KR101604754B1 - 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101604754B1
KR101604754B1 KR1020090075891A KR20090075891A KR101604754B1 KR 101604754 B1 KR101604754 B1 KR 101604754B1 KR 1020090075891 A KR1020090075891 A KR 1020090075891A KR 20090075891 A KR20090075891 A KR 20090075891A KR 101604754 B1 KR101604754 B1 KR 101604754B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inverter
voltage
unit
detecting
input current
Prior art date
Application number
KR1020090075891A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110018209A (ko
Inventor
유승희
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020090075891A priority Critical patent/KR101604754B1/ko
Publication of KR20110018209A publication Critical patent/KR20110018209A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101604754B1 publication Critical patent/KR101604754B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Induction Heating Cooking Devices (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법은 인버터 입력 라인에 고주파 전류 검출 유닛을 설치하고, 상기 고주파 전류 검출 유닛을 통해 검출된 고주파 전류를 이용하여 정출력 제어를 수행하며, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 회로와 입력 전류 검출 회로의 수를 줄일 수 있고, 인버터 스위치 전류를 직접 검출하여 장치의 이상 동작을 판단할 수 있다.
유도 가열, 정출력, 고주파 변류기

Description

유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법{INDUCTION HEATING COOKER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 인버터 입력 라인으로부터 검출된 고주파 전류를 이용하여 정출력 제어를 수행할 수 있는 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
유도 가열 조리 장치는 금속재의 조리 용기에 교류 자계를 가하여 용기에서 생기는 와류 손과 히스테리시스 손에 의해 발생하는 열을 이용하여 음식물을 조리하는 장치이다. 이러한 유도 가열 조리 장치는 고효율을 내는 장점이 있다.
유도 가열 조리 장치는 부하변동 및 입력 전압 변동에 대해 일정한 전력을 출력하는 정출력 제어를 수행하여야 하고, 이러한 정출력 제어를 수행하기 위한 회로를 구비한다. 유도 가열 조리 장치는 부하에 따라 전류의 변동을 최소화하는 정출력 제어를 수행하기 위해서 상용 교류 전원의 입력 라인에 저주파 입력 전류 검출 회로를 설치하여 부하, 즉 용기에 따른 입력 전류 변화를 감지하여 입력 전압과 비교하고, 비교 결과에 따라 정출력을 위한 제어 신호를 출력하여 인버터를 구동한다.
한편, 유도 가열 조리 장치는 다양한 용기를 가열하는 장치이므로, 인버터의 스위칭 소자에 흐르는 고주파 전류의 크기가 서로 상이하다. 유도 가열 조리 장치는 고주파 전류를 검출할 수 있는 고주파 전류 검출 회로를 인버터 내 고주파 대전류가 흐르는 유도 가열 코일 라인에 설치하여 고주파 전류를 검출하여 이상 동작으로부터 장치의 소손을 방지한다.
그러나, 종래 기술에 따른 유도 가열 조리 장치는, 유도 가열 코일 라인에 고주파 전류 검출 회로를 설치하더라도 용기의 종류에 따라 고주파 전류의 파형은 서로 상이하므로, 정출력 제어를 수행하기 위하여 고주파 전류 검출 회로와는 별도로 저주파 전류 검출 회로를 구비하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 유도 가열 조리 장치에 있어서, 각 버너에 대하여 저주파 전류 검출 회로와, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 인버터에 공급하는 정류 회로를 각각 구비하여야 하는 문제점이 있다.
