KR101727744B1 - 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법 - Google Patents

인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치에 부하가 걸려 있는지 인식한 후 그 인식 결과에 따라 전원공급 장치의 동작을 제어하는 기술로서, 인덕션 쿠커로 동작하는 전원공급 장치에 쿠커(조리용기)가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 따라 다르게 변화하는 인버터의 듀티를 모니터링하여 인버터의 동작을 온오프 제어하고, 무선전력 전송 기기로 동작하는 전원공급 장치에 집전장치인 인덕턴스 리시버 코일부가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 따라 다르게 변화하는 인버터의 듀티의 모니터링을 통해 인버터의 동작을 온오프 제어하는 기술이다. 본 발명에 따르면, 전원공급 장치의 에너지 낭비를 줄이고, 특히 육안 식별이 어려운 인덕션 쿠커 모드에서 사용자의 안전사고(예: 화상)를 미연에 방지할 수 있는 장점도 있다.

Description

인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법 {method for identifying load for operating control of power supply apparatus using as a two-way induction cooker and wireless power transmitting device}
본 발명은 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치에 부하가 걸려 있는지 인식한 후 그 인식 결과에 따라 전원공급 장치의 동작을 제어하는 기술에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 인덕션 쿠커로 동작하는 전원공급 장치에 쿠커(조리용기)가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 따라 다르게 변화하는 인버터의 듀티를 모니터링하여 인버터의 동작을 온오프 제어하고, 무선전력 전송 기기로 동작하는 전원공급 장치에 집전장치인 인덕턴스 리시버 코일부가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 따라 다르게 변화하는 인버터의 듀티의 모니터링을 통해 인버터의 동작을 온오프 제어하는 기술이다.
일반적으로 주방에 요리를 위한 인덕션 쿠커가 많이 설치되는데, 그 인덕션 쿠커는 상면이 밋밋한 형태로 이루어지고, 그 밋밋한 상면에 조리용기(예: 금속용기)가 올려지면 그 조리용기에 열원을 제공함으로써 그 조리용기의 내용물이 요리되도록 한다.
그런데, 인덕션 쿠커는 조리용기가 없는 상태에서도 동작하는데, 이러한 경우 사용자가 육안으로 확인하기 어려워 에너지의 낭비가 초래되는 단점이 있으며, 게다가 사용자가 무의식적으로 손을 대는 경우에는 화상을 입을 수 있는 위험이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 인덕션 쿠커에 외부 부하가 존재하지 않는 경우에는 이를 인식하여 자동적으로 동작 오프가 되도록 하는 기술의 구현이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치에 외부 부하(예: 조리용기, 집전장치)가 존재하지 않는 경우에는 이를 인식하여 전원공급 장치의 동작을 자동으로 오프시키는 전원공급 장치의 부하 인식 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 조리용기를 가열하는 인덕션 쿠커에 열원을 공급하는 '쿠커부하 생성모드'와 집전장치에 무선으로 전력을 전송하는 '무선전력 전송모드' 중 해당 모드에 따라 외부 부하가 존재하지 않는 경우를 개별적으로 인식하여 전원공급 장치의 동작으로 자동으로 오프시키는 전원공급 장치의 부하 인식 방법을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 교류전원 공급부, 다이오드 정류부, 인버터, 트랜스미터 코일부, 인버터 제어기를 포함하여 구성되는 전원공급 장치에 대해 인버터 제어기가 부하의 발생을 인식하고 그 인식에 따라 전원공급 장치의 동작을 제어하는 방법으로서, (a) 트랜스미터 코일부가 인덕션 쿠커로 동작하는 모드(이하, '쿠커부하 생성모드'라 함)와 트랜스미터 코일부가 무선전력 전송기기로 동작하는 모드(이하, '무선전력 전송모드'라 함) 중 어느하나의 모드에 대한 사용자 조작을 식별하는 단계; (b) 식별한 모드에 대응하여 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티를 모니터링하는 단계; (c) 모니터링한 인버터 듀티와 인버터 듀티에 대응하여 미리 설정된 복수의 임계듀티를 비교 판단하는 단계; (d) 임계듀티에 대해 모니터링한 인버터 듀티의 상대적인 차이값을 기초로 트랜스미터 코일부에 대한 부하의 존재 여부를 식별하는 단계; (e) 트랜스미터 코일부에 대한 부하의 존재 여부 식별 결과, 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 제공되는 교류의 공급 여부를 판단하는 단계; (f) 트랜스미터 코일부에 대한 교류의 공급 여부 판단 결과에 따라 인버터의 동작을 온오프 제어하는 단계;를 포함하여 구성된다.
