KR101846358B1 - 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지 및 전기 레인지의 제어 방법 - Google Patents

복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지 및 전기 레인지의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 입력되는 제1 스위칭 신호에 따라 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제1 고주파 전압을 생성하는 제1 인버터 회로; 상기 제1 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 제1 워킹코일; 입력되는 제2 스위칭 신호에 따라 상기 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제2 고주파 전압을 생성하는 제2 인버터 회로; 상기 제2 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 제2 워킹코일; 상기 제1 워킹코일과 상기 제2 워킹코일을 동시에 동작시키는 경우, 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 주파수를 임의의 동일한 주파수로 유지한 후, 각 스위칭 신호를 구성하는 매 주기의 온 타임 펄스폭을 제어함으로써 상기 제1 워킹코일과 상기 제2 워킹코일 각각의 출력을 제어하는 스위칭 제어부를 구비하는, 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지에 관한 것이다.

Description

복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지 및 전기 레인지의 제어 방법{ELECTRIC RANGE HAVING MULTIPLE INVERTER CIRCUITS DRIVEN BY SAME FREQUENCY AND CONTROL METHOD FOR THE ELECTRIC RANGE}
본 발명은 전기 레인지 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 독립적으로 각각의 워킹코일을 동작시키는 복수의 인버터 회로를 구비한 전기 레인지 및 복수의 인버터 회로를 제어하는 방법에 관한 것이다.
유도가열 방식의 전기 레인지는, 고주파 전압을 워킹코일에 흘려 워킹코일에 고주파 자계를 발생시키고, 이 자계가 워킹코일과 자기적으로 결합된 용기에 와전류를 발생시키고, 이 와전류가 용기가 주울열을 발생시키는 원리로 동작한다.
한편, 최근의 유도가열 방식의 전기 레인지는, 워킹코일이 배치된 화구를 다수 개 포함하는 다화구 출력형으로 진화하고 있다.
이러한 다화구 출력형 전기 레인지의 일례를 공개특허공보 제10-2011-0092073호(명칭: 유도가열 조리기기)(이하, 종래 기술)를 참고하여 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 복수의 워킹코일을 서로다른 전력 공급부 및 인버터에 의해 동작시키는 유도가열 조리기기의 내부 블록도를 도시한다. 도면을 참조하여 설명하면, 종래 기술에 따른 유도가열 조리기기는, 제1 전력 공급부(210)와 제2 전력 공급부(220)를 포함한다. 제1 전력 공급부(210)는, 제1 컨버터(310), 제2 컨버터(312), 제2 워킹코일(Lr2), 제3 워킹코일(Lr3), 제4 워킹코일(Lr4), 제1 인버터(320), 제2 인버터(322)를 포함할 수 있다. 제2 전력 공급부(220)는, 제3 컨버터(314), 제3 인버터(324), 제1 워킹코일(Lr1)을 포함할 수 있다.
제1 인버터(320), 제2 인버터(322), 제3 인버터(324)는, 각각 복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해, 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환한다.
제1 인버터(320)는, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa) 및 하암 스위칭 소자(S'a)를 구비한다. 제1 인버터(320) 내의 스위칭 소자들(Sa,S'a)은, 제어부(미도시)로부터의 제1 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/ 턴 오프 동작을 하게 된다. 이때, 스위칭 소자들(Sa,S'a)은, 서로 상보적으로 동작할 수도 있다.
제3 인버터(324)는, 제1 인버터(320)와 유사하게, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'c)를 구비한다.
제어부는, 제1 인버터(320), 제2 인버터(322), 및 제3 인버터(324)의 제어를 위해, 각각의 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다. 스위칭 제어 신호는 소정 주파수의 사인파를 기본으로 하고, 기본이 되는 사인파의 파형이 0전위를 지나는 시점(제로 크로싱)을 기준으로 스위칭 소자의 턴 온/ 턴 오프를 결정하도록 하이/로우가 나타나는 구형파의 형태로 만들어진다. 이때, 기본파는 사인파를 기본으로 하기 때문에, 하이의 폭과 로우의 폭이 같다. 이러한 구형파를 이하에서 기본파라고 지칭한다.
