KR102175638B1 - 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하는 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따르면, 가열 장치는, 화구, 화구에 대응되는 복수의 서브 워킹 코일들 및 복수의 서브 워킹 코일들 주 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 수단을 포함할 수 있다.

Description

복수의 서브 워킹 코일들을 포함하는 가열 장치{HEATING DEVICE INCLUDING A PLURALITY OF SUB WORKING COILS}
본 개시의 기술적 사상은 가열 장치에 관한 것으로서, 자세하게는 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하는 가열 장치에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 조리 또는 살균을 포함한 다양한 목적을 위해 다양한 방식의 가열 장치들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 온 반면, 최근에는 전기를 이용하여 냄비, 프라이팬, 찜솥 또는 주전자와 같은 피가열체를 가열하는 가열 장치들의 보급이 이루어지고 있다.
전기를 이용한 가열 방식은 크게 저항 가열 방식 및 유도 가열(induction heating) 방식을 포함한다. 저항 가열 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 피가열체에 직접적으로 전달함으로써 물체를 가열하는 방식이다. 한편, 유도 가열 방식은 고주파 전력을 워킹 코일에 인가할 때 워킹 코일 주변에 발생하는 자기장(자속 밀도)의 변화를 이용하여 피가열체에 유도 전류를 발생시켜 피가열체가 가열되도록 하는 방식이다.
가열 장치는 피가열체를 가열하는 부분을 나타내는 화구를 포함할 수 있다. 가열 장치의 사용자는 화구에 대응되는 상판에 피가열체를 올려놓게 되는데, 화구의 크기와 피가열체의 면적이 상이한 경우, 불필요한 부분까지 가열이 되는 문제점이 발생할 수 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 개시의 기술적 사상은 가열 장치에 있어서, 가열 장치 자체적으로 화구 상에 놓여지는 피가열체의 면적의 크기를 기초로 가열 면적을 조절하기 위한 방법 및 기기를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 가열 장치는, 화구, 화구에 대응되는 복수의 서브 워킹 코일들 및 복수의 서브 워킹 코일들 주 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 수단을 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 가열 장치는, 화구 및 제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되고, 화구 상에 놓여지는 피가열체를 유도 가열 방식으로 가열하도록 구성되는 워킹 코일을 포함할 수 있고, 워킹 코일은, 일단이 제1 노드에 연결된 제1 서브 워킹 코일, 일단이 제3 노드에 연결된 제2 서브 워킹 코일 및 제1 서브 워킹 코일의 타단을 제2 노드 또는 제3 노드에 선택적으로 연결하도록 구성되는 스위칭 수단을 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예에 따른 가열 장치에 의하면, 화구에 대응되는 워킹 코일이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하고, 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하는 스위칭 수단을 포함함으로써, 피가열체의 면적의 크기에 따라 가열 면적을 조절할 수 있다.
이에 따라, 가열 장치는 불필요한 부분의 가열을 줄일 수 있으므로, 가열 장치의 가열 효율이 증가할 수 있다.
또한, 워킹 코일이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함함으로써 인덕턴스를 조절할 수 있고, 인접 화구와의 공진 주파수 중첩에 따른 소음 발생 문제를 감소시킬 수도 있다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치를 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치 및 외부 전원을 나타낸다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 워킹 코일을 나타낸다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 워킹 코일을 나타낸다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치 및 외부 전원을 나타낸다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(1000)를 나타낸다. 가열 장치(1000)은 제1 화구(1100), 제2 화구(1200), 제3 화구(1300) 및 사용자 조작부(1400)를 포함할 수 있다. 도 1은 가열 장치(1000)가 3개의 화구들(1100, 1200, 1300)을 포함하는 것을 도시하지만, 화구의 개수가 이에 제한되는 것은 아니며, 더 많은 개수의 화구들을 포함하거나 더 적은 개수의 화구들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 장치(1000)는 하나의 화구 만을 포함할 수도 있다. 또한, 화구들(1100, 1200, 1300)의 배치가 도 1에 개시된 배치에 제한되는 것도 아니다. 예를 들어, 제1 화구(1100), 제2 화구(1200) 및 제3 화구(1300)는 일렬로 배치될 수 있으며, 이외의 임의의 구조로 배치될 수 있다. 또한, 도 1은 제1 화구(1100), 제2 화구(1200) 및 제3 화구(1300)가 동일한 크기를 갖는 것으로 도시하지만, 이에 제한되지 않으며, 제1 화구(1100), 제2 화구(1200) 및 제3 화구(1300) 중 적어도 일부는 다른 크기를 가질 수 있다.
