KR102329134B1 - 조리 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

조리 장치는 조리 용기가 놓여지는 쿠킹 플레이트; 상기 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일; 상기 복수의 유도 가열 코일에 구동 전력을 공급하는 복수의 구동부; 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹을 각각 구동하도록 상기 복수의 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 복수의 구동부 중 제1 구동부로부터 출력되는 전력이 증가되고, 상기 복수의 구동부 중 제2 구동부로부터 출력되는 전력이 감소되도록 상기 복수의 구동부를 제어할 수 있다.

Description

조리 장치 및 그 제어 방법{COOKING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 조리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 인덕션 코일을 구비한 조리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유도 가열 조리기기는 유도 가열의 원리를 이용하여 조리 용기를 가열 조리하는 조리기기이다. 유도 가열 조리기기는 조리 용기가 올려 놓이는 조리대와, 전류가 인가되면 자기장을 발생시키는 유도 가열 코일을 구비할 수 있다.
유도 가열 코일에 전류가 인가되어 자기장이 발생되면 조리 용기에 2차 전류가 유도되고, 조리 용기 자체의 전기적 저항 성분에 의해 줄열(Joule Heat)이 발생하게 된다. 줄열에 의하여 조리 용기가 가열되고 조리 용기에 담긴 조리물이 가열되게 된다.
이러한 유도 가열 조리기기는 가스나 기름 등의 화석 연료를 연소시켜 그 연소열을 통해 조리 용기를 가열하는 가스 레인지나 등유 풍로 등에 비하여 급속 가열이 가능하고, 유해 가스의 발생이 없으며, 화재 발생의 위험이 없다는 장점이 있다.
최근에는 유도 가열 조리기기 상의 어느 위치에라도 조리 용기를 올려 놓으면, 자동으로 조리 용기를 가열하는 유도 가열 조리기기가 개발되고 있다. 이러한 유도 가열 조리기기는 다수의 유도 가열 코일들을 포함하며, 유도 가열 코일들보다 적은 개수의 구동 회로들이 다수의 유도 가열 코일들을 구동한다.
개시된 발명의 일 측면은 복수의 유도 가열 코일들을 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 다른 일 측면은 복수의 유도 가열 코일들을 구동하는 복수의 구동 회로들을 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 다른 일 측면은 복수의 유도 가열 코일들을 복수의 그룹으로 분할하고, 복수의 구동 회로들 각각이 복수의 그룹의 유도 가열 코일들을 구동하는 유도 가열 조리기기를 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 조리 장치는 조리 용기가 놓여지는 쿠킹 플레이트; 상기 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일; 상기 복수의 유도 가열 코일에 구동 전력을 공급하는 복수의 구동부; 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹을 각각 구동하도록 상기 복수의 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 구동부 중 제1 구동부로부터 출력되는 전력이 증가되고, 상기 복수의 구동부 중 제2 구동부로부터 출력되는 전력이 감소되도록 상기 복수의 구동부를 제어할 수 있다.
상기 조리 장치는 사용자로부터 상기 조리 장치의 출력에 관한 정보를 수신하는 유저 인터페이스를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 조리 장치의 출력에 관한 정보를 기초로 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 그룹 각각에 포함된 유도 가열 코일의 개수를 기초로 상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력을 판단할 수 있다.
상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력은 상기 복수의 구동부 각각이 구동하는 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수에 비례할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 구동부가 출력하는 전력을 조절하는 오프셋 파워를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 기초로 상기 오프셋 파워를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 차이를 기초로 상기 오프셋 파워를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력이 상기 오프셋 파워만큼 증가하고, 상기 제2 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 감소하도록 상기 복수의 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일의 위치에 따라 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할할 수 있다.
상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 조리 장치의 제어 방법은, 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일을 포함하는 조리 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 복수의 유도 가열 코일 중에 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 판단하고; 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고; 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹에 각각 구동 전력을 공급하는 것을 포함하고, 상기 복수의 구동부 중 제1 구동부로부터 출력되는 전력이 증가되고, 상기 복수의 구동부 중 제2 구동부로부터 출력되는 전력이 감소될 수 있다.
상기 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹에 각각 구동 전력을 공급하는 것은 상기 복수의 그룹 각각에 포함된 유도 가열 코일의 개수를 기초로 상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력을 판단하는 것을 포함하고, 상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력은 상기 복수의 구동부 각각이 구동하는 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수에 비례할 수 있다.
상기 제어 방법은 상기 제1 및 제2 구동부가 출력하는 전력을 조절하는 오프셋 파워를 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 오프셋 파워를 판단하는 것은 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
상기 오프셋 파워를 판단하는 것은 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 차이를 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제어 방법은 상기 제1 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 증가시키고; 상기 상기 제2 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 것은 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일의 위치에 따라 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 조리 장치는 조리 용기가 놓여지는 쿠킹 플레이트; 상기 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일; 상기 복수의 유도 가열 코일에 구동 전력을 공급하는 제1 및 제2 구동부; 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할하고, 상기 제1 및 제2 구동부가 각각 제1 및 제2 그룹에 속하는 유도 가열 코일을 구동하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 비율은 상기 제1 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수와 상기 제2 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수 사이의 비율과 상이하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 유도 가열 코일들을 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 복수의 유도 가열 코일들을 구동하는 복수의 구동 회로들을 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공할 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면, 복수의 유도 가열 코일들을 복수의 그룹으로 분할하고, 복수의 구동 회로들 각각이 복수의 그룹의 유도 가열 코일들을 구동하는 유도 가열 조리기기를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 화상 형성 장치의 외관을 도시한다.
도 2은 일 실시예에 의한 조리 장치의 내부를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 조리 장치가 조리 용기를 가열하는 방법을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 조리 장치의 구성을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 조리 장치에 포함된 유도 가열 코일, 용기 센서 및 온도 센서를 도시한다.
도 6은 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시한다.
도 7 및 도 8는 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부와 유도 가열 코일의 전류 흐름을 도시한다.
도 9 및 도 10은 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 스위칭 주기에 따른 유도 가열 코일의 전류의 크기를 도시한다.
도 11는 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 조리 장치의 가열 방법의 일 예를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 일 예를 도시한다.
도 14는 도 13에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 일 예를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 다른 일 예를 도시한다.
도 16, 도 17 및 도 18은 각각 도 15에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 일 예를 도시한다.
도 19는 도 13에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 확대 도시한다.
도 20은 도 18에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 확대 도시한다.
도 21은 일 실시예에 의한 조리 장치의 가열 방법의 다른 일 예를 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 다른 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 조리 장치의 외관을 도시한다. 도 2은 일 실시예에 의한 조리 장치의 내부를 도시한다. 또한, 도 3은 일 실시예에 의한 조리 장치가 조리 용기를 가열하는 방법을 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 조리 장치(100)는 조리 장치(100)의 외관을 형성하고, 조리 장치(100)를 구성하는 각종 부품이 설치되는 본체(101)를 포함할 수 있다.
본체(101)의 상면(101a)에는 조리 용기(1)가 놓여질 수 있는 평판 형상을 갖는 쿠킹 플레이트(102)이 마련될 수 있다. 쿠킹 플레이트(102)은 쉽게 파손되지 않도록 세라믹 글라스(ceramic glass) 등의 강화 유로 구성될 수 있다.
쿠킹 플레이트(102)의 일 측에는 사용자로부터 제어 명령을 수신하고, 사용자에게 조리 장치(100)의 동작 정보를 표시하는 유저 인터페이스(120)가 마련될 수 있다. 다만, 유저 인터페이스(120)의 위치는 쿠킹 플레이트(102) 상에 한정되는 것은 아니며, 본체(101)의 정면(101b) 및/또는 측면(101c) 등 다양한 위치에 마련될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 쿠킹 플레이트(102)의 아래에는 조리 용기(1)를 가열하는 복수의 유도 가열 코일(201)와, 유저 인터페이스(120)를 구현하는 메인 어셈블리(250)을 포함하는 가열 층(200)이 마련될 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(201) 각각은 조리 용기(1)를 가열하기 위한 자기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다.
예를 들어, 유도 가열 코일(201)에 구동 전류가 공급되면, 도 3에 도시된 바와 같이 유도 가열 코일(201)의 주변에 자기장(B)이 유도될 수 있다. 특히, 유도 가열 코일(201)에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 전류, 즉 교류 전류가 공급되면, 유도 가열 코일(201)의 주변에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장(B)이 유도될 수 있다.
유도 가열 코일(201) 주변의 자기장(B)은 강화 유리로 구성된 쿠킹 플레이트(102)를 통과할 수 있으며, 쿠킹 플레이트(102) 위에 놓여진 조리 용기(1)에 도달할 수 있다.
시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장(B)으로 인하여 조리 용기(1)에는 자기장(B)을 중심으로 회전하는 와전류(eddy current) (EI)가 발생할 수 있다. 이와 같이, 시간적으로 변화하는 자기장(B)으로 인하여 와전류가 발생하는 현상을 전자기 유도 현상이라 한다. 와전류(EI)로 인하여 조리 용기(1)에는 전기 저항 열이 발생할 수 있다. 전기 저항 열은 저항체에 전류가 흐를 때 저항체에 발생하는 열로써, 줄 열(Joule Heat)이라고도 한다. 이러한 전기 저항 열에 의하여 조리 용기(1)가 가열되며, 조리 용기(1)에 담긴 조리물이 가열될 수 있다.
이처럼, 복수의 유도 가열 코일(201) 각각은 전자기 유도 현상과 전기 저항 열을 이용하여 조리 용기(1)를 가열할 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(201)은 쿠킹 플레이트(102)의 아래에 미리 정해진 패턴으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 유도 가열 코일(201)은 열과 행을 맞춰 매트릭스(matrix)와 같이 배치될 수 있다. 다시 말해, 복수의 유도 가열 코일(201)은 본체(101)의 전방으로부터 후방으로 미리 정해진 간격으로 배치되고, 본체(101)의 우측으로부터 좌측으로 미리 정해진 간격으로 배치될 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(201)의 배치는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 복수의 유도 가열 코일(201)는 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 유도 가열 코일(201)는 유도 가열 코일(201) 사이의 거리가 최소화되도록 벌집 형태로 배치될 수 있다.
쿠킹 플레이트(102)의 일측에 마련된 유저 인터페이스(120)의 아래에는 유저 인터페이스(120)를 구현하는 메인 어셈블리(250)가 마련될 수 있다. 메인 어셈블리(250)는 유저 인터페이스(120)를 구현하기 위한 디스플레이, 스위치 소자, 집적 회로 소자 등과, 이들이 설치되는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)을 포함하는 인쇄 기판 어셈블리(Printed Board Assembly, PBA)일 수 있다.
