KR100517624B1 - 인버터 전자레인지 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론에 인가되는 구동전압이 일정출력을 유지하도록 함과 동시에 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하여 인버터 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 인버터 전자레인지 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 인버터 구동전원인 상용교류전원을 직류전압으로 평활하는 직류전압부와 상기 직류전압부로부터 인가되는 전압을 스위칭하여 마그네트론 구동용 교류전압이 생성되는 스위칭부와 상기 스위칭부의 스위칭에 의해 생성된 교류전압을 고출력 직류전압으로 변환하여 마그네트론이 전자파를 발생하도록 하는 마그네트론 구동전압부와 상기 스위칭부에서 출력되는 전압이 일정크기를 유지하도록 상기 상용교류전원의 크기에 따라 상기 스위칭부로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키고 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하는 스위칭 제어부를 포함하여 이루어져, 상기 제품의 안정성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있으며, 또한 상기의 기능을 위하여 저가의 저항소자를 포함하여 구성함으로써, 원가 절감 및 상기 제품의 부피를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

인버터 전자레인지 및 그 제어방법{Inverter Microwave Oven and Controlling Method for the Same}

본 발명은 인버터 전자레인지 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 마그네트론을 구동시키는 구동전원의 변동 및 과도한 전압의 인가를 방지하여 일정한 가열출력이 상기 마그네트론에 인가되도록 하는 인버터 전자레인지 및 그 제어방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 기술에 따른 인버터 전자레인지의 구성 및 문제점을 살펴보기로 한다. 도 1은 일반적인 인버터 전자레인지의 구성을 도시한 도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 인버터 전자레인지의 구성을 상세하게 도시한 회로도이다.

일반적으로 전자레인지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 유전가열방식을 이용한 조리기로서 캐비티(1)안에 음식물을 위치시키고, 마그네트론(M)을 통해 전자파를 상기 캐비티(1)내의 음식물로 조사하여 상기 음식물을 가열시키는 장치이다.

상기 유전가열 방식이란, 음식물을 오븐에 넣고 마이크로파를 방사함에 따라 상기 음식물에 포함된 수분의 물분자를 진동시켜 가열하는 방식으로, 상기 마그네트론(M)을 동작시키기 위하여 일반 가정으로 공급되는 60Hz의 상용 교류전압(3)이 인버터부(2)를 통해 약 3500V 이상의 고출력 직류전압으로 변환되어 상기 마그네트론(M)으로 공급된다.

종래 기술에 따른 인버터 전자레인지의 구성을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 인버터 전자레인지는 일반적으로 사용되는 60Hz의 상용 교류전압(3)과, 상기 입력된 교류전원을 정류 및 평활하는 직류전압부(미도시)와, 적어도 하나 이상의 스위치를 온/오프 함으로써 구동전원을 생성하는 인버터부(미도시)와, 상기 인버터부에서 출력되는 구동전원을 고출력 직류전원으로 변환한 후 상기 마그네트론(M)으로 전달하는 마그네트론 구동부(미도시) 및 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 인버터 제어부는 상기 상용교류전압의 크기를 검출하여 상기 인버터부의 스위칭 동작을 제어할 수 있도록 하는 전류검출부(4)와, 상기 전류검출부(4)에서 검출된 상기 상용교류전압의 전류량에 따라 상기 스위칭 동작을 제어하는 스위칭 제어부(5)와, 상기 스위칭 제어부(5)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 인버터부의 스위치를 동작시키는 스위칭 주파수를 발생시키는 스위칭 주파수 발생부(6)를 포함하여 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 인버터 전자레인지는 상기 상용교류전압(3)이 입력되면 이를 직류전압으로 정류 및 변환하고, 변환된 직류전압은 고주파 트랜스포머 및 스위칭 소자가 연결된 스위칭 부의 스위칭 소자를 스위칭함으로써 고출력의 교류전압을 발생시킨다.

생성된 고출력의 교류전압은 마그네트론 구동부에 의해 고출력의 직류전압으로 변환되어, 상기 마그네트론으로 인가되고, 인가된 직류전압에 따라 상기 마그네트론(M)이 구동되어 상기 캐비티(1) 내의 피가열물을 가열시킨다.

