KR101957388B1 - 펌웨어 기반의 전기레인지 출력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전기레인지의 출력 제어 장치는 사용자로부터 발열 단계 설정에 대한 입력을 수신하는 입력부, 피가열체에 열을 가하기 위한 발열부, 피가열체에 가해지는 열의 온도를 측정하기 위한 센서부, 요청된 발열 단계가 기준치 이하일 경우 일정 주기에 따라 상기 발열부의 출력이 ON상태와 OFF상태를 반복하도록 듀티를 제어하되, 상기 센서부에서 측정한 온도가 상기 발열 단계에 대응하는 적정 온도를 유지하도록 발열부의 듀티를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 어셈블리어로 프로그래밍된 펌웨어에 기반하여 발열부의 듀티를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

펌웨어 기반의 전기레인지 출력 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING OUTPUT OF ELECTRIC RANGE BASED ON FIRMWARE}

본 발명의 실시 예는 펌웨어 기반의 전기레인지 출력 제어 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 어셈블리어 기반의 펌웨어를 이용하여 전기레인지의 불연속 출력의 주기를 제어하는 방식에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 레인지는 전기에 의해 조리기구를 가열하는 장치를 의미한다. 이와 같은 전기 레인지는 열 전도율, 부피, 환경오염, 안전 등의 이유로 가스레인지의 대용품으로 각광을 받고 있다. 전기 레인지는 가열 방식에 따라 상판이 가열되는 방식의 하이라이트, 핫플레이트와 자기장을 활용한 유도 가열을 수행하는 인덕션 등으로 나뉠 수 있다. 또한 근래에는 하이라이트와 인덕션의 기능을 모두 지원하는 하이브리드 방식의 전기레인지도 등장하고 있다.

이러한 전기 레인지는 저 단계로 구동시 ON 상태와 OFF상태로 번갈아 동작하는 방식으로 평균적으로 출력되는 발열 수준을 제어하고 있다. 그러나 종래에는 ON 및 OFF를 수행하는 주기를 일정 값 이하로 줄이지 못하였고 이에 따라 전기레인지를 이용한 저온 조리는 가스레인지를 이용한 조리와 그 결과물에 있어서 매우 큰 차이를 보였다.

[관련 특허 문헌]

공개특허공보 10-2016-0028909(인덕션 장치 및 온도 조절 방법)

본 발명은 상기 기술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로 저 단계의 화력에서 ON과 OFF 상태를 전환하는 속도를 높여 조리물의 온도 편차에 따른 문제를 해결하기 위한 목적으로 고안되었다.

본 발명의 실시 예에 따른 전기레인지의 출력 제어 장치는 사용자로부터 발열 단계 설정에 대한 입력을 수신하는 입력부, 피가열체에 열을 가하기 위한 발열부, 피가열체에 가해지는 열의 온도를 측정하기 위한 센서부, 요청된 발열 단계가 기준치 이하일 경우 일정 주기에 따라 상기 발열부의 출력이 ON상태와 OFF상태를 반복하도록 듀티를 제어하되, 상기 센서부에서 측정한 온도가 상기 발열 단계에 대응하는 적정 온도를 유지하도록 발열부의 듀티를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 어셈블리어로 프로그래밍된 펌웨어에 기반하여 발열부의 듀티를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성에 의해, 본 발명은 저온에서 수행되는 출력의 ON/OFF 반복 기능이 수행되는 속도를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 조리 과정에서의 온도 편차에 따른 조리 실패를 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 이상 온도에 대한 즉각적인 출력 파워레벨의 변화를 수행하므로 발열 온도의 편차를 줄일 수 있으며 이에 따라 안정적인 가열 기능을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부 180의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 제어 동작의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 전기레인지에서의 듀티 정보에 따른 동작 차이를 도시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 유지 방식을 도시하는 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어'있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어'있다거나 '직접 접속되어'있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서, 전기 레인지는 하이라이트, 핫플레이트, 인덕션 및 하이브리드(인덕션)을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 상기 하이라이트 및 핫플레이트는 상판 가열 방식으로 구동되며, 인덕션은 자기 유도를 통한 가열 방식을 지원하는 전기레인지를 의미한다. 하이브리드(인덕션)는 인덕션과 하이라이드를 동시에 구비하는 전기레인지를 의미할 수 있다.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 1에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 레인지는 입력부 110, 표시부 120, 센서부 130, 통신부 140, 저장부 150, 구동제어부 160, 발열부 170 및 제어부 180를 포함할 수 있다.