메인 어셈블리(250)의 위치는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유저 인터페이스(120)가 본체(101)의 전면(101b)에 설치되는 경우, 메인 어셈블리(250)는 가열 층(200)과 별도로 본체(101)의 전면(101b) 후방에 배치될 수 있다.
가열 층(200)의 아래에는 복수의 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급하기 위한 회로를 구현하는 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)를 포함하는 구동 층(300)이 마련될 수 있다.
구동 층(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)를 포함할 수 있으며, 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332) 각각은 구동 전류를 공급하기 위한 스위치 소자, 집적 회로 소자 등과, 이들이 설치되는 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)은 조리 용기(1)의 존부를 검출하고 조리 용기(1)의 온도를 감지하는 감지 회로가 설치된 서브 어셈블리(311)와, 복수의 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급하는 구동 회로가 설치된 구동 어셈블리(321, 322)와, 구동 회로에 전력을 공급하는 전원 회로가 설치된 전원 어셈블리(331, 332)를 포함할 수 있다.
이처럼, 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 각각 별도의 인쇄 기판 어셈블리에 설치함으로 인하여, 조리 장치(100)의 제조 공정에 있어서 조립성이 향상될 수 있다. 다시 말해, 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 하나의 인쇄 기판 어셈블리에 설치하는 것에 비하여, 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 각각 서브 어셈블리(311)와, 구동 어셈블리(321, 322)와, 전원 어셈블리(331, 332)에 설치하는 것이 인쇄 기판 어셈블리의 제작에 용이하다. 또한, 큰 크기의 인쇄 기판 어셈블리를 본체에 조립하는 것에 비하여, 작은 크기의 인쇄 기판 어셈블리 여러 개를 본체에 조립하는 것이 조립에 용이하다.
감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 각각 별도의 인쇄 기판 어셈블리에 설치함으로 인하여, 조리 장치(100)의 유지 관리가 용이하다. 다시 말해, 인쇄 기판 어셈블리들 중 어느 하나에 불량이 발생하더라도 불량이 발생된 인쇄 기판 어셈블리를 선별적으로 교체할 수 있다.
감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 각각 별도의 인쇄 기판 어셈블리에 설치함으로 인하여, 회로들 사이의 간섭(interference)이 감소될 수 있다. 예를 들어, 감지 회로가 교류 전력을 공급하는 전원 회로로부터 공간적으로 구분됨으로 인하여 전원 회로로부터 감지 회로로의 노이즈가 확연히 감소될 수 있다.
조리 장치(100)는 다수의 유도 가열 코일(201)을 포함한다. (도 2에 도시된 예에 의하면, 유도 가열 코일은 44개) 따라서, 하나의 구동 회로를 이용하여 모든 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급하는 것은 효율적이지 못할 수 있다.
따라서, 조리 장치(100)는 복수의 구동 회로를 포함할 수 있으며, 복수의 구동 회로는 복수의 구동 어셈블리(321, 322)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 2개의 구동 회로가 2개의 구동 어셈블리(321, 322)에 각각 설치될 수 있다.
유도 가열 코일(201)의 개수(도 2에 도시된 예에 의하면, 유도 가열 코일은 44개)는 구동 어셈블리(321, 322)의 개수(도 2에 도시되 예에 의하면, 구동 어셈블리는 2개) 보다 많다.
따라서, 유도 가열 코일(201)은 구동 어셈블리(321, 322)의 개수의 그룹으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 2개의 구동 어셈블리(321, 322)가 44개의 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급하기 위하여 조리 장치(100)는 유도 가열 코일(201)을 2개의 그룹으로 구분할 수 있다. 다른 예로, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일 즉 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단하고, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 2개의 그룹으로 구분할 수 있다. 또한, 2개의 구동 어셈블리(321, 322)는 2개의 그룹에 속하는 유도 가열 코일(201)을 각각 구동할 수 있다.
구동 어셈블리의 개수와 그룹의 개수는 도 2에 도시된 바에 한정되지 않으며, 구동 어셈블리의 개수와 그룹의 개수는 유도 가열 코일의 개수, 조리 장치(100)의 크기, 구동 회로를 구성하는 소자들의 크기, 유도 가열 코일 각각에 공급되는 구동 전류의 크기, 구동 어셈블리 각각이 출력할 수 있는 전류의 크기 등에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 조리 장치(100)의 크기가 확대되고 유도 가열 코일의 개수가 증가하면, 4개의 구동 회로가 4개의 구동 어셈블리에 각각 설치될 수 있다. 또한, 조리 장치(100)의 크기가 더욱 커지고 유도 가열 코일의 개수가 증가하면 구동 회로는 6개 또는 8개의 구동 어셈블리에 각각 설치될 수 있다.
구동 어셈블리(321, 322)는 서브 어셈블리(311)를 중심으로 양측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 어셈블리(321)는 서브 어셈블리(311)의 좌측에 배치되고, 제2 구동 어셈블리(322)는 서브 어셈블리(311)의 우측에 배치될 수 있다.
전원 회로는 2개의 전원 어셈블리(331, 332)에 설치될 수 있다. 서브 어셈블리(311)의 양측에 배치된 구동 어셈블리(321, 322)에 각각 교류 전력을 공급하기 위하여 구동 어셈블리(321, 322)의 양측에 2개의 전원 어셈블리(331, 332)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 구동 어셈블리(321)의 측면에 제1 전원 어셈블리(331)가 마련되고, 제2 구동 어셈블리(322)의 측면에 제2 전원 어셈블리(332)가 마련될 수 있다.
이상에 설명된 바와 같이, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)를 가열하는 복수의 유도 가열 코일(201)과, 유고 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급하기 위한 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로를 포함할 수 있다. 또한, 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로는 서로 분리된 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)에 설치될 수 있다. 이처럼, 감지 회로, 구동 회로 및 전원 회로가 복수의 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)에 설치됨으로 인하여, 인쇄 기판 어셈블리(311, 321, 322, 331, 332)의 제조 및 조립이 용이해지고, 조리 장치(100)의 생산성이 향상될 수 있다.
이상에서는 조리 장치(100)의 구조 및 기능이 간략히 설명되었다. 이하에서는 조리 장치(100)의 구성 및 각 구성의 기능이 자세하게 설명된다.
도 4는 일 실시예에 의한 조리 장치의 구성을 도시한다. 도 5는 일 실시예에 의한 조리 장치에 포함된 유도 가열 코일, 용기 센서 및 온도 센서를 도시한다. 도 6은 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 일 예를 도시한다. 도 7 및 도 8는 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부와 유도 가열 코일의 전류 흐름을 도시한다. 도 9 및 도 10은 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 스위칭 주기에 따른 유도 가열 코일의 전류의 크기를 도시한다. 또한, 도 11은 일 실시예 의한 조리 장치에 포함된 구동부의 다른 일 예를 도시한다.
도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11을 참조하면, 조리 장치(100)는 복수의 유도 가열 코일(201), 유저 인터페이스(120), 용기 검출부(130), 온도 감지부(140), 제1 구동부(150), 제2 구동부(160) 및 제어부(110)를 포함한다.
복수의 유도 가열 코일(201)은 앞서 설명한 바와 같이 조리 용기(1)를 가열하기 위한 자기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다.
유저 인터페이스(120)는 사용자로부터 터치 입력을 수신하고 사용자의 터치 입력에 대응하여 조리 장치(100)의 동작에 관한 영상을 표시하는 터치 스크린(121)과, 사용자로부터 제어 명령을 수신하는 입력 버튼(122)을 포함할 수 있다.
터치 스크린(121)는 사용자로부터 터치 입력을 수신하는 터치 패널과, 조리 장치(100)의 동작에 관한 영상을 표시하는 디스플레이 패널과, 터치 패널 및 디스플레이 패널의 동작을 제어하는 터치 스크린 컨트롤러를 포함할 수 있다.
터치 스크린(121)은 조리 장치(100)의 동작에 관한 영상을 표시하고, 사용자의 터치 입력을 제어부(110)로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(110)로부터 조리 장치(100)의 동작에 관한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
입력 버튼(122)은, 미리 정해진 제어 명령을 사용자로부터 수신하고 사용자의 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력하는 복수의 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 버튼(122)은 조리 장치(100)의 전원 온/오프 명령을 수신하는 동작 버튼, 조리 장치(100)가 출력하는 자기장 및/또는 전자기장의 세기를 수신하는 파워 업 버튼 및 파워 다운 버튼 등을 포함할 수 있다.
입력 버튼(122)은 푸시 버튼, 슬라이드 버튼, 토글 버튼, 터치 버튼, 다이얼 등 다양한 형태의 버튼(또는 스위치)로 구현될 수 있다.
이처럼, 유저 인터페이스(120)는 사용자로부터 제어 명령을 수신하고, 사용자의 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스(120)는 제어부(110)로부터 조리 장치(100)의 동작에 관한 정보를 수신하고, 조리 장치(100)의 동작에 관한 정보에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.
예를 들어, 유저 인터페이스(120)는 용기 검출부(130)에 의하여 감지된 조리 용기(1)의 위치를 나타내는 영상을 터치 스크린(121)에 표시할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스(120)은 터치 스크린(121)을 통하여 조리 용기(1)를 선택하는 사용자의 터치 입력을 수신하고, 사용자의 터치 입력을 제어부(110)로 출력할 수 있다. 사용자가 입력 버튼(122)을 통하여 조리 장치(100)의 출력 업 명령을 입력하면 유저 인터페이스(120)는 출력 업 명령을 제어부(110)로 출력하고, 사용자가 입력 버튼(122)을 통하여 조리 장치(100)의 출력 다운 명령을 입력하면 유저 인터페이스(120)는 출력 다운 명령을 제어부(110)로 출력할 수 있다.
용기 검출부(130)는 쿠킹 플레이트(102) 상에 놓여진 조리 용기(1)의 위치를 감지할 수 있다. 조리 용기(1)는 쿠킹 플레이트(102) 상의 어느 위치든지 위치할 수 있다. 효율적인 동작을 위하여 조리 장치(100)는 쿠킹 플레이트(102) 상에서 조리 용기(1)의 위치를 감지하고, 조리 용기(1)의 위치에 대응하는 유도 가열 코일(201)을 선택적으로 가동할 수 있다.
용기 검출부(130)는 조리 용기(1)의 위치를 감지하기 위한 복수의 용기 센서(131)와, 용기 센서(131)의 출력을 처리하고 조리 용기(1)의 위치에 관한 정보를 제어부(110)로 출력하는 용기 검출 회로(132)를 포함할 수 있다.
