KR102222730B1 - 무선 주파수 가열 및 해동 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 주파수(RF) 가열 시스템은 착탈가능한 서랍을 포함할 수 있고, 이 착탈가능한 서랍은 RF 가열 시스템의 고정된 선반 아래에 삽입되어 밀폐 캐비티를 형성할 수 있다. 이 서랍은, 서랍을 RF 가열 시스템에 전기적으로 연결하기 위해 해동 시스템의 선반과 인터페이스할 수 있는 도전성 채널 또는 측부 레일을 포함할 수 있다. 서랍은, 서랍이 선반 아래에 삽입될 때 접지 또는 RF 신호원에 전기적으로 연결되는 전극을 포함할 수 있다. 선반은 다양한 크기의 선택 가능한 전극을 포함할 수 있다. RF 가열 시스템은 식별 회로를 사용하여 선반 아래에 삽입된 서랍의 유형을 인식할 수 있다. 밀폐 캐비티 내의 부하를 가열하기 위해 서랍 또는 선반의 전극에 RF 에너지가 인가될 수 있다.
Description
본 명세서에 개시된 청구 대상의 실시예는 전반적으로 무선 주파수(RF) 에너지로 부하 가열 및 해동하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 용량성 식품 해동(즉 녹이는) 시스템은 가열 격실 내에 마련된 큰 평면 전극을 포함한다. 식품 부하가 전극 사이에 위치되고 전극이 식품 부하와 접촉하게 되면, 저전력 전자기 에너지가 전극에 공급되어 식품 부하를 따뜻하게 가열한다. 이러한 종래의 용량성 식품 해동 시스템에서, 해동 또는 녹이는 조작 후에 식품 부하가 놓이는 전극은 세척이 필요할 수 있다. 예컨대, 녹은 식품으로부터의 떨어져서 응고된 것이 시스템의 가열 격실에 쌓일 수 있고, 이것이 방치되면, 부패되거나 혹은 유해 박테리아가 자랄 수 있는 환경을 조성할 수 있다. 그러나, 종래 시스템의 전극 혹은 가열 격실을 세척하는 것이 어렵거나 불편할 수 있다.
나아가, 종래의 용량성 식품 해동 시스템은 고정 크기 및 형상을 가진 가열 격실을 포함한다. 식품 부하보다 훨씬 큰 가열 격실에서 식품 부하를 해동하는 것은, 해동을 수행하는 데 사용되는 전력량에 비하면 비효율적일 수 있다. 반대로, 일부 식품 부하는 해당 가열 격실이 수용하기에는 너무 클 수 있다.
이하의 도면과 함께 상세한 설명 및 청구 범위를 참조하면 청구 대상을 보다 완전하게 이해할 수 있을 것이며, 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 유사한 요소를 가리킨다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 해동 장치의 사시도이다.
도 2는 해동 시스템의 다른 예시적인 실시예를 포함하는 냉장고/냉동고 기구의 사시도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 해동 장치의 간략화된 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 가변 인덕턴스 매칭 네트워크의 개략도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 가변 인덕턴스 네트워크의 개략도이다.
도 6은 가변 임피던스 매칭 네트워크의 일 실시예에서 복수의 인덕턴스가 입력 공동 임피던스를 RF 신호원에 어떻게 매치시킬 수 있는지를 나타내는 스미스 차트의 예이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 해동 시스템의 측단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 일부의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 동적 부하 매칭에 의해 해동 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 일부의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 동적 부하 매칭에 의해 해동 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 10은 2개의 상이한 부하에 대한 해동 동작에 의한, 캐비티 매칭 설정을 RF 신호원 매칭 설정에 대해서 나타내는 차트이다.
도 11a는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 정면도이다.
도 11b는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 측면도이다.
도 11c는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 후면도,
도 12a는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 정면도이다.
도 12b는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 측면도이다.
도 12c는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 후면도이다.
도 13a는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일(a side rail)이 도전성 채널의 분리 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 13b는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일이 도전성 채널의 부분 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 13c는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일이 도전성 채널의 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 14a는 예시적인 실시예에 따른 서랍이 분리 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 정면도이다.
도 14b는 예시적인 실시예에 따른, 서랍이 도전성 단자에 접촉되도록 푸시된 후에 서랍이 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 정면도이다.
도 15는 도 11a 내지 도 12c의 서랍에 사용될 수 있는 서랍의 내부 바닥벽의 평면도로, 내부 바닥벽은 예시적인 실시예에 따른 전극을 포함한다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 도 11a 내지 도 12c의 서랍에 사용될 수 있는 서랍의 내부 바닥벽의 평면도로, 내부 바닥벽은 전극을 포함한다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 내부 상부 표면의 바닥도로, 내부 상부 표면은 다양한 크기와 형상을 갖고 있으며 개별적으로 선택 가능한 전극을 포함할 수 있고, 내부 상부 표면은 도 15 또는 도 16에 도시된 유형의 서랍의 내부 바닥벽을 마주볼 수 있다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른, 선반 아래에 서랍이 삽입되어서 하중이 배치되는 캐비티를 생성하는 것을 나타내는 예시적인 해동 시스템의 정면 단면도이다.
도 2는 해동 시스템의 다른 예시적인 실시예를 포함하는 냉장고/냉동고 기구의 사시도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 해동 장치의 간략화된 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 가변 인덕턴스 매칭 네트워크의 개략도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 가변 인덕턴스 네트워크의 개략도이다.
도 6은 가변 임피던스 매칭 네트워크의 일 실시예에서 복수의 인덕턴스가 입력 공동 임피던스를 RF 신호원에 어떻게 매치시킬 수 있는지를 나타내는 스미스 차트의 예이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른 해동 시스템의 측단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 일부의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 동적 부하 매칭에 의해 해동 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 일부의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 동적 부하 매칭에 의해 해동 시스템을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
도 10은 2개의 상이한 부하에 대한 해동 동작에 의한, 캐비티 매칭 설정을 RF 신호원 매칭 설정에 대해서 나타내는 차트이다.
도 11a는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 정면도이다.
도 11b는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 측면도이다.
도 11c는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 후면도,
도 12a는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 정면도이다.
도 12b는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 측면도이다.
도 12c는 예시적인 실시예에 따른 도 2의 해동 시스템에 사용될 수 있는 서랍의 후면도이다.
도 13a는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일(a side rail)이 도전성 채널의 분리 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 13b는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일이 도전성 채널의 부분 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 13c는 예시적인 실시예에 따른 서랍의 측부 레일이 도전성 채널의 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 측면도이다.
도 14a는 예시적인 실시예에 따른 서랍이 분리 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 정면도이다.
도 14b는 예시적인 실시예에 따른, 서랍이 도전성 단자에 접촉되도록 푸시된 후에 서랍이 맞물림 위치에 있는 해동 시스템의 접촉 메커니즘의 정면도이다.
도 15는 도 11a 내지 도 12c의 서랍에 사용될 수 있는 서랍의 내부 바닥벽의 평면도로, 내부 바닥벽은 예시적인 실시예에 따른 전극을 포함한다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 도 11a 내지 도 12c의 서랍에 사용될 수 있는 서랍의 내부 바닥벽의 평면도로, 내부 바닥벽은 전극을 포함한다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 해동 시스템의 내부 상부 표면의 바닥도로, 내부 상부 표면은 다양한 크기와 형상을 갖고 있으며 개별적으로 선택 가능한 전극을 포함할 수 있고, 내부 상부 표면은 도 15 또는 도 16에 도시된 유형의 서랍의 내부 바닥벽을 마주볼 수 있다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른, 선반 아래에 서랍이 삽입되어서 하중이 배치되는 캐비티를 생성하는 것을 나타내는 예시적인 해동 시스템의 정면 단면도이다.
이하의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 청구 대상의 실시예 또는 이러한 실시예의 응용 및 사용을 한정하는 것은 아니다. 여기에서 사용되는 용어 "예시적인" 및 "예"는 "예, 실례 또는 예시를 제공함"을 의미한다. 예시 또는 예로서 본 명세서에 기재된 임의의 구현예가 반드시 다른 구현 보다 바람직하다거나 유익하다는 것으로 해석되어서는 안 된다. 나아가, 선행 기술 분야, 배경 또는 이하의 상세한 설명의 임의의 표현 혹은 암시된 이론으로 한정하는 의도는 전혀 없다.
본 청구 대상의 실시예는 세척을 위해 제거될 수 있으며 및/또는 다양한 크기 및/또는 모양을 가진 부하를 수용하기 위한 모듈 공진 캐비티를 구비하는 가열 격실 또는 전극으로 식품 부하(또는 다른 유형의 부하)를 해동 및/또는 가열하는 장치 및 방법을 포함한다. 본 명세서에 기재된 청구 대상의 실시예는 독립형 가전 제품 또는 다른 시스템에 통합될 수 있는 고체 상태의 해동 또는 가열 장치에 관한 것이다. 이하에서보다 상세히 설명되는 바와 같이, 예시적인 해동/가열 시스템은 캐비티에 배치된 제 1 전극, 증폭기 구성부(하나 이상의 트랜지스터 포함), 증폭기 구성부의 출력과 제 1 전극 사이에 연결된 임피던스 매칭 네트워크, 및 해동 장치의 해동 운전의 진행을 검출할 수 있는 측정 및 제어 시스템을 사용해서 구현된다. 일 실시예에서, 임피던스 매칭 네트워크는 증폭기 구성부와 캐비티 사이의 매칭을 향상시키기 위해 해동 동작 중에 조정될 수 있는 가변 임피던스 매칭 네트워크이다.
일반적으로, "해동"이란 용어는 냉동된 부하(예컨대, 식품 부하 또는 다른 유형의 부하)의 온도를 부하가 더 이상 동결되지 않는 온도(예컨대, 섭씨 0도 혹은 그 부근)로 상승시키는 것을 의미한다. 본 개시에서는 해동 시스템에서 부하의 예로서 "식품 부하"를 참조하지만, 식품 부하를 참조하는 것이, 해동 시스템에 의해 가열될 수 있는 다른 유형의 부하(예컨대, 물, 비소모성 물질)를 가리킬 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "해동"은 보다 넓게는, 부하에 RF 전력을 인가해서 부하(예컨대, 식품 부하 또는 다른 유형의 부하)의 열 에너지 또는 온도가 증가되는 과정을 의미한다. 따라서, 다양한 실시예에서, 임의의 초기 온도(예컨대, 섭씨 0℃ 이상의 임의의 초기 온도)로 식품 부하에 대해 "해동 동작"이 수행 될 수 있으며, 해동 동작은 초기 온도보다 높은 최종 온도에서 중단될 수 있다(예컨대, 섭씨 0도 이상 또는 이하인 최종 온도 포함). 즉, 본원에 기술된 "해동 동작" 및 "해동 시스템"은 "열 상승 작동" 및 "열 상승 시스템"이라고 지칭될 수 있다. 용어 "해동"은 본 발명을 동결된 부하의 온도를 섭씨 0도 또는 그 근처의 온도로 올리는 것만 가능한 방법 혹은 시스템으로 본 발명의 응용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
부하의 해동 중, 응축 또는 누출의 결과로서 액체가 해동 시스템의 격실 구조체에 축적될 수 있다. 이 액체는 너무 오랫동안 방치되면 부패되어서 바람직하지 않으며, 따라서 해동 시스템의 격실 구조체를 세척할 필요가 있다. 따라서, 해동 시스템은, 세척을 용이하게 하기 위해서 탈착 가능한 격실 구조체(예컨대 서랍 또는 플랫폼)를 포함하는 것이, 탈착 가능한 격실 구조체가 없는 해동 시스템에 비해서 바람직할 수 있다. 예컨대, 일부 해동 시스템은, 높은 선반 위나 혹은 지면 가까이와 같이, 소비자가 완전하게 세척할 시간을 충분히 갖기 어려운 위치에 배치될 수도 있다. 이와 달리, 본 명세서에 개시된 서랍과 같은 탈착 가능한 격실 구조체는, 싱크대와 같이 세척이 보다 쉽고 효과적으로 수행될 수 있는 위치로 이동될 수 있다.
나아가, 종래의 해동 시스템은 일반적으로 고정된 크기 및 형상을 갖는 전극 및 격실 구조체를 포함한다. 그러나, 정해진 크기 및 형상을 갖는 전극 또는 격실 구조체는 다양한 형상 및/또는 크기를 갖는 부하를 해동시키기에는 이상적이지 않을 수 있다. 예컨대, 부하보다 훨씬 큰 격실 구조체에서 부하를 해동하는 것은, 해동 동작을 수행하는 데 사용되는 전력량에 비해 비효율적일 수 있다. 반대로, 일부 부하는 해당 격실 구조체가 수용하기에는 너무 클 수 있다. 다른 예로서, 비교적 큰 전극을 사용하여 부하를 해동하는 것은, 해동 중에 전극 사이를 지나는 RF 에너지의 일부가 부하를 가열하는 방향으로 진행하지 않기 때문에 전력 비효율을 초래할 수 있다. 반대로, 비교적 작은 전극을 사용하여 부하를 해동하면, 부하 중 전극에 의해 중첩되지 않는 부분은 부하 중 전극에 의해 중첩되는 부분만큼 RF 에너지를 받지 못할 수 있기 때문에, 부하가 균일하게 또는 완전히 가열되지 않을 수도 있다. 따라서 다양한 형상 및 크기를 가진 다수의 서랍에 부합되고, 및/또는 다양한 형상 및 크기의 부하를 수용할 수 있도록 상이한 형상, 크기 또는 구성의 전극을 갖는 해동 시스템을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 해동 시스템(100)의 사시도이다. 해동 장치(100)는 해동 캐비티(110), 제어 패널(120), 하나 이상의 무선 주파수(RF) 신호 원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340)), 전력 공급부(예컨대, 도 3의 전력 공급부(350)), 제 1 전극(170), 전력 검출 회로(예컨대, 도 3의 전력 검출 회로(380)) 및 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))를 포함한다. 해동 캐비티(110)는 상부, 하부, 측부 및 후부 캐비티 벽(111, 112, 113, 114, 115)의 내부 표면과 도어(116)의 내부 표면에 의해 형성된다. 도어(116)가 닫히면, 해동 캐비티(110)는 기밀 캐비티를 형성한다. 본원에 사용되는 용어 "에어 캐비티"는 공기 또는 다른 기체를 포함하는 폐쇄 구역(예컨대, 해동 캐비티(110))을 의미할 수 있다.
실시예에 따라서, 제 1 전극(170)은 캐비티 벽(예컨대, 상부 벽(111))에 근접해서 배치되고, 제 1 전극(170)은 나머지 캐비티 벽으로부터 전기적으로 분리되며, 나머지 캐비티 벽은 접지되어 있다. 이러한 구성에서, 시스템은 커패시터로서 단순하게 모델링될 수 있는데 여기서 제 1 전극(170)이 하나의 도전성 플레이트로서 기능하고, 접지된 캐비티 벽(예컨대, 벽(112~115))이 제 2 도전성 플레이트(또는 전극)로서 기능하며, 에어 캐비티(그 안에 포함된 임의의 부하를 포함)가 제 1 도전성 플레이트와 제 2 도전성 플레이트 사이의 유전체 매체로서 기능한다. 도 1에 도시되어 있지는 않지만, 비도전성 배리어(예컨대, 도 3의 배리어(314))가 시스템(100)에 포함될 수 있으며, 비도전성 배리어는 바닥 캐비티 벽(112)으로부터 부하를 전기적으로 및 물리적으로 격리시키는 기능을 할 수 있다. 도 1은 상부 벽(111)에 근접한 제 1 전극(170)을 도시하지만, 그와 달리, 전극(172~175)으로 표시된 다른 벽(112~115) 중 어느 하나에 근접할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 해동 시스템(100)의 동작 중에, 사용자(도시 생략)는 하나 이상의 부하(예컨대, 음식 및/또는 액체)를 해동 캐비티(110)에 배치할 수 있으며, 선택적으로 부하의 특성을 명시하는 입력을 제어 패널(120)을 통해서 제공할 수 있다. 예컨대, 명시되는 특성은 부하의 대략적인 중량을 포함할 수 있다. 나아가, 명시되는 부하 특성은 부하를 형성하는 재료(예컨대, 육류, 빵, 액체)를 나타낼 수 있다. 다른 실시예에서, 부하 특성은 부하 패키징 상의 바코드를 스캐닝하거나 또는 부하 상에 혹은 그 안에 내장된 RFID 태그로부터 RFID(radio frequency identification) 신호를 수신하는 것과 같은 다른 방법으로 획득될 수도 있다. 어떤 방식이든, 이러한 부하 특성에 관한 정보를 통해서, 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))는 해동 동작 시작시에 시스템의 임피던스 매칭 네트워크에 대한 초기 상태를 확립할 수 있으며, 여기서 초기 상태는 부하로의 최대 RF 전력 전달을 가능하게 하는 최적 상태에 비교적 근접할 수 있으며, 이에 대해서는 이하 더 상세하게 설명한다. 그와 달리, 해동 동작 시작 전에 부하 특성은 입력되거나 수신될 수 없으며, 시스템 제어기는 임피던스 매칭 네트워크의 디폴트 초기 상태를 확립할 수 있다.
해동 동작을 시작하기 위해서, 사용자는 제어 패널(120)을 통해서 입력을 제공할 수 있다. 이에 응답해서, 시스템 제어기는 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340))으로 하여금 RF 신호를 제 1 전극(170)에 공급하게 하고, 제 1 전극(170)은 이에 응답해서 전자기 에너지를 해동 캐비티(110)에 방사한다. 전자기 에너지는 부하의 열 에너지를 증가시킨다(즉, 전자기 에너지는 부하를 예열시킨다).
해동 동작 중에, 부하의 열 에너지가 증가함에 따라, 부하의 임피던스(및 따라서 캐비티(110)의 전체 입력 임피던스)가 변화된다. 임피던스 변화는 RF 에너지의 부하로의 흡수율을 변경하고, 따라서 반사되는 전력의 크기를 변경합니다. 일 실시예에 따르면, 전력 검출 회로(예컨대, 도 3의 전력 검출 회로(380))는, RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340))과 제 1 전극(170) 사이의 전송 경로(예컨대, 도 3의 송신 경로(348))를 따라서 순방향 전력 및/또는 반사 전력을 연속해서 혹은 주기적으로 측정한다. 이 측정 결과에 기초하여, 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))는 해동 동작의 완료를 검출할 수도 있고, 혹은 식품 부하가 소망의 온도 또는 최종 상태에 도달했는지 판정할 수도 있으며, 이에 대해서는 이하에 상세하게 설명한다. 또 다른 실시예에 따르면, 임피던스 매칭 네트워크는 가변적인 것으로, 순방향 전력 및/또는 반사 전력 측정 결과에 기초해서, 시스템 제어기는 해동 동작 중에 임피던스 매칭 네트워크의 상태를 변경하여, 부하에 의한 RF 전력의 흡수를 증가시킨다.
도 1의 해동 시스템(100)은 카운터 탑(counter-top) 유형의 기기로서 구현된다. 또 다른 실시예에서, 해동 시스템(100)은 또한 전자 레인지 조리 작업을 수행하기 위한 컴포넌트 및 기능을 포함할 수도 있다. 그와 달리, 해동 시스템의 컴포넌트는 다른 유형의 시스템 또는 장치에 포함될 수도 있다. 예컨대, 도 2는 해동 시스템(210, 220)의 다른 예시적인 실시예를 포함하는 냉장고/냉동고 기구(200)의 사시도이다. 보다 구체적으로, 해동 시스템(210)은 시스템(200)의 냉동고 격실(212)에 포함되는 것으로 도시되어 있고, 해동 시스템(220)은 시스템의 냉장고 격실(222) 내에 통합되는 것으로 도시되어 있다. 실제 냉장고/냉동고 기기는 해동 시스템(210, 220) 중 하나만을 포함할 수도 있지만, 간단히 두 실시예 모두를 나타내기 위해서 도 2에는 모두 도시했다.
