KR102336130B1

KR102336130B1 - 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법

Info

Publication number: KR102336130B1
Application number: KR1020200096941A
Authority: KR
Inventors: 이용화
Original assignee: (주)쿠첸
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2021-12-08

Abstract

본 개시의 기술적 사상에 따른 유도 가열 방식의 조리 기기는, 스위칭 신호를 기초로 가열 동작을 수행하는 화구 및 상기 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 화구에 배치된 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행하고, 감지 결과에 따라 상기 가열 동작을 시작하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법 {COOKING DEVICE AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 개시의 기술적 사상은 조리 기기에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 유도 가열 방식의 조리 기기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

유도 가열 방식의 조리 기기는, 용기가 놓이는 화구의 워킹코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자계를 발생시키고, 이 자계가 워킹코일과 자기적으로 결합된 용기에 와전류를 발생시켜 용기가 가열되는 원리로 동작한다. 한편, 유도 가열 방식의 조리 기기는 용기의 특성에 따라 가열 효율이 달라질 수 있다. 예를 들어, 전류가 흐르지 못하는 재질로 이루어진 용기의 경우, 유도 가열 방식의 조리 기기가 아무리 높은 출력 레벨로 동작하더라도 용기가 가열되지 않는다. 따라서, 유도 가열 방식의 조리 기기는 가열 동작을 수행하기에 앞서, 화구에 놓인 용기가 가열 가능한 용기인지 판단하는 감지 동작을 수행하고, 가열 가능한 용기가 아니면 가열 동작을 수행하지 않을 수 있다.

본 개시의 기술적 사상은 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 이용하여 복수 회의 용기 감지 동작들을 수행하는 조리 기기 및 조리 기기의 제어 방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 유도 가열 방식의 조리 기기는, 스위칭 신호를 기초로 가열 동작을 수행하는 화구 및 상기 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 화구에 배치된 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행하고, 감지 결과에 따라 상기 가열 동작을 시작하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 유도 가열 방식의 조리 기기의 동작 방법은, 가열 동작의 명령을 입력받는 단계, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 조리 기기의 화구에 배치된 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행하는 단계 및 상기 감지 결과에 따라 상기 가열 동작을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법에 의하면, 낮은 듀티비를 갖는 스위칭 신호를 이용하여 감지 동작을 수행함으로써, 스위칭 소자들에 잔존 에너지가 존재할 가능성을 낮출 수 있다.

또한, 본 개시의 기술적 사상에 따른 조리 기기 및 조리 기기의 동작 방법에 의하면, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 이용하여 복수 회의 용기 감지 동작을 수행함으로써, 용기 감지의 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 평면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 제1 가열부 및 제1 구동부를 나타내는 회로도이다.
도 4는 제1 스위칭 신호를 나타내는 파형도이다
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 용기 감지 동작을 구체적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수 회의 용기 감지 동작을 구체적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 스위칭 신호들을 나타내는 파형도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 감지 동작에 대응하는 온 타임 및 임계값에 대한 정보를 포함하는 테이블을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 화구들에 대응하는 감지 동작들에 이용되는 테이블을 나타내는 도면이다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 평면도이다.

본 개시의 조리 기기(100)는 용기가 놓이는 화구, 예컨대 제1 내지 제3 화구(111~113)의 워킹코일에 고주파 유도 전류가 흘러 고주파 자계를 발생시키고, 이 자계가 워킹코일과 자기적으로 결합된 용기에 와전류를 발생시켜 용기가 가열되는 원리로 동작하는 유도 가열 방식의 기기이다. 본 개시에서, "화구"라는 용어는, 워킹코일이 배치되어 가열할 용기가 놓여지는 위치뿐만 아니라 워킹코일, 및 워킹코일을 동작시키기 위한 구성부를 포함하는 의미로 사용된다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)는 수용공간이 형성된 본체(110), 복수의 화구(111~113) 및 조작부(120)를 포함할 수 있다.

조작부(120)는 본체(110)의 상면 또는 측면에 형성될 수 있으며 입력부(121) 및 디스플레이(122)를 포함할 수 있다. 입력부(121)는 조리 기기(100)가 제공하는 고유의 기능 및 부가 기능을 선택하기 위한 입력 수단, 예컨대 사용자가 조작 가능한 기능 버튼들, 다이얼, 또는 사용자 음성을 수신하는 스피커 등을 포함할 수 있으며, 입력 수단을 통하여 사용자 입력을 감지할 수 있다.

디스플레이(122)는 조리 기기(100)의 상태 정보, 설정 정보, 또는 사용자 입력에 대한 정보 등 조리 기기(100)와 관련된 다양한 정보를 표시할 수 있다. 실시예에 있어서, 조작부(120)는 음성 출력부를 더 포함할 수 있으며, 음성 출력부가 조리 기기(100)와 관련된 정보를 음성 신호(예컨대 기계음, 미리 설정된 음성 등)로 출력할 수 있다.