이에 따라, 종래 기술에 따른 유도 가열 조리 장치는 장치의 구성이 복잡하고, 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인버터 입력 라인으로부터 고주파 전류를 검출하고, 검출된 고주파 전류를 통해 정출력 제어를 수행할 수 있는 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명은 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 회로와 입력 전류 검출 회로의 수를 줄인 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상용 교류 전원의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활유닛과, 유도 가열 코일 및 공진 커패시터를 구비하여 용기를 가열하는 버너와, 상기 평활유닛의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 버너에 구동 전압을 인가하는 인버터 유닛과, 상기 상용 교류 전원과 상기 컨버터의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛과, 상기 평활유닛과 상기 인버터 유닛의 사이에 연결되고, 상기 인버터 유닛에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛과, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 상기 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 유도 가열 코일 및 공진 커패시터로 구성된 공진 회로를 각각 구비하여 용기를 가열하는 복수의 버너와, 상용 교류 전원의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 복수의 평활유닛과, 상기 평활유닛의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 복수의 버너에 구동 전압을 각각 인가하는 복수의 인버터 유닛과, 상기 상용 교류 전원과 상기 컨버터의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛과, 상기 복수의 평활유닛과 상기 복수의 인버터 유닛의 사이에 연결되고, 내부코일의 자장 변화에 따라 변하는 인버터 입력 전압을 통해 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛과, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 상기 복수의 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법은, 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 단계와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 단계와, 상기 평활화된 직류 전압을 버너를 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하는 단계와, 상기 상용 교류 전원의 입력 전압을 검출하는 단계와, 인버터에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 단계와, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 인버터 구동 신호를 출력하는 단계를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 구동 단계는, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 과정과, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하는 파형 형성 과정과, 상기 파형의 한 주기를 평균 하여 일정한 출력의 인버터 구동 신호를 발생하는 신호 발생 과정을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 구동 단계는, 상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 비교 과정과, 상기 비교 결과, 상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압 이상이면 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 신호 차단 과정을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법은 인버터 입력 라인에 고주파 전류 검출 유닛을 설치하고, 상기 고주파 전류 검출 유닛을 통해 검출된 고주파 전류를 이용하여 정출력 제어를 수행하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따라 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 회로와 입력 전류 검출 회로의 수를 줄임으로써, 장치의 복잡성 및 제조 비용을 줄이는 효과가 있다.
아울러 본 발명에 따라 인버터 스위치 전류를 직접 검출하여 장치의 이상 동작을 판단함으로써 인버터의 소손 방지를 용이하게 수행할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법을 설명한다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상용 교류 전원(100)의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터(200)와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활 유닛(300)과, 유도 가열 코일(L2) 및 공진 커패시터(C2)를 구비하여 용기를 가열하는 버너(500)와, 상기 평활유닛(300)의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 버너(500)에 구동 전압을 인가하는 인버터 유닛(400)과, 상기 상용 교류 전원과 상기 컨버터의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛(600)과, 상기 평활유닛(300)과 상기 인버터 유닛(400)의 사이에 연결되고, 상기 인버터 유닛에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛(700)과, 상기 입력 전압과 인버터 입력 전류를 근거로 상기 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛(800)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700)은, 내부코일을 구비하고, 상기 내부코일의 자장 변화에 따라 변하는 인버터 입력 전압을 통해 상기 인버터 입력 전류를 검출하는 고주파 변류기(Current Transformer)이다. 이때, 상기 제어 유닛(800)은, 도 2와 같이, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 유닛(810)을 포함한다. 상기 제어 유닛(800)은, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하고, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 상기 인버터 구동 신호를 생성한다.
상기 컨버터(200)는 상용 교류 전원(100)과 연결되고, 상기 상용 교류 전원(100)으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 변환 유닛으로서, 상기 컨버터(200)로는 일반적으로 Power Bridge Diode(PBD)를 사용한다. 이때의 직류 전압은 맥류의 파형을 가진다.
상기 평활유닛(300)은 상기 컨버터(200)로부터 출력된 맥류 파형의 직류 전 압의 고조파를 리액터(L1)를 통해 제거하고, 평활 커패시터(C1)을 통해 평활화한다. 이때의 평활 커패시터(C1)에 걸리는 전압을 DC-Link 전압이라 한다.
상기 인버터 유닛(400)은 고주파 반도체의 스위칭 소자를 포함한다. 상기 고주파 반도체 스위칭 소자는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT), 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Biploar Transistor; IGBT) 등의 고주파 반도체 소자 중 하나로 만들어질 수 있다. 여기서, 절연 게이트 양극성 트랜지스터는 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터를 게이트부에 짜 넣은 접합형 트랜지스터이다. 게이트-이미터간의 전압이 구동되어 입력 신호에 의해서 온/오프가 생기는 자기소호형이므로, 대전력의 고속 스위칭이 가능한 반도체 소자이다. 또한, 상기 인버터 유닛(400)은, 상기 고주파 반도체 스위칭 소자에 병렬로 연결된 역방향 다이오드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상기 인버터 입력 전압을 기 설정된 기준 전압과 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 차단 신호를 출력하는 차단유닛(820)을 더 포함하여 구성된다. 물론, 상기 차단유닛(820)은 도 2와 같이 상기 제어 유닛(800) 내에 구비될 수 있다.
