KR101954531B1 - 정수기 및 정수기의 제어 방법 - Google Patents

정수기 및 정수기의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정수기 및 정수기의 제어 방법에 관한 것이다. 사용자의 온수 취출 요청에 따라서 온수를 제공할 때 온수조 내의 물의 온도를 온수 취출 온도로 유지하기 위하여, 본 발명에서는 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도가 설정된다. 본 발명에 따른 정수기는 이와 같은 상한 온도 및 하한 온도에 따라서 가열 모듈을 구동함으로써 종래 기술에 따른 가열 모듈의 지속적인 구동으로 인한 단점을 극복할 수 있다.

Description

정수기 및 정수기의 제어 방법{WATER PURIFIER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 정수기 및 정수기의 제어 방법에 관한 것이다.
정수기는 물리적 또는 화학적 방법으로 물에 함유된 이물질이나 중금속 등 유해성분을 제거하는 장치이다. 일반적으로 정수기는 오염물질이 포함된 원수(原水)에서 오염물질을 걸러내는 필터부, 필터부를 지난 정수(淨水)를 저장하는 정수 탱크, 정수 탱크에 저장된 정수를 외부로 취출시키는 취출부를 포함한다. 정수기에 전원이 공급되면, 원수가 필터부로 공급되어 정화된 후 수조부에 저장되고, 저장된 정수는 사용자의 선택에 따라 취출부를 통해 취출된다. 최근에는 정수된 물을 저장하지 않고 바로 취출부를 통해 취출시키는 직수형 정수기도 사용되고 있다.
정수기는 단순히 원수를 정화하는 기능 외에도 정화된 물을 냉각하거나 가열하여 냉수 및 온수를 제공하는 기능을 갖기도 한다. 특히 온수 제공 기능을 갖는 정수기에는 온수를 저장하기 위한 온수조 및 온수조에 저장된 물을 미리 정해진 온수 취출 온도로 가열하기 위한 가열 모듈이 구비될 수 있다.
특히 최근에는 정수기에 구비되는 가열 모듈으로써 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 워킹 코일에 공진 전류를 흐르게 하여 온수를 가열하는 유도 가열 방식의 가열 모듈이 사용되고 있다.
종래 기술에 따른 정수기는 사용자가 원하는 경우 언제라도 미리 정해진 온수 취출 온도를 갖는 온수가 취출될 수 있도록 온수조 내에 구비된 온도 센서를 통해서 온수조 내에 저장된 물의 온도를 센싱한다. 사용자가 온수 취출을 요청하면, 정수기는 센싱된 온수조 내의 물의 온도가 미리 정해진 온수 취출 온도에 도달할 때까지 미리 정해진 동작 주파수에 따라서 가열 모듈을 구동하여 가열 동작을 수행한다.
그런데 종래 기술에 따른 정수기는 온수조 내의 물의 온도가 온수 취출 온도에 도달한 이후에도 온수조 내의 물의 온도를 온수 취출 온도로 유지하기 위해서 온수 취출이 종료될 때까지 가열 모듈을 지속적으로 구동한다.
이와 같이 가열 모듈을 지속적으로 구동할 경우, 가열 모듈 내에 구비되는 스위칭 소자의 지속적인 스위칭 동작으로 인한 스위칭 손실의 발생으로 인하여 전력 효율이 감소하고 스위칭 소자의 소손이 발생할 가능성이 높아진다. 또한 스위칭 소자의 스위칭 동작으로 인한 스위칭 노이즈가 지속적으로 나타나는 문제가 있다.
본 발명은 온수조 내의 물의 온도를 온수 취출 온도로 유지하기 위해서 가열 모듈의 구동 및 정지를 반복함으로써 스위칭 동작으로 인한 스위칭 손실 및 스위칭 노이즈를 줄일 수 있는 정수기 및 정수기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
사용자의 온수 취출 요청에 따라서 온수를 제공할 때 온수조 내의 물의 온도를 온수 취출 온도로 유지하기 위하여, 본 발명에서는 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도가 설정된다. 본 발명에 따른 정수기는 이와 같은 상한 온도 및 하한 온도에 따라서 가열 모듈을 구동함으로써 종래 기술에 따른 가열 모듈의 지속적인 구동으로 인한 단점을 극복할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 정수기는 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도가 결정되면 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도에 도달할 때까지 가열 모듈을 구동시킨다. 만약 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도 이상으로 상상승하게 되면, 가열 모듈의 동작은 중단된다. 이에 따라서 온수조 내의 물의 온도는 점차 하강하게 된다.
이후 온수조 내의 물의 온도가 하한 온도 이하로 하강하게 되면, 가열 모듈이 다시 구동된다. 가열 모듈의 구동은 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도에 도달할 때까지 계속된다. 결국 본 발명에 따른 정수기는 종래와 같이 온수조 내의 물의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 가열 모듈을 지속적으로 구동하지 않고 가열 모듈의 구동과 정지를 반복한다.
