KR102112566B1 - 유도 가열 장치 및 이를 포함하는 정수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유도 가열 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 공진 전압에 의해 공진하며, 상기 공진 전압에 의해 발생되는 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 피가열체에 와전류를 유도시키는 공진부와, 스위칭 동작에 의해 입력 전압을 상기 공진 전압으로 변환시켜, 상기 공진부에 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부의 스위칭 동작에 의한, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출하는 노이즈 검출부와, 상기 노이즈 검출부에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 상기 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 전자파 장해(EMI) 노이즈 및 스위칭 손실을 저감할 수 있다.

Description

유도 가열 장치 및 이를 포함하는 정수기{INDUCTION HEATING APPARATUS AND WATER PURIFIER INCLUDING THE SAME}
본 발명은, 유도 가열 장치 및 이를 구비하는 정수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공진형 인버터의 스위칭 시점을 최적화할 수 있는 유도 가열 장치 및 이를 구비하는 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 정수기는 공급되는 물에서 불순물을 물리적, 화학적 방법으로 걸러 제거한 후 공급하는 장치이다.
직수형 정수기에서 빠른 온수 공급을 위해, 유도 가열 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, 선행 문헌(한국 공개특허공보 제10-2005-0103723호(공개일자 2005.11.01.)]에는 유도 가열 방식으로 정수를 가열하는 정수기용 온수공급장치에 대해 기술하고 있다.
이러한 유도 가열 방식은 워킹 코일(working coil)에 전류를 공급하여 전자기 유도 현상을 일으켜 피가열체를 가열한다. 구체적으로, 워킹 코일에 교류 전류, 특히 고주파의 교류 전류가 흐르면, 워킹 코일에 자기장이 발생하고, 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 인하여, 피가열체에 와전류(Eddy current)가 유도된다. 이 와전류에 의해 피가열체 저항 성분에서 주울(Joul) 열이 발생하여 피가열체가 가열되게 된다.
한편, 유도 가열 장치는, 워킹 코일과 공진 커패시터에 공진을 발생시키기 위해 스위칭 소자가 필요하며, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 전자파 장해(Electro Magnetic Interference: EMI) 노이즈 및 스위칭 손실이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 전자파 장해(EMI) 노이즈 및 스위칭 손실을 저감하기 위한 기술이 요구된다 할 것이다.
본 발명의 목적은, 인버터의 스위칭 시점을 변경하여, 전자파 장해(EMI) 노이즈 및 스위칭 손실을 저감할 수 있는, 유도 가열 장치 및 이를 구비하는 정수기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 공진 전압에 의해 공진하며, 상기 공진 전압에 의해 발생되는 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 피가열체에 와전류를 유도시키는 공진부와, 스위칭 동작에 의해 입력 전압을 상기 공진 전압으로 변환시켜, 상기 공진부에 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부의 스위칭 동작에 의한, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출하는 노이즈 검출부와, 상기 노이즈 검출부에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 상기 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하는 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수기는, 공진 전압에 의해 공진하며, 상기 공진 전압에 의해 발생되는 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 피가열체에 와전류를 유도시키는 공진부와, 스위칭 동작에 의해 입력 전압을 상기 공진 전압으로 변환시켜, 상기 공진부에 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부의 스위칭 동작에 의한, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출하는 노이즈 검출부와, 상기 노이즈 검출부에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 상기 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 노이즈 검출부에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값에 대응하여, 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 적응적으로 변경하므로, 전자파 장해(EMI) 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있다.
또한, 유도 가열 장치는, 입력 전압과 공진 전압의 교차 지점을 직접적으로 감지하지 않고, 전자파 장해(EMI) 노이즈, 특히, 차동 모드(Differential-Mode: DM) 노이즈를 검출하고 이를 피드백 제어에 사용하여, 적응적으로 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경할 수 있다.
또한, 유도 가열 장치는, 차동 모드(DM) 노이즈의 준 첨두 값을 피드백 제어하여, 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하므로, 종래, 전압 비교 방식(예를 들어, 입력 전압과 공진 전압 비교) 보다 시점 동기화(sync)가 더 정확하게 수행될 수 있다.
또한, 유도 가열 장치는, 입력 전압과 공진 전압이 교차하는 시점과, 스위칭 시점을 정확하게 맞추는 경우, 링잉 현상이 저감될 수 있다.
또한, 유도 가열 장치는, 워킹 코일의 설계를 수정, 변경 하지 않고도, 전자파 장해(EMI) 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있다.
한편, 외부 환경 등의 영향으로 인해, 유도 가열 장치의 스위칭 시점에 왜곡이 발생할 수 있으나, 본 발명의 유도 가열 장치는, 차동 모드(DM) 노이즈의 준 첨두 값 변화에 대응하여 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 적응적으로 변경하므로, 스위칭 시점의 왜곡에 따른, 스위칭 소자의 스트레스 및 효율 저감을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정수기는, 노이즈 검출부에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값에 대응하여, 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 적응적으로 변경하므로, 전자파 장해(EMI) 노이즈를 효율적으로 저감할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 외관을 도시한 도이다.
