KR101588839B1 - 마이크로웨이브를 이용한 조리기기 - Google Patents

마이크로웨이브를 이용한 조리기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는, 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부와, 출력되는 마이크로웨이브의 파워와 기준 파워를 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 캐비티 내부에 균일한 파워를 출력할 수 있다.
조리기기, 마이크로웨이브, 파워, 기준

Description

마이크로웨이브를 이용한 조리기기{A cooking apparatus using microwave}
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캐비티 내부에 균일한 파워를 출력할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 음식물을 수납하여 밀폐한 후, 동작 버튼을 누르게 되면 고압발생기에 전압이 인가되고 고압발생기에 인가된 상용전압은 승압되어 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론에 전원이 인가되고 마그네트론에 의해 발생된 마이크로웨이브는 도파관 등을 통해 캐비티로 전달된다.
이때, 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 마그네트론에서 발생되는 마이크로웨이브를 음식물에 조사하여 음식물을 구성하고 있는 분자들을 1초에 24억 5천만번 진동시킴으로써 발생되는 마찰열로 음식물을 가열하는 것이다.
이러한 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는 온도 제어가 용이하고, 요리 시간의 절약, 조작의 편의성 등 다양한 이점으로 인하여 일반가정에 많이 보급되어 있는 실정이다.
그런데, 마이크로웨이브를 이용하여 음식물을 조리하는 경우 음식물의 표면 편차 등에 의해 균일하게 가열되지 않고 음식물에 부분적으로 온도 차이가 발생하는 문제점이 있다. 또한 조리기기 내에 수납되는 음식물의 종류에 따라서도 조리시의 온도 편차가 달라지는 문제점이 있다.
본 발명은 캐비티 내부에 균일한 파워를 출력할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기는, 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부와, 출력되는 마이크로웨이브의 파워와 기준 파워를 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 출력되는 마이크로웨이브의 파워와 기준 파워를 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어함으로써, 캐비티 내부에 균일한 파워를 출력할 수 있게 된다.
특히, 복수의 마이크로웨이브의 파워 각각을 모두 균일하게 출력할 수 있게 된다.
한편, 캐비티 내부에 복수의 마이크로웨이브를 조사하여 각각에 대해 가열 효율을 산출하여 가열효율에 따라, 가열 구간에서의 각 마이크로웨이브의 출력기간을 가변함으로써, 캐비티 내부의 가열 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 부분 사시도이고, 도 2는 도 1의 조리기기의 단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기(100)는, 본체(102)의 전면부에 조리창(104)이 부착된 도어(106)가 개폐 가능하게 결합되고, 본체(102)의 전면 일측부에는 조작패널(108)이 결합된다.,
도어(106)는, 캐비티(134)를 개폐하며, 도면에서는 도시하지 않았지만, 도어(106) 내부에는, 마이크로웨이브의 차폐를 위한 필터부(미도시)가 구비될 수 있다.
조작패널(108)은, 조리기기의 운전을 조작하는 조작부(107)와, 조리기기의 동작 등을 표시하는 표시부(105)를 포함한다.
본체(102)의 내부에는 가열 대상(140), 예를 들어 음식물이 수용되어 마이크로웨이브(microwave)에 의해 조리가 이루어질 수 있도록 소정 크기의 수용공간을 가지는 캐비티(134)가 구비된다.
그리고, 캐비티(134)의 외측면에는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 생성부(110)가 설치되고, 마이크로웨이브 생성부(110)의 출력부측에는 마이크로웨이브 생성부(110)에서 발생되는 마이크로웨이브를 캐비티(134)의 내측으로 안내하기 위한 마이크로웨이브 전송부(112)가 배치된다.
마이크로웨이브 생성부(110)는, 마그네트론(magnetron)을 구비하거나, 반도체를 이용한 고체 전력 증폭기(Solid State Power Amplifier; SSPA)를 구비할 수 있다. 고체 전력 증폭기(SSPA)는 마그네트론 보다 공간을 적게 차지하는 장점이 있다.
한편, 고체 전력 증폭기(SSPA)는, 증폭을 위해 수동 소자(커패시터와 인덕터 등) 및 능동 소자(트랜지스터 등)를 별도를 구비하는 하이브리드 고주파 집적회로(Hybrid Microwave Integrated Circuits;HMIC), 또는 수동 소자 및 능동 소자가 하나의 기판으로 구현된 단일 고주파 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuits;MMIC)로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로웨이브 생성부(110)는 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 것이 가능하다. 이러한 마이크로웨이브의 주파수 범위는 대략 900MHz ~ 2500Hz 부근일 수 있다. 특히, 915MHz 를 중심으로 소정 범위 내이거나 2450MHz 를 중심으로 소정 범위 내일 수 있다. 마이크로웨이브 생성부(110)에 대한 상세한 설명은 이하의 도 3을 참조하여 후술한다.
