KR100582072B1

KR100582072B1 - 전자레인지의 안전회로

Info

Publication number: KR100582072B1
Application number: KR1020020008041A
Authority: KR
Inventors: 강영현
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2006-05-23
Also published as: KR20030068296A

Abstract

본 발명은 전자레인지의 안전회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로컴퓨터의 폭주 발생을 감시하여, 안전한 동작으로 구동이 이루어지도록 제어하는 전자레인지의 안전회로에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로는, 제품 내에서 제어를 수행하는 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 이를 감지해서 상태전이가 일어날 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이를 위해서 본 발명은, 직류차단용 캐패시터를 이용하여, 폭주 발생을 감지하고, 폭주가 발생되었을 때, 충전전압을 방전시키는 방전용 캐패시터를 이용하여, 구동소자의 동작을 오프상태로 제어한다.

전자레인지, 안전, 보호, 폭주, 감시

Description

전자레인지의 안전회로{Safety circuit in microwave oven}

도 1은 종래 기술에 따른 전자레인지의 안전회로도,

도 2는 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로도,

도 3a는 본 발명의 마이크로컴퓨터에서 출력되는 메인 릴레이 구동신호의 파형도,

도 3b는 본 발명의 마이크로컴퓨터에서 출력되는 파워 릴레이 구동신호의 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 마이크로컴퓨터 RY11 : 메인 릴레이

RY12 : 파워 릴레이 Q11,Q12,Q1 : 트랜지스터

D11,D12,D13 : 다이오드 R11,R12,R13 : 저항

C11,C12 : 캐패시터

본 발명은 전자레인지의 안전회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로컴퓨터의 폭주 발생을 감시하여, 안전한 동작으로 구동이 이루어지도록 제어하는 전자레인지의 안전회로에 관한 것이다.

전자레인지는 마그네트론 또는(및) 히터를 구비하고, 마이크로웨이브파 또는 히터열에 의해서 조리를 수행하는 조리기기이다. 상기 전자레인지는 간편하면서도 빠른 시간에 조리를 할 수 있기 때문에, 가정을 비롯한 편의점과 같은 대중 이용장소에서 많이 이용되고 있다.

이러한 전자레인지는 다양한 요리 알고리즘을 저장하고, 사용자가 선택한 요리를 기설정되고 있는 요리 알고리즘에 기초하여 자동으로 수행될 수 있도록 하고 있다. 따라서 상기 전자레인지에는, 요리 알고리즘의 저장과 관리 그리고 제어를 위해서 각종 전기적인 제어를 위한 전자부품들이 설치되어 있다.

최근에는 전자부품들이 대용량화 및 고급화되면서 다양한 제어방식을 채택할 수 있게 되었다. 이러한 전자부품 중의 대표적인 것이 마이크로컴퓨터이다. 상기 마이크로컴퓨터는, 거의 모든 전자기기에서 제어용으로 이용되어진다. 특히, 전자레인지와 같이 많은 요리 알고리즘을 제어해야 하는 제품에 있어서는 그 사용이 거의 필수적으로 되고 있는 실정이다.

그러나 상기 마이크로컴퓨터를 이용한 제어에 있어서는 신호 폭주에 의한 오동작의 우려가 있고, 나아가서는 제품을 손상 및 소비자의 안전까지도 위험하게 하는 일을 발생시키고 있다.

다음은 도 1을 참조해서 상기와 같은 전자레인지의 마이크로컴퓨터에서 폭주 발생에 따른 문제점을 살펴보기로 한다.

도시되고 있는 바와 같이, 전자레인지의 마그네트론 구동을 위하여 전압공급을 제어하기 위한 파워 릴레이(RY2)와, 기타 제품의 구동에 필요한 각종 팬모터, 램프 등의 구동을 제어하기 위한 메인 릴레이(RY1)가 마이크로컴퓨터(10)의 제어를 받도록 구성되고 있다. 상기 메인 릴레이(RY1)와 마이크로컴퓨터(10)의 단자(P10) 사이에는 NPN형 트랜지스터(Q02)가 연결되고 있고, 상기 파워 릴레이(RY2)와 마이크로컴퓨터(10)의 단자(P11) 사이에도 NPN형 트랜지스터(Q03)가 연결되고 있다.

