KR102101295B1 - 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법 - Google Patents

조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법 Download PDF

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이정철
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Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기는, 제1 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제1 화구, 제2 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제2 화구, 기준 듀티비를 기초로, 상기 제1 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 및 상기 제2 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수를 검출하고, 상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 및 상기 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법{COOKING DEVICE AND OPERATING METHDO THEREOF}
본 개시의 기술적 사상은 조리 기기에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 복수의 화구를 구비하는 유도 가열 방식의 조리 기기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
유도가열 방식의 조리 기기는, 용기가 놓이는 화구의 워킹코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자계를 발생시키고, 이 자계가 워킹코일과 자기적으로 결합된 용기에 와전류를 발생시켜 용기가 가열되는 원리로 동작한다. 용기의 성분에 따라 와전류를 발생시키는 공진 주파수가 달라지므로, 용기의 종류에 따라서 화구의 주파수, 즉 워킹코일을 구동하는 인버터의 동작 주파수를 조정함으로써 워킹코일의 출력을 제어할 수 있다. 유도가열 방식의 조리 기기가 복수의 화구를 구비하고, 복수의 화구가 동시에 구동될 때, 복수의 화구의 주파수 차이가 가청 주파수 이내일 경우, 주파수 간섭에 의한 가청 소음이 발생할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상은 복수의 화구를 동시에 동작시킬 때 가청 소음이 발생하는 것을 방지하면서, 복수의 화구가 설정된 화력을 유지할 수 있는 조리 기기 및 조리 기기의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기는, 제1 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제1 화구, 제2 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제2 화구, 기준 듀티비를 기초로, 상기 제1 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 및 상기 제2 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수를 검출하고, 상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 및 상기 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기는, 제1 워킹코일, 및 제1 스위칭 신호를 기초로 상기 제1 워킹코일을 구동하는 제1 인버터를 포함하는 제1 화구, 제2 워킹코일, 및 제2 스위칭 신호를 기초로 상기 제2 워킹코일을 구동하는 제2 인버터를 포함하는 제2 화구 및 기준 듀티비를 기초로, 상기 제1 워킹코일이 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 워킹코일이 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수 대역을 검출하고, 상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 기준 주파수 대역이 다르면, 상기 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 기준 주파수 대역을 평균한 중간 주파수 대역의 주파수를 상기 공통 주파수로 설정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법에 따르면, 복수의 화구들이 동시에 동작할 때, 복수의 화구들을 동일한 동작 주파수를 기초로 동작시키되, 복수의 화구들 각각이 설정된 화력을 출력하도록 듀티비를 조정함으로써, 가청 소음이 발생하는 것을 방지하고, 설정된 화력을 유지시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법에 따르면, 고정된 듀티비를 기초로 복수의 화구들 각각에 대한 적정 동작 주파수를 검출하고, 복수의 화구들이 동시에 동작할 때, 복수의 화구들에 대응하는 복수의 적정 동작 주파수들을 기초로 효율적으로 복수의 화구들에 공통으로 적용되는 동작 주파수를 설정할 수 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조리 기기의 평면도이다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조리 기기의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 제1 가열부 및 제1 구동부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제1 스위칭 신호를 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 기준 주파수 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 공통 주파수 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 기술적 사상을 한정하려는 의도가 아니다. 본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는“포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 본 개시의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조리 기기의 평면도이다.
본 개시의 조리 기기(100)는 용기가 놓이는 화구, 예컨대 제1 내지 제3 화구(111~113)의 워킹코일에 고주파 유도 전류가 흘러 고주파 자계를 발생시키고, 이 자계가 워킹코일과 자기적으로 결합된 용기에 와전류를 발생시켜 용기가 가열되는 원리로 동작하는 유도가열 방식의 기기이다. 본 개시에서, "화구"라는 용어는, 워킹코일이 배치되어 가열할 용기가 놓여지는 위치뿐만 아니라 워킹코일, 및 워킹코일을 동작시키기 위한 구성부를 포함하는 의미로 사용된다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조리 기기(100)는 수용공간이 형성된 본체(110), 복수의 화구(111~113) 및 조작부(120)를 포함할 수 있다.
조작부(120)는 본체(110)의 상면 또는 측면에 형성될 수 있으며 입력부(121) 및 디스플레이(122)를 포함할 수 있다. 입력부(121)는 조리 기기(100)가 제공하는 고유의 기능 및 부가 기능을 선택하기 위한 입력 수단, 예컨대 사용자가 조작 가능한 기능 버튼들, 다이얼, 또는 사용자 음성을 수신하는 스피커 등을 포함할 수 있으며, 입력 수단을 통하여 사용자 입력을 감지할 수 있다.