도 2는, 도 1의 정수기의 내부 블록도이다.
도 3는, 도 2의 유도 가열 장치의 내부 회도로를 나타내는 도면이다.
도 4는, 종래 유도 가열 장치의 스위칭 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 6는, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은, 도 5의 설명에 참조되는 도면이다.
도 8은, 도 5 내지 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.
도 9는, 도 5 내지 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.
도 10은, 도 5 내지 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 외관을 도시한 도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 정수기(100)는, 케이스(110), 취수부(120), 트레이(130) 및 입력부(140)를 포함할 수 있다.
케이스(110)는 정수기(100)의 외관을 형성한다. 원수를 여과하기 위한 부품들은 대부분 케이스(110)의 내부에 설치된다. 또한, 유도 가열 장치(260), 냉수 공급을 위한 부품 등도 케이스(110)의 내부에 배치될 수 있다. 케이스(110)는 상기 부품들을 보호하도록 상기 부품들을 감싼다. 케이스(110)는 단일 부품으로 형성될 수도 있으나, 여러 부품들의 결합에 의해 형성될 수 있다.
트레이(130)는 취수부(120)를 상하 방향으로 마주하도록 배치된다. 트레이(130)는 취수부(120)를 통해 제공되는 정수 등을 담기 위한 용기 등을 지지한다. 또한 트레이(130)는 취수부(120)에서 떨어지는 잔수를 수용하도록 형성될 수 있다.
트레이(130)는 취수부(120)에서 떨어지는 잔수를 받아내야 하므로, 트레이(130)도 취수부(120)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다. 또한, 입력부(140)도 취수부(120) 및 트레이(130)와 같은 방향으로 회전하도록 구현될 수 있다.
입력부(140)는 사용자의 제어 명령을 인가받을 수 있도록 버튼, 터치 스크린 등의 입력 수단을 구비할 수 있다. 입력 수단으로는 터치 입력, 물리적인 가압 등을 모두 포함하거나 선택적으로 포함할 수 있다.
사용 편의성을 위해 취수부(120)의 적어도 일부는 정수기(100)로부터 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 도 1의 (a)와 (b)와 같이, 취수부(120)는 사용자의 조작에 따라 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 또는, 도 1의 (a)와 (b)와 달리, 취수부(120)는 상하로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
경우에 따라서, 취수부(120)는 복수개 구비되어, 각각 냉수, 온수를 공급하도록 구성될 수도 있다.
한편, 취수부(120)는 배수관과 연결되어 사용자에게 온수, 냉수 및 정수 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
입력부(140)를 통한 사용자 입력에 대응하여, 취수부(120)에는 유도 가열 장치(260)에서 가열된 온수가 공급될 수 있다.
도 2는, 도 1의 정수기의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 정수기(100)는, 입력부(140), 메모리(210), 센서부(220), 출력부(230), 급수 밸브(240), 온수 출수 밸브(250), 가열부(260), 온수 탱크(265), 냉수 출수 밸브(270)를 포함할 수 있다.
입력부(140)는, 사용자 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 입력부(140)는, 사용자 제어 명령을 제어부(280)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 입력부(140)는, 온수 출수 명령을 입력 받아 제어부(280)에 전송할 수 있다. 제어부(280)는, 사용자의 온수 출수 명령에 대응하여, 가열부(260), 급수 밸브(240) 등을 제어하여 온수를 급수할 수 있다.
출력부(230)는, 사용자에게 정수기(100)의 상태 정보를 시청각적으로 제공할 수 있도록 출력 수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 출력부(230)에는, 디스플레이, 스피커 등의 출력 수단이 구비될 수 있다. 경우에 따라서, 디스플레이는 터치 스크린으로 구성되어 입출력 수단으로 사용될 수도 있다.
제어부(280)는, 급수 밸브(240), 온수 출수 밸브(250), 가열부(260), 냉수 출수 밸브(270)를 제어할 수 있다.
제어부(280)는, 사용자의 냉수 출수 명령에 대응하여, 가열부(260)의 구동을 정지시키고, 냉각 장치(미도시)를 구동시킬 수 있다. 또한, 제어부(280)는 냉수 출수 밸브(270) 및 급수 밸브(240)를 개방시킬 수 있다.
사용자가 입력부(140)를 입력하여 냉수 출수 명령을 입력하는 경우, 냉수조(미도시)의 내부 물은 냉수 출수 유로(미도시)를 통해 외부로 출수되고, 저수조(미도시)의 물은 냉수조에서 물이 출수된 만큼 냉수조로 이동되며, 원수 급수 유로(미도시)의 물은 필터를 통과하면서 정수된 후 저수조 입수 유로(미도시)를 통하여 저수조로 채워질 수 있다.
