KR102430537B1 - 전자 유도 가열 조리기 및 그의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 외부 전원으로부터 공급된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부, 전력을 저장하고 있는 배터리, 외부 전원 및 배터리 중 어느 하나와 연결하기 위한 스위치, 스위치에 의해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하여 가열 코일에 전류를 공급하는 인버터 및 인버터에 의해 전류가 흐르면 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열하는 가열 코일을 포함한다.

Description

전자 유도 가열 조리기 및 그의 동작 방법{INDUCTION HEAT COOKING APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자 유도 가열 조리기 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.

최근에는 전기레인지의 시장 규모가 점차 확대되는 추세이다. 이는, 전기레인지의 경우 연소 과정에서 일산화탄소를 발생시키지 않고, 가스 누출이나 화재 등 안전사고의 위험이 낮기 때문이다.

한편, 전기레인지는 전기저항이 큰 니크롬선을 이용하여 전기를 열로 전환하는 하이라이트 방식과, 자기장을 발생시켜 전자유도가열방식을 통해 열을 가하는 인덕션 방식이 있다.

전자 유도 가열 조리기는 인덕션 방식에 따라 동작하는 전기레인지를 의미할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기의 구체적인 작동 원리를 설명하면 아래와 같다.

일반적으로, 전자 유도 가열 조리기는 내부에 구비된 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열코일에 고주파의 전류를 흐르게 한다. 워킹 코일 또는 가열코일에 고주파의 전류가 흐르면 강력한 자력선이 발생하게 된다. 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선은 조리기기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)를 형성하게 된다. 따라서, 조리기기에 와류전류가 흐름에 따라 열이 생성되어 용기 자체를 가열시키고, 용기가 가열됨에 따라 용기 안의 내용물을 가열시킨다.

위와 같이, 전자 유도 가열 조리기는 조리기기 자체에 열을 유도시켜 내용물을 가열하는 원리를 이용한 전기조리 장치이다. 전자 유도 가열 조리기를 이용하면 산소를 소모하지 않고, 폐가스를 배출하지 않아 실내공기 오염을 줄일 수 있다. 또한, 전자 유도 가열 조리기는 에너지 효율과 안정성이 높으며, 용기 자체를 가열시키기 때문에 화상의 위험이 낮다.

본 발명의 제1 과제는 유선 모드 및 무선 모드로 동작 가능한 전자 유도 가열 조리기를 제공하고자 한다.

본 발명의 제2 과제는 저전력을 일정하게 출력할 수 있는 전자 유도 가열 조리기를 제공하고자 한다.

본 발명의 제3 과제는 유/무선 동작 가능한 전자 유도 가열 조리기 및 저전력 선형 출력 가능한 전자 유도 가열 조리기의 안전성을 확보하고자 한다.

본 발명의 제1 과제를 해결하기 위한 전자 유도 가열 조리기는, 외부 전원 및 배터리 중 어느 하나와 연결하기 위한 스위치를 포함하여, 스위치를 통해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하는 인버터를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 과제를 해결하기 위한 전자 유도 가열 조리기는, 기준 단계 미만의 낮은 전력을 출력하는 경우 배터리를 통해 공급되는 저전압을 이용할 수 있다.

본 발명의 제3 과제를 해결하기 위한 전자 유도 가열 조리기는, 외부 전원과 배터리의 단락을 방지하기 위한 다이오드를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 유선 모드뿐만 아니라 무선 모드로 동작하는 전자 유도 가열 조리기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 필요에 따라 용이하게 유선 모드 또는 무선 모드로 전환하여 동작하는 전자 유도 가열 조리기를 제공할 수 있는 효과가 있다. 구체적으로, 하나의 공용 인버터를 이용하여 유선 모드 또는 무선 모드로 동작할 수 있는 전자 유도 가열 조리기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 전원의 온, 오프를 반복하지 않고, 저전력을 일정하게 출력하는 전자 유도 가열 조리기를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 유/무선 동작 가능한 전자 유도 가열 조리기의 배터리 폭발 위험 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 전자 유도 가열 조리기의 동작 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 예시 도면이다.
도 4는 전자 유도 가열 조리기의 출력 특성을 나타내기 위한 도면이다.
도 5는 전자 유도 가열 조리기가 전원의 온/오프를 반복하여 전력을 출력하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 DC 링크 전압에 따라 출력 전력이 변경되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 동작 방법을 설명하기 위한 구조도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 스위치가 외부 전원과 연결된 경우 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 스위치가 배터리와 연결된 경우 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 배터리를 이용하여 조리기기를 보온시키는 효과를 보여주는 실험 데이터이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 전자 유도 가열 조리기의 동작 모습을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 전자 유도 가열 조리기(10)의 상부에 조리기기(1)가 위치할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기(10)는 상부에 위치하고 있는 조리기기(1)를 가열시킬 수 있다.