상기 입력부 110는 사용자의 조작에 따른 입력 데이터를 발생시킨다. 즉, 사용자는 입력부 110를 통해 다수의 발열체들(예, 화구) 중 사용할 발열체를 선택하고, 선택된 발열체의 발열 단계(예, 1단계 내지 10단계로 설정될 수 있음) 설정, 선택된 발열체의 동작 시간 설정 등을 수행할 수 있다.

또한, 상기 입력부 110는 사용자의 조작에 따라 특정 자동 요리가 선택될 수 있다. 이에 따라 제어부 180에서는 상기 입력부 110를 통해 선택된 자동 요리 기능에 대응하는 출력 파워와 조리 시간에 대응하는 제어신호를 발생시킬 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 상기 입력부 110는 타이머, 전기 레인지의 화구에 놓인 조리 도구의 종류에 대한 정보 등을 입력받을 수 있다.

상기 입력부 110는 버튼, 다이얼, 터치 패드 등의 입력 수단으로 구현될 수 있다.

상기 표시부 120는 전기레인지의 동작 상태를 표시할 수 있다. 여기서 동작 상태는 각 발열체의 동작 여부, 동작중인 발열체의 온도, 요청된 발열 단계(예, 1단계 내지 10단계) 동작중인 발열체의 동작 시간, 동작중인 발열체의 동작 잔여시간, 잔류열 정보 등을 포함할 수 있다.

상기 표시부 120는 7세그먼트 및 액정 디스플레이(LCD)등의 표시 수단으로 구현될 수 있다.

상기 센서부 130는 온도 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서부 130는 본 발명의 실시 예에 따라 다량의 열이 발생되는 고속 스위칭 소자 또는 워킹코일의 인접위치에 제공될 수 있다. 상기 온도 센서가 고속 스위칭 소자의 인접 위치에 설치되는 경우, 워킹 코일의 고열을 방열하는 히트싱크에 설치될 수 있다.

다양한 실시 예에 따라 상기 센서부 130는 상판에 가해지는 무게를 측정할 수 있는 중량 감지 센서를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 센서부 130는 사용자가 자동 요리 기능을 수행하기 위해 특정 메뉴를 선택한 경우, 분량 정보를 자동으로 체크할 수 있도록 지원할 수 있다. 예컨대, 상기 센서부 130는 측정한 무게를 제어부 180에 전달하면 제어부 180는 해당 무게에 대응하는 분량이 2인분인지 또는 3인분인지 여부를 판단하고, 이를 자동 요리 정보와 대비하여 조리 분량에 대응하는 조리 시간으로 타이머를 설정하도록 제어할 수 있다.

상기 통신부 140는 외부 장치와의 무선 통신을 위해 NFC, RFID, 지그비, 블루투스 또는 와이파이 등의 통신 기능을 수행할 수 있다. 외부 장치로는 스마트 폰, 외부 서버(예, 전기 레인지용 조리 정보를 제공하는 외부 서버), 스마트 콘센트, 스마트 냉장고 등이 해당될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 통신부 140는 외부 기기를 통해 자동 요리 기능과 관련된 정보를 수신할 수 있다. 자동 요리 기능에 관련된 정보는 특정 요리 메뉴와 조리 분량을 선택함에 따라 자동으로 가열 온도 및 특정 가열 온도로 가열되는 시간에 대한 정보일 수 있다. 더불어 상기 자동 요리 기능에 관련된 정보는 가열 온도의 변화량 및 변화 추이에 관련된 정보(적어도 2가지 이상의 발열 단계, 각 발열 단계에 대응하는 지속 시간 정보 및 발열 단계의 변경 순서 정보 포함)를 포함할 수 있다. 예컨대, 계란찜 1인분에 대한 자동 요리 정보는 '(1)2단계로 10분, (2)3단계로 5분, (3)8단계로 2분'과 같이 설정될 수 있다.

