하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하는 구동펄스를 출력하는 인버터 구동부를 포함하여 구성되며,상기 인버터 구동부는 상기 교류전원의 전원을 정류한 후 클램핑하는 입력전압 검출부와; 상기 입력전압 검출부에서 정류/클램핑된 전압신호를 반전시켜 반전된 신호에 따른 구동펄스를 생성하는 주파수제어 펄스생성부와; 상기 주파수제어 펄스생성부에서 생성된 구동펄스에 따라 상기 인버터부의 스위치소자를 제어하는 스위치 구동부로 구성되고,상기 주파수제어 펄스생성부는 반전된 전압신호 레벨이 낮은 경우 구동펄스 주파수를 높이고, 반전된 전압신호 레벨이 높은 경우 구동펄스 주파수를 낮추는 것을 특징으로 한다. According to a feature of the inverter circuit driving apparatus according to the present invention for solving the above problems, the power supply unit for supplying the input power of the induction heating rice cooker by rectifying and filtering the AC power; An inverter unit for heating the electric rice cooker as input power is supplied from the power supply unit; And an inverter driver configured to variably control a frequency according to an input power supplied from the power supply to output a driving pulse for controlling a switching operation of the inverter, wherein the inverter driver is rectified from the AC power and clamped. An input voltage detector; A frequency control pulse generator for inverting the rectified / clamped voltage signal by the input voltage detector to generate a driving pulse according to the inverted signal; And a switch driver for controlling the switch element of the inverter unit according to the driving pulse generated by the frequency control pulse generator, wherein the frequency control pulse generator increases the driving pulse frequency when the inverted voltage signal level is low and inverts the voltage. If the signal level is high, the driving pulse frequency is lowered.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5 는 본 발명의 인버터 회로 구동장치의 구성도로서, 이를 참고로 하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 5 is a configuration diagram of the inverter circuit driving apparatus of the present invention, with reference to this will be described in detail the configuration of the present invention.

인버터 회로는 내부에 파워 스위칭 소자를 제어하여 부하를 유도 가열하는 밥솥에 적용되어 사용자가 조작한 가열온도, 가열시간, 조리방식을 포함하는 제어명령에 따라 제어신호를 출력하는 제어부(미도시)에 의해 스위칭 동작되어 내솥의 코일에 전원을 인가함으로서 유도가열 밥솥이 가열되도록 하는 회로이다. 즉, 조리물이 담긴 내솥이 부하가 되고, 상기 내솥에 권선된 코일에 전원을 인가함으로서 상기 인버터 회로는 가열 부하를 해소한다. The inverter circuit is applied to a rice cooker that induces a load by controlling a power switching element therein and outputs a control signal according to a control command including a heating temperature, a heating time, and a cooking method operated by a user. Switching operation is a circuit for heating the induction heating cooker by applying power to the coil of the inner pot. That is, the inner pot containing the food becomes a load, and the inverter circuit eliminates the heating load by applying power to the coil wound around the inner pot.

이러한 인버터 회로의 구동장치는 기본적으로 입력전원을 발생하는 교류 전원부(100)와, 상기 전원전압을 정류하는 정류부(200)와, 상기 정류부에서 정류된 전원전압을 필터링하는 필터부(300)로 구성되는 전원공급부(310)와, 상기 전원공급부에서 공급된 전원을 인가받아 스위칭 구동됨에 따라 상기 코일에 전원을 인가하여 내솥을 가열하는 인버터(400)를 포함하여 구성된다. The driving device of the inverter circuit basically includes an AC power supply unit 100 for generating input power, a rectifying unit 200 for rectifying the power supply voltage, and a filter unit 300 for filtering the power supply voltage rectified by the rectifying unit. It is configured to include a power supply unit 310 and an inverter 400 for heating the inner pot by applying power to the coil as the switching power is applied by the power supplied from the power supply.