구체적으로, 전자 유도 가열 조리기(10)가 조리기기(1)를 가열시키는 방법을 설명한다. 전자 유도 가열 조리기(10)는 자기장(20)을 발생시킬 수 있다. 전자 유도 가열 조리기(10)에서 발생한 자기장(20) 중 일부는 조리기기(1)를 통과할 수 있다.

이 때, 조리기기(1)의 재질에 전기 저항 성분이 포함된 경우 자기장(20)은 조리기기(1)에 와류 전류(30)를 발생시킨다. 와류 전류(30)는 조리기기(1) 자체를 발열시키고, 이 열은 전도되어 조리기기(1)의 내부까지 전달된다. 이에 따라, 조리기기(1)의 내용물이 조리되는 방식으로 전자 유도 가열 조리기(10)는 동작한다.

한편, 조리기기(1)의 재질에 전기 저항 성분이 포함되지 않은 경우에는 와류 전류(30)가 발생하지 않는다. 따라서, 이러한 경우에는 조리기기(1)를 가열시킬 수 없다. 그러므로 전자 유도 가열 조리기(10)에 의해 가열되기 위해서는 조리기기(1)는 스테인리스 계열 혹은 법랑이나 주철 용기 같은 금속 재질 용기여야 한다.

다음으로, 도 2를 참조하여, 전자 유도 가열 조리기(10)가 자기장(20)을 발생시키는 방법을 설명한다.

도 2는 전자 유도 가열 조리기의 측면 단면도를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전자 유도 가열 조리기(10)는 상판 글래스(11), 가열 코일(12) 및 페라이트(13) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

먼저, 전자 유도 가열 조리기(10)를 구성하는 각각의 구성요소를 구체적으로 설명한다.

상판 글래스(11)는 전자 유도 가열 조리기(10)의 내부를 보호하고, 조리기기(1)를 지지하는 역할을 한다.

구체적으로, 상판 글래스(11)는 여러 광물질을 합성한 세라믹 재질의 강화 유리로 형성될 수 있다. 이에 따라, 전자 유도 가열 조리기(10)의 내부를 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 상판 글래스(11)는 상부에 위치한 조리기기(1)를 지지할 수 있다. 따라서, 상판 글래스(11)의 상부에는 조리기기(1)가 위치할 수 있다.

가열 코일(12)은 조리기기(1)를 가열시키기 위한 자기장(20)을 발생시키는 역할을 한다.

구체적으로, 가열 코일(12)은 상판 글래스(11)의 하부에 위치할 수 있다.

가열 코일(12)은 전자 유도 가열 조리기(10)의 전원 온/오프에 따라 전류가 흐르거나 흐르지 않을 수 있다. 또한, 가열 코일(12)에 전류가 흐르는 경우에도 전자 유도 가열 조리기(10)의 화력 단계에 따라 가열 코일(12)에 흐르는 전류의 양은 달라질 수 있다.

가열 코일(12)에 전류가 흐르는 경우 가열 코일(12)은 자기장(20)을 발생시킬 수 있다. 가열 코일(12)에 흐르는 전류가 많을수록 자기장(20)은 많이 발생한다. 가열 코일(12)에서 발생한 자기장(20)은 조리기기(1)를 통과할 수 있다. 조리기기(1)를 통과하는 자기장(20)은 조리기기(1)에 포함된 전기 저항 성분을 만나 와류 전류(미도시)를 발생시킬 수 있다. 와류 전류는 조리기기(1)를 가열시키고, 이에 따라 조리기기(1)의 내용물이 조리될 수 있다.

한편, 가열 코일(12)에서 발생하는 자기장(20)의 방향은 가열 코일(12)을 흐르는 전류의 방향에 의해 결정된다. 그러므로 가열 코일(12)에 교류를 흘리게 되면 자기장(20)의 방향은 교류의 주파수만큼 변환된다. 예를 들어, 가열 코일(12)에 60Hz의 교류를 흘리면 자기장(20)의 방향이 1초에 60번 변환하게 된다.