상기 통신부 140는 이와 같은 자동 요리 정보를 수신할 수 있으며, 제어부 180는 상기 통신부 140를 통해 수신한 자동 요리 정보에 기반하여 출력 제어 기능을 수행할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 통신부 140를 통해 수신된 자동 요리 정보는 저장부 150에 저장될 수 있다.

상기 통신부 140는 다양한 실시 예에 따라 사용자 스마트폰과 연동하여 메뉴별 조리 시간에 대한 정보를 수신하고 이를 제어부 180 또는 저장부 150에 전달할 수 있다.

상기 저장부 130는 전기레인지의 동작 제어를 위한 다수의 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 상기 저장부 130는 과전류를 판단하기 위한 기준치 값, 각 발열 단계별 출력 파워레벨(예, 1단계의 파워레벨은 200W, 2단계의 파워레벨은 300W, 10단계의 파워레벨은 1000W와 같이 설정될 수 있음) 및 듀티(Duty) 정보(예, 듀티 비, 파워출력 시간 및 파워 출력 중단 시간, 1주기 값 등), 각 발열 단계별 적정 온도 등에 관한 정보를 저장할 수 있다.

이 때 상기 듀티 정보란 듀티 비(ON시간/(ON+OFF)시간), 출력 주기, 출력 시간 및 출력 중단 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 파워 레벨은 출력되는 전력의 세기를 의미할 수 있다. 발열 단계는 사용자가 인식하기 쉽도록 통상적으로 10단계 이하로 설정될 수 있다. 만약, 발열 단계가 5단계라면 대응 파워 레벨은 500W일 수 있다. 그리고 500W 파워는 1000W 세기의 출력을 동일 시간 비율로 ON 및 OFF를 반복하는 방식에 의해 얻을 수 있다. 이하에서, 상기 예와 같이 실제 출력되는 파워레벨은 1000W이나 듀티 설정에 의해 500W의 파워레벨이 출력되는 것으로 간주할 수 있을 경우, 상기 500W에 해당하는 값을 평균 출력으로 명명하기로 한다.

또한 상기 저장부 150는 측정된 각종 전기적 수치 값 및 측정된 온도값을 저장할 수 있다. 또한 상기 저장부 130는 피가열체의 과열에 대응하기 위한 출력 감소 량 및 출력 감소 시간 및 출력 감소(평균 출력의 감소)를 위한 듀티 변경값, 각종 디폴트 값, 에러 코드 정보 또는 경고 메시지 문구 등을 저장할 수 있다.

상기 구동 제어부 160는 다수의 스위칭 소자들을 포함할 수 있다. 상기 스위칭 소자들은 전력 공급 또는 해제를 결정할 수 있다. 또한 상기 구동 제어부 160는 사용자의 온도 설정(출력 설정)에 따라 발열부 170로 공급되는 전력을 제어하는 다수의 전력 제어기들을 포함할 수 있다. 상기 전력 제어기들은 인버터로 구현될 수 있다. 다수의 전력 제어기들은 각각에 대응하는 스위칭 소자와 발열체 사이에 위치하며, 공급되는 최대 가용 전력 중 기 설정된 출력에 따른 공급 전력을 해당 발열체에 공급하도록 제어할 수 있다.

상기 발열부 170는 구동 제어부 160를 통해 공급된 전력을 이용하여 열을 발생시키는 다수의 발열체들로 구성된다. 발열체는 인덕션 히터(induction heater; 자기장에 의해 발생하는 유도전류를 열원으로 이용한 가열기, 가열기 위에 금속을 놓으면 전자기유도 현상에 의해 금속에 전류가 발생하고 줄열에 의해 금속이 가열됨), 시즈 히터(sheath heater), 세라믹 히터(ceramics heater), 플레이트 히터 등의 히터로 구현될 수 있다.