특히 본 발명에 따른 정수기는 온수조 내의 물에 대한 가열 동작을 수행하는 동안 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지한다. 따라서 스위칭 노이즈를 줄이기 위하여 종래에 비해 상대적으로 좁은 주파수 대역을 커버하는 필터 회로의 사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는, 온수조, 상기 온수조의 일측에 배치되며 상기 온수조 내부의 물을 가열하기 위한 워킹 코일, 하나 이상의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 하나 이상의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 통해서 상기 워킹 코일에 공진 전류를 공급하는 가열 모듈, 상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 스위칭 신호를 제공하는 구동부 및 미리 정해진 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정하고, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 상기 가열 모듈에 대한 상기 스위칭 신호의 공급을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 상한 온도 이상이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하고, 상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 하한 온도 이하이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되도록 제어한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 온수조 내의 물에 대한 가열 동작이 수행되는 동안 상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도는 상기 상한 온도의 물과 상기 하한 온도의 물을 섞었을 때 상기 온수 취출 온도의 물이 되도록 설정된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 상기 가열 모듈과 상기 구동부 사이에 배치되며 상기 제어부의 제어에 따라서 상기 가열 모듈에 대한 상기 스위칭 신호의 공급을 차단하는 전류 차단부를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 제어 방법은, 미리 정해진 온수 취출 온도를 확인하는 단계, 상기 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정하는 단계, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 온수조 내부의 물을 가열하기 위한 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계는 상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 상한 온도 이상이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하는 단계, 상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 하한 온도 이하이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되도록 제어하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 온수조 내의 물에 대한 가열 동작이 수행되는 동안 상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지된다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도는 상기 상한 온도의 물과 상기 하한 온도의 물을 섞었을 때 상기 온수 취출 온도의 물이 되도록 설정된다
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계는 가열 모듈과 상기 구동부 사이에 배치되는 전류 차단부를 구동시켜 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 온수조 내의 물의 온도를 온수 취출 온도로 유지하기 위해서 가열 모듈의 구동 및 정지를 반복함으로써 스위칭 동작으로 인한 스위칭 손실 및 스위칭 노이즈를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 온수조 내의 물을 가열하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 모듈의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 나타내는 온도 테이블이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 물의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 소비전력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 스위칭 신호의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 물의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 소비전력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 스위칭 신호의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 종래 기술에 따른 정수기에 사용되는 필터 회로가 커버하는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명에 따른 정수기에 사용되는 필터 회로가 커버하는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1)는 전후 방향으로 길이가 길게 형성되며 좌우 방향의 폭이 좁게 형성된다. 이와 같이 본 발명에 따른 정수기(1)는 전체적으로 외관이 슬림하고 컴팩트한 형상을 가질 수 있다.
정수기(1)의 외형은 케이스(10)에 의해 형성된다. 케이스(10)는 정수기(1)의 전면의 외관을 형성하는 프론트 커버(11) 및 정수기(1)의 후면의 외관을 형성하는 리어 커버(12), 정수기(1)의 하면을 형성하는 베이스(13), 정수기(1)의 상면을 형성하는 탑 커버(14), 그리고 정수기(1)의 좌우 양측면을 형성하는 사이드 패널(15)로 구성된다. 프론트 커버(11)와 쿨링 팬 커버(12), 베이스(13)와 탑 커버(14) 그리고 한쌍의 사이드 패널(15)은 서로 결합되어 정수기(1)의 외관을 형성할 수 있다.
탑 커버(14)의 일측에는 조작부(40)가 배치된다. 조작부(40)에는 사용자가 물을 취출하고자 할 때 누를 수 있는 취출 버튼(41)과, 정수기(1)와 관련된 각종 정보를 표시하거나 관련 기능을 선택할 수 있는 터치 패널(40)이 형성된다.
사용자는 취출 버튼(41)을 눌러 출수부(20)를 통한 물의 취출이 시작되도록 할 수 있다. 또한 사용자는 원하는 양의 물이 취출되면 취출 버튼(41)을 다시 놀러 물의 취출이 중단되도록 할 수 있다. 실시예에 따라서는 사용자가 원하는 양의 물이 취출될 때까지 취출 버튼(41)을 누른 상태를 유지할 수도 있다.
사용자는 터치 패널(40)을 통해서 정수기의 현재 출수 모드(냉수/온수), 취출을 원하는 물의 온도 등을 선택하거나 입력할 수 있다. 예컨대 사용자는 출수 모드 선택 버튼을 통해서 온수의 취출을 선택하고, 취출될 온수의 온도, 즉 온수 취출 온도를 직접 입력할 수 있다. 실시예에 따라서 온수 취출 온도는 정수기(1) 제조 시 미리 설정될 수도 있다.