페라이트(13)는 전자 유도 가열 조리기(10)의 내부 회로를 보호하기 위한 구성 요소이다.

구체적으로, 페라이트(13)는 가열 코일(12)에서 발생한 자기장(20) 또는 외부에서 발생한 전자기장이 전자 유도 가열 조리기(10)의 내부 회로에 미치는 영향을 차단하는 차폐 역할을 한다.

이를 위해, 페라이트(13)는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다. 페라이트(13)는 전자 유도 가열 조리기(10)의 내부로 유입되는 자기장이 방사되지 않고, 페라이트(13)를 통해 흐르도록 유도하는 역할을 한다. 페라이트(13)에 의해 가열 코일(12)에서 발생한 자기장(20)이 이동하는 모습은 도 2에 도시된 바와 같다.

다음으로, 도 3은 종래 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 예시 도면이다. 구체적으로, 도 3은 한 개의 인버터 및 한 개의 가열 코일을 포함하는 경우 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 전자 유도 가열 조리기는 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 가열 코일(150), 공진 커패시터(160) 및 SMPS(170) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

외부 전원(110)은 AC(Alternation Current) 입력 전원일 수 있다. 외부 전원(110)은 전자 유도 가열 조리기로 교류 전원을 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 외부 전원(110)은 전자 유도 가열 조리기의 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다.

정류부(120, Rectifier)는 교류를 직류로 변환하기 위한 전기적 장치이다.

정류부(120)는 외부 전원(110)을 통해 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.

한편, 정류부(120)를 통해 출력되는 DC 양단(121)을 DC 링크라고 한다. DC 양단(121)에서 측정되는 전압을 DC 링크 전압이라고 한다. 공진 곡선이 동일한 경우 DC 링크 전압에 따라 출력 전력이 달라질 수 있다.

DC 링크 커패시터(130)는 외부 전원(110)과 인버터(140) 사이의 버퍼 역할을 수행한다. 구체적으로, DC 링크 커패시터(130)는 정류부(120)를 통해 변환된 DC 링크 전압을 유지시켜 인버터(140)까지 공급하기 위한 용도로 사용된다.

인버터(140)는 가열 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르도록 가열 코일(150)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터(140)는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 가열 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 가열 코일(150)에 고주파 자계가 형성된다.

가열 코일(150)은 스위칭 소자의 구동 여부에 따라 전류가 흐르거나 전류가 흐르지 않을 수 있다. 가열 코일(150)에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 가열 코일(150)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열시킬 수 있다.

가열 코일(150)의 일측은 인버터(140)의 스위칭 소자의 접속점에 연결되어 있고, 다른 일측은 공진 커패시터(160)에 연결된다.

스위칭 소자의 구동은 구동부(미도시)에 의해서 이루어지며, 구동부에서 출력되는 스위칭 시간에 제어되어 스위칭 소자가 서로 교호로 동작하면서 가열 코일(150)로 고주파의 전압을 인가한다. 그리고, 구동부로터 인가되는 스위칭 소자의 온/오프 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 가열 코일(150)에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변한다.

공진 커패시터(160)는 완충기 역할을 하기 위한 구성요소이다. 공진 커패시터(160)는 스위칭 소자의 턴오프 동안 포화 전압 상승 비율을 조절하여, 턴오프 시간 동안 에너지 손실에 영향을 준다.

SMPS(170, Switching Mode Power Supply)는 스위칭 동작에 따라 전력을 효율적으로 변환시키는 전원공급장치를 의미한다. SMPS(170)는 직류 입력 전압을 구형파 형태의 전압으로 변환한 후, 필터를 통하여 제어된 직류 출력 전압을 획득한다. SMPS(170)는 스위칭 프로세서를 이용하여, 전력의 흐름을 제어함으로써 불필요한 손실을 최소화할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같은 회로도로 구성되는 전자 유도 가열 조리기의 공진 주파수(resonance frequency)는 가열 코일(150)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 의해 결정된다.

또한, 결정된 공진 주파수를 중심으로 공진 곡선이 형성될 수 있다. 공진 곡선은 주파수 대역에 따라 출력되는 전력을 나타낼 수 있다.

다음으로, 도 4는 전자 유도 가열 조리기의 출력 특성을 나타내기 위한 도면이다.