각각의 발열체(화구)들은 동일한 최대출력을 가지거나 서로 다른 최대 출력을 가질 수 있다. 다수의 발열체들의 최대 출력에 따라 화구의 크기가 달라질 수 있다.

상기 제어부 180는 입력부 110를 통해 전기 레인지의 온도 조절이 요청되면 요청된 단계에 대응하는 출력값을 발열부에서 출력하도록 제어할 수 있다. 또한 상기 제어부 180는 사용자로부터 요청된 특정 발열 단계가 기 설정된 기준치(예, 7단계) 이하의 단계에 해당하는 경우, 듀티 정보 설정 및 설정된 듀티 정보에 따라 ON/OFF 반복 출력을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 때 상기 제어부 180는 ON/OFF 반복 출력을 수행하는 주기가 일정 값(예, 1/60초) 이상이 되지 않도록 고정할 수 있다.

그리고 상기 제어부 180는 본 발명의 실시 예에 따라 C언어 등의 고급언어가 아닌 저급언어에 속하는 어셈블리어로 프로그래밍된 펌웨어에 따라 발열부 170의 ON/OFF 반복 출력을 제어할 수 있다. 이에 따라 상기 제어부 180는 종래의 주기(예, 3초 이상)에 비해 현저하게 적은 수치의 주기로 발열부 170의 ON/OFF를 제어(상기 제어부 180는 발열부 170의 출력을 제어하기 위해 구동 제어부 160의 스위칭 소자를 제어할 수 있다)할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 통상적으로 전기 레인지의 ON/OFF 반복 출력은 C언어, 자바 등의 고급 언어를 사용하여 프로그래밍된 소프트웨어에 의해 제어될 수 있었다. 종래의 고급언어를 사용한 방식은 고급언어로 작성된 명령을 최종적으로 구동 제어부 160(스위칭 소자 또는 발열 제어기를 의미할 수 있음)에 적용시키기 위해 컨버팅 과정(컴파일)을 거쳐야 하는 특징이 있다. 반면, 어셈블리어로 제작된 프로그램(펌웨어)을 통해 ON/OFF 출력 제어를 수행할 경우, 고급언어(예, C언어)를 저급언어(예, 어셈블리어)로 번역하는 컴파일과정을 수행할 필요가 없으므로 보다 빠른 속도로 명령을 적용할 수 있게 된다.

고급 언어로 작성된 프로그램에 비해 저급언어로 작성된 프로그램에서 보다 빠른 속도로 명령을 적용할 수 있는 이유는 상기 컴파일의 필요성 차이 때문만은 아니다. 고급 언어로 작성된 프로그램은 기계(예, 스위칭 소자)를 제어하기 위한 명령어와 하드웨어의 동작이 1:1로 매칭되지 않아 그 적용 과정에 있어 불필요한 정보의 처리가 이루어지게 된다. 이와 같은 이유로 고급 언어로 작성된 프로그램에 의한 제어 방식은 1:1 매칭 방식에 비해 상대적으로 응답속도가 느리다. 반면, 저급언어(어셈블리어)로 작성된 펌웨어는 하드웨어와 소프트웨어의 중간 성질을 갖게 되며, 하드웨어의 동작과 1:1매칭되는 명령을 전달하므로 상대적으로 빠른 속도로 ON/OFF 반복 출력을 제어할 수 있게 된다.

다양한 실시 예에 따라 상기 제어부 180는 발열부의 ON/OFF 반복 출력 기능 제어시에 한하여 펌웨어에 의한 제어 기능을 동작할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만 상기 전기레인지는 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 경고 메시지 및 설정 변경 값에 대한 정보를 음성으로 출력하기 위한 스피커, 출력값 조작을 위한 사용자의 음성 명령을 수신하는 마이크, 화구에 가열 대상이 존재하는지 여부를 판단하기 위한 중량 감지 센서, 타이머, 등을 더 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어부 180의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하여 상기 제어부 180에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부 170는 발열 상황 판단부 181, 출력 정보 설정부 182, 연속 출력 제어부 183, 불연속 출력 제어부 184를 포함할 수 있다.

