KR102410316B1 - 유도가열조리기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도 가열 조리기에 관련된 것으로서, 부하물에 대해 유도자계를 발생시키는 코일, 입력전원을 이용하여, 상기 코일에 전력을 전달하는 인버터, 상기 코일의 제1 측에 연결되어, 제1 전류를 검출하는 제1 검출부, 상기 검출된 제1 전류에 근거하여, 상기 부하물의 상태와 관련된 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보에 근거하여 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유도가열조리기 및 그 제어방법{INDUCTION HEAT COOKING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전자 유도 가열 조기리에 관한 것으로, 특히 코일을 기준으로 양측의 전류를 이용하는 전자 유도 가열 조리기 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
유도 가열 조리기는 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열코일에 고주파의 전류를 흐르게 하고, 이로 인하여 발생하는 강력한 자력선이 조리용기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)가 흘러 용기 자체가 가열되는 방식에 의해서 조리 기능을 수행하는 전기조리 장치이다.
이러한 유도 가열 조리기의 기본적인 가열원리를 살펴보면, 가열코일에 전류가 인가됨에 따라 자성체인 조리 용기가 유도(Induction) 가열에 의해 열을 생성하고, 이와 같이 생성된 열에 의하여 조리용기 자체가 가열되어 조리가 이루어지게 된다.
유도가열 전기조리기에 이용되는 인버터는 가열코일에 고주파의 전류가 흐르도록 가열코일에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 고주파의 전류를 가열코일에 흐르도록 하여 가열코일에 고주파 자계가 형성하도록 한다.
일반적으로, 유도 가열 조리기는 정류회로 또는 브릿지회로를 통과한 후의 전류(2차 측 전류)를 이용하여 출력 제어를 수행한다. 이 경우, 2차 측 전류는 교류전원의 극변화, 2차 측 자력선에 의해 발생된 유도 기전력 및 부하물의 특성 등의 외부환경에 따라 영향을 받으므로, 변화폭이 크다. 따라서, 2차 측 전류는 조리기의 출력 제어에 이용되기에 적합하지 않은 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은, 외부 환경 변화에 영향을 받지 않으면서 출력 제어를 수행할 수 있는 유도 가열 조리기 및 그의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 코일 위에 존재하는 부하물의 상태를 검출할 수 있는 유도 가열 조리기 및 그의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 부하물의 끎음 여부를 검출할 수 있는 유도 가열 조리기 및 그의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 유도 가열 조리기는, 부하물에 대해 유도자계를 발생시키는 코일, 입력전원을 이용하여, 상기 코일에 전력을 전달하는 인버터, 상기 코일의 제1 측에 연결되어, 제1 전류를 검출하는 제1 검출부, 상기 검출된 제1 전류에 근거하여, 상기 부하물의 상태와 관련된 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보에 근거하여 상기 인버터의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 기 설정된 시간 동안 상기 제1 전류의 변화량이 제1 기준치 이하이면, 상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 감소시키도록 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 유도 가열 조리기의 작동 상태와 관련된 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 끓음 상태와 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 인버터의 출력이 감소되면, 감소된 출력량과 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상이면, 상기 코일 위에 부하물이 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 차단시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 코일에 인가되는 입력 전압에 대응하는 공진 전압을 생성하는 공진부를 더 포함하고, 상기 코일의 제1 측은 상기 코일의 양단 중 상기 공진부가 설치된 측인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 출력 주파수를 입력받는 입력부 및 상기 제1 측과 다른 제2 측에 연결되어, 제2 전류를 검출하는 제2 검출부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입력된 출력 주파수에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 변경시키고, 상기 인버터의 출력 변화에 따른 상기 제2 전류의 변화량을 산출하고, 상기 산출된 제2 전류의 변화량과 제2 기준치를 비교하여, 상기 부하물의 재질과 관련된 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 제2 전류에 근거하여, 상기 부하물의 재질이 알루미늄으로 판단되면, 상기 인버터의 출력을 감소 또는 차단시키는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 입력전원을 정류하는 정류부를 더 포함하고, 상기 제2 측은 상기 코일의 양단 중 상기 정류부가 설치된 측인 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 부하물의 상태를 검출하기 위한 작동 모드가 수행되도록 사용자 입력을 입력받는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자 입력이 인가되면, 상기 제1 전류를 검출하도록 상기 제1 전류 