전자 유도 가열 조리기에 포함된 가열 코일의 인덕턴스 값과 공진 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 Q 팩터(quality factor)가 결정된다. Q 팩터에 따라 공진 곡선은 상이하다. 따라서, 가열 코일의 인덕턴스 값과 공진 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 전자 유도 가열 조리기는 상이한 출력 특성을 갖는다.

먼저, 도 4를 참조하여, Q 팩터에 따른 공진 곡선을 설명한다. 일반적으로, Q 팩터가 클수록 곡선의 모양이 샤프(sharp)하고, Q 팩터가 작을수록 곡선의 모양이 브로드(broad)하다. 따라서, 도 4에 도시된 제1 공진 곡선(410)과 제2 공진 곡선(420)을 참조하면 제1 공진 곡선(410)의 Q 팩터는 제2 공진 곡선(420)의 Q 팩터보다 작은 경우이다.

도 4에 도시된 제1 및 제2 공진 곡선(410, 420)의 가로축은 주파수(frequency)를 나타내고, 세로축은 출력되는 전력(power)을 나타낼 수 있다. 제1 및 제2 공진 곡선(410, 420)에서 최대 전력을 출력하는 주파수를 공진 주파수(f₀)라고 한다.

일반적으로, 전자 유도 가열 조리기는 공진 곡선의 공진 주파수(f₀)를 기준으로 오른쪽 영역의 주파수를 이용한다. 예를 들어, 전자 유도 가열 조리기는 화력 단계가 높아질수록 주파수를 낮추고, 화력 단계가 낮아질수록 주파수를 높임으로써 출력 전력을 조절할 수 있다.

구체적으로, 전자 유도 가열 조리기는 제1 주파수(f₁)부터 제2 주파수(f₂)의 범위에 해당하는 주파수를 제어할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기의 화력이 조절됨에 따라 제1 주파수(f₁)부터 제2 주파수(f₂)의 범위에 포함된 어느 하나의 주파수로 변경한다.

전자 유도 가열 조리기가 제어 가능한 최소 주파수인 제1 주파수(f₁) 및 최대 주파수인 제2 주파수(f₂)는 기 설정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수(f₁)는 20kHz이고, 제2 주파수(f₂)는 75kHz일 수 있다.

제1 주파수(f₁)를 20kHz로 설정함에 따라 전자 유도 가열 조리기가 가청 주파수(약 16Hz~ 20kHz)를 사용하는 경우를 방지할 수 있다. 따라서, 전자 유도 가열 조리기의 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

제2 주파수(f₂)를 IGBT 최대 스위칭 주파수로 설정할 수 있다. IGBT 최대 스위칭 주파수란 IGBT 스위칭 소자의 내압 및 용량 등을 고려하여, 구동 가능한 최대 주파수를 의미할 수 있다. 예를 들어, IGBT 최대 스위칭 주파수는 75kHz일 수 있다. 그러나, 제1 주파수(f₁) 및 제2 주파수(f₂)의 설정 값은 예시적인 것에 불과하며 이에 제한될 필요는 없다.

다음으로, 제1 및 제2 공진 곡선(410, 420)을 참조하여 Q 팩터에 따른 공진 곡선을 설명한다.

제1 공진 곡선(410)의 경우 주파수의 변화에 따른 출력 변화가 작으나 제2 공진 곡선(420)의 경우 주파수의 변화에 따른 출력 변화가 크다. 즉, Q 팩터가 클수록 주파수의 변화에 따른 출력 변화가 예민하여, 주파수 제어가 어려운 단점이 있다.

한편, 제1 및 제2 공진 곡선(410, 420)으로부터 출력되는 최대 전력(411)은 동일하다. 예를 들어, 최대 전력(411)은 2~3kW에 포함될 수 있다. 반면에, 제1 공진 곡선(410)으로부터 출력되는 제1 최소 전력(412)은 제2 공진 곡선(420)으로부터 출력되는 제2 최소 전력(422)보다 크다. 즉, Q 팩터가 작을수록 주파수 제어는 용이하나, 낮은 전력을 출력하기 어려운 문제가 있다.

따라서, 전자 유도 가열 조리기는 전원을 온(on)시키는 동작과 오프(off)시키는 동작을 반복하여 낮은 전력을 출력한다. 예를 들어, 전자 유도 가열 조리기가 제1 공진 곡선(410)을 따르도록 설계된 경우 제1 최소 전력(412)보다 낮은 전력을 출력하기 위해 전원을 온(on)시키는 동작과 오프(off)시키는 동작을 반복한다. 즉, 전원의 온, 오프를 반복하여 출력 전력의 평균 값을 낮추는 방식을 이용하는 것이다.