디스플레이(122)는 조리 기기(100)의 상태 정보, 설정 정보, 또는 사용자 입력에 대한 정보 등 조리 기기(100)와 관련된 다양한 정보를 표시할 수 있다. 실시예에 있어서, 조작부(120)는 음성 출력부를 더 포함할 수 있으며, 음성 출력부가 조리 기기(100)와 관련된 정보를 음성 신호(예컨대 기계음, 미리 설정된 음성 등)로 출력할 수 있다.
복수의 화구(111~113)는 본체(110)의 수용 공간에 장착되어 용기의 하측에서 유도 전류를 형성할 수 있다. 복수의 화구(111~113) 각각은 적어도 하나의 워킹코일을 포함할 수 있다. 도 1에서는 세 개의 화구(111~113), 즉 제1 화구(111), 제2 화구(112) 및 제3 화구(113)가 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 조리 기기(100)는 적어도 두 개 이상의 화구를 포함할 수 있다.
복수의 화구(111~113) 각각이 워킹코일을 구동하는 구동부를 포함할 수 있으며, 복수의 화구(111~113)에 대응하는 복수의 구동부는 서로 다른 스위칭 신호에 기초하여 독립적으로 동작할 수 있다. 즉, 복수의 화구(111~113)는 서로 다른 스위칭 신호에 기초하여 독립적으로 동작하며, 복수의 화구(111~113) 중 어느 하나가 동작하거나, 두 개 이상의 화구가 동시에 독립적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 입력부(121)를 조작함으로써, 복수의 화구(111~113) 중 동작할 화구 및 화구의 화력이 설정(또는 선택)될 수 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 조리 기기의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 조리 기기(100)의 본체(110)의 수용 공간에 장착되는 구성들을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 조리 기기(100)는 복수의 화구(111, 112), 제어부(130), 및 직류 전원 생성부(140)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 조리 기기(100)는 두 개의 화구, 즉 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)를 포함하는 것으로 도시된다. 제1 화구(111)는 제1 가열부(11), 제1 구동부(21) 및 제1 센서부(31)를 포함하고, 제2 화구(112)는 제2 가열부(12), 제2 구동부(22) 및 제2 센서부(32)를 포함할 수 있다.
제1 가열부(11)는 하나 이상의 워킹코일을 포함할 수 있으며, 제1 구동부(21)의 동작에 의하여 인가되는 고주파 전류에 의하여 제1 화구(111)에 놓여진 용기(201)와 전류 공진하게 되고, 이에 의해 용기(201)가 발열하게 된다.
제1 구동부(21)는 직류 전원 생성부(140)로부터 수신되는 직류 전원, 예컨대 직류 전압(Vdc)을 기초로, 고주파 전류를 생성하고, 이를 제1 가열부(11)에 인가할 수 있다. 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 제1 가열부(11) 및 제1 구동부(21)의 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 제1 가열부 및 제1 구동부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 제1 스위칭 신호를 나타내는 파형도이다.
도 3을 참조하면, 제1 구동부(21)는 인버터(1) 및 스위칭 신호 생성부(2)를 포함하고, 제1 가열부(11)는 워킹코일(CL) 및 공진 커패시터(C)를 포함할 수 있다.
인버터(10)는 워킹코일(CL)에 고주파 전류가 흐르도록 워킹코일(CL)에 인가되는 직류 전압(Vdc)을 스위칭한다. 인버터(10)는 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)을 포함한다. 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)은 직렬로 연결되며, 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)의 연결 노드(CN)를 통해 워킹코일(CL)에 고주파 전류가 제공될 수 있다. 도 3에서는 인버터(1)가 하프 브리지 공진 방식에 따라 구성되는 예를 도시하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 인버터(1)는 한 쌍의 스위칭 소자들이 대칭으로 배치된 풀브리지 공진 방식에 따른 구조를 가질 수 있다.
제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 각각 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제2 하위 스위칭 신호(S1L), 즉 제1 스위칭 신호에 응답하여 교번적으로 턴-온 될 수 있다. 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 제1 노드(ND1) 및 제2 노드(ND2)를 통해 직류 전원 생성부(140)로부터 수신되는 직류 전압(Vdc)을 스위칭하여 고주파 전류를 생성하고, 고주파 전류를 워킹코일(CL)에 공급할 수 있다. 워킹코일(CL)은 고주파 전류가 흐름에 따라 자계를 발생시켜 조리 용기(201)를 가열시킬 수 있다. 이때, 공진 커패시터(C)는 완충기 역할을 수행할 수 있다.