상기 평활유닛(300)의 DC-Link 전압은 입력 전압과 선형적인 관계를 갖고, 상기 평활유닛(300)과 상기 인버터 유닛(400)의 상단 스위칭 소자의 컬렉터 사이에 흐르는 전류는 유도 가열 코일에 흐르는 전류와 같이 고주파이다. DC-Link 전압이 일정하므로 일정한 전력 제어를 위한 최소 전류 변동을 갖는 입력 전류와 같은 패턴의 전류를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700), 즉 고주파 변류기만을 이용하여 검출된 고주파 전류의 피크 값을 검출하여 정출력 제어를 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치는 피크 값 검출 유닛(810)을 통해 상기 고주파 전류의 피크 값을 검출하고, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하며, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 상기 인버터 구동 신호를 발생시켜 정출력 제어를 수행한다. 또한, 상기 차단유닛(820)은 고주파 전류를 이용하여 상기 인버터 유닛의 스위칭 소자에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 과전류 보호 회로가 된다. 즉, 상기 인버터 입력 전압을 기 설정된 기준 전압과 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 차단 신호를 출력하여 인버터 구동 신호를 차단한다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 유도 가열 코일 및 공진 커패시터로 구성된 공진 회로를 각각 구비하여 용기를 가열하는 복수의 버너(500A, 500B)와, 상용 교류 전원(100)의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터(200)와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 복수의 평활유닛(300)과, 상기 평활유닛(300)의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 복수의 버너(500A, 500B)에 구동 전압을 각각 인가하는 복수의 인버터 유닛(400A, 400B)과, 상기 상용 교류 전원(100)과 상기 컨버터(200)의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛(600) 과, 상기 복수의 평활유닛(300)과 상기 복수의 인버터 유닛(400A, 400B)의 사이에 연결되고, 내부코일의 자장 변화에 따라 변하는 인버터 입력 전압을 통해 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛(700A, 700B)과, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 상기 복수의 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛(800)을 포함하여 구성된다. 도 2를 참조하면, 상기 제어 유닛(800)은, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 유닛(810)을 포함하고, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하고, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 상기 인버터 구동 신호를 생성한다.
본 발명의 다른 예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상기 인버터 입력 전압을 기 설정된 기준 전압과 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 차단유닛(820)을 포함하여 구성된다. 물론, 상기 차단유닛(820)은 도 2와 같이 상기 제어 유닛(800) 내에 구비될 수 있다. 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치와 중복되는 구성요소의 설명은 그에 갈음하고, 이하 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 동작을 도 3에서 하단의 버너(500B)를 동작하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 하나의 컨버터(200), 즉 Power Bridge Diode를 이용하여 각 버너의 구동 인버터 유닛에 동일한 접지를 구성한다. 상용 교류 전원(100)으로부터 상기 컨버터(200)를 통해 변환된 전압은 평활 유닛에 DC-Link 전압으로 충전된다. 하단 버너(500B)를 구동하는 인버터 유닛(400B)의 상단 스위칭 소자(SW3)의 온/오프 구동에 따라 상기 평활유닛(300B)의 평활 커패시터(C1B)로부터 하단 버너(500B)에 고주파의 전류가 흐르게 된다. 이때, 상기 평활유닛(300B) 커패시터와 상단 스위칭 소자(SW3)의 컬렉터(Collector) 사이에는 유도 가열 코일(L2B)에 흐르는 전류와 같이 고주파의 전류가 흐르게 된다.
또한, 상기 평활유닛(300B)의 커패시터(C1B)에 충전되는 DC-Link 전압은 상용 교류 전원(100)으로부터 상기 컨버터(200)를 통해 충전되는 전압이다. 따라서, 상기 상용 교류 전원(100)의 전압 변동에 따라 선형적인 관계를 가지고, 상기 상용 교류 전원(100)의 전압이 일정한 경우에 DC-Link 전압도 역시 일정하게 된다. 따라서, 상기 평활유닛(300B)의 커패시터(C1B)에서 상단 스위치(SW3)의 컬렉터 사이에 흐르는 전류는 버너(500B)에 놓인 부하, 즉 용기에 관계없이 정출력이 된다.
