KR100864658B1 - 운전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마그네트론을 구동하는 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 마그네트론에 인가되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 마그네트론을 구동하는 인버터의 스위칭을 제어함과 아울러, 그 마그네트론에 인가되는 전압을 필터를 통해 필터링하여 안정된 직류전압과 전류를 공급함으로써, 마그네트론의 동작 특성을 향상시킴과 아울러 광량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

운전제어장치 및 방법{DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도 2는 도 1에 있어서, 동기신호 발생을 보인 타이밍도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100:전원유닛 110,120:인버터

130:마그네트론 구동유닛 140:마그네트론

150,200:입력전류 검출유닛 160,210:제1 입력전압 검출유닛

170,192,220,242:비교유닛 180,230:구동제어유닛

181,231:기동펄스 발생유닛 190,240:동기신호 발생유닛

191,243:지연유닛 193,241:스위치 전압 검출유닛

300:출력전압 검출유닛 400:변환유닛

본 발명은 운전제어장치에 관한 것으로, 마그네트론의 동작 특성을 향상시킴과 아울러 광량을 증가시킬 수 있도록 한 운전제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 무전극 조명장치는 비교적 신광원으로 인식되고 있는 램프 장치이다. 무전극 조명장치는 직경 25~40mm의 석영구에 아르곤 등 발광물질을 봉입하여 무전극 전구를 이루고, 이 무전극 전구를 마이크로파 공동(cavity)에 가둬 마그네트론으로 2.45GHz의 마이크로파 방전을 일으켜 상기 무전극 전구의 발광물질에서 발광효율이 높고 연색성이 좋은 백색광의 연속 스펙트럼을 얻도록 하는 램프 장치이다.

상기 무전극 조명장치의 마그네트론을 구동하는데 있어서, 고압 트랜스가 마그네트론의 필라멘트와 애노드를 동시에 구동시키는 일체형 트랜스 인버터는, 마그네트론의 필라멘트가 가열되기 전에 애노드에 인가되는 고압이 10KV이상 구동하게 되므로, 절연거리를 충분히 고려하여 고압 트랜스를 몰딩해야 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 마그네트론의 필라멘트와 애노드를 구동시키는 인버터를 분리하여 사용한다.

이렇게 마그네트론의 필라멘트와 애노드를 구동하는 인버터를 분리하는 무전극 조명기기의 운전제어장치는, 상기 분리된 인버터의 정출력 제어를 수행하는 경우에, 고정주파수의 펄스에 의해 해당 인버터의 스위치 소자가 스위칭되므로 부하변동, 부품 오차에 따라, 상기 인버터의 스위치소자에 흐르는 스위치 전류의 크기가 달라지게 된다.

여기서, 상기 마그네트론의 필라멘트와 애노드를 구동하는 인버터의 출력특 성은 펄스형태의 전압과 전류를 발생하는데, 이렇게 펄스형태로 발생하는 전압과 전류 특성을 가지는 인버터는 마그네트론의 단일 주파수 동작과 발진 출력의 안정성에 영향을 주어 시스템의 안정성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 마그네트론에 인가되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 마그네트론을 구동하는 인버터의 스위칭을 제어함과 아울러, 그 마그네트론에 인가되는 전압을 필터를 통해 필터링하여 안정된 직류전압과 전류를 공급함으로써, 마그네트론의 동작 특성을 향상시킴과 아울러 광량을 증가시킬 수 있도록 한 운전제어장치 및 방법을 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 운전제어장치의 일실시 예는,

마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기분전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 정전압 제어신호를 출력하는 출력전압 검출유닛과;

상기 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 출력하는 구동 제어유닛과;

상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압을 변환하고 그 변환된 직류전압을 상기 마그네트론에 인가하는 변환유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 운전제어장치의 일실시 예는,

마그네트론의 필라멘트를 구동하는 제1 인버터와 마그네트론의 애노드를 각 기 구동하는 제2 인버터를 구비한 운전제어장치에 있어서,

상기 제1,제2 인버터의 제1,제2 스위치 전압을 각기 검출하고, 그 검출된 제1,제2 스위치 전압을 이용하여 제1,제2 동기신호를 각각 발생하는 제1,제2 동기신호 발생유닛과;

상기 제1,제2 인버터에 입력되는 제1,제2 입력전압을 각기 검출하는 제1,제2 입력전압류 검출유닛과;