스위칭 신호 생성부(2)는 제1 스위칭 신호, 즉 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제2 하위 스위칭 신호(S1L)를 생성할 수 있다. 스위칭 신호 생성부(2)는 제1 스위칭 신호의 주파수 및 듀티비를 조정할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 상위 스위칭 신호(S1H)는 소정의 주기(예컨대 PD1, PD2, PD)(즉, 주파수)를 가질 수 있으며, 매 주기는 온타임(예컨대, T_on, T_on1, T_on2) 및 오프타임(T_off, T_off1, T_off2)을 포함할 수 있다. 제1 하위 스위칭 신호(S1L)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 상보 신호이며, 제1 하위 스위칭 신호(S1L)의 온타임은 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 온타임(T_on)과 오버랩되지 않도록 설정될 수 있다. 워킹코일(CL)의 화력은 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 주파수 및 듀티비에 의하여 결정될 수 있는 바, 본 개시에서, 제1 스위칭 신호의 주파수 및 듀티비를 조정한다는 것은 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 주파수 및 듀티비를 조정한다는 것을 의미한다.
도 4a를 참조하면, 스위칭 신호 생성부(2)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제2 하위 스위칭 신호(S1L)의 주파수를 조정할 수 있다. 스위칭 신호 생성부(2)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제2 하위 스위칭 신호(S1L)의 한 주기를 PD1에서 PD2로 변경하는 것과 같이, 한 주기를 증가시킴으로써 주파수를 감소시키거나, 또는 한 주기를 PD2에서 PD1으로 변경하는 것과 같이, 한 주기를 감소시킴으로써 주파수를 증가시킬 수 있다.
도 4b를 참조하면, 스위칭 신호 생성부(2)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제2 하위 스위칭 신호(S1L)의 듀티비를 조정할 수 있다. 듀티비는 한 주기에 대한 온타임의 비를 의미한다. 스위칭 신호 생성부(2)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 한 주기(PD)의 변경 없이, 온타임을 T_on1에서 T_on2로 변경하는 것과 같이, 온타임을 증가시킴으로써 듀티비를 증가시키거나 또는 온타임을 T_on2에서 T_on1으로 변경하는 것과 같이, 온타임을 감소시킴으로써 듀티비를 감소시킬 수 있다.
계속하여 도 2를 참조하면, 제1 구동부(21)는 제어부(130)로부터 제공되는 제1 주파수 제어 신호(CTR_F1)를 기초로 제1 스위칭 신호의 주파수를 조정할 수 있으며, 제1 센싱부(31)로부터 제공되는 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로, 제1 스위칭 신호의 듀티비 및/또는 주파수를 조정할 수 있다.
제1 센서부(31)는 제1 구동부(21)가 동작 시, 제1 구동부(21)의 전류 및 화력을 검출할 수 있다. 예컨대, 제1 센서부(31)는 제1 구동부(21)의 전류 및 전압을 센싱하고, 전류 및 전압을 기초로 화력(또는 소비전력)을 산출할 수 있다. 제1 센서부(31)는 감지된 전류 및 화력을 제1 센싱 신호(SS1)로서, 제1 구동부(21)에 피드백하거나, 또는 제어부(130)에 제공할 수 있다.
제2 화구(112)의 제2 가열부(12), 제2 구동부(22) 및 제2 센서부(32)의 구성 및 동작은 제1 화구(111)의 제1 가열부(11), 제1 구동부(21) 및 제1 센서부(31)의 구성 및 동작과 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제어부(130)는 조리 기기(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 부(130)는 제조 단계에서 미리 설정된 제어 알고리즘 및/또는 입력부(도 1의 121)를 통해 수신되는 사용자의 설정 입력, 즉 사용자의 선택에 따른 제어 알고리즘에 기초하여 구성요소들(예컨대, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112))을 제어함으로써, 조리 기기(100)를 제어할 수 있다.
제어부(130)는 제1 센싱부(31)가 제공하는 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 제1 스위칭 신호의 주파수를 제어하기 위한 제1 주파수 제어 신호(CTR_F1)를 생성하고 제1 주파수 제어 신호(CTR_F1)를 제1 구동부(21)에 제공할 수 있다. 또한 제어부(13)는 제2 센싱부(32)가 제공하는 제2 센싱 신호(SS2)를 기초로 제2 스위칭 신호의 주파수를 제어하기 위한 제2 주파수 제어 신호(CTR_F2)를 생성하고 제2 주파수 제어 신호(CTR_F2)를 제2 구동부(22)에 제공할 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부(130)는 별도의 통신 채널을 통해 제1 화구(111) 및 제2 화구(112) 각각과 통신할 수 있다. 제어부(130)는 제1 통신 채널을 통해 제1 화구(111)로부터 제1 센싱 신호(SS1)를 수신하고 제1 화구(111)에 제1 주파수 제어 신호(CTR_F1)를 전송할 수 있다. 제어부(130)는 제2 통신 채널을 통해 제2 화구(112)로부터 제2 센싱 신호(SS2)를 수신하고 제2 화구(112)에 제2 주파수 제어 신호(CTR_F2)를 전송할 수 있다.