복수의 화구(111~113)는 본체(110)의 수용 공간에 장착되어 용기의 하측에서 유도 전류를 형성할 수 있다. 복수의 화구(111~113) 각각은 적어도 하나의 워킹코일을 포함할 수 있다. 도 1에서는 세 개의 화구(111~113), 즉 제1 화구(111), 제2 화구(112) 및 제3 화구(113)가 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 조리 기기(100)는 적어도 하나 이상의 화구를 포함할 수 있다.

복수의 화구(111~113) 각각이 워킹코일을 구동하는 구동부를 포함할 수 있으며, 복수의 화구(111~113)에 대응하는 복수의 구동부는 서로 다른 스위칭 신호에 기초하여 독립적으로 동작할 수 있다. 즉, 복수의 화구(111~113)는 서로 다른 스위칭 신호에 기초하여 독립적으로 동작하며, 복수의 화구(111~113) 중 어느 하나가 동작하거나, 두 개 이상의 화구가 동시에 독립적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 입력부(121)를 조작함으로써, 복수의 화구(111~113) 중 동작할 화구 및 화구의 화력이 설정(또는 선택)될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)는, 조작부(120)를 통해 사용자로부터 복수의 화구(111~113) 중 하나(예컨대, 제1 화구(111))의 가열 동작을 입력받으면, 제1 화구(111)에 배치된 용기에 대하여 상기 용기가 가열하기에 적합한지를 감지하는 감지 동작을 선행할 수 있다. 여기서 감지 동작은 워킹코일에 고주파 전류를 제공하고, 워킹코일에 흐르는 전류를 측정하거나, 워킹코일 및 용기가 소비하는 평균 전력을 측정하고, 측정한 전류 또는 평균 전력을 기초로 용기의 특성을 측정하여 가열하기 적합한지 판단하는 동작을 의미할 수 있다.

만약 제1 화구(111)에 배치된 용기가 가열하기에 적합하면, 조리 기기(100)는 제1 화구(111)를 통해 가열 동작을 수행할 수 있다. 한편, 제1 화구(111)에 배치된 용기가 가열하기에 적합하지 않으면, 조리 기기(100)는 디스플레이(122)를 통해 가열 동작을 수행할 수 없음을 안내할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 개략적인 구조를 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1의 조리 기기(100)의 본체(110)의 수용 공간에 장착되는 구성들을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 조리 기기(100)는 복수의 화구(111, 112), 제어부(130), 및 직류 전원 생성부(140)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 조리 기기(100)는 두 개의 화구, 즉 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)를 포함하는 것으로 도시된다. 제1 화구(111)는 제1 가열부(11), 제1 구동부(21) 및 제1 센서부(31)를 포함하고, 제2 화구(112)는 제2 가열부(12), 제2 구동부(22) 및 제2 센서부(32)를 포함할 수 있다.

제1 가열부(11)는 하나 이상의 워킹코일을 포함할 수 있으며, 제1 구동부(21)의 동작에 의하여 인가되는 고주파 전류에 의하여 제1 화구(111)에 놓여진 용기(201)와 전류 공진하게 되고, 이에 의해 용기(201)가 발열하게 된다.

제1 구동부(21)는 직류 전원 생성부(140)로부터 수신되는 직류 전원, 예컨대 직류 전압(Vdc)을 기초로, 고주파 전류를 생성하고, 이를 제1 가열부(11)에 인가할 수 있다. 구체적으로, 제1 구동부(21)는 제어부(130) 관련하여 후술하는 바와 같이, 제어부(130)로부터 제1 제어 신호(CTR_1)를 수신하고, 수신한 제1 제어 신호(CTR_1)에 따라 고주파 전류를 생성할 수 있다.

제1 센싱부(31)는 제1 구동부(21)가 동작 시, 제1 가열부(11)의 워킹코일에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 그리고 제1 센싱부(31)는 검출한 전류를 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다. 제1 센싱부(31)는 전류를 직접 측정하는 전류 측정 센서를 포함하거나, 변류기(current transformer)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 센싱부(31)가 전류 측정 센서를 포함하는 경우, 제1 센싱부(31)는 측정된 전류를 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 센싱부(31)가 변류기를 포함하는 경우, 제1 센싱부(31)는 워킹코일에 흐르는 전류의 크기를 변환하고, 변환한 전류를 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다.