이때, 상암 스위칭 소자에 인가되는 스위칭 제어 신호는 기본파의 하이에서 턴 온되도록 하는 신호로 구성되고, 하암 스위칭 소자에 인가되는 스위칭 제어 신호는 기본파의 로우에서 턴 온되도록 하는 신호로 구성될 수 있다.
이러한 제어 방식에서, 각 워킹코일을 통한 유도가열을 수행할 때에는, 인가되는 기본파의 주파수를 변경함으로써, 각 스위칭 소자의 온 타임을 줄이거나 늘이는 방식으로 유도가열의 출력을 제어한다.
즉, 예를 들면, 기본파의 주파수가 높아져서 스위칭 소자의 온 타임이 줄어들면, 워킹코일을 통해 작용하는 자계의 작용 시간이 짧아져서 용기에 에너지 전달이 충분하지 않게 되어 출력이 작아지고, 기본파의 주파수가 낮아져서 스위칭 소자의 온 타임이 길어지면, 워킹코일을 통해 용기에 충분히 에너지가 전달되어 유도가열의 출력이 증가한다.
하지만, 종래 기술의 유도가열 조리기기와 같이, 복수의 워킹코일 및 각 워킹코일에 지정된 독립적인 인버터들을 구비하고, 스위칭 제어 신호의 주파수를 제어하는 조리기기에서는, 다음과 같은 문제점을 나타낸다.
만일, 제1 인버터(320)에 제1 주파수의 스위칭 제어 신호를 인가하여 제4 워킹코일(Lr4)을 동작시키고, 다른 인버터인 제3 인버터(324)에는 제2 주파수의 스위칭 제어 신호를 인가하여 제1 워킹코일(Lr1)을 동작시키게 되면, 스위칭 제어 신호들의 주파수가 서로 달라서, 가청 소음이 발생할 수 있다.
공개특허공보 제10-2011-0092073호
따라서, 본 발명은, 복수의 워킹코일을 동시에 동작시킬 때 및 복수의 워킹코일의 출력을 서로 독립적으로 제어하고자 할 때, 각 인버터에서 출력하는 스위칭 제어 신호의 주파수가 서로 달라서 가청 소음이 발생하는 문제점을 해결하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지는, 입력되는 제1 스위칭 신호에 따라 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제1 고주파 전압을 생성하는 제1 인버터 회로; 상기 제1 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 제1 워킹코일; 입력되는 제2 스위칭 신호에 따라 상기 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제2 고주파 전압을 생성하는 제2 인버터 회로; 상기 제2 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 제2 워킹코일; 상기 제1 워킹코일과 상기 제2 워킹코일을 동시에 동작시키는 경우, 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 주파수를 임의의 동일한 주파수로 유지한 후, 각 스위칭 신호를 구성하는 매 주기의 온 타임 펄스폭을 제어함으로써 상기 제1 워킹코일과 상기 제2 워킹코일 각각의 출력을 제어하는 스위칭 제어부를 구비한다.
이때, 상기 제1 인버터 회로 및 상기 제2 인버터 회로는, 상기 직류전압을 입력받는 입력단과, 상기 워킹코일에 연결된 출력단과, 상위 스위칭 신호가 인가되는 제어단을 구비한 상위 스위칭 소자; 상기 상위 스위칭 소자의 출력단에 연결된 입력단과, 그라운드에 연결된 출력단과, 하위 스위칭 신호가 인가되는 제어단을 구비한 하위 스위칭 소자를 포함하여 하프 브리지 전류 공진 방식으로 구성되고, 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호는, 각각, 상기 상위 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어하고, 온 타임의 펄스폭이 제어되는 상기 상위 스위칭 신호와, 상기 하위 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어하고, 적어도 상기 상위 스위칭 소자의 온 타임 동안에는 오프로 유지되는 상기 하위 스위칭 신호를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 워킹코일 및 상기 제2 워킹코일 중 어느 하나만 동작하는 경우에는, 해당 워킹코일의 인버터 회로에 인가되는 스위칭 신호의 주파수를 제어함으로써 해당 워킹코일의 출력을 제어할 수 있다.