화구들(1100, 1200, 1300)에 대한 설명의 편의를 위해, 대표되는 제1 화구(1100)에 대해 설명한다. 제1 화구(1100)는 전기 에너지를 에너지원으로 하여 제1 화구(1100) 상에 놓여지는 피가열체를 가열할 수 있다. 이를 위해, 가열 장치(1000)는 제1 화구(1100) 하부에 전기적 원리를 이용해 물체를 가열하는 가열부를 포함할 수 있다. 가열부는 자성체에 의한 유도작용을 통해 전용 용기에 열을 내는 워킹 코일, 직접 발열함으로써 피가열체를 가열하는 금속판 또는 열선이 분포된 세라믹 판 등을 포함할 수 있으며, 이외에 전기를 이용해 열을 내는 다양한 발열체들 중 하나를 포함할 수 있다. 가열 장치(1000)는 제1 화구(1100), 제2 화구(1200) 및 제3 화구(1300) 하부에 모두 같은 유형의 가열부를 포함할 수 있으며, 적어도 일부는 다른 종류의 가열부를 포함하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 가열 장치(1000)는 제1 화구(1100) 및 제2 화구(1200) 하부에 워킹 코일을 포함할 수 있고, 제3 화구(1300) 하부에 발열체를 포함하는 하이브리드 가열 장치일 수 있다.
사용자 조작부(1400)는 가열 장치(1000)를 제어하기 위해 사용자가 조작하는 모든 부분을 나타낼 수 있다. 사용자 조작부(1400)는 화구들을 제어하기 위한 입력 신호를 수신할 수 있다. 사용자 조작부(1400)는 경우에 따라 디스플레이 기능과 조작 기능을 모두 지원할 수 있다. 사용자 조작부(1400)는 터치 패널, 회전 버튼, 푸시 버튼, 트랙볼, 포인트 스틱 및 스캐너와 같은 다양한 입력 장치들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(1000)는, 복수의 화구들(1100, 1200, 1300) 중 적어도 하나의 화구 하부에 워킹 코일을 포함할 수 있으며, 상기 워킹 코일은 복수의 서브 워킹 코일들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 워킹 코일은 복수의 서브 워킹 코일들 중 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 수단을 포함할 수 있다. 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(1000)는, 복수의 서브 워킹 코일들 중 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 가열 장치(1000)는, 화구에 놓여지는 피가열체의 특성 및/또는 면적의 사이즈를 기초로 직렬 연결할 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있고, 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다. 또는 일 실시 예에서, 가열 장치(1000)는, 인접 화구와 공진 주파수의 차이가 제1 주파수 이하인 경우, 직렬 연결할 워킹 코일의 개수를 조정할 수 있고, 조정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다. 구체적 실시 예들에 대해서는 이하의 도면들을 통해 보다 자세히 설명된다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(1000)에 의하면, 화구에 대응되는 워킹 코일이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하고, 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하는 스위칭 수단을 포함함으로써, 가열 장치(1000)는 피가열체의 면적의 크기에 따라 가열 면적을 조절할 수 있다. 이에 따라, 가열 장치는 불필요한 부분의 가열을 줄일 수 있으므로, 가열 장치의 가열 효율이 증가할 수 있다. 또한, 워킹 코일이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함함으로써 인덕턴스를 조절할 수 있고, 인접 화구와의 공진 주파수 중첩에 따른 소음 발생 문제를 감소시킬 수도 있다.
도 2는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(10) 및 외부 전원(20)을 나타낸다. 가열 장치(10)는 워킹 코일(100), 직류 링크 생성기(200), 스위칭부(300), 입력 단자들(410, 420) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다. 가열 장치(10)는 도 1에서 설명된 가열 장치(1000)에 대응될 수 있으며, 워킹 코일(100)은 가열 장치(10)의 어느 하나의 화구에 대응되는 가열부일 수 있다.