상기 제1,제2 인버터에 인가되는 제1,제2 입력전류를 각기 검출하여, 그 각기 검출된 제1,제2 입력전류에 상응하는 제1,제2 직류전압으로 변환하여 출력하는 제1,제2 입력전류 검출유닛과;

상기 제1,제2 입력전압과 제1,제2 직류전압을 각기 비교하고 그 비교결과에 근거한 제1,제2 차이신호를 각각 출력하는 제1,제2 비교유닛과;

마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기분전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 정전압 제어신호를 출력하는 출력전압 검출유닛과;

상기 제1 차이신호에 따라 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 상기 제1 동기신호에 동기하여 각각 출력하는 제1 구동 제어유닛과;

상기 제2 차이신호 및 상기 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 제2 펄스신호를 상기 제2 동기신호에 동기하여 출력하는 제2 구동 제어유닛과;

상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압을 변환하고 그 변환된 직류전압을 상기 마그네트론에 인가하는 변환유닛을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서,상기 변환유닛은,

인덕터와 커패시터로 이루어진 직류필터이다.

상기 출력전압 검출유닛은,

검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고,

검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 운전제어방법의 일실시 예는,

인버터의 스위치 전압을 검출하고, 그 검출된 스위치 전압을 이용하여 동기신호를 발생하는 과정과;

입력전압을 검출하는 과정과;

입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하는 과정과;

상기 입력전압과 직류전압을 비교하고, 그 비교결과에 근거한 차이신호를 발생하는 과정과;

마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고 그 검출된 전압을 기준전압과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 발생하는 과정과;

상기 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 상기 동기신호에 동기하여 출력하는 과정과;

상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압으로 변환하고, 그 변환된 직류 전압을 마그네트론의 애노드에 인가하는 과정을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 운전제어방법의 일실시 예는,

마그네트론의 필라멘트를 구동하는 제1 인버터와 마그네트론의 애노드를 각기 구동하는 제2 인버터를 구비한 운전제어장치의 제어방법에 있어서,

상기 제1,제2 인버터에 입력되는 제1,제2 입력전압을 각각 검출하는 과정과;

상기 제1,제2 인버터에 흐르는 제1,제2 입력전류를 각각 검출하여, 그 검출된 제1,제2 입력전류에 상응하는 제1,제2 직류전압으로 변환하는 과정과;

상기 제1,제2 입력전압과 제1,제2 직류전압을 각각 비교하고, 그 비교결과에 근거한 제1,제2 차이신호를 발생하는 과정과;

상기 제1 차이신호에 따라, 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 출력하는 과정과;

상기 제2 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 출력하는 과정과;

상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압으로 변환하고, 그 변환된 직류전압을 마그네트론의 애노드에 인가하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략 될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명 운전제어장치의 일실시 예에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이,전원유닛(10),인버터(11),마그네트론 구동유닛 (12),마그네트론(13),입력전압 검출유닛(14),입력전류 검출유닛(15),제1 비교유닛(16),기동펄스 발생유닛(17),구동제어유닛(18),동기신호 발생유닛(20),출력전압 검출유닛(30), 변환유닛(40)을 구비한다.

상기 전원유닛(10)은 상기 마그네트론(13)을 동작시키기 위한 동작 전원을 제공한다.

상기 인버터(21)는 펄스신호에 의해 스위칭되어 마그네트론(13)을 구동하기 위한 전류를 출력한다.

상기 마그네트론 구동유닛(12)은 상기 인버터(11)에서 출력되는 전류에 의해 고전압을 발생하고, 그 고전압에 의해 마그네트론(13)을 구동시킨다.

상기 동기신호 발생유닛(20)은 상기 인버터(11)의 스위치전압을 검출하고, 그 검출된 스위치전압을 이용하여 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 동기신호 발생유닛(20)은 상기 인버터(11)의 스위치전압을 검출하는 스위치 전압 검출유닛(21)과, 상기 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 발생하는 제1 비교유닛(22)과, 상기 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 동기신호로 출력하는 지연유닛(22)을 구비한다.

여기서, 상기 제1 비교유닛(22)은 상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 비교신호를 출력하고, 상기 지연시간은 상기 스위치 전압이 기준전 압부터 작은 시점부터 상기 인버터(11)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

상기 입력전압 검출유닛(14)은 상기 인버터(11)에 인가되는 입력전압을 검출한다.