다음으로 도 5를 참조하여 전자 유도 가열 조리기가 전원의 온/오프를 반복하여 낮은 전력을 출력하는 방법을 설명한다. 도 5는 전자 유도 가열 조리기가 전원의 온/오프를 반복하여 전력을 출력하는 방법을 나타내는 그래프이다.

도 5에 도시된 그래프의 가로축은 시간(time)을 나타내고, 세로축은 전자 유도 가열 조리기로부터 출력되는 전력(power)을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 전자 유도 가열 조리기가 출력할 수 있는 가장 낮은 전력은 도 5에 도시된 최소 전력(520)일 수 있다. 최소 전력(520)은 500W일 수 있다. 그러나, 전자 유도 가열 조리기는 최소 전력(520)보다 낮은 전력을 출력하고자 할 수 있다. 이 경우, 전자 유도 가열 조리기는 소정 전력(510)을 출력하는 동작과 전원을 오프 시키는 동작을 반복하여 최소 전력(520)보다 낮은 전력을 출력할 수 있다.

구체적으로, 전자 유도 가열 조리기는 전원을 온 시켜 소정 전력(510)을 t시간 동안 출력하고, 전원을 t시간 동안 오프 시키고, 다시 전원을 온 시켜 소정 전력(510)을 t시간 동안 출력하는 동작을 반복할 수 있다. 이에 따르면, 전자 유도 가열 조리기는 해당 시간 동안의 평균 전력(530)을 출력하는 것과 유사한 효과를 발생시킬 수 있다. 이 때, 소정 전력(530)은 최종 출력하고자 하는 전력의 2배에 해당하는 전력일 수 있다.

그러나, 이에 따르면 일정한 출력을 유지할 수 없는 단점이 있다. 또한, 전원의 온, 오프를 반복함에 따라 소음이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 다양한 목적 중 하나에 따르면 출력 전력의 제어를 용이하게 하는 동시에 낮은 전력의 출력이 가능한 전자 유도 가열 조리기를 제공하고자 한다.

다음으로 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), DC/DC 컨버터(600), 인버터(140), 가열 코일(150) 및 공진 커패시터(160) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

도 3을 통해서 설명한 구성 요소와 관련하여 동일한 내용은 생략하기로 한다.

먼저, 외부 전원(110)을 통해 정류부(120)로 교류 전압이 입력되고, 정류부(120)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.

이 때, DC 양단(121)에서 측정되는 DC 링크 전압은 출력 전력과 비례하는 특징이 있다. 구체적으로, 공진 곡선의 모양은 동일하나 DC 링크 전압에 따라 출력 전력이 달라진다. 즉, DC 링크 전압이 높을수록 출력 전력이 커지고, DC 링크 전압이 낮을수록 출력 전압이 작아진다.

따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 DC/DC 컨버터(600)를 포함하여 출력 전력을 조절하고자 한다.

DC/DC 컨버터(600)는 출력하고자 하는 전력에 따라 DC 링크 전압을 조절하여 공급하는 역할을 한다. 구체적으로, DC/DC 컨버터(600)가 최종 출력하고자 하는 전력에 대응하는 전압으로 DC 링크 전압을 낮게 조절하여 인버터(140)로 공급할 수 있다.

다음으로 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 DC 링크 전압에 따라 출력 전력이 변경되는 모습을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 제1 공진 곡선(710)은 DC 링크 전압에 따른 공진 곡선을 나타내고, 제2 공진 곡선(720)은 DC/DC 컨버터(600)에 의해 조절된 전압에 따른 공진 곡선을 나타낼 수 있다. 도 7에 도시된 그래프를 통해 DC/DC 컨버터(600)가 DC 링크 전압을 조절함에 따라 출력 전력을 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 전자 유도 가열 조리기는 동일한 공진 곡선을 이용하면서 저전력을 일정하게 출력할 수 있는 효과가 있다.

다음으로 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 가열 코일(150), 공진 커패시터(160), SMPS(170) 스위치(810), 충전부(820), 배터리(830) 및 DC/DC 컨버터(840) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

마찬가지로, 도 3을 통해서 설명한 구성 요소와 관련하여 동일한 내용은 생략하기로 한다.