제2 화구(112)의 제2 가열부(12), 제2 구동부(22) 및 제2 센서부(32)의 구성 및 동작은 제1 화구(111)의 제1 가열부(11), 제1 구동부(21) 및 제1 센서부(31)의 구성 및 동작과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

제어부(130)는 조리 기기(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 부(130)는 제조 단계에서 미리 설정된 제어 알고리즘 및/또는 입력부(도 1의 121)를 통해 수신되는 사용자의 설정 입력, 즉 사용자의 선택에 따른 제어 알고리즘에 기초하여 구성요소들(예컨대, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112))을 제어함으로써, 조리 기기(100)를 제어할 수 있다.

제어부(130)는 마이크로 컴퓨터(또는 마이컴이라고 함)로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제어부(130)는 로직 회로 또는 CPU(Central Processing Unit), FPGA(Field Programmable Gate array, ECU(Electronic Control Unit) 등과 같은 프로세서로 구현될 수 있으며, 별도로 구비되는 메모리(미도시)에 저장된 제어 알고리즘을 수행함으로써, 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)에 대한 제어 기능을 수행할 수 있다.

제어부(130)는 제1 센싱부(31)가 제공하는 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 제1 구동부(21)를 제어하기 위한 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성하고, 생성한 제1 제어 신호(CTR_1)를 제1 구동부(21)에 제공할 수 있다. 또한 제어부(13)는 제2 센싱부(32)가 제공하는 제2 센싱 신호(SS2)를 기초로 제2 구동부(22)를 제어하기 위한 제2 제어 신호(CTR_2)를 생성하고, 생성한 제2 제어 신호(CTR_2)를 제2 구동부(22)에 제공할 수 있다.

일 예에서, 제어부(130)는 별도의 통신 채널을 통해 제1 화구(111) 및 제2 화구(112) 각각과 통신할 수 있다. 제어부(130)는 제1 통신 채널을 통해 제1 화구(111)로부터 제1 센싱 신호(SS1)를 수신하고 제1 화구(111)에 제1 제어 신호(CTR_1)를 전송할 수 있다. 제어부(130)는 제2 통신 채널을 통해 제2 화구(112)로부터 제2 센싱 신호(SS2)를 수신하고 제2 화구(112)에 제2 제어 신호(CTR_2)를 전송할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 제어부(130)가 생성하는 제1 제어 신호(CTR_1) 및 제2 제어 신호(CTR_2)는 가열 동작을 수행하기 위한 가열 제어 신호, 또는 용기(201, 202)가 가열하기에 적합한지를 감지하는 감지 동작을 수행하기 위한 감지 제어 신호일 수 있다. 제어부(130)는 가열 제어 신호를 생성하기에 앞서, 감지 제어 신호를 먼저 생성할 수 있다.

예를 들어, 제어부(130)는 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 감지 동작에 대응하는 고주파 전류를 생성하도록 제어하는 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성하고, 제1 구동부(21)는 제1 제어 신호(CTR_1)에 따라 감지 동작에 대응하는 고주파 전류를 생성할 수 있다. 그리고 제1 센싱부(31)는 측정한 전류를 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 수신한 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 용기의 특성을 측정할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 측정된 용기의 특성값을 기초로 용기가 가열하기에 적합한지 판단할 수 있다.

만약 용기가 가열하기에 적합한 것으로 판단한 경우, 제어부(130)는 가열 동작에 대응하는 고주파 전류를 생성하도록 제어하는 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성하고, 제1 구동부(21)는 제1 제어 신호(CTR_1)에 따라 가열 동작에 대응하는 고주파 전류를 생성할 수 있다. 그리고 제1 센싱부(31)는 측정한 전류를 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다. 그리고 제1 제어부(130)는 수신한 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 가열 동작을 조정할 수 있다. 반면, 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단한 경우, 제어부(130)는 가열 동작을 수행하지 않고, 사용자에게 현재의 용기가 가열에 적합하지 않음을 디스플레이(122) 등을 통해 안내할 수 있다.

직류 전원 생성부(140)는 입력되는 상용 전원을 직류 전원, 예컨대 직류 전압(Vdc)으로 변환한다. 또한, 직류 전원 생성부(140)는 조리 기기(100)의 다른 구성들, 예컨대 제어부(130)에 제공되는 전원을 생성할 수 있다.

한편, 도 2를 도시하고 설명함에 있어서, 제1 화구(111)가 제1 센싱부(31)를 포함하고, 제2 화구(112)가 제2 센싱부(32)를 포함하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 제1 센싱부(31) 및 제2 센싱부(32) 각각은 제1 화구(111) 및 제2 화구(112)와 별개의 구성으로 구현될 수도 있다.

도 3은 도 2의 제1 가열부 및 제1 구동부를 나타내는 회로도이고, 도 4는 제1 스위칭 신호를 나타내는 파형도이다.