상기 교류 전원부(100)는 220V-60Hz의 교류전원을 상기 유도코일 전기밥솥에 공급하고, 상기 정류부(200)는 상기 교류 전원부(100)에서 공급된 교류전원을 정류 다이오드를 거치게 하여 정류한다. 이에 따라 상기 교류전원은 220V-120Hz의 특성을 가진다. The AC power supply unit 100 supplies AC power of 220V-60Hz to the induction coil electric rice cooker, and the rectifying unit 200 rectifies the AC power supplied from the AC power supply unit 100 through a rectifying diode. Accordingly, the AC power source has a characteristic of 220V-120Hz.

상기 필터부(300)는 상기 정류부(200)에서 정류된 교류전원을 필터링하여 직류전원을 생성하고, 상기 직류전원을 입력전원으로서 상기 인버터(400)로 출력한다. The filter unit 300 generates DC power by filtering the AC power rectified by the rectifier 200, and outputs the DC power as the input power to the inverter 400.

상기 인버터(400)는 유도코일에 전원을 인가하는 스위치 소자를 내장하는데, 상기 필터링된 입력전원을 상기 스위치 소자로 인가함에 따라 상기 스위치 소자가 스위칭 동작되어 내솥의 코일을 가열하도록 한다. The inverter 400 has a built-in switch element for applying power to the induction coil, the switch element is switched by applying the filtered input power to the switch element to heat the coil of the inner pot.

상기 교류 전원부(100), 정류부(200), 필터부(300) 및 인버터(400)는 도2를 참조하여 설명한 종래의 회로 구성과 동일하나, 본 발명에서는 입력전압 검출부(500), 주파수제어 펄스생성부(600) 및 스위치 구동부(700)로 구성되는 인버터 구동부(710)가 부가 결합됨에 따라 상기 인버터부(400)의 스위치 소자를 구동제어한다. The AC power supply unit 100, rectifier 200, filter unit 300 and inverter 400 are the same as the conventional circuit configuration described with reference to Figure 2, in the present invention, the input voltage detector 500, frequency control pulse As the inverter driver 710 including the generator 600 and the switch driver 700 is additionally coupled, driving control of the switch element of the inverter 400 is performed.

우선, 입력전압 검출부(500)는 상기 교류 전원부(100)에서 공급되는 교류전원의 플러스/마이너스 단자와 직접 연결됨에 따라 상기 교류전원의 전압레벨 및 주파수를 감지한다. 이는 교류전원이 노이즈에 의하여 변동되거나, 입/출력 특성이 불안정한 경우 스위칭되는 스위치 소자의 파손을 방지하기 위함이다. First, the input voltage detector 500 detects the voltage level and frequency of the AC power supply as it is directly connected to the plus / minus terminal of the AC power supplied from the AC power supply 100. This is to prevent breakage of the switching element that is switched when the AC power is changed by noise or the input / output characteristics are unstable.

도 6 는 본 발명의 인버터 회로 구동장치에 적용된 입력전압 검출부로 입/출력되는 신호가 도시된 도면으로서 이를 참조로 하여 입력전압 검출부(500)를 살펴보면 다음과 같다. FIG. 6 is a diagram illustrating signals input / output to an input voltage detector applied to an inverter circuit driving apparatus of the present invention. Referring to the input voltage detector 500, the input voltage detector 500 is as follows.

상기 교류 전원부(100)에서 공급되는 교류전원은 정류다이오드를 거쳐 220V-120Hz의 교류로 정류되는데, 이 파형은 G3에 도시된 바와 같다. 상기 정류된 입력전압은 R1 : R2 의 비율로 전압 분배되므로 R2에는 만큼의 전압이 걸리게 되고, 이는 직렬 연결된 다이오드로 출력된다.AC power supplied from the AC power supply unit 100 is rectified to AC of 220V-120Hz through a rectifying diode, the waveform of which is as shown in G3. Since the rectified input voltage is divided by a voltage ratio R1: R2, As long as the voltage is applied, it is output to the diode connected in series.