즉, 상기 트랜지스터(Q02)의 베이스단자에 마이크로컴퓨터(10)의 단자(P10)가 연결되고, 에미터단자는 그라운드에 접속되며, 콜렉터단자는 저항(R03)을 통해서 릴레이(RY1)에 연결되고 있다. 그리고 상기 트랜지스터(Q03)의 베이스단자에 마이크로컴퓨터(10)의 단자(P11)가 연결되고, 콜렉터단자는 릴레이(RY2)에 연결되고, 에미터단자는 다이오드(D03)를 통해서 상기 트랜지스터(Q02)의 콜렉터단자에 연결되고 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 종래 전자레인지에서는 다음과 같은 과정으로 제품의 구동이 제어되었다.

외부전원이 제품 내부로 유입되고 있는 상태에서, 마이크로컴퓨터(10)는, 사용자 요구에 의한 요리시작키가 입력되었는지를 판단한다. 그리고 요리시작 명령이 버튼에 의해 선택되어져서 상기 마이크로컴퓨터(10)에 입력되면, 마이크로컴퓨터(10)는 파워 릴레이(RY2)와 메인 릴레이(RY1)를 구동시킨다.

우선, 마이크로컴퓨터(10)는 출력단자(P10)로 하이신호를 출력한다. 상기 하이신호는 트랜지스터(Q02)를 턴-온시키면서, 메인 릴레이(RY1)의 전류통로를 형성한다. 따라서 상기 메인 릴레이(RY1)는 저항(R03)과 트랜지스터(Q02)를 통하여 그라운드 전위까지 이르는 경로로 전류 통로가 형성되면서 구동이 시작된다.

상기 메인 릴레이(RY1)의 구동이 이루어진 후, 상기 마이크로컴퓨터(10)의 제어하에 파워 릴레이(RY2)의 구동도 시작된다. 일반적으로 상기 파워 릴레이(RY2)는 메인 릴레이(RY1) 보다 약 1펄스 정도 늦게 동작되어진다.

즉, 상기 파워 릴레이(RY2)의 구동은, 마이크로컴퓨터(10)의 출력단자(P11)에서 하이신호가 출력되면서, 상기 하이신호에 의하여 트랜지스터(Q03)가 턴-온상태로 전환되면서 이루어진다. 상기 트랜지스터(Q03)이 턴-온 상태로 전환되었을 때, 이미 메인 릴레이(RY1)의 구동을 위하여 턴-온 상태로 전환된 트랜지스터(Q02)를 통해서 상기 파워 릴레이(RY2)의 전류 통로도 형성되어진다.

따라서 상기 파워 릴레이(RY2)는 트랜지스터(Q03)과 다이오드(D03) 그리고 트랜지스터(Q02)를 통하여 그라운드 전위까지 이르는 경로로 전류 통로가 형성되면서 구동이 시작된다. 상기 파워 릴레이(RY2)가 구동되면, 마그네트론(도시하지 않음)으로 전압이 공급되면서, 마그네트론의 구동이 이루어져서 조리실 내부로 마이크로웨이브파가 공급되어 요리가 수행된다. 그리고 상기 메인 릴레이(RY1)가 구동으로, 팬모터 및 오븐 램프와 같이 기타 여러 전자부품으로 전압이 공급된다.

이와 같이 동작되는 종래의 전자레인지에서는, 마이크로컴퓨터(10)의 출력단자(P10)로부터 출력되는 신호에 의해서 메인 릴레이(RY1)의 구동이 이루어지고, 마이크로컴퓨터(10)의 출력단자(P11)로부터 출력되는 신호에 의해서 파워 릴레이(RY2)의 구동이 이루어졌다. 즉, 상기 메인 릴레이(RY1)의 전류 통로는 상기 마이크로컴퓨터(10)의 제어를 받고 있는 트랜지스터(Q02)를 통해서 형성되어지고, 또한 상기 파워 릴레이(RY2)의 전류 통로는 상기 마이크로컴퓨터(10)의 제어를 받고 있는 트랜지스터(Q03)을 통해서 형성되고 있다.