정수기(1)의 전면에는 출수부(20)가 배치된다. 출수부(20)는 프론트 커버(11)의 전방으로 돌출 형성되며 하방으로 돌출되는 출수 노즐을 구비한다. 이 출수 노즐을 통해 정수된 물이 취출된다.
출수부(20)는 로테이터(21)와 연결된다. 로테이터(21)는 정수기(1) 내부에서 회전 이동함으로써 출수부(20)를 일정한 각도 내에서 회전 가능하게 한다. 이에 따라서 사용자는 정수기(1)의 설치 상태 또는 설치 환경에 따라 원하는 각도로 상기 출수부(20)를 회전시킬 수 있다. 이때, 탑 커버(14)에 구비된 조작부(40) 또한 함께 회전될 수 있다.
베이스(13)에는 트레이(90)가 연결된다. 트레이(90)는 프론트 커버(11)의 전방으로 돌출되며, 출수부(20)의 수직 하방에 위치된다. 트레이(90)는 사용자의 조작에 의해 회전될 수 있으며, 베이스(13)와 분리될 수도 있다. 트레이(90)는 출수부(20)에서 낙하되는 물이 외부로 흐르지 않도록 저장하기 위한 것으로 상면이 그릴 형상으로 형성될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 정수기(1)의 내부에는 온수조가 구비될 수 있다. 온수조에는 정수기(1) 내부 또는 외부에 구비되는 필터부(미도시)를 통과하면서 정수된 물이 유입될 수 있다. 사용자가 온수 취출을 요청할 경우, 온수조로 유입된 물은 가열 모듈에 의해서 온수 취출 온도에 도달할 때까지 가열될 수 있다.
가열 모듈(미도시)은 온수조 내의 정수된 물을 가열하기 위한 것으로 유도 가열(IH:induction heating) 방식으로 가열할 수 있도록 구성된다. 유도 가열 방식의 가열 모듈을 사용할 경우 사용자가 온수 취출을 요청할 때 즉각적이고 빠른 속도로 물을 가열할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 온수조 내의 물을 가열하는 과정을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 가열 모듈(204), 구동부(206), 제어부(208), 온수조(210)를 구비한다.
온수조(210)는 필터부(미도시)에 의해서 정수된 물을 저장한다. 온수조(210)의 일측에는 필터부(미도시)로부터 정수된 물이 유입되는 유입구(216)가 배치된다. 또한 온수조(210)의 일측에는 사용자의 온수 취출 요청 시 온수조(210) 내부에서 가열된 물을 출수부로 전달하기 위한 유출구(218)가 배치된다.
온수조(210)의 외부면에는 온수조(210) 내의 물을 가열하기 위한 워킹 코일(212)이 배치된다. 또한 온수조(210)의 내부에는 워킹 코일(212)에 의해서 가열되는 피가열체(214)가 배치된다. 피가열체(214)는 자성 물질로 이루어질 수 있다. 가열 모듈(204)에 의해서 제공되는 공진 전류가 워킹 코일(212)을 통해 흐르면 워킹 코일(212)에 생성되는 자계로 인하여 피가열체(214)에 와전류가 발생되어 피가열체(214)의 온도가 상승하게 된다. 이러한 피가열체(214)의 온도 상승에 따라서 온수조(210) 내부의 물이 가열된다.
또한 온수조(210)의 내부에는 온수조(210) 내의 물의 온도를 센싱하기 위한 온도 센서(220)가 배치된다. 온도 센서(220)에 의해서 측정되는 물의 온도는 제어부(208)로 전달된다.
가열 모듈(204)은 외부 전원(202)에 의해서 공급되는 전력을 변환하여 워킹 코일(212)의 가열 동작을 위한 공진 전류를 생성한다. 가열 모듈(204) 내부에는 공진 전류를 생성하기 위한 하나 이상의 스위칭 소자가 구비될 수 있다. 가열 모듈(204)의 내부 구성에 대해서는 도 3을 통해서 후술한다.
구동부(206)는 제어부(208)로부터 공급되는 제어 신호에 따라서 가열 모듈(204)을 구동하기 위한 스위칭 신호를 생성한다. 구동부(206)는 제어부(208)에 의해서 설정되는 동작 주파수에 따라서 가열 모듈(204)이 동작하도록 스위칭 신호를 생성한다. 가열 모듈(204)에 구비되는 하나 이상의 스위칭 소자는 구동부(206)에 의해서 제공되는 스위칭 신호에 의해서 상보적으로 턴 온 및 턴 오프된다. 이와 같은 스위칭 소자의 턴 온 및 턴 오프 동작을 스위칭 동작이라 한다.
제어부(208)는 온수조(210) 내부에 배치되는 온도 센서(220)에 의해서 측정된 물의 온도에 따라서 가열 모듈(204)에 의한 워킹 코일(212)로의 공진 전류 공급을 제어한다. 사용자로부터 온수 취출이 요청되면, 제어부(208)는 미리 정해진 온수 취출 온도에 기초하여 온수조(210) 내부의 물이 가열되도록 구동부(206)를 통해서 가열 모듈(204)을 구동 또는 정지시킨다.