다시 말하면, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B), 즉 고주파 변류기를 상기 평활유닛(300B)과, 상기 인버터 유닛(400B)의 스위칭 소자(SW3, SW4)의 컬렉터 사이에 연결하고, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B)을 통해 스위칭 소자의 전류를 검출한다. 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B)을 통해 검출된 전류에 대응하는 전압 값을 상기 피크 값 검출 유닛(810)을 통해 피크 값의 파형을 형성하고, 형성된 파형을 소정의 수학적 연산, 예를 들어 한 주기 동안 평균하여 인버터 구동 신호를 발생한다. 이때 상기 인버터 구동 신호는 상기 인버터 유닛(400B)을 정출력 제어할 수 있는 전류 정보를 포함한다.
한편, 상기 평활유닛(300B)과 상단 스위칭 소자(SW3)의 컬렉터 사이에 흐르 는 전류는 상기 스위칭 소자(SW3)에 직접 흐르는 전류이다. 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B)를 통해 검출된 전류에 대응하는 전압 값을 상기 차단유닛(820)에 인가하고, 상기 차단유닛(820)은 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 차단 신호를 생성한다. 즉, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B)를 통해 검출된 전압 값이 상기 기준 전압 이상이면 과전류가 발생된 것으로 판단하고, 상기 인버터 유닛(400B)의 소손을 방지하기 위해 상기 인버터 구동 신호의 발생을 차단한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법은, 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 변환 단계(S100)와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활 단계(S110)와, 상기 평활화된 직류 전압을 버너를 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하는 제2 변환 단계(S120)와, 상기 상용 교류 전원의 입력 전압을 검출하는 전압 검출 단계(S130)와, 인버터에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 전류 검출 단계(S140)와, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 인버터 구동 신호를 출력하는 구동 단계(S150)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 3을 참조한다.
이때, 상기 구동 단계(S150)는, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 과정(S151)과, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하는 파형 형성 과정(S152)과, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 인버터 구동 신호를 발생하는 신호 발생 과정(S153)을 포함하여 구성된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제 어 방법은, 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 변환 단계(S200)와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활 단계(S210)와, 상기 평활화된 직류 전압을 버너를 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하는 제2 변환 단계(S220)와, 상기 상용 교류 전원의 입력 전압을 검출하는 전압 검출 단계(S230)와, 인버터에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 전류 검출 단계(S240)와, 상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 인버터 구동 신호를 출력하는 구동 단계(S250)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 구동 단계(S250)는, 상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 비교 과정(S251)과, 상기 비교 결과, 상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압 이상이면 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 신호 차단 과정(S252)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 구동 단계(S250)는, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 과정(S253)과, 상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하는 파형 형성 과정(S254)과, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 인버터 구동 신호를 발생하는 신호 발생 과정(S255)을 더 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 5의 장치 구성 및 흐름도를 참조하여 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법을 설명한다.
먼저, 하나의 컨버터(200), 즉 Power Bridge Diode를 이용하여 각 버너의 구동 인버터 유닛에 동일한 접지를 구성한다. 상용 교류 전원(100)으로부터 상기 컨버터(200)를 통해 직류 전압으로 변환하고(S100/S200), 변환된 전압은 상기 평활유 닛(300)을 통해 고조파가 제거되고, 평활화된다(S110/S210). 변환된 전압은 상기 평활 유닛(300)에 DC-Link 전압으로 충전된다. 버너(500)를 구동하는 인버터 유닛(400)의 스위칭 소자의 온/오프 구동에 따라 상기 평활유닛(300)의 커패시터(C1)로부터 버너(500)에 고주파의 전류가 흐르게 된다(S120/S220). 이때, 상기 평활유닛(300)의 커패시터(C1)와 스위칭 소자의 컬렉터(Collector) 사이에는 유도 가열 코일(L2)에 흐르는 전류와 같이 고주파의 전류가 흐르게 된다.
또한, 상기 평활유닛(300)의 커패시터(C1)에 충전되는 DC-Link 전압은 상용 교류 전원(100)으로부터 상기 컨버터(200)를 통해 충전되는 전압이므로, 상기 상용 교류 전원(100)의 전압 변동에 따라 선형적인 관계를 가지고, 상기 상용 교류 전원(100)의 전압이 일정한 경우 DC-Link 전압도 역시 일정하게 된다. 따라서, 상기 평활유닛(300)의 커패시터(C1)에서 스위칭 소자(SW)의 컬렉터 사이에 흐르는 전류는 버너(500)에 놓인 부하, 즉 용기에 관계없이 정출력이 된다.
