KR100662402B1 - 전기 조리기의 히터 제어 안전장치 - Google Patents

전기 조리기의 히터 제어 안전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히터 제어를 위한 릴레이의 소손과 마이컴의 폭주에 대하여 시스템 회로를 보호할 수 있도록 한 전기 조리기의 히터 제어 안전장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 가열원으로 전기히터를 이용하는 전기 조리기에 있어서, 상기 전기히터의 구동을 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어신호를 출력하는 마이컴, 전원단자에 연결되어 상기 제 1 제어신호에 따라 상기 전기히터로의 전원 출력을 스위칭하는 메인 릴레이(Main Relay), 상기 메인 릴레이와 연결되어 상기 메인 릴레이의 온 동작에 의해 출력되는 전원이 상기 전기 히터에 공급되도록 상기 제 2 제어신호에 따라 스위칭하는 서브 릴레이(Sub Relay)를 포함하여 구성되는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치를 제공한다.
조리기/히터/마이컴 폭주/릴레이 소손

Description

전기 조리기의 히터 제어 안전장치{Apparatus for Security of Heater Control Device in The Radiant type Cooker}
도 1은 종래 기술에 따른 전기 레인지의 히터 제어장치를 나타낸 회로 구성도
도 2는 본 발명에 따른 전기 조리기의 히터 제어 안전장치를 나타낸 회로 구성도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 마이컴 20: 오동작 방지 회로부
RY11; 메인 릴레이 RY21, RY22, RY23: 서브 릴레이
C1: 캐패시터
Q1, Q2, Q3: 제 1, 제 2, 제 3 트랜지스터
본 발명은 전기 조리기의 히터 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히터 제어를 위한 릴레이의 소손과 마이컴의 폭주에 대하여 시스템 회로를 보호할 수 있도록 한 전기 조리기의 히터 제어 안전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 에너지를 변환시켜 열 에너지를 얻게 되는 전열(電熱)기구는 다른 종류의 열원에 비해 조절이 자유롭고 위생적이면서 원격으로 제어가 용이하므로 음식물의 조리에 사용하기 위한 조리기구 분야에서도 다양한 형태의 제품으로 개발되어 왔다.
그 중, 전기 레인지(Electric Range)는 할로겐 램프나 전기 히터를 열원으로 음식물을 조리하는 조리기기이다. 이러한 전기 레인지는 전기 오븐 등의 상면(cook-top)에 장착되어 이용될 수도 있다.
여기서, 전기 히터로는 발열 방식에 따라 유도 가열 방식을 이용하는 인덕션 히터(Induction Heater)와, 전기 저항 방식을 이용하는 레디언트 히터(Radiant Heater)가 이용될 수 있다.
이 중에서 인덕션 히터는, 전원이 인가됨에 따라 소정 크기의 고주파 전압이 워킹 코일(Working Coil)에 인가되어 워킹 코일 주변에 자계가 발생하게 된다.
이때, 발생되는 유도 자계의 자력선이 버너 상판에 놓인 철성분을 포함한 조리용기의 바닥을 통과하면서 조리용기 바닥의 내부에 와전류(Eddy Current)가 발생하고 이 와전류에 의해 조리용기가 가열됨으로써 조리가 이루어지게 된다.
한편, 레디언트 히터는 소정의 전원이 히팅 코일(Heating Coil)에 인가되어 히팅 코일의 자체 발열에 의해 고온의 복사열을 방출하게 된다. 즉, 이때 방출된 복사열이 조리용기에 직접 전달되면서 조리가 이루어진다.
이와 같이 레디언트 히터를 열원으로 하는 전기 레인지는 복수 개의 버너 어셈블리가 구성되는데, 본체 케이스 내의 전방측 공간 및 후방측 공간에 버너 어셈 블리를 각각 구비하고 사용자에 의해 선택된 해당 버너의 히터를 제어하여 음식물의 조리를 수행하게 된다.
도 1을 참조하여, 버너 어셈블리를 구성하는 다수의 히터에 대한 종래의 제어장치를 설명하면 다음과 같다.
도시한 바와 같이, 종래 기술의 히터 제어장치는 각 버너를 구성하는 히터(Heater 1, 2, 3)와, 상기 히터의 구동을 제어하기 위한 마이컴과, 각 히터에 대하여 1:1로 구성되어 상기 마이컴에서 출력된 제어신호에 따라 해당 히터를 구동하는 릴레이(RY1, RY2, RY3)로 구성된다.