본 발명에서 온수 취출 온도는 사용자가 온수 취출을 요청할 때 취출되는 물이 가져야 하는 온도를 의미한다. 온수 취출 온도는 정수기의 제조 시에 미리 설정될 수도 있고, 정수기의 사용 과정에서 사용자에 의해서 직접 설정될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(208)는 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정하고, 결정된 상한 온도 및 하한 온도에 따라서 가열 모듈(204)에 대한 구동부(206)의 스위칭 신호 공급을 제어한다.
제어부(208)는 온수조(210) 내부의 물의 온도가 상한 온도 이상이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되지 않도록 구동부(206)를 정지시킬 수 있다. 또한 제어부(208)는 온수조 내부의 물의 온도가 하한 온도 이하이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되도록 구동부(206)를 구동시킬 수 있다.
본 발명에서 제어부(208)에 의한 온수조(210) 내부의 물을 가열하는 가열 동작이 수행되는 동안, 가열 모듈(204) 내부에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지될 수 있다.
또한 본 발명에서 온수 취출 온도에 대응하여 설정되는 상한 온도 및 하한 온도는 상한 온도의 물과 하한 온도의 물을 섞었을 때 온수 취출 온도에 해당하는 물이 되도록 설정될 수 있다. 다시 말해서 상한 온도에 해당되는 물과 하한 온도에 해당되는 물을 섞었을 때 물의 온도는 온수 취출 온도와 일치하게 된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나 본 발명의 다른 실시예에서는 가열 모듈(204)과 구동부(206) 사이에 전류 차단부가 배치될 수 있다. 전류 차단부는 릴레이를 포함할 수 있다.
제어부(208)는 앞서 설명된 상한 온도 및 하한 온도에 따른 가열 모듈(204)로의 스위칭 신호 공급을 제어하기 위하여 구동부(206)를 구동 또는 정지시키는 대신에 전류 차단부를 제어하여 동일한 결과를 얻을 수 있다.
즉, 제어부(208)는 온수조(210) 내부의 물의 온도가 상한 온도 이상이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되지 않도록 전류 차단부 내부의 릴레이를 열어 구동부(206)에 의한 스위칭 신호 공급을 차단할 수 있다. 또한 제어부(208)는 온수조 내부의 물의 온도가 하한 온도 이하이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되도록 전류 차단부 내부의 릴레이를 닫아서 구동부(206)에 의해서 스위칭 신호가 공급되도록 할 수 있다. 이와 같이 전류 차단부가 구비될 경우, 사용자에 의해서 온수 취출이 요청되는 동안 구동부(206)는 정지되지 않고 계속해서 구동되며, 전류 차단부만이 제어부(208)의 제어 대상이 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 모듈의 회로 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 모듈은 정류부(304), 평활화부(306), 인버터부(308)를 포함한다.
정류부(304)는 외부 전원(202)으로부터 공급되는 교류 입력 전원을 정류하여 정류된 전원 전압을 출력한다. 정류부(304)는 다수의 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어 정류부(304)는 서로 직렬로 연결되는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2), 그리고 서로 직렬로 연결되는 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)로 구성될 수 있다.
평활화부(306)는 정류부(304)에 의해서 정류된 전원 전압을 평활화하여 직류 전압을 출력한다. 평활화부(306)는 서로 직렬로 연결되는 인덕터(L1) 및 캐패시터(C1)로 구성될 수 있다.
인버터부(308)는 다수의 스위칭 소자를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서 인버터부(308)는 4개의 스위칭 소자, 즉 제1 스위칭 소자(T1), 제2 스위칭 소자(T2), 제3 스위칭 소자(T3), 제4 스위칭 소자(T4)를 포함한다.
제1 스위칭 소자(T1) 및 제2 스위칭 소자(T2)는 서로 직렬로 연결되며, 후술하는 구동부(12)에 의해서 인가되는 스위칭 신호(S1, S2)에 의해서 상보적으로 턴 온 및 턴 오프된다. 마찬가지로, 제3 스위칭 소자(T3) 및 제4 스위칭 소자(T4)는 서로 직렬로 연결되며, 구동부(12)에 의해서 인가되는 스위칭 신호(S3, S4)에 의해서 상보적으로 턴 온 및 턴 오프된다.
이와 같은 스위칭 소자들의 상보적인 턴 온 및 턴 오프 동작을 스위칭 동작이라 한다. 인버터부(308)는 스위칭 소자들(T1, T2, T3, T4)의 스위칭 동작을 통해서 평활화부(306)에 의해서 제공되는 직류 전압을 변환하여 교류 전압을 출력한다.