해동 시스템(100)과 유사하게, 해동 시스템(210, 220) 각각은 해동 캐비티, 제어 패널(214, 224), 하나 이상의 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340), 제 1 전극(예컨대, 도 3, 도 7, 도 17, 도 18의 전극(370, 770, 1704, 1706, 1708, 1812), 제 2 전극(예컨대, 도 7, 15, 16의 전극(772, 1504, 1604)), 전극 검출 회로(예컨대, 도 3의 전력 검출 회로(380)), 서랍(218, 228) 및 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))를 포함한다. 예컨대, 해동 캐비티는 서랍(218, 228)(예컨대, 도 3, 7, 11, 12, 14, 18의 서랍(321, 721, 1110, 1210, 1412, 1802)의 바닥, 측부, 전면 및 후면 벽의 내부 표면 및 고정 선반(216, 226)(예컨대, 도 14, 18의 선반(1426, 1804))의 내부 상부 표면에 의해 형성될 수 있으며, 고정 선반 아래에서 서랍(218, 228)이 미끄러지거나, 삽입되거나 또는 물리적으로 맞물릴 수 있다. 서랍(218, 228)은 시스템(210, 220)을 위한 제 2 전극을 포함할 수도 있고 혹은 그 역할을 할 수도 있다. 서랍(218, 228)이 선반 아래로 완전히 미끄러지면, 서랍(218, 228)과 선반(216, 226)은 캐비티를 기밀한 캐비티로서 형성한다. 해동 시스템(210, 220)의 컴포넌트 및 기능은, 다양한 실시예에서 해동 시스템(100)의 컴포넌트 및 기능과 실질적으로 동일할 수 있다.
나아가, 일 실시예에 따르면, 해동 시스템(210, 220) 각각은, 이들 시스템(210, 220)이 배치되는 냉동 격실 또는 냉장 격실(212, 222) 각각과 충분한 열 연통을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 해동 작동이 완료된 후에, 부하는 시스템(210, 220)으로부터 제거될 때까지 안전한 온도(즉, 식품 부패가 억제되는 온도)로 유지될 수 있다. 보다 상세하게, 냉동고-기반 해동 시스템(210)에 의한 해동 동작이 완료되면, 해동된 부하가 수용되는 캐비티는 냉동 격실(212)과 열적으로 연통 될 수 있고, 부하가 캐비티로부터 신속하게 제거되지 않으면, 부하는 재동결될 수 있다. 유사하게, 냉장고-기반 해동 시스템(220)에 의한 해동 동작이 완료되면, 해동된 부하가 수용되는 캐비티는 냉장 격실(222)과 열적으로 연통될 수 있고, 부하가 캐비티로부터 신속하게 제거되지 않으면, 냉장 격실(222) 내의 온도에서 해동된 상태로 유지될 수 있다.
당업자라면, 본 명세서의 설명에 기초하여, 해동 시스템의 실시예가 다른 구성을 갖는 시스템 또는 기기에도 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 독립형 기기, 전자 레인지 기기, 냉동고 및 냉장고에서의 해동 시스템의 상술한 구현예는, 본 실시예를 이러한 유형의 시스템에만 사용하는 것으로 한정하는 것은 아니다.
비록 해동 시스템(100, 200)이, 이들의 컴포넌트들이 특히 서로에 대한 상대적인 배향으로 도시되어 있지만, 다양한 컴포넌트는 상이하게 배향될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 나아가, 다양한 컴포넌트의 물리적 구성이 상이할 수도 있다. 예컨대, 제어 패널들(120, 214, 224)은 더 많은, 더 적은, 혹은 상이한 사용자 인터페이스 요소들을 가질 수 있고 및/또는 사용자 인터페이스 요소들은 상이하게 배열될 수도 있다. 또한, 제어 패널(214, 224)은 다른 위치(예컨대, 냉동 격실 또는 냉장 격실(212, 222) 내의 벽 또는 고정 선반(216, 226) 중 하나)에 배치될 수도 있다. 나아가, 도 1에 실질적으로 육면체 형상의 해동 캐비티(110)가 도시되어 있지만, 다른 실시예에서는 해동 캐비티가 다른 형상(예컨대, 원통형 등)을 가질 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 해동 시스템(100, 210, 220)은 도 1 및 도 2에 구체적으로 도시되지 않은 추가 컴포넌트(예컨대, 팬, 정지 플레이트 또는 회전 플레이트, 트레이, 전기 코드 등)를 포함할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 해동 시스템(300)(예컨대, 해동 시스템(도 1 및 도 2의 100, 210, 220)의 간략 블록도이다. 일 실시예에서, 해동 시스템(300)은 해동 캐비티(310), 사용자 인터페이스(320), 시스템 제어기(330), RF 신호를 생성하도록 구성된 RF 신호원, 전원 및 바이어스 회로(350), 가변 임피던스 매칭 네트워크(360), 전극(370) 및 전력 검출 회로(380)를 포함한다. 나아가, 다른 실시예에서, 해동 시스템(300)은 온도 센서, 적외선(IR) 센서 및/또는 중량 센서(390)를 포함할 수 있지만, 이들 센서 컴포넌트의 일부 또는 전부는 생략될 수도 있다. 도 3은 설명을 용이하게 하기 위한 목적으로 해동 시스템(300)을 간략화한 표현으로, 실제의 실시예는 추가적인 기능 및 특징을 제공하기 위한 다른 장치 및 컴포넌트를 포함할도 수 있고 및/또는 해동 시스템(300)은 더 큰 전기 시스템의 일부가 될 수도 있다.
사용자 인터페이스(320)는 예컨대, 사용자가 해동 동작을 위한 파라미터(예컨대, 해동될 부하의 특성 등)에 관한 입력을 시스템에 제공하는데 사용할 수 있는 제어 패널(예컨대, 도 1 및 도 2의 제어 패널(120, 214, 224), 시작 및 취소 버튼, 기계식 제어부(예컨대, 도어/서랍 열림 래치(drawer open latch) 등에 대응할 수 있다. 나아가, 사용자 인터페이스는 해동 동작의 상태(예컨대, 카운트다운 타이머, 해동 동작의 진행 또는 완료를 나타내는 가시적인 표시, 및/또는 해동의 완료를 나타내는 가청음) 및 기타 정보를 나타내는 사용자-인지 가능한 출력을 제공하도록 구성될 수 있다.
시스템 제어기(330)는 하나 이상의 범용 프로세서 또는 특수 목적 프로세서(예컨대, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등), 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 플래시, 다양한 레지스터 등), 하나 이상의 통신 버스 및 기타 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템 제어기(330)는 사용자 인터페이스(320), RF 신호원(340), 가변 임피던스 매칭 네트워크(360), 전력 검출 회로(380) 및 센서(포함되는 경우)에 연결된다. 시스템 제어기(330)는 사용자 인터페이스(320)를 통해 수신된 사용자 입력을 나타내는 신호를 수신하고, 전력 검출 회로(380)로부터의 순방향 전력 및/또는 반사 전력 측정치를 수신하도록 구성된다. 수신된 신호 및 측정에 응답하여, 시스템 제어기(330)는 전원 및 바이어스 회로(350) 및 RF 신호원(340)의 RF 신호 발생기(342)에 제어 신호를 제공하며, 이에 대해서는 이하 더 상세하게 설명한다. 나아가, 시스템 제어기(330)는 제어 신호를 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)에 제공하며, 이 신호는 네트워크(360)로 하여금 그 상태 또는 구성을 변경하게 한다.
해동 캐비티(310)는 해동되는 부하(316)가 배치될 수 있는 에어 캐비티에 의해 분리되는 제 1 및 제 2 평행 평판 전극을 갖는 용량성 해동 구성을 포함한다. 예컨대, 제 1 전극(370)(예컨대, 도 7의 제 1 전극(770) 또는 도 17 및 도 18의 전극(1704, 1706, 1708, 1812) 중 하나)은 에어 캐비티 상에 위치될 수 있고, 제 2 전극(도 15, 16, 18의 전극(1504, 1604, 1802))은 서랍(예컨대, 도 2, 7, 11, 12, 14, 18의 서랍(218, 228, 721, 1110, 1210, 1412, 1802))의 일부에 의해 제공될 수도 있으며, 일례로, 서랍은 도전성이고, 그 전체를 서랍(321)이라고 한다. 서랍(321)이 전체적으로 도전성인 예에서, 격실 구조체(312)는 서랍(321)의 바닥벽 및 측벽과 제 1 전극(370)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 제 1 전극(370)의 내부 표면과 결합된 서랍(321)의 바닥벽 및 측벽의 내부 표면은 캐비티(310)(예컨대, 도 1의 캐비티(110))를 형성한다. 실시예에 따르면, 캐비티(310)는 밀봉되어서(예컨대, 도 1의 도어(116) 또는 도전성 슬라이딩 도어를 닫음으로써, 혹은 도 2, 도 14, 도 18의 선반(216, 226, 1426, 1804)과 같은 선반 아래에서 닫도록 서랍(321)을 슬라이딩함으로써), 해동 동작 중에 캐비티(310)에 도입되는 전자기 에너지를 포함한다. 서랍(321)이 단지 부분적으로 도체인 예에서(예컨대, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이), 격실 구조체(312)는 서랍(321)의 일부가 아니고 캐비티(310)나 격실 구조체(312)에 의해 둘러싸이는 영역의 임의의 위치(예컨대, 도 7의 인덕터(712~715)와 같은 인덕터)에 도입될 전자기 에너지를 포함하는데 사용되는 상부, 바닥 및 측부 벽(예컨대, 완전 도전성 또는 부분 도전성 벽)을 포함할 수 있다. 시스템(300)은 해동 동작 중에 밀봉이 손상되지 않도록 보장하는 하나 이상의 인터로크 메커니즘을 포함할 수 있다. 하나 이상의 인터로크 메커니즘이 밀봉이 파손되었다는 것을 나타내면, 시스템 제어기(330)는 해동 동작을 중단할 수 있다. 일 실시예에 따라서, 격실 구조체(312)는 도전성 재료로 적어도 부분적으로 형성되고, 격실 구조체의 도전성 부분은 접지될 수 있다. 선택적으로, 캐비티(310)의 바닥면에 대응하는 격실 구조체(312)의 적어도 일부는 도전성 재료로 형성되어 접지될 수 있다. 어느 경우든, 격실 구조체(312)(혹은 서랍(도 2, 도 11, 도 12, 도 14, 도 18의 218, 228, 1110, 1210, 1412, 1802) 중 하나의 바닥 내부 표면 또는 "플랫폼"과 같은, 제 1 전극(370)과 평행한 격실 구조체(312)의 적어도 일부)는 용량성 해동 구조의 제 2 전극으로서 기능한다. 부하(316)와 캐비티(310)의 접지된 바닥면 사이의 직접적인 접촉을 방지하기 위해서, 비도전성 배리어(314)는 캐비티(310)의 바닥면(예컨대, 바닥벽 또는 "플랫폼"(도 11 및 도 12의 1111, 1211)) 상에 위치될 수 있다.
해동 캐비티(310), 및 이 해동 캐비티(310) 내에 위치된 임의의 부하(316)(예컨대, 식품, 액체 등)는 제 1 전극(370)에 의해 캐비티(310) 내로 방사되는 전자기 에너지(또는 RF 전력)에 대한 누적 부하를 제시한다. 보다 구체적으로, 캐비티(310) 및 부하(316)는 본 명세서에서 "캐비티 입력 임피던스"라고 지칭되는, 시스템에 대한 임피던스를 제시한다. 캐비티 입력 임피던스는 부하(316)의 온도가 증가함에 따라 해동 동작 중에 변화된다. 많은 종류의 식품 부하의 임피던스는 식품 부하가 고정 상태에서 해동 상태로 전이됨에 따라서, 다소 예측 가능한 방식으로 온도와 관련하여 변화한다. 일 실시예에 따르면, 전력 검출 회로(380)로부터의 반사된 및/또는 순방향 전력 측정에 기초하여, 시스템 제어기(330)는 해동 동작 동안에 캐비티 입력 임피던스의 변화율이 부하(316)가 특정 온도(예컨대, 섭씨 -4도와 0도 사이)에 도달했다는 것을 나타내는 시점을 시점을 식별하도록 구성되고, 이 시점에 시스템 제어기(330)는 해동 동작을 종료할 수 있다. 구체적으로, 시스템 제어기(330)는 식품 부하가 해동되는 동안 시간 경과에 따라서 반사 및/또는 순방향 전력 측정치를 모니터하도록 구성된다. 반사 손실의 비율 변화가 정체된 시점을 검출하면, 제어기는 반사 손실의 변화율에 대한 과거 측정값을 사용해서, 식품 부하가 소망의 최종 상태, 즉 -4도에서 0도 사이의 온도 상태에 도달하기 위해서 해동 처리가 계속되는데 필요한 추가 시간 및/또는 에너지를 결정한다. 결정된 필요 추가 시간 또는 에너지 중 하나를 사용하여, 해동 처리는 식품 부하가 소망의 최종 상태에 도달할 때 제어 및 정지될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 전극(370)은 가변 임피던스 매칭 네트워크(360) 및 전송 경로(348)를 통해 RF 신호원(340)에 전기적으로 연결된다. 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 가변 임피던스 매칭 회로(360)는 격실 구조체(312)에 의해 생성 된 캐비티의 밀봉된 부분 내에 배치될 수 있으며(예컨대, 제 1 전극(370) 위에), 부하(316)에 의해 수정되는 RF 신호원(340)의 임피던스로부터 해동 캐비티(310)의 입력 임피던스로의 임피던스 변환을 수행하도록 구성된다. 일 실시예에서, 가변 임피던스 매칭 회로(360)는 수동 소자(예컨대, 인덕터, 커패시터, 저항)의 네트워크를 포함한다. 보다 특정한 실시예에 따르면, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)는 격실 구조체(312) 내에 위치되고 제 1 전극(370)에 전기적으로 연결되는 복수의 고정값 인덕터(예컨대, 도 4, 7, 8의 인덕터(412~414, 712~714, 812~814))를 포함한다. 나아가, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)는 캐비티(310)의 내부 혹은 외부에 위치될 수 있는 복수의 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 도 4 및 5의 네트워크(410, 411, 500))를 포함한다. 가변 인덕턴스 네트워크 각각에 의해 제공되는 인덕턴스 값은 시스템 제어기(330)로부터의 제어 신호를 사용하여 설정되며, 이에 관해서는 후술한다. 어떠한 경우든, 해동 동작 동안 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 상태를 변경하여 지속적으로 변화되는 캐비티 입력 임피던스를 동적으로 매칭시킴으로써, 부하(316)에 의해 흡수되는 RF 전력의 양은, 해동 동작 중에 부하 임피던스의 변동에도 불구하고 높은 수준으로 유지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, RF 신호원(350)은 RF 신호 발생기(342) 및 전력 증폭기(예컨대, 하나 이상의 전력 증폭기 스테이지(344, 346)를 포함하는)를 포함하며, 이는 예컨대, 냉장고(예컨대, 도 2의 시스템(200))의 후방 벽 뒤에 배치될 수도 있고, 혹은 격실 구조체(312)의 일부를 형성하는 선반 조립체(예컨대, 도 2, 14, 18의 선반(216, 226, 1426, 1804))의 일부로서 일체화될 수도 있다. 시스템 제어기(330)에 의해 제공된 제어 신호에 응답하여, RF 신호 생성기(342)는 ISM(산업, 과학 및 의학) 대역의 주파수를 가진 발진 전기 신호를 생성하도록 구성되지만, 시스템은 다른 주파수 대역으로 동작을 지원하도록 변경될 수도 있다. 다양한 실시예에서, RF 신호 발생기(342)는 상이한 전력 레벨 및/또는 상이한 주파수의 발진 신호를 생성하도록 제어될 수 있다. 예컨대, RF 신호 생성기(342)는 약 3.0메가헤르쯔(MHz) 내지 약 300MHz 범위에서 발진하는 신호를 생성할 수 있다. 일부 바람직한 주파수는 예컨대, 13.56MHz(+/-5%), 27.125MHz(+/-5%) 및 40.68MHz(+/-5%)일 수 있다. 일 특정 실시예에서, 예컨대, RF 신호 발생기(342)는 약 40.66MHz 내지 약 40.70MHz의 범위 및 약 10데시벨(dB) 내지 약 15dB의 범위의 전력 레벨에서 발진하는 신호를 생성할 수 있다. 그와 달리, 발진의 주파수 및/또는 전력 레벨은 상기 주어진 범위 또는 값보다 낮을 수도 있고 높을 수도 있다.
도 3의 실시예에서, 전력 증폭기는 구동 증폭기 스테이지(344) 및 최종 증폭기 스테이지(346)를 포함한다. 전력 증폭기는 RF 신호 생성기(342)로부터 발진 신호를 수신하고, 이 신호를 증폭하여 상당히 높은 전력 증폭기의 출력에서 매우 더 높은 전력 신호를 생성한다. 예컨대, 출력 신호는 약 100와트 내지 약 400와트 또는 그 이상의 범위의 전력 레벨을 가질 수 있다. 전력 증폭기에 의해 적용되는 이득은 전원 및 바이어스 회로(350)에 의해 각 증폭기 스테이지(344, 346)에 제공되는 게이트 바이어스 전압 및/또는 드레인 공급 전압을 사용해서 제어될 수 있다. 보다 상세하게, 전원 및 바이어스 회로(350)는 시스템 제어기(330)로부터 수신된 제어 신호에 따라 각각의 RF 증폭기 스테이지(344, 346)에 전압을 공급한다.
일 실시예에서, 각각의 증폭기 스테이지(344, 346)는 입력 단자(예컨대, 게이트 또는 제어 단자)와 2개의 전류 운반 단자(예컨대, 소스 및 입력 단자)를 갖는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은, 전력 트랜지스터로서 구현된다. 임피던스 매칭 회로(도시 생략)는 드라이버 증폭기 스테이지(344)의 입력(예컨대, 게이트), 드라이버와 최종 증폭기 스테이지(346) 사이 및/또는 최종 증폭기 스테이지(346)의 출력(예컨대, 드레인 단자)을 포함한다. 일 실시예에서, 증폭기 스테이지(344, 346)의 각 트랜지스터는 측 방향으로 확산된 금속 산화물 반도체 FET(LDMOSFET) 트랜지스터를 포함한다. 그러나, 트랜지스터는 임의의 특정한 반도체 기술에 한정되는 것으로 의도한 것은 아니며, 다른 실시예들에서, 각 트랜지스터는 고 전자 이동도 트랜지스터(HFET)(예컨대, 질화 갈륨(GaN) 트랜지스터), 다른 유형의 MOSFET 트랜지스터, 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT), 또는 도 다른 반도체 기술을 이용하는 트랜지스터로서 구현될 수 있다.
도 3에서, 특정 방식으로 다른 회로 요소에 연결된 2개의 증폭기 스테이지(344, 346)를 포함하는 전력 증폭기 구성이 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 전력 증폭기 구성은 다른 증폭기 토폴로지를 포함할 수 있고 및/또는 증폭기 구성은 단 하나의 증폭기 스테이지 또는 2개 이상의 증폭기 스테이지를 포함할 수 있다. 예컨대, 전력 증폭기 장치는 단일 종단형 증폭기, 이중 종단형 증폭기, 푸시-풀 증폭기, 도허티 증폭기, SMPA(Switch Mode Power Amplifier) 혹은 다른 유형의 증폭기의 다양한 실시예를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 전력 검출 회로(380)는 RF 신호원(340)의 출력과 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)로의 입력 사이의 전송 경로(348)를 따라서 연결된다. 대안의 실시예에서, 전력 검출 회로(380)는 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 출력과 제 1 전극(370) 사이의 전송 경로(349)에 연결될 수 있다. 어떤 방식이든, 전력 검출 회로(380)는 전송 경로(348)를 따라 진행하는 순방향 신호(즉, RF 신호원(340)으로부터 제 1 전극(370)을 향하는) 및/또는 반사 신호(즉, 제 1 전극(370)으로부터 RF 신호원(340)으로)의 전력을 모니터, 측정 혹은 검출하도록 구성된다.
전력 검출 회로(380)는 순방향 및/또는 반사된 신호 전력의 크기를 시스템 제어기(330)에 전달하는 신호를 공급한다. 이후, 시스템 제어기(330)는 순방향 신호 전력에 대한 반사된 신호 전력의 비 또는 S11 파라미터를 계산할 수 있다. 그와 달리, 시스템 제어기(330)는 반사된 신호 전력의 크기만을 단순히 계산할 수도 있다. 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 순방향 전력에 대한 반사된 전력의 비율 또는 반사된 전력 크기가 임계값을 초과하는 경우, 이는 시스템(300)이 적절하게 매칭되지 않았다는 것을 나타내며, 부하(316)에 의한 에너지 흡수가 최적화되어 있지 않을 수도 있다. 이러한 상황에서, 시스템 제어기(330)는 순방향 전력에 대한 반사된 전력의 비율 또는 반사된 전력 크기가 소망의 레벨로 감소될 때까지 가변 임피던스 매칭 네트워크의 상태를 변경하는 공정을 조정하여, 허용 가능한 매치를 재설정하고 부하(316)에 의한 더 최적의 에너지 흡수를 용이하게 한다.
