KR101778694B1

KR101778694B1 - 고주파 가열 설비 및 그의 전원 제어 방법과 전원 제어 장치

Info

Publication number: KR101778694B1
Application number: KR1020167002812A
Authority: KR
Inventors: 빈 후앙; 싱차오 첸; 니안종 젱
Original assignee: 미디어 그룹 코 엘티디; 광동 메이디 키친 어플리언시스 매뉴팩쳐링 코., 엘티디.
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2017-09-14
Also published as: JP6174256B2; CN104302028B; KR20160027159A; US20160165669A1; AU2013394742A1; WO2015007014A1; JP2016525269A; US10257889B2; AU2013394742B2; CA2918488C; EP3024299A1; EP3024299A4; CN104302028A; CA2918488A1

Abstract

본 발명이 개시하는 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 상기 고주파 가열 설비의 스위칭 부품이 작동을 행하도록 제어하는 단계; 상기 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측하는 단계; 상기 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 크거나 같을 경우, 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명의 전원 제어 방법은 고주파 가열 설비의 파워에 대해 제어를 행할 수 있고, 아울러 스위칭 부품의 작동과정에서의 전류 최대치를 낮출 수 있으며, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮추고, 과전류에 대한 효과적인 보호를 행할 수 있다. 본 발명은 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치 및 당해 전원 제어 장치를 구비하는 고주파 가열 설비를 더 개시한다.

Description

고주파 가열 설비 및 그의 전원 제어 방법과 전원 제어 장치{HIGH-FREQUENCY HEATING DEVICE AND METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING POWER SUPPLY OF THE SAME}

본 발명은 고주파 가열 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법과 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치 및 당해 전원 제어 장치를 구비한 고주파 가열 설비에 관한 것이다.

전자 레인지 등 마그네트론을 부하로 하는 고주파 가열 설비의 전원에서, 전원 출력 파워를 조정하기 위하여, 흔히 메인 스위칭 부품, 예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 절연 게이트 양극성 트랜지스터)의 온오프시간(주파수 또는 충격 계수)을 변경시키는 방식을 적용해야 한다. 전통적인 방식에서, 통상적으로 전압 제어 모드를 적용하는데, 즉 입력 전압의 크기와 소요되는 출력 파워에 따라 제어 회로가 일정한 펄스 폭을 출력하는 것으로 메인스위칭 부품의 온/오프 시간을 제어하는바, 원칙적으로 입력 전압이 높을수록 IGBT의 턴 온 시간이 더 짧고; 출력 파워가 클수록, IGBT의 턴 온 시간이 더 길다. 당해 제어 방식은 비교적 복잡하고, 소프트웨어 타이밍 시퀀스에 대한 요구도 엄격하며, 전반 과정에서 전류 최대치를 제어할 수 없고, 스위칭 부품에 대한 요구가 높다.

종래의 기술에서 입력 전압 파형과 IGBT의 스위칭 파형은 도 1이 도시하는 바와 같이, 타이밍 시퀀스 제어 방식을 적용하여 IGBT 구동에 대해 소프트웨어 조정을 행하는 것으로, 설정된 온오프 프로그램에 따라 제어기가 지속적으로 메인스위칭 부품(예컨대 IGBT)의 온오프 제어를 행하여, 만약 예정한 과전류 보호전압에 도달하면 가열 설비가 전부 닫히도록 제어하여 조작을 중지시키는데, 이러한 제어방식은 제어기 자원 소모가 비교적 크고, 또 제때에 과전류 보호를 행할 수 없다.

본 발명의 목적은 적어도 상기 기술 결함 중 하나를 해결하고자 한다.

이를 위하여, 본 발명의 첫번째 목적은 스위칭 부품의 작동과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮추며, 과전류에 대해 효과적인 보호를 행할 수 있는 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 두번째 목적은 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 세번째 목적은 당해 전원 제어 장치를 구비한 고주파 가열 설비를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1측면의 실시예가 제공하는 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은, 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 상기 고주파 가열 설비의 스위칭 부품이 작동하도록 제어하는 단계; 상기 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측하는 단계; 상기 실시간 전류가 예설된 전류 참고치보다 크거나 같을 경우, 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 매 스위칭 주기에서 스위칭 부품을 통과하는 전류에 대해 최대치 차단 제어를 실시할 수 있으므로써, 스위칭 부품의 작동과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮춘다. 또한, 예설 전류 참고치를 설정하였으므로 과전류에 대한 효과적인 보호를 행하고, 고주파 가열 설비의 부품이 파손되지 않도록 보호할 수 있다. 이 외에, 제어기의 자원을 대폭 절감시킬 수 있고, 스위칭 부품의 과전류 보호의 리얼 타임 성능을 강화한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원 제어 방법은, 상기 실시간 전류가 상기 예설된 전류 참고치보다 작을 경우, 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 계속 유지하고, 상기 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료될 때 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계를 더 포함한다.