즉, 하나의 히터에 대하여 한 개의 릴레이를 각각 구성하고 마이컴에서 사용자의 선택에 따른 버너의 히터를 구동하기 위해 해당 히터에 연결된 릴레이를 온(On)/오프(Off) 제어하도록 구성된다.
예를 들어, 히터 3(Heater 3)의 구동이 요구될 경우 마이컴은 히터 3에 해당하는 릴레이 3(RY3)을 스위칭하도록 해당 제어신호를 출력하게 된다. 이때, 상기 마이컴의 제어에 의해 릴레이 3(RY3)이 온 되면 히터 3에 전원(Vcc) 공급이 개시되어 히터 3의 구동이 이루어진다.
그러나, 종래의 히터 제어장치는 각 히터에 대응하여 구성된 릴레이를 통해 히터의 전원공급을 각각 제어하게 되므로 히터 제어 릴레이가 소손될 경우 릴레이 오동작으로 인해 히터에 지속적인 전원공급이 이루어지게 된다.
즉, 릴레이의 파손으로 인해 히터에 전원이 계속 공급되면 화재 등의 안전사고가 발생될 우려가 있었다.
또한, 마이컴에서 릴레이 동작을 위한 제어신호가 직접 출력되는데 마이컴의 내부 에러로 인해 마이컴 폭주가 발생할 경우 릴레이의 비정상적인 동작을 초래할 뿐 아니라 히터의 오동작 우려가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 히터 제어 릴레이의 소손으로 인한 위험상황을 미연에 방지할 수 있는 히터 제어 안정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마이컴 폭주로 인한 릴레이 및 히터의 오동작을 방지하기 위한 히터 제어 안전장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가열원으로 전기히터를 이용하는 전기 조리기에 있어서, 상기 전기히터의 구동을 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어신호를 출력하는 마이컴, 전원단자에 연결되어 상기 제 1 제어신호에 따라 상기 전기히터로의 전원 출력을 스위칭하는 메인 릴레이(Main Relay), 상기 메인 릴레이와 연결되어 상기 메인 릴레이의 온 동작에 의해 출력되는 전원이 상기 전기 히터에 공급되도록 상기 제 2 제어신호에 따라 스위칭하는 서브 릴레이(Sub Relay)를 포함하여 구성되는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치를 제공한다.
그리고, 본 발명은 상기 마이컴의 제 1 제어신호 출력단과 상기 메인 릴레이의 입력단 사이에 연결되어 상기 마이컴 폭주시 출력되는 제 1 제어신호에 대하여 메인 릴레이의 스위칭 동작을 차단하는 오동작 방지 회로부를 더 포함하여 구성되는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치를 제공한다.
여기서, 상기 오동작 방지 회로부는 상기 제 1 제어신호가 출력되는 마이컴의 출력포트에 일단이 연결되는 캐패시터(C1)와, 소정의 정전압 단자(5V)에 일단이 연결되고 상기 캐패시터(C1)의 일단에 타단이 연결되는 저항(R1)과, 베이스가 상기 캐패시터(C1)의 타단에 연결되고 에미터가 상기 정전압 단자(5V)에 연결되는 제 1 트랜지스터(Q1)와, 베이스가 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 접지단자에 연결되는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 베이스가 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 소정의 정전압 단자(12V)에 연결되며 콜렉터가 상기 메인 릴레이의 입력단에 연결되는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 및 제 3 트랜지스터(Q1)(Q3)는 pnp 타입 트랜지스터이고, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)는 npn 타입 트랜지스터인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 마이컴에서 출력되는 제 1 제어신호가 상기 캐패시터(C1)의 용량에 상응하는 지연시간을 가지는 일정한 주파수 신호로 출력되면 상기 캐패시터(C1)의 충/방전에 의해 제 1 내지 제 3 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)가 차례로 턴 온(Turn On)되어 상기 메인 릴레이의 스위칭 동작이 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의하면 히터의 전원 공급을 위한 별도의 릴레이를 추가 구성함으로써 히터 제어 릴레이의 손상에 의한 위험상황을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 마이컴 폭주시 릴레이 구동을 자동 오프시킴으로써 히터의 오동작을 방지할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 전기 조리기의 히터 제어 안전장치를 설명하면 다음과 같다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 