전술한 바와 같이, 해동 시스템(300)의 일부 실시예는 온도 센서, IR 센서 및/또는 중량 센서(390)를 포함할 수 있다. 온도 센서 및/또는 IR 센서는 해동 동작 중에 부하(316)의 온도가 감지될 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 시스템 제어기(330)에 온도 정보가 제공되면, 시스템 제어기(330)는 RF 신호원(340)에 의해 공급되는 RF 신호의 전력을 변경해서(예컨대, 전원 및 바이어스 회로(350)에 의해 제공되는 바이어스 및/또는 공급 전력을 제어함으로써), 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 상태를 조정하고, 및/또는 해동 동작이 언제 종료되어야 하는지를 결정할 수 있다. 중량 센서는 부하(316) 아래에 위치되어서, 부하(316)의 중량의 추정치를 시스템 제어기(330)에 제공하도록 구성된다. 예컨대, 시스템 제어기(330)는 이 정보를 사용해서 RF 신호원(340)에 대한 소망의 전력 레벨을 결정해서, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)에 대한 초기 설정을 결정하고 및/또는 대략적인 해동 동작 기간을 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)는 해동 캐비티(310)와 부하(316)의 입력 임피던스를 매칭시켜서 부하(316)로의 RF 전력 전달을 가능한 한 최대화하기 위해 사용된다. 해동 캐비티(310) 및 부하(316)는 해동 동작 초기에 정확하게 알 수 없을 수 있다. 또한, 부하(316)의 임피던스는, 부하(316)가 워밍업할 때 해동 동작 중에 변경된다. 일 실시예에 따르면, 시스템 제어기(330)는 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)에 제어 신호를 제공하여, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 상태를 변경시킨다. 이로써, 시스템 제어기(330)는 해동 동작의 시작시에 상대적으로 낮은 순방향 전력에 대한 반사 전력의 비 또는 반사 전력 크기를 갖는 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 초기 상태를 수립하고, 따라서 부하(316)에 의한 RF 전력의 비교적 높은 흡수를 제공할 수 있다. 나아가, 이로써, 시스템 제어기(330)는 부하 임피던스(316)의 임피던스의 변화에도 불구하고, 해동 동작을 통해서 적절한 매칭이 유지될 수 있도록 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)의 상태를 변경할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)는 수동 소자들의 네트워크를, 보다 구체적으로는 고정값 인덕터(예컨대, 집중형 인덕티브 컴포넌트(lumped inductive components) 및 가변 인덕터(또는 가변 인덕턴스 네트워크)의 네트워크를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 "인덕터"라는 용어는 다른 유형의 컴포넌트(예컨대, 저항 또는 커패시터)를 거치지 않고 서로 전기적으로 연결된 개별 인덕터 또는 인덕티브 컴포넌트의 세트를 의미한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)(예컨대, 도 3의 가변 임피던스 매칭 네트워크(360))의 개략도이다. 이하 더 상세히 설명하는 바와 같이, 가변 임피던스 매칭 네트워크(360)는 본질적으로 2개의 부분, 즉 RF 신호원(또는 최종 스테이지의 전력 증폭기)를 매칭시키기 위한 하나의 부분, 및 로드를 더한 캐비티를 매칭시키기 위한 다른 부분을 갖는다.
일 실시예에 따라, 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)는 입력 노드(402), 출력 노드(404), 제 1 및 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(410, 411) 및 복수개의 고정값 인덕터(412~415)를 포함한다. 해동 시스템(예컨대, 도 3의 시스템(300))에 포함될 때, 입력 노드(402)는 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340))의 출력에 전기적으로 결합되고, 출력 노드(404)는 해동 캐비티(예컨대, 도 3, 7, 18의 해동 캐비티(310, 774, 1806) 내의 전극(예컨대, 도 3, 7, 17, 18의 전극(370, 770, 1704, 1706, 1708, 1812) 또는 도 7, 15, 16의 전극(772, 1504, 1604)에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 입력 노드(402)와 출력 노드(404) 사이에서, 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)는 직렬 결합된 제 1 및 제 2 고정값 인덕터(412, 414)를 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 고정값 인덕터(412, 414)는 비교적 낮은 주파수(예컨대, 약 4.66MHz 내지 4.68MHz) 및 고전력(예컨대, 약 50와트(W) 내지 약 500W)의 동작을 위해 설계될 수 있기 때문에, 크기 및 인덕턴스 값 모두가 비교적 크다. 예컨대, 인덕터(412, 414)는 약 200나노헤이(nH) 내지 약 600nH의 범위의 값을 가질 수 있지만, 다른 실시예들에서 그 값은 더 낮을 수도 있고 및/또는 더 높을 수도 있다.
제 1 가변 인덕턴스 네트워크(410)는 입력 노드(402)와 접지 기준 단자(예컨대, 도 3의 접지된 격실 구조체(312)) 사이에 연결되어 있는 제 1 션트 유도성 네트워크이다. 일 실시예에 따르면, 제 1 가변 인덕턴스 네트워크(410)는 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340))의 임피던스를 매칭시키도록 구성 가능하고, 또는 보다 구체적으로는 최종 스테이지 전력 증폭기(예컨대, 도 3의 증폭기(346))를 매칭시키도록 구성 가능하다. 따라서, 제 1 가변 인덕턴스 네트워크(410)는 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)의 "전력 증폭기 매칭부"로 지칭될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 또한 도 5와 관련하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 제 1 가변 인덕턴스 네트워크(410)는 약 20nH 내지 약 400nH 범위의 인덕턴스를 제공하도록 선택적으로 함께 연결될 수 있는 유도성 컴포넌트들의 네트워크를 포함하지만, 그 범위는 마찬가지로 더 낮은 또는 더 높은 인덕턴스 값까지 확대될 수 있다.
이와는 대조적으로, 가변 임피던스 매칭 네트워크 (400)의 "캐비티 매칭부"는 제 1 및 제 2 고정값 인덕터(412, 414) 사이의 노드 (420)와 접지 기준 단자와의 사이에 연결된 제 2 션트 유도성 네트워크(416)에 의해 제공된다. 일 실시예에 따르면, 제 2 션트 유도성 네트워크(416)는 직렬 연결된 제 3 고정값 인덕터(413)와 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(411)를 포함하며, 제 3 고정값 인덕터(413)와 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(411) 사이에 중간 노드(422)를 구비하고 있다. 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(411)의 상태는 복수의 인덕턴스 값을 제공하도록 변경될 수 있기 때문에, 제 2 션트 유도성 네트워크(416)는 로드를 더한 캐비티(예컨대, 도 3의 로드(316)를 더한 캐비티(310))를 최적으로 매칭시키도록 구성 가능하다. 예컨대, 인덕터(413)는 약 400nH 내지 약 800nH의 범위의 값을 가질 수 있지만, 다른 실시예에서 이 값은 더 낮을 수도 있고 더 높을 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 도 5와 관련하여 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(411)는 약 50nH 내지 약 800nH의 범위에서 인덕턴스를 제공하기 위해 선택적으로 함께 연결될 수 있는 유도성 구성 요소의 네트워크를 포함하지만, 이 범위는 더 낮은 또는 더 높은 인덕턴스 값으로 확장될 수 있다.
마지막으로, 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)는 출력 노드(404)와 접지 기준 단자 사이에 연결된 제 4 고정값 인덕터(415)를 포함한다. 예컨대, 인덕터(415)는 약 400nH 내지 약 800nH의 범위의 값을 가질 수 있지만, 다른 실시예에서 이 값은 더 낮을 수도 있고 및/또는 더 높을 수도 있다.
도 7 및 도 8과 관련해서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 고정값 인덕터(412 내지 415)의 세트(430)는 캐비티(예컨대, 도 3의 캐비티(310)) 내에 혹은 격실 구조체(예컨대, 도 3의 격실 구조체(312))의 경계 내에 물리적으로 위치될 수 있다. 이는 고정값 인덕터(412-415)에 의해 생성된 방사선이 주변 환경으로 방사되지 않고 시스템 내에 포함되는 것을 가능하게 한다. 이와 대조적으로, 다양한 실시예들에서 가변 인덕턴스 네트워크(410, 411)는 캐비티 또는 격실 구조체 내에 포함되어도 되고 포함되지 않아도 된다.
일 실시예에 따르면, 도 4의 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)의 실시예는 "인덕터만" 포함함으로써, 부하(316)를 더한 해동 캐비티(310)의 입력 임피던스에 대한 매칭을 제공한다. 따라서, 네트워크(400)는 "인덕터 전용" 매칭 네트워크라고 생각될 수 있다. 가변 임피던스 매칭 네트워크의 컴포넌트를 설명할 때 본 명세서에서 사용되는 용어 "인덕터만" 또는 "인덕터 전용"은, 네트워크가 상당한 저항값을 갖는 개별 저항 또는 상당한 커패시턴스 값을 갖는 개별 커패시터를 포함하지 않는다는 것을 의미한다. 일부 경우에, 매칭 네트워크의 컴포넌트들 사이의 도전 전송선은 최소 저항을 가질 수 있고 및/또는 최소 기생 용량이 네트워크 내에 존재할 수 있다. 이러한 최소 저항 및/또는 최소 기생 커패시턴스는 "인덕터 전용" 네트워크의 실시예를 저항 및/또는 커패시터를 포함하는 매칭 네트워크로 변환하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 그러나 당업자라면, 가변 임피던스 매칭 네트워크의 다른 실시예에서는 다르게 구성된 인덕터 전용 매칭 네트워크, 및 개별 인덕터, 개별 커패시터 및/또는 개별 저항의 조합을 포함하는 매칭 네트워크를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도 6과 관련하여 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, "인덕터 전용" 매칭 네트워크는 그와 달리, 유도성 부품만을 혹은 주로 유도성 부품을 사용해서 용량성 부하의 임피던스 매칭을 가능하게 하는 매칭 네트워크로 정의될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 가변 임피던스 매칭 네트워크(예컨대, 도 4의 가변 인덕턴스 네트워크(410 및/또는 411))에 포합될 수 있는 가변 인덕턴스 네트워크(500)의 개략도이다. 네트워크(500)는 입력 노드(530), 출력 노드(532), 및 입력 노드(530)와 출력 노드(523) 사이에 서로 직렬로 연결된 복수(N개)의 개별 인덕터(501~504)를 포함하며, 여기서 N은 2부터 10 사이의 정수 또는 이보다 큰 정수일 수 있다. 나아가, 네트워크(500)는 복수(N개)의 스위치(511~514)를 포함하며, 여기서 각 스위치(511~514)는 인덕터(501~504) 중 하나의 단자에 병렬로 연결된다. 스위치(511~514)는 예컨대 트랜지스터, 기계적 릴레이 또는 기계적 스위치로서 구현될 수 있다. 각 스위치(511~514)의 전기 전도 상태(즉, 열림 또는 닫힘)는 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))로부터의 제어 신호(521~524)를 사용하여 제어된다.
각각의 병렬 인덕터/스위치 조합에 관해서, 대응하는 스위치가 열림 상태 또는 비도통 상태에 있을 때, 실질적으로 모든 전류가 인덕터를 통해 흐르고, 또는 스위치가 닫힘 또는 도전 상태에 있을 때 실질적으로 모든 전류가 스위치를 통해 흐른다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 모든 스위치(511-514)가 열리면, 입력 노드(530)와 출력 노드(532) 사이에 흐르는 실질적으로 모든 전류는 일련의 인덕터(501~504)를 통해 흐른다. 이 구성은 네트워크(500)의 최대 인덕턴스 상태(즉, 입력 노드(530)와 출력 노드(532) 사이에 최대 인덕턴스 값이 존재하는 네트워크(500)의 상태)를 나타낸다. 반대로, 모든 스위치들(511~514)가 닫히면, 입력 노드(530)와 출력 노드(532) 사이를 흐르는 실질적으로 모든 전류는 인덕터들(501~504)을 우회하고 대신 스위치들(511~514) 및 노드(530, 532)와 스위치(511~514) 사이의 도전성 상호 접속부를 통해서 흐른다. 이 구성은 네트워크(500)의 최소 인덕턴스 상태(즉, 입력 노드(530)와 출력 노드(532) 사이에 최소 인덕턴스 값이 존재하는 네트워크(500)의 상태)를 나타낸다. 이상적으로, 최소 인덕턴스 값은 제로 인덕턴스에 가깝다. 그러나, 실제로는 스위치(511-514)의 누적 인덕턴스 및 노드(530, 532)와 스위치(511~514) 사이의 도전성 상호 접속부에 기인해서, "트레이스(trace)" 인덕턴스는 최소 인덕턴스 상태에 존재한다. 예컨대, 최소 인덕턴스 상태에서, 가변 인덕턴스 네트워크(500)에 관한 트레이스 인덕턴스는 약 20nH 내지 약 50nH의 범위일 수 있지만, 트레이스 인덕턴스는 더 작을 수도 있고 더 클 수도 있다. 더 큰, 더 작은 또는 실질적으로 유사한 트레이스 인덕턴스는, 마찬가지로 다른 네트워크 상태 각각에 본질적으로 존재할 가능성이 있고, 여기서 임의의 주어진 네트워크 상태에 대한 트레이스 인덕턴스는 전류가 주로 네트워크를 통해서 전달될 때에 지나는 일련의 도체 및 스위치의 인덕턴스의 합이다.
모든 스위치(511~514)가 열린 최대 인덕턴스 상태로부터 시작하여, 시스템 제어기는 제어 신호(521~524)를 제공할 수 있고, 제어 신호(521~524)는 인덕터(501~504)의 대응하는 조합을 바이패스함으로써 네트워크(500)의 인덕턴스를 감소시키도록, 스위치(511~514)의 임의의 조합을 닫는 것이다. 일 실시예에서, 각각의 인덕터(501~504)는 실질적으로 동일한 인덕턴스 값을 갖고, 이것을 본 명세서에서는 I의 정규화된 값이라고 칭한다. 예컨대, 각각의 인덕터(501~504)는 약 100nH 내지 약 200nH의 범위의 값 또는 임의의 다른 값을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 네트워크(500)에 대한 최대 인덕턴스 값(즉, 모든 스위치들(511~514)이 열림 상태에 있을 때)은 약 N×1에, 이것이 최대 인덕턴스 상태에 있을 때 네트워크(500)에 존재할 수 있는 임의의 트레이스 인덕턴스를 더한 값이 될 수 있다. 임의의 n개의 스위치가 닫힘 상태에 있을 때, 네트워크(500)에 대한 인덕턴스 값은 약 (N-n)×I(에 트레이스 인덕턴스를 더한 것)가 될 것이다. 이러한 실시예에서, 네트워크(500)의 상태는 N+1개의 인덕턴스 중 어느 것을 갖도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 인덕터(501~504)는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 입력 노드(530)로부터 출력 노드(532)를 향해 이동하는 경우, 제 1 인덕터(501)는 정규화된 인덕턴스 값 I를 가질 수 있고, 직렬로 되어 있는 각각의 후속 인덕터(502~504)는 더 크거나 작은 인덕턴스 값을 가질 수 있다. 예컨대, 각각의 후속 인덕터(502~504)는 가장 가까운 다운스트림 인덕터(501~503)의 인덕턴스 값의 배수(예컨대, 약 2배)인 인덕턴스 값을 가질 수 있지만, 그 차가 반드시 정수배일 필요는 없다. 이러한 실시예에서, 네트워크(500)의 상태는 2N의 인덕턴스 값 중 임의의 값을 갖도록 구성될 수 있다. 예컨대, N=4이고 각 인덕터(501~504)가 다른 값을 갖는 경우, 네트워크(500)는 16개의 인덕턴스 값 중 임의의 값을 갖도록 구성될 수 있다. 인덕터(501)가 I의 값을 갖는다고 가정하면, 인덕터(502)는 2×I의 값을 갖고, 인덕터(503)는 4×I의 값을 가지며, 인덕터(504)는 8×I의 값을 갖고, 하기 표 1은 네트워크(500)의 가능한 16개의 상태에 대한 총 인덕턴스 값을 나타내고 있다(트레이스 인덕턴스를 고려하지 않음).
다시 도 4를 참조하면, 가변 인덕턴스 네트워크(410)의 일 실시예는 상술한 예시적인 특성들(즉, N=4이고, 각각의 연속 인덕터는 선행 인덕터의 인덕턴스의 약 2배이다)을 갖는 가변 인덕턴스 네트워크(500)의 형태로 구현될 수 있다. 최소 인덕턴스 상태에서 트레이스 인덕턴스가 약 20nH이고, 네트워크(410)에 의해 구현 가능한 인덕턴스 값의 범위가 약 20nH(트레이스 인덕턴스)에서 약 400nH라고 가정하면, 인덕터(501~504)의 값은 각각 예컨대, 약 30nH, 약 50nH, 약 100nH 및 약 200nH이다. 유사하게, 가변 인덕턴스 네트워크(411)의 실시예가 동일한 방식으로 구현되는 경우에, 트레이스 인덕턴스가 약 50nH이고 네트워크(411)에 의해 구현 가능한 인덕턴스 값의 범위가 약 50nH(트레이스 인덕턴스) 내지 약 800nH이라고 가정하면, 인덕터(501~504)의 값은 예컨대, 각각 약 50nH, 약 100nH, 약 200nH 및 약 400nH 일 수 있다. 물론, 4개보다 많거나 또는 적은 인덕터(501~504)가 가변 인덕턴스 네트워크(410, 411) 중 어느 것에 포함될 수 있고, 각 네트워크(410, 411) 내의 인덕터는 상이한 값을 가질 수 있다.
상기 예시적인 실시예가 네트워크(500)에서 스위치 부착된 인덕턴스의 수가 4와 같고, 각 인덕터(501~504)가 I의 값의 몇 배인 값을 갖는 것을 특정하고 있지만, 가변 인덕턴스 네트워크의 다른 실시예는 4개보다 많은 혹은 적은 인덕터, 인덕터에 관한 다른 상대값, 가능한 네트워크 상태의 다른 수 및/또는 인덕터의 다른 구성(예컨대, 병렬 및/또는 직렬 연결된 인덕터의 다른 형태로 접속된 세트)을 포함할 수 있다. 어떤 경우든, 해동 시스템의 임피던스 매칭 네트워크에 가변 인덕턴스 네트워크를 제공함으로써, 시스템은 해동 동작 중에 존재하는 끊임없이 변화하는 캐패시턴스 입력 임피던스를 더 잘 매칭할 수 있다.
도 6은 스미스 차트(600)의 예로서, 가변 임피던스 매칭 네트워크(예컨대, 도 3 및 도 4의 네트워크(360, 400))의 일 실시예에서의 복수의 인덕턴스가 어떻게 입력 캐비티 임피던스를 RF 신호원에 매칭시킬 수 있지를 나타낸다. 예시적인 스미스 차트(600)는 시스템이 50옴 시스템이고, RF 신호원의 출력이 50옴이라고 가정한다. 당업자라면, 본 명세서의 설명에 기초하여 상이한 특성 임피던스를 갖는 시스템 및/또는 RF 신호원에 대해 스미스 차트가 어떻게 수정될 수 있는지를 이해할 것이다.
스미스 차트(600)에서, 점(601)은(예컨대, 해동 동작의 시작시에) 가변 임피던스 매칭 네트워크(예컨대, 도 3 및 도 4의 네트워크(360, 400))에 의해 제공되는 매칭이 존재하지 않을 때 부하(예컨대, 도 3의 부하(316)를 더한 캐비티(310))가 가 위치되는 점에 대응하고 있다. 스미스 차트(600)의 우하 사분면에서 부하 점(601)의 위치에 의해 표시된 바와 같이, 부하는 용량성 부하이다. 일 실시예에 따르면, 가변 임피던스 매칭 네트워크의 션트 및 직렬 인덕턴스는, 실질적으로 용량성인 부하 임피던스를, 부하로의 RF 에너지 전달이 최소 손실로 발생하는 최적의 매칭 점(606)(예컨대, 50옴)을 향해서 순차적으로 이동시킨다. 도 4를 참조하면, 션트 인덕턴스(415)는 임피던스를 점(602)으로 이동시키고, 직렬 인덕턴스(414)는 임피던스를 점(603)으로 이동시키며, 션트 인덕턴스(416)는 임피던스를 점(604)으로 이동시키고, 직렬 인덕턴스(412)는 임피던스를 점(605)로 이동시키며, 션트 인덕턴스(410)는 임피던스를 최적 매칭 점(606)으로 이동시킨다.