도 3을 참조하면, 제1 구동부(21)는 인버터(1) 및 스위칭 신호 생성부(2)를 포함하고, 제1 가열부(11)는 워킹코일(CL) 및 공진 커패시터(C)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 가열부(11) 및 제1 구동부(21)에 대해서 설명하지만, 제2 가열부(12) 및 제2 구동부(22)도 실질적으로 동일한 방식이 적용될 수 있다.

인버터(1)는 워킹코일(CL)에 고주파 전류가 흐르도록 워킹코일(CL)에 인가되는 직류 전압(Vdc)을 스위칭한다. 인버터(10)는 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)을 포함한다. 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)은 직렬로 연결되며, 두 개의 스위칭 소자들(QH, QL)의 연결 노드(CN)를 통해 워킹코일(CL)에 고주파 전류가 제공될 수 있다. 도 3에서는 인버터(1)가 하프 브리지 공진 방식에 따라 구성되는 예를 도시하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 인버터(1)는 한 쌍의 스위칭 소자들이 대칭으로 배치된 풀브리지 공진 방식에 따른 구조를 가질 수 있다.

제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 각각 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제1 하위 스위칭 신호(S1L), 즉 제1 스위칭 신호에 응답하여 교번적으로 턴-온 될 수 있다. 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 제1 노드(ND1) 및 제2 노드(ND2)를 통해 직류 전원 생성부(140)로부터 수신되는 직류 전압(Vdc)을 스위칭하여 고주파 전류를 생성하고, 고주파 전류를 워킹코일(CL)에 공급할 수 있다. 워킹코일(CL)은 고주파 전류가 흐름에 따라 자계를 발생시켜 조리 용기(201)를 가열시킬 수 있다. 이때, 공진 커패시터(C)는 완충기 역할을 수행할 수 있다.

스위칭 신호 생성부(2)는 제1 스위칭 신호, 즉 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제1 하위 스위칭 신호(S1L)를 생성할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1 상위 스위칭 신호(S1H)는 소정의 주기(PD)를 가질 수 있으며, 매 주기는 온 타임(T_ON) 및 오프 타임(T_OFF)을 포함할 수 있다. 제1 하위 스위칭 신호(S1L)는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 상보 신호이며, 제1 하위 스위칭 신호(S1L)의 온 타임은 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 온 타임(T_ON)과 오버랩되지 않도록 설정될 수 있다.

스위칭 신호 생성부(2)는 제1 스위칭 신호의 상기 소정의 주기에 대응하는 주파수(frequency) 및/또는 상기 소정의 주기 대비 상기 온 타임의 비율인 듀티비(duty ratio)를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 스위칭 신호 생성부(2)는 제어부(130)로부터 수신한 제1 제어 신호(CTR_1)를 기초로 제1 스위칭 신호의 주파수 및/또는 듀티비를 조정할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 제1 스위칭 신호의 주파수 및 듀티비를 조정하는 것은 제1 상위 제1 상위 스위칭 신호(S1H)의 주파수 및 듀티비를 조정하는 것을 의미하는 것을 전제로 설명한다.

한편, 유도 가열 방식의 조리 기기(100)는 가열 대상인 용기의 종류, 즉 제1 용기(201) 및 제2 용기(202)의 특성에 따라 가열 효율이 달라질 수 있다. 따라서, 조리 기기(100)는 가열 동작을 수행하기에 앞서, 제1 용기(201) 및 제2 용기(202)가 유도 가열 방식에 따라 가열하기에 적합한지를 감지하는 감지 동작을 먼저 수행할 수 있다.

일 예에서, 제어부(130)는 감지 동작에 대하여 기설정된 주파수 및 기설정된 듀티비에 대한 정보를 포함하는 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성하고, 제1 제어 신호(CTR_1)를 제1 구동부(21)에 제공할 수 있다. 그리고 제1 구동부(21)는 수신한 제1 제어 신호(CTR_1)에 포함된 기설정된 주파수 및 기설정된 듀티비를 기초로 고주파 전류를 생성하여 제1 가열부(11)의 워킹코일(CL)에 제공할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 제1 센싱부(31)가 측정한 워킹코일(CL)에 흐르는 전류인 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 용기가 가열하기에 적합한지를 판단할 수 있다.