상기 입력전류 검출유닛(15)은 상기 인버터(11)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하여 출력한다.

상기 제2 비교유닛(16)은 상기 입력전압과 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 차이신호를 출력한다.

상기 출력전압 검출유닛(30)은 마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기준전압(기설정된 값:광량에 맞게 미리 설정된 전압값이다)과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 출력한다.

여기서, 상기 출력전압 검출유닛(30)은 검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고, 검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력한다.

상기 구동제어유닛(18)은 상기 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 상기 동기신호에 동기하여 출력한다.

상기 기동펄스 발생유닛(17)은 최초 기동시, 하나 내지 세 개의 펄스신호를 발생시켜 인버터(11)를 초기 기동시킨다.

상기 변환유닛(40)은 인덕터와 커패시터로 이루어진 직류필터로서, 인버터(11)에서 출력되는 공진형의 펄스전압을 직류전압으로 필터링하여 마그네트론의 애노드에 인가한다.

이와 같은 본 발명의 일실시 예의 동작을 설명한다.

먼저, 최초 사용자의 기동명령에 의해 전원이 인버터(11)에 공급되고 있고, 기설정된 펄스신호(마그네트론의 발광량에 맞게 미리 설정된 듀티비를 가짐)에 의해 인버터(11)가 스위칭되어 마그네트론(13)을 구동시킨다.

이러한 상태에서, 동기신호 발생유닛(20)은 상기 인버터(11)의 스위치전압을 검출하고, 그 검출된 스위치전압을 이용하여 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 동기신호 발생유닛(20)의 동작을 상세히 설명하면, 상기 동기신호발생유닛(20)의 스위치 전압 검출유닛(21)은 상기 인버터(11)의 스위치전압을 검출하여 제1 비교유닛(22)에 인가하고, 이에 따라 상기 제1 비교유닛(22)은 상기 스위치 전압 검출유닛(21)에서 출력되는 상기 스위치 전압을 기준전압(미리 설정됨)과 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 발생하며, 지연유닛(22)은 상기 제1 비교유닛(22)에서 출력되는 상기 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 동기신호로 출력한다.

이때, 상기 제1 비교유닛(22)은, 도 2와 같이, 상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 비교신호를 출력하고, 상기 지연시간은 상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점부터 상기 인버터(11)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

한편, 상기 입력전압 검출유닛(14)은 상기 인버터(11)에 인가되는 입력전압을 검출하여 제2 비교유닛(16)에 인가하고, 상기 입력전류 검출유닛(15)은 상기 인버터(11)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압 으로 변환하여 상기 제2 비교유닛(16)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제2 비교유닛(16)은 상기 입력전압과 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 차이신호를 구동제어유닛(18)에 인가한다.

여기서, 본 발명에 따라, 상기 출력전압 검출유닛(30)은 상기 마그네트론(13)의 애노드에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기준전압과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 상기 구동제어유닛(18)에 인가한다.

이때, 상기 출력전압 검출유닛(30)은 검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고, 검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 구동제어유닛(18)은 상기 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 상기 동기신호 발생유닛(20)에서 출력된 동기신호에 동기하여 출력한다.

이에 의해, 상기 인버터(11)는 상기 펄스신호에 의해 스위칭되어 그에 따른 구동전류를 상기 마그네트론 구동유닛(12)에 인가하고, 이때, 상기 인버터(11)는 고압 트랜스가 구비되어 소정 권선비에 해당되는 전류를 상기 마그네트론 구동유닛(12)에 인가한다.

이에 따라, 상기 마그네트론 구동유닛(12)은 일정한 전압을 마그네트론(13)에 인가한다.

이때, 상기 마그네트론 구동유닛(12) 후단에는, 본 발명에 따라 변환유닛(40)이 구비되어, 그 마그네트론 구동유닛(12)에서 공진되는 펄스형태의 전압을 직류전압으로 변환하여 그에 따른 정전압을 상기 마그네트론(13)에 인가한다.

이때, 상기 변환유닛(40)은 직류필터를 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 기동펄스 발생유닛(17)은 최초 기동시, 하나 내지 세 개의 펄스신호를 발생시켜 인버터(11)를 초기 기동시킨다.