가변 임피던스 매칭 네트워크의 실시예에 의해 제공되는 임피던스 변환의 조합은 스미스 차트(600)의 우하 사분면 중 임의의 점 또는 스미스 차트(600)의 우하 사분면에 매우 가까운 임의의 점에 임피던스를 유지한다는 점에 유의해야 한다. 스미스 차트의 이 사분면(600)은 비교적 높은 임피던스와 비교적 낮은 전류를 특징으로하며, 비교적 높고 해를 가할 수 있는 전류에 회로의 컴포넌트를 노출시키지 않고 임피던스 변환이 달성된다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 "인덕터 전용" 매칭 네트워크의 다른 정의는, 유도성 컴포넌트만을 사용하는 또는 주로 유도성 컴포넌트를 사용하는 용량성 부하의 임피던스 매칭을 가능하게 하는 매칭 네트워크일 수 있으며, 여기서 임피던스 매칭 네트워크는 실질적으로 스미스 차트의 우하 사분면에서 변환을 실시한다.
전술한 바와 같이, 부하의 임피던스는 해동 동작 중에 변화한다. 따라서, 점(601)은 이에 대응해서 해동 동작 중에 이동한다. 전술한 실시예에 따라, 제 1 및 제 2 션트 인덕턴스(410, 411)의 임피던스를 변화시킴으로써 부하 포인트(601)의 이동이 보정되고, 이를 위해서, 가변 임피던스 매칭 네트워크에 의해 제공되는 최종 매치가 최적의 매칭점(606)에 또는 최적의 매칭점(606) 부근에 여전히 도달할 수 있다. 특정 가변 임피던스 매칭 네트워크가 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 당업자라면, 본 명세서의 설명에 기초하여, 상이하게 구성된 가변 임피던스 매칭 네트워크가 스미스 차트(600)에 의해 전달되는 것과 동일한 혹은 유사한 결과를 달성할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 가변 임피던스 매칭 네트워크의 대안의 실시예는 더 많거나 적은 션트 인덕턴스 및/또는 직렬 인덕턴스를 가질 수 있고, 및/또는 인덕턴스 중 상이한 인덕턴스는 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 직렬 인덕턴스 중 하나 또는 복수개를 포함함)로서 구성될 수 있다. 따라서, 특정 가변 인덕턴스 매칭 네트워크가 여기에 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 청구 대상은 도시되고 기술된 실시예로 한정되지 않는다.
이어서, 해동 시스템의 특정 물리적 구성을 도 7 및 도 8과 관련하여 설명한다. 보다 구체적으로, 도 7은 예시적인 실시예에 따른 해동 시스템(700)의 측단면도이며, 도 8은 해동 시스템(700)의 일부분의 사시도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 해동 시스템(700)은 실제 축적으로 도시된 것은 아니며, 해동 시스템(700)의 컴포넌트가 보다 명확하게 나타날 수 있도록 했다는 점에 유의한다. 해동 시스템(700)은 전반적으로 해동 캐비티(774)(본 명세서에서는 에어 캐비티(772)라고도 함), 사용자 인터페이스(도시 생략), 시스템 제어기(730), RF 신호원(740), 전원 및 바이어스 회로(도시 생략) 및 전력 검출 회로(780), 가변 임피던스 매칭 네트워크(760), 제 1 전극(770) 및 제 2 전극(772)(예컨대, 도 15 및 도 16의 전극(1504, 1604)) 및 서랍(721)(예컨대, 도 2, 도 3, 도 11, 도 12, 도 14, 도 18의 서랍(218, 228, 321, 1110, 1210, 1412, 1802)를 포함한다. 나아가, 일부 실시예에서, 해동 시스템(700)은 중량 센서(790), 온도 센서 및/또는 IR 센서(792)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 해동 시스템(700)은 격실 구조체(750) 내에 포함된다. 일 실시예에 따르면, 격실 구조체(750)는 3개의 내부 영역, 즉 해동 캐비티(774)(예컨대, 도 3, 18의 캐비티(310, 1806)), 고정 인덕터 영역(776) 및 회로 하우징 영역(778)을 포함한다. 격실 구조체(750)는 바닥, 상부 및 측부 벽을 포함한다. 격실 구조체(750)의 벽의 일부의 내표면의 부분은 해동 캐비티(774)를 형성 할 수 있고, 서랍(721)이 도전성인 경우에, 측부 벽 또는 바닥벽(예컨대, "플랫폼")으로부터 형성될 수도 있다. 해동 캐비티(774)는 해동되는 부하(716)가 배치될 수 있는 에어 캐비티(774)에 의해 분리되는 제 1 및 제 2 평행 플레이트 전극(770, 772)을 갖는 용량성 해동 구성을 포함한다. 예컨대, 제 1 전극(770)(예컨대, 도 3, 도 17, 도 18의 전극(370, 1704, 1706, 1708, 1812))은 에어 캐비티(774) 위에 배치될 수 있고, 제 2 전극(772)(예컨대, 도 15 및 도 16의 전극(1504, 1604))은 서랍(721)의 도전성 부분(예컨대, 서랍(721)의 바닥벽 또는 플랫폼의 일부분로, 이는 일부 실시예에서는 제 2 구조라고 지칭될 수도 있음)에 의해 제공될 수도 있다. 그와 달리, 제 2 전극(772)은 격실 구조체(750)와는 다른 도전판으로 형성될 수도 있다. 제 1 전극(770)은 선반(예컨대, 도 2, 14, 18의 선반(216, 226, 1426, 1804)으로, 이는 일부 실시예에서 제 1 구조라고 지칭될 수도 있음)의 일부로서 형성될 수도 있으며, 여기에 서랍(721)이 삽입될 수도 있고 혹은 이것과 서랍(721)이 물리적으로 맞물릴 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 비도전성 지지 구조체(754)는 에어 캐비티 상부에 제 1 전극(770)을 걸고, 제 1 전극(770)을 격실 구조체(750)로부터 전기적으로 절연시키며, 제 1 전극(770)을 에어 캐비티(774)에 대해 고정된 물리적 배향으로 유지하는데 사용될 수 있다. 서랍(721)이 측벽을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서 서랍(721)은 측벽이 없는 실질적으로 편평한 플랫폼일 수도 있고, 제 1 전극 아래에 삽입되도록 구성될 수도 있다(예컨대, 서랍(721)의 레일들 중 적어도 하나가 제 2 전극(772)에 영구적으로 전기적으로 결합되도록 서랍(721)의 레일을 격실 구조체(750)의 대응하는 채널에 삽입하거나 혹은 그와 달리, 서랍(721)의 채널 중 적어도 하나가 제 2 전극(772)에 영구적으로 전기적으로 결합되도록 격실 구조체(750)의 레일들을 대응하는 서랍(721)의 대응하는 채널(750)에 삽입함으로써).
일 실시예에 따르면, 격실 구조체(750)는 적어도 부분적으로 도전성 재료로 형성되고, 격실 구조체의 도전 부분은 접지되어서 시스템의 다양한 전기적 컴포넌트에 관한 접지 기준을 제공할 수 있다. 그와 달리, 제 2 전극(772)에 대응하는 서랍(721)의 적어도 일부분은 도전성 재료로 형성되고 접지될 수 있다. 부하(716)와 제 2 전극(772) 사이의 직접 접촉을 피하기 위해, 비도전성 배리어(756)가 제 2 전극(772) 위에 배치될 수 있다.
시스템(700)에 포함될 때, 중량 센서(790)는 부하(716) 바로 아래에 위치될 수도 있고, 또는 서랍(721) 바로 아래에 위치될 수도 있다. 중량 센서(790)는 부하(716)의 중량의 추정치를 시스템 제어기(730)에 제공하도록 구성된다. 온도 센서 및/또는 IR 센서(792)는 부하(716)의 온도가 해동 동작 이전, 해동 동작 중 및 해동 동작 이후 모두에 검지될 수 있는 위치에 위치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 온도 센서 및/또는 IR 센서(792)는 시스템 제어기(730)에 부하 온도 추정치를 제공하도록 구성된다.
일 실시예에서, 시스템 제어기(730), RF 신호원(740), 전원 및 바이어스 회로(도시 생략), 전력 검출 회로(780), 및 가변 임피던스 매칭 네트워크의 부분(710, 711)의 다양한 컴포넌트 중 일부 혹은 전부는, 격실 구조체(750)의 회로 하우징 영역(778) 내의 공통 기판(752)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 시스템 제어기(730)는 공통 기판(752) 상의 또는 그 내부의 다양한 도전성 상호 접속부를 통해서 사용자 인터페이스, RF 신호원(740), 가변 임피던스 매칭 네트워크(760) 및 전력 검출 회로(780)에 연결된다. 이에 더해서, 일 실시예에서, 전력 검출 회로(780)는 RF 신호원(740)의 출력과 입력(702) 사이의 전송 경로(748)를 따라서 가변 임피던스 매칭 네트워크(760)에 연결된다. 예컨대, 기판(752)은 마이크로파 또는 RF 라미네이트, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluorethylene) 기판, 인쇄 회로 기판(PCB) 재료 기판(예컨대, FR-4), 알루미나 기판, 세라믹 타일, 또는 다른 유형의 기판을 포함할 수 있다. 다양한 대안적인 실시예에서, 컴포넌트들 중 다양한 컴포넌트는 상이한 기판에 연결되어서, 그 기판들과 컴포넌트 사이에 전기적 상호 접속을 가질 수 있다. 또 다른 대안의 실시예에서, 컴포넌트의 일부 또는 전부는 별개의 기판에 연결되지 않고 캐비티 벽에 연결될 수도 있다.
일 실시예에서, 제 1 전극(770)은 가변 임피던스 매칭 네트워크(760) 및 전송 경로(748)를 통해 RF 신호원(740)에 전기적으로 연결된다. 이전에 논의한 바와 같이, 가변 임피던스 매칭 네트워크(760)는 가변 인덕턴스 네트워크(710, 711)(예컨대, 도 4의 네트워크(410, 411) 및 복수의 고정값 인덕터(712~715)(예컨대, 도 4의 인덕터(412~415))를 포함한다. 일 실시예에서, 가변 인덕턴스 네트워크(710, 711)는 공통 기판(752)에 연결되고 회로 하우징 영역(778) 내에 위치된다. 이와 대조적으로, 고정값 인덕터(712~715)는 격실 구조체(750)의 고정된 인덕터 영역(776) 내에 위치된다(예컨대, 공통 기판(752)과 제 1 전극 (770) 사이에). 도전성 구조체(예컨대, 도전성 비아 또는 다른 구조체)는 회로 하우징 영역(778) 내의 회로와 고정 인덕터 영역(776) 내의 고정값 인덕터(712-~715) 사이의 전기 통신을 제공할 수 있다.
시스템(700)의 이해를 향상시키기 위해서, 도 7 및 도 8에 도시된 가변 임피던스 매칭 네트워크(760)의 노드 및 컴포넌트를, 도 4에 도시된 가변 임피던스 매칭 네트워크(400)의 노드 및 컴포넌트과 상관시킨다. 보다 구체적으로는, 일 실시예에 따라서, 가변 임피던스 매칭 네트워크(760)는 입력 노드(702)(예컨대, 도 4의 입력 노드(402)), 출력 노드(704)(예컨대, 도 4의 출력 노드(404)), 제 1 및 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(710, 711)(예컨대, 도 4의 가변 인덕턴스 네트워크(410, 411)) 및 복수의 고정값 인덕터(712~715)(예컨대, 도 4의 인덕터(412~415))를 포함한다. 입력 노드(702)는 다양한 도전 구조체(예컨대, 도전성 비아 및 트레이스)를 통해서 RF 신호원(740)의 출력에 전기적으로 연결되고, 출력 노드(704)는 제 1 전극(770)에 전기적으로 연결된다.
일 실시예에서, 입력 노드(702)와 출력 노드(704)(예컨대, 도 4의 입력 노드(402) 및 출력 노드(404)) 사이에, 시스템(700)은 4개의 고정값 인덕터(712~715)(예컨대, 도 4의 인덕터(412~415))를 포함하고, 이는 고정 인덕터 영역(776) 내에 위치된다. 도 7과 도 8을 동시에 참조함으로써, 고정 인덕터 영역(776) 내의 고정값 인덕터(712-715)의 물리적 구성의 실시예의 이해를 향상시킬 수 있고, 여기서 도 8은 고정 인덕터 영역(776)의 상부 사시도를 나타내고 있다. 도 8에서는, 인덕터(712~715)의 아래에 있는 불규칙한 형상의 착색된 영역은, 제 1 전극(770) 위의 공간 중 인덕터(712~715)의 서스펜션을 나타내고 있다. 환언하면, 착색된 영역은 인덕터(712~715)가 공기에 의해 제 1 전극(770)과 전기적으로 절연되는 위치를 나타낸다. 공기 유전체에 의존하지 않고, 비도전성 스페이서가 이들 영역에 포함될 수도 있다.
일 실시예에서, 제 1 고정값 인덕터(712)는 입력 노드(702)(및 RF 신호원(740)의 출력)에 전기적으로 연결되는 제 1 단자와, 제 1 중간 노드(720)(예컨대, 도 4의 노드(420))에 전기적으로 연결되어 있는 제 2 단자를 갖는다. 제 2 고정값 인덕터(713)는 제 1 중간 노드(720)에 전기적으로 연결된 제 1 단자 및 제 2 중간 노드(722)(예컨대, 도 4의 노드(422))에 전기적으로 연결된 제 2 단자를 갖는다. 제 3 고정값 인덕터(714)는 제 1 중간 노드(720)에 전기적으로 연결된 제 1 단자 및 출력 노드(704)(및 제 1 전극(770))에 전기적으로 연결된 제 2 단자를 갖는다. 제 4 고정값 인덕터(715)는 출력 노드(704)(및 제 1 전극(770))에 전기적으로 연결되는 제 1 단자 및 접지 기준 노드(예컨대, 하나 이상의 도전성 상호 접속부를 통해서 접지된 격실 구조체(750))에 전기적으로 연결되어 있는 제 2 단자를 갖는다.
제 1 가변 인덕턴스 네트워크(710)(예컨대, 도 4의 네트워크(410))는 입력 노드(702)와 접지 기준 단자(예컨대, 접지된 격실 구조체(750)) 사이에 전기적으로 연결된다. 마지막으로, 제 2 션트 유도 네트워크(711)는 제 2 중간 노드(722)와 접지 기준 단자 사이에 전기적으로 연결된다.
해동 시스템의 전기적 및 물리적 측면의 실시예를 설명했으므로, 이하에서는 이러한 해동 시스템을 작동시키는 방법의 다양한 실시예를 설명한다. 구체적으로, 도 9는 예시적인 실시예에 따른, 동적 부하 매칭에 의해 해동 시스템(예컨대, 도 1~도 3, 도 7의 시스템(100, 210, 220, 300, 700))을 동작시키는 방법의 흐름도이다.
방법은 블록(900)에서, 사용자는 부하(예컨대, 도 3의 부하(316)를 시스템의 해동 캐비티(예컨대, 도 11, 12, 14, 18의 서랍(1110, 1210, 1412, 1802) 중 하나에 대응하는 캐비티(310))에 위치시키고, 캐비티를 밀봉한다(예컨대, 서랍을 닫음으로써). 일 실시예에서, 캐비티를 밀봉하면, 하나 이상의 인터로크 메커니즘을 맞물리게 할 수 있으며, 이는 맞물릴 때, 캐비티에 공급되는 RF 전력은 캐비티 외부의 환경으로 실질적으로 누설되지 않음을 나타낸다. 후술하는 바와 같이, 안전 인터로크 메커니즘의 맞물림을 해제하면, 시스템 제어기는 해동 동작을 즉시 정지시키거나 종료할 수 있다.
블록(900)에서, 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))는 시스템이 밀봉되었다는 표시를 수신한다. 예컨대, 서랍(도 2, 도 3, 도 7의 218, 228, 321, 721, 1110, 1210, 1412, 1802)을 격실 구조체의 일부를 형성할 수 있는 선반(예컨대, 도 2, 도 14, 도 18의 선반(216, 226, 1426, 1804)) 아래에서 격실 구조체에 완전히 삽입함으로써(예컨대, 서랍은 격실 구조체와 물리적으로 맞물려진다), 혹은 서랍을 격실 구조체에 완전히 삽입해서 캐비티를 완전히 둘러싼 이후에 문(예컨대, 도 1의 문(116))을 닫음으로써, 시스템(예컨대, 시스템의 해동 캐비티)이 완전히 밀봉될 수 있다. 이 표시는 예컨대, 격실 구조체 내에 혹은 그 위에 위치된 안전 인터로크 메커니즘에 의해 제공되는 전기 신호가 될 수 있다.
블록(902)에서, 시스템 제어기(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330))는 해동 동작이 시작되어야 한다는 표시를 수신한다. 이러한 표시는, 예컨대, 사용자가 (도 3의 사용자 인터페이스(320)의) 시작 버튼을 눌렀을 때 수신될 수 있다. 다양한 실시예에 따라서, 시스템 제어기는 선택적으로 부하 유형(예컨대, 육류, 액체 또는 다른 재료), 초기 부하 온도 및/또는 부하 중량을 나타내는 추가 입력을 수신할 수 있다. 예컨대, 부하 유형에 관한 정보는 사용자 인터페이스와의 상호 작용을 통해 사용자로부터 수신될 수 있다(예컨대, 사용자가 인지한 부하 유형의 리스트로부터 선택함으로써). 그와 달리, 시스템은 부하의 외부에서 가시적인 바코드를 스캔하도록 구성될 수도 있고, 혹은 부하 위나 부하 내에 내장된 RFID 장치로부터 전자 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 초기 부하 온도에 관한 정보는 예컨대, 시스템의 하나 이상의 온도 센서 및/또는 IR 센서(예컨대, 도 3 및 도 7의 센서(390, 792))로부터 수신될 수 있다. 부하 중량에 관한 정보는 사용자 인터페이스와의 상호 작용을 통해 또는 시스템의 중량 센서(예컨대, 도 3 및 도 7의 센서(390, 790))로부터 사용자로부터 수신될 수 있다. 전술한 바와 같이, 부하 유형, 초기 부하 온도 및/또는 부하 중량을 나타내는 입력의 수신은 선택적인 것으로, 그와 달리, 시스템은 이러한 입력의 일부 또는 전부를 수신하지 않을 수도 있다.
블록(904)에서, 시스템 제어기는 가변 매칭 네트워크(예컨대, 도 3 및 도 4의 네트워크(360, 400))에 제어 신호를 제공하여, 가변 매칭 네트워크에 대한 초기 구성 또는 상태를 수립한다. 도 4 및 도 5와 관련하여 상세히 설명한 바와 같이, 제어 신호는 가변 매칭 네트워크 내의 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 도 4의 네트워크(410, 411))의 인덕턴스에 영향을 미친다. 예컨대, 제어 신호는 바이패스 스위치(예컨대, 도 5의 스위치들(511~514))의 상태에 영향을 미칠 수 있고, 바이패스 스위치는 시스템 제어기로부터의 제어 신호(예컨대, 도 5의 제어 신호(521~524))에 응답한다.
또한 전술한 바와 같이, 가변 매칭 네트워크의 제 1 부분은 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340)) 또는 최종 스테이지 전력 증폭기(예컨대, 도 3의 전력 증폭기(346))에 관한 매칭을 제공하도록 구성될 수 있고, 가변 매칭 네트워크의 제 2 부분은 부하(예컨대, 도 3의 부하(316))를 더한 캐비티(예컨대, 도 3의 캐비티(310))에 관한 매칭을 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 제 1 션트 가변 인덕턴스 네트워크(410)는 RF 신호원의 매칭을 제공하도록 구성될 수 있고, 제 2 션트 가변 인덕턴스 네트워크(416)는 부하를 더한 캐비티의 매칭을 제공하도록 구성될 수 있다.