검출부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법은 코일의 제1 측에서 제1 전류를 검출하는 단계, 상기 검출된 제1 전류에 근거하여, 부하물의 상태와 관련된 정보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 정보에 근거하여, 인버터의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 기 설정된 시간동안 상기 제1 전류의 변화량이 제1 기준치 이하인 경우, 상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단하는 단계 및 상기 인버터의 출력을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 끓음 상태와 관련된 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인 경우, 상기 코일 위에 부하물이 존재하는 것으로 판단하는 단계 및 상기 인버터의 출력을 차단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 출력 주파수를 입력받는 단계, 상기 제1 측과 다른 제2 측에서, 제2 전류를 검출하는 단계, 상기 입력된 출력 주파수에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 변경시키는 단계, 상기 인버터의 출력 변화에 따른 상기 제2 전류의 변화량을 산출하는 단계, 상기 산출된 제2 전류의 변화량과 제2 기준치를 비교하여, 상기 부하물의 재질과 관련된 정보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 부하물의 재질에 근거하여, 상기 인버터의 출력을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 정류회로를 통과하기 전인 1차 측 전류를 이용하여 출력 제어를 수행함으로써, 외부 환경이 변화하는 경우에도 정확한 출력 제어를 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 부하물의 상태를 보다 정확하고, 빠르게 검출할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 부하물이 끓음 상태인지 여부를 보다 정확하고, 빠르게 검출할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 검출된 부하물의 상태에 따라, 출력 제어를 수행함으로써 열 효율을 증가시키고, 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 도출된다.
도 1a는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기의 제1 전류 검출부를 보다 상세히 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에 개시된 기술은 유도 가열 조리기(Induction Heat Cooking Apparatus)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 코일을 포함하는 유도 가열 시스템, 무선 전력 전송 시스템 등에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하의 도 1a에서는, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기(100)의 세부 구성이 설명된다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 유도 가열 조리기(100)는 정류부(110), 인버터(120), 코일(103), 공진부(130), 제어부(140), 구동부(150), 입력부(160) 및 출력부(170) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 유도 가열 조리기(100)는 제1 및 제2 전류 검출부(101, 102)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 인버터(120)는 입력되는 전원을 스위칭하는 스위칭 소자(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 스위칭소자의 출력 전압에 의해 구동되는 코일(103)이, 직렬 연결된 스위칭 소자의 접속점에 연결될 수 있다. 이로써, 인버터(120)는 입력되는 전원을 이용하여, 코일(103)에 전력을 전달할 수 있다. 상기 코일(103)의 다른 일측은 공진부(130)에 연결될 수 있다.
코일(103)은 인버터(120)로부터 전달받은 출력 전압을 이용하여, 부하물(1000)에 대해 유도자계를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 코일(103)은 부하물(1000)의 용기에 대해 유도자계를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기(100)의 코일(103)에서 소비되는 전력은 상기 코일(103)에 대해 올려진 부하물(1000)의 용기 특성에 따라 다를 수 있다.
이하의 명세서에서는 하나의 코일을 포함하는 유도 가열 조리기(100)에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 1a에 도시되지는 않았으나, 인버터(120)에는 복수의 코일이 병렬로 연결될 수 있다.
한편, 도 1a에 도시되지는 않았으나, 코일(103)의 상부에는 부하물(1000)을 올려 놓을 수 있도록 평판(미도시)이 설치될 수 있다. 상기 평판에는 사용자를 안내하기 위한 가열 영역(미도시)이 표시될 수 있다.
인버터(120)에 포함된 스위칭소자의 구동은 구동부(150)에 의해서 이루어지며, 구동부(150)에서 출력되는 스위칭시간에 제어되어 스위칭소자가 서로 교대로 동작하면서 코일(103)로 고주파의 전압을 인가할 수 있다. 그리고 구동부(150)로부터 인가되는 스위칭소자의 폐쇄/개방 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 코일(103)에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변경될 수 있다.
구동부(150)는 제어부(140)로부터, 코일의 출력과 관련된 제어 신호를 인가받을 수 있다. 제어부(140)는 입력부(160)에 인가된 사용자 입력에 근거하여, 코일의 출력과 관련된 제어 신호를 발생시켜, 구동부(150)로 전달할 수 있다.