그렇기 때문에, 상기 두개의 트랜지스터(Q02,Q03)의 동작상태가 어떻게 제어되는가에 따라서 파워 릴레이(RY2)와 메인 릴레이(RY1)의 동작상태가 결정되어진다. 그리고 상기 두개의 트랜지스터(Q02,Q03)의 동작상태는 마이크로컴퓨터(10)의 출력신호에 의해서 결정되도록 구성되고 있다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(10)의 폭주 발생으로, 상기 마이크로컴퓨터(10)의 출력신호가 계속해서 하이신호를 유지하게 되면, 상기 두개의 트랜지스터(Q02,Q03)는 계속해서 메인 릴레이(RY1)와 파워 릴레이(RY2)를 구동시키도록 구성되었다. 즉, 종래의 전자레인지에서는 마이크로컴퓨터(10)의 폭주 발생에 따른 안전상의 회로를 갖추고 있지 못하였다. 그렇기 때문에 종래의 전자레인지는 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 화재를 일으킬 수가 있고, 이러한 점은 제품의 신뢰도를 저하시킴과 동시에 소비자의 안전을 위험하게 하는 문제점을 발생시켰다.

따라서 본 발명의 목적은 마이크로컴퓨터의 폭주 발생에 따른 제품의 화재 발생을 방지시킬 수 있는 전자레인지의 안전회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로는, 전자레인지의 파워릴레이와 메인릴레이의 동작 제어를 위한 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터와; 상기 마이크로컴퓨터에서 출력되는 메인릴레이 제어신호를 공급받고, 메인릴레이의 전류통로를 개폐하는 제 1 전류통로개폐수단과; 상기 마이크로컴퓨터에서 출력되는 파워릴레이 제어신호를 공급받고, 상기 파워릴레이의 전류통로를 상기 제 1 전류통로개폐수단으로 연결되도록 조절하는 제 2 전류통로개폐수단과; 상기 마이크로컴퓨터의 메인릴레이 제어신호 출력단자와 상기 제 1 전류통로개폐수단 사이에 연결되고, 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 인가되는 직류신호를 차단하기 위한 직류차단수단과; 상기 마이크로컴퓨터의 메인릴레이 제어신호가 정상적으로 출력될 때, 충전되었다가 상기 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 충전된 전압으로 상기 제 1 전류통로개폐수단의 상태전이를 제어하는 충방전수단을 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로도이다.

본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로는, 도시되고 있는 바와 같이, 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생을 감시해서, 폭주가 발생되었을 때, 현재의 동작상태를 전환시킬 수 있도록 구성되고 있다.

도시되고 있는 바와 같이, 전자레인지의 마그네트론 구동을 위하여 전압공급을 제어하기 위한 파워 릴레이(RY12)와, 기타 제품의 구동에 필요한 각종 팬모터, 램프 등의 구동을 제어하기 위한 메인 릴레이(RY11)가 마이크로컴퓨터(20)의 제어를 받도록 구성되고 있다.

상기 메인 릴레이(RY11)는, NPN형 트랜지스터(Q12)의 턴-온 동작에 의해서 전류 통로가 형성되도록 구성되고 있다. 상기 파워 릴레이(RY12)는 NPN형 트랜지스터(Q13)에 의해서 전류 통로가 형성되도록 구성되고 있다. 즉, 상기 트랜지스터(Q12)의 베이스단자에 후술되는 안전회로가 연결되고, 에미터단자는 그라운드에 접속되며, 콜렉터단자는 저항(R13)을 통해서 릴레이(RY11)에 연결되고 있다. 그리고 상기 트랜지스터(Q13)의 베이스단자에 마이크로컴퓨터(20)의 단자(P11)가 연결되고, 콜렉터단자는 릴레이(RY12)에 연결되고, 에미터단자는 다이오드(D13)를 통해서 상기 트랜지스터(Q12)의 콜렉터단자에 연결되고 있다.

그리고 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생을 감시하고, 화재 발생을 방지하는 안전회로는, 다음과 같이 구성되어진다.