동결된 부하에 대한 최상의 초기 전체 매칭(즉, 최대 RF 전력량이 부하에 의해 흡수되는 매칭)은 전형적으로, 매칭 네트워크의 캐비티 매칭 부분에 대해서는 비교적 높은 인덕턴스를 갖고, 매칭 네트워크의 RF 신호원 매칭 부분에 대해서는 비교적 낮은 인덕턴스를 갖는다는 것이 관찰되었다. 예컨대, 도 10은 2개의 상이한 부하에 관한 해동 동작을 통해서, 최적의 캐비티 매치 설정을 RF 신호원 매칭 설정에 대해서 나타낸 차트이며, 여기서 트레이스(1010)는 제 1 부하(예컨대, 제 1 타입 및 중량 등을 가짐)에 대응하고, 트레이스(1020)는 제 2 부하(예컨대, 제 2 타입 및 중량 등을 가짐)에 대응한다. 도 10에서, 해동 동작의 개시시의(예컨대, 부하가 동결될 때) 2개의 부하에 관한 최적의 초기 매칭 설정은 각각, 점(1012, 1022)에 의해 표시된다. 알 수 있는 바와 같이, 점(1012, 1022)은 비교적 낮은 RF 신호원 매칭 설정과 비교하여 비교적 높은 캐비티 매칭 설정을 나타낸다. 도 4의 실시예를 참조하면, 이것은 가변 인덕턴스 네트워크(416)에 대한 비교적 높은 인덕턴스 및 가변 인덕턴스 네트워크(410)에 대한 비교적 낮은 인덕턴스라고 바꿔 말할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 블록(904)에서 가변 매칭 네트워크에 대한 초기 구성 또는 상태를 설정하기 위해, 시스템 제어기는 제어 신호를 제 1 및 제 2 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 도 4의 네트워크들(410, 411))에 송신해서, RF 신호원 매칭에 관한 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 네트워크(410))는 비교적 낮은 인덕턴스를 갖도록 하고, 캐비티 매칭에 대한 가변 인덕턴스 네트워크(예컨대, 네트워크(411))는 비교적 높은 인덕턴스를 갖게 한다. 시스템 제어기는, 사전 분석에 의해 시스템 제어기에 알려진 부하 유형/중량/온도 정보에 기초하여 인덕턴스가 얼마나 낮게 또는 얼마나 높게 설정되는지를 결정할 수 있다. 사전 분석에 의한 부하 유형/중량/온도 정보를 시스템 제어기에서 이용할 수 없는 경우, 시스템 제어기는 RF 신호원 매칭에 대해서 비교적 낮은 디폴트 인덕턴스를 선택하고, 캐비티 매칭에 대해서는 비교적 높은 디폴트 인덕턴스를 선택할 수 있다.
그러나, 시스템 제어기가 부하 특성에 관한 사전 분석에 의한 정보를 가지고 있다고 가정하면, 시스템 제어기는 최적의 초기 매칭 포인트 근처에서 초기 구성을 확립하려고 시도할 수 있다. 예컨대, 도 10을 다시 참조하면, 제 1 유형의 부하에 관한 최적의 초기 매칭 점(1012)은 네트워크의 최대값의 약 80%의 캐비티 매칭(예컨대, 네트워크(411)에 의해 구현됨)을 가지며, 또한 네트워크의 최대값의 약 10퍼센트의 RF 신호원(예컨대, 네트워크(410)에 의해 구현됨)을 가질 수 있다. 가변 인덕턴스 네트워크 각각이 예컨대 도 5의 네트워크(500)와 유사한 구조를 갖는다고 가정하고, 표 1의 상태가 제 1 유형의 부하에 대해 적용된다고 가정하면, 시스템 제어기는, 캐비티 매칭 네트워크(예컨대, 네트워크(411))가 상태 12(즉, 네트워크(411)의 가능한 최대 인덕턴스의 약 80%)를 가지며, RF 신호원 매칭 네트워크(예컨대, 네트워크(410))가 상태 2(즉, 네트워크(410)의 가능한 최대 인덕턴스의 약 10%)를 갖도록, 가변 인덕턴스를 초기화한다. 반대로, 제 2 유형의 부하에 관한 최적의 초기 매칭 포인트(1022)는 네트워크의 최대값의 약 40%의 캐비티 매칭(예컨대, 네트워크(411)에 의해 구현됨)을 가지며, 또한 네트워크의 최대값의 약 10%의 RF 신호원 매칭(예컨대, 네트워크(410)에 의해 구현됨)을 갖는다. 따라서, 제 2 유형의 부하에 관해, 시스템 제어기는 캐비티 매칭 네트워크(예컨대, 네트워크(411))가 상태 6(즉, 네트워크(411)의 가능한 최대 인덕턴스의 약 40%)을 갖고, RF 신호원 매칭 네트워크(예컨대, 네트워크(410))가 상태 2(즉, 네트워크(410)의 가능한 최대 인덕턴스의 약 10%)를 갖도록, 가변 인덕턴스 네트워크를 초기화한다.
도 9를 다시 참조하면, 일단 초기 가변 매칭 네트워크 구성이 설정되면, 시스템 제어기는 필요한 경우에 가변 임피던스 매칭 네트워크의 구성을 조정하는 공정(910)을 수행해서, 매칭의 품질을 나타내는 실제 측정값에 기초해서 허용 가능한 매칭 혹은 최선의 매칭을 찾아낼 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 공정은 블록(912)에서 RF 신호원(예컨대, RF 신호원(340))으로부터 비교적 저전력의 RF 신호를 가변 임피던스 매칭 네트워크를 통해 제 1 전극(예컨대, 도 1의 전극(370))에 공급시키는 것을 포함한다. 이 시스템 제어기는 제어 신호를 통해서 전원 및 바이어스 회로(예컨대, 도 3의 회로(350))로의 RF 신호 전력 레벨을 제어할 수 있으며, 여기서 제어 신호는 전원 및 바이어스 회로가 전원 및 바이어스 전압을 소망의 신호 전력 레벨과 일치하는 증폭기(예컨대, 도 3의 증폭기 스테이지(344, 346))에 제공하게 한다. 예컨대, 비교적 낮은 전력 RF 신호는 약 10W 내지 약 20W의 범위의 전력 레벨을 갖는 신호일 수 있지만, 그와 달리 다른 전력 레벨이 사용될 수도 있다. 캐비티 또는 부하를 손상시킬 위험(예컨대, 초기 매칭이 높은 반사 전력을 야기하는 경우)을 감소시키기 위해서, 및 가변 인덕턴스 네트워크의 컴포넌트를 손상시킬 위험(예컨대, 스위치 접점을 통한 아크 발생에 기인한)을 감소시키기 위해서, 매칭 조정 프로세스(910) 동안 비교적 낮은 전력 레벨 신호가 바람직하다.
이후, 블록(914)에서, 전력 검출 회로(예컨대, 도 3의 전력 검출 회로(380))는 RF 신호원과 제 1 전극 사이의 전송 경로(예컨대, 도 3의 경로(348))를 따라서 순방향 전력 및 반사 전력을 측정하고, 이들 측정값을 시스템 제어기에 제공한다. 시스템 제어기는 반사된 신호 전력과 순방향 신호 전력 사이의 비율을 결정할 수 있고, 이 비율에 기초하여 시스템에 관한 S11 파라미터를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 제어기는 계산된 비율 및/또는 S11 파라미터를 장래의 평가 또는 비교를 위해 저장할 수 있다.
블록(916)에서, 시스템 제어기는 순방향 신호 전력에 대한 반사 신호 전력의 비율 및/또는 S11 파라미터 및/또는 반사된 신호 전력 크기에 기초하여, 가변 임피던스 매칭 네트워크에 의해 제공되는 매칭이 허용 가능한지(예컨대, 비율이 10% 이하이거나 또는 임의의 다른 기준에 비해 손색없음) 여부를 결정할 수 있다. 그와 달리, 시스템 제어기는 그 매칭이 "최상의" 매칭인지를 결정하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 가능성 있는 모든 임피던스 매칭 네트워크 구성(또는 적어도 임피던스 매칭 네트워크 구성의 소정의 서브 세트)에 관해서 순방향 RF 전력 및/또는 반사 RF 전력을 반복적으로 측정하고, 어느 구성이 가장 낮은 순방향 전력에 대한 반사 전력의 비율 또는 반사된 전력 크기를 생성하는지 결정함으로써, "최상의" 매칭이 결정될 수 있다.
시스템 제어기가 매칭이 허용 가능하지 않거나 최상의 매칭이 아니라고 결정하면, 블록(918)에서 시스템 제어기는 가변 인덕턴스 매칭 네트워크를 재구성함으로써 매칭을 조정할 수 있다. 예컨대, 이는, 네트워크로 하여금 네트워크 내에서 가변 인덕턴스를 증가 및/또는 감소시키게 하는(예컨대, 가변 인덕턴스 네트워크(410, 411)가 상이한 인덕턴스 상태를 갖게 함으로써) 제어 신호를 가변 임피던스 매칭 네트워크에 전송함으로써 달성될 수 있다. 가변 인덕턴스 네트워크를 재구성한 이후에, 블록(916)에서 허용 가능한 최상의 매칭이 결정될 때까지 블록(914, 916, 918)이 반복적으로 수행될 수 있다.
허용 가능한 매칭 혹은 최상의 매칭이 결정되면, 해동 동작이 개시될 수 있다. 해동 동작의 개시는 블록(920)에서 RF 신호원(예컨대, RF 신호원(340))에 의해 공급되는 RF 신호의 전력을 비교적 고전력의 RF 신호까지 증가시키는 것을 포함한다. 여기서도, 시스템 제어기는 전원 및 바이어스 회로(예컨대, 도 3의 회로(350))로의 제어 신호를 통해 RF 신호 전력 레벨을 제어할 수 있으며, 여기서 제어 신호는 전원 및 바이어스 회로로 하여금 전원 및 바이어스 전압을 소망의 신호 전력 레벨과 일치하는 증폭기(예컨대, 도 3의 증폭기 스테이지(344, 346))에 제공하게 한다. 예컨대, 비교적 고전력 RF 신호는 약 50W 내지 약 500W의 범위의 전력 레벨을 갖는 신호일 수 있지만, 그와 달리 다른 전력 레벨들이 사용될 수도 있다.
이어서, 블록(922)에서, 전력 검출 회로(예컨대, 도 3의 전력 검출 회로(380))는 RF 신호원과 제 1 전극 사이의 전송 경로(예컨대, 도 3의 경로(348))를 따라서 순방향 전력 및/또는 반사 전력을 주기적으로 측정하고, 이들 측정값을 시스템 제어기에 제공한다. 시스템 제어기는 반사 신호 전력과 순방향 신호 전력 사이의 비율을 다시 결정할 수 있고, 그 비율에 기초하여 시스템에 대한 S11 파라미터를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 제어기는 계산된 비율 및/또는 S11 파라미터 및/또는 반사 전력 크기를 장래의 평가 또는 비교를 위해 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 순방향 전력 및/또는 반사 전력의 주기적인 측정은 상당히 높은 빈도(예컨대, 밀리 초 정도)로 취해지거나 또는 상당히 낮은 빈도(예컨대, 초 단위)로 취해질 수 있다. 예컨대, 주기적 측정을 위한 상당히 낮은 빈도는 10초내지 20초마다 한 번의 측정 비율이 될 수 있다.
블록(924)에서, 시스템 제어기는 하나 이상의 계산된 순방향 신호 전력에 대한 반사된 신호 전력의 비율 및/또는 하나 이상의 계산된 S11 파라미터 및/또는 하나 이상의 반사된 전력 크기 측정치에 기초하여, 가변 임피던스 매칭 네트워크에 의해 제공되는 매칭이 허용 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 시스템 제어기는 이러한 결정을 내릴 때 하나의 계산된 순방향 신호 전력에 대한 반사된 신호 전력의 비율 또는 S11 파라미터 또는 반사된 전력 크기 측정치를 사용할 수도 있고, 혹은 이러한 결정을 내릴 때 이전에 계산된 다수의 순방향 신호 전력에 대한 반사된 신호 전력의 비율 또는 S11 파라미터 또는 반사된 전력 크기 측정치의 평균(또는 다른 값)을 사용할 수도 있다. 매칭이 허용 가능한지 여부를 결정하기 위해서, 시스템 제어기는 예컨대 계산된 비율 및/또는 S11 파라미터 및/또는 반사 전력 측정치를 임계치와 비교할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 시스템 제어기는 계산된 순방향 신호 전력에 대한 반사된 신호 전력의 비율을 10 퍼센트(또는 어떤 다른 값)의 임계치와 비교할 수 있다. 비율이 10 퍼센트 미만이면, 매칭은 허용되는 것을 나타낼 수 있으며, 비율이 10 퍼센트 이상면, 매칭은 더 이상 허용되지 않는다는 것을 나타낼 수 있다. 계산된 비율 또는 S11 파라미터 또는 반사 전력 측정치가 임계치보다 커서(즉, 비교가 바람직하지 않음) 매칭이 허용 불가능하다는 것을 나타내는 경우, 시스템 제어기는 다시 공정(910)을 수행함으로써 가변 임피던스 매칭 네트워크의 재구성을 개시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 가변 임피던스 매칭 네트워크에 의해 제공되는 매칭은, 부하가 예열됨에 따른 부하(예컨대, 도 3의 부하(316))의 임피던스 변화로 인해서 해동 동작 중에 저하될 수 있다. 해동 동작 중에도, 캐비티 매칭 인덕턴스를 감소시킴으로써(예컨대, 가변 인덕턴스 네트워크(411)의 인덕턴스를 감소시킴으로써) 및 RF 신호원 인덕턴스를 증가시킴으로써(예컨대, 가변 인덕턴스 네트워크(410)의 인덕턴스를 증가시킴으로써, 도 4), 최적의 캐비티 매칭이 유지될 수 있다는 것이 관찰되었다. 도 10을 다시 참조하면, 예컨대 해동 동작의 종료시에 제 1 유형의 부하에 대한 최상의 매칭이 점(1014)에 의해 표시되고, 해동 동작의 종료시의 제 2 유형의 부하에 대한 최적 정합은 점(1024)에 의해 표시된다. 두 경우 모두, 해동 동작의 개시와 종료 사이의 최적 정합을 추적하는 것은 캐비티 매칭의 인덕턴스를 점차 감소시키는 것 및 RF 신호원 매칭의 인덕턴스를 서서히 증가시키는 것을 포함한다.
일 실시예에 따라서, 가변 임피던스 매칭 네트워크를 재구성하는 반복 공정(910)에서, 시스템 제어기는 이러한 경향을 고려할 수 있다. 보다 구체적으로, 블록(918)에서 가변 임피던스 매칭 네트워크를 재구성함으로써 매치를 조정할 때, 시스템 제어기는 보다 낮은 인덕턴스(캐비티 매칭 또는 도 4의 네트워크(411)) 및 보다 높은 인덕턴스(RF 신호원 매칭 또는 도 4의 네트워크(410))에 대응하는 캐비티 및 RF 신호원 매칭에 관한 가변 인덕턴스 네트워크의 상태를 초기에 선택할 수 있다. 예상되는 최적 매칭 궤적(예컨대, 도 10에 도시된 것)을 따르는 경향이 있는 임피던스를 선택함으로써, 이들 경향을 고려하지 않은 재구성 공정에 비해서 가변 임피던스 매칭 네트워크의 재구성 공정(910)을 수행할 때까지의 시간을 단축시킬 수 있다.
대안의 실시예에서, 시스템 제어기는 대신에 각각의 인접하는 구성을 반복적으로 테스트해서, 허용 가능한 구성을 결정하는 것을 시도할 수 있다. 예컨대, 표 1을 다시 참조하면, 현재 구성이 캐비티 매칭 네트워크에 대한 상태 12 및 RF 신호원 매칭 네트워크에 대한 상태 3에 대응한다면, 시스템 제어기는 캐비티 매칭 네트워크에 대한 상태 11 및/또는 13을 시험할 수 있고, 또는 RF 신호원 매칭 네트워크에 대한 상태 2 및/또는 4를 테스트할 수 있다. 이러한 테스트가 바람직한 결과(즉, 허용 가능한 매칭)를 내지 못하는 경우에, 시스템 제어기는 캐비티 매칭 네트워크에 대한 상태 10 및/또는 14를 테스트할 수 있으며, RF 신호원 매칭 네트워크에 대한 상태 1 및/또는 5를 테스트할 수 있는 드이다.
실제로, 시스템 제어기는 모든 가능한 가변 임피던스 매칭 네트워크 구성을 테스트하는 것을 포함하여, 허용 가능한 임피던스 매칭을 갖도록 시스템을 재구성하는 데 사용할 수 있는 다양한 상이한 검색 방법이 있다. 허용 가능한 구성을 검색하는 임의의 합리적인 방법은 본 발명 청구 대상의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 어떤 경우든, 블록(916)에서 허용 가능한 매칭이라고 결정되면, 블록(920)에서 해동 동작은 재개되고, 공정은 반복을 계속한다.
다시 블록(924)을 참조하면, 하나 이상의 계산된 순방향 신호 전력에 대한 반사 순방향 신호 전력의 비율 및/또는 하나 이상의 계산된 S11 매개 변수 및/또는 하나 이상의 반사된 전력 측정치에 기초하여, 시스템 제어기가 다양한 임피던스 매칭 네트워크에 의해 제공되는 매칭이 여전히 허용 가능하다고 판정하면(예컨대, 계산된 비율 또는 S11 파라미터가 임계치보다 작거나 또는 비교가 바람직한 경우), 시스템은 블록(926)에서 출구 조건이 발생했는지의 여부를 평가할 수 있다. 실제로, 출구 조건이 발생했는지 여부를 결정하는 것은 해동 공정 중 임의의 지점에서 발생할 수 있는 인터럽트 구동 공정일 수 있다. 그러나, 도 9의 흐름도에 이것을 포함시키기 위해, 공정은 블록(924) 이후에 발생하는 것으로 도시된다.
어떤 경우에도, 몇 가지 조건은 해동 동작의 중지를 보증할 수 있다. 예컨대, 시스템은 안전 인터로크 장치가 파괴되었을 때(예컨대, 서랍이 열렸을 때) 출구 조건이 발생했다고 결정할 수 있다. 그와 달리, 사용자에 의해 (예컨대, 도 3의 사용자 인터페이스(320)를 통해) 설정된 타이머가 만료했을 때 또는 얼마다 해동 동작이 수행되어야 하는지에 대한 시스템 제어기의 추정치에 기초해서 시스템 제어기에 의해 확립된 타이머가 만료했을 때, 시스템은 출구 조건이 발생했다고 결정할 수 있다.
출구 조건이 발생하지 않았다면, 블록(922 및 924)(및 필요에 따라 매칭 네트워크 재구성 공정(910))을 반복적으로 수행함으로써 해동 동작은 계속될 수 있다. 출구 조건이 발생하면, 블록(928)에서, 시스템 제어기는 RF 신호원에 의한 RF 신호의 공급을 중단시킨다. 예컨대, 시스템 제어기는 RF 신호 발생기(예컨대, 도 3의 RF 신호 발생기(342))를 불능화할 수 있고 및/또는 전원 및 바이어스 회로(예컨대, 도 3의 회로(350))로의 공급 전류의 제공응 중지할 수 있다. 이에 더해서, 시스템 제어기는 신호를 사용자 인터페이스(예컨대, 도 3의 사용자 인터페이스(320))에 송신할 수 있으며, 이 신호는 사용자 인터페이스로 하여금 출구 조건의 사용자 인지-가능 표시를 생성하게 하는 것이다(예컨대, 디스플레이 장치에 '서랍 열림' 혹은 '종료'를 표시함으로써, 혹은 가청음을 제공함으로써). 이후에 이 방법은 종료될 수 있다.
부하의 해동 중, 응축 또는 누출의 결과로서 해동 시스템의 격실 구조체에 액체가 축적될 수 있다. 이 액체는 너무 오랫동안 방치되면 부패되어서 바람직하지 않으며, 따라서 해동 시스템의 격실 구조체를 세척할 필요가 있다. 따라서, 해동 시스템은, 세척을 용이하게 하기 위해서 탈착 가능한 서랍을 포함하는 것이, 탈착 가능한 격실 구조체가 없는 해동 시스템에 비해서 바람직할 수 있다. 예컨대, 일부 해동 시스템은, 높은 선반 위나 혹은 지면 가까이와 같이, 소비자가 완전하게 세척할 시간을 충분히 갖기 어려운 위치에 배치될 수도 있다. 이와 달리, 본 명세서에 개시된 서랍과 같은 탈착 가능한 격실 구조체는, 싱크대와 같이 세척이 보다 쉽고 효과적으로 수행될 수 있는 위치로 이동될 수 있다.