상기 발열 상황 판단부 181는 상기 센서부 130(예, 온도 센서)에 의해 측정된 온도와 설정된 발열 단계에 대응하는 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 발열 상황 판단부 181는 기 설정된 값 이상으로 오차가 발생한 것으로 판단된 경우, 출력 조절이 요청되는 출력 조절 요청 상태인 것으로 판단할 수 있다.

상기 출력 정보 설정부 182는 상기 발열 상황 판단부에서 출력 조절 요청 상태 여부를 판단한 결과에 따라 이후 동작을 결정할 수 있다. 상기 출력 정보 설정부 182는 출력 조절 요청 상태인 것으로 판단된 경우에 있어서, 적어도 하나의 출력 관련 설정 정보를 변경할 수 있다. 출력 관련 설정 정보는 듀티 정보(듀티 비, 듀티 주기 등), 출력되는 파워레벨의 초기값, 파워레벨의 변동 가능 범위 등을 포함할 수 있다.

상기 발열 상황 판단부 181는 다양한 방식에 의해 출력 조절 요청 상태를 판단할 수 있다. 특히 상기 발열 상황 판단부 181는 현재 온도가 아니라 일정 시간 이후의 온도를 예측하고 이를 기반으로 미리 출력 파워레벨 또는 듀티 정보를 제어하도록 출력 정보 설정부 182에 요청할 수 있다.

예컨대, 상기 발열 상황 판단부 181는 센서부에 의해 측정된 온도, 선택된 발열 단계에 대응하는 파워레벨 및 기준 온도에 대한 정보를 기반으로 온도 상승률을 판단할 수 있다 또한 상기 발열 상황 판단부 181는 정보들을 기반으로 일정 시간 (예, 3초) 이후의 온도 예측을 수행할 수 있다. 이 때 상기 발열 상황 판단부 181는 예측 온도와 기준 온도(선택된 발열 단계에 대응하는 기준 온도)의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점을 함께 판단할 수 있다.

이와 같이 상기 발열 상황 판단부 181가 온도 예측을 통해 미래 시점(예, 3초 후)에서의 온도를 제어할 필요성을 판단한 경우, 상기 출력 정보 설정부 182는 예측된 온도와 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점에 대한 정보를 기준으로 변경된 출력 관련 정보를 적용할 시점을 결정할 수 있다. 예컨대, 출력 정보 설정부 182는 특정 시점(A시점)에서의 온도가 73도로 예측된다고 가정하면, 70도를 유지하기 위해서 A시점에서의 온도를 3도 낮추도록 제어해야 하고 이를 위해 10초간 출력되는 파워레벨을 100W만큼 감소시키거나, 듀티 비(주기 대비 출력 시간의 비율)를 10%만큼 감소시키도록 제어할 수 있다. 상기 가정한 상황에서 변경된 출력 관련 정보를 적용할 시점은 (A시점)-(10초)인 시점이 될 수 있다.

또한 상기 발열 상황 판단부 181는 보다 다양한 항목을 기반으로 출력 조절 요청 상태의 여부를 판단할 수 있다. 상기 발열 상황 판단부 181는 상기 센서부에서 측정한 현재 온도, 현재 출력되는 파워레벨을 기준으로 한 예상 증가 온도, 타이머에 설정된 잔여 시간, 설정된 조리 도구의 대응 계수를 포함하는 평가 항목을 기반으로 출력 조절 요청 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 또한 상기 발열 상황 판단부181는 자동 요리 기능의 선택 여부를 판단하여 출력 조절 요청 상태의 여부 및 예측 온도와 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점을 판단할 수 있다. 상기 발열 상황 판단부 181는 자동 요리 기능이 선택된 경우 선택된 조리의 종류에 대응하는 조리 시간 및 발열 단계에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 온도 상승률 판단 및 일정 시간 이후의 온도 예측을 수행하며, 예측온도와 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점을 판단할 수 있다.