스위치(810)는 전원 공급원을 선택하는 역할을 한다. 도 8에 도시된 회로도를 참조하면, 스위치(810)는 DC링크 단에 위치할 수 있다. 스위치(810)는 입력 교류 전원(110) 및 배터리(830)에 저장된 전력 중 어느 하나를 전원 공급원으로 선택할 수 있다. 즉, 스위치(810)는 외부 전원(110) 및 배터리(830) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 도 8을 참조하면, 스위치(810)가 b 접점과 연결되면 외부 전원(110)과 연결되고, a 접점과 연결되면 배터리(830)와 연결될 수 있다.

스위치(810)는 3단자 릴레이(relay)에 해당할 수 있다. 스위치(810)가 3단자 릴레이인 경우 COM(Common) 단자는 인버터(140)와 연결되고, NO(Normal Open) 단자는 배터리(830)와 연결되고, NC(Normal Close) 단자는 외부 전원(110)과 연결될 수 있다. 이 경우, 전자 유도 가열 조리기는 별도의 명령이 없는 경우 외부 전원(110)을 이용하여 조리기기를 가열시키고, 이벤트가 발생한 경우에만 배터리(830)를 이용하여 조리기기를 가열시킬 수 있다. 이벤트는 무선 모드로의 동작 명령 또는 기준 단계 미만으로 화력 단계를 조절하는 명령일 수 있다.

스위치(810)의 동작은 구동부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 구동부(미도시)는 도 8에 도시된 각 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다.

인버터(140)는 스위치(810)에 의해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하여 가열 코일(150)에 전류를 공급할 수 있다. 스위치(810)에 의해 연결된 전원 공급원은 외부 전원(110) 또는 배터리(830)를 의미할 수 있다.

가열 코일(150)은 인버터(140)에 의해 전류가 흐르면 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열시킬 수 있다.

충전부(820)는 배터리(830)로 전력을 주입하는 역할을 한다. 구체적으로, 충전부(820)는 외부 전원(110)으로부터 전력을 획득하여 배터리(830)를 충전시킬 수 있다.

특히, 충전부(820)는 스위치(810)가 외부 전원(110)과 연결되는 동안 배터리(830)를 충전시킬 수 있다. 즉, 충전부(820)는 전자 유도 가열 조리기가 유선 모드로 동작하는 동안 배터리(830)를 충전시키고, 무선 모드로 동작하는 동안에는 배터리(830) 충전을 중단할 수 있다.

배터리(830)는 전력을 저장하는 역할을 한다. 배터리(830)는 충전부(820)를 통해 주입된 전력을 저장하고, 필요할 때마다 저장된 전력을 사용할 수 있다. 구체적으로, 배터리(830)는 스위치(810)가 외부 전원(110)과 연결된 동안은 충전된다. 반대로, 배터리(830)가 스위치(810)와 연결되면 방전하여, 인버터(140)로 전압을 공급할 수 있다. 이에 따라, 배터리(830)는 전자 유도 가열 조리기가 외부 전원(110)과 연결되지 않은 경우에도 인덕터(140)로 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 배터리(830)를 통해 무선으로 동작하는 전자 유도 가열 조리기를 구현할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 전자 유도 가열 조리기는 하나의 인버터 토폴로지(topology)를 이용하여 유선 동작 및 무선 동작이 모두 가능한 효과가 있다. 즉, 유/무선 인버터 토폴로지의 공용화가 가능하다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

또한, 배터리(830)는 전자 유도 가열 조리기가 저전력을 일정하게 출력할 수 있도록 하기 위한 구성요소일 수 있다. 즉, 배터리(830)가 저전압 직류 전압을 출력하여, 전자 유도 가열 조리기가 저전력을 일정하게 선형 출력할 수 있다. 이 경우, 전자 유도 가열 조리기는 IGBT 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 낮은 전력을 일정하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

한편, 배터리(830)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 이 경우, 배터리(830)는 충전을 시작할 때 CC(Constant Current) 충전을 시작할 수 있다. 즉, 전압이 상승하는 동안 일정한 전류를 계속하여 공급함으로써 배터리(830)를 충전시키는 것이다. 이후, 배터리(830)는 목표 충전 전압에 도달하면 CV(Constant Voltage) 충전을 진행할 수 있다. 이는 고속 충전 이후 남은 잔여분을 충전하기 위한 것이다. CV 충전을 하는 동안에는 전압이 일정하게 유지되며, 충전이 끝나감에 따라 전류는 줄어들 수 있다.