실시예에 있어서 제어부(130)는 마이크로 컴퓨터(또는 마이컴이라고 함)로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제어부(130)는 로직 회로 또는 CPU(Central Processing Unit), FPGA(Field Programmable Gate array, ECU(Electronic Control Unit) 등과 같은 프로세서로 구현될 수 있으며, 별도로 구비되는 메모리(미도시)에 저장된 제어 알고리즘을 수행함으로써, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 대한 제어 기능을 수행할 수 있다.
직류 전원 생성부(140)는 입력되는 상용 전원을 직류 전원, 예컨대 직류 전압(Vdc)으로 변환한다. 또한, 직류 전원 생성부(140)는 조리 기기(100)의 다른 구성들, 예컨대 제어부(130)에 제공되는 전원을 생성할 수 있다.
한편, 가열한 용기의 종류, 즉 제1 용기(201) 및 제2 용기(202)의 성분에 따라서, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 제1 용기(201) 및 제2 용기(202)에 와전류를 발생시킬 수 있는 동작 주파수(즉, 각 스위칭 신호의 주파수)가 달라질 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 놓여진 제1 용기(201) 및 제2 용기(202)의 종류에 따라 제1 화구(111) 및 제2 화구(1112) 각각의 스위칭 신호(즉, 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호)의 주파수를 가변시킴으로써, 제1 화구(111) 및 제2 화구(1112)의 화력을 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 서로 다른 성분의 용기(201, 202)가 놓일 경우, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 대하여 서로 다른 동작 주파수가 설정될 수 있다.
그런데, 서로 다른 동작 주파수로 설정된 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동시에 동작할 때, 동작 주파수 간 차이가 가청 주파수 이내일 경우, 가청 소음이 발생할 수 있다.
제어부(130)는 소정의 듀티비, 즉 기준 듀티비를 기초로 제1 화구(111)의 제1 스위칭 신호의 기준 주파수, 예컨대 제1 기준 주파수 및 제2 화구(112)의 스위칭 신호의 기준 주파수, 예컨대 제2 기준 주파수를 검출하고, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동시에 동작할 경우, 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통된 주파수로 설정할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)의 동작 주파수로 설정할 수 있다. 이때 기준 주파수는 제1 화구(111) 및 제2 화구(112) 각각이 설정된 화력을 출력하도록 하는 적정 주파수, 즉 제1 화구(111) 및 제2 화구(112) 각각의 적정 동작 주파수이다. 실시예에 있어서, 조리 기기(110)가 세 개 이상의 화구들을 포함할 경우, 제어부(130)는 세 개 이상의 화구들 각각에 대하여 기준 주파수를 검출하고, 세 개 이상의 화구들이 동시에 동작할 경우, 동시에 동작하는 화구들의 기준 주파수들의 평균 주파수를 동시에 동작하는 화구들의 동작 주파수로 설정할 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부(130)는 기준 듀티비를 기초로, 제1 스위칭 신호의 기준 주파수 대역, 예컨대 제1 기준 주파수 대역 및 제2 스위칭 신호의 기준 주파수 대역, 예컨대 제2 기준 주파수 대역을 검출하고, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동시에 동작할 경우, 제1 기준 주파수 대역 및 제2 기준 주파수 대역 간에 공통 주파수 대역이 존재하면, 공통 주파수 대역의 주파수를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통된 주파수로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 제1 기준 주파수 대역 및 제2 기준 주파수 대역 간에 공통 주파수 대역이 존재하지 않으면, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역을 평균하여 중간 주파수를 결정하고, 중간 주파수를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통된 주파수로 설정할 수 있다. 이러한 주파수 설정 방법은 조리 기기(100)가 세 개 이상의 화구들을 포함하고, 세 개 이상의 화구들이 동시에 동작하는 경우에도 적용될 수 있다.
전술한 제어부(130)의 주파수 설정 방법에 따라서, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동시에 동작할 때, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동일한 동작 주파수로 동작하므로 가청 소음이 발생하지 않는다.