그러나, 상기 인버터 전자레인지에서 인버터 구동시 일정한 가열 출력을 유지하기 위해 상기 상용교류전압의 전류량 변화를 감지하는 데 있어 사용되는 전류 트랜스는 상기 마그네트론의 부하변동에서 발생되는 가열출력 변동량에 대해서는 감지하지 못하므로, 상기 인버터 구동시 일정 가열출력이 유지되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마그네트론에 인가되는 구동전압이 일정출력을 유지하도록 하기 위하여 상기 마그네트론 구동전류의 변동량을 감지하고 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하여 인버터 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 인버터 전자레인지 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 인버터 전자레인지는 인버터 구동전원인 상용교류전원을 직류전압으로 평활하는 직류전압부와, 상기 직류전압부로부터 인가되는 전압을 스위칭하여 마그네트론 구동용 교류전압이 생성되는 스위칭부와, 상기 스위칭부의 스위칭에 의해 생성된 교류전압을 고출력 직류전압으로 변환하여 마그네트론이 전자파를 발생하도록 하는 마그네트론 구동전압부와, 상기 스위칭부에서 출력되는 전압이 일정크기를 유지하도록, 상기 상용교류전원의 크기에 따라 상기 스위칭부로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키고 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하는 스위칭 제어부를 포함하여 구성되는 것을 제 1특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 인버터 전자레인지의 제어방법은 입력전원을 평활하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 평활된 직류전원을 스위칭 하여 마그네트론 구동을 위한 고출력 전압을 생성하는 제 2단계와, 상기 제 2단계의 구동전압이 일정한 가열 출력을 갖도록 상기 구동전압의 변동량을 판별하여, 그 크기에 따라 상기 스위칭 주파수를 증감 또는 차단시키는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 제 2특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터부의 구성을 도시한 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인버터부의 구성을 상세하게 도시한 회로도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인버터 전자레인지의 제어방법의 흐름이 도시된 순서도이다.

본 발명에 따른 인버터 전자레인지는 기본적으로 인버터 구동전원인 상용교류전원(AC)을 직류전압으로 평활하는 직류전압부(10)와, 상기 직류전압부(10)로부터 인가되는 전압을 스위칭하여 마그네트론 구동용 교류전압이 생성되는 스위칭부(20)와, 상기 스위칭부(20)의 스위칭에 의해 생성된 교류전압을 고출력 직류전압으로 변환하여 마그네트론(M)이 전자파를 발생하도록 하는 마그네트론 구동전압부(30)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 인버터 전자레인지는 상기 스위칭부(20)에서 출력되는 전압이 일정크기를 유지하도록 하기 위하여, 상기 상용교류전원(AC)의 크기에 따라 상기 스위칭부(20)로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키고 상기 마그네트론(M)에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하는 스위칭 제어부(40)를 포함하여 구성된다.

상기 스위칭 제어부(40)는 상기 스위칭부(20)의 스위칭 주파수인 펄스신호를 발생시키는 주파수 발생부(45)와, 상기 상용교류전압(AC)의 크기에 따라 상기 스위칭부(20)로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키는 주파수 제어부(44)와, 상기 스위칭부(20)로부터 출력되는 상기 마그네트론 구동전압의 변동을 감지하고 상기 마그네트론(M)에 과도한 전류가 인가되는 것을 방지하는 과전압방지부(41)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 스위칭 제어부(40)는 상기 주파수 제어부(44)와 연결되고, 상기 과전압 방지부(41)에서 출력되는 상기 마그네트론 구동전압의 변동을 감지하여 상기 마그네트론(M)에 일정전압이 인가되도록 하는 출력 보상회로부(46)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 과전압방지부(41)는 입력되는 전류를 전압으로 변환시켜 상기 출력보상회로부(46)로 출력하는 전원감지부(43)와, 상기 전자레인지의 동작중, 상기 스위칭부(20)로부터 과도하게 발생되는 전류를 감지하면 상기 스위칭 주파수의 출력이 일시적으로 차단되도록 하는 제한회로부(42)를 포함하여 구성되며, 상기 전원감지부(43)는 단선 와이어 형태이고, 5mΩ의 값을 갖는 저항으로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 저항은, 일단은 회로의 접지부에 연결되고 다른 일단은 상기 출력 보상회로부와 연결되어, 상기 스위칭부(20)로부터 출력되는 전류량의 변동이 상기 저항의 양단의 전압 변동량으로 변환되고, 변환된 전압 변동량은 상기 출력 보상회로부(46)에 인가되어 입력량 변동에 따라 스위칭 주파수를 제어함으로써 일정하고 안정된 인버터 가열 출력을 발생시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을, 본 발명에 따른 인버터 전자레인지의 제어방법의 흐름이 도시된 순서도인 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

우선, 상용 교류전원이 상기 인버터 전자레인지에 입력된다.(S1) 입력된 교류전원은 직류전압으로 정류 및 평활되고(S2), 평활된 직류전원은 스위칭부의 스위치가 동작함에 따라 마그네트론 구동을 위한 고출력 전압으로 생성된다. (S3)

상기 스위칭부에 의해 생성된 마그네트론 구동전압과 설정전압의 크기를 판별하여(S4) 상기 구동전압이 설정전압보다 큰 경우에는 스위칭부로 인가되는 스위칭 주파수를 증가시키고(S6), 상기 구동전압이 설정전압보다 작은 경우에는 스위칭 주파수를 감소시키도록 한다. (S5)