또한, 정류부(110)는 외부로부터 입력되는 사용 전원(AC)을 인가받고, 상기 인가받은 상용전원을 직류 전압으로 정류시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 정류부(110)는 브릿지 회로(미도시), 하프 브릿지 회로 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 정류부(110)는 제1 내지 제4 다이오드를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 다이오드 및 제3 다이오드는 상호 직렬로 연결되어 있으며, 제2 다이오드 및 제4 다이오드 상호 직렬로 연결될 수 있다. 아울러, 제1 및 제3 다이오드의 접점과 제2 및 제4 다이오드의 접점은 모두 상용전원에 연결될 수 있다.
또한, 공진부(130)는 코일(103)에 대응되는 공진 캐패시터를 포함할 수 있다. 이로써 공진부(130)는 코일(103)에 인가되는 입력 전압에 대응하는 공진 전압을 생성시킬 수 있다. 공진 캐패시터는 적어도 하나의 캐패시터 소자로 형성될 수 있다.
입력부(160)는 유도 가열 조리기(100)의 작동과 관련된 다양한 명령을 입력하기 위한 복수의 조작 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 입력부(160)는 터치패널로 형성되어, 적어도 하나의 입력 버튼이 가변적으로 표시될 수 있다.
구체적으로 입력부(160)는 유도 가열 조리기(100)의 전원을 온 또는 오프하기 위한 입력, 코일(103)의 출력 주파수를 설정받기 위한 입력, 복수의 코일 중 적어도 하나를 선택받기 위한 입력, 코일(103)의 작동 시간을 설정받기 위한 입력 중 적어도 하나를 입력받을 수 있다.
특히, 입력부(160)는 부하물(1000)의 상태를 검출하는 특정 기능이 수행되도록 사용자 입력을 입력받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(160)는 부하물(1000)의 끓음 여부를 검출하는 기능, 부하물(1000)의 존재 여부를 검출하는 기능 및 부하물(1000)의 재질과 관련된 정보를 검출하는 기능 중 적어도 하나가 수행되도록 사용자 입력을 입력받을 수 있다.
출력부(170)는 유도 가열 조리기(100)의 작동 상태와 관련된 정보, 부하물(1000)과 관련된 정보 등을 표시할 수 있다.
예를 들어, 유도 가열 조리기(100)의 작동 상태와 관련된 정보는, 코일(103)의 출력 레벨, 코일(103)에 대해 설정된 작동 시간, 코일(103)에 대한 출력 차단 여부 및 부하물의 상태를 검출하는 특정 기능의 수행 여부 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 부하물(1000)과 관련된 정보는 부하물(1000)의 끓음 여부, 부하물(1000)의 현재 온도, 부하물(1000)의 존재 유무 및 부하물(1000)의 재질 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 제1 전류 검출부(101)에서 검출된 제1 전류와 관련된 정보 및 제2 전류 검출부(102)에서 검출된 제2 전류와 관련된 정보 중 적어도 하나를 이용하여, 인버터(120)의 출력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 1a를 참조하면, 제1 전류 검출부(101)는 코일의 제1 측에 연결될 수 있다. 상기 제1 측은 코일(103)에 대해 상대적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 측은 코일(103)의 양단 중 공진부(130)가 설치된 측으로 정의될 수 있다. 한편, 제1 측은 정류부(110)에 대해 상대적으로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 제1 측은 정류부(110)에 상용전원이 연결된 측의 반대측으로 정의될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 제2 전류 검출부(102)는 코일의 제2 측에 연결될 수 있다. 상기 제2 측은 코일(103)에 대해 상대적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 제2 측은 코일(103)의 양단 중 정류부(110)가 설치된 측으로 정의될 수 있다. 한편, 제2 측은 정류부(110)에 대해 상대적으로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 제2 측은 정류부(110)에 상용전원이 연결된 측으로 정의될 수 있다.
이하에서는, 위와 같이 정의된 코일의 제1 및 제2 측에서 각각 검출되는 전류를 제1 및 제2 전류로 정의한다.