한편, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 놓인 용기(201, 202)의 성분이 다를 때, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)가 동일한 동작 주파수로 동시에 동작할 경우, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)는 설정된 화력을 출력하지 못할 수 있다. 따라서, 제1 구동부(21)는 피드백된 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 제1 스위칭 신호의 듀티비를 조정함으로써, 제1 화구(111), 즉 워킹코일(CL)이 설정된 화력을 출력하도록 조정할 수 있다. 또한, 제2 구동부(22)는 피드백된 제2 센싱 신호(SS2)를 기초로 제2 스위칭 신호의 듀티비를 조정함으로써, 제2 화구(112), 즉 워킹코일(CL)이 설정된 화력을 출력하도록 조정할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5의 제어 방법은 도 1 및 도 2의 조리 기기(100)에서 수행될 수 있으며, 전술한 조리 기기(100)에 대한 설명은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(130)는 기준 듀티비를 기초로, 복수의 화구 각각의 스위칭 신호의 기준 주파수를 검출할 수 있다(S110). 기준 듀티비는 미리 설정될 수 있다. 실시예에 있어서, 기준 듀티비는 50%일 수 있다. 제어부(130)는 복수의 화구 각각의 센싱부(예컨대 도 2의 제1 센싱부(31) 및 제2 센싱부(32))로부터 제공되는 센싱 신호를 기초로 복수의 화구 각각의 전류 및 화력을 모니터링하면서, 기준 듀티비를 기초로 화구가 설정된 화력을 출력할 수 있는 동작 주파수, 즉 스위칭 신호의 기준 주파수를 검출할 수 있다. 제어부(130)는 설정된 주파수(예컨대 초기 동작 주파수)를 갖는 스위칭 신호를 기초로 화구를 구동시키고, 화구가 설정된 화력을 출력하도록 스위칭 신호의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써, 기준 주파수를 검출할 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부(130)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때 복수의 화구에 대하여 차례로 기준 주파수를 검출하거나 또는 동작을 시작하는 화구에 대하여 기준 주파수를 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서, 제어부(130)는 제1 화구(111)가 동작하던 중, 제2 화구(112)가 동작을 시작할 경우, 제1 화구(111) 및 제2화구(112)에 대하여 순차적으로 각각의 스위칭 신호의 기준 주파수를 검출할 수 있다. 다른 예로서, 제어부(130)는 제1 화구(111)가 동작을 시작하면 제1 화구(111)의 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수를 검출하고, 이후 제1 화구(111)의 동작 중 제2 화구(111)가 동작을 시작하면 제2 화구(112)의 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수를 검출할 수 있다.
제어부(130)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때, 복수의 스위칭 신호의 복수의 기준 주파수의 평균 주파수를 복수의 스위칭 신호의 공통 주파수로서 설정할 수 있다(S120). 예컨대, 제어부(130)는 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파수를 평균하여, 평균 주파수를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정할 수 있다.
복수의 화구는 공통 주파수를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 동작할 수 있다(S130). 예컨대, 제1 화구(111)가 공통 주파수를 갖는 제1 스위칭 신호를 기초로 동작하고 제2 화구(112)는 공통 주파수를 갖는 제2 스위칭 신호를 기초로 동작할 수 있다. 이 때, 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 듀티비는 기준 듀티비, 예컨대 50%일 수 있다.
동시에 동작하는 복수의 화구가 스위칭 신호들의 듀티비를 조정하여 화력을 제어할 수 있다(S140). 즉, 복수의 화구 각각이 설정된 화력이 출력되도록 스위칭 신호의 듀티비를 조정할 수 있다. 예컨대, 도 2에서 제1 화구(111)의 제1 구동부(21)가 피드백되는 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 제1 가열부(11)의 화력을 모니터링하면서 제1 화구(111)에 대하여 설정된 화력이 출력되도록 제1 스위칭 신호의 듀티비를 감소 또는 증가시키고, 제2 화구(112)의 제1 구동부(도 2의 22)가 피드백되는 제2 센싱 신호(SS2)를 기초로 제2 가열부(12)의 화력을 모니터링하면서 제2 화구(112)에 대하여 설정된 화력이 출력되도록 제2 스위칭 신호의 듀티비를 감소 또는 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 조리 기기(100)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때, 기준 듀티비를 기초로, 복수의 화구 각각의 스위칭 신호의 기준 주파수, 즉 설정된 화력을 출력할 수 있는 적정 주파수를 검출하고, 검출된 기준 주파수들의 평균 주파수를 기초로 복수의 화구를 동작시킬 수 있다. 또한 복수의 화구 각각이 듀티비를 조정함으로써, 복수의 화구가 동일한 주파수를 기초로 동작하면서도 각각이 설정된 화력을 출력할 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 기준 주파수 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 5의 단계 S110을 보다 상세하게 나타내며, 예시적으로 두 개의 화구, 즉 제1 화구 및 제2 화구의 기준 주파수 검출 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 제1 화구에 대한 기준 주파수 검출 단계(S111) 및 제2 화구에 대한 기준 주파수 검출 단계(S112)가 순차적으로 수행될 수 있다.