DC/DC 컨버터(840)는 배터리(830)로부터 공급되는 전압을 변환하는 역할을 한다. 구체적으로, DC/DC 컨버터(840)는 배터리(830)로부터 공급되는 전압을 변환하여 SMPS(170)에 연결한다. 이에 따라, SMPS(170)의 동작이 중단되는 경우를 방지하는 효과가 있다.

SMPS(170)는 인버터(140) 동작에 필요한 전력을 제공하는 역할을 한다. 스위치(810)의 동작에 따라 인버터(140)와 전원 공급원(외부 전원(110) 또는 배터리(830))간의 연결이 중단될 수 있다. 이 경우 인버터(140)의 동작이 중단되는 문제가 발생할 수 있다. SMPS(170)는 인버터(140)로 일정한 전력을 제공함으로써 인버터(140)의 동작이 중단되는 경우를 방지할 수 있다. 예를 들어, SMPS(170)는 12V 또는 5V의 직류 전원을 인버터(140)로 공급할 수 있다.

다음으로, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 회로도를 나타내는 도면이다.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 도 8에 도시된 회로도에 다이오드(910)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 도 9를 참조하면, 다이오드(910)는 일측이 스위치(810)와 연결되고, 다른 일측은 배터리(830)와 DC/DC 컨버터(840)의 접속점에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 다이오드(910)는 외부 전원(110)과 배터리(830)가 단락되는 경우를 방지하는 역할을 한다. 만약 외부 전원(110)과 배터리(830)가 단락되면 회로도가 손상되거나 배터리(830)가 폭발한 위험이 있기 때문이다.

따라서, 다이오드(910)는 배터리(830)의 출력단에 위치하여, 스위치(810)가 정상 운행하는 경우 및 고장 등으로 비정상 운행하는 경우 외부 전원(110)과 배터리(830)의 단락을 방지할 수 있다. 이를 통해, 외부 전원과 배터리 전원의 단락을 기계적/전기적으로 방지하여 안전성을 확보하는 효과가 있다.

다이오드(910)를 제외한 나머지 구성 구성 요소와 관련된 내용은 도 8을 통해 설명한 바와 동일하다.

본 발명의 제3 실시 예에 따르면 안정성이 확보된 유/무선 동작 가능한 전자 유도 가열 조리기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

다음으로 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 동작 방법을 설명하기 위한 구조도이다.

앞서 설명한 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 화력 조절부(1010) 및 구동부(1030)를 더 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 제2 및 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기는 화력 조절부(1010), 동작 모드 설정부(1020) 및 구동부(1030)를 더 포함할 수 있다.

전자 유도 가열 조리기의 동작 방법을 도 10에 도시된 바와 같은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 화력 조절부(1010), 동작 모드 설정부(1020) 및 구동부(1030)를 더 포함한 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이는 발명의 설명을 위해 예시로 든 것에 불과하며, 다른 실시 예에 유사하게 적용할 수 있다. 또한, 도 10에서 화력 조절부(1010) 및 동작 모드 설정부(1020)는 구동부(1030)와 접속되고, 구동부(1030)는 스위치(810) 및 인버터(140)와 접속된 것으로 도시하였으나, 이 또한 예시적인 것에 불과하다. 각각의 구성요소는 도 10에 도시된 바와 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 화력 조절부(1010), 동작 모드 설정부(1020) 및 구동부(1030)는 인버터(140) 내부에 포함되어 위치할 수 있다.

먼저, 화력 조절부(1010)는 전자 유도 가열 조리기가 조리기기에 가하는 열을 설정하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 전자 유도 가열 조리기는 조리기기에 가하는 열을 N개의 화력 단계로 구분할 수 있다. N개의 화력 단계는 제1 화력 단계, 제2 화력 단계 ... 제N 화력 단계로 구성되고, 숫자가 높을수록 가해지는 열이 증가할 수 있다.

화력 조절부(1010)는 제1 화력 단계 내지 제N 화력 단계 중 어느 하나를 선택하는 화력 조절 명령을 수신할 수 있다. 화력 조절 명령은 전자 유도 가열 조리기가 조리기기에 가하는 열을 나타내는 화력 단계를 조절하기 위한 명령을 의미한다.