또한, 이하의 명세서에서는 공진부(130)가 설치된 측에 흐르는 전류를 제1 전류로 정의하고, 정류부(110)를 기준으로 상용전원이 연결된 측에 흐르는 전류를 제2 전류로 정의한다. 다만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 및 제2 전류의 검출 위치는 다양하게 정의될 수 있다.
제1 및 제2 전류 검출부(101, 102)는 각각 제1 및 제2 전류와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전류와 관련된 정보는 제1 및 제2 전류의 주파수, 전류 값 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 전류 검출부(101, 102)는 각각 AD 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 AD 컨버터는 제1 및 제2 전류와 관련된 아날로그 정보를 디지털 정보로 전환시킬 수 있다. 제어부(140)는 전환된 디지털 정보에 근거하여 유도 가열 조리기(100)의 작동 상태와 관련된 정보를 검출할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 제1 전류 검출부(101)에서 검출된 제1 전류에 근거하여, 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보는, 부하물(1000)의 끓음 여부, 부하물(1000)의 현재 온도, 부하물(1000)의 존재 유무 및 부하물(1000)의 재질 중 적어도 하나와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(140)는 제2 전류 검출부(102)에서 검출된 제2 전류에 근거하여, 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보를 검출할 수 있다.
한편, 도 1a 및 도 1b에는 도시되지 않았으나, 유도 가열 조리기(100)는 정류부(110), 인버터(120), 코일(103) 및 공진부(130)의 발열량과 관련된 정보를 감지하는 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 센서는 조리영역의 온도 또는 부하물(1000)의 온도를 감지할 수도 있다.
이하의 도 1b에서는 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리기의 제1 전류 검출부(101)의 세부 회로가 보다 상세히 설명된다.
도 1b에 도시된 것과 같이, 제1 전류 검출부(101)는 제1 변류기(Current Transformer)(111) 및 제1 AD 컨버터(121) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 변류기(111)는 도 1b에 도시된 것과 같이, 코일의 제1 측에 연결될 수 있다. 또한, 도 1a를 참조하면, 제1 변류기(111)는 공진부(130)의 일측에 연결될 수 있다. 제1 AD 컨버터(121)는 제1 변류기(111)로부터 인가된 아날로그 정보를 디지털 정보로 전환시켜, 제어부(140)로 전달할 수 있다.
도 1b에 도시되지는 않았으나, 제2 전류 검출부(102)는 제2 변류기(미도시) 및 제2 AD 컨버터(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하의 도 2에서는 본 발명에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법의 일 실시예가 설명된다.
도 2를 참조하면, 제1 전류 검출부(101)는 코일의 제1 측에 흐르는 제1 전류를 검출할 수 있다(S210).
이상의 도 1a에서 설명한 바와 같이, 제1 전류 검출부(101)는 코일(103)의 양단 중 정류부(110) 또는 인버터(120)와 연결된 측의 반대 측에 연결되어, 제1 전류를 검출할 수 있다.
구체적으로, 제1 전류 검출부(101)는 소정의 시간 간격마다 제1 전류를 검출할 수 있다. 제1 전류 검출부(101)의 제1 AD 컨버터(121)는 검출된 제1 전류의 아날로그 정보를 디지털 정보로 전환시킬 수 있다. 이로써, 제1 전류 검출부(101)는 제어부(140)로 제1 전류와 관련된 디지털 정보를 전달할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 기 설정된 시간 간격 동안의 제1 전류의 변화량이, 제1 기준치 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S220).
구체적으로, 제어부(140)는 입력부(160)에 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보를 검출하기 위한 사용자 입력이 인가되면, 상기 사용자 입력이 인가된 시점으로부터 기 설정된 시간 간격 동안 제1 전류의 변화량을 산출할 수 있다. 이후, 제어부(140)는 기 설정된 시간 간격마다, 제1 전류의 변화량을 산출하고, 산출된 변화량과 상기 제1 기준치를 비교할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 기 설정된 시간 동안 제1 전류의 주파수 변화량을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 기 설정된 시간 동안 제1 전류의 피크치 변화량을 산출할 수 있다. 제어부(140)가 주파수의 변화량을 산출하는 경우와, 피크치 변화량을 산출하는 경우에 각각 제1 기준치는 상이하게 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 기준치는 기 설정된 시간 간격에 비례하여 설정될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 제어부(140)는 입력부(160)에 인가된 사용자 입력에 근거하여 상기 제1 기준치를 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 기 설정된 시간 간격은 입력부(160)에 인가된 사용자 입력에 의해 변경될 수 있다. 또 다른 예에서, 제어부(140)는 유도 가열 조리기(100)의 정류부(110), 인버터(120), 공진부(130) 및 코일(103) 중 적어도 하나의 발열량과 관련된 정보에 근거하여, 상기 기 설정된 시간 간격을 재설정할 수 있다. 또 다른 예에서, 제어부(140)는 센서에서 감지된 조리영역의 온도 또는 부하물(1000)의 온도에 근거하여, 상기 기 설정된 시간 간격을 재설정할 수 있다.