제어부(280)는, 사용자의 온수 출수 명령에 대응하여, 가열부(260)를 구동시킬 수 있으며, 온수 출수 밸브(250) 및 급수 밸브(240)를 개방시킬 수 있다.
제어부(280)는, 온수 출수 모드 시, 냉각 장치를 구동 또는 정지시킬 수 있으며, 냉수 출수 밸브(270)를 닫을 수 있다.
센서부(220)는, 온수, 냉수 또는 정수가 유동하는 유로에 배치되어, 온수, 냉수 또는 정수의 유량, 온도 등을 감지할 수 있다. 또한, 센서부(220)는, 저수조에 배치되어, 저수보의 유량, 온도 등을 감지할 수 있다. 센서부(220)는 물의 온도, 유량 정보 등을 제어부(280)에 전송할 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 사용자 제어 명령에 기초하여, 온수 탱크(265)를 가열하는 가열부(260)의 출력을 제어하여, 출수되는 온수의 온도를 제어할 수 있다.
이때, 온수 탱크(265)는, 정수기(100) 내부에 설치된 필터를 통과한 정수가 저장되어, 온수로 가열된 후, 출수되는 유량 탱크일 수 있다. 또한, 가열부(260)는, 온수 탱크(265)에 저장된 온수가 가열되도록 하는 가열 장치일 수 있다.
한편, 본 발명의 정수기(100)는, 공진 유도 방식에 의해, 피가열체인 온수 탱크(265)를 가열시키므로, 도 2의 가열부(260)는, 유도 가열 장치(260)일 수 있다. 이하에서는, 가열부(260)가 유도 가열 장치(260)인 것을 전제로 설명한다.
유도 가열 장치(260)는, 고주파 교류 전원이 인가되는 경우, 자기장에 의해 발생하는 유도 전류를 통해 줄열을 발생시켜, 접촉된 금속체를 가열하는 인덕션 히터(Induction Heater: IH)일 수 있다.
이때, 유도 가열 장치(260)에 접촉된 금속체는, 온수 탱크(265)일 수 있다.
즉, 정수기(100)에서 온수 탱크(265)는 가열부(260)와 접촉되고, 가열부(260)가, 인가되는 교류 전력에 따라 온수 탱크(265)에 열을 발생시킴에 따라, 온수 탱크(265)가 가열될 수 있다. 이에 따라 정수된 물이 유도 가열 장치(260)를 통과하는 짧은 시간 동안 고온으로 가열되어 출수 될 수 있다.
한편, 가열부(260)가 유도 가열 장치(260)인 경우, 도 2의 메모리(210) 및 제어부(280)는, 유도 가열 장치(260) 내에 포함되는 구성일 수 있다.
메모리(210)는, 정수기(100)의 제어를 위한 전반적인 데이터가 저장될 수 있다. 특히, 메모리(210)는, 입력 전압의 레벨 및 공진 전압의 레벨에 따라, 입력 전압과 공진 전압이 교차하는 시점에 대한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(210)는, 스위칭 소자의 딜레이 시간에 대한 정보를 저장할 수 있다.
한편, 본 발명의 정수기(100)는, 도 2의 구성에 한정되지 않으며, 실시예에 따라, 그 구성이 추가 또는 변경될 수 있다.
도 3는, 도 2의 유도 가열 장치의 내부 회도로를 나타내는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치(260)는, 공진부(310), 인버터부(330), 필터부(350), 노이즈 검출부(370), 출력 전류 검출부(A)를 포함할 수 있다.
공진부(310)는, 공진 전압(Vds)에 의해 공진하며, 공진 전압(Vds)에 의해 발생되는 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 피가열체에 와전류(eddy current)를 유도시킬 수 있다.
구체적으로, 공진부(310)는, 공진 전압을 이용하여 피가열체에 가열을 유도하는 워킹 코일(Lw)과 워킹 코일(Lw)에 병렬 접속되어, 워킹 코일(Lw)과 공진 회로를 형성하는 공진 커패시터(Cp)를 포함할 수 있다.
또한, 공진부(310)는, 워킹 코일(Lw)과 공진 커패시터(Cp)에 병렬 접속되는 코일 저항(Rw)을 더 포함할 수 있다.
이때, 코일 저항(Rw)은, 공진부(310) 자체의 저항 성분과, 워킹 코일(Lw)의 저항 성분과, 워킹 코일(Lw)에서 발생하는 역기전력에 의한 저항 성분 등을 반영한 저항 값일 수 있다.
워킹 코일(Lw)에, 공진 전압(Vds)에 의한 교류 전류, 특히 고주파의 교류 전류가 인가되는 경우, 워킹 코일(Lw)과 공진 커패시터(Cw)에 의한 LC 공진 회로, 또는, 워킹 코일(Lw)과, 공진 커패시터(Cw)와, 코일 저항(Rw)에 의한 RLC 공진 회로가 형성될 수 있다.