히터 제어 안전장치는 가열원으로 전기히터(미도시)를 이용하는 전기 조리기에 있어서, 상기 전기히터의 구동을 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어신호를 출력하는 마이컴(10), 전원단자(Vcc)에 연결되어 상기 제 1 제어신호에 따라 상기 전기히터로의 전원 출력을 스위칭하는 메인 릴레이(Main Relay)(RY11), 상기 메인 릴레이(RY11)와 연결되어 상기 메인 릴레이(RY11)의 온 동작에 의해 출력되는 전원이 상기 전기 히터에 공급되도록 상기 제 2 제어신호에 따라 스위칭하는 서브 릴레이(Sub Relay)(RY21)(RY22)(RY23)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 메인 릴레이(RY11)의 입력단에 연결되어 소정의 지연시간(Delay Time)을 가지는 주파수 신호인 제 1 제어신호에 대해서는 상기 메인 릴레이(RY11)의 스위칭 동작을 수행하고, 상기 마이컴(10) 폭주로 인해 일정 전압레벨이 지속되는 제 1 제어신호에 대해서는 상기 메인 릴레이(RY11)의 스위칭 동작을 수행하지 않는 오동작 방지 회로부(20)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 오동작 방지 회로부(20)는 제 1 제어신호가 출력되는 마이컴(10)의 출력포트와 메인 릴레이(RY11) 사이에 구성된다.
상세히 설명하면, 상기 오동작 방지 회로부(20)는 상기 제 1 제어신호가 출력되는 마이컴(10)의 출력포트에 일단이 연결되는 캐패시터(C1)와, 소정의 정전압 단자(5V)에 일단이 연결되고 상기 캐패시터(C1)의 일단에 타단이 연결되는 저항(R1)과, 베이스가 상기 캐패시터(C1)의 타단에 연결되고 에미터가 상기 정전압 단자(5V) 즉, 저항(R1)의 일단에 연결되는 제 1 트랜지스터(Q1)로 구성된다.
그리고, 베이스가 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 접지단자에 연결되는 제 2 트랜지스터(Q2)와, 베이스가 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 소정의 정전압 단자(12V)에 연결되며 콜렉터가 상기 메인 릴레이의 입력단에 연결되는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성된다.
이때, 상기 제 1 및 제 3 트랜지스터(Q1)(Q3)는 pnp 타입 트랜지스터를 사용하며, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)는 npn 타입 트랜지스터를 사용한다.
그리고, 상기 메인 릴레이(RY11)의 코일부는 일단이 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 연결되고 타단이 접지단자에 연결되며, 상기 코일부에 발생되는 전류에 의해 스위칭되는 메인 릴레이(RY11)의 스위칭 소자는 일단이 전원단자(Vcc)에 연결되고 타단이 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)의 스위칭 소자에 연결된다.
또한, 상기 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)는 제 3 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 일단이 연결되고 제 2 제어신호가 출력되는 마이컴(10)의 출력포트에 타단이 연결되는 코일부와, 상기 메인 릴레이(RY11)의 스위칭 소자에 일단이 연결되고 전기히터에 타단이 연결되는 스위칭 소자로 구성된다.
이러한 서브 릴레이는 전기 조리기에 구성된 전기 히터와 1:1 대응되도록 구 성하며, 예를 들어, 전기 히터가 도시한 바와 같이 3개(Heater 1, 2, 3) 구성되어 있을 경우 각 전기 히터에 대하여 마이컴(10)의 제 2 제어신호 출력포트와 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)가 각각 요구된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 히터 제어 안전장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시스템 전반을 제어하는 마이컴(10)은 조리동작이 요구될 경우 해당 전기히터의 동작 제어를 위해 제 1 제어신호와 제 2 제어신호를 동시에 출력한다.
이때, 마이컴(10)에서 출력된 제 1 제어신호가 오동작 방지 회로부(20)의 캐패시터(C1)의 용량에 상응하는 지연시간(Delay Time)을 가지는 일정한 주파수 신호로 출력될 경우 캐패시터(C1)의 충/방전이 정상적으로 이루어지고 이로 인해 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴온된다.
상기 제 1 트랜지스터(Q1)가 턴온됨에 따라 제 2 및 제 3 트랜지스터(Q2, Q3)가 차례로 턴온되고 이에 의해 상기 메인 릴레이(RY11)의 코일부에 전류가 도통됨과 동시에 스위칭 소자가 온 된다.