가열 장치(10)는 입력 단자들(410, 420)을 통해 외부 전원(20)과 연결될 수 있다. 외부 전원(20)은 입력 단자들(410, 420)을 통해 가열 장치(10)에 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원(20)은 가열 장치(10)의 입력 단자들(410, 420)에 연결된 상용 전원일 수 있다. 상용 전원은 사용하는 국가 및/또는 지역에 따라 110V 교류 전원, 220V 교류 전원, 380V 교류 전원 또는 그 외의 임의의 전압 레벨을 갖는 교류 전원일 수 있다.
직류 링크 생성기(200)는, 외부 전원(20)으로부터 수신되는 교류 전압을 이용해 직류 전압을 생성할 수 있다. 이를 위해, 직류 링크 생성기(200)는 다양한 형태의 정류 회로 또는 정류기(rectifier) 등을 이용해 구현될 수 있다.
스위칭부(300)는, 제어부(500)의 제어에 따라, 직류 링크 생성기(200)에 의해 제공되는 직류 전압을 교류 전압을 바꾸는 역할을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 스위칭부(300)는 외부 전원(20)으로부터 수신되는 교류 전압보다 고주파의 교류 전압을 생성할 수 있다. 스위칭부(300)는 인버터(inverter) 등으로 구현될 수 있다.
스위칭부(300)는 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)가 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스 값과 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값은 같을 수 있다. 또한 일 실시 예에서, 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스 값 및/또는 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값은 가변적일 수 있다. 다시 말해, 일 실시 예에서, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 가변 커패시터일 수 있다.
제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)가 공통으로 연결된 제2 노드(Nd2)와 스위칭부(300)에 연결된 제1 노드(Nd1) 사이에 워킹 코일(100)이 연결될 수 있다.
제어부(500)는 가열 장치(10) 내의 다양한 구성들의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 스위칭부(300)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(500)는 워킹 코일(100) 내에서 직렬 연결되는 서브 워킹 코일의 개수를 제어할 수 있다. 제어부(500)는 CPU(Central Processing Unit), 프로세서, 마이크로프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), MCU(Micro Controller Unit), 마이컴(microcomputer), 또는 미니 컴퓨터와 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
가열 장치(10)는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리는 가열 장치(10)에 관한 정보 및 가열 장치(10)의 제어에 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 제어부(500)의 동작에 필요한 각종 정보 및 알고리즘(또는 인스트럭션들) 등을 저장할 수 있다. 메모리는 플래시 메모리, 자기 저항 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리 및 DRAM, SRAM 등과 같은 휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 메모리는 제어부(500)와 별도의 하드웨어로 구현될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 제어부(500)가 마이컴(microcomputer) 또는 미니컴퓨터 등으로 구현되는 경우, 메모리는 제어부(500)와 하나의 하드웨어로서 구현될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(10)에 포함된 워킹 코일(100)은 복수의 서브 워킹 코일들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 워킹 코일(100)은 복수의 서브 워킹 코일들 중 연속하는 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 수단을 포함할 수 있다. 워킹 코일(100)의 실시 예에 대해서는 이하의 도면들을 통해 보다 자세히 설명된다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 제어부(500)는 복수의 서브 워킹 코일들 중 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 워킹 코일(100)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이를 위해, 제어부(500)는 워킹 코일(100)에 포함된 적어도 하나의 스위칭 수단에 제어 신호를 제공할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(10)에 의하면, 워킹 코일(100)이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하고, 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하는 스위칭 수단을 포함함으로써, 가열 장치(10)는 피가열체의 면적의 크기에 따라 가열 면적을 조절할 수 있다. 이에 따라, 가열 장치(10)는 불필요한 부분의 가열을 줄일 수 있으므로, 가열 장치(10)의 가열 효율이 증가할 수 있다. 또한, 워킹 코일(100)이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함함으로써 인덕턴스를 조절할 수 있고, 인접 화구와의 공진 주파수 중첩에 따른 소음 발생 문제를 감소시킬 수도 있다.