이러한 공진에 의해, 워킹 코일(Lw)에 자기장이 발생하며, 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 인하여, 피가열체에 와전류가 유도될 수 있다.
또한, 와전류에 의해 피가열체의 저항 성분에 주울(Joul) 열이 발생하여 피가열체가 가열될 수 있다.
즉, 공진부(310)는, 공진 전압(Vds)을 이용하여 피가열체를 가열할 수 있다. 한편, 본 발명의 유도 가열 장치(260)가 정수기(100)에 배치되는 경우, 피가열체는, 온수 탱크(255)일 수 있다.
인버터부(330)는, 스위칭 동작에 의해 입력 전압(Vi)을 공진 전압(Vds)으로 변환시켜, 공진부(310)에 공급할 수 있다.
인버터부(330)는, 단일의 스위칭 소자(S1)와, 스위칭 소자(S1)에 접속되는 역병렬 다이오드 소자(D2)를 구비할 수 있다.
스위칭 소자(S1)는, 일단이 워킹 코일(Lw) 및 공진 커패시터(Cw)에 접속되고, 타단이, 출력 전류 검출부(A)에 접속될 수 있다.
스위칭 소자(S1)는, 스위칭 동작에 의해 공진 전압(Vds)을 발생시킬 수 있다. 공진 전압(Vds)은, 스위칭 소자(S1)의 턴 오프 구간동안 발생할 수 있다.
스위칭 소자(S1)의 스위칭 동작에 의해 공진 전압(Vds)이 공진부(310)에 인가될 수 있다(Vo=Vds). 또한 공진 전압(Vds)에 의한 교류 전원(ilp, icp)이 공진부(310)에 공급될 수 있다. 이때, 워킹 코일(Lw)에 공급되는 코일 전류(ilp)는, 고주파 유도 전류가 될 수 있다.
스위칭 소자(S1)는 고주파 반도체 소자일 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자(S1)는, 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor: BJT), 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor: IGBT)일 수 있다. 스위칭 소자(S1)가 IGBT인 경우, 대전력의 고속 스위칭이 가능할 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 인버터부(330)의 제어를 위해, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 방식에 따른 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 소자(S1)가 IGBT인 경우, 제어부(280)는, 펄스 폭 변조(PWM) 방식에 따른 게이트 구동 신호를 출력할 수 있다.
인버터부(330) 내의 스위칭 소자(S1)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 기초로, 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 스위칭 소자(S1)의 스위칭 동작에 의해, LC 공진 회로 또는 RLC 공진 회로가, 시정수에 의한 에너지 충, 방전을 반복하여, 공진부(310)가 피가열체를 유도 가열할 수 있게 된다.
제어부(280)는, 사용자 제어 명령 및 출력 전류 검출부(A)에서 검출된 출력 전류(id)를 기초로, 유도 가열 장치(260)의 출력을 가변 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(280)는, 사용자 제어 명령 및 출력 전류(id)를 기초로, 공진부(310)에 공급되는 교류 전원(ilp, icp)의 주파수 또는 위상을 가변하기 위한 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하고, 스위칭 제어 신호(Sic)를 인버터부(330)에 출력할 수 있다.
노이즈 검출부(370)는, 인버터부(330)의 스위칭 동작에 의한 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출할 수 있다. 이를 위해, 노이즈 검출부(370)는 준 첨두 검출기(quasi-peak detector)를 구비할 수 있다.
노이즈 검출부(370)는, 제어부(280)의 입력단에 병렬 접속되는, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 커패시터 소자(C1)를 포함할 수 있다. 병렬 접속되는, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 커패시터 소자(C1)는, 적분기로 사용될 수 있다.
노이즈 검출부(370)는, 필터부(350)에 직렬 접속되는 다이오드 소자(D1) 및 다이오드 소자(D1)에 직렬 접속되는, 제2 저항 소자(R2)를 더 포함할 수 있다. 제2 저항 소자(R2)는, 적분기에 접속될 수 있다. 이때, 다이오드 소자(D1)는 고주파 다이오드 일 수 있으며, 제2 저항 소자(R2)는, 적분기에 고주파 전류가 인가되는 것을 방지할 수 있다.
노이즈 검출부(370)는, 전자파 장해(EMI) 노이즈를, 소정 시정수 값을 기초로, 시간으로 적분하여, 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출할 수 있다. 이때, 시정수는, 제1 저항 소자(R1) 및 제1 커패시터 소자(C1)에 의해 결정될 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 노이즈 검출부(370)의 검출 정보를 기초로, 특정 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 연산할 수 있다. 예를 들어, 제어부(280)는, 펄스 반복 주파수가 클수록 준 첨두(quasi-peak) 값이 크다고 연산할 수 있다. 또한, 제어부(280)는, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 첨두(peak) 값이 클 수록, 준 첨두(quasi-peak) 값이 크다고 연산할 수 있다.