여기서, 바람직하게는 단계 (b) 이전에, '쿠커부하 생성모드'시 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 1 임계듀티를 설정하는 단계;를 더 포함하여 구성되고, (c-1) 단계 (c)에서 모니터링한 인버터 듀티가 제 1 임계듀티 이상임을 식별하는 단계; (d-1) 단계 (d)에서 트랜스미터 코일부에 대한 부하가 부존재함을 식별하는 단계; (f-1) 단계 (f)에서 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 교류 공급이 차단되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 단계 (d-1)과 단계 (f-1) 사이에, 트랜스미터 코일부에 대한 부하의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간을 초과함을 식별하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 단계 (c)에서 모니터링한 인버터 듀티가 제 1 임계듀티 미만임을 식별하는 단계; 단계 (d)에서 트랜스미터 코일부에 대한 부하가 존재함을 식별하는 단계; 단계 (f)에서 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 교류가 공급되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 구성된다.
한편, 바람직하게는 단계 (b) 이전에, '무선전력 전송모드'시 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 2 임계듀티를 설정하는 단계;를 더 포함하여 구성되고, (c-2) 단계 (c)에서 모니터링한 인버터 듀티가 제 2 임계듀티 이하임을 식별하는 단계; (d-2) 단계 (d)에서 트랜스미터 코일부에 대한 부하가 부존재함을 식별하는 단계; (f-2) 단계 (f)에서 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 교류 공급이 차단되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 단계 (d-2)과 단계 (f-2) 사이에, 트랜스미터 코일부에 대한 부하의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간을 초과함을 식별하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는 단계 (c)에서 모니터링한 인버터 듀티가 제 2 임계듀티 초과임을 식별하는 단계; 단계 (d)에서 트랜스미터 코일부에 대한 부하가 존재함을 식별하는 단계; 단계 (f)에서 인버터로부터 트랜스미터 코일부에 교류가 공급되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 조리용기를 가열하는 인덕션 쿠커에 열원을 공급하는 '쿠커부하 생성모드'와 집전장치에 무선으로 전력을 전송하는 '무선전력 전송모드'에서 개별적으로 인버터 듀티를 모니터링함으로써 각 모드의 변경에도 불구하고 해당 모드 별로 외부 부하가 없음을 정확하게 인식하여 전원공급 장치의 동작을 자동으로 오프시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 전원공급 장치의 에너지 낭비를 줄이고, 특히 육안 식별이 어려운 인덕션 쿠커 모드에서 사용자의 안전사고(예: 화상)를 미연에 방지할 수 있는 장점도 있다.
[도 1]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치의 예시도,
[도 2]는 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치를 도시한 블록구성도,
[도 3]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치의 회로구성도,
[도 4]는 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치가 '쿠커부하 생성모드'일 때의 회로구성도,
[도 5]는 [도 4]를 개략적으로 도시한 회로구성도,
[도 6]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치가 '무선전력 전송모드'일 때의 회로구성도,
[도 7]은 [도 6]을 개략적으로 도시한 회로구성도,
[도 8]은 본 발명에 따른 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 과정을 나타낸 순서도이다.
먼저, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치의 구성을 살펴본다.