제어부(140)는 기 설정된 시간 동안 제1 전류의 변화량이 제1 기준치 이하이면, 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단할 수 있다(S230).
구체적으로 제어부(140)는 기 설정된 시간 동안 제1 전류의 주파수 변화량이 제1 기준치 이하이면, 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 기 설정된 시간 동안 제1 전류의 피크치 변화량이 제1 기준치 이하이면, 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제1 전류의 변화량을 주기적으로 산출하고, 제1 전류의 변화율이 소정의 변화율 값 보다 낮으면, 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 인버터(120) 또는 코일(103)의 출력을 감소시키거나, 차단시키도록, 상기 인버터(120)를 제어할 수 있다(S240).
구체적으로, 제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면 코일(103)의 출력을 감소시키거나 차단시키기 위해, 인버터(120)의 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면 코일(103)의 출력을 최소 레벨로 감소시킬 수 있다.
제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 상기 부하물(1000)의 끓음 상태와 관련된 정보가 출력되도록 출력부(170)를 제어할 수 있다(S250).
또한, 제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 코일(103)의 출력 변화와 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부(170)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태로 판단되어, 코일(103)의 출력이 감소되면, 감소된 출력량과 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부(170)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 부하물(1000)의 끓음 상태와 관련된 정보는, 끓은 것으로 판단된 시점으로부터 경과된 시간, 끓은 것으로 판단된 부하물(1000)의 온도와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 코일(103)의 출력 변화와 관련된 정보는, 현재 코일(103)의 출력 레벨, 코일(103)의 출력 차단 여부와 관련된 정보를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 경고 정보가 출력되도록 출력부(170)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 경고 정보는 이미지, 음성, 텍스트 정보 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
위와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 부하물(1000)이 끓음 상태인지 여부, 즉 코일(103) 위에 위치하는 용기 내부의 액체가 포화상태인지 여부를 검출할 수 있다. 특히, 본 발명의 구성에 따르면, 부하물(1000)이 끓음 상태인지 여부를 검출함에 있어서, 코일에 대해 제1 측에 흐르는 제1 전류를 이용하므로, 외부 환경 변화에 대해 안정적으로 부하물(1000)의 상태를 검출할 수 있는 효과가 도출된다.
한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 부하물(1000)의 끓음 상태인지 여부를 판단하기 위한 작동 모드로 동작중인 경우에, 제어부(140)는 제2 전류 검출부(102)로부터 제2 전류와 관련된 정보를 전송받을 수 있다. 제어부(140)는 제1 및 제2 전류를 함께 고려하여, 부하물(1000)이 끓음 상태인지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(140)는 제1 전류의 변화량 및 제2 전류의 변화량이 모두 특정 기준치 이하인 경우에, 부하물(1000)이 끓음 상태인 것으로 판단할 수 있다. 다만, 제어부(140)는 제1 전류의 변화량과 제2 전류의 변화량에 대해 각각 다른 기준치를 비교하여, 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보를 검출할 수 있다.
한편, 제어부(140)는 제2 전류의 변화량에 근거하여, 부하물(1000)의 상태와 관련된 정보를 검출할 수도 있다.
이하의 도 3에서는 본 발명에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법의 또 다른 실시예가 설명된다.
도 3을 참조하면, 제1 전류 검출부(101)는 코일의 제1 측에 흐르는 제1 전류를 검출할 수 있다(S310).
제어부(140)는 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S320).