상기 다이오드는 R2에 걸린 전압레벨의 기준치 이하값을 클램핑(clamping)하기 위한 것으로, 일반적인 다이오드 1개의 문턱전압이 0.7V이라 가정할 때 상기 입력전압은 0.7V 이하의 전압을 클램핑하므로, 직렬 연결되는 다이오드의 개수를 조정하여 ()V 이하의 전압이 클램핑되도록 하여, 출력되는 전압신호가 양(+)인 구간을 제한할 수 있다.The diode is for clamping a value below the reference level of the voltage level applied to R2. Assuming that the threshold voltage of one general diode is 0.7V, the input voltage clamps a voltage of 0.7V or less. By adjusting the number of diodes ( By clamping a voltage below) V, it is possible to limit a section in which the output voltage signal is positive.

이는 스위치 소자를 구동하기 위하여 공급되는 교류전원의 주파수에 따라 가변되는 구동펄스를 생성하기 전, 상기 주파수 가변 제어를 수행하는 구간(T)을 일정구간 이내로 한정하기 위함이다. 따라서 상기 교류전원이 출력되는 전구간(시간)에 대해 주파수 가변 제어를 하고자 하면, 상기 다이오드의 회로 연결을 생략할 수 있다. This is to limit the section T for performing the variable frequency control within a predetermined section before generating a driving pulse that varies according to the frequency of the AC power supplied to drive the switch element. Therefore, if the frequency variable control is to be performed for the entire period (time) in which the AC power is output, the circuit connection of the diode can be omitted.

이렇게 클램핑된 전압이 R3에 걸린 파형은 G4에 도시된 바와 같다. 이러한 직렬 연결되는 다이오드를 편의상, 클램핑 다이오드(CD)라 칭하고, 상기 클램핑 다이오드를 통과한 전압을 클램핑 전압이라 한다. The waveform of this clamped voltage on R3 is as shown in G4. Such a series-connected diode is called a clamping diode (CD) for convenience, and the voltage passed through the clamping diode is called a clamping voltage.

상기 클램핑 전압은 주파수제어 펄스생성부(600)로 입력되는데, 도 7 은 본 발명의 인버터 회로 구동장치에 적용된 주파수제어 펄스생성부로 입/출력되는 신호가 도시된 도면으로서 이를 참조하여 상기 주파수제어 펄스생성부(600)에 관해 설명한다. The clamping voltage is input to the frequency control pulse generator 600. FIG. 7 is a diagram illustrating signals input / output to the frequency control pulse generator applied to the inverter circuit driving apparatus of the present invention. The generation unit 600 will be described.

상기 주파수제어 펄스생성부(600)는 집적회로(IC)로 구현된 바를 이용할 수 있으며, G5와 같은 클램핑 전압신호를 입력받아 이를 반전하여 반전신호를 생성하고, 상기 반전신호의 전압레벨에 따라 주파수를 가변하여 스위치 소자의 구동펄스를 생성하며, 이는 G6에 도시된 바와 같다.The frequency control pulse generation unit 600 may use a bar implemented as an integrated circuit (IC), receives a clamping voltage signal such as G5 and inverts it to generate an inverted signal, and according to the voltage level of the inverted signal. Is changed to generate a driving pulse of the switch element, as shown in G6.