[도 1]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치의 예시도이고, [도 2]는 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치를 도시한 블록구성도이다.
[도 1]과 [도 2]를 참조하면, 본 발명에서 전원공급 장치(10)에 구비된 복수 개의 트랜스미터 코일부(310)는 전원공급 장치(10)에 구비된 모드 선택 제어부(500)의 제어에 따라 주방요리 기기로서의 인덕션 쿠커와 무선으로 전력을 전송하는 무선전력 전송 기기로서 겸용될 수 있다.
먼저, 전원공급 장치(10)에 구비된 트랜스미터 코일부(310)가 모드 선택 제어부(500)의 모드 선택 제어에 따라 인덕션 쿠커로서 동작하면, 트랜스미터 코일부(310)의 상면에 안착되는 조리용기로서의 "COOKER(20)"가 부하(예: 금속용기)로 동작하여 트랜스미터 코일부(310)로부터 제공받는 전자기 유도에 의한 전력으로부터 열을 발생시킨다.
그리고, 전원공급 장치(10)에 구비된 트랜스미터 코일부(310)가 모드 선택 제어부(500)의 모드 선택 제어에 따라 무선전력 전송 기기로서 동작하면, 트랜스미터 코일부(310)의 상면에 인접하는 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 집전장치로서 동작하여 트랜스미터 코일부(310)로부터 무선으로 전자기 유도에 의한 전력을 인가받아 집전한다.
이때, 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 일례로서 무선의 커피메이커(420)에 장착되는 경우 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 집전한 전력으로부터 커피메이커(420)가 부하로 동작하여 인덕턴스 리시버 코일부(400)로부터 제공받는 전력으로부터 열을 발생시킨다.
이를 위해, 커피메이커(420)는 인덕턴스 리시버 코일부(400)로부터 제공받는 교류를 직류로 전환하여 인가받을 수 있도록 별도의 다이오드 정류부(410)를 구비함이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 전원공급 장치(10)는 외부 부하에 대해 전자기 유도에 의한 전력을 전송할 수 있도록, 교류전원 공급부로부터 교류를 인가받아 직류로 전환하는 다이오드 정류부(100), 다이오드 정류부(100)로부터 인가받는 직류를 다시 교류로 전환하여 트랜스미터 코일부(310)에 교류를 제공하는 인버터(200)를 포함하여 구성된다.
[도 3]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치의 회로구성도이다.
[도 3]을 참조하면, 본 발명에서 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치(10)는 다이오드 정류부(100), 인버터(200), 전력공급부(300), 인덕턴스 리시버 코일부(400), 모드 선택 제어부(500)를 포함하여 구성된다.
다이오드 정류부(100)는 교류전원 공급부의 양단자에 연결되어 교류전원 공급부와 통전된다. 이때, 교류전원 공급부로부터 공급되는 교류는 다이오드 정류부(100)를 거치면서 직류로 바뀌어 인버터(200)에 인가된다.
인버터(200)는 다이오드 정류부(100)에 연결되어 다이오드 정류부(100)와 통전된다. 이때, 인버터(200)는 다이오드 정류부(100)로부터 인가되는 직류를 다시 교류로 전환시켜 전력공급부(300)에 인가함으로써 전력공급부(300)에서 전기 공진이 발생하도록 한다.
전력공급부(300)는 인버터(200)에 병렬로 연결되어 폐회로를 이루며 외부 부하에 전력을 공급하도록 구성된다.
상세하게, 전력공급부(300)는 트랜스미터 코일부(310), 릴레이 스위치부(320), 커패시터(330), 공진 커패시터(340)을 포함하여 구성된다.
트랜스미터 코일부(310)는 전력공급부(300)의 폐회로 상에 직렬로 연결되어 자기유도에 의해 무선으로 전력을 전송하거나 외부 부하에 대해 열원을 제공하며 복수 개가 상호 직렬로 연결된다.