도 3은 본 발명 운전제어장치의 다른 실시예의 구성을 보인 블록도로서, 마그네트론을 구동하는 인버터와 상기 마그네트론의 필라멘트를 구동하는 인버터를 분리하여, 상기 인버터 하나를 사용할 때 발생하는 주파수 간섭을 방지할 수 있는 구성이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전원유닛(100),제1 인버터(110), 제2 인버터(120), 마그네트론 구동유닛(130), 마그네트론(140), 제1 구동제어유닛(180), 제2 구동제어유닛(230),제1 동기신호 발생유닛(19), 제2 동기신호 발생유닛(240),제1 입력전류 검출유닛(150), 제2 입력전류 검출유닛(200), 제1 입력전압 검출유닛(160), 제2 입력전압 검출유닛(210),제3 비교유닛(170), 제4 비교유닛(220), 제1 기동펄스 발생유닛(181), 제2 기동펄스 발생유닛(231), 출력전압 검출유닛(300), 변환유닛(400)을 구비한다.

상기 전원유닛(100)은 상기 마그네트론(140)을 동작시키기 위한 동작 전원을 제공한다.

상기 제1 인버터(110)는 제1 펄스신호에 의해 스위칭되어 마그네트론(140)의 필라멘트를 구동하기 위한 전류를 출력한다.

상기 제2 인버터(120)는 제2 펄스신호에 의해 스위칭되어 마그네트론(140)의 애노드를 구동하기 위한 전류를 출력한다.

상기 마그네트론 구동유닛(130)은 상기 제2 인버터(120)에서 출력되는 전류에 의해 고전압을 발생하고, 그 고전압에 의해 상기 마그네트론(140)을 구동시킨다.

상기 제1 동기신호발생유닛(190)은 상기 제1 인버터(110)의 제1 스위치 전압을 검출하고 그 검출된 제1 스위치 전압을 이용하여 제1 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 제1 동기신호 발생유닛(190)은 상기 인버터(110)의 제1 스위치전압을 검출하는 제1 스위치 전압 검출유닛(193)과, 상기 제1 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 제1 비교신호를 발생하는 제1 비교유닛(192)과, 상기 제1 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 제1 동기신호로 출력하는 제1 지연유닛(191)을 구비한다.

여기서, 상기 제1 비교유닛(192)은 상기 제1 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 제1 비교신호를 출력하고, 상기 지연시간은 상기 제1 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점부터 상기 제1 인버터(110)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

상기 제2 동기신호발생유닛(240)은 상기 제2 인버터(120)의 제2 스위치 전압을 검출하고 그 검출된 제2 스위치 전압을 이용하여 제2 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 제2 동기신호 발생유닛(240)은 상기 제2 인버터(120)의 제2 스위치전압을 검출하는 제2 스위치 전압 검출유닛(241)과, 상기 제2 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 제2 비교신호를 발생하는 제2 비교유 닛(242)과, 상기 제2 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 제2 동기신호로 출력하는 제2 지연유닛(243)을 구비한다.

여기서, 상기 제2 비교유닛(242)은 상기 제2 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 제2 비교신호를 출력하고, 상기 지연시간은 상기 제2 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점부터 상기 제2 인버터(120)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

상기 제1 입력전압 검출유닛(160)은 상기 제1 인버터(110)에 인가되는 입력전압을 검출한다.

상기 제2 입력전압 검출유닛(210)은 상기 제2 인버터(120)에 인가되는 입력전압을 검출한다.

상기 제1 입력전류 검출유닛(150)은 상기 제1 인버터(110)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하여 출력한다.

상기 제2 입력전류 검출유닛(200)은 상기 제2 인버터(120)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하여 출력한다.

상기 제3 비교유닛(170)은 상기 제1 입력전압 검출유닛(160)에서 검출된 입력전압과 상기 제1 입력전류 검출유닛(150)에서 검출된 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 제1 차이신호를 출력한다.

상기 제4 비교유닛(220)은 상기 제2 입력전압 검출유닛(210)에서 검출된 입력전압과 상기 제2 입력전류 검출유닛(200)에서 검출된 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 제2 차이신호를 출력한다.

상기 출력전압 검출유닛(300)은 마그네트론(140)에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기준전압(기설정된 값:광량에 맞게 미리 설정된 전압값이다)과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 출력한다.

여기서, 상기 출력전압 검출유닛(300)은 검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고, 검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력한다.