여기서, 상기 제어 신호는 PWM신호이다.

상기 스위칭 부품은 IGBT인것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2측면의 실시예가 제공하는 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치는, 상기 고주파 가열 설비의 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측하기 위한 전류 검측 모듈; 상기 전류 검측 모듈과 연결된, 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 상기 스위칭 부품이 작동하도록 제어하고, 상기 실시간 전류가 예설된 전류 참고치보다 크거나 같을 경우 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하기 위한 제어 모듈을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치는, 매 스위칭 주기에서 스위칭 부품을 통과하는 전류에 대해 최대치 차단 제어를 실시할 수 있어, 스위칭 부품의 작동과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮춘다. 또한, 예설 전류 참고치를 설정하였으므로 과전류에 대한 효과적인 보호를 행하고, 고주파 가열 설비의 부품이 파손되지 않도록 보호할 수 있다. 이 외에, 제어모듈의 자원을 대폭 절감시키고, 스위칭 부품의 과전류 보호의 리얼 타임 성능을 강화한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 실시간 전류가 상기 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 상기 제어 모듈은 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 계속 유지하도록 제어하고, 상기 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료할 때 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어한다.

여기서, 상기 제어 신호는 PWM신호이다.

상기 스위칭 부품은 IGBT인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원 제어 장치는, 상기 전류 검측 모듈과 연결되고, 상기 전류 검측 모듈이 검측한 실시간 전류에 대해 필터링 처리를 행하여 교란 정보를 걸러내기 위한 필터링 모듈을 더 포함한다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어 모듈은 상기 필터링 모듈과 연결된, 비교 신호를 생성하도록 필터링 처리 후의 실시간 전류와 상기 예설 전류 참고치에 대해 비교를 행하기 위한 비교 유닛; 상기 비교 유닛과 연결된, 상기 비교 신호에 따라 상기 IGBT에 대해 제어를 행하기 위한 제어 유닛을 포함한다.

여기서, 상기 전원 제어 장치는, 상기 제어 유닛과 상기 IGBT의 G극에 따로따로 연결된, 상기IGBT의 턴 온과 턴 오프를 구동하도록 상기 제어 유닛의 제어하에 구동 신호를 생성하기 위한 구동 모듈을 더 포함한다.

이 외에, 본 발명의 실시예는 상기 전원 제어 장치를 포함하는 고주파 가열 설비를 더 제공한다.

본 발명의 부가된 방면과 장점은 아래의 설명에서 부분적으로 제시되고, 일부는 아래의 설명에서 뚜렷해지거나 본 발명의 실천을 통하여 요해된다.

본 발명의 상기 및/또는 부가된 방면과 장점은 아래에서 첨부된 도면을 결합하여 실시예에 대한 설명으로부터 뚜렷해지고 이해하기 용이해진다. 여기서,
도 1은 종래의 기술에서의 입력 전압 파형 및 IGBT의 스위칭 파형 설명도이고;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법의 플로차트이며;
도 3은 IGBT의 실시간 전류가 예정 전류 참고치에 미달일 경우의 IGBT의 구동 파형 및 전류 파형 설명도이고;
도 4는 IGBT의 실시간 전류가 예정 전류 참고치에 도달했을 경우의 IGBT의 구동 파형 및 전류 파형 설명도이며;
도 5는 본 발명의 일 구체적인 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법의 플로차트이고;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치의 회로 설명도이며;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치의 구조 설명도이다.

아래에서는 상세하게 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 상기 실시예의 예시는 첨부된 도면에서 도시되고, 여기서 처음부터 끝까지 동일하거나 유사한 번호는 동일하거나 유사한 구성 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 구성 요소를 나타낸다. 아래에서 첨부된 도면을 참조하는 것을 통하여 설명되는 실시예는 예시적인 것이고, 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명에 대한 제한으로 이해해서는 안된다.