도 3은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 워킹 코일(100)을 나타낸다. 워킹 코일(100)은 제1 서브 워킹 코일(110), 제2 서브 워킹 코일(120) 및 제3 서브 워킹 코일(130)을 포함할 수 있다. 도 3은, 워킹 코일(100)이 3개의 서브 워킹 코일들을 포함하는 것으로 도시하는데, 서브 워킹 코일들의 개수는 설명의 편의를 위한 예시적인 것일 뿐 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 워킹 코일(100)은 2개의 서브 워킹 코일들을 포함할 수도 있고, 3개 또는 그 이상의 서브 워킹 코일들을 포함할 수도 있다.
도 3에 개시된 제1 서브 워킹 코일(110), 제2 서브 워킹 코일(120) 및 제3 서브 워킹 코일(130)의 배치는, 가열 장치의 위에서 바라보았을 때의 배치를 나타낼 수 있다. 제1 서브 워킹 코일(110), 제2 서브 워킹 코일(120) 및 제3 서브 워킹 코일(130)은, 공통의 점을 중심으로 하는 도넛형 영역에 배치될 수 있다. 도넛형 영역이란, 동심원 형태의 두 원 사이의 영역을 나타낼 수 있고, 동심원 형태의 두 원 중 작은 원이 없는 경우 도넛형 영역은 원형 영역을 포함하는 개념일 수 있다. 서브 워킹 코일들 사이의 적어도 하나의 간극의 두께는 모두 같을 수도 있고, 실시 예에 따라 적어도 일부는 다를 수도 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 워킹 코일(100)에 의하면, 화구에 대응되는 워킹 코일(100)이 복수의 서브 워킹 코일들을 포함함으로써, 가열 장치는 화구 상에 놓여지는 피가열체의 면적의 사이즈에 가까운 범위에서 가열 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 워킹 코일(100) 및 제어부(500)를 나타낸다. 워킹 코일(100)은 제1 서브 워킹 코일(110), 제2 서브 워킹 코일(120) 및 제3 서브 워킹 코일(130)을 포함할 수 있다. 도 4는, 워킹 코일(100)이 3개의 서브 워킹 코일들을 포함하는 것으로 도시하는데, 서브 워킹 코일들의 개수는 설명의 편의를 위한 예시적인 것일 뿐 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 워킹 코일(100)은 2개의 서브 워킹 코일들을 포함할 수도 있고, 3개 또는 그 이상의 서브 워킹 코일들을 포함할 수도 있다. 워킹 코일(100) 및 제어부(500)에 관한 도 1 내지 도 3과 중복되는 설명은 생략한다.
워킹 코일(100)은 제1 스위칭 수단(115) 및 제2 스위칭 수단(125)을 포함할 수 있다.
제1 서브 워킹 코일(110)은 제1 노드(Nd1)와 제3 노드(Nd3) 사이에 연결되고, 제2 서브 워킹 코일(120)은 제5 노드(Nd5)와 제6 노드(Nd6) 사이에 연결되고, 제3 서브 워킹 코일(130)은 제8 노드(Nd8)와 제2 노드(Nd2) 사이에 연결된 것을 가정하여 설명한다.
제1 스위칭 수단(115)은 제1 서브 워킹 코일(110)과 제2 서브 워킹 코일(120) 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 수단(115)은, 제어부(500)로부터 제공되는 제1 제어 신호(CTRL_1)를 기초로, 제3 노드(Nd3)를 제4 노드(Nd4) 또는 제5 노드(Nd5)에 연결할 수 있다. 여기서, 제4 노드(Nd4)는 실질적으로 제2 노드(Nd2)와 동일한 전기적 노드(node)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 논리 레벨의 제1 제어 신호(CTRL_1)를 기초로, 제1 스위칭 수단(115)은 제3 노드(Nd3)를 제4 노드(Nd4)에 연결함으로써 제1 서브 워킹 코일(110)과 제2 서브 워킹 코일(120) 사이의 직렬 연결을 해제할 수 있다. 또한 예를 들어, 제2 논리 레벨의 제1 제어 신호(CTRL_1)를 기초로, 제1 스위칭 수단(115)은 제3 노드(Nd3)를 제5 노드(Nd5)에 연결함으로써 제1 서브 워킹 코일(110)과 제2 서브 워킹 코일(120) 사이의 직렬 연결을 형성할 수 있다.