상기 출력 정보 설정부 182는 요청된 발열 단계가 기준치 이상인지 여부에 따라 변경할 출력 관련 설정 정보의 항목을 선택할 수 있다. 예컨대, 요청된 발열 단계가 기준치 이하인 경우(예, 1단계부터 10단계로 설정되는 발열 단계 중 6단계가 기준이라고 할 경우 1단계부터 6단계까지 기준치 이하의 발열 단계로 판단될 수 있음), 출력되는 파워레벨, 설정된 파워레벨로 출력이 지속되는 시간 및 출력 중단을 지속하는 시간을 변경할 항목으로 포함할 수 있다. 이는 기준치 이하의 발열 단계에서는 ON/OFF 반복 출력 방식을 통해 발열 기능을 수행할 것이므로 출력 중단을 지속하는 시간을 포함하게 된다.

출력 정보 설정부 182는 요청된 발열 단계가 기준치 이상인 경우, 출력되는 파워레벨의 초기값, 파워레벨의 조절 범위 및 설정된 파워레벨로 출력이 지속되는 시간을 변경 항목으로 포함할 수 있다.

상기 제어부 180는 연속 출력 제어부 183와 불연속 출력 제어부 184를 포함할 수 있으며, 상기 연속 출력 제어부 183는 요청된 발열 단계가 기준치 이상인 경우에 상기 출력 정보 설정부 182에 의해 설정된 출력 관련 정보 기반으로 출력을 제어할 수 있다. 이 때 상기 연속 출력부 184는 ON/OFF를 반복하지 않고, 연속하여 ON 상태를 유지하도록 구동 제어부 160를 제어할 수 있다.

상기 불연속 출력 제어부 184는 기준치 이사의 발열 단계가 설정될 경우 동작할 수 있다. 상기 불연속 출력 제어부 184는 구동 제어부 160의 ON/OFF 반복 출력을 제어할 수 있다. 다양한 실시 예에 따라 상기 불연속 출력 제어부 184는 어셈블리어 기반 펌웨어에 의해 구동 제어부 160의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 출력 제어 동작의 순서를 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부 180는 기 설정된 기준치 이하의 발열 단계가 요청되었는지 여부를 판단하는 310동작을 수행할 수 있다. 상기 제어부 180는 요청된 발열 단계가 기 설정된 기준치 이하의 발열 단계가 아니라고 판단한 경우, 발열 단계에 대응하는 파워를 연속으로 출력하는 320동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우 상기 320동작은 연속 출력 제어부 183에 의해 수행될 수 있다.

반면, 요청된 발열 단계가 기 설정된 기준치 이하의 발열 단계인 경우, 제어부 180는 발열 단계별 듀티 정보 및 출력되는 파워레벨을 선택하는 315동작을 수행할 수 있다. 이후 상기 제어부 180는 선택된 듀티 정보에 따라 상기 선택된 파워레벨을 출력하는 325동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 315동작 및 3225동작은 불연속 출력 제어부 184에 의해 수행될 수 있다.

또한 다양한 실시 예에 따라 본 발명에서의 전기 레인지는 타이머 잔여시간, 조리 도구의 종류(예, 스테인리스, 철판 등)별 계수, 센서부에서 측정한 현재 온도, 현재 출력되는 파워레벨을 기준으로 한 예상 증가 온도를 기반으로 듀티 정보 및 출력 파워레벨을 변경할 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따른 전기레인지에서의 듀티 정보에 따른 동작 차이를 도시한 도면이다.

도 4a는 연속 출력 동작에 대하여 도시한 그래프이다. 도 4a에서와 같이 OFF 상태 없이 연속으로 특정 파워 레벨을 출력하는 동작은 기 설정된 기준치 이상의 발열 단계가 설정되었을 시 수행될 수 있다. 도 4a에 따르면 1000W가 연속적으로 출력되고 있으며 이에 따라 1000W 출력에 대응하는 발열이 이루어지게 된다.