상기 제1 구동제어유닛(180)은 상기 제1 차이신호에 따라 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 상기 제1 동기신호에 동기하여 출력한다.

상기 제2 구동제어유닛(230)은 상기 제2 차이신호 및 상기 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 제2 펄스신호를 상기 제2 동기신호에 동기하여 출력한다.

상기 제1 기동펄스 발생유닛(181)은 최초 기동시, 하나 내지 세 개의 펄스신호를 발생시켜 인버터(110)를 초기 기동시킨다. 또한, 도 3을 참조하면, 상기 제1 구동제어유닛(180)은 상기 제1 기동펄스 발생유닛(181)으로부터 상기 초기 기동을 위한 신호를 입력받아, 최초 기동시에는 상기 제1 동기신호 발생유닛(190)을 디스에이블시키고, 일정시간 경과 후의 정상상태에서는 상기 제1 동기신호 발생유닛(190)을 인에이블시킨다.

상기 제2 기동펄스 발생유닛(231)은 최초 기동시, 하나 내지 세 개의 펄스신호를 발생시켜 인버터(120)를 초기 기동시킨다. 또한, 도 3을 참조하면, 상기 제2 구동 제어유닛(230)은 상기 제2 기동펄스 발생유닛(231)으로부터 상기 초기 기동을 위한 신호를 입력받아, 초기 기동시에는 상기 제2 동기신호 발생유닛(240)을 디스에이블시키고, 일정시간 경과 후의 정상상태에서는 상기 제2 동기신호 발생유닛(240)을 인에이블시킨다.

상기 변환유닛(400)은 인덕터와 커패시터로 이루어진 직류필터로서, 제2 인버터(120)에서 출력되는 공진형의 펄스전압을 직류전압으로 필터링하여 마그네트론(140)의 애노드에 인가한다.

이와 같은 본 발명을 마그네트론의 필라멘트를 구동하는 동작부터 설명한다.

우선, 최초 사용자의 기동명령에 의해 전원이 제1,제2 인버터(110,120)에 공급되고 있고, 기설정된 제1,제2 펄스신호(마그네트론의 발광량에 맞게 미리 설정된 듀티비를 가짐)에 의해 상기 제1,제2 인버터(110,120)가 스위칭되어 마그네트론(140)을 구동시킨다.

이러한 상태에서, 제1 동기신호 발생유닛(190)은 상기 인버터(110)의 제1 스위치전압을 검출하고, 그 검출된 제1 스위치전압을 이용하여 제1 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 제1 동기신호 발생유닛(190)의 동작을 상세히 설명하면, 상기 제1 동기신호발생유닛(190)의 제1 스위치 전압 검출유닛(193)은 상기 제1 인버터(110)의 제1 스위치전압을 검출하여 제1 비교유닛(192)에 인가하고, 이에 따라 상기 제1 비교유닛(192)은 상기 제1 스위치 전압 검출유닛(193)에서 출력되는 상기 제1 스위치 전압을 기준전압(미리 설정됨)과 비교하고, 그 비교결과에 따른 제1 비교신호를 발생하며, 제1 지연유닛(191)은 상기 제1 비교유닛(192)에서 출력되는 상기 제1 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 제1 동기신호로 출력한다.

이때, 상기 제1 비교유닛(192)은, 상기 도 2와 같이, 상기 제1 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 제1 비교신호를 출력하고, 상기 제1 지연시간은 상기 제1 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점부터 상기 제1 인버터(110)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

한편, 상기 제1 입력전압 검출유닛(160)은 상기 제1 인버터(110)에 인가되는 입력전압을 검출하여 제3 비교유닛(170)에 인가하고, 상기 제1 입력전류 검출유닛(150)은 상기 제1 인버터(110)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하여 상기 제3 비교유닛(170)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제3 비교유닛(170)은 상기 입력전압과 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 차이신호를 제1 구동제어유닛(180)에 인가하고, 이에 따라, 상기 제1 구동제어유닛(180)은 상기 차이신호에 따라 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 상기 제1 동기신호 발생유닛(20)에서 출력된 제1 동기신호에 동기하여 출력한다.

이에 따라, 상기 인버터(110)는 상기 제1 펄스신호에 의해 스위칭되어 그에 따른 구동전류로 상기 마그네트론(140)의 필라멘트에 인가하고, 이때, 상기 제1 인버터(110)는 고압 트랜스가 구비되어 소정 권선비에 해당되는 전류를 상기 마그네트론(140)의 필라멘트에 인가한다.

