KR100735098B1

KR100735098B1 - 전자렌지 및 그 전압제어방법

Info

Publication number: KR100735098B1
Application number: KR1020010012339A
Authority: KR
Inventors: 김철; 이성호; 조영원; 김태수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2007-07-06
Also published as: DE60108940T2; US20020125826A1; EP1239706B1; EP1239706A3; EP1239706A2; US6621226B2; KR20020072154A; DE60108940D1

Abstract

본 발명은, 마그네트론과, 상기 마그네트론에 고전압을 공급하기 위한 고전압 트랜스포머를 갖는 전자렌지 및 그 전압제어방법에 관한 것이다. 본 전자렌지는, 상기 고전압 트랜스포머의 2차측 권선에 병렬연결되어 상기 2차측 권선과 함께 공진회로를 구성하는 캐패시터를 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 초기 비발진시 마그네트론의 첨두전압을 감소시켜 마그네트론의 신뢰성을 확보하는 동시에, 서지전압을 제거하여 회로소자의 손상을 방지할 수 있게 된다.

Description

전자렌지 및 그 전압제어방법{MICROWAVE OVEN AND METHOD FOR CONTROLLING VOLTAGE THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 전자렌지의 회로도,

도 2는 도 1의 회로도에 따른 필라멘트에 공급되는 전압파형도,

도 3은 도 1의 회로도에 따라 음극에 공급되는 전압파형도,
도 4는 종래 전자렌지의 회로도,

도 5는 도 4의 회로도에 따른 필라멘트에 공급되는 전압파형도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 마그네트론 3 : 전원공급부

5 : 고전압 트랜스포머 6 : 제1권선

7 : 제2권선 10 : 공진 캐패시터

11 : 정류 다이오드 12 : 평활 캐패시터

본 발명은 전자렌지 및 그 전압제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 초기 비발진 구간에 마그네트론으로 제공되는 첨두전압(voltage anode peak)을 저하시킴과 동시에 서지전압을 제거할 수 있도록 한 전자렌지 및 그 전압제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지는, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부로부터 교류전원을 인가받아 고전압을 발생시키는 고전압 트랜스포머(55)와, 고전압 트랜스포머(55)로부터 고전압을 인가받아 전자파를 발생시키는 마그네트론(51)을 갖는다.

고전압 트랜스포머(55)의 2차측은 상호 병렬연결된 한 쌍의 권선으로 형성되며, 각 권선은 상이한 길이로 형성된다. 고전압 트랜스포머(55)의 1차측 권선에 교류전원이 공급되면, 고전압 트랜스포머(55) 2차측의 각 권선에는 각각 상이한 유도전압이 유기된다. 2차측 권선중 하나에는 마그네트론(51)의 필라멘트를 가열하기 위한 수 볼트의 전압이 유기되고, 다른 하나에는 마그네트론(51)의 음극과 양극에 가해질 수천 볼트의 교류 펄스전압이 유기된다.

이렇게 고전압 트랜스포머(55)로부터 제공된 전압에 의해, 마그네트론(51)의 필라멘트가 가열되고, 음극과 양극에 고전압이 가해지면, 마그네트론(51)이 발진하여 전자파가 방사된다.

한편, 마그네트론(51)의 양극과 음극에 직류를 제공하기 위하여, 고전압 트랜스포머(55)의 2차측에는 정류회로가 설치되어 있다. 정류회로는, 고전압 트랜스포머(55)의 2차측 권선에 상호 병렬연결된 정류다이오드(61)와 평활 캐패시터(62)를 포함한다. 정류 다이오드(61)는 고전압 트랜스포머(55)로부터의 교류 펄스전압을 정류하며, 평활 캐패시터(62)는 정류 다이오드(61)로부터 정류된 교류 펄스전압을 평활한다.