복수의 용기 센서(131) 각각은 복수의 유도 가열 코일(201)의 인근에 설치되며, 유도 가열 코일(201)와 중첩되어 위치하는 조리 용기(1)를 검출할 수 있다. 예를 들어, 용기 센서(131)는 도 5에 도시된 바와 같이 유도 가열 코일(201)의 중심에 위치할 수 있으며, 유도 가열 코일(201)의 중심과 중첩되어 위치하는 조리 용기(1)를 검출할 수 있다. 다만, 용기 센서(131)의 위치는 도 5에 도시된 바에 한정되지 않으며, 유도 가열 코일(201)의 인근 어디라도 설치될 수 있다.
용기 센서(131)는 조리 용기(1)를 검출하기 위한 정전용량 센서를 포함할 수 있다. 구체적으로, 용기 센서(131)는 조리 용기(1)에 의한 정전용량의 변화를 감지할 수 있다. 다만, 용기 센서(131)는 정전용량 센서에 한정되지 않으며, 적외선 센서, 무게 센서, 마이크로 스위치, 멤브레인 스위치 등 쿠킹 플레이트(102)에 놓여진 조리 용기(1)를 검출할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다.
용기 센서(131)는 조리 용기(1)의 검출에 관한 정보를 용기 검출 회로(132)로 출력할 수 있다.
용기 검출 회로(132)는 복수의 용기 센서(131)로부터 조리 용기(1)의 검출 결과를 수신하고, 검출 결과에 따라 조리 용기(1)가 놓여진 위치, 즉 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단할 수 있다.
용기 검출 회로(132)는 복수의 용기 센서(131) (도 2에 도시된 예에 의하면, 44개)로부터 검출 결과를 순서대로 수신하기 위한 멀티플렉서(multiplexer)와, 복수의 용기 센서(131)의 검출 결과를 처리하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함할 수 있다.
용기 검출 회로(132)는 복수의 용기 센서(131)의 검출 결과를 처리한 용기 위치 데이터를 제어부(110)로 출력할 수 있다.
이처럼, 용기 검출부(130)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)를 판단할 수 있으며, 감지 결과를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 제어부(110)는 용기 검출부(130)의 감지 결과를 기초로 유저 인터페이스(120)에 조리 용기(1)의 위치를 표시할 수 있다.
선택적으로, 용기 검출부(131)는 생략될 수 있으며, 제어부(110)는 직접 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단할 수 있다.
예를 들어, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)의 접근에 의한 유도 가열 코일(201)의 인덕턴스 변화를 기초로 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단할 수 있다.
제어부(110)는 미리 정해진 시간 마다 조리 용기(1)를 감지하기 위한 감지 신호를 복수의 유도 가열 코일(201)에 출력하도록 제1 및 제2 구동부(150, 160)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 감지 신호에 의하여 복수의 유도 가열 코일(201) 각각에 흐르는 전류를 감지하도록 제1 및 제2 구동부(150, 160)를 제어할 수 있다.
조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)의 인덕턴스와 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니한 유도 가열 코일(201)의 인덕턴스는 서로 상이하다. 예를 들어, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 인덕턴스가 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니한 유도 가열 코일(201)의 인덕턴스보다 크다. 이는 코일의 인덕턴스는 주변(특히 코일의 중심)의 매질의 투자율에 비례하는데 통상적으로 조리 용기(1)의 투자율은 공기의 투자율보다 크기 때문이다.
또한, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일에 흐르는 교류 전류는 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니한 유도 가열 코일에 흐르는 교류 전류보다 작다.
따라서, 제어부(110)는 유도 가열 코일(201)에 흐르는 교류 전류의 크기를 측정하고 측정된 전류의 크기와 기준 전류 크기를 비교함으로써 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단할 수 있다. 구체적으로, 측정된 전류의 크기가 기준 전류 크기보다 작으면 제어부(110)는 유도 가열 코일(201)이 조리 용기(1)와 중첩된 것으로 판단할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며 조리 장치(100)는 유도 가열 코일(201)에 흐르는 교류 전류의 주파수, 위상 등을 측정함으로써 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 판단할 수 있다.
온도 감지부(140)는 쿠킹 플레이트(102) 상에 놓여진 조리 용기(1)의 온도를 감지할 수 있다. 조리 용기(1)는 유도 가열 코일(201)에 의하여 가열되며, 재질에 따라 과열될 수 있다. 따라서, 안전한 동작을 위하여 조리 장치(100)는 쿠킹 플레이트(102)에 놓여진 조리 용기(1)의 온도를 감지하고, 조리 용기(1)가 과열되면 유도 가열 코일(201)의 동작을 차단할 수 있다.
온도 감지부(140)는 조리 용기(1)의 온도를 감지하기 위한 복수의 온도 센서(141)와, 온도 센서(141)의 출력을 처리하고 조리 용기(1)의 위치에 관한 정보를 제어부(110)로 출력하는 온도 감지 회로(142)를 포함할 수 있다.
복수의 온도 센서(141) 각각은 복수의 유도 가열 코일(201)의 인근에 설치되며, 유도 가열 코일(201)에 의하여 가열되는 조리 용기(1)의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(141)는 도 5에 도시된 바와 같이 유도 가열 코일(201)의 중심에 위치할 수 있으며, 조리 용기(1)의 온도를 직접 측정하거나 조리 용기(1)의 온도를 추정할 수 있는 쿠킹 플레이트(102)의 온도를 측정할 수 있다. 다만, 온도 센서(141)의 위치는 도 5에 도시된 바에 한정되지 않으며, 유도 가열 코일(201)의 인근 어디라도 설치될 수 있다.
온도 센서(141)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
온도 센서(141)는 조리 용기(1)의 온도를 나타내는 신호(조리 용기의 온도를 타내는 신호 또는 쿠킹 플레이트의 온도를 타내는 신호)를 온도 감지 회로(142)로 출력할 수 있다.
온도 감지 회로(142)는 복수의 온도 센서(141)로부터 조리 용기(1)의 온도를 나타내는 신호를 수신하고, 수신된 신호로부터 조리 용기(1)의 온도를 판단할 수 있다.
온도 감지 회로(142)는 복수의 온도 센서(141) (도 2에 도시된 예에 의하면, 44개)로부터 온도를 나타내는 신호를 순서대로 수신하기 위한 멀티플렉서와, 온도를 나타내는 신호를 디지털 온도 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)를 포함할 수 있다.
온도 감지 회로(142)는 복수의 온도 센서(141)가 출력한 조리 용기(1)의 온도를 나타내는 신호를 처리하고, 온도 데이터를 제어부(110)로 출력할 수 있다.
이처럼, 온도 감지부(140)는 조리 용기(1)의 온도를 감지하고, 감지 결과를 제어부(110)로 출력할 수 있다. 제어부(110)는 온도 감지부(140)의 감지 결과를 기초로 조리 용기(1)의 과열 여부를 판단하고, 조리 용기(1)의 과열이 판단되면 조리 용기(1)의 가열을 중단할 수 있다.
제1 및 제2 구동부(150, 160)는 외부 전원으로부터 전력을 공급받고, 제어부(110)의 구동 제어 신호에 따라 유도 가열 코일(201)에 전류를 공급할 수 있다. 제1 및 제2 구동부(150, 160)는 복수의 구동 어셈블리(321, 322) 각각에 설치될 수 있다. 이해를 쉽게 하기 위하여, 이하에서는 제1 및 제2 구동부(150, 160) 중 제2 구동부(150)를 설명한다. 제2 구동부(160)는 제1 구동부(150)와 동일할 수 있다.
제1 구동부(150)는 EMI (Electro Magnetic Interference) 필터(151)와, 정류 회로(152)와, 인버터 회로(153)와, 분배 회로(154)와, 전류 감지 회로(155)와, 구동 메모리(156)와, 구동 프로세서(157)를 포함할 수 있다.
EMI 필터(151)는 외부 전원(ES)으로부터 공급되는 교류 전력에 포함된 고주파 잡음(예를 들어, 교류 전력의 고조파)을 차단하고, 미리 정해진 주파수(예를 들어, 50Hz 또는 60Hz)의 교류 전압과 교류 전류를 통과시킬 수 있다.
EMI 필터(151)는 필터의 입력과 출력 사이에 마련된 인덕터(L1)와 필터의 양의 출력과 음의 출력 사이에 마련된 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다. 인덕터(L1)는 고주파 잡음의 통과를 차단하고, 캐패시터(C1)는 고주파 잡음을 외부 전원(ES)으로 바이패스 시킬 수 있다.
또한, EMI 필터(151)와 외부 전원(ES) 사이에는 과전류를 차단하기 위한 퓨즈(F)와 릴레이(R)가 마련될 수 있다.
EMI 필터(151)에 의하여 고주파 잡음이 차단된 교류 전력은 정류 회로(152)에 공급된다.
정류 회로(152)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 정류 회로(152)는 시간에 따라 크기와 극성(양의 전압 또는 음의 전압)이 변화하는 교류 전압을 크기와 극성이 일정한 직류 전압으로 변환하고, 시간에 따라 크기와 방향(양의 전류 또는 음의 전류)이 변화하는 교류 전류를 크기가 일정한 직류 전류로 변환할 수 있다.
정류 회로(152)는 브리지 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로(152)는 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함할 수 있다. 다이오드(D1, D2, D3, D4)는 2개씩 직렬 연결된 다이오드 쌍(D1과 D2, D3와 D4)을 형성하고, 2개의 다이오드 쌍(D1과 D2, D3와 D4)은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 브리지 다이오드는 시간에 따라 극성이 변화하는 교류 전압을 극성이 일정한 양의 전압으로 변환하고, 시간에 따라 방향이 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 양의 전류로 변환할 수 있다.
또한, 정류 회로(152)는 직류 연결 캐패시터(DC link capacitor) (C2)를 포함할 수 있다. 직류 연결 캐패시터(C2)는 시간에 따라 크기가 변화하는 양의 전압을 일정한 크기의 직류 전압으로 변환할 수 있다.
이처럼, 정류 회로(152)는 EMI 필터(151)로부터 교류 전압과 교류 전류가 입력되며, 직류 전압과 직류 전류를 출력할 수 있다.
인버터 회로(153)는 유도 가열 코일(201)로의 구동 전류를 공급하거나 차단하는 스위칭 회로(153a)와, 유도 가열 코일(201)과 함께 공진을 일으키는 공진 회로(153b)를 포함할 수 있다.
스위칭 회로(153a)는 제1 스위치(Q1)과 제2 스위치(Q2)를 포함하며, 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)는 정류 회로(152)로부터 출력되는 플러스 라인과 마이너스 라인 사이에서 직렬로 연결된다.