한편, 종래에는 용기의 감지 동작을 수행하는 과정에서, 높은 듀티비(예컨대, 도 4의 50%)를 갖는 스위칭 신호를 이용함으로써, 워킹코일(CL)에 상당량의 전력이 제공되었다. 이에 따라, 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)가 오프되더라도 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)에 잔존 에너지가 생기는 상황이 발생하였다. 그리고 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 상기 잔존 에너지로 인한 발열에 의해 손실되는 문제점이 있었다.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)는, 낮은 듀티비를 갖는 서로 상이한 복수의 스위칭 신호들을 이용하여 복수 회의 감지 동작들을 수행할 수 있다. 이하에서는 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)가 낮은 듀티비를 갖는 서로 상이한 복수의 스위칭 신호들을 이용하여 복수 회의 감지 동작들을 수행하는 구체적인 동작을 설명한다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 조리 기기(100)는 가열 동작에 대한 명령을 입력받을 수 있다(S110). 그리고 조리 기기(100)는 용기에 대한 복수 회의 감지 동작을 수행할 수 있다(S120). 구체적으로, 조리 기기(100)는 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 복수 회의 감지 동작들을 수행할 수 있다. 여기서 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들은, 동일한 주기(또는 주파수)를 공유하지만 온 타임이 서로 다른 복수의 스위칭 신호들을 의미할 수 있다. 또한, 스위칭 소자들의 손실을 최소화하기 위해, 복수의 스위칭 신호들의 듀티비들은 각각 50% 이하로 설정될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 조리 기기(100)는 복수의 스위칭 신호들 각각을 이용하여 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행할 때, 온 타임이 짧은(즉, 듀티비가 낮은) 스위칭 신호부터 먼저 이용하여 감지 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 조리 기기(100)가 3개의 스위칭 신호들을 이용하여 3회의 감지 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 조리 기기(100)는 온 타임이 가장 짧은 제1 스위칭 신호를 이용하여 제1 감지 동작을 수행할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 다음으로 온 타임이 짧은 제2 스위칭 신호를 이용하여 제2 감지 동작을 수행할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 온 타임이 가장 긴 제3 스위칭 신호를 이용하여 제3 감지 동작을 수행할 수 있다.

한편, 조리 기기(100)는 전술한 바와 같이 복수 회의 감지 동작들을 순차적으로 수행하되, 하나의 감지 동작에서 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단한 경우, 다음 순서의 감지 동작을 수행하지 않을 수 있다.

예를 들어, 제1 감지 동작의 결과, 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단되면, 조리 기기(100)는 다음 순서인 제2 감지 동작을 수행하지 않을 수 있다. 반면, 제1 감지 동작의 결과, 용기가 가열하기에 적합한 것으로 판단되면, 보다 정확성 높은 판단을 위해, 다음 순서인 제2 감지 동작을 수행할 수 있다. 이와 같이, 듀티비가 낮은 스위칭 신호부터 이용하여 감지 동작을 수행함으로써, 조리 기기(100)는 스위칭 소자들의 손실을 최소화할 수 있다.

한편, 변형 가능한 실시예에 따르면, 조리 기기(100)는 복수의 스위칭 신호들을 순차적으로 이용하여 워킹코일(CL)에 고주파 전류를 제공하고, 워킹코일(CL)에 흐르는 전류를 측정한 정보를 기초로 용기의 특성을 복수 회 측정할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 복수 회 측정된 용기의 특성값들을 기초로 용기가 가열하기에 적합한지를 최종 판단할 수도 있다.

그리고 조리 기기(100)는 가열 가능한 용기가 감지되면 가열 동작을 수행할 수 있다(S130). 구체적으로, 제어부(130)는 용기가 가열 가능한 것으로 판단하면, 가열 동작에 대응하는 주파수 및 듀티비에 대한 정보를 포함하는 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성할 수 있다. 여기서 가열 동작에 대응하는 주파수 및 듀티비는, 가열 동작의 출력 레벨에 대응하여 설정된 주파수 및 듀티비일 수 있다. 한편, 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 제어부(130)는 상기 측정된 용기의 특성값을 고려하여, 상기 용기를 가열하기에 적합한 주파수 및 듀티비를 산출할 수도 있다.

그리고 제어부(130)는 생성한 제1 제어 신호(CTR_1)를 제1 구동부(21)에 제공할 수 있다. 그리고 제1 구동부(21)는 수신한 제1 제어 신호(CTR_1)에 따라 가열 동작을 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)는 낮은 듀티비를 갖는 스위칭 신호를 이용하여 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)에 잔존 에너지가 존재할 가능성을 낮추면서도, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 이용한 복수 회의 감지 동작을 수행하여 용기 감지의 정확도를 높일 수 있다.

이하에서는, 조리 기기(100)가 수행하는 용기 감지 동작을 구체적으로 설명한다.

도 6은 용기 감지 동작을 구체적으로 나타내는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 조리 기기(100)는 기설정된 듀티비를 갖는 스위칭 신호에 대응하여 감지된 전류를 기초로 용기의 특성을 측정할 수 있다(S210). 구체적으로, 제어부(130)는 기설정된 듀티비를 갖는 스위칭 신호를 생성하도록 제어하는 제1 제어 신호(CTR_1)를 생성하고, 제1 제어 신호(CTR_1)를 스위칭 신호 생성부(2)에 제공할 수 있다. 그리고 스위칭 신호 생성부(2)는 상기 제1 제어 신호(CTR_1)에 따라, 상기 기설정된 듀티비를 갖는 제1 스위칭 신호(즉, 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제1 하위 스위칭 신호(S1L))를 생성할 수 있다.