마이크로웨이브 전송부(112)는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 생성되어 출력된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전송한다. 이러한 마이크로웨이브 전송부(112)는, 도파관(waveguide), 또는 동축 선로를 구비할 수 있다. 생성된 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 송출하기 위해, 도면과 같이, 피더(142)가 연결될 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 전송부(112)는, 도면과 같이 캐비티(134) 내로 개구부(145)를 가지고 개구된 형태로 구현이 가능하나, 이에 한정되지 않고, 단부에 안테나(antenna)가 결합되는 것도 가능하다. 개구부(145)는 슬롯 형태 등 다양한 형 태로 형성될 수 있다. 개구부(145) 또는 안테나를 통해, 마이크로웨이브는 캐비티(134)로 방출되게 된다.
한편, 도면에서는 개구부(145)가 캐비티(134) 상측에 하나 배치되는 것으로 도시하나, 개구부(145)가 캐비티(134)의 하측, 또는 측부에 배치되는 것도 가능하며, 또한 복수의 개구부가 배치되는 것도 가능하다. 개구부(145) 대신에 안테나를 통해 결합되는 경우도 마찬가지이다.
마이크로웨이브 생성부(110)의 하측에는, 마이크로웨이브 생성부(110)에 전원을 공급하는 전원 공급부(114)가 구비된다.
전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 고압 트랜스를 구비하거나, 또는 하나 이상의 스위치 소자가 스위칭 동작을 수행하여 생성한 약 3500V이상의 고출력 전압을 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하는 인버터를 구비할 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 생성부(110)의 주변에는 마이크로웨이브 생성부(110)를 냉각하기 위한 냉각팬(미도시)이 설치될 수 있다.
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 캐비티(134) 내부에는 가열 대상(140)을 회전시키기 위한 턴테이블(미도시)이 설치될 수 있으며, 또한, 캐비티(134) 내부에는, 마이크로웨이브의 분산을 위한 스터러팬(stirrer fan)(미도시)이 생성될 수 있으며, 스터러팬(미도시)의 손상을 방지하기 위한 덮개(미도시)가 설치될 수도 있다. 이러한 스터러팬(미도시)은 상술한 안테나의 일종으로 볼 수 있다.
상술한 마이크로웨이브를 이용한 조리기기(100)는, 사용자가, 도어(106)를 열고, 가열 대상(140)을 캐비티(134) 내에 넣은 후, 도어(106)를 닫은 상태에서, 조작패널(108), 특히 조작부(107)를 조작하여 조리 선택 버튼(미도시)과 시작 버튼(미도시)을 누르면, 동작하게 된다.
즉, 조리기기(100) 내의 전원 공급부(114)는 입력된 교류 전원을 고압의 직류 전원으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 공급하고, 마이크로웨이브 생성부(110)는 해당하는 마이크로웨이브를 생성하여 출력하며, 마이크로웨이브 전송부(112)는 생성된 마이크로웨이브를 전송하여 캐비티(134)로 방출하게 된다. 이에 따라, 캐비티(134) 내부에 있는 가열 대상(140), 예를 들어, 조리물을 가열하게 된다. 조리기기(100)의 전반적인 동작은 제어부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 제어부(미도시)에 대한 설명은 이하의 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 1의 조리기기의 내부를 간략히 도시한 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는, 마이크로웨이브 생성부(110), 및 제어부(310)를 포함한다. 또한, 조리기기(100)는, 마이크로웨이브 전송부(112)를 더 포함할 수 있다.
마이크로웨이브 생성부(110)는, 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 및 증폭부(336)를 포함한다. 또한 마이크로웨이브 생성부(110)는, 방향성 결합부(338)를 더 포함할 수 있다.
주파수 발진부(332)는, 제어부(310)로부터의 주파수 제어 신호에 의해, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 출력하도록 발진한다. 주파수 발진부(322)는, 전압 제어 발진부(voltage controlled oscillator;VCO)를 구비할 수 있다. 주파수 제 어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 발진부(VCO)가 해당하는 주파수를 발진시게 된다. 예를 들어, 주파수 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 발진부(VCO)에서 발진되어 생성되는 주파수는 크게 된다.