제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)는 구동 프로세서(157)의 구동 제어 신호에 따라 턴온되거나 턴오프될 수 있다. 또한, 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)의 턴온/턴오프에 따라 제1 스위치(Q1) 및/또는 제2 스위치(Q2)를 거쳐 유도 가열 코일(201)로 구동 전류가 흘러 나가거나, 제1 스위치(Q1) 및/또는 제2 스위치(Q2)를 거쳐 유도 가열 코일(201)로부터 구동 전류가 흘러 들어올 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 폐쇄(온)되고 제2 스위치(Q2)가 개방(오프)되면, 전류가 제1 스위치(Q1)를 거쳐 유도 가열 코일(201)로 흐를 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 개방(오프)되고 제2 스위치(Q2)가 폐쇄(온)되면, 전류가 유도 가열 코일(201)로부터 제2 스위치(Q2)를 거쳐 흐를 수 있다.
제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)는 20kHz (kilohertz) 내지 70kHz의 고속으로 턴온/턴오프되므로, 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)는 응답속도가 빠른 3단자 반도체 소자 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT), 사이리스터(thyristor) 등을 포함할 수 있다.
공진 회로(153b)는 제1 공진 캐패시터(C3)와 제2 공진 캐패시터(C4)를 포함하며, 제1 공진 캐패시터(C3)와 제2 공진 캐패시터(C4)는 플러스 라인(P)와 마이너스 라인(N) 사이에서 직렬로 연결된다.
제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)의 턴온/턴오프에 따라 제1 공진 캐패시터(C3) 및/또는 제2 공진 캐패시터(C4)로부터 유도 가열 코일(201)로 전류가 출력되거나, 제1 공진 캐패시터(C3) 및/또는 제2 공진 캐패시터(C4)로 유도 가열 코일(201)로부터 전류가 입력될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 폐쇄(온)되고 제2 스위치(Q2)가 개방(오프)되면, 전류가 유도 가열 코일(201)로부터 제1 공진 캐패시터(C3) 및/또는 제2 공진 캐패시터(C4)로 공급될 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 개방(오프)되고 제2 스위치(Q2)가 폐쇄(온)되면, 전류가 제1 공진 캐패시터(C3) 및/또는 제2 공진 캐패시터(C4)로부터 유도 가열 코일(201)로 공급될 수 있다.
이처럼, 인버터 회로(153)는 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 구체적으로, 인버터 회로(153)에 포함된 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)의 턴온/턴오프에 따라 유도 가열 코일(201)에 흐르는 전류의 크기 및 방향이 변화할 수 있다. 다시 말해, 유도 가열 코일(201)에는 교류 전류가 공급될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 폐쇄(온)되고 제2 스위치(Q2)가 개방(오프)되면, 정류 회로(152)로부터 공급된 전류는 제1 스위치(Q1)를 거쳐 유도 가열 코일(201)로 공급될 수 있다. 유도 가열 코일(201)로 공급된 전류는 유도 가열 코일(201)을 거쳐 제2 공진 캐패시터(C4)로 공급되며, 제2 공진 캐패시터(C4)에 전기 에너지가 저장된다. 이때, 유도 가열 코일(201)에는 양의 전류(도 7에서 유도 가열 코일의 좌측에서 우측으로 흐르는 전류)가 흐를 수 있다. 또한, 제2 공진 캐패시터(C4)에 전기 에너지가 저장됨에 따라 제1 공진 캐패시터(C3)로부터 제1 스위치(Q1)를 거쳐 유도 가열 코일(201)로 전류가 공급될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 개방(오프)되고 제2 스위치(Q2)가 폐쇄(온)되면, 전류는 제2 공진 캐패시터(C4)로부터 유도 가열 코일(201)로 공급될 수 있다. 유도 가열 코일(201)로 공급된 전류는 유도 가열 코일(201)과 제2 스위치(Q2)를 거쳐 정류 회로(152)로 흐를 수 있다. 이때, 유도 가열 코일(201)에는 음의 전류(도 8에서 유도 가열 코일의 우측에서 좌측으로 흐르는 전류)가 흐를 수 있다. 또한, 제2 공진 캐패시터(C4)로부터 전류가 출력됨으로 인하여 제2 공진 캐패시터에 저장된 전기 에너지는 감소하고, 정류 회로(152)로부터 제1 공진 캐패시터(C3)로 전류가 공급될 수 있다.
제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)의 턴온/턴오프 주파수(스위칭 주파수)에 따라 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류의 크기가 변화할 수 있으며, 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장의 세기가 변화할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 턴온되고 제2 스위치(Q2)가 턴오프되면 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류(유도 가열 코일에 흐르는 전류)는 음의 전류로부터 양의 전류로 증가할 수 있다. 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류는 제1 시간(T1) 동안 제1 진폭(A1)까지 증가할 수 있다. 제1 시간(T1)가 경과한 이후, 제1 스위치(Q1)가 턴오프되고 제2 스위치(Q2)가 턴온되면 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류는 양의 전류로부터 음의 전류로 감소한다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이 제1 스위치(Q1)가 턴온되고 제2 스위치(Q2)가 턴오프되면 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류(유도 가열 코일에 흐르는 전류)는 음의 전류로부터 양의 전류로 증가할 수 있다. 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류는 제1 시간(T1)보다 큰 제2 시간(T2) 동안 증가하며, 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류는 제1 진폭(A1)보다 큰 제2 진폭(A2)까지 증가할 수 있다. 제2 시간(T2)가 경과한 이후, 제1 스위치(Q1)가 턴오프되고 제2 스위치(Q2)가 턴온되면 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류는 양의 전류로부터 음의 전류로 감소한다.
이처럼, 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 동작에 따라 유도 가열 코일(201)에 사인파 형태의 교류 전류가 공급된다. 또한, 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주기가 길수록 즉, 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 주파수가 작을수록 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류가 커질 수 있으며, 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장의 세기(조리 장치의 출력)이 커질 수 있다.
분배 회로(154)는 복수의 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류를 통과시키거나 차단하는 복수의 스위치(R1, R2, ?? R44)를 포함할 수 있으며, 복수의 스위치(R1, R2, ?? R44)는 구동 프로세서(157)의 분배 제어 신호에 따라 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유도 가열 코일(201)은 제1 스위치(Q1)와 제2 스위치(Q2)가 연결되는 제1 노드(n1)와 제1 공진 캐패시터(C3)와 제2 공진 캐패시터(C4)가 연결되는 제2 노드(n2) 사이에서 병렬 연결된다. 분배 회로(154)의 복수의 스위치(R1, R2, ?? R44)는 복수의 유도 가열 코일(201)와 직렬로 연결되며, 인버터 회로(153)로부터 유도 가열 코일(201)로 공급되는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다.
조리 장치(100)의 제1 구동부(150)은 복수의 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 예와 같이 제1 구동부(150)는 44개의 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급할 수 있다. 또한, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)가 놓여진 위치, 즉 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 검출할 수 있다. 따라서, 효율적인 동작을 위하여 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일에 선택적으로 구동 전류를 공급할 수 있다.
구체적으로, 쿠킹 플레이트(102)에 놓여진 조리 용기(1)가 검출되면, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일과 연결된 스위치(R1, R2, ?? R44)를 폐쇄(온)하고, 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니한 유도 가열 코일(201)과 연결된 스위치(R1, R2, ?? R44)를 개방(오프)할 수 있다. 또한, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일에 구동 전류를 공급하도록 인버터 회로(153)를 제어할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 예와 같이 제1 구동부(150)가 각각 44개의 유도 가열 코일(201)을 구동하는 경우, 44개의 유도 가열 코일(201) 각각에 공급되는 전류를 제어하기 위한 44개의 스위치(R1, R2, ?? R44)가 마련될 수 있다.
도 6은 유도 가열 코일(201)이 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)에 병렬 연결된 것을 도시하였으나, 유도 가열 코일(201)의 연결 방법은 병렬 연결에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 유도 가열 코일(201)는 도 9에 도시된 바와 같이 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)에 직렬로 연결될 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(201)을 직렬로 연결하기 위하여 분배 회로(154)는 복수의 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류를 통과시키거나 차단하는 복수의 스위치(R1, R2, ?? R86)을 포함할 수 있다. 복수의 스위치(R1, R2, ?? R86)는 구동 프로세서(157)의 분배 제어 신호에 따라 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
분배 회로(154)의 복수의 스위치(R1, R2, ?? R86)는 복수의 유도 가열 코일(201-1, 201-2, ?? 201-44) 사이에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(R1)는 제1 유도 가열 코일(201-1)의 일단과 제2 유도 가열 코일(201-2)의 일단 사이에 마련될 수 있으며, 제2 스위치(R2)는 제1 유도 가열 코일(201-1)의 타단과 제2 유도 가열 코일(201-2)의 타단 사이에 마련될 수 있다. 또한, 제3 스위치(R3)는 제2 유도 가열 코일(201-2)의 일단과 제3 유도 가열 코일(201-3)의 일단 사이에 마련될 수 있으며, 제4 스위치(R4)는 제2 유도 가열 코일(201-2)의 타단과 제3 유도 가열 코일(201-3)의 타단 사이에 마련될 수 있다.
쿠킹 플레이트(102)에 놓여진 조리 용기(1)가 검출되면, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일이 서로 직렬로 연결되도록 스위치(R1, R2, ?? R44)를 폐쇄(온) 또는 개방(오프)할 수 있다.
예를 들어, 제1 유도 가열 코일(201-1)과 제2 유도 가열 코일(201-2)이 조리 용기(1)에 의하여 점유되고 제3 유도 가열 코일(201-3)이 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니하면, 조리 장치(100)는 제2 스위치(R2), 제3 스위치(R3) 및 제5 스위치(R5)를 폐쇄(온)할 수 있다. 그 결과, 제1 유도 가열 코일(201-1)과 제2 유도 가열 코일(201-2)만 선택적으로 직렬로 연결되며, 제3 유도 가열 코일(201-3)은 제1/제2 유도 가열 코일(201-1, 201-2)과 직렬로 연결되지 못한다. 따라서, 제3 유도 가열 코일(201-3)에는 구동 전류가 공급되지 아니한다.
다른 예로, 제2 유도 가열 코일(201-2)과 제3 유도 가열 코일(201-3)이 조리 용기(1)에 의하여 점유되고 제1 유도 가열 코일(201-1)이 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니하면, 조리 장치(100)는 제1 스위치(R1), 제3 스위치(R3) 및 제6 스위치(R6)를 폐쇄(온)할 수 있다. 그 결과, 제2 유도 가열 코일(201-2)과 제3 유도 가열 코일(201-3)만 선택적으로 직렬로 연결되며, 제1 유도 가열 코일(201-1)은 제2/제3 유도 가열 코일(201-2, 201-3)과 직렬로 연결되지 못한다. 따라서, 제1 유도 가열 코일(201-1)에는 구동 전류가 공급되지 아니한다.