또한 인버터부(308)는 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해서 출력되는 교류 전압을 공진 전류로 변환하기 위한 인덕터(L2) 및 캐패시터(C2)를 포함한다. 인덕터(L2) 및 캐패시터(C2)는 워킹 코일(WC)과 직렬로 연결되며, 스위칭 소자들의 스위칭 동작에 의해 제공되는 교류 전압에 의한 공진 현상을 통해서 워킹 코일(212)에 공진 전류가 공급된다.
워킹 코일(212)은 인버터부(108)로부터 제공되는 공진 전류를 이용하여 워킹 코일(212) 주변에 놓여지는 용기를 가열한다. 워킹 코일(212)에 공진 전류가 인가되면 워킹 코일(212)에 생성되는 자계로 인하여 도 2에 도시된 피가열체(214)에 와전류가 발생되어 피가열체(214)의 온도가 상승하게 된다. 이러한 피가열체(214)의 온도 상승에 따라서 온수조(210) 내부의 물이 가열된다.
구동부(206)는 제어부(208)에 의해서 전달되는 제어 신호에 따라서 스위칭 소자들(T1, T2, T3, T4)에 인가되는 스위칭 신호(S1, S2, S3, S4)를 생성한다. 구동부(206)가 생성하는 스위칭 신호(S1, S2, S3, S4)의 파형에 따라서 스위칭 소자들(T1, T2, T3, T4)의 동작 주파수가 결정된다.
제어부(208)는 사용자의 온수 취출 요청에 따라서 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 나타내는 온도 테이블이다. 제어부(208)는 도 4에 도시된 바와 같이 미리 저장된 온도 테이블을 참조하여 현재 설정된 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 각각 결정할 수 있다. 실시예에 따라서 제어부(208)는 미리 저장된 관계식을 사용하여 현재 설정된 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 각각 산출할 수도 있다.
실시예에 따라 제어부(208)는 정수기의 사용 과정에서 도 4와 같이 미리 저장된 온도 테이블에 저장된 상한 온도값 및 하한 온도값을 갱신할 수 있다.
예를 들어 사용자가 온수 취출을 요청하고, 온수 취출 온도가 93℃일 때, 제어부(208)는 도 4의 온도 테이블에 따라서 상한 온도를 99℃, 하한 온도를 91℃로 설정하여 가열 동작을 수행한다. 이에 따른 온수 취출 과정에서 온도 센서(220)를 통해서 측정된 온수조(210) 내의 물의 온도가 93℃로 유지되지 않으면, 제어부(208)는 93℃의 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도 중 적어도 하나를 새로운 값으로 갱신할 수 있다.
전술한 예에서 온수 취출 과정에서 측정된 온수조(210) 내의 물의 온도가 94℃로 확인되면, 제어부(208)는 99℃의 상한 온도를 1℃ 낮추거나 91℃의 하한 온도를 1℃ 낯춘 상태로 가열 동작을 수행한다. 이와 같은 상한 온도 또는 하한 온도의 조정을 통해서 온수조(210) 내의 물의 온도가 93℃로 유지되면, 제어부(208)는 도 4의 온도 테이블에서 상한 온도값 또는 하한 온도값을 조정된 값으로 갱신한다.
이와 같은 온도 테이블의 갱신에 따라서 보다 정확한 온도 제어가 이루어질 수 있다.
상한 온도 및 하한 온도가 결정되면 제어부(208)는 상한 온도 및 하한 온도에 기초하여 구동부(206)의 구동을 제어한다. 전술한 바와 같이, 제어부(208)는 온수조(210) 내부의 물의 온도가 상한 온도 이상이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되지 않도록 구동부(206)를 정지시킬 수 있다. 또한 제어부(208)는 온수조 내부의 물의 온도가 하한 온도 이하이면 스위칭 신호가 가열 모듈(204)에 공급되도록 구동부(206)를 구동시킬 수 있다.
본 발명에서 제어부(208)에 의한 온수조(210) 내부의 물을 가열하는 가열 동작이 수행되는 동안, 가열 모듈(204) 내부에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 정수기의 온수 취출 과정에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 제어 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(208)는 먼저 미리 설정된 온수 취출 온도(A)를 확인한다(502). 전술한 바와 같이 온수 취출 온도(A)는 정수기 제조 시에 미리 설정될 수도 있고, 사용자에 의해서 임의로 설정될 수도 있다.
제어부(208)는 확인된 온수 취출 온도(A)에 따라서 상한 온도(B) 및 하한 온도(C)를 설정한다(504). 제어부(208)는 도 4에 도시된 바와 같은 온도 테이블을 참조하거나 미리 저장된 관계식을 이용하여 확인된 온수 취출 온도(A)에 대응되는 상한 온도(B) 및 하한 온도(C)를 각각 결정할 수 있다.
다음으로 제어부(208)는 사용자로부터의 온수 취출 요청을 확인한다(506). 온수 취출 요청이 없는 경우, 제어부(208)는 온수 취출 온도(A) 확인(502) 및 상한 온도(B) 및 하한 온도(C) 설정(504)을 다시 수행할 수 있다.