제2 스위칭 수단(125)은 제2 서브 워킹 코일(120)과 제3 서브 워킹 코일(130) 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 수단(125)은, 제어부(500)로부터 제공되는 제2 제어 신호(CTRL_2)를 기초로, 제6 노드(Nd6)를 제7 노드(Nd7) 또는 제8 노드(Nd8)에 연결할 수 있다. 여기서, 제7 노드(Nd7)는 실질적으로 제2 노드(Nd2)와 동일한 전기적 노드(node)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 논리 레벨의 제2 제어 신호(CTRL_2)를 기초로, 제2 스위칭 수단(125)은 제6 노드(Nd6)를 제7 노드(Nd7)에 연결함으로써 제2 서브 워킹 코일(120)과 제3 서브 워킹 코일(130) 사이의 직렬 연결을 해제할 수 있다. 또한 예를 들어, 제2 논리 레벨의 제2 제어 신호(CTRL_2)를 기초로, 제2 스위칭 수단(125)은 제6 노드(Nd6)를 제8 노드(Nd8)에 연결함으로써 제2 서브 워킹 코일(120)과 제3 서브 워킹 코일(130) 사이의 직렬 연결을 형성할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 제어부(500)는, 3개의 서브 워킹 코일들을 직렬 연결하기로 결정한 경우, 제1 서브 워킹 코일(110), 제2 서브 워킹 코일(120) 및 제3 서브 워킹 코일(130)이 모두 직렬 연결되도록, 제2 논리 레벨의 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제1 스위칭 수단(115)에 제공하고, 제2 논리 레벨의 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제2 스위칭 수단(125)에 제공할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(500)는 2개의 서브 워킹 코일들을 직렬 연결하기로 결정한 경우, 제1 서브 워킹 코일(110) 및 제2 서브 워킹 코일(120)이 직렬 연결되도록, 제2 논리 레벨의 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제1 스위칭 수단(115)에 제공하고, 제1 논리 레벨의 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제2 스위칭 수단(125)에 제공할 수 있다. 또한 마찬가지로, 제어부(500)는 1개의 서브 워킹 코일을 직렬 연결하기로 결정한 경우, 제1 서브 워킹 코일만이 제1 노드(Nd1)와 제2 노드(Nd2) 사이에 연결되도록, 제1 논리 레벨의 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제1 스위칭 수단(115)에 제공하고, 제1 논리 레벨의 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제2 스위칭 수단(125)에 제공할 수 있다.
도 5는 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치(10) 및 외부 전원(20)을 나타낸다. 도 5의 가열 장치(10) 및 외부 전원(20)에 관해 도 1 내지 도 4를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략한다.
스위칭부(300)는 필터 및 인버터를 포함할 수 있다. 필터는 제1 인덕터(L1) 및 제3 커패시터(C3)를 포함할 수 있다. 필터는 직류 링크 생성기(200)에 의해 생성된 직류 전압의 노이즈(noise)를 제거할 수 있다. 필터에 의해 가공된 직류 전압은 인버터에 제공될 수 있다.
인버터는 필터에 의해 제공된 직류 전압을 이용해 고주파 교류 전압을 만들어낼 수 있다. 인버터는 제3 스위칭 수단(SW3) 및 제4 스위칭 수단(SW4)을 포함할 수 있다. 제어부(500)는, 제3 제어 신호(CTRL_3) 및 제4 제어 신호(CTRL_4)를 통해 제3 스위칭 수단(SW3) 및 제4 스위칭 수단(SW4) 각각을 제어함으로써 제1 노드(Nd1)와 제2 노드(Nd2) 사이에 고주파 교류 전압을 생성할 수 있다.
일 실시 예에서, 제3 스위칭 수단(SW3) 및 제4 스위칭 수단(SW4)은 IGBT(insulated gate bipolar transistor)일 수 있다. 제3 스위칭 수단(SW3)은 제3 제어 신호(CTRL_3)에 의해 구동될 수 있고, 제4 스위칭 수단(SW4)은 제4 제어 신호(CTRL_4)에 의해 구동될 수 있다.