여기서, '열원'이라 함은 외부 부하가 트랜스미터 코일부(310)로부터 전자기 유도에 의해 인가받는 전력으로부터 곧바로 직접 열을 발생하는 구성(예: 금속 조리용기)인 경우, 트랜스미터 코일부(310)가 그 외부 부하에 제공하는 전력을 의미한다.
이때, 직렬로 연결되는 트랜스미터 코일부(310)는 모드 선택 제어부(500)에 의한 모드(예: '쿠커부하 생성모드', '무선전력 전송모드')의 선택 제어에 따라 특정의 트랜스미터 코일부(310)가 동작하도록 구성된다.
릴레이 스위치부(320)는 복수 개의 트랜스미터 코일부(310)와 복수 개가 병렬로 연결되어 선택적으로 스위칭 온오프하면서 복수 개의 트랜스미터 코일부(310) 중 전력공급부(300)의 폐회로에서 전기적으로 연결된 트랜스미터 코일부(310)를 선택하도록 스위칭한다.
이때, 직렬로 연결되는 릴레이 스위치부(320)는 모드 선택 제어부(500)에 의한 모드(예: '쿠커부하 생성모드', '무선전력 전송모드')의 선택 제어에 따라 특정의 릴레이 스위치(320)만이 스위칭 온되도록 함으로써 전력공급부(300)에서 전기 공진하는 특정의 트랜스미터 코일부(310)와 특정의 커패시터(330)가 동작하도록 선택할 수 있다.
커패시터(330)는 복수 개의 릴레이 스위치부(320) 중 각각의 릴레이 스위치부(320)와 직렬로 연결되며 해당 릴레이 스위치부(320)의 스위칭 온에 따라 트랜스미터 코일부(310)와 통전되어 전기 공진 가능하도록 하며, 이때 전기 공진은 통전되는 커패시터(330)의 용량에 대응하여 형성된다.
공진 커패시터(340)는 복수 개의 커패시터(330)가 이루는 커패시터 군과 인버터(200)에 대해 병렬로 연결되어 복수 개의 트랜스미터 코일부(310)와 전기 공진을 가능하게 한다.
한편, 전원공급 장치(10)의 전력공급부(300)를 구성함에 있어서 먼저 전력공급부(300)에 전자기유도에 의해 생성될 전력의 주파수(예: 20Hz)를 미리 설정할 필요가 있다.
이렇게 미리 설정된 주파수에 대해 트랜스미터 코일부(310)를 마련하면 트랜스미터 코일부(310)는 자체의 인덕턴스 특성값을 가지기 때문에 미리 설정된 주파수(예: 20Hz)와 트랜스미터 코일부(310)의 인덕턴스 특성값을 공진주파수 공식에 적용하면, 트랜스미터 코일부(310)와 미리 설정한 주파수로 전기 공진하는 커패시터(330)의 용량을 알 수 있다.
즉, 미리 설정하는 하나이상의 주파수 크기에 따라 복수 개의 커패시터(330)는 서로 다른 용량을 갖도록 채택할 수 있고, 여기서 개별 릴레이 스위치부(320)의 스위칭 온오프에 따라, 즉 모드 선택에 따라 미리 설정된 서로 다른 주파수를 선택할 수도 있게 된다.
인덕턴스 리시버 코일부(400)는 트랜스미터 코일부(310)로부터 자기유도에 의해 무선으로 전력을 제공받아 외부 부하에 대해 열원을 제공한다.
모드 선택 제어부(500)는 [도 1]과 [도 2]에서와 같이 트랜스미터 코일부(310)가 자기유도에 의해 인덕턴스 리시버 코일부(400)에 무선으로 전력을 전송하는 모드(이하, '무선전력 전송모드'라 함)와 트랜스미터 코일부(310)가 외부 부하에 대해 열원을 제공하는 모드(이하, '쿠커부하 생성모드'라 함) 중 어느하나의 모드에 대한 사용자 조작을 식별함에 따라 복수 개의 릴레이 스위치부(320) 중 소정 릴레이 스위치부(320)만을 스위칭온 동작하도록 한다.