도 4b 및 도 4c는 불연속 출력 동작의 그래프를 도시하고 있다. 도 4b는 종래 방식의 불연속 출력의 예시이고, 도 4c는 본 발명에 따른 불연속 출력의 예시를 도시하고 있다. 그리고 도 4b는 410과 415의 합계에 해당하는 주기로 출력의 ON 및 OFF 제어가 이루어지고 있는 상황을 의미하며, 도 4c는 420과 425의 합계에 해당하는 주기로 출력의 ON/OFF가 제어되는 상황을 의미하고 있다. 도 4b와 도 4c는 출력 파워레벨은 1000W이며 동일한 듀티 비를 갖는다고 할 때 평균 출력은 500W로 동일하게 측정될 수 있다. 그러나 실제 조리 상황에서는 듀티 비가 같더라도 ON/OFF 가 이루어지는 속도, 즉 주기의 크기가 조리 결과에 큰 영향을 미치게 되며 이는 조리 과정이 짧을수록 그 차이가 두드러질 수 있다. 예컨대, 410과 415가 각각 10초이고 420과 425가 각각 0.1초라고 가정할 경우, 듀티 비는 도 4b와 도 4c에서 동일하지만 주기 값의 차이로 인해 조리 결과(맛 및 모양 등)는 차이가 발생될 수 있다. 특히 약한 온도 비교적 짧은 시간 동안 조리해야 하는 계란 찜의 경우 10초 동안 출력을 ON시킨 후 10초 후 출력을 OFF시킨다면 평균 출력 파워는 낮은 값이라 하더라도 내용물이 냄비에 눋는 결과를 야기할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 유지 방식을 도시하는 그래프이다.

도 5a는 종래의 방식에 따른 불연속 출력 동작의 온도 변화를 도시한 그래프이다. 종래 방식에 따라 불연속 출력 동작을 수행할 경우 상대적으로 긴 주기로 인해 현재 온도에 대응하여 즉각적인 대처(예, 출력 파워레벨 변화)를 수행하지 못하므로 510의 그래프와 같이 피가열체에 전달되는 온도는 일정하게 유지되기 힘들다.

반면 도 5b에서 도시되는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 출력동작에 따르면 주기가 짧아 현재 온도에 대응하여 즉각적인 대처를 수행하므로 520의 그래프와 같이 피가열체에 전달되는 온도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

전기 레인지에는 사용자가 설정한 발열 단계에 대응하는 설정 온도가 존재하며 설정 온도를 유지하기 위한 제어 기능(PID제어)이 수행될 수 있다. 온도 제어는 온도 센서(인덕션의 경우 상판 아래에 설치될 수 있으며, 조리 용기의 바닥 온도를 측정하는 방식으로 가열 온도를 판단할 수 있음)에 의해 측정된 온도를 기준으로 수행될 수 있다. 즉 연속 출력을 수행하는 기 설정된 기준치 이상의 발열 단계에서도 각 발열 단계에 대응하는 적정 온도(예, 7단계는 160도, 8단계는 180도, 10단계는 200도와 같이 설정될 수 있음)를 유지하기 위해 출력되는 파워레벨을 감소시키는 등의 방식으로 온도 제어 기능을 수행할 수 있다. 그리고 이 과정에서 온도 제어를 위한 온도 감지 및 출력 파워 변경 동작의 주기 또한 조절될 수 있다. 예컨대 본 발명의 다양한 실시 예에 따라 제어부는 총 조리 시간이 짧은 메뉴를 조리하는 것으로 판단한 경우 온도 제어를 위한 출력 파워 변경 주기를 감소시킬 수 있다. 이 밖에도 본 발명은 다양한 방식의 설정 변경을 통해 각 발열 단계에 대응하는 적정 온도를 유지하기 위한 온도 제어기능을 수행할 수 있다.

상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.