마이크로컴퓨터(20)의 출력단자(P10)에 직류차단용 캐패시터(C11)를 연결한다. 그리고 상기 캐패시터(C11)를 통해서 PNP형 트랜지스터(Q11)의 베이스단자가 연결되어진다. 상기 트랜지스터(Q11)의 에미터단자는 5볼트 공급전원단에 연결되고, 콜렉터단자는 충방전용 캐패시터(C12)에 연결되어진다. 상기 마이크로컴퓨터(20)의 출력단자(P10)와 직류차단용 캐패시터(C11) 사이의 접속점에 저항(R11)이 연결되고, 상기 저항(R11)의 다른 일측은 상기 5볼트 공급전원단에 연 결되어진다. 그리고 상기 트랜지스터(Q11)의 콜렉터단자와 캐패시터(C12) 사이의 접속점에 저항(R12)이 연결되고, 상기 저항(R12)의 다른 일측은 상기 메인 릴레이(R11)의 전류 통로를 개폐하는 트랜지스터(Q12)의 베이스단자에 연결되어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전자레인지에서 마이크로컴퓨터의 폭주 발생에 따른 안전회로의 동작을 설명한다.

외부전원이 제품 내부로 유입되고 있는 상태에서, 마이크로컴퓨터(20)는, 사용자 요구에 의한 요리시작키가 입력되었는지를 판단한다. 그리고 요리시작 명령이 버튼에 의해 선택되어져서 상기 마이크로컴퓨터(20)에 입력되면, 마이크로컴퓨터(20)는 파워 릴레이(RY12)와 메인 릴레이(RY11)를 구동시킨다.

우선, 마이크로컴퓨터(20)는 메인 릴레이(RY11)를 구동시키기 위해서 출력단자(P10)로 신호를 출력한다. 이때, 출력되는 신호가 도 3a에 도시되고 있는 ⓐ신호이다. 즉, 마이크로컴퓨터(20)에서 정상적으로 출력되는 메인 릴레이(RY11) 구동신호는 하이신호와 로우신호가 소정주기로 반복되는 교류형 신호이다.

상기 신호는 직류차단용 캐패시터(C11)를 통과하면서 보정되어져서 트랜지스터(Q11)를 턴-온시킨다. 상기 트랜지스터(Q11)가 턴-온되면, 상기 트랜지스터(Q11)를 통과하는 전압이 캐패시터(C12)에 충전되어진다. 동시에 메인 릴레이(RY11) 구동용 트랜지스터(Q12)가 턴-온되면서, 릴레이(RY11)의 전류통로가 형성되어, 릴레이(RY11)의 구동이 이루어진다.

상기와 같은 과정으로 메인 릴레이(RY11)가 구동되면, 마이크로컴퓨터(20)는 파워 릴레이(RY12)의 구동을 제어한다.

즉, 마이크로컴퓨터(20)는 출력단자(P11)로 도 3b에 도시되고 있는 바와 같은 하이신호를 출력하고, 이때의 하이신호에 의해서 트랜지스터(Q13)가 턴-온 동작된다. 그리고 상기 트랜지스터(Q13)의 턴-온 동작으로 파워 릴레이(RY12)의 전류 통로가 형성되고, 따라서 파워 릴레이(RY12)의 구동이 이루어진다. 상기 파워 릴레이(RY12)의 구동은 마그네트론(도시하지 않음)으로 전압이 공급되어, 마그네트론의 구동이 이루어짐을 의미한다.

이와 같이 동작되는 전자레인지의 메인 릴레이(RY11)와 파워 릴레이(RY12)는, 도 3b와 같은 하이신호에 의해서 트랜지스터(Q13)가 턴-온 상태를 유지한 상태에서, 도 3a의 ⓐ와 같은 신호에 의해서 트랜지스터(Q12)가 턴-온 또는 턴-오프가 반복되면서 메인 릴레이(RY11)와 파워 릴레이(RY12)의 구동이 제어되어진다.

한편, 상기와 같은 동작으로 요리가 이루어지는 중에, 마이크로컴퓨터(20)에서 폭주가 발생될 수 있다. 폭주 발생시에 마이크로컴퓨터(20)의 두개의 출력단자(P10,P11)는 계속해서 로우신호만을 또는 계속해서 하이신호만을 유지하는 상태가 된다.

이때, 마이크로컴퓨터(20)의 출력단자(P11)에서 출력되는 하이신호는 트랜지스터(Q13)를 계속해서 하이상태로 유지하게 한다. 그러나 파워 릴레이(RY12)는 상기 트랜지스터(Q13)의 동작상태에 의해서 구동이 제어되지만, 그 이전에 메인 릴레이(RY11)와 연결되고 있는 트랜지스터(Q12)의 턴-온 동작에 제어를 받도록 구성되고 있다. 따라서 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생에 따른 동작은 파워 릴레이(RY12)와 메인 릴레이(RY11)를 모두 제어하도록 구성된 트랜지스터(Q12)의 동작만을 제어해주면 되는 것이다.