[도 4]는 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치가 '쿠커부하 생성모드'일 때의 회로구성도이고, [도 5]는 [도 4]를 개략적으로 도시한 회로구성도이다.
먼저, [도 3]의 릴레이 스위치부(320) 중에서 모드 선택 제어부(500)의 선택 제어에 따라 "RL2"와 "RLY3"을 스위칭 오프하고 "RLY1"을 스위칭 온하면 [도 4]와 [도 5]에서와 같이 전기 공진이 가능한 전력공급부(300)의 폐회로가 형성될 수 있다.
그 결과, "CR1"의 커패시터(330) 용량에 맞는 전기 공진이 이루어지고 조리용기인 "COOKER(20)"가 "LX2"와 "LX1"에 대응하는 트랜스미터 코일부(310)로부터 전력을 공급받아 히팅된다.
한편, 본 발명에서 전원공급 장치(10)는 인버터 제어기(600)를 더 포함하여 구성됨이 바람직하다.
인버터 제어기(600)는 모드 선택 제어부(500)와 통신하여 모드 선택 제어부(500)에 의해 선택된 전원공급 장치(10)의 모드가 '쿠커부하 생성모드'인지 '무선전력 전송모드'인지를 식별한다.
그리고, 인버터 제어기(600)는 인버터(200)에 접속되어 미리 식별한 전원공급 장치(10)의 모드에 기초하여 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 인가되는 전류를 센싱하도록 구성된다.
이렇게 인버터 제어기(600)가 센싱한 전류를 트랜스미터 코일부(310)에 외부 부하인 쿠커(20)가 존재하는지 여부를 알 수 있다.
상세하게, 아래 [표 1]을 참조하면, 전원공급 장치(10)가 '쿠커부하 생성모드'로 동작할 때, 트랜스미터 코일부(310)로부터 쿠커(20)가 있을 때보다 트랜스미터 코일부(310)로부터 쿠커(20)가 제거되었을 때 오히려 인버터 듀티가 증가함을 알 수 있다.
Figure 112016019367906-pat00001
여기서, 인덕턴스의 특성상 트랜스미터 코일부(310)로부터 쿠커(20)가 제거되었을 때의 인덕턴스 값(예: 252uH)은 애초 트랜스미터 코일부(310)에 쿠거(20)가 있을 때 트랜스미터 코일부(310)에 걸린 인덕턴스 값(예: 162uH)보다 오히려 더 커진다.
그 결과, 인버터(200)는 트랜스미터 코일부(310)에 인가되는 전류를 일정하게 유지하기 위해 트랜스미터 코일부(310)에서 인덕턴스 값이 상승한 만큼 교류전원 공급부로부터 인가받는 전원전압을 승압시킨다. 이렇게 교류전원 공급부로부터 인가받는 전원전압을 승압시키면 인버터 듀티가 증가하게 된다.
이때, 인버터 제어기(600)는 모니터링에 의해 인버터(200)에서 검출한 인버터 듀티가 미리 설정한 제 1 임계듀티(예: 0.5)를 초과하게 되면 트랜스미터 코일부(310)로부터 쿠커(20)가 제거되었음을 알 수 있게 된다.
이어서, 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)로부터 쿠커(20)가 제거됨을 식별하면 인버터(200)의 동작을 스위칭 오프시켜 트랜스미터 코일부(310)로 인가되는 교류를 차단한다.
이를 위해, 인버터 제어기(600)는 모드 선택 제어부(500)가 전원공급 장치(10)의 모드를 어떻게 전환하는지 모드 선택 제어부(500)를 모니터링하고 있어야 한다.
[도 6]은 본 발명에 따른 부하 인식으로 동작제어할 전원공급 장치가 '무선전력 전송모드'일 때의 회로구성도이고, [도 7]은 [도 6]을 개략적으로 도시한 회로구성도이다.