나아가, 종래의 해동 시스템은 일반적으로 고정된 크기 및 형상을 갖는 전극 및 격실 구조체를 포함한다. 그러나, 정해진 크기 및 형상을 갖는 전극 또는 격실 구조체는 다양한 형상 및/또는 크기를 갖는 부하를 해동시키기에는 이상적이지 않을 수 있다. 예컨대, 부하보다 훨씬 큰 격실 구조체에서 부하를 해동하는 것은, 해동 동작을 수행하는 데 사용되는 전력량에 비해 비효율적일 수 있다. 반대로, 일부 부하는 해당 격실 구조체가 수용하기에는 너무 클 수 있다. 다른 예로서, 비교적 큰 전극을 사용하여 부하를 해동하는 것은, 해동 중에 전극 사이를 지나는 RF 에너지의 일부가 부하를 가열하는 방향으로 진행하지 않기 때문에 전력 비효율을 초래할 수 있다. 반대로, 비교적 작은 전극을 사용하여 부하를 해동하면, 부하 중 전극에 의해 중첩되지 않는 부분은 부하 중 전극에 의해 중첩되는 부분만큼 RF 에너지를 받지 못할 수 있기 때문에, 부하가 균일하게 또는 완전히 가열되지 않을 수도 있다. 따라서 다양한 형상 및 크기를 가진 다수의 서랍에 부합되고, 및/또는 다양한 형상 및 크기의 부하를 수용할 수 있도록 상이한 형상, 크기 또는 구성의 전극을 갖는 해동 시스템을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 바와 같이, 해동 시스템(예컨대, 도 2에 도시된 해동 시스템(210, 220))은 고정된 선반 아래에서 슬라이딩되어서 RF 해동이 발생할 수 있는 에어 캐비티(예컨대, 공동 캐비티)를 만들 수 있는 서랍을 포함할 수 있다. 각각의 서랍은 각각의 해동 시스템을 위한 격실 구조체 및 전극(예컨대, 도 7에 도시된 전극(772)과 같은 접지된 전극) 모두의 기능을 할 수 있지만, 고정된 선반은 해동 시스템의 에어 캐비티 내의 부하에 대해 해동 작동을 수행하기 위해서 RF 신호가 생성되는 신호 전극을 포함할 수 있다. 대안의 실시예에서, 서랍은 신호 전극을 포함할 수 있고, 고정 선반은 접지된 전극을 포함할 수 있다.
도 11a 내지 11c는, 도 2에 도시된 해동 시스템(210, 220)과 같은 해동 시스템 내의 격실 구조체로서 사용될 수 있는 예시적인 서랍(예컨대, 도 2, 도 3, 도 7, 도 18의 서랍(218, 228, 321, 721, 1802))의 전면, 측면 및 후면도를 나타낸다. 서랍(1110)은 전체적으로 금속과 같은 도전성 재료로 형성될 수도 있고 혹은 도전성 재료 및 유전체 재료의 조합으로 형성될 수도 있다. 일부 실시예에서, 서랍(1110)은 주로 도전성 부분(예컨대, 금속)이 유전체 재료에 형성되거나(예컨대, 도금을 통해) 혹은 통합되어서 유전체 재료(예컨대, 플라스틱)로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 비도전성 코팅은 서랍(1110)의 일부 상에 형성될 수 있다(예컨대, 스탬핑된 금속 서랍을 플라스틱 또는 일부 다른 유전체 재료에 담가서 레일을 노출시킨 채로). 서랍(1110)의 도전성 부분은 도 7에 도시된 전극(772)과 유사하게, 해동 시스템의 전극으로서 작용할 수 있다. 서랍(1110)은 또한 해동 시스템의 고정된 선반(도 2에 도시된 선반(216, 226)) 아래에 위치될 때(예컨대, 슬라이딩됨), 밀폐된 공진 캐비티의 전부 또는 일부를 형성 할 수 있다. 이 선반은 RF 신호가 공급될 때 이에 반응해서 전자기 에너지를 방사하는(예컨대, 선반 전극과 서랍(1110)의 도전성 부분 사이에서) 다른 전극을 포함할 수 있다. 이 전자기 에너지는 해동 시스템에 의해 해동되는 부하를 가열한다.
서랍(1110)는 바닥벽(1111)(예컨대, "플랫폼"), 전방벽(1112), 측부 레일(1114, 1116), 연장 전방부(1126), 돌출 리브(1124), 측벽(1122) 및 후방벽(1132)을 포함한다. 측부 레일(1114, 1116)은 서랍(1110)에 영구적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 측부 레일(1114, 1116)이 모두 도전성일 수도 있지만, 다른 실시예에서는, 측부 레일(1114, 1116) 중 오직 하나만이 도전성일 수도 있다. 연장 전방부(1126)를 포함하는 전방벽(1112)은 높이(H1-1)를 가지며, 측벽(1122) 및 후방벽(1132)은 각각 높이(H1-1)보다 작은 높이(H1-2)를 갖는다. 벽의 높이는 본질적으로 부하가 배치될 수 있는 내부 격실의 깊이를 정의한다. 그와 달리, 높이(H1-1 및 H1-2)는 실질적으로 동일할 수도 있고, 혹은 높이(H1-1)는 높이(H1-2)보다 작을 수도 있다. 측부 레일(1114, 1116)은 측벽(1122)으로부터 연장된다. 서랍(1110)이 해동 시스템으로 삽입될 때(예컨대, 물리적으로 맞물릴 때)(예컨대, 선반 아래나, 선반의 채널로나, 선반의 레일로 삽입되거나 혹은 선반과 물리적으로 맞물림), 측부 레일(1114, 1116)은 예컨대, 선반의 도전성(예컨대, 금속) 채널로 또는 냉동기, 냉장고 또는 다른 격실(예컨대, 도 2 및 도 3의 격실(212, 222, 312)) 내로 슬라이딩될 수 있다. 선택적으로, 서랍(1110)이 선반과 맞물려서 밀폐 캐비티를 형성할 때, 측부 레일(1114, 1116)은 선반의 금속 단자와 밀접하게 접촉될 수 있다. 그와 달리, 예컨대 측부 레일(1114, 1116)이 각각의 채널을 포함할 수 있고, 서랍(1110)이 선반 아래에 삽입될 때 이들 채널로 슬라이딩되는 채널을 선반이 포함하는 반대 구성이 구현될 수도 있다.
일부 실시예에서, 후방벽(1132)은 서랍(1110)이 고정 선반 아래에 완전히 삽입될 때(예컨대, 해동 시스템의 후방 내벽에 배치될 때), 해동 시스템의 대응하는 수 플러그 또는 암 플러그에 전기적으로 연결될 수 있는 수 플러그 또는 암 플러그를 포함할 수 있다. 서랍(1110)의 플러그가 해동 시스템의 플러그에 전기적으로 연결될 때, 서랍(1110)의 일부 또는 전부는 접지 기준 단자(예컨대, 도 3 및 도 7의 접지된 격실 구조체(312, 750)) 또는 RF 신호원(예컨대, 도 3의 RF 신호원(340))에 전기적으로 연결된다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11a 내지 도 11c에 도시된 서랍(1110)보다 큰 높이(및 따라서 더 깊고 더 큰 내부 격실)을 갖는 서랍(1210)(예컨대, 도 2, 3, 7, 18의 서랍(218, 228, 321, 721, 1802))의 전방, 측방 및 후방을 나타내는 도면으로, 이는 도 2에 도시된 해동 시스템(210, 220)과 같은 해동 시스템 내의 격실 구조체로서 사용될 수 있다. 서랍(1110)과 유사하게, 서랍(1210)은 서랍(1210)은 바닥 벽(1211)(예컨대, "플랫폼"), 전방 벽(1212), 측부 레일(1214, 1216), 연장된 전방 부분(1226), 돌출된 립(1224), 측방 벽(1222) 및 후방 벽(1232)을 포함한다. 서랍(1210)의 피쳐 중 일부는 서랍(1110)과 유사할 수 있으며, 간결하게 하기 위해서 여기서는 반복하지 않는다.
연장된 전방부(1226)를 포함하는 전방 벽(1212)은 높이(H2-1)를 가지며, 측벽(1222) 및 후방 벽(1232)은 각각 높이(H2-1)보다 작은 높이(H2-2)를 갖는다. 높이(H2-1)는 높이(H1-1)보다 크고, 높이(H2-2)는 높이(H1-2)보다 크다. 따라서, 서랍(1210)의 내부 격실은 서랍(1110)의 내부 격실보다 깊다. 그러나, 서랍(1110, 1210)이 해동 시스템으로 삽입될 때(예컨대, 선반 아래나, 선반의 채널로나, 선반의 레일로 삽입되거나 혹은 선반과 물리적으로 맞물림), 선반의 도전성(예컨대, 금속) 채널로 또는 냉동실, 냉장실 또는 다른 격실(예컨대, 격실(212, 222)) 내로 슬라이딩되는 서랍(1110, 1210)의 피쳐의 상대적인 치수 및 위치는, 서랍(1110, 1210) 모두의 경우에 동일하다. 서랍(1110)과 서랍(1210)의 차이는, 상이한 높이를 갖는 서랍(즉, 상이한 깊이 또는 크기를 갖는 내부 격실을 갖는 서랍)이 동일한 해동 시스템에서 사용될 수 있다는 것을 나타낸다. 환언하면, 서랍(1110, 1210)은 동일한 해동 시스템에서 사용하도록 호환 가능한 다수의 서랍의 세트의 2개의 컴포넌트를 형성할 수 있다. 서랍(1110)과 서랍(1210) 사이의 높이의 차이로 인해, 작은(짧은) 부하를 해동할 때는 서랍(1110)을 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 비교적 큰(긴) 부하를 해동할 때는 서랍(1210)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 작은 부하가 서랍(1110) 및 서랍(1210) 모두에 적합할 수도 있지만, 예컨대, 서랍(1210)이 만드는 공명 캐비티에 비해서 서랍(1110)은 더 작은 공진 캐비티를 만들기 때문에(예컨대, 서랍 높이 혹은 내부 격실 깊이의 차이로 인해서), 작은 부하는 서랍(1110)에서 해동하는 것이 더 전력 효율적일 수 있다. 다른 예로서, 큰 부하가 서랍(1210)에 들어갈 수는 있지만, 서랍(1110)의 닫힘 기능(예컨대, 선반 아래로 슬라이딩되는 기능)에 손상을 가하지 않고 서랍(1110)에 들어가기에는 너무 크거나 길 수도 있다. 따라서, 단일 해동 시스템에서 사용될 수 있는 상이한 크기의 2개 이상의 서랍을 갖는 것이 바람직할 수 있고, 이는, 주어진 형상 및 크기를 갖는 부하에 대해 적합한 크기의 공명 캐비티를 생성할 서랍을 소비자가 선택할 수 있기 때문이다.
서랍(1110, 1210)의 도전성 부분에 확실하게 접지되도록, 하나 이상의 접촉 메커니즘이 구현될 수 있다. 접촉 메커니즘은 본질적으로 안전 인터로크로서 기능할 수 있으며, 즉 접촉 메커니즘이 맞물려 있지 않을 때(예컨대, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이)에는 시스템이 해동 또는 가열 동작을 수행하지 못하게 하고, 접촉 메커니즘이 맞물려 있을 때(예컨대, 도 13c에 도시된 바와 같이)에는 시스템이 해동 또는 가열 동작을 수행할 수 있게 한다. 보다 구체적으로, 도 13a 내지 도 13c는, 서랍의 측부 레일(예컨대, 서랍(1110)의 측부 레일(1114) 또는 서랍(1210)이나 혹은 냉동실, 냉장실 혹은 다른 격실의 벽의 측부 레일(1214))과 선반(예컨대, 도 2에 도시된 선반(216))의 부분적으로 도전성인 채널 사이의 확실한 접촉을 보장하기 위한 메커니즘의 다양한 위치의 측면도를 도시한다. 본질적으로, 부분적으로 도전성인 채널은 측부 레일이 채널과 슬라이딩 가능하게 맞물리도록 형상화되고, 채널의 바닥 내부면은 측부 레일의 바닥면을 지지할 수 있다(따라서 채널은 서랍을 지지할 수 있다).
도 13a는 측부 레일(1314)(예컨대, 도 11 및 도 12의 서랍(1110)의 측부 레일(1114) 혹은 서랍(1210)의 측부 레일(1214))이 선반 또는 격실 벽의 부분적으로 도전성인(예컨대, 금속) 채널(1312)(예컨대, 일부 실시예에서는 제 2 도전성 피쳐라고도 칭할 수 있다)에 부분적으로는 삽입되었지만 너브(nub)(1308)와 접촉하기에는 충분히 삽입되지 않은 접촉 메커니즘의 맞물림 해제 위치의 측면도를 나타낸다. 일부 실시예에서, 측부 레일(1314)은 도전성 코팅(예컨대, 일부 실시예에서 제 1 도전성 피쳐라고도 함)을 포함할 수 있는데, 이 도전성 코팅은 측부 레일(1314)과 일체로 형성되고 측부 레일(1314)이 예컨대, 서랍의 유전체 물질에 형성된 도전성 트레이스에 의해서 영구적으로 접속되는 서랍의 전극에 영구적으로 전기적으로 연결될 수 있다. 채널(1312)은 상부 내부 벽(1316) 및 하부 내부벽(1318)을 포함할 수 있다. 측부 레일(1314)은 다수의 부분(1302, 1304, 1306)을 포함할 수 있다. 부분(1302)은 부분(1304, 1306)보다 훨씬 길 수 있다. 부분(1306)은, 부분(1302)이 연장되는 방향인 축(예컨대, 제 1 축)에 평행하고 이로부터 이격되어 있는, 제 2 축(예컨대, 제 2 축)을 따라서 연장된다. 부분(1304)은 부분(1302)의 단부를 부분(1306)의 단부에 연결시킬 수 있고, 부분(1302) 및 부분(1306)이 연장되는 축을 가로지르는 축을 따라서 연장될 수 있다(예컨대, 비스듬하게). 너브(1308)는 도전성 채널(1312) 내의 바닥 내부 표면 상에 배치된 범프 또는 러브 버튼(rub button)일 수 있다. 너브(1308)는 실질적으로 매끄러운 표면을 가질 수 있고, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 혹은 나일론과 같은 비교적 낮은 마찰 계수를 갖는 물질로 형성되어서 측부 레일(1314)의 부분(1302)이 그 표면을 따라서 슬라이딩되게 할 수 있다. 이 위치에서, 서랍은 부분적으로 열려서 해동 작업을 수행할 수 없다.
도 13b는 측부 레일(1314)이 도전성 채널(1312) 내로 부분적으로 삽입되고 너브(1308)와 접촉하는 접촉 메커니즘의 부분적으로 맞물린 위치의 측면도를 도시한다. 측부 레일(1314)의 부분(1304, 1306)은 여전히 도전성 채널(1312)의 외부에 있지만, 부분(1302)의 말단부는 너브(1308)를 따라 슬라이딩된 후에 상승되어서, 이 말단부는 너브(1308) 및 도전 채널(1312)의 상부 내벽(1316)과 접촉한다. 이 위치에서, 서랍은 여전히 부분적으로 열려서 해동 작업을 수행할 수 없다.
도 13c는 측부 레일(1314)이 도전성 채널(1312)에 완전히 삽입되어서(예컨대, 측부 레일(1314)이 영구적으로 부착되는 착탈가능한 서랍 혹은 플랫폼이 도전성 채널(1312)을 포함하는 선반과 완전히 물리적으로 맞물리도록), 그 결과, 측부 레일(1314)의 부분(1302)의 말단부가 너브(1308) 및 상부 내부벽(1318)(예컨대, 너브(1308)가 형성되는 부분과는 상이한 벽(1318)의 바닥 내부벽의 추가 부분)과 접촉하고, 도전성 채널(1312)은 측부 레일(1314)에 물리적으로 및 전기적으로 접속되는, 접촉 메커니즘의 완전 맞물림 위치의 측면도를 나타낸다. 측부 레일(1314)의 모든 부분(1302, 1304, 1306)은 도전성 채널(1312) 내부에 위치되고, 부분(1302)의 상부는 상부 내부 벽(1316)(예컨대, 벽(1316)의 상부 내부 표면)에 효율적으로 푸시되어서, 부분(1304, 1306) 및 너브(1308)에 의해 이와 고정 전기 접촉을 유지한다. 이 위치에서, 서랍은 닫혀서 밀폐 캐비티를 생성하고, 해동 동작이 가능해져서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 측부 레일(1314)은 도전성 채널(1312)과의 접속을 통해 접지 전압 기준에 전기적으로 접속될 수도 있지만, 다른 대안적인 실시예에서는, 도전성 채널(1312)은 측부 레일(1314)을 통해 접지 전압 기준에 전기적으로 접속될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 너브(1308)를 포함하지 않고, 도전성 채널(1312)은 상부 내벽(1316) 및/또는 바닥 내벽(1318) 상의 도전성의 스프링형 재료(예컨대, 핑거 스톡 가스켓)로 라이닝될 수도 있다. 이와 같이 라이닝함으로써, 측부 레일(1314)이 도전성 채널(1312)에 완전히 삽입될 때 도전성 채널(1312)과 측부 레일(1314) 사이의 전기적인 연결을 제공할 수 있으며, 측부 레일(1314)을 그 자리에 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 그와 달리, 측부 레일(1314)을 도전성 채널(1312)과 접촉해서 유지하기 위해서 기계적인 클램프가 사용될 수도 있다.
도 14a 및 도 14b는 해동 시스템(예컨대, 도 2에 도시된 해동 시스템(210 및 220))에서 선반(예컨대, 도 2에 도시된 선반(216, 226))과 서랍(예컨대, 도 2, 3, 7, 11, 12의 서랍(218, 228, 321, 721, 1110, 1210) 사이의 전기적인 접촉(예컨대, 접지)을 보장하기 위한 대안적인 접촉 메커니즘의 정면도를 도시한다. 서랍(1412)은 블록(1422)에 또는 고정 선반(1426) 아래의 다른 유형의 지지 구조에 배치될 수 있다. 선반(1426)은 예컨대, 접지 또는 공통 전압 전위에 전기적으로 접속될 수 있는 도전성 단자(1418, 1420)를 포함할 수 있다. 그와 달리, 도전성 단자(1418, 1420)는 냉동실, 냉장실 또는 다른 격실의 벽에 접속될 수 있다. 블록(1422)은 서랍(1412)의 바닥 벽(1411)(예컨대, 플랫폼)의 바닥 표면(예컨대, 외부 바닥 표면)과 접촉하는 상부 표면을 가질 수 있고, 시저 리프트(Scissor Lift)와 같은 리프트 메커니즘(도시 생략)에 접속되는 하부 표면을 가질 수 있다. 리프트 메커니즘은 수동으로 작동될 수도 있고 혹은 전기적으로 구동될 수도 있다.
도 14a는, 서랍(1412)의 측부 레일(1414, 1416)이 도전성 단자(1418, 1420)와 전기적으로 접촉하지 않는, 맞물림 해제 상태의 접촉 메커니즘을 도시한다. 이 위치에서, 서랍(1412)은 열린 것으로 간주되고(즉, 안전 인터로크가 맞물림 해제됨), 시스템은 해동 작업을 수행할 수 없다. 리프트 메커니즘의 작동을 통해서, 블록(1422)은 화살표(1424) 방향으로 서랍(1412)을 푸시(예컨대, 압력을 인가)할 수 있다. 도 14b는 블록(1422)이 서랍(1412)을 푸시해서 측부 레일(1414, 1416)(및/또는 서랍(1412)의 도전성 측벽)이 도전성 단자(1418, 1420)와 전기적으로 접촉하는 맞물림 상태의 접촉 메커니즘을 나타낸다. 블록(1422)은 서랍(1412)의 바닥면에 압력을 유지하여, 측부 레일(1414, 1416)이 서랍(1426)의 도전성 단자(1418, 1420)과의 전기적 접촉을 확실하게 유지하도록 한다. 측부 레일(1414, 1416)과 도전 단자(1418, 1420) 사이의 접속은, 해동 시스템을 위한 전극으로서 작용하는 서랍(1412)의 도전성 부분에 대한 전기적 접지를 제공하는 역할을 할 수 있다. 이 위치에서 서랍(1412)은 닫혀진 것으로 간주되고 시스템은 해동 동작을 수행할 수 있다.