이때, 제1 기동펄스 발생유닛(181)은 최초 기동시, 하나 내지 세 개의 펄스신호를 발생시켜 인버터(110)를 초기 기동시킨다.

여기서, 상기 마그네트론의 발진하기 위한 동작을 설명한다.

이때 상기 마그네트론(140)의 필라멘트가 동작 된 후, 상기 마그네트론(140)이 발진되도록 일정 지연시간(약5초)을 두고 동작된다.

우선, 제2 동기신호 발생유닛(240)은 상기 제2 인버터(240)의 제2 스위치전압을 검출하고, 그 검출된 제2 스위치전압을 이용하여 제2 동기신호를 발생한다.

여기서, 상기 제2 동기신호 발생유닛(240)의 동작을 상세히 설명하면, 상기 제2 동기신호발생유닛(240)의 제2 스위치 전압 검출유닛(241)은 상기 제2 인버터(120)의 제2 스위치전압을 검출하여 제2 비교유닛(242)에 인가하고, 이에 따라 상기 제2 비교유닛(242)은 상기 제2 스위치 전압 검출유닛(241)에서 출력되는 상기 제2 스위치 전압을 기준전압(미리 설정됨)과 비교하고, 그 비교결과에 따른 제2 비교신호를 발생하며, 제2 지연유닛(243)은 상기 제2 비교유닛(242)에서 출력되는 상기 제2 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 제2 동기신호로 출력한다.

이때, 상기 제2 비교유닛(242)은, 상기 도 2와 같이, 상기 제2 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 하이’인 제2 비교신호를 출력하고, 상기 제2 지연시간은 상기 제2 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점부터 상기 제2 인버터(120)의 스위치가 온되는 시점까지의 시간이다.

한편, 상기 제2 입력전압 검출유닛(210)은 상기 제2 인버터(120)에 인가되는 입력전압을 검출하여 제4 비교유닛(220)에 인가하고, 상기 제2 입력전류 검출유닛(200)은 상기 제2 인버터(120)에 흐르는 입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하여 상기 제4 비교유닛(220)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제4 비교유닛(220)은 상기 입력전압과 직류전압을 비교하고 그 비교결과에 근거한 제2 차이신호를 제2 구동제어유닛(230)에 인가한다.

이때, 상기 출력전압 검출유닛(300)은 상기 마그네트론(140)의 애노드에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기준전압과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 상기 제2 구동제어유닛(230)에 인가한다.

이때, 상기 출력전압 검출유닛(300)은 검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고, 검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 구동제어유닛(230)은 상기 제2 차이신호 및 정전압 제어신 호에 따라 듀티비가 가변된 제2 펄스신호를 상기 동기신호 발생유닛(240)에서 출력된 동기신호에 동기하여 출력한다.

이에 의해, 상기 인버터(120)는 상기 제2 펄스신호에 의해 스위칭되어 그에 따른 구동전류를 상기 마그네트론 구동유닛(130)에 인가하고, 이때, 상기 인버터(120)는 고압 트랜스가 구비되어 소정 권선비에 해당되는 전류를 상기 마그네트론 구동유닛(130)에 인가한다.

이에 따라, 상기 마그네트론 구동유닛(130)은 일정한 전압을 마그네트론(140)에 인가한다.

이때, 상기 마그네트론 구동유닛(130) 후단에는, 본 발명에 따라 변환유닛(400)이 구비되어, 그 마그네트론 구동유닛(130)에서 공진되는 펄스형태의 전압을 직류전압으로 변환하여 그에 따른 정전압을 상기 마그네트론(140)에 인가한다.

이때, 상기 변환유닛(40)은 직류필터를 사용하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 마그네트론(140)은 상기 정전압에 의해 구동된다.

여기서, 상기 제1,제2 인버터(110),(120)는 Class E급 공진형 인버터를 사용한다.