여기서, 상기 메인 릴레이(RY11)가 온 되면 전기 히터를 구동하기 위한 전원(Vcc)이 공급된다.
이때, 상기 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)가 마이컴(10)에서 출력된 제 2 제어신호에 따라 온 되면 상기 메인 릴레이(RY11)의 온 동작에 의해 공급되는 전원(Vcc)을 해당 전기 히터에 공급하게 된다.
따라서, 본 발명은 전기 히터에 대응하여 설치된 서브 릴레이 (RY21)(RY22)(RY23) 뿐 아니라 상기 메인 릴레이(RY11)에 의한 제어가 동시에 이루어져야만 전기히터에 전원 공급이 가능하다. 즉, 상기 메인 릴레이(RY11)가 온 된 상태에서 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)를 제어할 수 있다.
한편, 상기 마이컴(10)에서 출력된 제 1 제어신호가 마이컴 폭주로 인하여 하이 레벨(5V) 또는 로우 레벨(0V)이 지속되는 신호로 출력될 경우 상기 오동작 방지 회로부(20)의 캐패시터(C1) 충/방전이 정상적으로 이루어지지 않아 제 1 트랜지스터(Q1)가 오프 상태를 유지하게 된다.
즉, 마이컴(10) 폭주가 발생할 경우 오동작 방지 회로부(20)가 동작되지 않으므로 메인 릴레이(RY11)가 자동 오프되어 메인 릴레이(RY11)의 오동작을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 메인 릴레이(RY11)와 오동작 방지 회로부(20)를 추가 구성함으로써 히터 제어 릴레이인 서브 릴레이(RY21)(RY22)(RY23)의 파손이나 마이컴(10) 폭주로 인해 발생할 수 있는 히터의 오동작을 방지한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가지 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 전기 조리기의 히터 제어 안전장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 별도의 릴레이를 추가 구성하여 히터의 전원 공급을 제어함으로써 히 터 제어 릴레이의 손상으로 인한 히터의 오동작뿐 아니라 화재 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
둘째, 마이컴 폭주로 인한 릴레이 및 히터의 오동작을 방지함으로써 시스템 회로를 보호하여 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 가열원으로 전기히터를 이용하는 전기 조리기에 있어서,
    상기 전기히터의 구동을 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어신호를 출력하는 마이컴,
    전원단자에 연결되어 상기 제 1 제어신호에 따라 상기 전기히터로의 전원 출력을 스위칭하는 메인 릴레이(Main Relay),
    상기 메인 릴레이와 연결되어 상기 메인 릴레이의 온 동작에 의해 출력되는 전원이 상기 전기 히터에 공급되도록 상기 제 2 제어신호에 따라 스위칭하는 서브 릴레이(Sub Relay)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이컴의 제 1 제어신호 출력단과 상기 메인 릴레이의 입력단 사이에 연결되어 상기 마이컴 폭주시 출력되는 제 1 제어신호에 대하여 메인 릴레이의 스위칭 동작을 차단하는 오동작 방지 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오동작 방지 회로부는
    상기 제 1 제어신호가 출력되는 마이컴의 출력포트에 일단이 연결되는 캐패시터(C1)와,
    소정의 정전압 단자(5V)에 일단이 연결되고 상기 캐패시터(C1)의 일단에 타단이 연결되는 저항(R1)과,
    베이스가 상기 캐패시터(C1)의 타단에 연결되고 에미터가 상기 정전압 단자(5V)에 연결되는 제 1 트랜지스터(Q1)와,
    베이스가 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 접지단자에 연결되는 제 2 트랜지스터(Q2)와,
    베이스가 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 연결되고 에미터가 소정의 정전압 단자(12V)에 연결되며 콜렉터가 상기 메인 릴레이의 입력단에 연결되는 제 3 트랜지스터(Q3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 트랜지스터(Q1)(Q3)는 pnp 타입 트랜지스터이고, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)는 npn 타입 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 마이컴에서 출력되는 제 1 제어신호가 상기 캐패시터(C1)의 용량에 상응하는 지연시간을 가지는 일정한 주파수 신호로 출력되면 상기 캐패시터(C1)의 충/방전에 의해 제 1 내지 제 3 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)가 차례로 턴 온(Turn On)되어 상기 메인 릴레이의 스위칭 동작이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 조리기의 히터 제어 안전장치.
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