이처럼, 분배 회로(154)는 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 아니한 유도 가열 코일(201)로의 구동 전류의 공급을 차단하고, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일로 선택적으로 구동 전류의 공급을 허용할 수 있다.
전류 감지 회로(155)는 인버터 회로(153)로부터 출력되는 전류를 측정하는 전류 센서(S1)를 포함할 수 있다. 전류 센서(S1)는 측정된 전류값에 대응하는 전기적 신호를 구동 프로세서(157)로 출력할 수 있다.
조리 장치(100)의 자기장에 의하여 조리 용기(1)가 생성하는 열량을 조절하기 위하여, 사용자는 유저 인터페이스(120)를 통하여 조리 장치(100)의 출력을 제어할 수 있다. 이때, 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장(B)의 세기에 따라 조리 용기(1)가 생성하는 열량이 제어되며, 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류의 크기에 따라 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장(B)의 세기가 제어될 수 있다. 따라서, 조리 장치(201)는 조리 용기(1)가 생성하는 열량을 제어하기 위하여 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류의 크기를 제어할 수 있으며, 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류의 크기를 제어하기 위하여 유도 가열 코일(201)에 공급되는 전류의 크기 즉 인버터 회로(153)로부터 출력되는 전류의 크기를 측정할 수 있다.
전류 센서(S1)는 다양한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전류 센서(S1)는 유도 가열 코일(201)로 전류를 공급하는 전선의 주변에 생성되는 자기장의 세기를 측정하기 위한 홀 센서를 포함할 수 있으며, 홀 센서가 측정한 자기장의 세기를 기초로 인버터 회로(153)로부터 출력되는 전류의 크기를 산출할 수 있다.
구동 메모리(156)는 제1 구동부(150)의 동작을 제어하기 위한 구동 프로그램과 구동 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 구동 메모리(156)는 제어부(110)로부터 수신된 제어 명령과, 전류 감지 회로(155)가 측정한 전류값 등을 일시적으로 기억할 수 있다.
구동 메모리(156)는 데이터를 일시적으로 기억할 수 있는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 구동 메모리(156)는 구동 프로그램 및/또는 구동 데이터를 장기간 저장할 수 있는 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM), 플래시 메모리(flash memory) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
구동 프로세서(157)는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 구동 메모리(156)로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 구동 프로세서(157)는 조리 장치(100)의 출력 세기를 나타내는 출력 제어 신호로부터 인버터 회로(153)의 스위칭 회로(153a)의 스위칭 주파수(턴온/턴오프 주파수)를 산출할 수 있으며, 산출된 스위칭 주파수에 따라 스위칭 회로(153a)를 턴온/턴오프하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 구동 프로세서(157)는 제어부(110)로부터 수신된 조리 용기(1)의 위치 정보에 따라 분배 회로(154)의 복수의 스위치(R1, R2, ?? R44)를 온/오프하기 위한 분배 제어 신호를 생성할 수 있다.
구동 메모리(156)와 구동 프로세서(157)는 각각 별도의 집적 회로(integrated circuit, ic)로 구현되거나, 구동 메모리(156)와 구동 프로세서(157)가 일체로 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.
또한, 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)는 구동 메모리(156)와 구동 프로세서(157)를 공유할 수 있다. 다시 말해, 하나의 구동 메모리(156)와 하나의 구동 프로세서(157)에 의하여 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)의 동작이 제어될 수 있다.
이처럼, 제1 구동부(150)는 제어부(110)가 출력하는 출력 세기에 따라 복수의 유도 가열 코일(201)에 선택적으로 구동 전류를 공급할 수 있다.
제어부(110)는 유저 인터페이스(120)를 통하여 수신되는 사용자 입력에 따라 조리 장치(100)의 동작을 총괄 제어할 수 있으며, 메인 메모리(111)와 메인 프로세서(112)를 포함할 수 있다.
메인 메모리(111)는 조리 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램과 제어 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메인 메모리(111)는 유저 인터페이스(120)로부터 수신되는 사용자 입력과, 용기 검출부(130)로부터 수신되는 조리 용기(1)의 위치 데이터와, 온도 감지부(140)로부터 수신되는 조리 용기(1)의 온도 데이터를 일시적으로 기억할 수 있다.
또한, 메인 메모리(111)는 메인 프로세서(112)의 메모리 제어 신호에 따라 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 메인 프로세서(112)에 제공하거나, 사용자 입력, 조리 용기(1)의 위치 데이터 및/또는 조리 용기(1)의 온도 데이터 등을 메인 프로세서(112)에 제공할 수 있다.
메인 메모리(111)는 데이터를 일시적으로 기억할 수 있는 S램, D램 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메인 메모리(111)는 제어 프로그램 및/또는 제어 데이터를 장기간 저장할 수 있는 롬, 이피롬, 이이피롬, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
메인 프로세서(112)는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메인 메모리(111)로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 메인 프로세서(112)는 유저 인터페이스(120)로부터 수신된 출력 세기에 따라 유도 가열 코일(201)의 자기장(B)의 세기를 제어하기 위한 출력 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(112)는 조리 용기(1)의 온도에 따라 제1 구동부(150)에 공급되는 교류 전력을 차단하기 위한 과열 방지 신호를 생성할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(112)는 조리 용기(1)의 위치에 따라 분배 회로(154)의 복수의 스위치(R1, R2, ?? R44)를 온/오프하기 위한 분배 제어 신호를 생성할 수 있다.
메인 메모리(111)와 메인 프로세서(112)는 각각 별도의 집적 회로(integrated circuit, ic)로 구현되거나, 메인 메모리(111)와 메인 프로세서(112)가 일체로 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.
이처럼, 제어부(110)는 유저 인터페이스(120)를 통하여 입력된 사용자 입력에 따라 제1 구동부(150)가 복수의 유도 가열 코일(201)에 선택적으로 구동 전류를 공급하도록 제1 구동부(150)를 제어할 수 있다.
이하에서는 조리 장치(100)의 동작이 설명된다.
아래에서 설명할 조리 장치(100)의 동작은 제어부(110)의 메인 메모리(111) 및/또는 제1 및 제2 구동부(150, 160)의 구동 메모리(156)에 저장된 프로그램이 메인 프로세서(112) 및/또는 구동 프로세서(157)에 의하여 실행됨으로써 수행될 수 있다. 즉, 아래에서 설명할 조리 장치(100)의 동작은 제어부(110) 및/또는 제1 및 제2 구동부(150, 160)의 제어 및/또는 구동에 의하여 수행되는 것으로 볼 수 있다. 또한, 아래에서 설명할 조리 장치(100)의 동작은 제어부(110) 및/또는 제1 및 제2 구동부(150, 160)에 저장된 프로그램의 실행에 의하여 수행되는 것으로 볼 수 있다.
도 12는 일 실시예에 의한 조리 장치의 가열 방법의 일 예를 도시한다. 도 13은 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 일 예를 도시한다. 도 14는 도 13에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 일 예를 도시한다. 도 15는 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 다른 일 예를 도시한다. 도 16, 도 17 및 도 18은 각각 도 15에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 일 예를 도시한다. 도 19는 도 13에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 확대 도시한다. 또한, 도 20은 도 18에서 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 확대 도시한다.
도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20과 함께, 조리 장치(100)의 가열 방법(1000)이 설명된다.
조리 장치(100)는 사용자로부터 출력 레벨에 관한 정보(또는 명령)을 수신한다(1010).
유저 인터페이스(120)에는 사용자가 입력할 수 있는 출력 레벨(예를 들어, "1 레벨", "2 레벨", ?? )이 표시되거나, 출력 레벨을 높이거나(출력 업 버튼) 낮추는(출력 다운 버튼) 버튼이 마련될 수 있다.
사용자는 유저 인터페이스(120)를 통하여 조리 장치(100)에 출력 레벨을 입력할 수 있다. 출력 레벨은 예를 들어 조리 장치(100)의 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장의 세기(또는 조리 장치의 출력 파워)를 나타낼 수 있다. 사용자가 입력하는 출력 레벨이 조리 장치(100)의 출력 파워의 절대적인 값은 아닐 수 있으며, 출력 레벨은 조리 장치(100)의 출력 파워를 대표하는 상대적인 값일 수 있다. 예를 들어, "2 레벨"의 조리 장치(100)의 출력 파워는 "1 레벨"의 조리 장치(100)의 출력 파워보다 크다는 것을 나타낼 수 있다.
유저 인터페이스(120)는 사용자에 의하여 입력된 출력 레벨에 대응하는 전기적 신호를 제어부(110)로 출력할 수 있다.
조리 장치(100)의 제어부(110)는 사용자가 입력한 출력 레벨로부터 유도 가열 코일(201)이 출력하는 자기장의 세기(또는 조리 장치의 출력 파워)를 판단할 수 있다. 제어부(110)의 메인 메모리(111)에는 사용자의 출력 레벨 및 출력 레벨에 대응하는 조리 장치(100)의 출력 파워를 포함하는 룩업 테이블(lookup table)이 저장될 수 있다.
제어부(110)는 룩업 테이블을 이용하여 사용자가 입력한 출력 레벨로부터 조리 장치(100)의 출력 파워를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 "1 레벨"의 입력에 응답하여 100W (watt)의 전력에 해당하는 자기장을 출력하도록 구동부(150)를 제어할 수 있으며, "2 레벨"의 입력에 응답하여 200W (watt)의 전력에 해당하는 자기장을 출력하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.
조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 판단한다(1020).
조리 용기(1)는 쿠킹 플레이트(102) 상의 어느 위치든지 위치할 수 있다. 효율적인 동작을 위하여 조리 장치(100)는 쿠킹 플레이트(102) 상에서 조리 용기(1)의 위치 또는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 감지하고, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 선택적으로 가동할 수 있다.
예를 들어, 조리 용기(1)는 용기 검출부(130)를 이용하여 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 판단할 수 있다. 용기 검출부(130)는 유도 가열 코일(201) 각각에 설치된 복수의 용기 센서(131)를 포함할 수 있다.
복수의 용기 센서(131)는 조리 용기(1)를 검출하고, 조리 용기(1)의 검출에 응답하여 제어부(110)에 용기 검출 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 조리 용기(1)는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e)와 중첩된 위치에 놓여질 수 있다. 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e) 각각에 설치된 용기 센서들(131)은 조리 용기(1)를 검출하고, 제어부(110)에 용기 검출 신호를 출력할 수 있다.