도 6은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다. 도 6은 도 2 및 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
가열 장치(10)는, 워킹 코일(100)에 테스트 전압을 인가할 수 있다(S120). 예를 들어, 제어부(500)는, 스위칭부(300)가 워킹 코일(100) 양단인 제1 노드(Nd1) 및 제2 노드(Nd2) 사이에 테스트 전압을 형성하도록 스위칭부(300)를 제어할 수 있다.
가열 장치(10)는, 테스트 전압 인가에 따라 워킹 코일(100)에 흐르는 전류 또는 전력의 크기를 측정할 수 있고, 측정된 전류 또는 전력의 크기를 기초로, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있다(S140). 일 실시 예에서, 화구 상에 놓여지는 피가열체(또는 용기)의 크기에 따라, 테스트 전압 인가 후 전류 또는 전력의 크기가 상이할 수 있다. 따라서, 가열 장치(10)는 테스트 전압 인가 후 워킹 코일(100)을 통해 흐르는 전류 또는 전력의 크기를 기초로 화구 상에 놓여지는 피가열체의 특성을 측정할 수 있다. 제어부(500)는 측정된 전류 또는 전력의 크기를 기초로, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있다. 다시 말해, 제어부(500)는 화구 상에 놓여지는 피가열체의 크기에 따른 피가열체의 특성을 측정함으로써 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있다.
가열 장치(10)는, 복수의 서브 워킹 코일들 중 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 워킹 코일(100)에 포함된 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다(S160). 예를 들어, 제어부(500)는, 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록, 제1 스위칭 수단(SW1)에 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제공할 수 있고, 제2 스위칭 수단(SW2)에 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제공할 수 있다.
도 7은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다. 도 7은 도 2 및 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
가열 장치(10)는, 가열 장치(10) 외부로부터 피가열체의 면적의 사이즈를 입력 받을 수 있다(S220). 예를 들어, 가열 장치(10)는, 가열 장치(10)의 표시부 등을 통해 가열 장치(10)의 사용자에게 피가열체의 면적의 사이즈에 대한 입력을 요청할 수 있다. 요청에 대응하여, 가열 장치(10)의 사용자는 피가열체의 면적의 사이즈를 입력할 수 있다. 일 실시 예에서, 가열 장치(10)의 사용자는, 도 1의 사용자 조작부(1400) 등을 통해 피가열체의 면적의 사이즈를 입력할 수 있다. 또한 일 실시 예에서, 가열 장치(10)의 사용자는, 복수의 사전 결정된 사이즈들 중 어느 하나의 사이즈를 선택함으로써 선택 사이즈를 입력할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 가열 장치(10)의 사용자는, '대', '중' 또는 '소' 중 하나의 사이즈를 선택할 수 있다.
가열 장치(10)는, 입력된 피가열체의 면적의 사이즈를 기초로, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있다(S240). 일 실시 예에서, 제어부(500)는, 입력된 피가열체의 면적의 사이즈를 기초로, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정할 수 있다. 비제한적인 예시를 들어보면, 도 3 및 도 4와 같은 실시 예에서, 입력된 피가열체의 면적의 사이즈가 '대'인 경우, 제어부(500)는 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 3개로 결정할 수 있고, 입력된 피가열체의 면적의 사이즈가 '중'인 경우, 제어부(500)는 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 2개로 결정할 수 있고, 입력된 피가열체의 면적의 사이즈가 '소'인 경우, 제어부(500)는 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 1개로 결정할 수 있다.
가열 장치(10)는, 복수의 서브 워킹 코일들 중 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 워킹 코일(100)에 포함된 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다(S260). 예를 들어, 제어부(500)는, 결정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록, 제1 스위칭 수단(SW1)에 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제공할 수 있고, 제2 스위칭 수단(SW2)에 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제공할 수 있다.
도 8은 본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법의 순서도를 나타낸다. 도 8은 도 2 및 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
가열 장치(10)는, 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 제1 주파수 이하가 되는지 여부를 감지할 수 있다(S320). 예를 들어, 제어부(500)는, 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 메모리에 사전에 저장된 제1 주파수 이하가 되는지 여부를 감지할 수 있다.
가열 장치(10)는, 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 제1 주파수 이하인 경우, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 조정할 수 있다(S340).