즉, 본 발명은 마그네트론에 인가되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 마그네트론을 구동하는 인버터의 스위칭을 제어함과 아울러, 그 마그네트론에 인가되는 전압을 필터를 통해 필터링하여 안정된 직류전압과 전류를 공급하도록 한 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발 명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 마그네트론에 인가되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 마그네트론을 구동하는 인버터의 스위칭을 제어함과 아울러, 그 마그네트론에 인가되는 전압을 필터를 통해 필터링하여 안정된 직류전압과 전류를 공급함으로써, 마그네트론의 동작 특성을 향상시킴과 아울러 광량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (24)

1. 마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기분전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 정전압 제어신호를 출력하는 출력전압 검출유닛과;

   상기 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 출력하는 구동 제어유닛과;

   상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압을 변환하고 그 변환된 직류전압을 상기 마그네트론에 인가하는 변환유닛을 포함하는 운전제어장치.
2. 제1 항에 있어서,

   인버터의 스위치 전압을 검출하고, 그 검출된 스위치 전압을 이용하여 동기신호를 발생하는 동기신호 발생유닛을 더 포함하는 운전제어장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 동기신호 발생유닛은,

   인버터의 스위치전압을 검출하는 스위치 전압 검출유닛과;

   상기 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 발생하는 비교유닛과;

   상기 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 동기신호로 출력하는 지연유닛을 포함하는 운전제어장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 비교유닛은,

   상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 ‘하이’인 비교신호를 출력하는 운전제어장치.
5. 제3 항에 있어서, 상기 지연시간은,

   상기 스위치 전압이 기준전압부터 작은 시점부터, 그 다음 스위치가 온되는 시점까지의 시간인 운전제어장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 구동 제어유닛은,

   최초 기동시, 하나 내지 세개의 펄스폭 변조신호를 발생시켜 인버터를 초기 기동시키는 기동펄스 발생유닛을 포함하는 운전제어장치.
7. 제1 항에 있어서, 상기 변환유닛은,

   인덕터와 커패시터로 이루어진 직류필터인 운전제어장치.
8. 제1 항에 있어서, 상기 출력전압 검출유닛은,

   검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고,

   검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하는 운전제어장치.
9. 마그네트론의 필라멘트를 구동하는 제1 인버터와 마그네트론의 애노드를 각기 구동하는 제2 인버터를 구비한 운전제어장치에 있어서,

   상기 제1,제2 인버터의 제1,제2 스위치 전압을 각기 검출하고, 그 검출된 제1,제2 스위치 전압을 이용하여 제1,제2 동기신호를 각각 발생하는 제1,제2 동기신호 발생유닛과;

   상기 제1,제2 인버터에 입력되는 제1,제2 입력전압을 각기 검출하는 제1,제2 입력전압류 검출유닛과;

   상기 제1,제2 인버터에 인가되는 제1,제2 입력전류를 각기 검출하여, 그 각기 검출된 제1,제2 입력전류에 상응하는 제1,제2 직류전압으로 변환하여 출력하는 제1,제2 입력전류 검출유닛과;

   상기 제1,제2 입력전압과 제1,제2 직류전압을 각기 비교하고 그 비교결과에 근거한 제1,제2 차이신호를 각각 출력하는 제1,제2 비교유닛과;

   마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 기분전압과 비교하여 그 비교결과에 따른 정전압 제어신호를 출력하는 출력전압 검출유닛과;

   상기 제1 차이신호에 따라 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 상기 제1 동기신호에 동기하여 각각 출력하는 제1 구동 제어유닛과;

   상기 제2 차이신호 및 상기 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 제2 펄스신호를 상기 제2 동기신호에 동기하여 출력하는 제2 구동 제어유닛과;

   상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압을 변환하고 그 변환된 직류전압을 상기 마그네트론에 인가하는 변환유닛을 포함하는 운전제어장치.
10. 제9 항에 있어서, 상기 변환유닛은,

    인덕터와 커패시터로 이루어진 직류필터인 운전제어장치.
11. 제9 항에 있어서, 상기 출력전압 검출유닛은,

    검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하고,

    검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하는 운전제어장치.
12. 제9 항에 있어서, 상기 제1,제2 동기신호 발생유닛은,

    인버터의 스위치전압을 검출하는 스위치 전압 검출유닛과;

    상기 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 발생하는 비교유닛과;

    상기 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 동기신호로 출력하는 지연유닛을 각각 포함하는 운전제어장치.
13. 제12 항에 있어서, 상기 비교유닛은,

    상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 ‘하이’인 비교신호를 출력 하는 운전제어장치.
14. 제12 항에 있어서, 상기 지연시간은,