먼저, [도 3]의 릴레이 스위치부(320) 중에서 모드 선택 제어부(500)의 선택 제어에 따라 "RL1"와 "RLY3"을 스위칭 오프하고 "RLY2"을 스위칭 온하면 [도 6]과 [도 7]에서와 같이 전기 공진이 가능한 전력공급부(300)의 폐회로가 형성될 수 있다.
그 결과, "CR2"의 커패시터(330) 용량에 맞는 전기 공진이 이루어지고 집전장치인 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 "LX2"와 "LX1"에 대응하는 트랜스미터 코일부(310)로부터 무선으로 전자기 유도에 의한 전력을 공급받는다.
이때, 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 [도 7]에서와 같이 무선으로 동작하는 "LOAD"에 장착되는 경우, 이 "LOAD"는 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 집전한 전력을 인가받아 열을 발생시킨다.
이를 위해, "LOAD"는 인덕턴스 리시버 코일부(400)로부터 제공받는 교류를 직류로 전환하여 인가받을 수 있도록 별도의 다이오드 정류부(410)를 구비함이 바람직하다.
한편, 아래 [표 2]를 참조하면, 전원공급 장치(10)가 '무선전력 전송모드'로 동작할 때에는 '쿠커부하 생성모드'에서와 반대로, 트랜스미터 코일부(310)로부터 집전장치인 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 있을 때보다 트랜스미터 코일부(310)로부터 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 제거되었을 때 인버터 듀티가 감소함을 알 수 있다.
Figure 112016019367906-pat00002
여기서, 인덕턴스의 특성상 트랜스미터 코일부(310)로부터 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 제거되었을 때의 인덕턴스 값(예: 252uH)은 애초 트랜스미터 코일부(310)에 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 있을 때 트랜스미터 코일부(310)에 걸린 인덕턴스 값(예: 314uH)보다 더 작아진다.
그 결과, 인버터(200)는 트랜스미터 코일부(310)에 인가되는 전류를 일정하게 유지하기 위해 트랜스미터 코일부(310)에서 인덕턴스 값이 감소한 만큼 교류전원 공급부로부터 인가받는 전원전압을 강하시킨다. 이렇게 교류전원 공급부로부터 인가받는 전원전압을 강하시키면 인버터 듀티도 함께 감소하게 된다.
이때, 인버터 제어기(600)는 모니터링에 의해 인버터(200)에서 검출한 인버터 듀티가 미리 설정한 제 2 임계듀티(예: 0.5) 미만이면 트랜스미터 코일부(310)로부터 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 제거되었음을 알 수 있게 된다.
이어서, 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)로부터 인덕턴스 리시버 코일부(400)가 제거됨을 식별하면 인버터(200)의 동작을 스위칭 오프시켜 트랜스미터 코일부(310)로 인가되는 교류를 차단한다.
이를 위해, 인버터 제어기(600)는 모드 선택 제어부(500)가 전원공급 장치(10)의 모드를 어떻게 전환하는지 모드 선택 제어부(500)를 모니터링하고 있어야 한다.
[도 8]은 본 발명에 따른 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 과정을 나타낸 순서도이다.
단계 (S100) : 본 발명은 교류전원 공급부, 다이오드 정류부(100), 인버터(200), 트랜스미터 코일부(310), 인버터 제어기(600)를 포함하여 구성되는 전원공급 장치(10)에 대해 인버터 제어기(600)가 부하의 발생을 인식하고 그 인식에 따라 전원공급 장치(10)의 동작을 제어하는 방법으로서, 먼저 트랜스미터 코일부(310)가 인덕션 쿠커로 동작하는 모드(이하, '쿠커부하 생성모드'라 함)와 트랜스미터 코일부(310)가 무선전력 전송기기로 동작하는 모드(이하, '무선전력 전송모드'라 함) 중 어느하나의 모드에 대한 사용자 조작을 식별한다.