아래에서는 본 발명의 다른 구조를 실현하기 위한 많은 다른 실시예 또는 예를 개시한다. 본 발명의 개시를 간략화하기 위하여, 아래에서 특정 예의 부품 및 설치에 대해 설명하기로 한다. 물론, 이들은 단지 예시적인 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것을 목적으로 하지 않는다. 이 외에, 본 발명은 다른 예에서 참고 숫자 및/또는 자모를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략함과 명확함을 목적으로 하는 것으로, 그 자체는 토론된 각종의 실시예 및/ 또는 설치지간의 관계를 나타내지 않는다. 이 외에, 본 발명은 각종의 특정 프로세스 및 재료의 예를 제공하였으나, 본 분야의 통상의 기술자들은 기타 프로세스의 적용 가능성 및/ 또는 기타 재료의 사용을 의식할 수 있을 것이다. 또한, 아래에서 설명되는 제1특징이 제2특징 "위"에 있는 구조는 제1특징과 제2특징이 직접 접촉하는 것을 형성하는 실시예를 포함할 수 있고, 다른 특징이 제1특징과 제2특징간에 형성되는 실시예를 포함할 수도 있는바, 이렇게 함으로써 제1특징과 제2특징이 직접 접촉된 것이 아닐 수도 있다.

본 발명의 설명에서, 해석해야 할 것은, 별도로 규정하거나 한정을 하지 않는 한, 용어 "장착", "연접", "연결"은 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 기계적 연결 또는 전기적 연결일 수 있고 두 구성 요소 내부의 연통일 수도 있으며 직접 연결일 수도 있고 중간 매체를 통한 간접 연결일 수도 있는바 본 분야의 통상의 지식을 가진 기술자들은 구체적인 상황에 따라 상기 용어의 구체적인 함의를 이해할 수 있다.

아래의 설명과 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예의 이러한 및 기타 측면을 명확히 할 것이다. 이러한 설명과 첨부된 도면에서, 구체적으로 본 발명의 실시예에서의 일부 특정 실시 방식을 개시하여 본 발명의 실시예의 원리를 실시하는 일부 방식을 나타내기는 하나 본 발명의 실시예의 범위는 이에 한정되지 않음을 이해해야 할 것이다. 반대로, 본 발명의 실시예는 첨부된 청구범위의 취지와 함축된 범위 내에 놓이는 모든 변화, 수정 및 균등물을 포함한다.

아래에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따라 제공하는 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법, 및 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치 및 당해 전원 제어 장치를 구비한 고주파 가열 설비를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법의 플로차트이다. 도 2가 도시하는 바와 같이, 당해 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 아래 단계 S1, S2, S3을 포함한다.

S1: 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 고주파 가열 설비의 스위칭 부품이 작동을 행하도록 제어한다.

본 발명의 일 실시예에서, 스위칭 부품은 IGBT일 수 있다.

S2: 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측한다.

S3: 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 크거나 같을 경우, 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어한다.

여기서, 제어 신호는 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스 폭 변조)신호이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전원 제어 방법은 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 스위칭 부품이 턴 온되도록 계속 유지하고, 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료될 때 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어하고, 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계를 더 포함한다. 여기서, 해석해야 할 것은, 매 스위칭 주기의 제어 신호는 턴 온 창과 턴 오프 창을 포함하고, 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 매 스위칭 주기의 턴 온 창에서 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하고, 매 스위칭 주기의 턴 오프 창에서 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어한다.

바꾸어 말하자면, 본 발명의 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 전류 제어 모드를 적용하는바, 스위칭 부품, 예를 들어 IGBT을 통과하는 전류가 예설 전류 참고치에 미달일 경우, 제어 회로가 입력 전압 및 소요되는 출력 파워에 따라 스위칭 부품(예컨대 IGBT)의 온/오프 시간을 제어하는데, 이럴 경우에 전압 제어 모드와 흡사하다. IGBT는 제어 회로가 출력한 예설 충격 계수의 제어 신호의 제어하에서 턴 온 및 턴 오프를 행하나, 스위칭 부품(예컨대 IGBT)의 전류가 예설 전류 참고치에 도달할 경우, 스위칭 부품(예컨대 IGBT)은 신속하게 턴 오프(예정 시간보다 앞당겨 턴 오프됨)된다.