또한, 상기 동일한 주파수는, 상기 제1 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수와 상기 제2 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수 중 하나 또는 상기 주파수들 사이의 임의값으로 선택될 수 있다.
또한, 상기 동일한 주파수는, 출력이 더 작은 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수로 선택될 수 있다.
한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 또다른 실시예에 따르면, 하프브리지 전류공진 방식으로 상위 스위칭 소자와 하위 스위칭 소자가 배치되어 직류 전압을 고주파 전압으로 변환하는 인버터 회로와 상기 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 워킹코일을 포함하는 화구를 복수 개 포함하는 전기 레인지에 있어서, 상기 복수의 화구를 동시에 동작시킬지 결정하고, 상기 복수의 화구에 동일 주파수의 상기 스위칭 신호를 인가하고, 상기 복수의 화구 각각에서 요구되는 출력에 대응하여, 상기 스위칭 신호를 구성하는 매 주기의 온 타임 펄스폭을 제어하여 인가하는 전기 레인지의 복수의 인버터 회로를 동일 주파수로 동작시키는 제어 방법을 개시한다.
여기서, 상기 동일 주파수는, 어느 하나의 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수와 다른 하나의 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수 중 하나 또는 상기 주파수들 사이의 임의값으로 선택될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지에 의하면, 복수의 화구를 동시에 동작시킬 때에는 각 인버터 회로가 동일한 주파수의 스위칭 신호에 의해 동작하게 되므로, 유도가열시 스위칭 신호의 주파수 간섭에 의한 가청 소음이 발생하지 않는다.
도 1은 복수의 워킹코일을 다양하게 조합한 종래 기술에 따른 유도가열 장치의 회로도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같은 전기 레인지에서, 종래 기술과 같이 주파수 제어 방식으로 유도가열 출력을 제어하는 경우의 일례로서, 제1 스위칭 신호를 구성하는 상위 스위칭 신호와 하위 스위칭 신호의 주파수를 변경하는 방식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 레인지에 있어서, 동일 주파수를 갖는 스위칭 신호의 일례로서, 제1 스위칭 신호를 구성하는 상위 스위칭 신호와 하위 스위칭 신호의 1 주기 내 온타임을 제어하는 본 발명에서 제안하는 제어 방식을 설명하는 파형도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 레인지에 있어서 복수의 인버터 회로를 동일 주파수로 동작시키는 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안 될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 각 구성부의 기능은 종래 기술을 참조하여 이해할 수 있으므로, 여기서는 간략하게 설명한다.
먼저, 상용 전원으로부터의 교류 전력(특히, 교류 전압)은, 제1직류전원생성부(110)와 제2직류전원생성부(150)로 각각 제공될 수 있다. 각 직류전원생성부(110, 150)는 교류 전력을 평활하여 직류 전압을 출력한다. 이때 출력되는 전압은, 인버터 회로(120, 160)를 통해서 고주파 스위칭된 전류의 형태로 워킹코일(131, 172)에 인가되어, 유도가열을 위한 고주파 자계를 발생시키게 된다.
또한, 직류전원생성부 중 적어도 하나는 전기 레인지를 구성하는 각 회로들에 동작 전원을 공급할 수 있는데, 특히, 스위칭 제어부를 구성하는 마이컴의 동작을 위한 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
제1인버터회로(120)는 제1워킹코일(131)에 직류전원을 인가하도록 구성된다. 제1인버터회로(120)는 제1 상위 스위칭 소자(Q1)와 제1 하위 스위칭 소자(Q2)를 구비한다. 제1 상위 스위칭 소자(Q1)는, 제1직류전원생성부(110)로부터의 직류전압을 입력받는 입력단과 제1워킹코일(131)의 일단에 연결된 출력단과 스위칭 제어부(190)로부터 인가되는 제1 상위 스위칭 신호를 입력받는 제어단을 구비한다. 또한, 제1 하위 스위칭 소자(Q2)는, 제1 상위 스위칭 소자(Q1)의 출력단에 연결된 입력단과 그라운드에 연결된 출력단과 스위칭 제어부(190)로부터 인가되는 제1 하위 스위칭 신호가 입력되는 제어단을 구비한다.