제어부(280)는, 노이즈 검출부(370)에서 검출된 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다.
본 발명의 유도 가열 장치(260)가 전자파 장해(EMI) 노이즈의 첨두(peak) 값이 아닌, 준 첨두(quasi-peak) 값을 이용함에 따라, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 일시적인 변화가 아닌, 시간에 따른 변화량을 이용하여 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다.
이에 따라, 스위칭 제어 시점의 변경 횟수가 작아져 소자 내구성이 향상되며, 제어 정확성이 향상되는 것은 물론, 제어 안정성을 확보할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치(260)는, 노이즈 검출부(370) 전단에 필터부(350)를 더 포함할 수 있다.
필터부(350)는, 출력 전류 검출부(A)와, 노이즈 검출부(370) 사이에 접속되어, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 직류 성분을 필터링할 수 있다.
필터부(350)는, 고주파 필터(High Pass Filter: HPF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터부(350)는, 일단이 출력 전류 검출부(A)에 접속되고 타단이 다이오스 소자(D1)에 접속되는 제2 커패시터 소자(C2)와, 제2 커패시터 소자(C2)와 제1 다이오드 소자(D1) 사이의 노드와 접지단 사이에 접속되는 제3 저항 소자(R3)를 포함할 수 있다.
출력 전류 검출부(A)는, 인버터부(330)의 출력단에 접속되어, 인버터부(330)의 스위칭 동작에 의한 출력 전류를 검출할 수 있다.
출력 전류 검출부(A)는, 션트 저항(Rs)을 구비할 수 있다. 션트 저항(Rs)은, 스위칭 소자(S1)와 접지단 사이에 접속될 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 출력 전류 검출부(A)에서 검출된 출력 전류를 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(280)는, 출력 전류를 기초로, 유도 가열 장치(260)의 목표 출력에 대응하여, 스위칭 제어 신호(Sic)의 듀티를 가변 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치(260)는, 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 컨버터(미도시)는 공진부(310) 전단에 배치될 수 있다.
컨버터(미도시)는 다이오드 소자 및 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 동작 및 다이오드 소자의 정류 특성에 따라 변환되는 직류 전원을 출력할 수 있다. 또는, 컨버터(미도시)는, 스위칭 소자가 아닌 다이오드 소자로 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치(260)는, 입력 전압(Vin)과 공진 전압(Vds)을 검출하는 전압 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 제어부(280)는, 전압 검출부의 검출 정보를 기초로, 입력 전압(Vin)과 공진 전압(Vds)의 교차 지점을 연산할 수 있다.
도 4는, 종래 유도 가열 장치의 스위칭 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, 410은, 공진 전압(Vds)을 나타내고, 430은, 입력 전압(Vin)을 나타내며, 450은, 하드웨어(H/W) 트리거를 나타내고, 470은, PWM 펄스를 나타낸다.
도면을 참조하여 설명하면, 단일의 스위칭 소자를 구비하는 유도 가열 장치(260)에 있어서, 스위칭 소자(S1)가 고주파 스위칭 동작을 수행하는 경우, 스위칭 소자(S1)의 전압과 전류 스트레스가 증가하고, 전자파 장해(EMI) 노이즈가 발생할 수 있다.
이러한 전자파 장해(EMI) 노이즈를 저감하기 위하여, 유도 가열 장치(260)는, 입력 전압(Vi)과 공진 전압(Vds)이 교차하는 시점에, 공진부(310)의 공진 특성을 이용한 소프트 스위칭 기법인 영 전압 스위칭(Zero Voltage Switching: ZVS)을 수행할 수 있다.
그러나 도 4와 같이, 스위칭 소자(S1)의 샘플링 타임, 기타 기생 성분으로 인하여, 스위칭 소자(S1)의 온-오프 전환 구간에서, 전압 천이에 의한 지연 시간(Tdelay)이 발생할 수 있다.
지연 시간(Tdelay)은, 스위칭 소자(S1)의 전자파 장해(EMI) 노이즈를 증폭시키고, 유도 가열 장치(260)에 링잉(ringing) 현상을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 유도 가열 장치(260)는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 스위칭 소자(S1)의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 스위칭 소자(S1)의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다.
스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점 변경에 대해서는, 도 5 이하에서 보다 상세하게 살펴본다.
도 5 내지 도 6은, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이고, 도 7은, 도 5의 설명에 참조되는 도면이다.
먼저, 도 5에서, 제어부(280)는, 입력 전압(Vin)과 공진 전압(Vds)의 교차 지점을 스위칭 제어 신호(Sic)의 기본 출력 시점으로 연산할 수 있다(S510).