    상기 스위치 전압이 기준전압부터 작은 시점부터, 그 다음 스위치가 온되는 시점까지의 시간인 운전제어장치.
15. 제9 항에 있어서, 상기 제1,제2 구동제어유닛은,

    최초 기동시, 하나 내지 세개의 펄스폭 변조신호를 발생시켜 인버터를 초기 기동시키는 기동펄스 발생유닛을 각각 포함하는 운전제어장치.
16. 제9 항에 있어서, 상기 제1,제2 구동제어유닛은

    최초 기동시, 상기 제1,제2 동기신호 발생유닛을 각기 디스에이블시키고, 일정시간이 지나 정상상태가 되면 상기 제1,제2 동기신호 발생유닛을 각각 인에이블시키는 운전제어장치.
17. 인버터의 스위치 전압을 검출하고, 그 검출된 스위치 전압을 이용하여 동기신호를 발생하는 과정과;

    입력전압을 검출하는 과정과;

    입력전류를 검출하여, 그 검출된 입력전류에 상응하는 직류전압으로 변환하는 과정과;

    상기 입력전압과 직류전압을 비교하고, 그 비교결과에 근거한 차이신호를 발생하는 과정과;

    마그네트론에 인가되는 전압을 검출하고 그 검출된 전압을 기준전압과 비교하여 그에 따른 정전압 제어신호를 발생하는 과정과;

    상기 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 상기 동기신호에 동기하여 출력하는 과정과;

    상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압으로 변환하고, 그 변환된 직류전압을 마그네트론의 애노드에 인가하는 과정을 포함하는 운전제어방법.
18. 제17 항에 있어서, 상기 동기신호를 발생하는 과정은,

    인버터의 스위치전압을 검출하는 단계와;

    상기 스위치 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따른 비교신호를 발생하는 단계와;

    상기 비교신호를 일정 지연시간 동안 지연시켜 동기신호로 출력하는 단계를 포함하는 운전제어방법.
19. 제18 항에 있어서, 상기 비교신호를 발생하는 단계는,

    상기 스위치 전압이 기준전압보다 작은 시점에 ‘하이’인 비교신호를 출력하는 단계를 포함하는 운전제어방법.
20. 제17 항에 있어서,

    최초 기동시, 하나 내지 세개의 펄스폭 변조신호를 발생시켜 인버터를 초기 기동시키는 과정을 더 포함하는 운전제어방법.
21. 제 18항에 있어서, 상기 마그네트론의 애노드에 인가하는 과정은,

    마그네트론에 인가되는 펄스형태의 전압을, 직류전압을 필터링하는 단계를 포함하는 운전제어방법
22. 제 17항에 있어서, 상기 정전압 제어신호를 발생하는 과정은,

    검출된 전압이 기준전압보다 작으면 듀티비를 증가시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하는 단계와;

    상기 검출된 전압이 기준전압보다 크면 듀티비를 감소시키기 위한 정전압 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 운전제어방법.
23. 마그네트론의 필라멘트를 구동하는 제1 인버터와 마그네트론의 애노드를 각기 구동하는 제2 인버터를 구비한 운전제어장치의 제어방법에 있어서,

    상기 제1,제2 인버터에 입력되는 제1,제2 입력전압을 각각 검출하는 과정과;

    상기 제1,제2 인버터에 흐르는 제1,제2 입력전류를 각각 검출하여, 그 검출된 제1,제2 입력전류에 상응하는 제1,제2 직류전압으로 변환하는 과정과;

    상기 제1,제2 입력전압과 제1,제2 직류전압을 각각 비교하고, 그 비교결과에 근거한 제1,제2 차이신호를 발생하는 과정과;

    상기 제1 차이신호에 따라, 듀티비가 가변된 제1 펄스신호를 출력하는 과정과;

    상기 제2 차이신호 및 정전압 제어신호에 따라 듀티비가 가변된 펄스신호를 출력하는 과정과;

    상기 마그네트론에 인가되는 전압을 직류전압으로 변환하고, 그 변환된 직류전압을 마그네트론의 애노드에 인가하는 과정을 포함하는 운전제어방법.
24. 제23 항에 있어서,

    최초 기동시, 하나 내지 세개의 펄스폭 변조신호를 발생시켜 제1,제2 인버터를 각각 초기 기동시키는 과정을 더 포함하는 운전제어방법.

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