우선, 제1 화구에 대한 기준 주파수 검출 단계(S111)가 수행될 수 있다. 제1 화구가 기준 듀티비 및 설정 주파수를 갖는 제1 스위칭 신호를 기초로 동작할 수 있다(S11). 실시예에 있어서, 기준 듀티비는 50%로 설정될 수 있다. 초기에 제1 스위칭 신호는 미리 설정된 초기 주파수를 가질 수 있다.
제어부(130)는 설정된 전력이 출력되는지 판단할 수 있다(S12). 제어부는 제1 화구의 센싱부로부터 제공되는 센싱 신호를 기초로 제1 화구에서 설정된 화력이 출력되는지 판단할 수 있다.
설정된 화력이 출력되지 않으면, 제어부(130)는 센싱 신호를 기초로 제1 화구에서 감지된 전류가 설정된 전류보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S13).
검출된 전력이 설정된 전류보다 많으면 제어부(130)는 설정 주파수를 높일 수 있다(S14). 즉, 제어부(130)는 제1 스위칭 신호의 주파수를 증가시킬 수 있다. 이때, 제1 스위칭 신호의 듀티비는 기준 듀티비로 유지된다. 화구의 구동 주파수가 적정 주파수, 즉 공진 주파수보다 낮을 경우, 전류는 증가하면서 전류 제한에 의하여 화력, 즉 소비전력은 증가되지 않아 설정된 화력이 출력되지 않는다. 따라서, 제어부(130)는 검출된 전력이 설정된 전류보다 많으면 설정 주파수를 높임으로써, 화력을 증가시킬 수 있다.
검출된 전력이 설정된 전류보다 작거나 같으면, 제어부(130)는 설정 주파수를 낮출 수 있다(S15). 즉, 제어부(130)는 제1 스위칭 신호의 주파수를 감소시킬 수 있다. 이때, 제1 스위칭 신호의 듀티비는 기준 듀티비로 유지된다. 화구의 구동 주파수가 적정 주파수보다 높으면, 주파수를 감소시킬수록 화력이 증가될 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 검출된 전력이 설정된 전류보다 작거나 같으면 설정 주파수를 높임으로써, 화력을 증가시킬 수 있다.
단계 S14 또는 단계 15에 따라서, 설정 주파수가 변경되고, 단계 S11이 다시 수행될수 있다. 변경된 설정 주파수 및 기준 듀티비를 갖는 제1 스위칭 신호를 기초로 제1 화구가 동작할 수 있다.
한편, 단계 S12에서, 설정된 화력이 출력될 경우, 제어부(130)는 설정 주파수를 제1 스위칭 신호의 기준 주파수, 즉 제1 화구의 구동 주파수로서 검출할 수 있다. 이와 같이, 제어부(130)는 기준 듀티비를 기초로 설정 주파수를 조정함으로써, 설정된 화력이 출력되는 적정 주파수, 즉 제1 주파수의 기준 주파수를 검출할 수 있다.
이후, 제2 화구에 대한 기준 주파수 검출 단계(S112)가 수행될 수 있다. 제2 화구에 대한 기준 주파수 검출 과정은 전술한 제1 화구에 대한 기준 주파수 검출 과정과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단계 S21 내지 단계 S26은 단계 S11 내지 단계 S16 각각과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 공통 주파수 설정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 5의 단계 S120 단계를 보다 상세하게 나타내며, 예시적으로 두 개의 화구, 즉 제1 화구 및 제2 화구의 스위칭 신호들, 즉 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통 주파수 설정 방법을 나타낸다. 도 7의 방법은 제어부(도 1의 130)에서 수행될 수 있다.
제어부(130)는 제1 스위칭 신호에 대한 제1 기준 주파수 및 제2 스위칭 신호에 대한 제2 기준 주파수를 획득할 수 있다(S121). 전술한 도 6의 방법에 따라서, 제어부(130)가 제1 스위칭 신호에 대한 제1 기준 주파수 및 제2 스위칭 신호에 대한 제2 기준 주파수를 검출함으로써, 제1 기준 주파수 및 제2 기준 주파스를 획득할 수 있다.