이러한 종래의 전자렌지는, 도 5에 도시된 바와 같이, 마그네트론(51)의 초기 구동시나 동작중에 순간적으로 발생하는 서지전압에 의해, 전압에 민감한 회로소자가 손상되는 등의 문제점이 발생하였다.
한편, 마그네트론(51)은 양극 및 음극에 고전압이 인가되더라도 필라멘트가 가열되기 전까지는 발진하지 아니한다. 그런데, 마그네트론(51)의 특성상, 필라멘트가 가열되기 전까지인 비발진 구간에서 약 8천 볼트의 첨두전압이 양극과 음극에 공급된다. 이렇게 초기 비발진시 양극과 음극에 과도한 고전압이 공급됨에 따라, 마그네트론(51)의 신뢰성을 저하시킴은 물론이고, 순간적으로 필라멘트의 소음이 증폭된다. 또한, 정류 다이오드(61)에는 역방향으로 과도한 고전압이 가해지므로 정류 다이오드(61)가 손상될 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 종래에는 고전압 트랜스포머(55)의 입력 측 전원라인상에 릴레이와 저항을 상호 병렬설치하고 있다. 초기 전원공급시 소정 시간동안 릴레이가 오프시켜 외부로부터의 교류전원이 저항을 통해 고전압 트랜스포머(55)로 공급되도록 한다. 그러면, 저항에 의해 서지전압이 제거된다. 그러나, 이렇게 릴레이와 저항을 설치하는 경우에는 제조비용이 상승되며, 전자렌지의 구동시마다 릴레이가 온오프를 반복함으로써, 릴레이의 접촉불량 및 저항의 손상이 발생한다는 문제점이 있다. 한편, 정류 다이오드(61)의 손상을 방지하기 위해 정류 다이오드(61)의 용량을 증대시켜 사용하고 있으나, 회로 구성상 정류 다이오드(61)의 용량을 증대시키는 데는 한계가 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 초기 비발진시 마그네트론에 공급되는 첨두전압을 저하시키고, 서지전압을 제거할 수 있도록 하는 전자렌지 및 그 전압제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 마그네트론과, 상기 마그네트론에 고전압을 공급하기 위한 고전압 트랜스포머를 갖는 전자렌지에 있어서, 상기 고전압 트랜스포머의 2차측 권선에 병렬연결되어 상기 2차측 권선과 함께 공진회로를 구성하는 캐패시터를 갖는 것을 특징으로 하는 전자렌지에 의해 달성된다.
여기서, 상기 2차측 권선은, 상기 마그네트론의 필라멘트에 연결되는 제1권선과, 상기 마그네트론의 양극과 음극에 연결되는 제2권선을 포함하며; 상기 캐패시터는 상기 제2권선에 병렬연결되는 것이 바람직하다.
상기 고전압 트랜스포머의 2차측 권선에는 평활용 캐패시터와 정류 다이오드를 포함하는 정류회로가 형성되어 있으며, 상기 캐패시터는 상기 고전압 트랜스포머와 상기 정류회로사이에 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 마그네트론과, 상기 마그네트론에 고전압을 공급하기 위한 고전압 트랜스포머를 갖는 전자렌지의 전압제어방법에 있어서, 상기 고전압 트랜스포머에서 외부공급전압을 고전압으로 승압시키는 단계와; 상기 승압된 고전압을 공진시켜 상기 마그네트론으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 전압제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 전자렌지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원공급부(3)와, 고전압을 발생시키는 고전압 트랜스포머(5)와, 고전압 트랜스포머(5)로부터 제공된 고전압에 의해 전자파를 발생시키는 마그네트론(1)을 갖는다.

전원공급부(3)와 고전압 트랜스포머(5)의 1차측 권선(9) 사이에는, 조리실을 조명하는 램프(2)와, 고전압 트랜스포머(5)와 마그네트론(1)을 포함하는 부품들을 냉각시키기 위한 냉각팬 모터(4)가 상호 병렬설치되어 있다.

고전압 트랜스포머(5)의 2차측 권선은, 상호 상이한 길이로 분리된 제1 및 제2권선(6,7)으로 구성된다. 제1권선(6)에는 수 볼트의 유도전압이 생성되고, 제2권선(7)에는 수 천 볼트의 유도전압이 생성된다.
마그네트론(1)은 공진 캐비티를 형성하는 양극과, 공진 캐비티의 중앙에 배치된 음극과, 음극으로부터 전자가 방출되도록 가열하는 필라멘트(filament)를 포함한다. 필라멘트는 고전압 트랜스포머(5)의 제1권선(6)과 연결되어 있으며, 이에 따라, 수 볼트의 전압이 걸린다. 음극과 양극은 제2권선(7)의 양단에 연결되어 고전압 트랜스포머(5)로부터 수 천 볼트의 고전압을 제공받으며, 이 고전압을 첨두전압이라 한다.
이러한 마그네트론(1)에서, 고전압 트랜스포머(5)의 제1권선(6)으로부터 공급된 전압에 의해 필라멘트가 가열되면, 음극으로부터 전자가 방출되어 전자파를 생성하게 된다. 이렇게 고전압 트랜스포머(5)로부터 양극과 음극에 고전압이 공급된 후, 필라멘트가 가열되기 전까지의 구간을 초기 비발진 구간이라 하고, 이 때 마그네트론(1)의 양극과 음극에 가해지는 전압을 비발진 첨두전압이라고 한다.

한편, 고전압 트랜스포머(5)의 2차측 권선중 제2권선(7)에는 마그네트론(1)으로 공급되는 교류 고전압을 직류로 정류하고 평활하기 위한 정류회로가 설치되어 있다. 정류회로는 제2권선(7)의 일단에 설치되어 교류 고전압을 평활하는 평활 캐패시터(12)와, 제2권선(7)의 양단을 연결하는 전원라인상에 설치된 정류 다이오드(11)를 포함한다.