그리고 제1 스위칭 소자(QH) 및 제2 스위칭 소자(QL)는 상기 제1 상위 스위칭 신호(S1H) 및 제1 하위 스위칭 신호(S1L)에 응답하여 고주파 전류를 생성할 수 있다. 생성된 고주파 전력은 워킹코일(CL)에 제공될 수 있고, 제1 센싱부(31)는 워킹코일(CL)에 흐르는 전류를 검출하여, 제1 센싱 신호(SS1)로서 제어부(130)에 제공할 수 있다.

그리고 제어부(130)는 수신한 제1 센싱 신호(SS1)를 기초로 용기의 특성을 측정할 수 있다. 여기서 용기의 특성은 용기와 조리 기기(100)의 워킹코일(CL) 간의 전자기적 결합 특성을 의미할 수 있다. 전자기적 결합 특성은 용기와 워킹코일(CL)의 인덕터 결합에 따른 전반적인 회로적 특성을 포함하는 개념으로서, 워킹코일(CL)의 인덕턴스(inductance) 값, 용기의 인덕턴스 값, 용기의 저항 값, 워킹코일(CL) 및 용기의 인덕터 결합비(또는 권선수비) 등에 따라 달라지는 회로적 특성을 포함할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 조리 기기(100)는, 워킹코일(CL)에 대한 정보와 측정된 전류를 기초로 스코어(score) 등과 같은 형태로 용기의 특성값을 산출할 수 있다.

그리고 조리 기기(100)는 측정된 특성값을 기초로 가열 가능한 용기인지를 판단할 수 있다(S220). 구체적으로, 조리 기기(100)는 측정된 특성값을 임계값과 비교하고, 비교 결과에 따라 가열 가능한 용기인지를 판단할 수 있다. 여기서 임계값은 가열하기에 적합한 용기가 가질 수 있는 특성값의 최대값으로, 감지 동작에 따라 상이하게 설정될 수 있다.

예를 들어, 조리 기기(100)가 3회의 감지 동작을 수행하는 경우, 제1 감지 동작에 대하여 기설정된 제1 임계값, 제2 감지 동작에 대하여 기설정된 제2 임계값, 제3 감지 동작에 대하여 기설정된 제3 임계값은 모두 상이할 수 있다. 그리고 후순서의 감지 동작일수록 듀티비가 증가함에 따라 감지되는 전류값도 증가하므로, 용기의 특성값이 증가할 수 있다. 따라서, 제1 임계값은 제2 임계값 이하이고, 제2 임계값은 제3 임계값 이하이도록 설정될 수 있다.

일 예에서, 조리 기기(100)는 용기의 특성값이 임계값을 초과하면 상기 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단하고, 가열 동작을 수행하지 않을 수 있다. 또한, 조리 기기(100)는 용기의 특성값이 임계값 이하이면 상기 용기가 가열하기에 적합한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 다음 순서의 감지 동작을 수행할 수 있다. 만약 다음 순서의 감지 동작이 없는 경우, 조리 기기(100)는 가열 동작을 수행할 수 있다.

한편, 전술한 예에서는, 조리 기기(100)가 용기의 특성값과 임계값을 비교하는 것으로 설명하였지만, 본 개시는 이에 한하지 않는다. 예를 들어, 조리 기기(100)는 가열하기에 적합한 용기가 가질 수 있는 특성값의 범위인 임계 범위와 상기 측정한 용기의 특성값을 비교하는 방식으로도 구현될 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수 회의 용기 감지 동작을 구체적으로 나타내는 흐름도이고, 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 스위칭 신호들을 나타내는 파형도이다. 상세하게는, 도 7은 도 6의 방식에 따라 복수 회의 감지 동작들을 수행하는 예를 구체적으로 나타내는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 조리 기기(100)는 제1 듀티비를 갖는 제1 스위칭 신호에 대응하여 감지된 전류를 기초로 제1 특성값을 측정할 수 있다(S310). 구체적으로, 조리 기기(100)는 제1 듀티비를 갖는 제1 스위칭 신호를 이용하여 고주파 전류를 생성하고, 워킹코일(CL)에 흐르는 전류를 감지하고, 감지된 전류를 기초로 용기에 대한 제1 특성값을 산출할 수 있다. 도 8a를 참조하면, 제1 듀티비(예컨대, 10%)를 갖는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)는, 기설정된 주기(PD)를 가지며, 제1 온 타임(T_ON1)을 가질 수 있다.