또한, 상기 구동전압과 한계전압을 비교하여(S7) 상기 구동전압이 상기 한계전압보다 큰 경우에는 주파수 발생부에서 생성되는 스위칭 주파수가 일시적으로 차단되도록 주파수 제어부에 신호를 보낸다. (S8)

상기의 과정에서 제어되는 마그네트론 구동전압은 마그네트론에 인가되어 전자파를 발생시킴으로써 캐비티 내의 피가열물을 가열하게 된다. (S9)

따라서, 상기 인버터 전자레인지는 일정하고 안정적인 가열출력을 상기 마그네트론으로 인가할 수 있으며, 또한 상기 인버터 전자레인지의 동작중 불완전 과도현상에 의해 과도하게 생성된 구동전압은 스위칭 주파수의 발생을 일시적으로 차단함으로써 미연에 방지할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 인버터 전자레인지 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 인버터 전자레인지 및 그 제어방법은 마그네트론에 인가되는 구동전압이 일정출력을 유지하도록 하기 위하여 상기 마그네트론 구동전류의 변동량을 감지하고 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하여, 상기 제품의 안정성 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기의 기능을 위하여 저가의 저항소자를 포함하여 구성함으로써, 원가 절감 및 상기 제품의 부피를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 일반적인 인버터 전자레인지의 구성을 도시한 도,

도 2 는 종래 기술에 따른 인버터부의 구성을 상세하게 도시한 회로도,

도 3 은 본 발명에 따른 인버터부의 구성을 도시한 블록도,

도 4 는 본 발명에 따른 인버터부의 구성을 상세하게 도시한 회로도,

도 5 는 본 발명에 따른 인버터 전자레인지의 제어방법의 흐름이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 직류전압부 20: 스위칭부

30: 마그네트론 구동전압부 40: 인버터 제어부

41: 과전압 방지부 42: 스위칭 제어부

43: 출력 보상회로부 44: 주파수 발생부

Claims (7)

1. 인버터 구동전원인 상용교류전원을 직류전압으로 평활하는 직류전압부와; 상기 직류전압부로부터 인가되는 전압을 스위칭하여 마그네트론 구동용 교류전압이 생성되는 스위칭부와; 상기 스위칭부의 스위칭에 의해 생성된 교류전압을 고출력 직류전압으로 변환하여 마그네트론이 전자파를 발생하도록 하는 마그네트론 구동전압부와; 상기 스위칭부에서 출력되는 전압이 일정크기를 유지하도록, 상기 상용교류전원의 크기에 따라 상기 스위칭부로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키고 상기 마그네트론에 과도한 전압이 인가되는 것을 방지하는 스위칭 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스위칭 제어부는 상기 스위칭부의 스위칭 주파수인 펄스신호를 발생시키는 주파수 발생부와; 상기 상용교류전압의 크기에 따라 상기 스위칭부로 인가되는 스위칭 주파수를 가변시키는 주파수 제어부와; 상기 스위칭부로부터 출력되는 상기 마그네트론 구동전압의 변동을 감지하고, 상기 마그네트론에 과도한 전류가 인가되는 것을 방지하는 과전압방지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 스위칭 제어부는 상기 주파수 제어부와 연결되고, 상기 과전압 방지부에서 출력되는 상기 마그네트론 구동전압의 변동을 감지하여 상기 마그네트론에 일정전압이 인가되도록 하는 출력 보상회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 과전압방지부는 입력되는 전류를 전압으로 변환시켜 상기 출력보상회로부로 출력하는 전원감지부와; 상기 전자레인지의 동작중, 상기 스위칭부로부터 과도하게 발생되는 전류를 감지하면 상기 스위칭 주파수의 출력이 일시적으로 차단되도록 하는 제한회로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 전원감지부는 단선 와이어 형태이고, 5mΩ의 값을 갖는 저항인 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지.
6. 입력전원을 평활하는 제 1단계와; 상기 제 1단계에서 평활된 직류전원을 스위칭 하여 마그네트론 구동을 위한 고출력 전압을 생성하는 제 2단계와; 상기 제 2단계의 구동전압과 한계전압의 크기를 판별하여, 상기 구동전압이 상기 한계전압보다 큰 경우 상기 스위칭 주파수의 발생을 일시적으로 차단하고, 상기 구동전압이 일정한 가열 출력을 갖도록 상기 구동전압의 변동량을 판별하여, 그 크기에 따라 상기 스위칭 주파수를 증감시키는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지의 동작방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제 3단계는 상기 구동전압 및 설정전압의 크기를 판별하는 제 1과정과; 상기 제 1과정의 판별결과에 따라, 상기 구동전압이 상기 설정전압보다 큰 경우 인버터부로 인가되는 스위칭 주파수를 증가시키고, 상기 구동전압이 상기 설정전압보다 작은 경우 상기 스위칭 주파수를 감소시키는 제 2과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 전자레인지의 동작방법.