제1워킹코일(131)은 가열할 용기가 놓여지는 제1 화구를 구성한다. 제1워킹코일(131)은 제1인버터회로(120)의 동작에 의해 인가되는 고주파 전압에 의하여, 제1 화구에 놓여진 용기와 전류 공진하게 된다.
제1워킹코일(131)의 타단에는 제1 전류 측정부(141)가 배치되고, 제1 전류 측정부(141)의 출력값은 스위칭 제어부(190)로 피드백된다. 제1 전류 측정부(141)로부터의 측정값에 기초하여 제1 워킹코일(131)을 통해 수행되는 유도가열의 출력을 측정할 수 있고, 이에 따라 스위칭 신호가 제어될 수 있다.
이러한 연결 구조는 하프브리지(half bridge) 방식으로 불리며, 워킹코일은 고주파 스위칭되는 전압에 의한 전류 공진 방식으로 동작하게 된다.
제2직류전원생성부(150)와, 제2인버터회로(160)(제2 상위 스위칭 소자와 제2 하위 스위칭 소자를 포함함)와, 제2워킹코일(172)과, 제2 전류 측정부(172)의 연결 관계 및 동작은 상술한 제1직류전원생성부(110)와 제1인버터회로(120)와 제1워킹코일(131)과 제1 전류 측정부(141)의 연결 관계와 동일할 수 있다.
다만, 제2 상위 스위칭 소자(Q3)의 동작을 제어하는 제2 상위 스위칭 신호와 제2 하위 스위칭 소자(Q4)의 동작을 제어하는 제2 하위 스위칭 신호가, 스위칭 제어부(190)에 의해 각 스위칭 소자에 인가된다.
이러한 구성에 의하면, 스위칭 제어부(190)가 제1 상/하위 스위칭 신호를 출력할 때는 제1워킹코일(131)에 의한 유도가열을 수행할 수 있게 되고, 스위칭 제어부(190)가 제2 상/하위 스위칭 신호를 출력함으로써 제2워킹코일(172)에 의해 유도가열이 수행되게 된다.
일반적인 전기 레인지에서는 상기 종래기술에서 설명한 바와 같이, 상/하위 스위칭 소자에 인가하는 상/하위 스위칭 신호의 주파수를 변경함으로써, 해당 워킹코일의 유도가열 출력을 조정하고 있다.
예를 들어, 도 3의 파형도를 참고하여, 주파수 제어 방식으로 유도가열 출력을 제어하는 경우에서, 제1 스위칭 신호를 구성하는 제1 상위 스위칭 신호와 제1 하위 스위칭 신호의 주파수가 스위칭 제어부(190)에 의해 변경되는 방식을 설명한다.
도 3(a)은 예를 들면, 45kHz의 주파수로 제1 스위칭 신호를 구성한 것을 도시한다. 제1 상위 스위칭 신호와 제1 하위 스위칭 신호를 함께 도시하고 있다. 제1 스위칭 신호가 45kHz일 때, 예를 들면, 제1워킹코일의 유도가열 출력은 400W일 수 있다.
도 3(b)은 예를 들면, 23kHz의 주파수로 제1 스위칭 신호를 구성한 것을 도시한다. 제1 스위칭 신호가 23kHz일 때에는, 예를 들면, 제1워킹코일의 유도가열 출력은 1800W일 수 있다.
도 3(c)은 예를 들면, 50kHz의 주파수로 제1 스위칭 신호를 구성한 것을 도시한다. 제1 스위칭 신호가 50kHz일 때에는, 예를 들면, 제1워킹코일의 유도가열 출력은 300W일 수 있다.
이와 같이, 스위칭 신호의 주파수를 높이거나 낮춤으로써, 워킹코일을 통해 이루어지는 유도가열의 출력을 조정할 수 있게 된다. 이러한 제어 주파수를 더 낮게하면 출력을 더 높일 수 있으나, 제어 주파수가 가청 주파수 범위로 낮아지면, 작동시 소음이 유발되고 워킹코일 자체의 발열과 같은 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 제어 주파수는 가청 대역 이상으로 제한된다.