즉, 전류 제어 모드에서, 스위칭 부품의 턴 오프는 하기와 같은 두 조건의 제어를 받는다. 1. IGBT의 전류가 예설 전류 참고치에 도달하였는지의 여부; 2. PWM 신호의 펄스폭이 예설 구동 펄스폭, 즉 최대 펄스폭에 도달하였는지의 여부이다. 상기 조건 중 하나, 즉 1 또는 2를 만족시키기만 하면 IGBT가 턴 오프되도록 제어한다.

구체적인 운행 과정은 하기와 같은 단계들로 나뉘어진다. 우선, IGBT가 턴 온되도록 제어하고, 이때 IGBT를 통과하는 전류가 점점 증가된다. 이어서, 제어기는 IGBT의 전류가 예설 전류 참고치, 예를 들어 설정 최대치에 도달하였지의 여부 또는 IGBT를 제어하는 PWM 신호의 펄스폭이 턴 온 펄스폭의 최대치에 도달하였는지의 여부를 판단한다. 상기 조건 중 하나를 만족시키면, IGBT가 턴 오프되도록 제어하고, IGBT를 통과하는 전류는 점점 낮아진다.

여기서, 도 3이 도시하는바와 같이, 제어 회로의 IGBT를 제어하는 예정된 턴 오프 시각에 도달하였으나 IGBT의 전류가 예설 전류 참고치 i_MAX에 미달일 경우, IGBT의 구동 파형 Vg는 예설된 최대 펄스폭대로 운행한다. 도 3 또는 도 4가 도시하는 바와 같이, t1시각에서 t2시각 사이에서, 제어 회로는 고 레벨 신호를 IGBT의 G극으로 출력한다. 도 4가 도시하는 바와 같이, IGBT의 전류가 예설 전류 참고치i_MAX에 도달할 경우, IGBT를 제어하는 PWM신호의 구동 펄스폭의 운행이 종료되었는지 되지 않았는지를 막론하고, IGBT의 구동 파형 Vg는 예설 전류 참고치 도달 포인트에서 저 레벨 신호로 바뀐다.

본 발명의 일 구체적인 실시예에서, 도 5가 도시하는 바와 같이, 상기 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 아래 단계 S10, S20, S30, S40, S50을 포함한다.

S10: 전원을 가동하고, 시작시 PWM신호가 높게 출력, 즉 고 레벨 신호가 출력되도록 설치하고, IGBT가 턴 온되도록 제어한다.

S20: IGBT의 작동 전류 I1, 즉 IGBT를 통과하는 전류를 검측한다.

S30: I1과 예설 전류 참고치 I2를 비교하여, I1이 I2보다 크거나 같은지를 판단한다. 만약 I1＜I2이면 단계 S40을 수행하고; 만약 I1=I2이면 단계 S50을 수행한다.

S40: PWM 신호를 계속 높게 출력되도록 설치하고, 최대 구동 펄스폭에 도달했을 때 단계 S50으로 진입한다.

S50: PWM신호가 낮게 출력, 즉 저 레벨 신호가 출력되도록 설치하고, IGBT가 턴 오프되도록 제어한 후, 다음 주기에서의 PWM신호가 높게 출력되도록 설치된 것, 즉 제어 신호의 다음 턴 온 창을 대기하는바 즉 단계 S10으로 리턴하는 것이다.

상기 내용을 요약하면, 본 발명의 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법과 전통적인 전압 제어 모드를 비교해 볼 때, 우선, 매 스위칭 주기에서 IGBT의 전류에 대하여 최대치 차단 제어를 실시하여, 실효치가 변하지 않는 상황하에서 전류의 순간 최대치가 더 작아지게 하는 것으로, IGBT는 더 작은 정격 전류의 모델 제품을 사용할 수 있다. 그리고, 최대 전류가 더 작으므로, 고주파 가열 설비의 변압기의 초급 역방향 기전력도 이에 따라 작아지고, 그와 연결된 IGBT 드레인 전극의 최대 전압도 더 작아지는데, 이로써 IGBT는 정격 전압이 더 낮은 모델의 제품을 사용할 수 있다. 또한 최대 전류가 더 작기에, 변압기가 포화되는 것이 더 용이하게 나타나지 않으므로 변압기의 자기 코어 체적이 더 작아질 수 있고 원가를 낮춘다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 방법은 매 스위칭 주기에서 스위칭 부품을 통과하는 전류에 대해 최대치 차단 제어를 실시할 수 있으므로써, 스위칭 부품 작동과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮춘다. 또한, 예설 전류 참고치를 설정하였으므로, 과전류에 대한 효과적인 보호를 행하고, 고주파 가열 설비의 부품이 파손되지 않도록 보호할 수 있다. 이 외에, 제어기의 자원을 대폭 절감시킬 수 있고, 스위칭 부품의 과전류 보호의 리얼 타임 성능을 강화하며 제어 방법이 간단하고 믿음직하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치의 회로 설명도이다. 도 6이 도시하는 바와 같이, 당해 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치는 전류 검측 모듈(101)과 제어 모듈(102)을 포함한다.