그리고 조리 기기(100)는 제1 특성값이 제1 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다(S320). 구체적으로, 조리 기기(100)는 제1 특성값이 제1 스위칭 신호에 대응하는 제1 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다. 만약 제1 특성값이 제1 임계값을 초과하면(S320-Y), 조리 기기(100)는 가열이 불가능한 용기인 것으로 판단할 수 있다(S380).

반면, 제1 특성값이 제1 임계값 이하이면(S320-NO), 조리 기기(100)는 제2 듀티비를 갖는 제2 스위칭 신호에 대응하여 감지된 전류를 기초로 제2 특성값을 산출할 수 있다(S330). 일 예에서, 제2 스위칭 신호는 제1 스위칭 신호와 동일한 주파수를 가질 수 있고, 제2 듀티비는 제1 듀티비보다 클 수 있다. 도 8b를 참조하면, 제2 듀티비(예컨대, 20%)를 갖는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)는, 기설정된 주기(PD)를 가지며, 제2 온 타임(T_ON2)을 가질 수 있다.

그리고 조리 기기(100)는 제2 특성값이 제2 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다(S340). 구체적으로, 조리 기기(100)는 제2 특성값이 제2 스위칭 신호에 대응하는 제2 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다. 일 예에서, 제2 임계값은 제1 임계값보다 같거나 클 수 있다.

만약 제2 특성값이 제2 임계값을 초과하면(S340-Y), 조리 기기(100)는 가열이 불가능한 용기인 것으로 판단할 수 있다(S380). 반면, 제2 특성값이 제2 임계값 이하이면(S340-NO), 조리 기기(100)는 제3 듀티비를 갖는 제3 스위칭 신호에 대응하여 감지된 전류를 기초로 제3 특성값을 산출할 수 있다(S350). 도 8c를 참조하면, 제3 듀티비(예컨대, 30%)를 갖는 제1 상위 스위칭 신호(S1H)는, 기설정된 주기(PD)를 가지며, 제3 온 타임(T_ON3)을 가질 수 있다.

그리고 조리 기기(100)는 제3 특성값이 제3 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다(S360). 구체적으로, 조리 기기(100)는 제3 특성값이 제3 스위칭 신호에 대응하는 제3 임계값을 초과하는지 확인할 수 있다. 일 예에서, 제3 임계값은 제3 임계값보다 같거나 클 수 있다.

만약 제3 특성값이 제3 임계값을 초과하면(S360-Y), 조리 기기(100)는 가열이 불가능한 용기인 것으로 판단할 수 있다(S380). 반면, 제3 특성값이 제3 임계값 이하이면(S360-NO), 조리 기기(100)는 가열 가능한 용기인 것으로 판단할 수 있다(S370).

한편, 도 7을 도시하고 설명함에 있어서, 조리 기기(100)가 3회의 감지 동작을 수행하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 이에 한하지 않으며, 2회의 감지 동작을 수행하거나 4회 이상의 감지 동작을 수행할 수 있음은 물론이다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 감지 동작에 대응하는 온 타임 및 임계값에 대한 정보를 포함하는 테이블을 나타내는 도면이다.

조리 기기(100)는 각 감지 동작(DO)에 대응하는 온 타임(T_ON) 및 임계값(Th)에 대한 정보를 포함하는 테이블(TB1)을 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 도 9를 참조하면, 조리 기기(100)가 3회의 감지 동작들(DO1, DO2, DO3)을 수행하는 경우, 상기 테이블(TB1)은 감지 동작들(DO1, DO2, DO3) 각각에 대응하는 온 타임(T_ON1, T_ON2, T_ON3) 및 임계값들(Th1, Th2, Th3)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 화구들에 대응하는 감지 동작들에 이용되는 테이블을 나타내는 도면이다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 조리 기기(100)는 복수의 화구들(HR1, HR2, HR3) 각각에 대하여 감지 동작을 수행하는 횟수를 달리 설정할 수 있다. 또한, 조리 기기(100)는 복수의 화구들(HR1, HR2, HR3) 각각에 대응하는 감지 동작들의 온 타임(즉, 듀티비) 및 임계값도 개별적으로 설정할 수 있다.

조리 기기(100)는 복수의 화구들(HR1, HR2, HR3) 중 어느 하나(예컨대, 제1 화구(HR1))에 대한 가열 동작의 명령이 입력되면, 제1 화구(HR1)에 대응하는 감지 동작들을 수행하여 제1 화구(HR1)에 배치된 용기가 가열 가능한지를 판단할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 전술한 동작을 수행하기 위해, 메모리에 도 10의 테이블들(TB2, TB3, TB4)을 저장할 수 있고, 저장된 테이블들(TB2, TB3, TB4)을 이용하여 감지 동작들을 수행할 수 있다.