110 : 입력부
120 : 표시부
130 : 센서부
140 : 통신부
150 : 저장부
160 : 구동 제어부
170 : 발열부
180 : 제어부
181 : 발열 상황 판단부
182 : 출력 정보 설정부
183 : 연속 출력 제어부
184 : 불연속 출력 제어부

Claims (6)

1. 전기레인지의 출력 제어 장치에 있어서,
   사용자로부터 발열 단계 설정에 대한 입력을 수신하는 입력부;
   피가열체에 열을 가하기 위한 발열부;
   상기 피가열체에 가해지는 열의 온도를 측정하기 위한 센서부; 및
   요청된 발열 단계가 기 설정된 기준치 이하의 단계일 경우 일정 주기에 따라 상기 발열부의 출력이 ON상태와 OFF상태를 반복하도록 듀티를 제어하되, 상기 센서부에서 측정한 온도가 상기 발열 단계에 대응하는 적정 온도를 유지하도록 발열부의 듀티를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
   상기 센서부는,
   상기 전기레인지의 상판에 가해지는 무게를 측정할 수 있는 중량 감지 센서; 를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 센서부에 의해 측정된 온도와 설정된 발열 단계에 대응하는 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상인 경우 출력 조절이 요청되는 출력 조절 요청 상태임을 판단하는 발열 상황 판단부; 및
   상기 발열 상황 판단부에 의해 조절 요청 상태로 판단됨에 따라 적어도 하나의 출력 관련 설정 정보를 변경하는 출력 정보 설정부; 를 포함하고,
   상기 발열 상황 판단부는,
   자동 요리 기능의 선택 여부를 판단하며, 자동 요리 기능이 선택된 경우 선택된 조리의 종류에 대응하는 발열 단계에 대한 정보를 포함하는 자동 요리 정보를 획득하고, 상기 중량 감지 센서로부터 측정된 무게를 전달받고, 상기 전달된 무게에 대응하는 분량 정보를 판단하고, 상기 분량 정보를 상기 자동 요리 정보와 대비하여 조리 분량에 대응하는 발열 단계별 조리 시간 및 가열 온도를 설정하고, 상기 센서부에 의해 측정된 온도, 상기 피가열체에 대응하는 조리 도구의 종류별 계수, 상기 발열 단계에 대응하는 파워레벨 및 기준 온도에 대한 정보를 기반으로 온도 상승률을 판단하고, 일정 시간 이후의 온도를 예측하고, 예측 온도와 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점을 판단하고,
   상기 출력 정보 설정부는,
   상기 예측 온도와 기준 온도의 오차가 기 설정된 값 이상이 되는 시점에 대한 정보를 기준으로 변경된 출력 관련 정보를 적용할 시점을 결정하고,
   상기 제어부는,
   상기 발열부의 듀티를 제어하기 위한 듀티 비를 결정하고, 상기 듀티 비에 기초하여 상기 발열부의 출력이 ON 상태와 OFF 상태를 반복하는 주기를 결정하여 상기 발열부의 듀티를 제어하되, 어셈블리어로 프로그래밍된 펌웨어에 기반하여 상기 발열부의 듀티를 제어함으로써, 상기 센서부에서 측정한 온도가 변화되는 경우 즉각적으로 대처하여 적정 온도를 유지할 수 있도록 하고, 총 조리 시간에 대한 정보를 획득하고, 상기 총 조리 시간이 짧을수록 상기 주기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 출력 제어 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 1항에 있어서,
   상기 출력 정보 설정부는
   요청된 발열 단계가 상기 기준치 이상의 단계인지 여부에 따라 변경할 항목을 선택하되,
   요청된 발열 단계가 상기 기준치 이하의 단계인 경우,
   출력되는 파워레벨, 설정된 파워레벨로 출력이 지속되는 시간 및 출력 중단을 지속하는 시간을 변경 항목으로 포함하고,
   요청된 발열 단계가 상기 기준치 이상의 단계인 경우, 출력되는 파워레벨의 초기값, 파워레벨의 조절 범위 및 설정된 파워레벨로 출력이 지속되는 시간을 변경 항목으로 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 제어 장치.

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