입력 전압(Vin)과 공진 전압(Vds)의 교차 지점은, 전압 검출부(미도시)의 검출 정보를 기초로 제어부(280)에 의해 연산될 수 있다. 또는, 입력 전압(Vin)과 공진 전압(Vds)의 교차 지점은, 상용 교류 전원의 크기, 공진부(310) 입력단 전압, 공진부(310)의 시정수 등을 기초로 실험에 의해 결정될 수도 있다.
한편, 유도 가열 장치(260)가, 스위칭 제어 신호(Sic)의 기본 출력 시점에, 소프트 스위칭 기법에 의한 스위칭 동작을 수행하는 경우, 도 4에서와 같이, 스위칭 소자(S1)의 샘플링 타임, 기타 기생 성분으로 인하여, 스위칭 소자(S1)의 온-오프 전환 구간에서, 전압 천이에 의한 지연 시간(Tdelay)이 발생할 수 있다
이러한 지연 시간(Tdelay)은, 스위칭 소자(S1)의 전자파 장해(EMI) 노이즈를 증폭시키고, 유도 가열 장치(260)에 링잉(ringing) 현상을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 유도 가열 장치(260)는, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 지연 시간(Tdelay) 시간을 고려하여, 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
즉, 제어부(280)는, 기본 출력 시점에서 제1 시점만큼 앞서는 시점인 제1 보상 시점에, 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다(S520).
이때, 앞당겨지는 제1 시점의 크기는, 지연 시간(Tdelay)의 크기와 동일할 수 있다. 또한, 지연 시간(Tdelay)은, 입력 전압(Vin)의 크기, 공진 전압(Vds)의 시정수, 스위칭 소자(S1)의 샘플링 타임, 기타 기생 성분 등을 고려하여 실험에 의해 결정될 수 있다. 메모리(210)는, 실험에 의해 결정된, 지연 시간(Tdelay)을 저장할 수 있다.
스위칭 제어 신호(Sic)가, 제1 보상 시점에 출력됨에 따라, 스위칭 소자(S1)의 지연 시간(Tdelay)이 없어 지거나 감소될 수 있다.
한편, 제1 보상 시점은, 실험에 의해 결정되는 것이고, 주위 환경 변화를 반영하지 못하므로, 스위칭 제어 신호(Sic)가 제1 보상 시점에 출력되는 경우에도, 유도 가열 장치(260)의 주위 환경(예를 들어, 날씨, 온도, 습도 등) 변화에 따라, 파라미터의 왜곡이 발생될 수 있다. 또한, 파라미터의 왜곡으로 인하여, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 레벨이 증가될 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 제어부(280)는, 노이즈 검출부(370)에서 검출한 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 적응적으로 변경할 수 있다
구체적으로, 제어부(280)는, 스위칭 제어 신호를(Sic) 제1 보상 시점 보다 제2 시점만큼 앞서는 시점인 제2 보상 시점에 출력할 수 있다(S530). 이때, 앞당겨지는, 제2 시점의 크기는 제1 시점 보다 작게 설정되어, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 급격한 변화를 방지할 수 있게 된다.
제어부(280)는, 제1 보상 시점에서의 제1 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값과, 제2 보상 시점에서의 제2 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 비교하여, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다(S540).
한편, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값은, 전자파 장해(EMI) 노이즈를, 소정 시정수를 기초로 시간으로 적분한 값일 수 있다. 예를 들어, 소정 주기에서 전자파 장해(EMI) 노이즈의 펄스 발생 빈도가 클수록 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이 클 수 있다. 다른 예로, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 첨두(peak) 값이 클 수록, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이 클 수 있다.
제어부(280)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제2 보상 시점에 출력한 상태에서, 제2 보상 시점에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제1 보상 시점에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제3 시점만큼 지연시킨 제3 보상 시점에 출력할 수 있다(S550).
또는, 제어부(280)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제2 보상 시점에 출력한 상태에서, 제2 보상 시점에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제1 보상 시점에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 작은 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제4 시점만큼 앞서는 시점인 제4 보상 시점에 출력할 수 있다(S560).
유도 가열 장치(260)의 노이즈를 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점이 변경됨에 따라, 유도 가열 장치(260)의 파라미터 왜곡 현상이 저감될 수 있다.
한편, 유도 가열 장치(260)가, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 첨두(peak) 값이 아닌, 준 첨두(quasi-peak) 값을 이용함에 따라, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 일시적인 변화가 아닌, 시간에 따른 변화량을 이용하여 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경하게 되어, 제어 안정성이 향상될 수 있다.
다음, 도 6에서, 제어부(280)는 도 5에서와 같이, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다(S610).
제어부(280)는, 노이즈 검출부(370)에서 검출한 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 내에 포함될 때까지, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경할 수 있다(S630).
예를 들어, 제어부(280)는, 제3 보상 시점에, 노이즈 검출부(370)에서 검출한 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 이내에 포함되지 않는 경우, 제3 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값과, 제2 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 비교할 수 있다.