가열 장치(10)는, 복수의 서브 워킹 코일들 중 조정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록 워킹 코일(100)에 포함된 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어할 수 있다(S260). 예를 들어, 제어부(500)는, 조정된 개수의 서브 워킹 코일이 직렬 연결되도록, 제1 스위칭 수단(SW1)에 제1 제어 신호(CTRL_1)를 제공할 수 있고, 제2 스위칭 수단(SW2)에 제2 제어 신호(CTRL_2)를 제공할 수 있다.
본 개시의 예시적 실시 예에 따른 가열 장치의 동작 방법에 의하면, 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 사전 결정된 제1 주파수 이하가 되어 소음이 발생할 수 있는 경우에, 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 조정함으로써 워킹 코일(100)의 인덕턴스를 변화시킬 수 있고, 인덕턴스의 변화를 통해 공진 주파수를 변화시킴으로써 소음 발생을 막을 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시 예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시 예들을 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 (7)

  1. 가열 장치로서,
    화구;
    상기 화구에 대응되는 복수의 서브 워킹 코일들;
    상기 복수의 서브 워킹 코일들 중 연속된 서브 워킹 코일들 사이의 직렬 연결을 선택적으로 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 스위칭 수단; 및
    상기 화구와 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 제1 주파수 이하가 되는지 여부를 감지하고, 상기 공진 주파수의 차이가 상기 제1 주파수 이하인 경우, 직렬 연결된 서브 워킹 코일의 개수를 조정하고, 조정된 개수의 서브 워킹 코일들이 직렬 연결되도록 상기 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 서브 워킹 코일들 각각은,
    상기 화구 하부에 위치하며, 공통의 중심을 가지며, 평균 반지름의 크기가 서로 상이한 도넛형 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 장치는,
    제1 노드 및 제2 노드 사이에 연결되고, 상기 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하는 워킹 코일을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 스위칭 수단 각각은, 연결된 서브 워킹 코일의 일단을 상기 제2 노드 또는 다른 서브 워킹 코일에 선택적으로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 서브 워킹 코일들 중 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정하고, 상기 결정된 개수의 서브 워킹 코일들이 직렬 연결되도록 상기 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 화구에 대응되고, 상기 복수의 서브 워킹 코일들을 포함하는 워킹 코일에 테스트 전압을 인가하고, 상기 테스트 전압의 인가에 따라 측정되는 전류 또는 전력의 크기를 기초로 상기 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가열 장치는,
    상기 화구 상에 놓여지는 피가열체의 면적의 사이즈를 입력 받도록 구성되는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력부를 통해 입력된 상기 피가열체의 면적의 사이즈를 기초로, 상기 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  6. 삭제
  7. 화구;
    제1 노드와 제2 노드 사이에 연결되고, 각각이 제1 단 및 제2 단을 갖는 제1 서브 워킹 코일 내지 제N 서브 워킹 코일(단, N은 3 이상)을 이용해 상기 화구 상에 놓여지는 피가열체를 유도 가열 방식으로 가열하도록 구성되는 워킹 코일; 및
    상기 화구와 인접 화구와의 공진 주파수의 차이가 제1 주파수 이하가 되는지 여부를 감지하고, 상기 공진 주파수의 차이가 상기 제1 주파수 이하인 경우, 상기 제1 서브 워킹 코일 내지 제N 서브 워킹 코일 중 직렬 연결할 서브 워킹 코일의 개수를 조정하고, 조정된 개수의 서브 워킹 코일들이 직렬 연결되도록 적어도 하나의 스위칭 수단을 제어하도록 구성되는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제1 서브 워킹 코일의 제1 단은 상기 제1 노드에 연결되고,
    제i 서브 워킹 코일(단, i는 1 이상 N-1 이하의 자연수)의 제2 단은 상기 제2 노드 또는 제i+1 서브 워킹코일의 제1 단에 선택적으로 연결되고,
    상기 제N 서브 워킹 코일의 제2 단은 상기 제2 노드에 연결되고,
    상기 워킹 코일은 제1 스위칭 수단 내지 제N-1 스위칭 수단을 포함하고,
    제j 스위칭 수단(단, j는 1 이상 N-1 이하)은 제j 서브 워킹 코일의 제2 단을 제j+1 서브 워킹 코일의 제1 단 또는 상기 제2 노드에 선택적으로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
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