즉, 상기 클램핑 다이오드(CD)를 통과하여 출력된 클램핑 전압신호의 전압레벨이 양(+)인 구간에서 주파수를 가변 제어하는데, 낮은 전압레벨의 경우 상기 스위치 소자가 낮은 주파수로 스위칭되도록 구동펄스를 출력함에 따라 상기 스위치 전압을 크게 하고, 높은 전압레벨의 경우 상기 스위치 소자가 높은 주파수로 스위칭되도록 구동펄스를 출력함에 따라 상기 스위치 전압을 작게 하여 비례 제어를 수행한다. 다시 말해, 상기 주파수제어 펄스생성부(600)는 도시한 바와 같이 전압신호의 전압레벨이 양(+)인 구간에서만 전압레벨 신호를 반전하고 주파수를 가변 제어한다. 이 경우, 신호가 반전되는 바, 원래 높았던 전압레벨은 그 값이 낮아질 것이고, 낮았던 전압레벨은 그 값이 높아질 것이다(도 7의 G5 및 주파수제어 펄스생성부(600)에 도시된 반전된 신호 참고). 주파수제어 펄스생성부(600)는 반전된 전압레벨의 값이 낮으면(즉, 교류전원의 전압레벨이 커서 정류/클램핑 된 전압신호의 전압레벨이 높은 경우) 구동펄스의 주파수를 높게 가변한다. 이 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 스위치전압에 걸리는 전압은 높아진다. 한편, 주파수제어 펄스생성부(600)은 반전된 전압레벨의 값이 높으면(즉, 교류전원의 전압레벨이 낮아서 정류/클램핑 된 전압신호의 전압레벨이 낮은 경우) 구동펄스의 주파수를 낮게 가변한다. 이 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 스위치전압에 걸리는 전압은 낮아진다.상기에서 '(반전된 전압신호의 전압레벨이) 낮은 전압레벨의 경우 상기 스위치 소자가 낮은 주파수로 스위칭되도록 구동펄스를 출력함에 따라 상기 스위치 전압을 크게 하고, 높은 전압레벨의 경우 상기 스위치 소자가 높은 주파수로 스위칭되도록 구동펄스를 출력함에 따라 상기 스위치 전압을 작게 하여'의 의미는 이와 같다.That is, the frequency is variably controlled in a period in which the voltage level of the clamping voltage signal output through the clamping diode CD is positive (+). In the case of a low voltage level, a driving pulse is controlled so that the switch element is switched to a low frequency. As the output voltage increases, the switch voltage is increased, and in the case of a high voltage level, a proportional control is performed by reducing the switch voltage as the driving pulse is output so that the switch element is switched at a high frequency. In other words, the frequency control pulse generator 600 inverts the voltage level signal and variably controls the frequency only in a period in which the voltage level of the voltage signal is positive (+), as shown. In this case, as the signal is inverted, the voltage level that was originally high will be lowered, and the voltage level that is lower will be higher (see the inverted signal shown in G5 and the frequency control pulse generator 600 of FIG. 7). ). When the value of the inverted voltage level is low (that is, when the voltage level of the AC power is high and the voltage level of the rectified / clamped voltage signal is high), the frequency control pulse generator 600 varies the frequency of the driving pulse high. In this case, as shown in FIG. 4B, the voltage applied to the switch voltage becomes high. On the other hand, the frequency control pulse generator 600 changes the frequency of the driving pulse low when the value of the inverted voltage level is high (that is, when the voltage level of the rectified / clamped voltage signal is low due to the low voltage level of the AC power supply). . In this case, as shown in FIG. 4B, the voltage applied to the switch voltage is lowered. In the case where the voltage level of '(the voltage level of the inverted voltage signal is low) is low, the driving element outputs a driving pulse so that the switch element is switched to a low frequency. The switch voltage is increased, and in the case of a high voltage level, the switch voltage is decreased by outputting a driving pulse so that the switch element is switched at a high frequency.

이에 따라 도2에서 도시된 종래 발명의 스위치 전압 파형에서처럼 상기 스위치 전압레벨이 스위치 내압을 초과하여 스위치가 파손되지 않도록 주파수 가변 제어를 통해 스위치 양단에 걸리는 전압의 상한치를 제한하는 것이다. Accordingly, as in the switch voltage waveform of the related art shown in FIG. 2, the upper limit of the voltage across the switch is limited through the variable frequency control so that the switch does not break because the switch voltage level exceeds the switch breakdown voltage.

스위치 구동부(700)는 상기 구동펄스를 입력받아 스위치 소자가 구동되도록 상기 구동펄스를 상기 인버터로 출력함에 따라 상기 구동펄스에 따른 스위치 소자의 스위칭 동작이 제어되도록 하며, 따라서 부하(내솥)가 가열되어 음식이 조리되는 것이다. The switch driver 700 receives the driving pulse and outputs the driving pulse to the inverter to drive the switching element so that the switching operation of the switching element according to the driving pulse is controlled, so that the load (inner pot) is heated. The food is cooked.