참고로 도 5에는 제어부(208)가 온수 취출 온도(A) 확인(502) 및 상한 온도(B) 및 하한 온도(C) 설정(504) 이후에 사용자로부터의 온수 취출 요청을 확인(506)하는 것으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라서는 사용자로부터의 온수 취출 요청을 확인한 이후에 온수 취출 온도(A) 확인 및 상한 온도(B) 및 하한 온도(C) 설정이 이루어질 수도 있다.
다시 도 5를 참조하면, 사용자로부터 온수 취출 요청이 있는 것으로 확인될 경우(506) 제어부(208)는 온수조 내의 물의 온도(D)가 상한 온도(B)에 도달할 때까지 구동부(206)를 구동시켜 가열 모듈(204)로 하여금 온수조(210) 내의 물을 가열하게 한다(508).
그리고 나서, 제어부(208)는 온도 센서(220)를 이용하여 온수조 내의 물의 온도(D)를 측정한다(510). 측정(510) 결과 온수조 내의 물의 온도(D)가 상한 온도(B) 이상인 것으로 확인되면, 제어부(208)는 구동부(206)에 의한 가열 모듈(204)로의 스위칭 신호 공급을 차단(512)함으로써 가열 모듈(204)에 의한 가열 동작을 중단시킨다.
한편, 측정(508) 결과 온수조 내의 물의 온도(D)가 하한 온도(C) 이하인 것으로 확인되면, 제어부(208)는 구동부(206)로 하여금 가열 모듈(204)에 스위칭 신호를 공급(514)하게 함으로써 가열 모듈(204)에 의한 가열 동작을 재개한다.
이와 같은 스위칭 신호 공급 제어 이후, 제어부(208)는 사용자의 요청에 의한 온수 취출이 완료되었는지 여부를 확인한다(514). 확인(514) 결과 온수 취출이 완료되었으면 제어부(208)는 가열 동작을 종료한다. 그렇지 않으면 제어부(208)는 단계(510) 내지 단계(514)를 반복 수행한다.
도 6은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 물의 온도 변화를 나타내는 그래프이고, 도 7은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 소비전력의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 8은 종래 기술에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 스위칭 신호의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 종래 기술에 따른 정수기의 제어부는 사용자에 의한 온수 취출 요청에 따라서 온수조 내의 물의 온도가 온수 취출 온도(A) 이상이 되도록 시점(P1)까지 미리 정해진 동작 주파수에 따라서 가열 모듈을 구동시켜 가열 동작을 수행한다.
이후 시점(P1)에서 온수조 내의 물의 온도가 온수 취출 온도(A) 이상으로 상승한 것이 확인되면, 제어부는 도 8에 도시된 바와 같이 시점(P1) 이후부터 가열 모듈의 동작 주파수를 낮춘 상태로 가열 모듈을 지속적으로 구동시킨다. 이와 같이 가열 모듈의 동작 주파수를 낮추는 것은 물을 온수 취출 온도(A)로 유지하는데 필요한 열량이 가장 처음에 물의 온도를 온수 취출 온도(A) 이상으로 상승시키는데 필요한 열량보다 상대적으로 낮기 때문이다.
이처럼 종래 기술에 따른 정수기에서는 온수조 내의 물의 온도가 온수 취출 온도(A) 이상으로 상승한 이후 물의 온도를 온수 취출 온도(A)에 가깝게 유지하기 위해서 온수 취출이 종료될 때까지 가열 모듈의 동작이 지속된다. 도 8에는 이와 같은 동작에 따른 소비 전력의 변화가 도시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이 최초에 물의 온도를 온수 취출 온도(A) 이상으로 상승시키는 동안에는 최대 W2의 전력이 소비된다. 이후 시점(P1)부터 물의 온도를 온수 취출 온도(A)로 유지하기 위해서 상대적으로 낮은 동작 주파수로 가열 모듈을 지속적으로 구동시키기 때문에, 온수 취출이 종료될 때까지 W1에 해당하는 전력이 지속적으로 소비된다.
도 9는 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 물의 온도 변화를 나타내는 그래프이고, 도 10은 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 소비전력의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 11은 본 발명에 따른 정수기가 온수조 내의 물을 가열할 때 시간에 따른 스위칭 신호의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 정수기의 제어부는 사용자에 의한 온수 취출 요청에 따라서 온수조 내의 물의 온도가 온수 취출 온도(A) 이상이 되도록 시점(P2)까지 미리 정해진 동작 주파수에 따라서 가열 모듈을 구동시켜 가열 동작을 수행한다.
이후 시점(P1)에서 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도(B) 이상으로 상승한 것이 확인되면, 제어부는 도 11에 도시된 바와 같이 시점(P2)부터 가열 모듈의 동작을 완전히 중단시킨다. 따라서 도 10과 같이 구간(P2-P3)에서 가열 모듈의 소비 전력은 0이 된다.