제어부(110)는 복수의 용기 센서(131)로부터 입력된 용기 검출 신호에 의존하여 조리 용기(1)의 위치 또는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e) 각각에 설치된 용기 센서들(131)의 용기 검출 신호에 의존하여 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e)가 조리 용기(1)와 중첩된 것을 판단할 수 있다.
다른 예로, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)의 접근에 의한 유도 가열 코일(201)의 인덕턴스 변화를 기초로 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)를 판단할 수 있다.
조리 장치(100)는 미리 정해진 시간 마다 복수의 유도 가열 코일(201)에 감지 신호를 출력하고, 감지 신호에 의하여 복수의 유도 가열 코일(201)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 또한, 조리 장치(100)는 측정된 전류의 크기와 기준 전류 크기를 비교함으로써 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 판단할 수 있다. 구체적으로, 측정된 전류의 크기가 기준 전류 크기보다 작으면 조리 장치(100)는 유도 가열 코일(201)이 조리 용기(1)와 중첩된 것으로 판단할 수 있다.
조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할한다(1030).
복수의 구동부(150, 160)를 가지는 조리 장치(100)는 복수의 유도 가열 코일(201)을 적절하게 구동부들(150, 160)에 할당할 수 있다. 구동부들(150, 160)은 각각 할당된 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
조리 장치(100)의 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 구동부(150, 160)에 할당하기 위하여, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할할 수 있다. 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 구동부(150, 160)와 동일한 개수의 그룹으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 구동부(150, 160)를 가지는 조리 장치(100)의 경우, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 2개의 그룹으로 분할할 수 있다.
제어부(110)는 다양한 방법으로 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201)의 상대적인 위치에 따라 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할할 수 있다. 제어부(110)는 유도 가열 코일들(201)을 내측에 위치한 유도 가열 코일(201)과 외각에 위치한 유도 가열 코일(201)로 분할할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e)이 조리 용기(1)에 의하여 점유될 수 있다. 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201c, 201d, 201e) 중에 제3 유도 가열 코일(201c)는 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)에 의하여 둘러싸여진다. 다시 말해, 제3 유도 가열 코일(201c)와 인접한 4개의 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)은 모두 조리 용기(1)에 의하여 중첩된다. 제어부(110)는 제3 유도 가열 코일(201c)은 내측의 유도 가열 코일을 나타내는 제1 그룹으로 분류할 수 있다.
반면, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)는 제3 유도 가열 코일(201c)의 외각에 위치한다. 또한, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e) 각각과 인접한 유도 가열 코일 중에 적어도 하나는 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 않는다. 제어부(110)는 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)는 외측의 유도 가열 코일을 나타내는 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201)의 상대적인 위치에 따라 유도 가열 코일들(201)을 내측의 유도 가열 코일과 외측의 유도 가열 코일로 분할할 수 있다.
조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이 조리 용기(1)는 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)와 중첩된 위치에 놓여질 수 있다. 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i) 각각과 인접한 유도 가열 코일 중에 적어도 하나는 조리 용기(1)에 의하여 점유되지 않는다. 따라서, 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)는 모두 외측의 유도 가열 코일에 해당할 수 있다.
따라서, 도 15에 도시된 바와 같이 조리 용기(1)가 배치된 경우, 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)은 내측의 유도 가열 코일과 외측의 유도 가열 코일로 분할되기 곤란하다.
제어부(110)는 도 14에 도시된 방법과 다른 방법으로 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)을 복수의 그룹으로 분할할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)의 위치에 따라 전후 및/또는 좌우로 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)을 분할할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)가 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 도 16에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 조리 장치(100)의 후방에 위치하는 제6 및 제7 유도 가열 코일(201f, 201g)를 제1 그룹으로 분류하고, 조리 장치(100)의 전방에 위치하는 제8 및 제9 유도 가열 코일(201h, 201i)를 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
다른 예로, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)의 배치 순서에 따라 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)을 분할할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)의 배치 순서에 따라 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)을 교대로 제1 그룹과 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)가 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 도 17에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i) 중 가장 후방 및 가장 좌측에 위치하는 제6 유도 가열 코일(201f)을 제1 그룹으로 분류하고, 제6 유도 가열 코일(201f)의 우측에 위치하는 제7 유도 가열 코일(201g)을 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 제6 유도 가열 코일(201f)보다 전방에 위치하는 제8 유도 가열 코일(201h)을 제1 그룹으로 분류하고, 제8 유도 가열 코일(201h)의 우측에 위치하는 제9 유도 가열 코일(201i)을 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
다른 예로, 제어부(110)는 서로 인접한 유도 가열 코일들이 동일한 그룹에 속하지 아니하도록 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201f, 201g, 201h, 201i)을 분류할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 서로 인접한 유도 가열 코일들을 서로 다른 그룹으로 분류할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)가 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 도 18에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 제6, 제7, 제8 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i) 중 가장 후방 및 가장 좌측에 위치하는 제6 유도 가열 코일(201f)을 제1 그룹으로 분류할 수 있다. 제어부(110)는 제6 유도 가열 코일(201f)와 인접한 제7 및 제 8 유도 가열 코일(201g, 201h)을 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 제7 및 제 8 유도 가열 코일(201g, 201h)와 인접한 제9 유도 가열 코일(201i)를 제1 그룹으로 분류할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일들(201)은 다양한 방법으로 복수의 그룹(예를 들어, 2개의 그룹)으로 분할될 수 있다.
유도 가열 코일들(201)을 복수의 그룹으로 분할하는 방법은 유도 가열 코일(201)을 분할하는 일 예에 불과하며, 이상에서 설명된 바에 한정되지 아니한다. 또한, 이상에서 설명되지 아니한 방법으로 유도 가열 코일들(201)이 복수의 그룹으로 분할될 수 있다.
조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)의 그룹들을 복수의 구동부(150, 160)에 할당한다(1040).
복수의 구동부(150, 160)를 가지는 조리 장치(100)는 복수의 유도 가열 코일(201)을 적절하게 구동부들(150, 160)에 할당할 수 있다. 구동부들(150, 160)은 각각 할당된 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급할 수 있다. 이때, 유도 가열 코일(201)의 그룹들의 개수는 복수의 구동부(150, 160)의 개수와 동일할 수 있다.
예를 들어, 제1 및 제2 구동부(150, 160)를 가지는 조리 장치(100)의 경우, 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 제1 및 제2 그룹으로 분할할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 제1 및 제2 그룹을 각각 제1 및 제2 구동부(150, 160)에 할당할 수 있다.
그 결과, 복수의 구동부(150, 160)는 각각 서로 다른 그룹에 속하는 유도 가열 코일(201)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 제1 그룹은 제3 유도 가열 코일(201c)을 포함하고 제2 그룹은 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)를 포함하는 경우, 제1 구동부(150)는 제3 유도 가열 코일(201c)에 구동 전류를 공급하고 제2 구동부(160)는 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
여기서, 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)는 서로 다른 구동부들(150, 160)을 구분하기 위한 칭호에 불과하며, 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)가 특정한 구동부를 지칭하는 것은 아니다.
다른 예로, 도 18에 도시된 바와 같이 제1 그룹은 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)를 포함하고 제2 그룹은 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201h)를 포함하는 경우, 제1 구동부(150)는 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)에 구동 전류를 공급하고 제2 구동부(160)는 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201h)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워를 판단한다(1050).
복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워는 사용자에 의하여 설정된 조리 장치(100)의 출력 파워와 구동부들(150, 160) 각각이 구동하는 유도 가열 코일(201)의 개수에 비례할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 사용자는 유저 인터페이스(120)를 통하여 조리 장치(100)의 출력 레벨을 입력할 수 있으며, 조리 장치(100)는 사용자에 의하여 입력된 출력 레벨에 대응하는 출력 파워를 판단할 수 있다. 예를 들어, 조리 장치(100)는 "1 레벨"의 입력에 응답하여 100W (watt)의 전력에 해당하는 자기장을 출력할 수 있으며, "2 레벨"의 입력에 응답하여 200W (watt)의 전력에 해당하는 자기장을 출력할 수 있다.
조리 장치(100)의 출력 파워는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)에 균등하게 분배될 수 있다. 예를 들어, 5개의 유도 가열 코일(201)이 조리 장치에 의하여 점유되고 출력 파워가 100W (watt)로 설정된 경우, 5개의 유도 가열 코일(201) 각각은 20W (watt)의 전력에 해당하는 자기장을 출력할 수 있다.
또한, 복수의 구동부(150, 160)은 각각이 구동하는 유도 가열 코일의 개수에 비례하는 전력을 유도 가열 코일에 공급할 수 있다. 예를 들어, 1개의 유도 가열 코일이 제1 구동부(150)에 할당되고 4개의 유도 가열 코일이 제2 구동부(160)에 할당된 경우, 제1 구동부(150)는 20W (watt)의 전력을 1개의 유도 가열 코일에 공급하고 제2 구동부(150)는 80W (watt)의 전력을 4개의 유도 가열 코일에 공급할 수 있다.
다시 말해, 복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워는 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의하여 정해질 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017042312015-pat00001
[수학식 2]
Figure 112017042312015-pat00002
[수학식 1] 및 [수학식 2]에 의하면, 제어부(110)는 조리 장치(100)의 출력 파워와 구동부들(150, 160) 각각이 구동하는 유도 가열 코일(201)의 비율의 곱으로 복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워를 얻을 수 있다.
조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160)의 출력을 조절하기 위한 오프셋 파워를 판단한다(1060).
복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워는 구동부들(150, 160) 각각이 구동하는 유도 가열 코일(201)의 개수에 비례하며, 유도 가열 코일들(201) 각각이 출력하는 자기장의 세기는 동일할 수 있다.
보다 안정적인 동작을 위하여 유도 가열 코일들(201) 각각이 출력하는 자기장의 세기는 조절될 필요가 있다. 다시 말해, 복수의 구동부(150, 160)가 유도 가열 코일들(201)에 출력하는 전력은 조절될 필요가 있다.
예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이 제1 그룹은 제3 유도 가열 코일(201c)을 포함하고 제2 그룹은 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)를 포함하는 경우, 제1 구동부(150)는 제3 유도 가열 코일(201c)에 구동 전류를 공급하고 제2 구동부(160)는 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
도 19에 도시된 바에 의하면, 제3 유도 가열 코일(201c)는 조리 용기(1)와 모두 중첩되는 반면, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)의 적어도 일부는 조리 용기(1)와 중첩되지 아니한다. 예를 들어, 제1 유도 가열 코일(201a)의 A 부분, 제2 유도 가열 코일(201b)의 B 부분, 제4 유도 가열 코일(201d)의 D 부분 및 제 5 유도 가열 코일(201e)의 E 부분은 조리 용기(1)와 중첩되지 아니한다.