따라서, 상기 구동펄스에 의해 스위칭 구동되는 스위치 소자 양단에 걸리는 스위치 전압 및 상기 스위치로 구동전원을 인가하는 입력전원의 파형을 도 8을 참조로 설명하면 다음과 같다. 도 8 은 본 발명의 인버터 회로 구동장치의 입력전압 및 스위치 전압 레벨이 도시된 그래프이다. Accordingly, the waveforms of the switch voltage across the switch element driven by the driving pulse and the input power for applying the driving power to the switch will be described with reference to FIG. 8. 8 is a graph showing the input voltage and the switch voltage level of the inverter circuit driving apparatus of the present invention.

교류전원의 파형은 G7에 도시된 바와 같으며, 상기 스위치 전압은 상기 입력전압 검출부(500)에서 출력한 클램핑 전압의 전압레벨이 양인 시간동안 상기 전압레벨에 비례하여 주파수를 가변 제어하므로, 상기 클램핑 전압이 커질수록 주파수를 크게 함에 따라 상기 스위치 양단에 걸리는 스위치 전압을 작게 만든다. 따라서 상기 스위치 전압의 파형(G8)은 위로 볼록한 사인파 모양이 아니라, 볼록부분이 일정전압레벨로 한정되는 모양을 가진다. The waveform of the AC power supply is as shown in G7, and the switch voltage is controlled in proportion to the voltage level during a time when the voltage level of the clamping voltage output from the input voltage detector 500 is positive, As the voltage increases, the frequency is increased to make the switch voltage across the switch smaller. Therefore, the waveform G8 of the switch voltage has a shape in which the convex portion is limited to a constant voltage level, not a sinusoidal wave shape that is convex upward.

이로 인해 상기 스위치 전압의 입력전압에 대한 마진이 상승하여 상기 스위치 전압은 상기 스위치 소자가 견디는 내압을 초과할 우려가 없으므로 상기 스위치 소자의 파손을 예방할 수 있다. As a result, the margin for the input voltage of the switch voltage increases, so that the switch voltage does not have to exceed the breakdown voltage that the switch element withstands, thereby preventing damage to the switch element.

상기 스위치 전압이 한정되는 부분은 상기 주파수제어 펄스생성부에서 주파수를 가변 제어하는 구간이고, 상기 주파수 가변 제어 구간은 결국 입력전원 검출부에서 출력된 클램핑 전압에 의해 결정된다. 또한 상기 클램핑 전압파형은 직렬 연결된 다이오드의 개수에 따라 양인 구간을 증감시킬 수 있으므로, 생산자는 채용하고 있는 스위치 내압에 따라 적절하게 상기 클램핑 다이오드의 개수를 조정하여 스위치 전압이 일정치로 한정되도록 주파수를 가변 제어하는 구간을 조절할 수 있다. The portion in which the switch voltage is limited is a period in which the frequency control pulse generator generates a variable control, and the frequency variable control section is determined by the clamping voltage output from the input power detector. In addition, since the clamping voltage waveform can increase or decrease a positive interval according to the number of diodes connected in series, the producer adjusts the number of the clamping diodes according to the switch breakdown voltage that is employed to adjust the frequency so that the switch voltage is limited to a certain value. The section for variable control can be adjusted.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 유도가열 전기밥솥의 인버터 회로 구동장치는 입력전원의 전압레벨에 맞는 주파수를 발생시켜 인버터 내의 스위치 소자를 스위칭 구동함에 따라 스위치 전압의 최대치를 일정수준 이하로 한정시킴에 따라 상기 입력전압 대비 스위치 전압의 마진을 확보하여 상기 스위치 전압이 내압을 초과하여 파손될 위험을 예방함에 따라 인버터 회로의 신뢰성을 확보하는 동시에, 내압이 큰 고가의 스위치 소자 채용을 위한 생산비 상승을 억제할 수 있어 가격 경제력을 확보할 수 있는 효과가 있다.Inverter circuit driving device of the induction heating electric rice cooker of the present invention configured as described above generates a frequency corresponding to the voltage level of the input power source to limit the maximum value of the switch voltage to a predetermined level or less as the switching drive in the inverter Accordingly, by securing a margin of the switch voltage to the input voltage to prevent the risk of the switch voltage exceeding the breakdown voltage to ensure the reliability of the inverter circuit, while suppressing the increase in production costs for the adoption of expensive switch element with a large breakdown voltage It can be effective in securing price economic power.