다시 도 9를 참조하면, 구간(P2-P3)에서는 가열 모듈에 의한 가열 동작이 수행되지 않으므로 온수조 내 물의 온도가 점차 하강한다. 이후 시점(P3)에서 물의 온도가 하한 온도(C) 이하로 하강한 것이 확인되면, 제어부는 가열 모듈을 다시 구동시켜 가열 동작을 재개한다. 이에 따라서 물의 온도가 상한 온도(B)에 도달하는 시점(P4)까지 물의 온도는 점차 상승한다.
이와 같이 구간(P2-P3)에서 가열 동작이 재개될 때, 도 11에 도시된 바와 같이 가열 모듈에 인가되는 스위칭 신호의 동작 주파수는 온수 취출이 요청되는 시점부터 시점(P2)까지 인가되는 스위칭 신호의 동작 주파수와 동일하다. 구간(P2-P3)에서 동작 주파수를 이전 동작 주파수에 비해서 낮게 설정하지 않음으로써 짧은 시간 동안 물의 온도를 상한 온도(B)까지 상승시킬 수 있다.
이후 시점(P4)에서 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도(B) 이상으로 상승한 것이 확인되면, 제어부는 다시 가열 모듈의 동작을 중단시킨다. 이후 시점(P5)에서 물의 온도가 하한 온도(C) 이하로 하강한 것이 확인되면, 제어부는 가열 모듈을 다시 구동시켜 가열 동작을 재개하며, 온수조 내의 물의 온도가 상한 온도(B) 이상으로 상승하는 시점(P6)에서 가열 모듈의 동작은 다시 중단된다. 이와 같은 동작은 사용자에 의한 온수 취출이 종료될 때까지 계속된다.
이와 같은 본 발명의 제어부의 제어로 인한 소비 전력을 보면, 도 10에 도시된 바와 같이 온수조 내의 물이 하한 온도(C)에서 상한 온도(B)에 도달하는 구간, 즉 가열 모듈의 구동되는 구간(0~P2, P3-P4, P5-P6)에만 W3에 해당하는 전력이 소비된다. 따라서 종래에 비해 상대적으로 적은 전력이 소비된다.
도 12는 종래 기술에 따른 정수기에 사용되는 필터 회로가 커버하는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
앞서 설명한 정수기의 가열 동작을 위한 가열 모듈의 스위칭 동작에 의해서 발생하는 스위칭 노이즈를 제거하기 위하여, 가열 모듈이나 구동부에는 필터 회로가 구비될 수 있다. 이와 같은 필터 회로는 인가되는 스위칭 신호의 동작 주파수에 따라서 커버 가능한 주파수 영역이 달라지게 된다. 그런데 앞서 도 8을 통해 설명된 바와 같이, 종래 기술에 따른 정수기의 가열 모듈은 시점(P1)을 기준으로 서로 다른 동작 주파수로 구동된다.
도 12에는 종래 기술에 따른 정수기의 가열 모듈에 인가되는 스위칭 신호의 동작 주파수(1202, 1204) 및 스위칭 신호의 인가로 인한 스위칭 노이즈를 제거하기 위하여 사용되는 필터 회로가 커버하는 주파수 대역(1206)이 도시되어 있다.
전술한 바와 같이 종래 기술에 따른 정수기의 가열 모듈은 도 8과 같이 시점(P1)을 기준으로 상대적으로 높은 주파수(1204)와 상대적으로 낮은 주파수(1202)로 동작한다. 따라서, 종래 기술에 따른 정수기의 가열 모듈에 사용되는 필터 회로는 비교적 넓은 주파수 대역(K1)을 커버해야만 한다.
이와 같이 필터 회로가 넓은 주파수 대역을 커버할 수록 필터 회로의 단가가 높아지는 문제가 있다.
도 13은 본 발명에 따른 정수기에 사용되는 필터 회로가 커버하는 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
앞서 도 11을 통해서 설명된 바와 같이, 본 발명의 가열 모듈은 각각의 구간에서 항상 동일한 동작 주파수로 동작한다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 정수기의 가열 모듈의 동작 주파수는 종래에 비해 훨씬 좁게 나타나며, 이를 커버하기 위한 필터 회로의 주파수 대역(K2) 또한 도 12에 도시된 종래 정수기에 사용되는 필터 회로의 주파수 대역(K1)에 비해서 휠씬 좁게 형성된다.