도 15는 서랍(예컨대, 도 2, 3, 7, 11, 12의 서랍(218, 228, 321, 721, 1110, 1210)의 내부 바닥벽(1500)(예컨대, 내부 바닥 표면 또는 "플랫폼")을 나타내는 것으로, 서랍의 일부만이 도전성 물질로 형성되는 실시예를 나타낸다. 벽(1500)은 금속(예컨대, 구리, 텅스텐, 금, 또는 이들의 임의의 조합)과 같은 도전성 재료로 형성되는 도전성 경로(1506, 1508) 및 전극(1504)(예컨대, 도 7의 전극(772))을 포함하고, 전극(1504)과 전기적으로 연결된다. 벽(1500)은 예컨대, 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있는 유전체 재료(1502)를 더 포함한다. 전극(1504) 및 도전성 경로(1506, 1508)는 유전체 재료(1502) 상에 증착될 수 있고, 일부 경우에, 전극(1504) 및 도전성 경로(1506, 1508)의 상부 표면이 유전체 재료(1502)의 상부 표면과 실질적으로 평행하도록 유전체 재료(1502)에 매립될 수 있다. 도전성 경로(1506, 1508)는 전극(1504)을 서랍의 도전성 측부 레일에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 예컨대, 도전성 경로(1506)는 서랍의 도전성 금속화부(도시 생략)나 또는 측벽(예컨대, 도 11 및 도 12의 벽(1112, 1122, 1132, 1212, 1222, 1232) 중 임의의 하나 이상)에 접촉할 수 있으며, 여기서 도전성 금속화부는 또한 서랍의 도전성 측부 레일과 도전성 접촉한다. 이러한 방식으로, 전극은 해동 시스템의 선반(또는 격실 벽)의 채널의 도전성 부분을 통해 공급되는 전압 전위(예컨대, 접지 전압 전위)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전극(1504)은 원형으로 도시되어 있지만, 이것은 예시적인 것이며, 전극(1504)은 정사각형, 직사각형, 피라미드형 등 임의의 원하는 형상을 취할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도시된 바와 같이, 전극(1504)은 직경(D1)을 갖고 있다. 전극(1504)은 서랍의 바닥 내부 표면의 면적보다 훨씬 작은 면적을 갖는다. 대안의 실시예에서, 전극(1504)은 서랍의 바닥 내부 표면의 면적과 실질적으로 동일한 면적을 가질 수도 있다.
벽(1500)에는 식별자(1510)가 포함될 수도 있다. 식별자(1510)는 RF 식별(RFID) 태그, 광학 인식 시스템으로 검출 가능한 형상이나 패턴, 또는 임의의 다른 바람직한 유형의 식별자를 포함한, 다양한 유형의 식별자 중 하나가 될 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 식별자(1510)는 서랍이 배치되는 선반에 연결된 인식 회로에 의해 처리될 때, 전극(1504)의 크기 및 형상 및/또는 서랍의 크기 및 형상과 같이, 전극(1504)의 하나 이상의 피쳐 및/또는 서랍의 어느 벽(1500)이 일부가 되는지를 나타낼 수 있으며, 이에 대해서는 도 17을 참조로 더 상세하게 설명한다.
도 16은 서랍(예컨대, 도 2, 3, 4, 7, 11, 12의 서랍(218, 220, 321, 721, 1110, 1210))의 내부 바닥벽 서랍의 상면도로, 서랍의 일부만이 도전성 재료로 형성되는 실시예를 도시한다. 벽(1600)은 금속(예컨대, 구리, 텅스텐, 금, 또는 이들의 임의의 조합)과 같은 도전성 재료로 형성되는 도전성 경로(1606, 1608) 및 전극(1604)(예컨대, 도 7의 전극(772))을 포함하고, 전극(1604)에 전기적으로 연결된다. 벽(1600)은 예컨대, 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있는 유전체 재료(1602)를 더 포함한다. 전극(1604) 및 도전성 경로(1606, 1608)는 유전체 재료(1602) 상에 증착될 수 있고, 일부 예에서, 전극(1604) 및 도전성 경로(1606, 1608)의 상부 표면이 유전체 재료(1602)의 상부 표면과 실질적으로 같은 평면이 되도록 유전체 재료(1602)에 매립될 수도 있다. 도전성 경로(1606, 1608)는 전극(1604)을 서랍의 측부 레일에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 예컨대, 도전성 경로(1606)는 서랍의 도전성 금속화부(도시 생략)나 또는 측벽(예컨대, 도 11 및 도 12의 벽(1112, 1122, 1132, 1212, 1222, 1232) 중 임의의 하나 이상)에 접촉할 수 있으며, 여기서 도전성 금속화부는 또한 서랍의 도전성 측부 레일과 도전성 접촉한다. 이러한 방식으로, 전극은 해동 시스템의 선반(또는 격실 벽)의 채널의 도전성 부분을 통해 공급되는 전압 전위(예컨대, 접지 전압 전위)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전극(1604)은 원형으로 도시되어 있지만, 이것은 예시적인 것이며, 전극(1604)은 정사각형, 직사각형, 피라미드형 등 임의의 원하는 형상을 취할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도시된 바와 같이, 전극(1604)은 직경(D2)을 갖고 있다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 벽(1500, 1600)은 각각 상이한 직경 또는 면적의 전극을 가질 수 있다. 도 15의 전극(1504)은 도 16의 전극(1604)의 직경(D2)보다 큰 직경(D1)을 가지며, 따라서 전극(1504)은 전극(1604)의 면적보다 훨씬 넓은 면적을 갖는다. 해동/가열 시스템과 관련된 세트에서, 각각이 상이한 전극 크기를 갖는 다수의 서랍을 제공함으로써, 소비자는, 해동되는 부하의 크기 및 형상에 가장 적합한 전극을 갖고 있는, 해동 시스템에서 사용할 서랍을 선택할 수 있다. 예컨대, 더 작은 부하가 두 전극(1504, 1604)의 원주에 적합할 수는 있지만, 큰 전극(1504)으로 작은 부하를 가열하면, 해동 동작 동안 생성되는 RF 에너지 중 일부가 낭비되기 때문에(예컨대, 작은 부하의 가열에 기여하지 않아서), 작은 전극(1604)을 사용해서 작은 부하를 가열함으로써 전력이 절약될 수 있다. 반대로, 전극(1504)의 원주 내에서 큰 부하가 적합할 수는 있지만, 전극(1604)의 원주 내에서는 적합하지 않을 수 있다. 전극(1604)으로 큰 부하를 가열하려고 시도하면 큰 부하의 일부는 해동 시스템에 의해 수행되는 해동/가열 동작에 의해서 성공적으로 해동 혹은 가열되지 않을 수 있으며, 이는 큰 부하의 이들 부분은 전극(1604)과 중첩되지 않아서 큰 부하 중 전극(1604)과 중첩되는 부분에 비해서 RF 에너지(예컨대, 가열 에너지)를 거의 또는 전혀 받지 않을 것이기 때문이다. 따라서, 상이한 형상 및 크기를 갖는 보다 넓은 범위의 부하가 해동될 수 있도록, 해동 시스템은 다양한 크기 및 형상의 전극을 갖는 다수의 서랍을 포함하고 호환 가능한 것이 바람직할 수 있다. 도 16의 식별자(1610)는 도 15의 식별자(1510)와 다를 수 있으므로, 각각의 서랍이 선반 아래/서랍으로 삽입될 때(예컨대, 선반에 연결된 인식 회로에 의해), 상이한 크기의 전극(1604, 1504) 각각이 고유하게 식별될 수 있다.
해동 시스템의 전극-포함 서랍은 소비자의 전극 크기 요구에 따라 쉽게 교환될 수 있지만, 정전 선반 내에 포함되는 전극은 교환이 쉽지 않을 수 있다. 도 17은 예컨대, 도 15 및 도 16에 도시된 전극(1504, 1604)과 함께 사용하기 위한 다수의 선택 가능한 전극을 갖는 선반(예컨대, 도 2에 도시된 선반(216 또는 226))의 내부 평면도를 도시한다. 선반(1700)은, 금속(예컨대, 구리, 텅스텐, 금, 또는 이들의 임의의 조합)과 같은 도전성 재료로 형성되는 제 1 전극(1704, 1706, 1708)(예컨대, 도 3, 7, 18의 전극(370, 770, 1812))을 포함한다. 전극(1704, 1706, 1708)은, 부하가 배치될 수 있는 캐비티(예컨대, 도 3 및 도 18의 캐비티(310, 1806))를 가로질러서 선반(1700) 아래에 배치된 서랍(예컨대, 도 2, 도 3, 도 7, 도 11, 도 12의 서랍(218, 228, 321, 721, 1110, 1210))의 전극에 대향하여 마주보도록 배치될 수 있다. 선반(1700)은 전극(1708, 1706) 사이에 배치된 부분(1710) 및 전극(1706, 1704) 사이에 배치된 부분(1712)을 포함하는 유전체 재료(1702)를 더 포함한다. 유전체 재료(1702)는 예컨대, 플라스틱 또는 유리로 형성될 수 있다. 전극(1704, 1706, 1708)은 유전체 재료(1702) 상에 증착될 수 있으며, 일부 경우에 전극(1704, 1706, 1708)의 상부 표면이 유전체 재료(1702)의 상부 표면과 실질적으로 평탄하게 되도록 유전체 재료(1702)에 매립될 수 있다. 유전체 재료(1702)의 부분(1710, 1712)은 이들 전극 중 하나 이상이 사용하는 것으로 선택되지 않을 때, 전극(1704, 1706 및/또는 1708)을 서로 전기적으로 절연시키는 역할을 할 수 있다. 선반(1700)은, (예컨대, 도 3의 RF 신호원(340)로부터) RF 신호를 수신하고 이에 응답해서 해동 동작 중에 전자기 에너지를 방사하기 위해서 전극(1704, 1706, 1708) 중 하나 또는 조합을 선택할 수 있는 스위칭 회로(도시 생략)을 포함할 수도 있고 이에 연결될 수도 있다. 전극은 선반(1700) 아래에 배치된 서랍의 전극의 적어도 크기 및 형상에 기초해서 사용하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 삽입된 서랍이 직경(D1)을 갖는 도 15에 도시된 전극(1504)을 포함한다는 것이 검출되면, 전극(1504)의 직경과 매칭되는 D1의 유효 전극 직경에 대해서 전극(1704, 1706)이 각각 선택될 수 있다. 다른 예로서, 삽입된 서랍이 직경(D2)를 갖는 도 16에 도시된 전극(1604)을 포함한다는 것이 검출되면, 전극(1504)의 직경과 매칭되는 D2의 유효 전극 직경에 대해서 전극(1704)만이 선택될 수 있다. 서랍 전극이 D3 이상의 직격을 갖는 것으로 검출되지 않는 한 직경(D1, D2)보다 큰 직경(D3)을 갖는 전극(1708)은 선택될 수 없다.
선반(1700)은, 그 서랍에 존재하는 식별자(예컨대, 도 15에 도시된 식별자(1510) 또는 도 16에 도시된 식별자(1610))에 기초하여 선반(1700) 아래/안으로 삽입되는 서랍의 유형을 결정하기 위한 인식 회로(1714)를 포함할 수 있다. 예컨대, 인식 회로(1714)는 RFID 스캐너 또는 광학 카메라와 같은 광학 형상 또는 패턴 인식 회로를 포함할 수 있다. 선반 내의 인식 회로(1714)는 식별자를 처리해서 대응하는 식별자 데이터를 생성할 수 있다. 이 식별자 데이터는 삽입된 서랍의 유형을 결정하기 위해 메모리에 저장된 값(예컨대, 룩업 테이블(LUT)의 일부로서)과 비교될 수 있고(예컨대, 도 3의 시스템 제어기(330)에 의해), 이는 특정 식별자와 관련되도록 사전 결정된 전극의 크기 및 형상(예컨대, 도 15에 도시된 전극(1504) 또는 도 16에 도시된 전극(1604)의 크기 및 형상에 대응하는)을 결정할 수 있고 및/또는 선택되어야 하는 전극(1704, 1706, 1708)의 조합을 결정할 수 있다. 해동 시스템에 의해 수행되는 해동 동작 중에 RF 신호를 수신할 전극(1704, 1706, 1708)의 조합이 선택될 수도 있다. 인식 회로(1714)에 의해 결정된 선반(1700) 아래/내에 삽입된 서랍의 전극의 크기 및 형상과 같은, 선반 아래/내에 삽입되는 서랍 및/또는 전극의 하나 이상의 피쳐에 기초해서 입력 RF 신호를 수신하는 전극(예컨대, RF 신호에 의해 에너지가 공급되는 전극)의 조합이 선택될 수 있다. 삽입되는 서랍의 유형도 사용자 인터페이스(예컨대, 도 3의 사용자 인터페이스(320))의 스크린에 표시될 수 있다.
서랍 인식 기능과 관련하여 전술한 식별 회로 및 인식 회로는 예시적인 것이라는 점에 유의해야 한다. 필요한 경우, 서랍을 식별하는 다른 수단이 대신 구현될 수도 있다.
선반(1700) 내의 어느 전극이 해동 동작 중에 활성화될지를 스위칭 가능하게 선택함으로써, 해동 시스템은 선반(1700) 내의 전극을 물리적으로 교체할 필요없이 다양한 서랍 전극 크기를 수용할 수 있다. 본 명세서에는 3개의 전극(1704, 1706, 1708)만이 도시되어 있지만, 이는 한정을 의미하지 않으며, 다양한 직경, 치수, 형상 및 상대 위치를 가진 임의의 수의 선택 가능한 전극이 도시된 바와 같이 동심원 배치로 또는 다른 배치로 해동 시스템의 선반에 포함될 수도 있다는 점에 유의해야 한다.
도 18은, 선반(예컨대, 도 2의 선반(216, 226))의 아래로/내로 삽입되어서 (예컨대, 도 3에 도시된 부하(316))가 배치되는 캐비티를 생성하는 서랍(예컨대, 도 2, 3, 7, 11, 12, 14의 서랍(218, 228, 321, 721, 1110, 1210, 1412, 1412))을 갖는 해동 시스템(예컨대, 도 2에 도시된 해동 시스템(210, 220))의 단면 정면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 서랍(1802)은 선반(1804)의 아래로/내로 배치될 수 있다(예컨대, 슬라이딩되거나, 삽입되거나 혹은 물리적으로 맞물림). 서랍(1802)은 착탈가능하지만, 도시된 바와 같이 선반(1804)의 아래로/내로 완전히 삽입되면, 선반(1804)과 함께 밀폐 캐비티(1806)를 형성할 수 있다. 서랍(1802)은 선반(1804)(혹은 냉동실, 냉장실 또는 다른 격실의 벽에 형성된 채널)의 적어도 부분적으로 도전성인 채널(1818)(예컨대, 도 13의 채널(1312))에 삽입되는 도전성 측부 레일(1814, 1816)(예컨대, 도 11, 12, 14의 측부 레일(1114, 1116, 1214, 1216, 1414, 1416))을 갖는 측벽(예컨대, 도 11 및 도 12의 측벽(1814, 1816))을 포함할 수 있으며, 이로써, 측부 레일(1814, 1816)과 적어도 부분적으로 도전성인 채널(1818) 사이의 전기적인 접촉이 존재한다. 이 전기적 접촉은 선반(1804)(또는 냉동실, 냉장실 또는 다른 격실) 내의 전압 기준 소스(도시 생략)로부터 전압 기준 신호(예컨대, 접지 또는 공통 전압 기준 신호)가 적어도 부분적으로 도전성인 채널(1818)을 통해서 측부 레일(1814, 1816)로 인가되는 것을 가능하게 한다. 전술한 바와 같이, 대안의 실시예에서, 서랍은 하나 이상의 채널을 포함할 수 있고, 선반(또는 격실 벽)은 하나 이상의 대응하는 도전성 레일을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 서랍(1802)은 전체적으로 도전성 재료로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 서랍(1802)은 도전성 재료 및 유전체 재료 모두로 형성될 수 있으며, 서랍(1802)의 도전성 재료는 도 15 및 도 16에 도시된 전극(1504, 1604)과 유사한 전극을 형성할 수 있다. 이러한 전극은 비도전성 배리어(1810)와 중첩해서 형성될 수 있다. 부하(1808)는 해동을 위해 캐비티(1806)에 배치되는 부하이다. 부하(1808)는 예컨대, 식품 부하 또는 해동될, 녹여질 또는 가열될 다른 부하일 수도 있다. 선반(1804)는 도 17에 도시된 전극(1704, 1706, 1708)과 유사하게 배열 및 구성될 수 있는 하나 이상의 전극(1812)을 포함한다.
서랍(1802)이 유전체 재료 내에 또는 그 위에 형성된 전극을 포함하는 실시예에서, 서랍 전극은 서랍(1802)이 시스템에 완전히 설치될 때 선반(1804)의 전극(1812)과 대향해서 마주보도록 형성될 수 있다. 서랍 전극은 또한 서랍(1802)의 내부 벽에 또는 그 아래에 형성된 도전성 트레이스를 통해 측부 레일(1814)에 인가되는 전압 기준 신호(또는 접지 신호)를 수신할 수 있다.
본 명세서에 설명되고 도면에 도시된 방법과 관련된 동작의 순서는 예시적인 실시예들에 대응하고, 동작 순서를 도시된 순서로만 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 대신, 일부 동작은 상이한 순서로 수행될 수도 있고 및/또는 일부 동작은 동시에 수행될 수도 있다.
본 명세서에 포함된 다양한 도면에 도시된 연결선은, 다양한 요소들 사이의 예시적인 기능적 관계 및/또는 물리적 연결을 나타내기 위한 것이다. 다수의 대안의 또는 추가의 기능적 관계 또는 물리적 접속이 청구 대상의 실시예에 존재할 수 있음을 알아야 한다. 나아가, 특정 용어는 참조를 위한 것일 뿐 한정의 의미가 아니며, 정황상 명백하게 표시되어 있지 않다면 구조를 가리키는 "제 1", "제 2" 및 다른 수치 용어는 차례 혹은 순서를 나타내는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "노드"는 해당 신호, 논리 레벨, 전압, 데이터 패턴, 전류, 또는 양이 존재하는, 임의의 내부 또는 외부 기준점, 접속점, 접합점, 신호선, 도전 요소 등을 의미한다. 또한, 2 이상의 노드는 하나의 물리적 요소에 의해 실현될 수 있다(그리고 2개 이상의 신호는 공통 노드에서 수신되거나 출력되더라도, 멀티플렉스, 변조 또는 다른 방식으로 구별될 수 있다).