제어부(280)는, 제3 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제2 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 제5 시점만큼 지연시킨 시점인 제5 보상 시점에 출력할 수 있다.
또는, 제어부(280)는, 제3 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제2 보상 시점에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 작은 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 제6 시점만큼 앞서는 시점인 제6 보상 시점에 출력할 수 있다.
제어부(280)는, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 내에 포함될 때까지, 상술한 예와 같이, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 앞당기거나 지연시킬 수 있다.
이때, 기설정된 범위는, EMC 국제 규격 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다. 또한, 기설정된 범위는, 메모리(210)에 미리 저장될 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 제3 보상 시점에, 노이즈 검출부(370)에서 검출한 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 이내에 포함되는 경우, 더 이상 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경하지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 유도 가열 장치(260)는, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 제2 보상 시점으로 변경시킨 상태에서, 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을, 주위 환경 변화에 따라 적응적으로 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 유도 가열 장치(260)의 전자파 장해(EMI) 노이즈 및 링잉(ringing) 현상이 저감될 수 있다.
도 8 내지 도 10은, 도 5 내지 도 6의 설명에 참조되는 도면이다.
보다 상세하게는, 도 8 내지 도 9는, 본 발명의 실시예에 따른, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점 변경을 예시하는 도면이고, 도 10은, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점 변경에 따른 링잉(ringing) 현상 변화를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8 내지 도 9에서, 810, 910은, 각각 위상에 따른 입력 전압(Vi)의 크기를 나타낸다.
도면을 참조하여 설명하면, 먼저, 도 8에서, 제어부(280)는, 기본 출력 시점에서 제1 시점만큼 앞서는 시점인 제1 보상 시점(Tp1)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다. 이때, 제1 시점의 크기는, 입력 전압(Vin)의 크기, 공진 전압(Vds)의 시정수, 스위칭 소자(S1)의 샘ㅍ플링 타임, 기타 기생 성분 등을 고려하여 실험에 의해 결정될 수 있다.
제어부(280)는, 주위 환경 변화에 따른 유도 가열 장치(260)의 파라미터 변화를 반영하기 위해, 제1 보상 시점(Tp1) 보다 제2 시점(t2)만큼 앞서는 시점인 제2 보상 시점(Tp2)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
제어부(280)는, 제2 시점(t2)의 크기를, 제1 시점 보다 작게 설정할 수 있다. 이에 따라, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점 변경에 따른, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 급격한 변화가 방지될 수 있다.
제어부(280)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제2 보상 시점(Tp2)에 출력한 상태에서, 제2 보상 시점(Tp2)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제1 보상 시점(Tp1)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제3 시점(t3)만큼 지연시킨 제3 보상 시점(Tp3)에 출력할 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 제2 시점(t2)의 크기를 제3 시점(t3)의 크기 보다 작게 설정할 수 있다. 즉, 제어부(280)는, 앞당겨지는 시점의 크기 및 지연되는 시점의 크기를 조절하여, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점이, 제1 보상 시점(Tp1)에서 최적점(op)으로 점차 이동되도록 할 수 있다.
한편, 최적점(op)은, 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 내에 포함될 때의, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 의미하는 것일 수 있다.
제어부(280)는, 제3 보상 시점(Tp3)에서, 노이즈 검출부(370)에서 검출한 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 이내에 포함되는지 여부를 연산할 수 있다.
제어부(280)는, 제3 보상 시점(Tp3)에서, 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 기설정된 범위 이내에 포함되지 않는 경우, 제3 보상 시점(Tp3)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값과, 제2 보상 시점(Tp2)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 비교할 수 있다.
제어부(280)는, 제3 보상 시점(Tp3)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제2 보상 시점(Tp2)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 제5 시점(ta)만큼 지연시킨 시점인 제5 보상 시점(Tpa)에 출력할 수 있다.
또한, 제어부(280)는, 제5 보상 시점(Tpa)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력한 상태에서, 제5 보상 시점(Tpa)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제3 보상 시점(Tp3)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 최적점(op)인 제7 보상 시점(Tpb)에 출력할 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 지연 시점(t3, ta, tb)의 크기를 점차 작게 설정함으로써, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 보다 정밀하게 제어할 수 있다(t3>ta>tb).
다음, 도 9에서, 제어부(280)는, 도 8에서와 같이, 스위칭 제어 신호(Sic)를, 기본 출력 시점에서 제1 시점만큼 앞서는 시점인 제1 보상 시점(Tp1)에 출력할 수 있다.
또한, 제어부(280)는, 도 8에서와 같이, 주위 환경 변화에 따른 유도 가열 장치(260)의 파라미터 변화를 반영하기 위해, 제1 보상 시점(Tp1) 보다 제2 시점(t2)만큼 앞서는 시점인 제2 보상 시점(Tp2)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
제어부(280)는, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제2 보상 시점(Tp2)에 출력한 상태에서, 제2 보상 시점(Tp2)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제1 보상 시점(Tp1)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 작은 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)를 제4 시점(t4)만큼 앞서는 시점인 제4 보상 시점(Tp4)에 출력할 수 있다.