여기서, 전류 검측 모듈(101)은 고주파 가열 설비를 통과하는 스위칭 부품(103)의 실시간 전류를 검측하기 위한 것이다. 여기서, 스위칭 부품(103)은 IGBT일 수 있다.

제어 모듈(102)은 전류 검측 모듈(101)과 연결되며, 제어 모듈(102)은 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 스위칭 부품(103)이 작동을 행하도록 제어하고, 실시간 전류가 예정 전류 참고치보다 크거나 같을 경우 스위칭 부품(103)이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 스위칭 부품(103)이 턴 온되도록 제어하기 위한 것이다. 여기서, 제어 신호는 PWM신호이다.

본 발명의 일 실시예에서, 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 제어 모듈(102)은 계속 고 레벨 제어 신호를 출력하고, 스위칭 부품(103)이 턴 온을 유지하도록 계속 제어하고, 제어 신호의 펄스폭이 최대 구동 펄스폭에 도달할 때, 즉 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료될 때, 제어모듈(102)은 저 레벨 제어 신호를 출력하고 스위칭 부품(103)이 턴 오프되도록 제어하고, 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 스위칭 부품(103)이 턴 온되도록 제어한다. 여기서, 해석해야 할 것은, 매 스위칭 주기의 제어 신호는 턴 온 창과 턴 오프 창을 포함하고, 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 매 스위칭 주기의 턴 온 창에서 제어모듈은 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하고, 매 스위칭 주기의 턴 오프 창에서 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어한다.

도 6이 도시하는 바와 같이, 교류 AC의 입력단 L, N은 브리지 정류기 DB1과 연결되고, 브리지 정류기 DB1을 통하여 AC를 직류 전류 U로 정류시키고, 다음 인덕터(L1)와 캐패시터C14로 이루어지는 LC필터링 회로를 경과하여 필터링 처리를 진행한다. 전류 검측 모듈(101)은 샘플링 저항(R25)일 수 있고, 샘플링 저항(R25)의 한 끝은 접지하고, 샘플링 저항(R25)의 다른 한 끝과 IGBT의 E극과 서로 연결되며, 캐패시터(C17)는 IGBT의 C극과 E극사이에 병렬 연결되고, 캐패시터(C17)와 변압기(T1)의 일차 코일은 직렬로 공진회로를 구성한다. 제어 모듈(102)의 전류 신호 입력단은 샘플링 저항(R25)의 다른 한 끝과 연결되고, 제어 모듈(102)의 전압 신호 입력단은 저항(R92)과 저항(R8)간의 노드와 연결되고, 저항(R92)의 한 끝은 브리지 정류기DB1과 인덕터(L1)사이에 연결되고, 저항(R92)의 다른 한 끝은 저항(R8)의 한 끝과 연결되고, 저항(R8)의 다른 한 끝은 접지하고, 저항(R92)과 저항(R8)간의 노드는 캐패시터(C3)의 한 끝과도 연결되고, 캐패시터(C3)의 다른 한 끝은 접지한다.

본 발명의 일 실시예에서, 도 7이 도시하는 바와 같이, 상기 전원 제어 장치는 필터링 모듈(104)을 더 포함한다. 여기서, 필터링 모듈(104)은 전류 검측 모듈(101)과 연결되며, 필터링 모듈(104)은 전류 검측 모듈(101)이 검측한 실시간 전류에 대해 필터링 처리를 행하여 교란 정보를 걸러내기 위한 것이다.