구체적으로, 제어부(140)는 기준 전류 값과 관련된 테이블 정보에 근거하여, 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 테이블 정보는 입력부(160)에 인가된 출력 주파수 또는 출력 레벨에 대응하는 복수의 기준 전류 값으로 이루어질 수 있다.
즉, 제어부(140)는 인가된 출력 주파수 또는 출력 레벨에 따라, 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어부(140)는 소정의 시간 간격 동안 제1 전류의 평균 값을 이용하여, 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(140)는 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상이면, 코일(103) 위에 부하물(1000)이 존재하는 것으로 판단할 수 있다(S331).
상기 부하물(1000)이 존재하는지 여부를 판단하는 단계(S331)는, 부하물(1000)이 끓음 상태인지 여부를 판단하는 단계(S230)와 마찬가지로, 제2 전류 검출부(102)에서 검출된 제2 전류에 근거하여 수행될 수도 있다.
아울러, 제어부(140)는 부하물(1000)이 존재하는 것으로 판단되면, 코일(103) 또는 인버터(120)의 출력을 유지시키도록, 상기 인버터를 제어할 수 있다(S341).
제어부(140)는 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이하이면, 코일(103) 위에 부하물(1000)이 존재하지 않는 것으로 판단할 수 있다(S332).
아울러, 제어부(140)는 부하물(1000)이 존재하지 않는 것으로 판단되면, 코일(103) 또는 인버터(120)의 출력을 차단시키도록, 상기 인버터를 제어할 수 있다(S342).
아울러, 제어부(140)는 부하물(1000)이 존재하지 않음을 나타내는 알림 정보를 출력시키도록 출력부(170)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 알림 정보는 영상 정보 또는 음성 정보를 포함할 수 있다.
이하의 도 4에서는 본 발명에 따른 유도 가열 조리기의 제어방법의 또 다른 실시예가 설명된다.
도 4를 참조하면, 입력부(160)는 출력 주파수 또는 출력 레벨과 관련된 사용자 입력을 입력받을 수 있다(S410).
구체적으로, 입력부(160)는 코일 또는 인버터의 출력을 조정하기 위한 사용자 입력을 입력받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(160)는 복수의 숫자에 각각 대응되는 복수의 버튼을 구비할 수 있고, 상기 복수의 버튼 중 어느 하나에 인가되는 사용자 입력을 입력받을 수 있다.
도 4에 도시되지는 않았으나, 입력부(160)는 부하물(1000)의 재질을 검출하기 위한 유도 가열 조리기(100)의 작동 모드를 동작시키도록 사용자 입력을 입력받을 수도 있다.
또한, 제2 전류 검출부(102)는 코일의 제2 측에 흐르는 제2 전류를 검출할 수 있다(S420). 또한 제어부(140)는 상기 입력된 출력 주파수에 근거하여, 인버터(120)의 출력을 점진적으로 증가시킬 수 있다(S430).
구체적으로, 제2 전류 검출부(102)는 인버터(120) 또는 코일의 출력이 증가하는 중에 복수의 시점에서 제2 전류를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 전류 검출부(102)는
일 실시예에서, 제2 전류 검출부(102)는 부하물(1000)의 재질을 검출하기 위한 유도 가열 조리기(100)의 작동 모드를 동작 중인 경우, 상기 제2 전류를 검출하여, 제2 전류와 관련된 정보를 제어부(140)에 전달할 수 있다.
이로써, 제어부(140)는 인버터(120)의 출력 변화에 따른 상기 제2 전류의 변화량을 산출할 수 있다(S440). 아울러, 제어부(140)는 산출된 제2 전류의 변화량이 제2 기준치 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S450).
구체적으로, 제어부(140)는 산출된 제2 전류의 변화량과 제2 기준치를 비교하여, 부하물의 재질과 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 산출된 제2 전류의 변화량이 제2 기준치 이상인 경우, 상기 부하물(1000)의 재질이 알루미늄인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 산출된 제2 전류의 변화량이 제2 기준치 이상인 경우, 코일(103)의 출력을 감소시키거나 차단시키도록 인버터(120)를 제어할 수 있다(S461).
즉, 제어부(140)는 부하물(1000)의 재질이 알루미늄인 것으로 판단되면, 코일(103)의 출력을 감소시키거나 차단시키도록 상기 인버터(120)를 제어할 수 있다.