전술한 설명은 서로 "접속된" 또는 "연결된" 요소 또는 노드 또는 피쳐에 관한 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 별도로 명시적으로 언급되지 않는 한, "접속된"이라는 것은 하나의 요소가 다른 요소에 직접적으로 결합되거나(또는 직접적으로 통신하거나), 반드시 기계적으로 결합되는 것은 아니라는 것을 의미한다. 마찬가지로, 별도로 언급하지 않는 한, "연결된"이라는 것은 한 요소가 다른 요소에 직접 또는 간접적으로 결합되는(또는 직접 또는 간접적으로 통신하는) 것을 의미하며 반드시 기계적으로 연결되는 것은 아니다. 따라서, 도면에 도시된 개략도는 요소의 하나의 예시적인 배열을 도시하지만, 도시된 청구 대상의 실시예에 추가적인 중간 요소, 장치, 피쳐 혹은 컴포넌트가 존재할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 시스템은 RF 신호를 생성할 수 있는 무선 주파수(RF) 신호원, 제 1 전극을 포함하는 제 1 구조체, 제 2 구조체 및 제 2 도전성 피쳐를 포함할 수 있다. 제 2 도전성 구조체는, 제 2 구조체가 제 1 구조체와 물리적으로 맞물릴 때 제 1 전극과 적어도 부분적으로 수직으로 중첩되는 제 2 전극, 및 제 2 구조체에 영구적으로 연결되는 제 1 도전성 구조체를 포함할 수 있다. 제 1 구조체는 RF 신호원에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 구조체와 제 2 구조체는 비영구적인 방식으로 서로 물리적으로 맞물려서 제 1 구조체와 제 2 구조체 사이에 캐비티를 생성할 수 있다. 제 2 도전성 피쳐는 제 2 구조체가 제 1 구조체와 완전히 물리적으로 맞물릴 때 제 1 도전성 피쳐에 물리적 및 전기적으로 접속될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 구조체는 선반을 포함할 수 있다. 제 2 구조체는 착탈가능한 서랍의 일부를 형성하는 착탈가능한 플랫폼을 포함할 수 있다. 제 1 도전성 피쳐는 제 2 전극에 영구적으로 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 착탈가능한 서랍은 전체적으로 도전성 재료로 형성될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 착탈가능한 서랍은, 제 1 도전성 피쳐가 접속되는 측부 레일과, 제 2 전극이 그 위에 혹은 그 안에 형성되는 유전체 재료와, 유전체 재료 내에 혹은 유전체 재료 상에 형성되며 제 2 전극을 제 1 도전성 피쳐에 전기적으로 접속시키는 하나 이상의 도전성 트레이스를 포함할 수 있다. 제 1 도전성 피쳐는 측부 레일과 일체로 형성될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 시스템은, 제 2 도전성 피쳐에 전기적으로 연결되는 전압 기준과, 측부 레일을 삽입 가능한 채널을 더 포함할 수 있다. 제 1 도전성 피쳐 및 제 2 도전성 피쳐는 측부 레일이 채널에 완전히 삽입되면 접속되어서 제 2 전극과 전압 기준 사이에 전기 경로를 제공할 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 제 2 도전성 피쳐는 채널의 상부 내부 표면에 위치될 수 있다. 채널은, 채널의 바닥 내부 표면의 일부에 형성되는 너브를 포함할 수 있다. 측부 레일의 제 1 도전성 피쳐는, 측부 레일이 채널에 완전히 삽입될 때, 채널의 상부 내부 표면에서 너브에 의해서 제 2 도전성 피쳐와 전기적인 접촉을 유지할 수 있다. 너브는 나일론 혹은 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)으로 형성될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 측부 레일은 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 포함할 수 있다. 제 1 부분은 제 1 축을 따라 연장되며, 측부 레일이 채널 내에 완전히 삽입될 때 너브 및 채널의 상부 내부 표면과 접촉되는 말단부를 포함할 수 있다. 제 2 부분은 제 1 축에 평행한 제 2 축을 따라 연장되고, 측부 레일이 채널 내에 완전히 삽입될 때, 너브가 형성되는 채널의 바닥 내부 표면의 부분과는 다른 채널의 바닥 내부 표면의 추가 부분과 접촉할 수 있다. 제 3 부분은 제 1 축 및 제 2 축과 교차하는 제 3 축을 따라 연장될 수 있고, 제 1 부분을 제 2 부분에 접속시킬 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 시스템은 착탈가능한 플랫폼에 연결되며 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자를 더 포함할 수 있다. 선반은, 제 1 전극에 인접한 제 3 전극과, 제 3 전극 및 제 1 전극에 인접한 제 4 전극과, 식별자에 기초해서, 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 결정하도록 구성된 인식 회로를 포함할 수 있다. 선반은, 제 2 전극의 나타내어진 하나 이상의 피쳐에 기초해서, 제 1 전극, 제 3 전극 및 제 4 전극 중 하나 이상에 RF 신호를 선택적으로 인가할 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 시스템은, RF 신호를 생성하는 RF 신호원과, 제 1 전극을 포함하는 선반과, RF 신호원과 제 1 전극 사이에서 시스템의 캐비티에 근접하여 위치되는 전송 경로와, 선반 아래에 배치되고, 제 1 전극과 대향해서 마주보도록 배치된 제 2 전극을 포함하는 착탈가능한 플랫폼을 포함할 수 있다. 전송 경로는 RF 신호원으로부터 제 1 전극으로 RF 신호를 전달할 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 착탈가능한 플랫폼은 착탈가능한 서랍의 일부를 형성하고, 이 착탈가능한 서랍은, 착탈가능한 서랍의 측부에 영구적으로 접속된 도전성 측부 레일과, 제 2 전극이 배치된 유전체 재료와, 유전체 재료상에 배치되고 제 2 전극을 도전성 측부 레일에 전기적으로 접속하고 하나 이상의 도전성 트레이스를 포함한다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 시스템은 착탈가능한 플랫폼과 접촉하고, 착탈가능한 서랍을 선반과 접촉하도록 푸시할 수 있는 지지 구조체를 포함할 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 선반은, 전압 기준과, 도전성 측부 레일 및 전압 기준과 전기적으로 접촉하는 도전성 단자를 포함할 수 있다. 도전성 단자는 도전성 측부 레일을 전압 기준에 전기적으로 연결할 수 있다. 지지 구조체는 착탈가능한 서랍의 착탈가능한 플랫폼에 압력을 가해서, 도전성 단자와 도전성 측부 레일 사이의 전기 접촉을 유지할 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 서랍은, 착탈가능한 플랫폼 상에 배치되어서 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자를 포함할 수 있다. 선반은, 제 1 전극에 인접한 제 3 전극과, 제 3 전극 및 제 1 전극에 인접한 제 4 전극과, 식별자에 기초하여, 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 결정할 수 있도록 구성된 인식 회로를 포함할 수 있다. 선반은, 나타내어진 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐에 기초해서, 제 1 전극, 제 3 전극 및/또는 제 4 전극에 RF 신호를 선택적으로 인가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 선반 아래에 삽입되어 캐비티를 형성하도록 구성된 서랍은, 서랍의 플랫폼 상에 형성된 전극과, 전극에 전기적으로 연결된 도전성 측부 레일을 포함할 수 있다. 전극은 서랍이 선반 아래에 삽입될 때, 전극이 선반의 제 2 전극과 중첩될 수 있다. 도전성 측부 레일은 선반의 금속 채널에 삽입될 수 있다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 서랍은, 서랍의 플랫폼 상에 형성되고 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자와, 서랍의 유전체 내부 바닥벽 및 서랍의 내부 측벽에 형성된 도전성 트레이스를 더 포함할 수 있다. 도전성 트레이스는 도전성 측부 레일을 전극에 전기적으로 연결할 수 있다.
전술한 상세한 설명에 적어도 하나의 예시적인 실시예가 제시되었지만, 많은 수의 변형계가 존재한다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에서 설명되는 예시적인 실시예 또는 실시예들은, 어떤 식으로도 청구되는 청구 대상의 범주, 적용 가능성 또는 구성을 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 전술한 상세한 설명은 설명되는 실시예 또는 실시예를 구현하기 위한 편리한 부하 맵을 당업자에게 제공할 것이다. 본 특허 출원시에 공지된 등가물 및 예측 가능한 균등물을 포함해서, 청구 범위에 정의된 범위를 벗어나지 않으면서 요소의 기능 및 배열에 다양한 변경이 행해질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
Claims (20)
- 시스템으로서,
무선 주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 RF 신호원과,
제 1 전극을 포함하는 제 1 구조체 - 상기 제 1 전극은 상기 RF 신호원에 전기적으로 연결됨 - 와,
착탈가능한 서랍 - 상기 제 1 구조체 및 상기 착탈가능한 서랍은 비영구적인 방식으로 서로 물리적으로 맞물려서 상기 제 1 구조체와 상기 착탈가능한 서랍 사이에 캐비티를 생성하고, 상기 착탈가능한 서랍은,
상기 착탈가능한 서랍이 상기 제 1 구조체와 물리적으로 맞물릴 때 상기 제 1 전극과 적어도 부분적으로 수직으로 중첩되는 제 2 전극과,
상기 착탈가능한 서랍에 영구적으로 연결되고 상기 제 2 전극에 영구적으로 전기적으로 연결되는 제 1 도전성 피쳐와,
상기 제 1 도전성 피쳐가 접속되는 측부 레일(a side rail)과,
상기 제 2 전극이 위에 혹은 안에 형성되는 유전체 재료와,
상기 유전체 재료 내에 혹은 상기 유전체 재료 상에 형성되며 상기 제 2 전극을 상기 제 1 도전성 피쳐에 전기적으로 접속시키는 하나 이상의 도전성 트레이스
를 포함함 - 과,
상기 착탈가능한 서랍이 상기 제 1 구조체와 완전히 물리적으로 맞물릴 때 상기 제 1 도전성 피쳐에 물리적 및 전기적으로 접속되도록 구성되는 제 2 도전성 피쳐
를 포함하는
시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도전성 피쳐는 상기 측부 레일과 일체로 형성되는
시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 도전성 피쳐에 전기적으로 연결되는 전압 기준과,
상기 측부 레일이 삽입 가능한 채널
을 더 포함하고,
상기 측부 레일이 상기 채널에 완전히 삽입되면 상기 제 1 도전성 피쳐와 상기 제 2 도전성 피쳐가 접속되어서 상기 제 2 전극과 상기 전압 기준 사이에 전기 경로를 제공하는
시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 도전성 피쳐는 상기 채널의 상부 내부 표면(a top interior surface)에 위치되고,
상기 채널은 상기 채널의 바닥 내부 표면의 부분에 형성되는 너브(a nub)를 포함하며,
상기 측부 레일의 상기 제 1 도전성 피쳐는, 상기 측부 레일이 상기 채널에 완전히 삽입될 때, 상기 채널의 상부 내부 표면에서 상기 너브에 의해서 상기 제 2 도전성 피쳐와 전기적인 접촉을 유지하는
시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 너브는 나일론 혹은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluorethylene)으로 형성되는
시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 측부 레일은,
제 1 축을 따라 연장되며, 상기 측부 레일이 상기 채널 내에 완전히 삽입될 때 상기 너브 및 상기 채널의 상기 상부 내부 표면과 접촉되는 말단부를 포함하는 제 1 부분과,
상기 제 1 축에 평행한 제 2 축을 따라 연장되고, 상기 측부 레일이 상기 채널 내에 완전히 삽입될 때, 상기 너브가 형성되는 상기 채널의 바닥 내부 표면의 상기 부분과는 다른 상기 채널의 상기 바닥 내부 표면의 추가 부분과 접촉하는 제 2 부분과,
상기 제 1 축 및 상기 제 2 축과 교차하는 제 3 축을 따라 연장되고, 상기 제 1 부분을 상기 제 2 부분에 접속시키는 제 3 부분
을 포함하는
시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 착탈가능한 서랍에 연결되며 상기 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자
를 더 포함하는 시스템.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 구조체는,
상기 제 1 전극에 인접한 제 3 전극과,
상기 제 3 전극 및 상기 제 1 전극에 인접한 제 4 전극과,
상기 식별자에 기초해서, 상기 제 2 전극의 상기 하나 이상의 피쳐를 결정하도록 구성된 인식 회로
를 더 포함하는
시스템.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 구조체는, 상기 제 2 전극의 상기 하나 이상의 피쳐에 기초해서, 상기 제 1 전극, 상기 제 3 전극 및 상기 제 4 전극 중 하나 이상에 상기 RF 신호를 선택적으로 인가하는
시스템.
- 시스템으로서,
무선 주파수(RF) 신호를 생성하도록 구성된 RF 신호원과,
제 1 전극을 포함하는 선반과,
상기 시스템의 캐비티에 근접하여 위치되는 상기 제 1 전극과 상기 RF 신호원 사이의 전송 경로 - 상기 전송 경로는 상기 RF 신호원으로부터 상기 제 1 전극으로 상기 RF 신호를 전달하도록 구성됨 - 와,
상기 선반 아래에 배치되고, 상기 제 1 전극과 대향해서 마주보도록 배치된 제 2 전극을 포함하는 착탈가능한 플랫폼
을 포함하고,
상기 착탈가능한 플랫폼은 착탈가능한 서랍의 일부를 형성하고, 상기 착탈가능한 서랍은,
상기 착탈가능한 서랍의 측부에 영구적으로 접속된 도전성 측부 레일과,
상기 제 2 전극이 배치된 유전체 재료와,
상기 유전체 재료 상에 배치되고 상기 제 2 전극을 상기 도전성 측부 레일에 전기적으로 접속하는 하나 이상의 도전성 트레이스
를 포함하는 시스템.
- 삭제
- 제 13 항에 있어서,
상기 착탈가능한 플랫폼과 접촉하고, 상기 착탈가능한 서랍을 상기 선반과 접촉하도록 푸시하도록 구성된 지지 구조체
를 더 포함하는 시스템.
- 제 15 항에 있어서,
상기 선반은,
전압 기준과,
상기 도전성 측부 레일 및 상기 전압 기준과 전기적으로 접촉하는 도전성 단자
를 포함하고,
상기 도전성 단자는 상기 도전성 측부 레일을 상기 전압 기준에 전기적으로 연결하며,
상기 지지 구조체는 상기 착탈가능한 서랍의 상기 착탈가능한 플랫폼에 압력을 가해서, 상기 도전성 단자와 상기 도전성 측부 레일 사이의 전기 접촉을 유지하도록 구성되는
시스템.
- 제 13 항에 있어서,
상기 착탈가능한 서랍은, 상기 착탈가능한 플랫폼 상에 배치되어서 상기 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자를 포함하는
시스템.
- 제 17 항에 있어서,
상기 선반은,
상기 제 1 전극에 인접한 제 3 전극과,
상기 제 3 전극 및 상기 제 1 전극에 인접한 제 4 전극과,
상기 식별자에 기초하여, 상기 제 2 전극의 상기 하나 이상의 피쳐를 결정하도록 구성된 인식 회로를 더 포함하고,
상기 선반은, 상기 제 2 전극의 상기 하나 이상의 피쳐에 기초해서, 상기 제 1 전극, 상기 제 3 전극 및 상기 제 4 전극 중 하나 이상에 상기 RF 신호를 선택적으로 인가하는
시스템.
- 선반 아래에 비영구적 방식으로 삽입되어 캐비티를 형성하도록 구성된 서랍으로서,
상기 서랍의 플랫폼 상에 형성된 제 1 전극 - 상기 서랍이 상기 선반 아래에 삽입될 때, 상기 제 1 전극이 상기 선반의 제 2 전극과 중첩됨 - 과,
상기 서랍에 영구적으로 연결되고 상기 제 1 전극에 영구적으로 전기적으로 연결되는 도전성 피쳐와,
상기 도전성 피쳐가 접속되는 도전성 측부 레일 - 상기 도전성 측부 레일은 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되고 상기 선반의 금속 채널에 삽입되도록 구성됨 - 과,
상기 제 1 전극이 위에 혹은 안에 형성되는 유전체 재료와,
상기 유전체 재료 내에 혹은 상기 유전체 재료 상에 형성되며 상기 제 1 전극을 상기 도전성 피쳐에 전기적으로 접속시키는 하나 이상의 도전성 트레이스
를 포함하는 서랍.
- 선반 아래에 삽입되어 캐비티를 형성하도록 구성된 서랍으로서,
상기 서랍의 플랫폼 상에 형성된 제 1 전극 - 상기 서랍이 상기 선반 아래에 삽입될 때, 상기 제 1 전극은 상기 선반의 제 2 전극과 중첩됨 - 과,
상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 선반의 금속 채널에 삽입되도록 구성된 도전성 측부 레일과,
상기 서랍의 플랫폼 상에 형성되고 상기 제 2 전극의 하나 이상의 피쳐를 나타내는 식별자와,
상기 서랍의 유전체 내부 바닥벽 및 상기 서랍의 내부 측벽에 형성되어서, 상기 도전성 측부 레일을 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결하는 도전성 트레이스
를 포함하는 서랍.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB621320A (en) | 1947-02-18 | 1949-04-07 | Ti Group Services Ltd | Improvements relating to methods of electrical cooking |
| US2633400A (en) * | 1950-02-27 | 1953-03-31 | Roper Corp Geo D | Rack and rack support assembly |
| GB844154A (en) | 1956-01-24 | 1960-08-10 | Radio Heaters Ltd | Improvements in or relating to apparatus for heating foodstuffs |
| US3271169A (en) | 1963-02-01 | 1966-09-06 | Litton Prec Products Inc | Food package for microwave heating |
| US3302632A (en) | 1963-12-06 | 1967-02-07 | Wells Mfg Company | Microwave cooking utensil |
| US3797870A (en) * | 1972-04-21 | 1974-03-19 | Keystone Consolidated Ind Inc | Flush mounted handle, latch bolt, lock and housing assembly |
| JPS53104463A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-11 | Hitachi Ltd | Cold store |
| JPS53153558U (ko) * | 1977-05-11 | 1978-12-02 | ||
| JPS5579970A (en) | 1978-12-11 | 1980-06-16 | Hitachi Ltd | Refrigerating*cold storage chamber with thawing chamber |
| US4333521A (en) | 1979-12-31 | 1982-06-08 | General Electric Company | Apparatus for thawing frozen food |
| US4303820A (en) | 1979-12-31 | 1981-12-01 | General Electric Company | Capacitative apparatus for thawing frozen food in a refrigeration appliance |
| JPS5948983B2 (ja) | 1980-12-18 | 1984-11-30 | 松下電器産業株式会社 | 高周波解凍装置 |
| JPS62784A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫の引出し式ケ−ス前面蓋支持構造 |
| NL8602956A (nl) * | 1986-11-21 | 1988-06-16 | I K International B V | Inrichting voor het verhitten van een produkt door middel van dielektrische hoogfrequent verhitting. |
| US4978826A (en) | 1986-11-21 | 1990-12-18 | Super M Associates | High frequency oven with plural heating levels and an improved efficiency of power transfer |
| JPH0541971A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-23 | Nissin Kogyo Kk | 食品用解凍方法およびその装置 |
| US5266766A (en) * | 1992-02-28 | 1993-11-30 | William Hecox | Progressive radio frequency dielectric oven with infra-red radiation |
| US5556567A (en) * | 1994-05-09 | 1996-09-17 | Henny Penny Corporation | System and process for controlling dielectric ovens |
| US5541392A (en) * | 1994-05-09 | 1996-07-30 | Henny Penny Corporation | Product tray for dielectric oven |
| IT1287613B1 (it) * | 1996-12-23 | 1998-08-06 | Fiorucci Spa Cesare | Apparecchiatura industriale per riscaldare prodotti alimentari, in particolare prodotti carnei, mediante un campo elettromagnetico |
| AU729352B2 (en) | 1997-03-17 | 2001-02-01 | Ishikawa, Yasuo | Method and equipment for treating electrostatic field and electrode used therein |
| US6657173B2 (en) | 1998-04-21 | 2003-12-02 | State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Variable frequency automated capacitive radio frequency (RF) dielectric heating system |
| ATE224328T1 (de) | 1999-06-11 | 2002-10-15 | Nestle Sa | Mikrowellenbehälter für gefrorene lebensmittel und sein gebrauchsverfahren |
| JP4121258B2 (ja) | 2001-07-13 | 2008-07-23 | 山本ビニター株式会社 | 解凍装置 |
| JP2003038148A (ja) | 2001-07-26 | 2003-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波解凍装置 |
| JP4120416B2 (ja) | 2003-02-13 | 2008-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
| JP2004278889A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波加熱装置 |
| JP4311997B2 (ja) | 2003-07-09 | 2009-08-12 | パナソニック株式会社 | 加熱装置 |
| JP2005129335A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波加熱装置 |
| US7157675B2 (en) * | 2004-04-28 | 2007-01-02 | Imura International U.S.A. Inc. | Radio frequency identification controlled heatable objects |
| JP2006128075A (ja) | 2004-10-01 | 2006-05-18 | Seiko Epson Corp | 高周波加熱装置、半導体製造装置および光源装置 |
| EP3585135A1 (en) | 2006-02-21 | 2019-12-25 | Goji Limited | Electromagnetic heating |
| EP2566297B1 (en) | 2008-11-10 | 2016-04-27 | Goji Limited | Device and method for controlling energy |
| GB2465542A (en) * | 2008-11-25 | 2010-05-26 | Advanced Heat Engineering Ltd | Use of auxiliary electrodes in RF heating |
| KR101685353B1 (ko) | 2009-07-21 | 2016-12-12 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
| WO2011058537A1 (en) | 2009-11-10 | 2011-05-19 | Goji Ltd. | Device and method for controlling energy |
| WO2012001523A2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Goji Ltd. | Processing objects by radio frequency (rf) energy |
| JP4993004B2 (ja) | 2010-07-09 | 2012-08-08 | 三菱電機株式会社 | 冷凍保存方法および冷凍保存装置 |
| JP5535116B2 (ja) | 2011-03-30 | 2014-07-02 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP2013111107A (ja) | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Panasonic Corp | 調理器具およびそれを用いた加熱装置 |
| CN104067450B (zh) * | 2012-01-20 | 2017-10-10 | 矢崎总业株式会社 | 电连接器及其制造方法 |
| US9484874B2 (en) | 2012-11-16 | 2016-11-01 | Nokia Solutions And Networks Oy | Input amplitude modulated outphasing with an unmatched combiner |
| TWM478803U (zh) | 2013-10-01 | 2014-05-21 | Jian-Qi Chen | 具除霜功能之急速冷凍凝板設備 |
| EP2953425B1 (en) | 2014-06-03 | 2019-08-21 | Ampleon Netherlands B.V. | Radio frequency heating apparatus |
| EP3060029B1 (en) * | 2015-02-17 | 2017-07-19 | Illinois Tool Works Inc. | Apparatus and method for defrosting and/or cooking foods |
| US20170181455A1 (en) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | Illinois Tool Works, Inc. | Apparatus and method for heating food products |
| EP3280225B1 (en) | 2016-08-05 | 2020-10-07 | NXP USA, Inc. | Defrosting apparatus with lumped inductive matching network and methods of operation thereof |
| JP7192248B2 (ja) * | 2017-10-18 | 2022-12-20 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 高周波誘電加熱装置 |
| CN108521691A (zh) | 2018-03-19 | 2018-09-11 | 上海点为智能科技有限责任公司 | 射频解冻加热设备 |
| CN108812854A (zh) | 2018-05-08 | 2018-11-16 | 上海点为智能科技有限责任公司 | 射频解冻系统 |
| CN109259045A (zh) | 2018-10-19 | 2019-01-25 | 恩智浦美国有限公司 | 具有可重新定位电极的解冻设备 |
-
2017
- 2017-09-29 US US15/721,256 patent/US11160145B2/en active Active
-
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