따라서, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)의 인덕턴스는 제3 유도 가열 코일(201c)의 인덕턴스보다 작을 수 있으며, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e) 각각에 흐르는 전류의 크기가 증가할 수 있다.
또한, 조리 용기(1)와 중첩되지 아니하는 부분(A, B, C, D)으로 인하여, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)가 출력하는 자기장 중 일부는 조리 용기(1)를 가열하는데 이용되지 아니한다. 다시 말해, 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)에 공급되는 전력 중 일부는 무효 전력이 된다.
또한, 제2 구동부(160)는 제1, 제2, 제4 및 제5 유도 가열 코일(201a, 201b, 201d, 201e)에 유효 전력 뿐만 아니라 무효 전력을 공급하므로, 제2 구동부(160)의 스트레스가 증가할 수 있다. 나아가, 이로 인하여 제2 구동부(160)의 수명이 감소할 수 있다.
이를 방지하기 위하여 제2 구동부(160)의 출력 파워를 감소시킬 수 있다. 또한, 조리 장치(100) 전체의 출력을 일정하게 유지하기 위하여 제1 구동부(150)의 출력 파워를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 제2 구동부(160)의 무효 전력이 감소하고, 제2 구동부(160)의 스트레스가 감소할 수 있다.
다른 예로, 도 20에 도시된 바와 같이 제1 그룹은 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)를 포함하고 제2 그룹은 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201h)를 포함하는 경우, 제1 구동부(150)는 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)에 구동 전류를 공급하고 제2 구동부(160)는 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201k)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
제1 구동부(150)가 구동하는 유도 가열 코일(201f, 201i)의 개수와 제2 구동부(160)가 구동하는 유도 가열 코일(201g, 201h)의 개수가 동일할 수 있다. 따라서, 제1 구동부(150)의 기준 파워와 제2 구동부(160)의 기준 파워는 동일할 수 있으며, 제1 구동부(150)의 스위칭 주파수와 제2 구동부(160)의 스위칭 주파수가 동일할 수 있다. 그 결과, 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)과 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201h)에 동일한 주파수의 교류 전력이 공급될 수 있다.
유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i) 각각에 교류 전력이 공급되면, 공급된 교류 전력의 주파수에 대응하는 주파수의 소음이 발생할 수 있다. 모든 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)에 동일한 주파수의 교류 전력이 공급되면 모든 유도 가열 코일(201f, 201g, 201h, 201i)으로부터 동일한 주파수의 소음이 발생하며, 소음의 증폭될 수 있다.
이를 방지하기 위하여 제2 구동부(160)의 스위칭 주파수를 증가시켜 제2 구동부(160)의 출력 파워를 감소시킬 수 있다. 또한, 조리 장치(100) 전체의 출력을 일정하게 유지하기 위하여 제1 구동부(150)의 스위칭 주파수를 감소시켜 제1 구동부(150)의 출력 파워를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 제6 및 제9 유도 가열 코일(201f, 201i)과 제7 및 제8 유도 가열 코일(201g, 201h)에 서로 다른 주파수의 교류 전력이 공급되고, 소음의 증폭이 저감될 수 있다.
다른 예로, 제1 구동부(150)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수와 제2 구동부(160)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수는 서로 상이할 수 있다. 제어부(110)는 많은 개수의 유도 가열 코일을 구동하는 구동부의 출력 파워를 감소시키고, 적은 개수의 유도 가열 코일을 구동하는 구동부의 출력 파워를 증가시킬 수 있다.
제1 구동부(150)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수가 제2 구동부(160)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수보다 크면, 제어부(110)는 제1 구동부(150)가 출력하는 전력을 감소시키고 제2 구동부(160)가 출력하는 전력을 증가시킬 수 있다. 또한, 제2 구동부(160)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수가 제1 구동부(150)가 구동하는 유도 가열 코일의 개수보다 크면, 제어부(110)는 제2 구동부(160)가 출력하는 전력을 감소시키고 제1 구동부(150)가 출력하는 전력을 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 조리 장치(100)는 제2 구동부(160)의 출력 파워의 감소 값과 제1 구동부(150)의 출력 파워의 증가 값을 나타내는 오프셋 파워를 판단할 수 있다. 오프셋 파워는 유도 가열 코일(201)의 무효 전력을 감소시키거나 유도 가열 코일(201)의 소음을 감소시키기 위하여 이용될 수 있다.
제어부(110)는 다양한 방법으로 오프셋 파워를 정할 수 있다.
예를 들어, 오프셋 파워는 미리 정해진 값일 수 있다. 조리 장치(100)의 설계자는 무효 전력 감소 및 소음 감소를 위한 오프셋 파워의 값을 정할 수 있으며, 제어부(110)는 설계자에 의하여 미리 정해진 값을 오프셋 파워로 정할 수 있다.
다른 예로, 오프셋 파워는 조리 장치(100)의 출력 파워에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 조리 장치(100)의 출력 파워의 증가에 따라 오프셋 파워는 증가하고, 조리 장치(100)의 출력 파워의 감소에 따라 오프셋 파워는 감소할 수 있다.
다른 예로, 오프셋 파워는 제1 구동부(150)의 기준 파워와 제2 구동부(160)의 기준 파워 사이의 차이에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(150)의 기준 파워와 제2 구동부(160)의 기준 파워 사이의 차이의 증가에 따라 오프셋 파워는 증가하고, 제1 구동부(150)의 기준 파워와 제2 구동부(160)의 기준 파워 사이의 차이의 감소에 따라 오프셋 파워는 감소할 수 있다.
다른 예로, 오프셋 파워는 구동부들(150, 160) 각각의 기준 파워들 중에 가장 큰 기준 파워에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 구동부(150)의 기준 파워가 제2 구동부(160)의 기준 파워보다 큰 경우 오프셋 파워는 제1 구동부(150)의 기준 파워에 따라 판단될 수 있다. 다시 말해, 제1 구동부(150)의 기준 파워가 증가하면 오프셋 파워는 증가하고, 제1 구동부(150)의 기준 파워가 감소하면 오프셋 파워는 감소할 수 있다.
조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160)의 출력 파워를 판단한다(1070).
조리 장치(100)의 제어부(110)는 복수의 구동부(150, 160)의 기준 파워와 오프셋 파워를 기초로 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워를 판단할 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 복수의 구동부(150, 160) 중 어느 하나의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 합으로 정하고, 복수의 구동부(150, 160) 중 다른 하나의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 차이로 정할 수 있다.
예를 들어, 제1 구동부(150)는 내측의 유도 가열 코일을 포함하는 제1 그룹을 구동하고 제2 구동부(160)는 외측의 유도 가열 코일을 포함하는 제2 그룹을 구동하는 경우, 제어부(110)는 제1 구동부(150)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 합으로 정하고, 제2 구동부(160)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 차로 정할 수 있다.
구체적으로, 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160)의 출력 파워는 [수학식 3] 및 [수학식 4]에 의하여 정해질 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017042312015-pat00003
[수학식 4]
Figure 112017042312015-pat00004
[수학식 3] 및 [수학식 4]에 의하면, 제1 구동부(150)의 출력 파워와 제2 구동부(160)의 출력 파워의 합은 사용자에 의하여 정해진 조리 장치(100)의 출력 파워와 동일하다.
다른 예로, 제1 구동부(150)의 기준 파워와 제2 구동부(160)의 기준 파워가 동일한 경우, 제어부(110)는 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160) 중 임의의 하나의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 합으로 정하고, 제1 구동부(150)와 제2 구동부(160) 중 다른 하나의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 차이로 정할 수 있다.
다른 예로, 제1 구동부(150)의 기준 파워가 제2 구동부(160)의 기준 파워보다 작은 경우, 제어부(110)는 제1 구동부(150)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 합으로 정하고, 제2 구동부(160)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 차로 정할 수 있다.
다른 예로, 제1 구동부(150)의 기준 파워가 제2 구동부(160)의 기준 파워보다 큰 경우, 제어부(110)는 제1 구동부(150)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 차로 정하고, 제2 구동부(160)의 출력 파워를 기준 파워와 오프셋 파워의 합으로 정할 수 있다.
이처럼, 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워는 기준 파워와 오프셋 파워의 합 또는 차로 정해질 수 있다. 그 결과, 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워는 각각의 구동부들(150, 160)이 구동하는 유도 가열 코일(201)의 개수에 비례하지 아니할 수 있다.
조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160)를 가동한다(1080).
조리 장치(100)의 제어부(110)는 복수의 구동부(150, 160)에 출력 파워의 값을 출력할 수 있다. 제어부(110)로부터 출력 파워의 값의 입력에 응답하여, 구동부들(150, 160)은 각각의 출력 파워로부터 인버터 회로(153)의 스위칭 주파수를 판단하고, 판단된 스위칭 주파수에 따라 인버터 회로(153)를 턴온/턴오프할 수 있다.
다른 예로, 조리 장치(100)의 제어부(110)는 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워로부터 복수의 구동부(150, 160)의 스위칭 주파수를 판단하고, 스위칭 주파수를 복수의 구동부(150, 160)에 출력할 수 있다. 구동부들(150, 160)는 입력된 스위칭 주파수에 따라 인버터 회로(153)를 턴온/턴오프할 수 있다.
또한, 인버터 회로(153)의 턴온/턴오프에 응답하여, 유도 가열 코일들(201)에 교류 전류가 공급되고, 유도 가열 코일들(201)은 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 자기장을 생성할 수 있다. 또한, 교류 자기장에 의하여 조리 용기(1)가 가열된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고, 복수의 그룹을 복수의 구동부(150, 160)에 각각 할당할 수 있다. 또한, 조리 장치(100)는 기준 파워와 오프셋 파워로부터 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워를 판단할 수 있다.
기준 파워는 복수의 구동부 각각이 구동하는 유도 가열 코일의 개수에 비례하며, 복수의 구동부(150, 160) 각각의 출력 파워는 기준 파워와 오프셋 파워의 합 또는 차이일 수 있다. 따라서, 복수의 구동부(150, 160) 각각이 유도 가열 코일(201)에 출력하는 파워는 복수의 구동부(150, 160) 각각이 구동하는 유도 가열 코일(201)의 개수에 비례하지 아니할 수 있다. 또한, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일 각각이 출력하는 자기장의 세기는 서로 동일하지 아니할 수 있다.
그 결과, 유도 가열 코일(201)에 공급되는 무효 전력을 감소시키고 유도 가열 코일(201)로부터 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 21은 일 실시예에 의한 조리 장치의 가열 방법의 다른 일 예를 도시한다. 또한, 도 22는 일 실시예에 의한 조리 장치 상에 놓여진 조리 용기의 배치의 다른 일 예를 도시한다.