제어부(140)는 산출된 제2 전류의 변화량이 제2 기준치 이하인 경우, 인버터(120)의 출력을 유지시키도록 상기 인버터를 제어할 수 있다(S462).
본 발명에 따르면, 정류회로를 통과하기 전인 1차 측 전류를 이용하여 출력 제어를 수행함으로써, 외부 환경이 변화하는 경우에도 정확한 출력 제어를 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 부하물의 상태를 보다 정확하고, 빠르게 검출할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 부하물이 끓음 상태인지 여부를 보다 정확하고, 빠르게 검출할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 검출된 부하물의 상태에 따라, 출력 제어를 수행함으로써 열 효율을 증가시키고, 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 도출된다.
이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

Claims (15)

  1. 부하물에 대해 유도자계를 발생시키는 코일;
    입력전원을 이용하여, 상기 코일에 전력을 전달하는 인버터;
    공진부가 설치된 상기 코일의 제1 측에 흐르는 제1 전류를 검출하는 제1 검출부;
    정류부와 상용전원 사이에 흐르는 제2 전류를 검출하는 제2 검출부;
    상기 검출된 제1 전류에 근거하여, 상기 부하물의 상태와 관련된 정보를 검출하고,
    상기 인버터의 출력 변경에 따른 상기 제2 전류의 변화량을 산출 및, 산출된 제2 전류의 변화량과 부하물의 재질에 관련된 기준치를 비교하여 상기 부하물의 재질과 관련된 정보를 검출하며,
    상기 검출된 부하물의 상태 및 상기 부하물의 재질 중 적어도 하나에 관련된 정보에 근거하여 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간 동안 상기 제1 전류의 변화량이 제1 기준치 이하이면, 상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단하고,
    상기 판단결과에 근거하여, 상기 코일의 출력을 감소시키도록 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유도 가열 조리기의 작동 상태와 관련된 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 끓음 상태와 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일의 출력이 감소되면, 감소된 출력량과 관련된 정보가 출력되도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상이면, 상기 코일 위에 부하물이 존재하는지 여부를 판단하고,
    상기 판단결과에 근거하여, 상기 코일의 출력을 차단시키는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코일에 인가되는 입력 전압에 대응하는 공진 전압을 생성하는 공진부를 더 포함하고,
    상기 코일의 제1 측은 상기 코일의 양단 중 상기 공진부가 설치된 측인 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출된 제2 전류에 근거하여, 상기 부하물의 재질이 알루미늄으로 판단되면, 상기 코일의 출력을 감소 또는 차단시키는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력전원을 정류하는 정류부를 더 포함하고,
    상기 코일의 양단 중, 상기 코일의 제1 측과 다른 제2 측은 상기 정류부가 설치된 측인 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  10. 제1항에 있어서,
    부하물의 상태를 검출하기 위한 작동 모드가 수행되도록 사용자 입력을 입력받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 입력이 인가되면, 상기 제1 전류를 검출하도록 상기 제1 검출부를 제어하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기.
  11. 공진부가 설치된 코일의 제1 측에서 제1 전류를 검출하는 단계;
    상기 검출된 제1 전류에 근거하여, 부하물의 상태와 관련된 정보를 검출하는 단계;
    상기 검출된 부하물의 상태에 관련된 정보에 근거하여, 인버터를 제어하는 단계;
    인버터의 출력을 변경시키는 단계;
    정류부와 상용전원 사이에 흐르는 제2 전류를 검출하여 상기 제2 전류의 변화량을 산출하는 단계;
    산출된 제2 전류의 변화량과 부하물의 재질과 관련된 기준치를 비교하여, 상기 부하물의 재질을 검출하는 단계; 및,
    상기 검출된 부하물의 재질에 근거하여, 상기 인버터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    기 설정된 시간동안 상기 제1 전류의 변화량이 제1 기준치 이하인 경우,
    상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단하는 단계 및
    상기 코일의 출력을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부하물이 끓음 상태인 것으로 판단되면, 끓음 상태와 관련된 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 유도 가열 조리기의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 검출된 제1 전류가 기준 전류 값 이상인 경우,
    상기 코일 위에 부하물이 존재하는 것으로 판단하는 단계 및
    상기 코일의 출력을 차단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기의 제어방법.
  15. 삭제
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