즉, 사용자 조작에 따라 '쿠커부하 생성모드'와 '무선전력 전송모드' 중 어느 하나를 선택하면 모드 선택 제어부(500)가 이를 식별하여 해당 모드로 전환한다.
여기서, 전원공급 장치(10)가 '쿠커부하 생성모드'에서 동작하는 경우를 살펴보면 다음과 같다.
단계 (S111) : 한편, 전원공급 장치(10)가 '쿠커부하 생성모드'시 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 1 임계듀티(예: 0.5)를 미리 설정함이 바람직하다.
이어서, 인버터 제어기(600)가 식별한 '쿠커부하 생성모드'에 대응하여 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 제공되는 전류의 인버터 듀티를 모니터링하여 그 모니터링한 인버터 듀티가 제 1 임계듀티 이상임을 식별한다.
단계 (S112) : 이때, 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)에 대한 부하(예: 쿠커)의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간(예: 10초)을 초과함을 식별한다.
단계 (S200) : 결국, 인버터 제어기(600)는 인버터(200)를 모니터링하여 검출한 인버터 듀티가 미리 설정한 제 임계듀티(예: 0.5)를 미리 설정한 특정 시간 동안 초과함을 식별함에 따라 트랜스미터 코일부(310)로부터 부하(예: 쿠커)가 제거되었을 식별할 수 있다.
그 결과, 인버터 제어기(600)는 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 교류 공급이 차단되도록 제어하여 전원공급 장치(10)가 쓸데없이 동작하는 것을 방지한다.
한편, 단계 (S111,S112)에서 인버터 제어기(600)가 인버터(200)를 모니터링한 결과 인버터 듀티가 미리 정한 특정 시간을 초과하여 제 1 임계듀티 미만 상태임을 식별하면 단계 (S200)에서 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)에 대한 부하(예: 쿠커)가 존재함을 식별함에 따라 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 교류가 공급되도록 제어할 수도 있다.
그리고, 단계 (S100) 이후, 전원공급 장치(10)가 '무선전력 전송모드'에서 동작하는 경우를 살펴보면 다음과 같다.
단계 (S121) : 한편, 전원공급 장치(10)가 '무선전력 전송모드'시 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 2 임계듀티(예: 0.5)를 미리 설정함이 바람직하다.
이어서, 인버터 제어기(600)가 식별한 '무선전력 전송모드'에 대응하여 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 제공되는 전류의 인버터 듀티를 모니터링하여 그 모니터링한 인버터 듀티가 제 2 임계듀티 이하임을 식별한다.
단계 (S122) : 이때, 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)에 대한 부하(예: 인덕턴스 리시버 코일부)의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간(예: 10초)을 초과함을 식별한다.
단계 (S200) : 결국, 인버터 제어기(600)는 인버터(200)를 모니터링하여 검출한 인버터 듀티가 미리 설정한 제 2 임계듀티(예: 0.5)를 미리 설정한 특정 시간 동안 초과함을 식별함에 따라 트랜스미터 코일부(310)로부터 부하(예: 인덕턴스 리시버 코일부)가 제거되었을 식별할 수 있다.
그 결과, 인버터 제어기(600)는 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 교류 공급이 차단되도록 제어하여 전원공급 장치(10)가 쓸데없이 동작하는 것을 방지한다.
한편, 단계 (S121,S122)에서 인버터 제어기(600)가 인버터(200)를 모니터링한 결과 인버터 듀티가 미리 정한 특정 시간을 초과하여 제 2 임계듀티 초과 상태임을 식별하면 단계 (S200)에서 인버터 제어기(600)는 트랜스미터 코일부(310)에 대한 부하(예: 인덕턴스 리시버 코일부)가 존재함을 식별함에 따라 인버터(200)로부터 트랜스미터 코일부(310)에 교류가 공급되도록 제어할 수도 있다.