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또한, 2권선(7)에는 정류 다이오드(11)와 병렬로 배치된 공진 캐패시터(10)가 설치되어 있다. 공진 캐패시터(10)는 제2권선의 양단을 연결하는 전원라인상에 설치되며, 고전압 트랜스포머(5)와 평활 캐패시터(12) 사이에 설치된다. 이러한 공진 캐패시터(10)는 제2권선(7)과 함께 공진회로를 형성하며, 고전압 트랜스포머(5)로부터 출력되는 고전압을 충전한다. 공진 캐패시터(10)의 용량은 평활 캐패시터(12)의 용량에 따라 설정되며, 공진 캐패시터(10)로 입력되는 전류값이 최저가 될 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 이렇게 공진 캐패시터(10)로 입력되는 전류값이 최저가 되는 평활 캐패시터(12)와 공진 캐패시터(10)의 용량비율은 약 5:1 내지 10:1 정도이다.

이렇게 제2권선(7)에 공진 캐패시터(10)를 설치하여 공진회로를 형성함으로써, 제2권선(7)을 통해 마그네트론(1)의 음극과 양극으로 공급되는 고전압의 공진 캐패시터(10)에 충전되는 시간만큼 지연된다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 초기 비발진 구간에서 마그네트론(1)의 양극과 음극에 공급되는 비발진 첨두전압이 종래의 약 8천 볼트에서 약 6천 볼트로 감소되게 되며, 정류 다이오드(11)의 역방향에 가해지는 전압도 6천 볼트로 감소되게 된다. 여기서, 도 3은 음극에 제공되는 전압파형도이므로, 첨두전압이 음의 값을 가진다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 필라멘트에 공급되는 서지전압이 제거된다. 이에 따라, 필라멘트의 파손을 방지하고 필라멘트에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있게 된다.

이러한 구성에 의하여, 전자렌지의 초기 구동시, 전원공급부(3)로부터 고전압 트랜스포머(5)에 전원이 공급되면, 고전압 트랜스포머(5)의 2차측의 제1 및 제2 권선(6,7)에는 각각 수 볼트, 수 천 볼트의 전압이 유기된다. 제2권선(7)에 유기된 전압이 공진 캐패시터(10)에 충전된 후, 평활 캐패시터(12)와 정류 다이오드(11)를 통과하며 평활 및 정류되어 마그네트론(1)의 음극과 양극에 공급된다. 이와 동시에, 고전압 트랜스포머(5)의 제1권선(6)에서 생성된 수 볼트의 전압은 서지전압이 제거된 후 필라멘트에 공급되게 된다. 필라멘트가 가열되는 비발진 구간동안, 제2권선(7)을 통해 음극 및 양극으로 제공되는 고전압은 공진 캐패시터(10)에 의해 감소된다. 이에 따라, 초기 비발진 구간에 음극과 양극으로 제공되는 비발진 첨두전압이 약 6천 볼트로 감소된다. 그런 다음, 필라멘트의 가열이 완료되는 것과 거의 동시에 음극과 양극에 제공되는 첨두전압이 약 4천 볼트로 감소되고, 음극으로부터 전자가 방출되어 전자파가 생성된다.

이와 같이, 본 발명의 전자렌지에서는 고전압 트랜스포머(5)의 2차측 권선에 공진 캐패시터(10)를 설치함으로써, 마그네트론(1)으로 공급되는 고전압을 감소시켜 이상상태의 발생을 사전에 방지할 수 있게 된다. 즉, 공진캐패시터(10)에 의해 마그네트론(1)의 초기 비발진시 공급되는 비발진 첨두전압을 감소시킴으로써, 마그네트론(1)의 신뢰성을 확보할 수 있게 되고, 마그네트론(1)의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 정류 다이오드(11)의 역방향에 공급되는 고전압도 감소되므로, 정류 다이오드(11)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정류 다이오드(11)를 비롯하여 고전압 트랜스포머(5)의 2차측 권선에 연결된 회로소자를 낮은 정격전압으로 사용할 수 있다. 한편, 초기 전원공급시 고전압 트랜스포머(5)를 통과하는 서지전압을 제거함으로써, 필라멘트로 공급되는 전압의 파형이 안정화되어 필라멘트에서 발생하는 소음을 개선할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 초기 비발진시 마그네트론의 첨두전압을 감소시켜 마그네트론의 신뢰성을 확보하고 동시에, 서지전압을 제거하여 회로소자의 손상을 방지할 수 있게 된다.

Claims

마그네트론과, 상기 마그네트론에 고전압을 공급하기 위한 고전압 트랜스포머를 갖는 전자렌지에 있어서,

상기 고전압 트랜스포머의 2차측 권선에 병렬연결되어 상기 2차측 권선과 함께 공진회로를 구성하는 캐패시터를 포함하고;

상기 2차측 권선은, 상기 마그네트론의 필라멘트에 연결되는 제1권선과, 상기 마그네트론의 양극과 음극에 연결되는 제2권선을 포함하며, 상기 캐패시터는 상기 제2권선에 병렬연결되는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
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제1항에 있어서,

상기 고전압 트랜스포머의 2차측 권선에는 평활용 캐패시터와 정류 다이오드를 포함하는 정류회로가 형성되어 있으며, 상기 캐패시터는 상기 고전압 트랜스포머와 상기 정류회로사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 전자렌지.
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