다시 말하면, 상기 입력전압 검출유닛(600)을 통해 상용 교류 전원(100)으로부터 입력되는 전압을 검출하고(S130/S230), 상기 인버터입력전류 검출유닛(700), 즉 고주파 변류기를 상기 평활유닛(300)과, 상기 인버터 유닛(400)의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)의 컬렉터 사이에 연결하고, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700)을 통해 스위칭 소자의 전류를 검출한다(S140/S240). 상기 인버터입력전류 검출유닛(700)을 통해 검출된 전류에 대응하는 전압 값에 대하여 상기 피크 값 검출 유닛(810)을 통해 피크 값을 검출하고(S151/S253), 피크 값의 파형을 형성하며(S152/S254), 형성된 파형을 소정의 수학적 연산, 예를 들어 한 주기 동안 평균 하여 인버터 구동 신호를 발생한다(S153/S255). 이때 상기 인버터 구동 신호는 상기 인버터 유닛(400)을 정출력 제어할 수 있는 전류 정보를 포함한다.
한편, 상기 평활유닛(300)와 스위칭 소자의 컬렉터 사이에 흐르는 전류는 상기 스위칭 소자에 직접 흐르는 전류이다. 상기 인버터입력전류 검출유닛(700)을 통해 검출된 전류에 대응하는 전압 값을 상기 차단유닛(820)에 인가하고, 상기 차단유닛(820)은 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 차단 신호를 생성한다. 즉, 상기 인버터입력전류 검출유닛(700B)를 통해 검출된 전압 값이 상기 기준 전압 이상이면(S251), 과전류가 발생된 것으로 판단하고, 상기 인버터 유닛(400B)의 소손을 방지하기 위해 상기 인버터 구동 신호의 발생을 차단한다(S252).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법은 고주파 변류기를 통해 검출된 인버터 내 고주파 대전류를 이용하여 정출력 제어를 수행함으로써 전류 검출 회로, 즉 변류기의 수를 감소시키고, 과전류 보호 회로의 역할을 동시에 수행하여 이상 동작을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 제어 유닛의 동작을 설명하기 위해 세부 구성을 보인 블록도;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.

Claims (11)

  1. 상용 교류 전원의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활유닛;
    유도 가열 코일 및 공진 커패시터를 구비하여 용기를 가열하는 버너;
    상기 평활유닛의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 버너에 구동 전압을 인가하는 인버터 유닛;
    상기 상용 교류 전원과 상기 컨버터의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛;
    상기 평활유닛과 상기 인버터 유닛의 사이에 연결되고, 상기 인버터 유닛에 입력되는 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛; 및
    상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 상기 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 인버터입력전류 검출유닛은,
    내부코일을 구비하고, 상기 내부코일의 자장 변화에 따라 변하는 인버터 입력 전압을 통해 상기 인버터 입력 전류를 검출하는 고주파 변류기(Current Transformer)인 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 유닛;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하고, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 상기 인버터 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 인버터 입력 전압을 기 설정된 기준 전압과 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 차단 신호를 출력하는 차단유닛;을 더 포함하는 유도 가열 조리 장치.
  6. 유도 가열 코일 및 공진 커패시터로 구성된 공진 회로를 각각 구비하여 용기를 가열하는 복수의 버너;
    상용 교류 전원의 입력 전압을 변환하여 직류 전압을 출력하는 컨버터;
    상기 컨버터의 출력 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 복수의 평활유닛;
    상기 평활유닛의 출력 직류 전압을 변환하여 상기 복수의 버너에 구동 전압을 각각 인가하는 복수의 인버터 유닛;
    상기 상용 교류 전원과 상기 컨버터의 사이에 연결되고, 상기 입력 전압을 검출하는 입력전압 검출유닛;
    상기 복수의 평활유닛과 상기 복수의 인버터 유닛의 사이에 연결되고, 내부코일의 자장 변화에 따라 변하는 인버터 입력 전압을 통해 인버터 입력 전류를 검출하는 인버터입력전류 검출유닛; 및
    상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 상기 복수의 인버터 유닛을 구동하는 인버터 구동 신호를 출력하는 제어 유닛;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 유닛;을 포함하고,
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하고, 상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 상기 인버터 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
  8. 제6 항 또는 제7 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 인버터 입력 전압을 기 설정된 기준 전압과 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 차단유닛;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
  9. 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하는 제1 변환 단계;
    변환된 직류 전압의 고조파를 제거하고, 평활화하는 평활 단계;
    상기 평활화된 직류 전압을 버너를 구동하기 위한 구동 전압으로 변환하는 제2 변환 단계;
    상기 상용 교류 전원의 입력 전압을 검출하는 전압 검출 단계;
    인버터 입력 전류를 검출하는 전류 검출 단계; 및
    상기 입력 전압과 상기 인버터 입력 전류를 근거로 인버터 구동 신호를 출력하는 구동 단계;를 포함하는 유도 가열 조리 장치의 제어 방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 구동 단계는,
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들을 검출하는 피크 값 검출 과정;
    상기 인버터 입력 전류의 피크 값들로부터 파형을 형성하는 파형 형성 과정; 및
    상기 파형의 한 주기를 평균하여 일정한 출력의 인버터 구동 신호를 발생하는 신호 발생 과정;을 포함하는 유도 가열 조리 장치의 제어 방법.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서, 상기 구동 단계는,
    상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하는 비교 과정; 및
    상기 비교 결과, 상기 인버터 입력 전류에 대응하는 전압이 상기 기준 전압 이상이면 상기 인버터 구동 신호의 출력을 차단하는 신호 차단 과정;을 포함하는 유도 가열 조리 장치의 제어 방법.