제어부(130)는 제1 기준 주파수와 제2 기준 주파수가 동일한지 판단할 수 있다(S122).
제1 기준 주파수와 제2 기준 주파수가 동일하면, 제어부(130)는 동일한 주파수(예컨대, 제1 기준 주파수 또는 제2 기준 주파수)를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정할 수 있다(S123).
제1 기준 주파수와 제2 기준 주파수가 동일하지 않으면, 제어부(130)는 제1 기준 주파수와 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 산출하고(S124), 산출된 평균 주파수를 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정할 수 있다(S124).
제어부(130)는 설정된 공통 주파수를 제1 화구 및 제2 화구에 제공할 수 있다(S126). 예컨대, 제어부(130)는 공통 주파수에 대한 정보를 포함하는 제1 주파수 제어 신호(도 2의 CTR_F1) 및 제2 주파수 제어 신호(도 2의 CTR_F2)를 제1 화구 및 제2 화구 각각에 전송할 수 있다. 제1 화구 및 제2 화구는 공통 주파수를 갖는 제1 스위칭 신호 및 제2 스위칭 신호를 기초로 동시에 동작할 수 있다.
이후에, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 화구 및 제2 화구는 설정된 화력이 출력되도록 스위칭 신호의 듀티비를 조정할 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 복수의 화구의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 8의 제어 방법은 도 1 및 도 2의 조리 기기(100)에서 수행될 수 있으며, 전술한 조리 기기(100)에 대한 설명은 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제어부(130)는 기준 듀티비를 기초로, 복수의 화구 각각의 스위칭 신호의 기준 주파수 대역을 검출할 수 있다(S210). 기준 듀티비는 미리 설정될 수 있다. 실시예에 있어서, 기준 듀티비는 50%일 수 있다. 제어부(130)는 복수의 화구 각각의 센싱부(예컨대 도 2의 제1 센싱부(31) 및 제2 센싱부(32))로부터 제공되는 센싱 신호를 기초로 복수의 화구 각각에서 검출되는 전류 및 화력을 모니터링하면서, 기준 듀티비를 기초로 화구가 설정된 화력을 출력할 수 있는 동작 주파수 대역, 즉 스위칭 신호의 기준 주파수 대역을 검출할 수 있다. 제어부(130)는 설정된 주파수(예컨대 초기 동작 주파수)를 갖는 스위칭 신호를 기초로 화구를 구동시키고, 화구가 설정된 화력을 출력하도록 스위칭 신호의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써, 기준 주파수 대역을 검출할 수 있다. 실시예에 있어서, 설정된 화감지된 화력의 소정의 가용 범위내에 해당할 경우, 설정된 주파수가 기준 주파수 대역으로서 검출될 수 있다. 예컨대, 설정된 화력의 5% 내외가 가용 범위로 설정된 경우, 제어부(130)는 스위칭 신호의 주파수를 조정하면서, 감지된 화력이 가용 범위 내에 존재하는 때의 주파수를 검출함으로서, 기준 주파수 대역을 검출할 수 있다. 실시예에 있어서, 제어부(130)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때 복수의 화구에 대하여 차례로 기준 주파수 대역을 검출하거나 또는 동작을 시작하는 화구에 대하여 기준 주파수 대역을 검출할 수 있다.
제어부(130)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때, 복수의 스위칭 신호의 기준 주파수 대역들 간에 공통되는 주파수 대역이 존재하는지 판단할 수 있다(S220).
공통 주파수 대역이 존재할 경우, 제어부(130)는 공통 주파수 대역의 주파수를 복수의 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정할 수 있다(S230). 예컨대, 공통 주파수 대역의 중간 주파수를 공통 주파수로 설정할 수 있다.
한편, 공통 주파수 대역이 존재하지 않을 경우, 제어부(130)는 기준 주파수 대역들을 평균하여 중간 주파수를 산출할 수 있다(S240). 예를 들어, 제1 화구 및 제2 화구가 동시에 동작하고, 제1 화구에 대한 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 대역과 제2 화구에 대한 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수 대역 간에 공통 주파수 대역이 존재하지 않을 경우, 제어부(130)는 제1 기준 주파수 대역과 제2 기준 주파수 대역을 평균하여 중간 주파수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 주파수 대역이 제2 기준 주파수 대역보다 높을 경우, 제어부(130)는 제1 기준 주파수 대역의 최고 주파수 및 제2 기준 주파수 대역의 최저 주파수를 평균하거나 또는 제1 기준 주파수 대역의 최저 주파수 및 제2 기준 주파수 대역의 최고 주파수를 평균하여 중간 주파수를 산출할 수 있다. 다른 예로서, 제어부(130)는 제1 기준 주파수 대역의 중간 주파수와 제2 기준 주파수 대역의 중간 주파수를 평균하여, 기준 주파수 대역들의 중간 주파수를 산출할 수 있다.