결국 본 발명에 따르면 정수기의 가열 모듈에 사용되는 필터 회로가 커버해야 하는 주파수 대역이 종래에 비해 좁아지므로 필터 회로의 단가가 낮아지고, 이에 따른 정수기의 제조 단가 또한 낮아지는 장점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (10)

  1. 온수조;
    상기 온수조의 일측에 배치되며 상기 온수조 내부의 물을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 워킹 코일;
    하나 이상의 스위칭 소자를 포함하고, 사용자로부터 온수 취출이 요청되면 상기 온수조 내부의 물을 상기 유도 가열 방식으로 가열하기 위하여 상기 하나 이상의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 통해서 상기 워킹 코일에 공진 전류를 공급하는 가열 모듈;
    상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 스위칭 신호를 제공하는 구동부; 및
    미리 정해진 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정하고, 상기 사용자로부터 온수 취출이 요청되면 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 상기 가열 모듈에 대한 상기 스위칭 신호의 공급을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 온수조 내의 물에 대한 유도 가열 동작이 수행되는 동안 상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지되는
    정수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 상한 온도 이상이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하고,
    상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 하한 온도 이하이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되도록 제어하는
    정수기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상한 온도 및 상기 하한 온도는
    상기 상한 온도의 물과 상기 하한 온도의 물을 섞었을 때 상기 온수 취출 온도의 물이 되도록 설정되는
    정수기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열 모듈과 상기 구동부 사이에 배치되며 상기 제어부의 제어에 따라서 상기 가열 모듈에 대한 상기 스위칭 신호의 공급을 차단하는 전류 차단부를 더 포함하는
    정수기.
  6. 미리 정해진 온수 취출 온도를 확인하는 단계;
    상기 온수 취출 온도에 대응되는 상한 온도 및 하한 온도를 결정하는 단계;
    사용자로부터 온수 취출이 요청되면 상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 온수조 내부의 물을 유도 가열 방식으로 가열하기 위하여 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 온수조 내의 물에 대한 가열 동작이 수행되는 동안 상기 가열 모듈의 스위칭 동작을 위한 동작 주파수는 일정하게 유지되는
    정수기의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계는
    상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 상한 온도 이상이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하는 단계; 및
    상기 온수조 내부의 물의 온도가 상기 하한 온도 이하이면 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되도록 제어하는 단계를 포함하는
    정수기의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 상한 온도 및 상기 하한 온도는
    상기 상한 온도의 물과 상기 하한 온도의 물을 섞었을 때 상기 온수 취출 온도의 물이 되도록 설정되는
    정수기의 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 상한 온도 및 상기 하한 온도에 따라서 가열 모듈에 대한 스위칭 신호의 공급을 제어하는 단계는
    가열 모듈과 구동부 사이에 배치되는 전류 차단부를 구동시켜 상기 스위칭 신호가 상기 가열 모듈에 공급되지 않도록 제어하는 단계를 포함하는
    정수기의 제어 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102284461B1 (ko) * 2019-07-18 2021-07-30 엘지전자 주식회사 정수기 및 이의 제어방법
CN110657859B (zh) * 2019-09-29 2021-12-10 广东科高电器有限公司 一种无水干烧检测电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100071190A (ko) * 2008-12-19 2010-06-29 웅진코웨이주식회사 냉온 정수기 및 그 제어 방법
KR20170063449A (ko) * 2017-02-17 2017-06-08 엘지전자 주식회사 정수기

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202451B2 (en) * 2002-06-26 2007-04-10 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Induction heating method and unit
JP3830144B2 (ja) * 2002-06-21 2006-10-04 松下電器産業株式会社 高周波誘電加熱用電力制御方法およびその装置
US7582851B2 (en) * 2005-06-01 2009-09-01 Inductotherm Corp. Gradient induction heating of a workpiece
JP2008020096A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Kobe Steel Ltd 誘導加熱式純水加熱装置および純水加熱方法
WO2009020659A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 American Hometec, Inc. High frequency induction heating instantaneous tankless water heaters
US8450666B2 (en) * 2010-09-10 2013-05-28 Shun-Chi Yang High-efficiency water boiling device
US8576016B2 (en) * 2011-04-22 2013-11-05 Continental Automotive Systems, Inc Synchronous full-bridge power oscillator with leg inductors
US9732983B2 (en) * 2012-03-01 2017-08-15 Steffes Corporation Hot water service monitoring
WO2013179683A1 (ja) * 2012-06-01 2013-12-05 三井造船株式会社 誘導加熱方法
FR2994474B1 (fr) * 2012-08-13 2018-06-29 Winslim Sarl Ensemble forme d'un chauffe-eau comportant un corps de chauffe comprenant un volume d'eau et d'au moins un generateur d'un module inductif dedie a un appareil electrique
DE102012215257B4 (de) * 2012-08-28 2022-10-06 Vitesco Technologies GmbH Schaltungsanordnung zum induktiven Heizen zumindest eines Kraftstoffeinspritzventils sowie Kraftstoffeinspritzventilanordnung mit einer solchen Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung und einer Kraftstoffeinspritzventilanordnung
DE102013211579A1 (de) * 2013-06-19 2014-12-24 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauschereinrichtung und Heizvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100071190A (ko) * 2008-12-19 2010-06-29 웅진코웨이주식회사 냉온 정수기 및 그 제어 방법
KR20170063449A (ko) * 2017-02-17 2017-06-08 엘지전자 주식회사 정수기

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