한편, 상위 스위칭 신호의 하이(high; 또는, 온타임)와 하위 스위칭 신호의 하이는 소정의 시간차(즉, 데드타임)를 두고 있는데, 이는, 상위 스위칭 소자와 하위 스위칭 소자가 동시에 온되는 것을 안전하게 방지하기 위함이다.
한편, 이렇게 각 화구의 워킹코일들에 대하여 주파수를 제어함으로써 유도가열 출력을 제어하게 되면, 복수 개의 워킹코일이 동시에 동작하는 경우, 각 워킹코일에 인가되는 스위칭 신호의 주파수가 서로 다를 수 있다.
이 경우에는, 스위칭 신호들의 주파수가 서로 간섭하여 간섭음을 발생시키고, 이는 불쾌한 소음이 될 수 있다.
특히, 각 화구의 출력을 변경할 때마다, 소음이 더욱 커지고 또는 작아지게 되어 사용하는데 불쾌감을 유발하게 된다.
따라서, 본 발명에서는, 복수 개의 워킹코일을 동시에 작동시켜야 하는 경우에는, 각 워킹코일에 인가되는 스위칭 신호의 주파수를 동일하게 유지하고, 스위칭 신호의 각 주기를 구성하는 온타임의 폭을 제어하여 출력을 조정할 수 있도록 구현한다.
도 4는 이러한 제어 방식을 설명하기 위한 파형도이다. 도 4에 도시된 파형도는, 본 발명에 따른 전기 레인지에 있어서, 동일 주파수를 갖는 스위칭 신호의 일례로서, 제1 스위칭 신호를 구성하는 상위 스위칭 신호와 하위 스위칭 신호의 1 주기 내 온타임을 제어하는, 본 발명에서 제안하는 제어 방식을 설명하기 위한 것이다.
도 4(a)는 예를 들면 21kHz의 주파수를 갖는 제1 스위칭 신호의 예를 도시한다. 본 발명에서는 제2 스위칭 신호도 이와 동일한 주파수를 가질 것이다.
한편, 하프브리지 전류 공진 방식의 유도가열 회로에서는, 상위 스위칭 소자의 동작에 의해서 실제적인 유도가열 출력이 제어되며, 하위 스위칭 소자의 동작은 출력과는 거의 무관하다. 따라서, 본 발명에서는, 상위 스위칭 소자의 온타임을 주로 제어하게 되며, 하위 스위칭 소자의 온타임은 상위 스위칭 소자의 온타임과 중복되지 않는 시간으로 설정되도록 제어될 수 있다.
도 4(a)는 고정된 21kHz의 주파수에서 온타임의 펄스폭(D1)이 50%인 것을 도시하고 있다(이 50%에는 데드타임이 포함될 수 있음). 기본적인 스위칭 신호에 의해서는, 온타임이 한 주기의 50%인 경우에 최대 출력을 낼 수 있다. 이때의 출력은 예를 들면 1800W일 수 있다.
이렇게 최대 출력을 내는 도중에 제1워킹코일의 출력을 감소시키고자 할 때에는, 스위칭 신호의 주파수를 높이는 것이 아니라, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 한 주기를 구성하는 온타임의 펄스폭을 감소시키게 된다. 도 4(b)에서는 온타임의 펄스폭(D2)이 한 주기의 20%로 감소된 것을 볼 수 있다. 이때의 출력은 예를 들면 400W일 수 있다.
제1 상위 스위칭 신호의 온타임이 감소되었으므로, 오프타임은 길어질 것이다. 이때, 제1 하위 스위칭 신호의 온타임은 제1 상위 스위칭 신호의 오프타임 범위 내에서 임의로 결정될 수 있다.
이렇게 제1 상위 스위칭 신호의 온타임을 줄임으로써, 제1워킹코일에 인가되는 고주파 전압의 에너지가 줄어들고, 결과적으로 유도가열의 출력이 줄어든다.
도 4(c)는 제1워킹코일의 출력을 더 줄이는 경우를 도시한다. 제1 상위 스위칭 신호의 온타임(D3)은 한 주기의 10%까지 감소되었고, 이때의 출력은 300W일 수 있다.
제2인버터회로를 제어하기 위한 제2 스위칭 신호 역시, 마찬가지로 21kHz로 유지되면서, 유도가열 출력에 맞추어 온타임의 펄스폭을 늘이고 줄이는 방식으로 제어될 것이다.