또한, 본 실시예에서, 도 7이 도시하는 바와 같이, 제어 모듈(102)은 비교 유닛(105)과 제어 유닛(106)을 포함한다. 여기서, 비교 유닛(105)은 필터링 모듈(104)과 연결되며, 비교 유닛(105)은 비교 신호를 생성하도록 필터링 처리 후의 실시간 전류와 예설 전류 참고치에 대해 비교를 행하기 위한 것이다. 제어 유닛(106)은 비교 유닛(105)과 연결되며, 제어 유닛(106)은 비교 신호에 따라 IGBT에 대해 제어를 행하기 위한 것이다. 구체적으로 말하자면, 도 7이 도시하는 바와 같이, 본 발명의 전원 제어 장치는 주로 전류 샘플링 회로, 필터링 전압 분할 회로, 비교 회로, 제어 칩 및 파워 제어 회로를 포함하는데, 여기서, 예설 전류 참고치는 사전에 비교 회로에 배치된다. 전원이 가동된 후, 전류 샘플링 회로는 IGBT를 흘러가는 전류값, 즉 교류 AC가 정류된 후 저항 R25를 흘러가는 전류를 채집하고, 다음 필터링 전압 분할 회로를 통하여 교란 정보를 필터링하며, 필터링한 후의 전류 정보를 비교 회로를 통하여 예설된 전류 참고치(I2)와 비교하고, 나아가 칩이 비교 결과에 따라 상응한 제어 신호를 출력하도록 제어하고, 파워 제어 회로를 통하여 IGBT에 대해 제어를 행한다. 여기서, 제어 모듈(102)은 다른 예설 전류 참고치 크기를 설정하는 것을 통하여, 회로 출력 파워에 대한 제어를 실현할 수 있다.

따라서, 본 발명이 고주파 가열 설비의 파워 제어를 실현할 수 있는 원리는 다른 파워에 따라 제어 모듈이 다른 예설 전류 참고치를 설치 또는 계산할 수 있고, 제어 모듈은 당해 설치를 통하여 다른 파워를 출력하여 가열을 행하는 것을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 최대 전류 참고치를 설정하였으므로 과전류 보호의 기능을 실현하고 가열 설비의 부품을 보호할 수 있다.

도 6이 도시하는 바와 같이, 상기 전원 제어 장치는 구동 모듈(107)을 더 포함하고, 구동 모듈(107)은 제어 모듈(102) 중의 제어 유닛(106) 및 IGBT의 G극과 연결되고, 구동 모듈(107)은 제어 유닛(106)의 제어하에 구동 신호를 생성하여 IGBT의 턴 온과 턴 오프를 구동한다.

본 발명의 실시예에서, 제어 모듈은 검측해낸 IGBT를 흘러가는 실시간 전류와 예설 전류 참고치의 크기를 비교하는 것을 통하여 예설된 충격 계수에 따라 IGBT에 대해 턴 오프 조작을 행할 것인지 아니면 앞당겨 턴 오프를 할 것인지를 결정한다. 전통적인 티이밍 시퀀스 제어 방법을 적용하여 IGBT구동에 대해 소프트웨어 조정을 행하는 제어방식과 비교하여 볼 때, 제어 모듈의 자원을 대폭 절감시키고 IGBT 과전류 보호의 리얼 타임 성능을 강화한다. 또한, 입력 전압 실시값을 참고로 하는 것을 적용하여 IGBT제어 신호를 조정하는 제어방식과 비교하여 볼 때, 전반 과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮춘다.

본 발명의 실시예에 따른 고주파 가열 설비의 전원 제어 장치는 매 스위칭 주기에서 스위칭 부품을 통과하는 전류에 대해 최대치 차단 제어를 실시할 수 있어 스위칭 부품의 작동과정에서의 전류 최대치를 낮추고, 스위칭 부품에 대한 요구를 낮춘다. 또한, 예설 전류 참고치를 설정하였으므로 과전류에 대한 효과적인 보호를 행하고, 고주파 가열 설비의 부품이 파손되지 않도록 보호할 수 있다. 이 외에, 또 제어모듈의 자원을 대폭 절감시킬 수 있고, 스위칭 부품의 과전류 보호의 리얼 타임 성능을 강화할 수 있다.

이 외에, 본 발명의 실시예는 고주파 가열 설비를 더 제공하는데, 당해 고주파 가열 설비는 상기 전원 제어 장치를 포함한다. 여기서, 고주파 가열 설비는 전자 레인지, 인덕션 레인지 등 설비 일 수 있다.