그런데 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생에 따라서 출력단자(P10)에서 출력되는 도 3a의 ⓐ 또는 ⓑ신호는 직류신호이다. 때문에, 직류차단용 캐패시터(C11)에 의해서 차단되어버린다. 이 동작으로 트랜지스터(Q11)는 턴-오프 상태를 유지하게 되고, 이러한 동작 때문에 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생 직후에 임의의 동작상태를 갖던 트랜지스터(Q12)를 제어할 수 없게 된다.

즉, 마이크로컴퓨터(20)의 폭주가 발생된 상태에서 트랜지스터(Q12)는 폭주 발생 직후의 동작상태를 그대로 유지하게 된다. 이때, 트랜지스터(Q12)의 동작상태가 턴-오프상태를 유지하고 있던 경우에는 릴레이(RY11,RY12)가 오프상태를 갖기 때문에 문제가 되지 않는다.

그러나 트랜지스터(Q12)의 동작상태가 턴-온 상태를 유지하고 있던 경우에는, 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생으로 계속해서 트랜지스터(Q11)의 제어를 받지 못하게 되면서 계속해서 턴-온 상태를 유지하게 된다.

이때, 상기 트랜지스터(Q11)의 턴-온 동작시에 전압을 충전하고 있던 캐패시터(C12)가 충전전압을 방전한다. 이때의 방전전압은 트랜지스터(Q12)의 동작상태를 제어하게 되고, 결과적으로 트랜지스터(Q12)는 상기 캐패시터(C12)의 방전전압으로 동작상태를 전환하게 된다. 이러한 동작으로 두개의 릴레이(RY11,RY12)는 오프상태로 제어되어, 마이크로컴퓨터(20)의 폭주 발생시에 계속적으로 구동되는 것이 방지되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로는, 제품 내에서 제어를 수행하는 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 이를 감지해서 상태전이가 일어날 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이를 위해서 본 발명은, 직류차단용 캐패시터를 이용하여, 폭주 발생을 감지하고, 폭주가 발생되었을 때, 충전전압을 방전시키는 방전용 캐패시터를 이용한다.

또한, 본 발명은 마이크로컴퓨터와 같이, 제어용 소자를 이용해서 전원개폐 및 기타 여러가지 동작을 제어하는 제어회로에 이용되어진다. 따라서 본 발명에서 전자레인지를 일 예로 설명하고 있지만, 본 발명의 권리가 전자레인지에만 한정되는 것은 아니다.

위에서 설명된 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

우선, 본 발명에 따른 전자레인지의 안전회로는, 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에, 메인 릴레이 또는(및) 파워 릴레이의 계속적인 구동을 차단하는 것이 가능하다. 따라서 오동작에 따른 구동으로 제품의 손상을 방지하고, 소비자를 화재의위험으로부터 보호할 수 있다. 나아가 본 발명은 제품의 오동작을 방지하여, 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과를 얻게 된다.

Claims

전자레인지의 파워릴레이와 메인릴레이의 동작 제어를 위한 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터와;

상기 마이크로컴퓨터에서 출력되는 메인릴레이 제어신호를 공급받고, 메인릴레이의 전류통로를 개폐하는 제 1 전류통로개폐수단과;

상기 마이크로컴퓨터에서 출력되는 파워릴레이 제어신호를 공급받고, 상기 파워릴레이의 전류통로를 상기 제 1 전류통로개폐수단으로 연결되도록 조절하는 제 2 전류통로개폐수단과;

상기 마이크로컴퓨터의 메인릴레이 제어신호 출력단자와 상기 제 1 전류통로개폐수단 사이에 연결되고, 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 인가되는 직류신호를 차단하기 위한 직류차단수단과;

상기 마이크로컴퓨터의 메인릴레이 제어신호가 정상적으로 출력될 때, 충전되었다가 상기 마이크로컴퓨터의 폭주 발생시에 충전된 전압으로 상기 제 1 전류통로개폐수단의 상태전이를 제어하는 충방전수단을 포함하여 구성되는 전자레인지의 안전회로.