이 경우, 제1 스위칭 신호와 제2 스위칭 신호의 주파수가 동일하므로, 공진 주파수끼리의 간섭에 의한 소음이 발생하지 않게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지는, 하나의 워킹코일만을 동작시켜 유도가열을 수행하는 중에는, 종래 기술과 같이 스위칭 신호의 주파수를 변경하는 방식으로 출력을 제어할 수 있다. 그리고, 이렇게 어느 하나의 워킹코일이 동작하는 도중에 또하나의 워킹코일이 추가로 동작을 개시하게 될 때, 상술한 바와 같이, 스위칭 신호의 주파수를 임의의 동일 주파수로 고정시키고 상위 스위칭 신호의 온타임 펄스폭을 제어하는 방식을 시작할 수 있다.
이때, 제1워킹코일이 최대 출력을 내는 주파수와 제2워킹코일이 내는 주파수가 서로 다를 수 있는데, 상기 동일 주파수는, 다음과 같은 방식으로 정해질 수 있다.
하나는, 각 워킹코일이 동시에 동작하면서 가장 안전하게 동작할 수 있는 주파수를 선택하는 것이다.
또 하나는, 제1 워킹코일이 최대 출력을 내는 주파수와 제2 워킹코일이 최대 출력을 내는 주파수 중 하나 또는 그 사이의 임의값으로 선택하는 것이다.
또다른 하나는, 동시에 동작하는 복수의 워킹코일 중 최대 출력이 더 작은 워킹코일이 최대의 출력을 낼 수 있는 주파수를 선택하는 것이다.
더욱 또다른 주파수 선택 방식이 설계되고 적용될 수도 있을 것이다.
한편, 상술한 설명은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1직류전원생성부와 제2직류전원생성부를 독립적으로 구성하는 것을 예로 들었으나, 단 하나의 직류전원 생성부를 구비하고, 출력되는 직류전압을 병렬로 또는 직렬로 분기하여 각 인버터 회로에 공급하는 구성도 고려할 수 있다.
다음으로, 도 5의 흐름도를 참조하여, 본 발명에 따른 전기 레인지에 있어서 복수의 인버터 회로를 동일 주파수로 동작시키는 제어 방법을 설명한다.
먼저, 사용자는 하나의 화구를 이용하여 조리를 시작할 수 있다(S110). 이때에는, 스위칭 제어부는 단일의 워킹코일만 동작하는 상태이기 때문에, 인버터 회로의 상위 및 하위 스위칭 소자 각각에 대하여 스위칭 신호의 주파수를 변경하는 방식으로 유도가열 출력을 조정할 수 있다(S120).
물론, 하나의 화구만을 동작시키는 경우에 있어서도, 주파수를 임의의 값으로 고정한 상태에서, 상술한 바와 같이 스위칭 신호의 한 주기를 구성하는 온타임 펄스폭을 제어하는 방식으로 유도가열의 출력을 조정하는 제어도 가능하다.
한편, 사용자가 추가로 하나 이상의 화구를 더 이용하고자 하는 경우에는(S130), 스위칭 제어부는 이전에 동작중인 화구에 제공하던 스위칭 신호의 주파수를 소정의 주파수로 고정시키고, 추가로 동작할 화구에 제공할 스위칭 신호의 주파수 역시 이 고정된 주파수를 사용한다. 그리고, 각 화구에 요청된 출력에 맞추어 스위칭 신호의 한 주기를 구성하는 온타임의 펄스폭을 제어함으로써 각 화구별 출력을 제어한다(S140).