레벨 조절부(334)는, 제어부(310)로부터의 파워 제어 신호에 의해, 해당하는 파워로 마이크로웨이브를 출력하도록 발진한다. 레벨 조절부(334)는, 전압 제어 감쇠부(voltage controlled attenuator;VCA)를 구비할 수 있다. 파워 제어 신호의 전압 레벨에 따라 전압 제어 감쇠부(VCA)는 해당하는 파워로 마이크로웨이브가 출력되도록 보정 동작을 수행한다. 예를 들어, 파워 제어 신호의 전압 레벨이 클수록, 전압 제어 감쇠부(VCA)에서 출력되는 신호의 파워 레벨은 커지게 된다.
증폭부(336)는, 주파수 발진부(332) 및 레벨 조절부(334)를 거쳐, 설정된 주파수 및 파워로 출력하도록 증폭 동작을 수행한다. 증폭부(336)는, 상술한 바와 같이, 반도체 소자를 사용한 고체 전력 증폭기(SSPA)를 구비할 수 있으며, 특히 단일 기판을 사용한 단일 고주파 집적회로(Monolithic Microwave Integrated Circuits;MMIC)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 증폭부(336)는, 제어부(310)에 의해 용이하게 제어될 수 있으며, 또한 그 크기가 작게 되어 소자의 집적화를 이룰 수 있게 된다.
방향성 결합부(directional coupler; DC)(338)는, 증폭부(336)에서 증폭되어 출력되는 마이크로웨이브를 마이크로웨이브 전송부(112)로 전달한다. 마이크로웨이브 전송부(112)에서 출력되는 마이크로웨이브는 캐비티(134)내의 대상을 가열하게 된다. 한편, 대상에서 흡수되지 못하고 반사되는 마이크로웨이브는 다시 마이크로 웨이브 전송부(112)를 통해 방향성 결합부(338)에 입력될 수 있다. 방향성 결합부(338)는 반사된 마이크로웨이브를 제어부(310)로 전달하게 된다.
한편, 마이크로웨이브 생성부(110)는, 방향성 결합부(338)에서 제어부(310) 사이에 배치되며, 반사된 마이크로웨이브를 제어 신호로 변환하는 DC 변환부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 여기서 DC 변환부(미도시)는 다이오드 소자로 구현이 가능하다.
한편, 마이크로웨이브 생성부(110)는, 증폭부(336)와 방향성 결합부(338) 사이에 배치되며, 증폭부(336)에서 증폭된 마이크로웨이브를 캐비티(134)로 전달하는 경우에는 마이크로웨이브를 통과시키고, 캐비티(134)로부터 반사되는 마이크로웨이브는 차단시키는 격리부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 격리부(미도시)는 아이솔레이터(Isolator)로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 마이크로웨이브 생성부(110) 내의 주파수 발진부(332), 레벨 조절부(334), 및 증폭부(336)를 비롯하여, 방향성 결합부(338) 등은 하나의 모듈(module)로서 구현되는 것도 가능하다. 즉, 하나의 기판 상에 모두 배치되어, 하나의 모듈로서 구현되는 것이 가능하다. 이러한 소자의 집적화에 의해, 마이크로웨이브 생성부(110)는 제어부(310)에 의해 용이하게 제어될 수 있게 된다.
제어부(310)는, 조리기기의 전반적인 동작을 제어한다. 조작부(107)를 통해, 조리기기의 동작 신호가 입력되면, 제어부(310)는, 마이크로웨이브 생성부(110)를 제어하여, 마이크로웨이브를 출력하도록 한다.
구체적으로, 제어부(310)는, 주파수 제어 신호를 출력하여, 주파수 발진 부(332)에서 해당하는 주파수를 발진하도록 제어한다.
한편, 제어부(310)는, 복수의 주파수를 갖는 마이크로웨이브를 출력하기 위해, 서로 다른 전압 레벨의 주파수 제어 신호를 출력하는 것이 가능하다. 이에 따라 주파수 발진부(332)는 입력되는 주파수 제어 신호의 전압 레벨에 따라 해당하는 주파수를 발진하게 된다. 한편, 이러한 복수의 주파수 제어 신호는 제어부(310)로부터 순차적으로 출력되는 것도 가능하다.
제어부(310)는, 파워 제어 신호를 출력하여, 레벨 조절부(334)에서 해당하는 파워 레벨을 출력하도록 제어한다.