10 : 본 발명에 따른 전원공급 장치
20 : 쿠커(부하)
100 : 다이오드 정류부
200 : 인버터
300 : 전력공급부
310 : 트랜스미터 코일부
320 : 릴레이 스위치부
330 : 커패시터
340 : 공진 커패시터
400 : 인덕턴스 리시버 코일부
410 : 다이오드 정류부
420 : 커피메이커(부하)
500 : 모드 선택 제어부
600 : 인버터 제어기

Claims (7)

  1. 교류전원 공급부, 다이오드 정류부, 인버터, 트랜스미터 코일부, 인버터 제어기를 포함하여 구성되는 전원공급 장치에 대해 상기 인버터 제어기가 부하의 발생을 인식하고 그 인식에 따라 전원공급 장치의 동작을 제어하는 방법으로서,
    (a) 상기 트랜스미터 코일부가 인덕션 쿠커로 동작하는 모드(이하, '쿠커부하 생성모드'라 함)와 상기 트랜스미터 코일부가 무선전력 전송기기로 동작하는 모드(이하, '무선전력 전송모드'라 함) 중 어느하나의 모드에 대한 사용자 조작을 식별하는 단계;
    상기 쿠커부하 생성모드시 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 1 임계듀티를 설정하는 단계;
    (b) 상기 식별한 모드에 대응하여 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티를 모니터링하는 단계;
    (c) 상기 모니터링한 인버터 듀티와 상기 제 1 임계듀티를 비교 판단함에 따라 상기 모니터링한 인버터 듀티가 상기 제 1 임계듀티 이상임을 식별하는 단계;
    (d) 상기 제 1 임계듀티에 대해 상기 모니터링한 인버터 듀티의 상대적인 차이값을 기초로 상기 트랜스미터 코일부에 대한 쿠커부하가 부존재함을 식별하는 단계;
    (e) 상기 트랜스미터 코일부에 대한 상기 쿠커부하의 부존재 식별 결과, 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 제공되는 교류의 공급 차단을 판단하는 단계;
    (f) 상기 트랜스미터 코일부에 대한 교류의 공급 차단 판단 결과에 따라 상기 트랜스미터 코일부로의 교류 공급이 차단되도록 상기 인버터의 동작을 오프 제어하는 단계;
    를 포함하여 구성되는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (d)와 상기 단계 (f) 사이에,
    상기 트랜스미터 코일부에 대한 상기 쿠커부하의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간을 초과함을 식별하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 상기 모니터링한 인버터 듀티가 상기 제 1 임계듀티 미만임을 식별하는 단계;
    상기 단계 (d)에서 상기 트랜스미터 코일부에 대한 상기 쿠커부하가 존재함을 식별하는 단계;
    상기 단계 (f)에서 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 교류가 공급되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (b) 이전에,
    상기 무선전력 전송모드시 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 제공되는 전류의 인버터 듀티에 대한 제 2 임계듀티를 설정하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되고,
    (c-2) 상기 단계 (c)에서 상기 모니터링한 인버터 듀티가 상기 제 2 임계듀티 이하임을 식별하는 단계;
    (d-2) 상기 단계 (d)에서 상기 트랜스미터 코일부에 대한 기기부하가 부존재함을 식별하는 단계;
    (f-2) 상기 단계 (f)에서 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 교류 공급이 차단되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 (d-2)과 상기 단계 (f-2) 사이에,
    상기 트랜스미터 코일부에 대한 기기부하의 부존재 상태가 미리 설정한 특정 시간을 초과함을 식별하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 상기 모니터링한 인버터 듀티가 상기 제 2 임계듀티 초과임을 식별하는 단계;
    상기 단계 (d)에서 상기 트랜스미터 코일부에 대한 기기부하가 존재함을 식별하는 단계;
    상기 단계 (f)에서 상기 인버터로부터 상기 트랜스미터 코일부에 교류가 공급되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 쿠커와 무선전력 전송 기기를 겸용하는 전원공급 장치의 동작제어를 위한 부하 인식 방법.
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