여기서, 고정되는 단일 주파수는, 각 화구들이 최대 출력을 내는 주파수에 가까운 주파수로써 선택될 수 있다. 예를 들면, 동일 주파수는, 동시에 동작할 복수의 화구 각각이 최대 출력을 내는 주파수 중 하나 또는 그 주파수들의 중간값 또는 임의의 값으로 설정될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 입력되는 제1 스위칭 신호에 따라 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제1 고주파 전압을 생성하는 제1 인버터 회로;
    상기 제1 고주파 전압 의하여 유도가열을 수행하는 제1 워킹코일;
    입력되는 제2 스위칭 신호에 따라 상기 직류전압을 온 또는 오프 스위칭함으로써 제2 고주파 전압을 생성하는 제2 인버터 회로;
    상기 제2 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 제2 워킹코일;
    상기 제1 워킹코일 하나만 동작시키는 경우에는 상기 제1 인버터 회로에 인가되는 제1 스위칭 신호의 주파수를 변경함으로써 상기 제1 워킹코일의 출력을 제어하고, 상기 제1 워킹코일만을 동작시키는 도중에 상기 제2 워킹코일을 동시에 동작시켜야 하게 되는 경우에는 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 주파수를 임의의 동일한 주파수로 유지한 후 상기 제1 워킹코일과 상기 제2 워킹코일의 각각에 요구되는 출력에 대응하여 각자의 제1 스위칭 신호와 제2 스위칭 신호를 구성하는 매 주기의 온 타임 펄스폭을 독립적으로 제어하는 스위칭 제어부를 구비한, 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 인버터 회로 및 상기 제2 인버터 회로는,
    상기 직류전압을 입력받는 입력단과, 상기 워킹코일에 연결된 출력단과, 상위 스위칭 신호가 인가되는 제어단을 구비한 상위 스위칭 소자;
    상기 상위 스위칭 소자의 출력단에 연결된 입력단과, 그라운드에 연결된 출력단과, 하위 스위칭 신호가 인가되는 제어단을 구비한 하위 스위칭 소자를 포함하여 하프 브리지 전류 공진 방식으로 구성되고,
    상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호는, 각각,
    상기 상위 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어하고, 매 주기의 온 타임의 펄스폭이 제어되는 상기 상위 스위칭 신호와,
    상기 하위 스위칭 소자의 온 또는 오프를 제어하고, 적어도 상기 상위 스위칭 소자의 매 주기의 온 타임 동안에는 오프로 유지되는 상기 하위 스위칭 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동일한 주파수는, 상기 제1 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수와 상기 제2 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수 중 하나 또는 상기 주파수들 사이의 임의값으로 선택되는 것을 특징으로 하는, 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동일한 주파수는, 출력이 더 작은 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수로 선택되는 것을 특징으로 하는, 복수의 인버터 회로가 동일 주파수로 동작하는 전기 레인지.
  6. 하프브리지 전류공진 방식으로 상위 스위칭 소자와 하위 스위칭 소자가 배치되어 직류 전압을 고주파 전압으로 변환하는 인버터 회로와 상기 고주파 전압에 의하여 유도가열을 수행하는 워킹코일을 포함하는 화구를 복수 개 포함하는 전기 레인지에 있어서,
    상기 복수의 화구 중 어느 하나만 동작시킬지 또는 상기 복수의 화구를 동시에 동작시킬지 결정하고,
    상기 복수의 화구 중 어느 하나만 동작시키는 경우에는, 동작시킬 화구의 워킹코일의 인버터 회로에 인가되는 스위칭 신호의 주파수를 변경함으로써 해당 화구의 출력을 제어하고,
    어느 하나의 화구만을 동작시키는 도중에 상기 복수의 화구를 동시에 동작시켜야 하게 되는 경우에는, 상기 스위칭 신호의 주파수를 임의의 동일 주파수로 유지한 후 상기 동작시킬 복수의 화구의 각각의 워킹코일에 상기 동일 주파수의 스위칭 신호를 인가하고 상기 복수의 화구 각각에서 요구되는 출력에 대응하여 상기 각각의 워킹코일에 인가되는 각각의 상기 스위칭 신호들을 구성하는 매 주기의 온 타임 펄스폭을 독립적으로 제어하는, 전기 레인지의 복수의 인버터 회로를 동일 주파수로 동작시키는 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 동일 주파수는, 어느 하나의 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수와 다른 하나의 워킹코일이 최대 출력을 낼 수 있는 주파수 중 하나 또는 상기 주파수들 사이의 임의값으로 선택되는 것을 특징으로 하는, 전기 레인지의 복수의 인버터 회로를 동일 주파수로 동작시키는 제어 방법.
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