한편, 제어부(310)는, 복수의 파워를 갖는 마이크로웨이브를 출력하기 위해, 서로 다른 전압 레벨의 파워 제어 신호를 출력하는 것이 가능하다. 이에 따라 레벨 조절부(334)는 입력되는 파워 제어 신호의 전압 레벨에 따라 해당하는 파워 레벨을 출력하게 된다. 한편, 이러한 복수의 파워 제어 신호는 제어부(310)로부터 순차적으로 출력되는 것도 가능하다.
또한, 제어부(310)는, 출력되는 마이크로웨이브의 파워와 기준 파워를 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 마이크로웨이브 생성부(110)가 복수의 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 경우, 제어부(310)는, 복수의 마이크로웨이브 파워와 기준 파워를 각각 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 출력되는 복수의 마이크로웨이브의 파워를 모두 일정하도록 제어할 수 있다. 이러한 동작에 대해서는 후술하는 도 4를 참조하여 설명한다.
한편, 제어부(310)는, 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브 중 대상에 흡수되지 않고 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 가열효율을 산출하는 가능하다.
Figure 112009037390038-pat00001
여기서, Pt는 캐비티(134) 내로 방출되는 마이크로웨이브의 파워(power)를 나타내며, Pt는 캐비티(134)에서 반사되는 마이크로웨이브의 파워를 나타내며, he는 마이크로웨이브의 가열효율을 나타낸다.
상술한 수학식 1에 따르면, 가열효율(he)은, 반사되는 마이크로웨이브의 파워가 클수록, 작아지게 된다.
한편, 캐비티(134) 내로 복수의 마이크로웨이브가 방출되는 경우, 제어부(310)는, 복수의 마이크로웨이브의 주파수 별로 가열효율(he)를 산출하게 된다. 이러한 가열효율 산출은, 전체 조리 구간 내의 스캔 구간과 가열 구간 중 스캔 구간에서 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 전체 조리 구간은, 스캔 구간 수행 이후에 가열 구간이 수행되는 것이 가능하며, 스캔 구간 수행하면서 가열 구간이 수행되는 것도 가능하다. 또한, 전체 조리 구간 중 반복하여 수행되는 것도 가능하다. 스캔 구간과 조리 구간에 대한 예는 도 6을 참조하여 후술한다.
즉, 제어부(310)는, 사용자가 설정한 조리 구간 중에, 복수의 마이크로웨이브를 캐비티(134) 내의 가열대상(140)에 순차적으로 방출하여 반사되는 마이크로웨이브를 통해 주파수 별로 가열효율(he)을 산출할 수 있다.
그 후, 제어부(310)는, 산출된 가열효율(he)에 따라 실제 조리 구간은 가열 구간 내에서, 각 주파수 별 마이크로웨이브의 출력 기간을 조절하게 된다. 즉, 가열효율(he)이 높을수록, 해당하는 출력 기간은 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐비티(134) 내의 가열대상(140)에, 주파수 별로, 균일하게 마이크로웨이브를 흡수시킬 수 있게 되어, 가열대상(140)을 균일하게 가열할 수 있게 된다. 이에 대해서는 도 7및 도 8을 참조하여 후술한다.
한편, 제어부(310)는, 주파수 별로 산출된 가열효율(he)이 설정치 이상인 경우에만, 해당하는 주파수의 마이크로웨이브를 가열 구간에 방출하도록 제어할 수 있다. 즉, 가열효율(he)이 현저히 낮은 주파수의 마이크로웨이브는 실제 가열 구간에서 제외시킴으로써, 효율적으로 가열대상(140)을 균일하게 가열할 수 있게 된다.
한편, 상술한 복수의 마이크로웨이브의 방출은, 시간에 따라 순차적으로 수행될 수 있다.
한편, 제어부(310)는, 표시부(105)를 통해, 조리기기의 동작 상태를 표시하도록 제어하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전체 조리 구간 중, 현재 스캔 구간인 경우, 이를 표시부(105)를 통해 표시하는 것이 가능하며, 또한 실제 가열 구간인 경우, 이를 표시하는 것도 가능하다. 그 외, 전체 조리 구간의 남은 시간 등을 표시하는 등 다양한 형태의 표시 기능을 수행할 수 있다.
전원 공급부(114)는, 조리기기(100)에 입력되는 전원을 고압으로 승압하여 마이크로웨이브 생성부(110)에 출력한다. 전원 공급부(114)는, 고압 트랜스 또는 인버터로 구현이 가능하다. 한편, 전원 공급부(114)는 제어부(미도시)의 제어 동작을 위한 수 V 정도의 제어 전원을 생성하여 공급하는 것도 가능하다.