제어부(280)는, 제4 보상 시점(Tp4)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제2 보상 시점(Tp2)에서의 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 작은 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 제6 시점(tc)만큼 앞당긴 시점인 제6 보상 시점(Tpc)에 출력할 수 있다.
또한, 제어부(280)는, 제6 보상 시점(Tpc)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력한 상태에서, 제6 보상 시점(Tpc)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값이, 제4 보상 시점(Tp4)에서의 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값 보다 큰 경우, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 최적점(op)인 제8 보상 시점(Tpd)에 출력할 수 있다.
한편, 제어부(280)는, 앞서는(advanced) 시점(t4, tc, td)의 크기를 점차 작게 설정함으로써, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 보다 정밀하게 제어할 수 있다(t4>tc>td).
상술한 바와 같이, 스위칭 제어 신호(Sic)가 제1 보상 시점(Tp1)에 출력되는 경우에도, 유도 가열 장치(260)의 주위 환경 변화에 따라, 파라미터의 왜곡이 발생될 수 있다. 또한, 이러한 파라미터의 왜곡은, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 증가 및 링잉(ringing) 현상을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 유도 가열 장치(260)는, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 당기거나, 지연시킴으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다.
즉, 본 발명의 유도 가열 장치(260)는, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 기초로, 인버터부(330)의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력 시점을 변경함에 따라, 도 10a에서와 같은, 링잉(ringing) 현상이 도 10b와 같이 저감됨을 알 수 있다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 정수기
210: 메모리
260: 유도 가열 장치
265: 온수 탱크
280: 제어부
310: 공진부
330: 인버터부
350: 필터부
370: 노이즈 검출부

Claims (12)

  1. 공진 전압에 의해 공진하며, 상기 공진 전압에 의해 발생되는 자기장에 의한 전자기 유도 효과로 피가열체에 와전류를 유도시키는 공진부;
    스위칭 동작에 의해 입력 전압을 상기 공진 전압으로 변환시켜, 상기 공진부에 공급하는 인버터부;
    상기 인버터부의 스위칭 동작에 의한, 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두(quasi-peak) 값을 검출하는 노이즈 검출부; 및
    상기 노이즈 검출부에서 검출된 상기 준 첨두 값을 기초로, 상기 인버터부의 스위칭 동작을 위한 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력 전압과 상기 공진 전압이 교차하는 시점보다 제1 시점만큼 앞서는, 제1 보상 시점에 상기 스위칭 제어 신호를 출력하고,
    상기 제1 보상 시점보다 제2 시점만큼 앞서는, 제2 보상 시점에 상기 스위칭 제어 신호를 출력하고,
    상기 제1 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값과, 상기 제2 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값을 비교하여, 상기 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 결정하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값이, 상기 제1 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값 보다 큰 경우, 상기 스위칭 제어 신호를, 상기 제2 보상 시점보다 제3 시점만큼 지연시킨 제3 보상 시점에 출력하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값이, 상기 제1 보상 시점에서의 상기 준 첨두 값 보다 작은 경우, 상기 스위칭 제어 신호를, 상기 제2 보상 시점보다 제4 시점만큼 앞서는 제4 보상 시점에 출력하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 준 첨두 값이, 기설정된 범위 내에 포함될 때까지, 상기 스위칭 제어 신호의 출력 시점을 변경하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공진부는,
    상기 공진 전압을 이용하여 상기 피가열체에 가열을 유도하는 워킹 코일과, 상기 워킹 코일에 병렬 접속되어, 상기 워킹 코일과 공진 회로를 형성하는 공진 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인버터부는,
    상기 워킹 코일 및 상기 공진 커패시터에 접속되어, 스위칭 동작을 통해 상기 공진 전압을 발생시키는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 접속되는 역병렬 다이오드 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인버터부에 접속되어, 상기 인버터부의 스위칭 동작에 의한 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 출력 전류 검출부에서 검출된 상기 출력 전류를 기초로, 상기 스위칭 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력 전류 검출부와 상기 노이즈 검출부 사이에 접속되어, 상기 전자파 장해(EMI) 노이즈의 직류 성분을 필터링하는 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 노이즈 검출부는,
    상기 제어부의 입력단에 병렬 접속되는 제1 저항 소자 및 제1 커패시터 소자를 포함하고, 상기 제1 저항 소자 및 제1 커패시터 소자에 의한 시정수 값을 기초로, 상기 전자파 장해(EMI) 노이즈의 준 첨두 값을 상기 제어부에 출력하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 장치.
  12. 제1항, 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항의 유도 가열 장치를 구비하는 정수기.
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