플로차트에서 또는 여기서 기타 방식으로 설명되는 그 어떤 과정 또는 방법 설명은 하나의 또는 더 많은 특정 로직 기능 또는 과정의 단계를 실현하기 위한 수행 가능한 명령의 코드의 모듈, 단락 또는 부분을 포함함을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 아울러, 본 발명의 바람직한 실시 방식의 범위는 별도의 실현을 포함하고 여기서 제시되거나 토론된 순서대로가 아닌 관련된 기능에 따른 거의 동시의 방식 또는 상반되는 순서를 포함한 순서대로 기능을 수행할 수 있는바 이는 마땅히 본 발명의 실시예가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 이해되어야 한다.

플로차트에서 표시되거나 여기서 기타 방식으로 설명되는 로직 및/또는 단계, 예를 들면, 로직 기능을 실현하기 위한 수행가능 명령의 서열 리스트로 여길 수 있고, 구체적으로 임의의 컴퓨터 판독가능 매체에서 실현되어 명령 수행 시스템, 장치 또는 설비（예를 들면, 컴퓨터에 기초한 시스템, 프로세서를 포함한 시스템 또는 기타 명령 수행 시스템, 장치나 설비로부터 명령을 취득하고 명령을 수행할 수 있는 시스템）에 제공되어 사용되거나 또는 이런 명령 수행 시스템, 장치 또는 설비를 결부하여 사용할 수 있다. 본 명세서에 대해 말하자면, "컴퓨터 판독가능 매체"는 임의의 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 전송하여 명령 수행 시스템, 장치 또는 설비에게 제공할 수 있거나 또는 이런 명령 수행 시스템, 장치 또는 설비를 결부하여 사용하는 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 더 구체적인 예시(비 전면 리스트임)는 하나의 또는 복수개의 배선을 갖는 전기 연결부(전자 장치), 휴대용 컴퓨터 디스크 케이스(자기 장치), 램(RAM), 롬(ROM), 이피롬(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유 장치 및 시디롬(CDROM)과 같은 것을 포함한다. 이 외에, 컴퓨터 판독 가능 매체는 심지어 그 위에 상기 프로그램을 프린트할 수 있는 종이나 기타 적합한 매체일 수 있다. 이는 종이 또는 기타 매체에 대해 광학 스캐닝을 행하고 이어서 편집, 해독을 행하거나 필요할 때 기타 적합한 방식으로 처리를 행하는 것을 통하여 전자 방식으로 상기 프로그램을 획득하고나서 그를 컴퓨터 메모리에 저장할 수 있기 때문이다.

본 발명의 각 부분은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그들의 조합으로 실현할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 상기 실시 방식에서, 복수의 단계나 방법은 메모리에 저장된 적합한 명령으로 시스템 실행을 실행하는 소프트웨어 또는 펌웨어로 실현할 수 있다. 예를 들면, 만약 하드웨어로 실현한다면 다른 한 실시 방식에서와 마찬가지로 데이터 신호에 대해 로직 기능을 실현하기 위한 로직 게이트 회로를 구비한 이산 로직 회로, 적합한 조합 로직 게이트 회로를 구비한 전용 집적 회로, 프로그래밍 가능 게이트 어레이(PGA), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA) 등 본 기술 분야에서 공지된 기술 중의 어느 하나 또는 그들의 조합으로 실현할 수 있다.

본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 기술자들은 상기 실시예의 방법이 지니는 전부 또는 일부 단계를 실현하는 것은, 프로그램으로 관련 하드웨어를 명령하는 것을 통하여 완성할 수 있고 상기의 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있으며 당해 프로그램이 실행될 때 방법 실시예의 단계 중의 하나 또는 그 조합을 포함한다는 것을 이해할 것이다.

이 외에, 본 발명의 각 실시예 중의 각 기능 유닛은 하나의 처리 모듈에 집적될 수 있고 각 유닛은 단독으로 물리적으로 존재할 수도 있으며 둘 또는 둘 이상의 유닛이 한 모듈에 집적될 수도 있다. 상기 집적된 모듈은 하드웨어의 형식을 적용하여 실현할 수 있고 소프트웨어 기능 모듈의 형식을 적용하여 실현할 수도 있다. 상기 집적된 모듈이 만약 소프트웨어 기능 모듈의 형식으로 실현되고 독립된 제품으로 판매되거나 사용될 경우, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수도 있다.