구체적으로, 조리 기기(100)는 각 화구(HR)에 대응하는 감지 동작 세트(DO_S)에 대한 정보를 포함하는 테이블(TB2)을 메모리에 저장할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 각 감지 동작 세트(DO_S)에 대응하는 감지 동작(DO)에 대한 정보를 포함하는 테이블(TB3)을 메모리에 저장할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 각 감지 동작(DO)에 대응하는 온 타임(T_ON) 및 임계값(Th)에 대한 정보를 포함하는 테이블(TB4)을 메모리에 저장할 수 있다.

도 10을 참조하면, 테이블(TB2)은 복수의 화구들(HR1, HR2, HR3) 각각에 대응하는 감지 동작 세트(DO_S1, DO_S2, DO_S3)에 대한 정보를 포함하고, 테이블(TB3)은 복수의 감지 동작 세트들(DO_S1, DO_S2, DO_S3)을 구성하는 감지 동작들(DO1, DO2, DO3, ..., DOk)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 테이블(TB4)은 감지 동작들(DO1, DO2, DO3, ..., DOk) 각각에 대응하는 온 타임(T_ON1, T_ON2, T_ON3, ..., T_ONk) 및 임계값들(Th1, Th2, Th3, ... Thk)에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

유도 가열 방식의 조리 기기에 있어서,
스위칭 신호를 기초로 가열 동작을 수행하는 화구; 및
상기 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 화구에 배치된 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행하고, 상기 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들 각각에 대응되어 획득된 감지 결과에 따라 상기 가열 동작을 시작하는 제어부;를 포함하는 조리 기기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 감지 결과, 상기 화구에 배치된 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단하면 상기 가열 동작을 수행하지 않고,
상기 감지 결과, 상기 화구에 배치된 용기가 가열하기에 적합한 것으로 판단하면 상기 가열 동작을 시작하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제1항에 있어서,
상기 화구는, 상기 화구에 배치된 용기와 전자기적으로 결합할 수 있는 워킹코일; 및
상기 복수의 스위칭 신호들에 따라 상기 워킹코일에 전류를 제공하는 스위칭 소자들;을 포함하고,
상기 조리 기기는, 상기 워킹코일에 흐르는 전류를 감지하는 센싱부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 복수의 스위칭 신호들 각각에 대응하여 상기 센싱부에 의해 감지된 전류 정보를 기초로 상기 화구에 배치된 용기의 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전류 정보를 기초로 상기 화구에 배치된 용기의 특성값을 산출하고, 상기 산출한 특성값이 임계값을 초과하면 상기 화구에 배치된 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 스위칭 신호들은,
제1 듀티비를 갖는 제1 스위칭 신호 및 제2 듀티비를 갖는 제2 스위칭 신호를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 스위칭 신호를 기초로 제1 감지 동작을 수행한 후, 상기 제2 스위칭 신호를 기초로 제2 감지 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 감지 동작의 감지 결과, 상기 화구에 배치된 용기가 가열하기에 적합한 것으로 판단하면 상기 제2 감지 동작을 수행하고,
상기 제1 감지 동작의 감지 결과, 상기 화구에 배치된 용기가 가열하기에 적합하지 않은 것으로 판단되면 상기 제2 감지 동작을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제5항에 있어서,
상기 제2 듀티비는 상기 제1 듀티비보다 큰 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제1항에 있어서,
상기 복수의 스위칭 신호들은 동일한 주파수를 갖고, 50% 이하인 듀티비를 갖는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
제1항에 있어서,
상기 화구는, 제1 화구 및 제2 화구를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 화구의 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 상기 제1 화구에 대하여 설정된 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 제3 스위칭 신호들을 기초로, 상기 제1 화구에 배치된 용기에 대한 상기 감지 동작을 복수 회 수행하고,
상기 제2 화구의 가열 동작에 대한 명령이 입력되면, 상기 제2 화구에 대하여 상기 제3 스위칭 신호들의 듀티비와 다르게 설정된 듀티비를 갖는 복수의 제4 스위칭 신호들을 기초로, 상기 제2 화구에 배치된 용기에 대한 상기 감지 동작을 복수 회 수행하는 것을 특징으로 하는 조리 기기.
유도 가열 방식의 조리 기기의 동작 방법에 있어서,
가열 동작의 명령을 입력받는 단계;
서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 조리 기기의 화구에 배치된 용기에 대한 복수 회의 감지 동작들을 수행하는 단계; 및
상기 서로 다른 듀티비를 갖는 복수의 스위칭 신호들 각각에 대응되어 획득된 감지 결과에 따라 상기 가열 동작을 시작하는 단계;를 포함하는 동작 방법.