한편, 상술한 제어부(310)과 마이크로웨이브 생성부(110)는 하나의 모듈로서 구현되는 것도 가능하다. 즉, 하나의 기판 상에 제어부(310)와 마이크로웨이브 생성부(110)를 집적화하여 구현이 가능하다.
도 4는 도 3의 제어부 내부를 도시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 제어부(310)는 마이크로웨이브 생성부(110)에서 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어하기 위해 비례 적분 제어기(PI 제어기)(450)를 포함한다.
마이크로웨이브 생성부(110)는 상술한 바와 같이, 제어부(310)으로부터의 주파수 제어 신호(Sf)와 레벨 제어 신호(Sp)를 입력받아, 주파수 발진부(332)에서 주파수 제어 신호(Sf)에 따라 해당하는 주파수를 발진하고, 레벨 제어 신호(Sp)를 입력받아, 레벨 조절부(334)에서 해당하는 레벨로 출력되도록 하여, 증폭부(336)에서 발진된 주파수 및 설정된 파워 레벨의 마이크로웨이브를 출력하게 된다.
통상, 출력되는 마이크로웨이브의 파워(Pt)는 피드백 없이 개루프 제어(open loop control)를 하므로, 제어부(310)에서 설정된 파워로 출력되지 않게 된다.
이에 따라, 설정된 파워 레벨을 초과하는 마이크로웨이브가 캐비티(134)로 출력되는 경우, 반사되는 마이크로웨이브의 파워가 허용 범위를 초과할 수 있게되 며, 결국 회로 소자, 예를 들어 DC 변환부(다이오드 소자 등)의 파손 가능성이 높아지게 된다. 또한, 산출되는 가열 효율의 정확도도 낮아지게 된다.
이에 본 발명의 실시예에서는, 출력되는 마이크로웨이브의 파워(Pt)가 균일하도록 제어한다.
한편, 제어부(310)는 기준 파워(Pref)를 저장하는 저장부(미도시)를 포함하는 것도 가능하다.
이에 따라, 제어부(310)는, 출력되는 마이크로웨이브의 파워(Pt)와 기준 파워(Pref)를 비교하여, 그 차이신호(Sd)를 산출하고, 산출된 차이신호(Sd)에 기초하여 비례 적분 제어를 수행한다.
여기서, 비례 적분 제어기(450)는 차이신호(Sd)의 오차가 0이 되도록 제어한다. 비례 적분 제어가 수행된 비례 적분 제어 신호는(Sc)는 레벨 조절부(334)에 출력되게 된다.
레벨 조절부(334)는, 비례 적분 제어 신호(Sc)와 레벨 제어 신호(Sp)를 입력받아, 일정 레벨의 신호를 출력하게 된다. 결국, 증폭부(336)는 일정한 파워의 마이크로웨이브를 출력하게 된다.
이와 같이, 출력되는 마이크로웨이브의 파워(Pt)를 피드백하는 폐루프 제어(close loop control)를 수행함으로써, 마이크로웨이브 생성부(110)는 일정한 파워의 마이크로웨이브를 출력하게 된다.
이러한 폐루프 제어는, 마이크로웨이브 생성부(110)에서 서로 다른 주파수의 복수의 마이크로웨이브를 출력하는 경우에도 적용이 가능하다. 이에 따라 마이크로 웨이브 생성부(110)는 모두 동일한 파워를 갖는 서로 다른 주파수의 복수의 마이크로웨이브를 출력하게 된다.
도 5는 복수의 마이크로웨이브가 모두 동일한 파워를 출력하는 것을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 상술한 바와 같이, 마이크로웨이브 생성부(110)가 서로 다른 주파수(f1,f2,f3,...f8)의 복수의 마이크로웨이브를 출력하는 경우, 상술한 폐루프 제어에 의해, 모두 동일한 파워(Pa)를 갖게된다.
도 6은 조리기기의 스캔 구간과 조리 구간을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기는 마이크로웨이브 생성부(110)에서 서로 다른 주파수의 복수의 마이크로웨이브를 출력하는 것이 가능하다.
이에 따라, 조리 구간은 서로 다른 주파수(f1,f2,f3,...f8)의 각 마이크로웨이브에 대한 가열효율을 산출하는 스캔 구간(Ts)과, 스캔 구간(Ts)에서 산출된 가열효율에 따라 캐비티 내의 가열 대상을 실제 가열하는 가열 구간(Tf)으로 나뉠 수 있다.