상기 저장 매체는 읽기 전용 기억 장치, 디스크 또는 CD 등 일 수 있다.

본 명세서의 설명에서 참조 용어 "일 실시예", "예시", "구체적 예시" 또는 "일부 예시" 등의 설명은 당해 실시예 또는 예시를 결부하여 설명하는 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 함축적인 표달이 반드시 동일한 실시예 또는 예시를 가리키는 것은 아니다. 그리고, 설명된 구체적 특징, 구조, 재료 또는 특징은 임의의 하나 또는 복수의 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

비록 이미 본 발명의 실시예를 제시하고 설명하였으나 분야의 통상의 지식을 가진 기술자들은 본 발명의 원리와 취지를 이탈하지 않는 상황하에서 이런 실시예에 대해 여러가지 변화, 수정, 대체와 변형을 진행할 수 있고 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그 균등물에 의해 한정된다는 것을 이해할 것이다.

전류 검측 모듈(101), 제어 모듈(102), 스위칭 부품(103), 브리지 정류기(DB1), 인덕터(L1), 캐패시터(C14), 샘플링 저항(R25), 캐패시터(C17), 변압기(T1), 저항(R92) 및 저항(R8), 캐패시터(C3), 필터링 모듈(104), 비교 유닛(105), 제어 유닛(106), 구동 모듈(107)

Claims

고주파 가열 설비의 전원 제어 방법으로서,
예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 상기 고주파 가열 설비의 스위칭 부품이 작동을 행하도록 제어하는 단계;
상기 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측하는 단계;
상기 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 크거나 같을 경우, 상기 제어 신호가 저 레벨 신호를 출력하도록 제어하여 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계;
상기 실시간 전류가 상기 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 최대 구동 펄스폭에 도달할 때까지 상기 제어 신호가 계속 고 레벨 신호를 출력하도록 제어하여 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 계속 유지하고, 또한 상기 스위칭 부품을 통과하는 전류를 검측하며, 상기 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료될 때 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어 신호는 PWM신호인 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 스위칭 부품은 IGBT인 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.
고주파 가열 설비의 전원 제어 장치로서,
상기 고주파 가열 설비의 스위칭 부품을 통과하는 실시간 전류를 검측하기 위한 전류 검측 모듈;
상기 전류 검측 모듈과 연결된, 예설 충격 계수의 제어 신호에 따라 상기 스위칭 부품이 작동하도록 제어하는 제어모듈을 포함하고,
상기 제어모듈은,
상기 실시간 전류가 예설 전류 참고치보다 크거나 같을 경우, 상기 제어 신호가 저 레벨 신호를 출력하도록 제어하여 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 계속 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하고,
상기 실시간 전류가 상기 예설 전류 참고치보다 작을 경우, 최대 구동 펄스폭에 도달할 때까지 상기 제어 신호가 계속 고 레벨 신호를 출력하도록 제어하여 상기 스위칭 부품이 턴 온을 유지하도록 계속 제어하고, 또한 상기 전류 검측 모듈이 상기 스위칭 부품을 통과하는 전류를 검측하도록 하며, 상기 제어 신호의 현재 턴 온 창이 종료될 때 상기 스위칭 부품이 턴 오프되도록 제어하고, 상기 제어 신호의 다음 턴 온 창이 도래할 때 상기 스위칭 부품이 턴 온되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
삭제
제5항에 있어서,
상기 제어 신호는 PWM신호인 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
제5항에 있어서,
상기 스위칭 부품은 IGBT인 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 전류 검측 모듈과 연결된, 상기 전류 검측 모듈이 검측해낸 실시간 전류에 대해 필터링 처리를 행하기 위한 필터링 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 필터링 모듈과 연결된, 비교 신호를 생성하도록 필터링 처리후의 실시간 전류와 상기 예설 전류 참고치에 대해 비교를 행하기 위한 비교 유닛;
상기 비교 유닛과 연결된, 상기 비교 신호에 따라 상기 IGBT에 대해 제어를 행하기 위한 제어 유닛,
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어 유닛과 상기IGBT의 G극에 따로따로 연결된, 상기 제어 유닛의 제어하에 구동 신호를 생성하여 상기 IGBT의 턴 온과 턴 오프를 구동하기 위한 구동 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.
고주파 가열 설비로서,
제5항, 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 전원 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 설비.