도 1 은 일반적인 유도가열 전기밭솥의 정단면도,1 is a front sectional view of a general induction heating electric field cooker,

도 2 는 종래 발명의 인터버 회로 구동장치의 구성도, 2 is a configuration diagram of an inverter circuit driving apparatus of the related art;

도 3 는 종래 발명의 인버터 회로 구동장치의 입력전압 및 스위치 전압 레벨이 도시된 그래프, 3 is a graph showing the input voltage and the switch voltage level of the inverter circuit driving apparatus of the prior art,

도 4 은 종래 발명의 인버터 회로의 전압 및 주파수 특성이 도시된 그래프, 4 is a graph showing the voltage and frequency characteristics of the inverter circuit of the prior art,

도 5 는 본 발명의 인버터 회로 구동장치의 구성도, 5 is a configuration diagram of an inverter circuit driving device of the present invention;

도 6 는 본 발명의 인버터 회로 구동장치에 적용된 입력전압 검출부로 입/출력되는 신호가 도시된 도면, 6 is a diagram illustrating a signal input / output to an input voltage detector applied to an inverter circuit driving apparatus of the present invention;

도 7 은 본 발명의 인버터 회로 구동장치에 적용된 주파수제어 펄스생성부로 입/출력되는 신호가 도시된 도면,7 is a diagram illustrating a signal input / output to a frequency control pulse generator applied to an inverter circuit driving device of the present invention;

도 8 은 본 발명의 인버터 회로 구동장치의 입력전압 및 스위치 전압 레벨이 도시된 그래프이다. 8 is a graph showing the input voltage and the switch voltage level of the inverter circuit driving apparatus of the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

100: 교류 전원부 200: 정류부100: AC power supply unit 200: rectifier

300: 필터부 310: 전원공급부300: filter unit 310: power supply unit

400: 인버터부 500: 입력전압 검출부400: inverter unit 500: input voltage detector

600: 주파수제어 펄스생성부 700: 스위치 구동부600: frequency control pulse generator 700: switch driver

710: 인버터 구동부710: inverter drive unit

Claims

A power supply unit rectifying and filtering AC power to supply input power of an induction heating rice cooker; An inverter unit for heating the electric rice cooker as input power is supplied from the power supply unit; And an inverter driving unit for outputting driving pulses for controlling the switching operation of the inverter unit by varying the frequency according to the input power supplied from the power supply unit.

The inverter driver comprises: an input voltage detector for clamping the rectified power of the AC power; A frequency control pulse generator for inverting the rectified / clamped voltage signal by the input voltage detector to generate a driving pulse according to the inverted signal; It is composed of a switch driver for controlling the switch element of the inverter unit in accordance with the driving pulse generated by the frequency control pulse generation unit,

The frequency control pulse generation unit increases the drive pulse frequency when the inverted voltage signal level is low, and the inverter circuit driving device of the induction heating electric rice cooker, characterized in that the drive pulse frequency is lowered when the inverted voltage signal level is high.

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The method of claim 1,

The input voltage detector comprises at least one clamping diode for clamping the rectified power supply inverter circuit driving device, characterized in that configured.

The method of claim 4, wherein

The frequency control pulse generation unit inverts the voltage signal output from the input voltage detection unit in a period where the voltage level is positive (+), and generates a driving pulse according to the inverted signal of the induction heating electric rice cooker Inverter circuit drive.

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