KR1020090075891A 2009-08-17 2009-08-17 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법 KR101604754B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075891A KR101604754B1 (ko) 2009-08-17 2009-08-17 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075891A KR101604754B1 (ko) 2009-08-17 2009-08-17 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110018209A KR20110018209A (ko) 2011-02-23
KR101604754B1 true KR101604754B1 (ko) 2016-03-18

Family

ID=43775998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090075891A KR101604754B1 (ko) 2009-08-17 2009-08-17 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101604754B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101343588B1 (ko) 2011-10-24 2014-01-15 엘지전자 주식회사 조리 기기, 조리 기기의 전력 제어 방법, 및 이들을 포함한 전력 제어 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004014218A (ja) 2002-06-05 2004-01-15 Hitachi Ltd 電磁誘導加熱装置
JP2007026906A (ja) 2005-07-19 2007-02-01 Mitsubishi Electric Corp 電磁調理器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004014218A (ja) 2002-06-05 2004-01-15 Hitachi Ltd 電磁誘導加熱装置
JP2007026906A (ja) 2005-07-19 2007-02-01 Mitsubishi Electric Corp 電磁調理器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110018209A (ko) 2011-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10085303B2 (en) Method and induction heating device for determining a temperature of a cooking vessel base
KR101970524B1 (ko) 유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법
KR101743495B1 (ko) 유도가열 조리기기
JP2011044422A (ja) 誘導加熱調理器
KR100629334B1 (ko) 유도가열 조리기기 및 그 동작방법
KR101343588B1 (ko) 조리 기기, 조리 기기의 전력 제어 방법, 및 이들을 포함한 전력 제어 시스템
KR101604754B1 (ko) 유도 가열 조리 장치 및 그의 제어 방법
JP4193143B2 (ja) 誘導加熱調理器
JP6630196B2 (ja) 溶接電源装置
JP6630220B2 (ja) 溶接電源装置
Pérez-Tarragona et al. Full-bridge series resonant multi-inverter featuring new 900-V SiC devices for improved induction heating appliances
JP6931792B2 (ja) 誘導加熱装置およびその駆動制御方法
EP3796753B1 (en) Induction heating device having improved output control function
JP5058296B2 (ja) 誘導加熱調理器
KR20090005142U (ko) 유도가열 조리기
KR102238457B1 (ko) 서지 검출을 수행하는 조리 기기 및 그 동작방법
KR102142412B1 (ko) Emi를 감소시킨 조리 기기 및 그 동작방법
KR102175634B1 (ko) 동작 안정성을 향상한 조리 기기 및 그 동작방법
KR102201065B1 (ko) 공진 주파수 추종을 수행하는 조리 기기 및 그 동작방법
JP2003257608A (ja) 誘導加熱調理器
JP4103081B2 (ja) 誘導加熱調理器
JPH07231666A (ja) Ｐｗｍ制御電圧形インバータ
KR20240030928A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
KR102261567B1 (ko) 스위칭 회로를 포함하는 가열 장치
US10932328B2 (en) Hand held air cooled induction heating tools with improved commutation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190214

Year of fee payment: 4