산출된 가열효율에 따라, 가열 구간(Th)동안, 서로 다른 주파수(f1,f2,f3,...f8)의 각 마이크로웨이브의 출력 기간 또는 출력 파워를 가변할 수 있다. 도면에서는 출력 기간은 일정한 것으로 도시하며, 이는 출력 파워가 가변되는 것을 의미한다. 출력 기간의 가변에 대해서는 후술하는 도 7 및 도 8을 참조한다.
도 7은 마이크로웨이브의 주파수별 가열효율을 보여주는 도면이고, 도 8은 도 7의 가열효율에 따라 마이크로웨이브의 주파수별 가열시간을 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 먼저 도 7은 서로 다른 주파수(f1,f2,f3,...f8)의 각 마이크로웨이브에 대한 가열효율을 보여준다. 이 때, 가열효율이 임계치(threshold) 이상인 f2,f5,f6,f7에 해당하는 마이크로웨이브만을 가열 구간에서 출력하는 것도 가능하다.
가열효율이 높은 순서는 f6->f7->f2=f5 이므로, 가열 구간 동안의 마이크로웨이브의 출력 기간이 긴 순서는 T2=T5->T7->T6로 설정되게 된다. 이에 따라, 캐비티 내의 가열 대상에 균일한 파워를 전달할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 조리기기의 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 조리기기의 단면도이다.
도 3은 도 1의 조리기기의 내부를 간략히 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 제어부 내부를 도시한 도면이다.
도 5는 복수의 마이크로웨이브가 모두 동일한 파워를 출력하는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 조리기기의 스캔 구간과 조리 구간을 보여주는 도면이다.
도 7은 마이크로웨이브의 주파수별 가열효율을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 가열효율에 따라 마이크로웨이브의 주파수별 가열시간을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>
110: 마이크로웨이브 생성부 112: 마이크로웨이브 전송부
114: 전원 공급부 134: 캐비티
310: 제어부 332: 주파수 발진부
334: 레벨 조절부 336: 증폭부
450: PI 제어기

Claims (10)

  1. 캐비티 내부의 대상을 가열하기 위한 마이크로웨이브를 생성하여 출력하는 마이크로웨이브 생성부; 및
    상기 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 피드백하는 폐루프 제어(close loop control)를 수행하여 상기 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 출력되는 마이크로웨이브의 파워와 기준 파워를 비교하고, 그 차이 신호에 기초한 비례 적분 제어를 수행하여, 상기 폐루프 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 웨이브 생성부는, 복수의 마이크로 웨이브를 생성하여 출력하며,
    상기 제어부는, 상기 출력되는 복수의 마이크로웨이브 파워와 상기 기준 파워를 각각 비교하고, 그 차이 신호에 기초하여, 상기 출력되는 복수의 마이크로웨이브의 파워를 모두 일정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부는,
    주파수를 발진하는 주파수 발진부와, 설정된 파워에 따라 상기 주파수 발진부에서 발진된 주파수 신호의 레벨을 조절하는 레벨 조절부와, 상기 레벨 조절된 신호를 증폭하는 증폭부를 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 비례 적분 제어기를 포함하며,
    상기 비례 적분 제어기는, 상기 차이 신호를 비례 적분 제어하고, 상기 비례 적분 제어 신호를 상기 레벨 조절부에 출력하여, 상기 출력되는 마이크로웨이브의 파워를 일정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력된 마이크로웨이브 중 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브에 기초하여, 상기 복수의 마이크로웨이브 각각에 대한 가열효율을 산출하 고, 상기 산출된 가열효율에 따라, 가열 구간 동안의, 각 마이크로웨이브에 대한 출력 기간을 설정하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 마이크로웨이브 중 제1 마이크로웨이브가 제2 마이크로웨이브 보다 가열 효율이 더 높은 경우, 상기 가열 구간 동안의, 상기 제1 마이크로웨이브의 출력 기간을 상기 제2 마이크로웨이브의 출력 기간 보다 더 짧게 설정하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부는,
    상기 복수의 마이크로웨이브를 순차적으로 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부에 의해 생성된 마이크로웨이브를 상기 캐비티 내부로 전송하는 마이크로웨이브 전송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 생성부는, 방향성 결합기를 더 포함하며,
    상기 방향성 결합기는 상기 캐비티 내로 상기 생성된 마이크로웨이브를 출력하고, 상기 캐비티 내부로부터 반사되는 마이크로웨이브를 상기 제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 조리기기.
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