제어부(130)는 산출된 중간 주파수를 복수의 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정할 수 있다(S250).
이후, 복수의 화구는 공통 주파수를 갖는 복수의 스위칭 신호를 기초로 동작할 수 있으며(S260), 동시에 동작하는 복수의 화구가 스위칭 신호들의 듀티비를 조정하여 화력을 제어할 수 있다(S270). 단계 S260 및 단계 S270은 도 5의 단계 S130 및 단계 S140과 동일한 바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 조리 기기(100)는 복수의 화구가 동시에 동작할 때, 기준 듀티비를 기초로, 복수의 화구 각각의 스위칭 신호의 기준 주파수 대역, 즉 설정된 화력을 출력할 수 있는 적정 주파수 대역을 검출하고, 검출된 기준 주파수 대역의 평균 주파수를 기초로 복수의 화구를 동작시킬 수 있다. 또한 복수의 화구 각각이 듀티비를 조정함으로써, 복수의 화구가 동일한 주파수를 기초로 동작하면서도 각각이 설정된 화력을 출력할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제1 화구;
    제2 스위칭 신호를 기초로 동작하는 제2 화구;
    기준 듀티비를 기초로, 상기 제1 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 및 상기 제2 화구가 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수를 검출하고, 상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 및 상기 제2 기준 주파수의 평균 주파수를 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정하는 제어부를 포함하는 조리 기기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기준 듀티비는 50%인 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 화구는,
    워킹코일;
    상기 워킹코일의 전류 및 화력을 감지하는 센서부;
    스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자가 상기 제1 스위칭 신호에 응답하여 직류전원을 스위칭함으로써 상기 워킹코일에 교류전력을 제공하는 인버터; 및
    상기 제어부로부터 제공되는 주파수 제어 신호를 기초로 상기 제1 스위칭 신호를 생성하는 스위칭 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 신호가 상기 기준 듀티비를 갖도록 설정하고, 상기 센서부에서 감지된 전류 및 감지된 화력을 기초로 상기 제1 스위칭 신호의 주파수를 조정하여, 상기 제1 화구가 상기 설정된 화력을 출력할 때의 주파수를 상기 제1 기준 주파수로서 검출하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 감지된 화력이 상기 설정된 화력 미만일 때, 상기 감지된 전류가 설정 전류 미만이면 상기 제1 스위칭 신호의 주파수를 증가시키고, 상기 감지된 전류가 상기 설정 전류 이상이면, 상기 제1 스위칭 신호의 주파수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 스위칭 신호 생성부는,
    상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 공통 주파수를갖는 상기 제1 스위칭 신호를 생성하되, 상기 감지된 화력을 기초로 상기 제1 스위칭 신호의 듀티비를 조정하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  7. 제1 워킹코일, 및 제1 스위칭 신호를 기초로 상기 제1 워킹코일을 구동하는 제1 인버터를 포함하는 제1 화구;
    제2 워킹코일, 및 제2 스위칭 신호를 기초로 상기 제2 워킹코일을 구동하는 제2 인버터를 포함하는 제2 화구; 및
    기준 듀티비를 기초로, 상기 제1 워킹코일이 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제1 스위칭 신호의 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 워킹코일이 설정된 화력을 출력하도록 하는 상기 제2 스위칭 신호의 제2 기준 주파수 대역을 검출하고, 상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 기준 주파수 대역이 다르면, 상기 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 기준 주파수 대역을 평균한 중간 주파수 대역의 주파수를 공통 주파수로 설정하는 제어부를 포함하는 조리 기기.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 화구 및 상기 제2 화구가 동시에 동작할 때, 상기 제1 기준 주파수 대역 및 상기 제2 기준 주파수 대역의 적어도 일부가 중첩되면, 중첩되는 주파수 대역의 주파수를 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호의 공통 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제1 스위칭 신호가 상기 기준 듀티비를 갖도록 설정하고, 상기 제1 스위칭 신호를 기초로 상기 제1 워킹코일이 동작할 때, 상기 제1 워킹코일의 출력 화력 및 소비 전류를 기초로 상기 제1 스위칭 신호의 주파수를 조정하여, 상기 제1 기준 주파수 대역을 검출하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
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Citations (4)

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