도 21 및 도 22와 함께, 조리 장치(100)의 가열 방법(1100)이 설명된다.
조리 장치(100)는 사용자로부터 출력 레벨에 관한 정보(또는 명령)을 수신하고(1110), 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 판단한다(1120).
동작 1110 및 동작 1120은 도 12에 도시된 동작 1010 및 동작 1020과 동일할 수 있다.
조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수가 기준값보다 큰지를 판단한다(1130).
적은 수의 유도 가열 코일(예를 들어, 1 또는 2개의 유도 가열 코일)이 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 것이 불가능하거나 조리 용기(1)와 중첩된 육도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 것이 비효율적일 수 있다.
예를 들어, 1개의 유도 가열 코일이 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 것이 불가능하다.
또한, 2개의 유도 가열 코일이 조리 용기(1)와 중첩된 경우, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일을 2개의 그룹으로 분할할 수 있다. 2개의 유도 가열 코일을 2개의 구동부(150, 160)에 할당하는 경우, 구동부들(150, 160) 각각이 1개의 유도 가열 코일을 구동하게 된다. 구동부들(150, 160) 각각에 포함된 제1 및 제2 스위치(Q1, Q2)의 스위칭 손실 등을 고려하면, 구동부들(150, 160) 각각이 1개의 유도 가열 코일을 구동하는 것보다 구동부들(150, 160) 중 어느 하나가 2개의 유도 가열 코일을 구동하는 것이 효율적일 수 있다.
효율적인 동작을 위하여 조리 장치(100)의 제어부(110)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수와 기준값을 비교하고, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수가 기준값보다 큰지를 판단할 수 있다. 기준값은 예를 들어 "2"일 수 있다.
조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수가 기준값보다 크면(1130의 예), 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)을 복수의 그룹으로 분할한다(1140). 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일(201)의 그룹들을 복수의 구동부(150, 160)에 할당하고(1150), 복수의 구동부(150, 160) 각각의 기준 파워를 판단하고(1160), 복수의 구동부(150, 160)의 출력을 조절하기 위한 오프셋 파워를 판단한다(1170). 또한, 조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160)의 출력 파워를 판단하고(1180), 복수의 구동부(150, 160)를 가동한다(1190).
동작 1140, 동작 1150, 동작 1160, 동작 1170, 동작 1180 및 동작 1190은 도 12에 도시된 동작 1030, 동작 1040, 동작 1050, 동작 1060, 동작 1070 및 동작 1080과 각각 동일할 수 있다.
조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수가 기준값보다 크지 않으면(1130의 아니오), 조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160) 중 어느 하나의 구동부의 출력 파워를 판단한다(1185).
조리 장치(100)는 기준값 이하의 유도 가열 코일을 구동하기 위하여 복수의 구동부(150, 160) 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160) 중 임의로 어느 하나를 선택하거나, 복수의 구동부(150, 160) 중 미리 정해진 어느 하나를 선택할 수 있다.
또한, 조리 장치(100)는 선택된 어느 하나의 구동부의 출력 파워를 판단한다. 조리 장치(100)는 사용자에 의하여 입력된 출력 레벨에 따라 어느 하나의 구동부의 출력 파워를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)의 메인 메모리(111)에는 사용자의 출력 레벨 및 출력 레벨에 대응하는 조리 장치(100)의 출력 파워를 포함하는 룩업 테이블(lookup table)이 저장될 수 있으며, 제어부(110)는 룩업 테이블을 이용하여 사용자가 입력한 출력 레벨로부터 조리 장치(100)의 출력 파워를 판단할 수 있다.
조리 장치(100)는 복수의 구동부(150, 160) 중 어느 하나의 구동부를 가동한다(1195).
조리 장치(100)의 제어부(110)는 복수의 구동부(150, 160) 중 선택된 구동부에 출력 파워의 값을 출력할 수 있다. 제어부(110)로부터 출력 파워의 값의 입력에 응답하여, 선택된 구동부는 출력 파워로부터 인버터 회로(153)의 스위칭 주파수를 판단하고, 판단된 스위칭 주파수에 따라 인버터 회로(153)를 턴온/턴오프할 수 있다.
다른 예로, 조리 장치(100)의 제어부(110)는 출력 파워로부터 복수의 구동부(150, 160) 중 선택된 구동부의 스위칭 주파수를 판단하고, 스위칭 주파수를 선택된 구동부에 출력할 수 있다. 선택된 구동부는 입력된 스위칭 주파수에 따라 인버터 회로(153)를 턴온/턴오프할 수 있다.
또한, 인버터 회로(153)의 턴온/턴오프에 응답하여, 유도 가열 코일들(201)에 교류 전류가 공급되고, 유도 가열 코일들(201)은 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 교류 자기장을 생성할 수 있다. 또한, 교류 자기장에 의하여 조리 용기(1)가 가열된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 조리 장치(100)는 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수를 판단하고, 조리 용기(1)와 중첩된 유도 가열 코일의 개수가 기준값보다 크지 않으면 하나의 구동부를 가동할 수 있다.
그 결과, 조리 장치(100)는 보다 효율적으로 유도 가열 코일(201)을 구동할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100: 조리 장치 101: 본체
102: 쿠킹 플레이트 110: 제어부
111: 메인 메모리 112: 메인 프로세서
120: 유저 인터페이스 121: 터치 스크린
122: 입력 버튼 130: 용기 검출부
131: 용기 센서 132: 용기 검출 회로
140: 온도 감지부 141: 온도 센서
142: 온도 감지 회로 150: 제1 구동부
151: EMI 필터 152: 정류 회로
153: 인버터 회로 153a: 스위칭 회로
153b: 공진 회로 154: 분배 회로
155: 전류 감지 회로 156: 구동 메모리
157: 구동 프로세서 160: 제2 구동부
200: 가열 층 201: 유도 가열 코일
250: 메인 어셈블리 300: 구동 층
311: 서브 어셈블리 321: 제1 구동 어셈블리
322: 제2 구동 어셈블리 331: 제1 전원 어셈블리
332: 제2 전원 어셈블리

Claims (20)

  1. 조리 용기가 놓여지는 쿠킹 플레이트;
    상기 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일;
    상기 복수의 유도 가열 코일에 구동 전력을 공급하는 복수의 구동부;
    상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고, 상기 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹을 각각 구동하도록 상기 복수의 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 복수의 구동부 중 제1 및 제2 구동부가 출력하는 전력을 조절하는 오프셋 파워를 판단하고,
    상기 제어부는 상기 판단한 오프셋 파워에 기초하여 상기 복수의 구동부 중 상기 제1 구동부로부터 출력되는 전력이 증가되고, 상기 복수의 구동부 중 상기 제2 구동부로부터 출력되는 전력이 감소되도록 상기 복수의 구동부를 제어하는 조리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자로부터 상기 조리 장치의 출력에 관한 정보를 수신하는 유저 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 조리 장치의 출력에 관한 정보를 기초로 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 판단하는 조리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 그룹 각각에 포함된 유도 가열 코일의 개수를 기초로 상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력을 판단하는 조리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력은 상기 복수의 구동부 각각이 구동하는 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수에 비례하는 조리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 조리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 차이를 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 조리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력이 상기 오프셋 파워만큼 증가하고, 상기 제2 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 감소하도록 상기 복수의 구동부를 제어하는 조리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일의 위치에 따라 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할하는 조리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함하는 조리 장치.
  11. 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일을 포함하는 조리 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 복수의 유도 가열 코일 중에 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 판단하고;
    상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하고;
    복수의 구동부가 상기 복수의 그룹에 각각 구동 전력을 공급하는 것을 포함하고,
    상기 복수의 구동부 중 제1 및 제2 구동부가 출력하는 전력을 조절하는 오프셋 파워를 판단하고,
    상기 판단한 오프셋 파워에 기초하여 상기 복수의 구동부 중 상기 제1 구동부로부터 출력되는 전력이 증가되고, 상기 복수의 구동부 중 상기 제2 구동부로부터 출력되는 전력이 감소되는 조리 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 구동부가 상기 복수의 그룹에 각각 구동 전력을 공급하는 것은 상기 복수의 그룹 각각에 포함된 유도 가열 코일의 개수를 기초로 상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력을 판단하는 것을 포함하고,
    상기 복수의 구동부 각각이 출력하는 전력은 상기 복수의 구동부 각각이 구동하는 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수에 비례하는 조리 장치의 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 오프셋 파워를 판단하는 것은 상기 복수의 구동부 전부가 출력하는 총 전력을 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 것을 포함하는 조리 장치의 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 오프셋 파워를 판단하는 것은 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 차이를 기초로 상기 오프셋 파워를 판단하는 것을 포함하는 조리 장치의 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 증가시키고;
    상기 상기 제2 구동부가 출력하는 전력을 상기 오프셋 파워만큼 감소시키는 것을 더 포함하는 조리 장치의 제어 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 복수의 그룹으로 분할하는 것은 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일의 위치에 따라 상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할하는 것을 포함하는 조리 장치의 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함하는 조리 장치의 제어 방법.
  19. 조리 용기가 놓여지는 쿠킹 플레이트;
    상기 쿠킹 플레이트의 아래에 설치되어, 자기장을 생성하는 복수의 유도 가열 코일;
    상기 복수의 유도 가열 코일에 구동 전력을 공급하는 제1 및 제2 구동부;
    상기 조리 용기와 중첩된 유도 가열 코일을 제1 및 제2 그룹으로 분할하고, 상기 제1 및 제2 구동부가 각각 제1 및 제2 그룹에 속하는 유도 가열 코일을 구동하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 구동부가 출력하는 전력을 조절하는 오프셋 파워를 판단하고,
    상기 제어부는 상기 판단한 오프셋 파워에 기초하여 상기 제1 구동부가 출력하는 전력이 증가되고, 상기 제2 구동부가 출력하는 전력이 감소되도록 상기 복수의 구동부를 제어하고,
    상기 제어부는 상기 제1 구동부가 출력하는 전력과 상기 제2 구동부가 출력하는 전력 사이의 비율은 상기 제1 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수와 상기 제2 그룹에 속하는 유도 가열 코일의 개수 사이의 비율과 상이하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 제어하는 조리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 모두가 상기 조리 용기와 중첩되는 유도 가열 코일을 포함하고, 상기 제2 그룹은 인접한 유도 가열 코일들 중 적어도 하나가 상기 조리 용기와 중첩되지 않는 유도 가열 코일을 포함하는 조리 장치.
KR1020170055704A 2017-04-28 2017-04-28 조리 장치 및 그 제어 방법 KR102329134B1 (ko)

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