동작 모드 설정부(1020)는 전자 유도 가열 조리기의 동작 모드를 유선 모드 또는 무선 모드 중 어느 하나로 설정하기 위한 구성요소이다. 따라서, 동작 모드 설정부(1020)는 유선 모드 및 무선 모드 중 어느 하나를 선택하는 명령을 수신할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기가 유선 모드로 동작하는 경우에는 외부 전원(110)으로부터 공급되는 전력을 이용하고, 전자 유도 가열 조리기가 무선 모드로 동작하는 경우에는 배터리(830)로부터 공급되는 전력을 이용할 수 있다. 구동부(1030)는 동작 모드 설정부(1020)를 통해 설정된 동작 모드에 따라 스위치(810)의 연결 위치를 제어할 수 있다.

구동부(1030)는 전자 유도 가열 조리기를 구성하는 각 구성요소를 전반적으로 제어한다. 특히, 구동부(1030)는 스위치(810) 및 인버터(140)를 제어할 수 있다.

구체적으로, 구동부(1030)는 화력 조절부(1010)를 통해 설정된 화력 단계에 대응하는 열을 조리기기를 가하도록 스위치(810) 및 인버터(140)를 제어할 수 있다. 즉, 구동부(1030)는 화력 단계에 따라 스위치(810)의 연결 위치를 제어할 수 있다. 또한, 구동부(1030)는 화력 단계에 따라 인버터(140)가 가열 코일에 공급하는 전류의 양을 제어할 수 있다.

또한, 구동부(1030)는 동작 모드 설정부(1020)를 통해 설정된 모드로 동작하도록 스위치(810)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 구동부(1030)는 유선 모드로 설정되면 스위치(810)를 외부 전원(110) 단자와 연결하고, 무선 모드로 설정되면 배터리(830) 단자와 연결하도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 전자 유도 가열 조리기가 화력 단계 및 동작 모드를 설정하여 동작하는 방법을 도 11을 통해 자세히 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다. 구체적으로, 도 11은 본 발명의 제2 및 제3 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.

동작 모드 설정부(1020)는 유선 모드 또는 무선 모드 중 어느 하나를 선택하는 명령을 수신할 수 있다(S11).

사용자는 편의에 따라 유선 모드 또는 무선 모드 중 어느 하나를 선택하는 명령을 입력할 수 있다. 이에 따라, 동작 모드 설정부(1020)는 유선 모드 및 무선 모드 중 어느 하나를 선택하는 명령을 수신할 수 있다.

구동부(1030)는 수신된 명령이 유선 모드를 선택하는 명령인지 판단할 수 있다(S13).

즉, 구동부(1030)는 동작 모드 설정부(1020)를 통해 수신된 명령이 유선 모드를 선택하는 명령인지, 아니면 무선 모드를 선택하는 명령인지 판단할 수 있다.

구동부(1030)는 수신된 명령이 유선 모드를 선택하는 명령이 아닌 것으로 판단되면, 스위치(810)가 a 접점과 연결되도록 제어할 수 있다(S21).

즉, 구동부(1030)는 수신된 명령이 무선 모드를 선택하는 명령으로 판단되면, 스위치(810)가 a 접점과 연결되도록 제어할 수 있다. a 접점은 배터리(830)와 연결된 단지일 수 있다. 스위치(810)가 a 접점과 연결되어 조리기기를 가열하는 동작에 대해서는 이하에서 후술하기로 한다.

반면에, 구동부(1030)는 수신된 명령이 유선 모드를 선택하는 명령으로 판단되면, 화력 조절부(1010)를 통해 화력 조절 명령을 수신할 수 있다(S15).

화력 조절부(1010)는 제1 화력 단계 내지 제N 화력 단계 중 어느 하나를 선택하는 화력 조절 명령을 수신할 수 있다. 이 때, 화력 단계의 수를 나타내는 N은 전자 유도 가열 조절기의 설계에 따라 달라질 수 있다.

구동부(1030)는 수신된 명령에 따른 화력 단계가 소정의 기준 단계 이상인지 판단할 수 있다(S17).

제1 화력 단계 내지 제N 화력 단계는 기 설정된 기준 단계를 기준으로 외부 전원(110)을 이용하는 단계들과 배터리(830)를 이용하는 단계들로 구분될 수 있다. 구체적으로, 기 설정된 기준 단계 이상의 화력 단계에서는 전자 유도 가열 조리기가 외부 전원(110)을 이용하여 조리기기를 가열한다. 반면에, 기 설정된 기준 단계 미만의 화력 단계에서는 전자 유도 가열 조리기가 배터리(830)를 이용하여 조리기기를 가열한다. 이와 같이, 기준 단계 미만의 화력 단계에서 배터리(830)는 이용하는 이유는 전원의 온, 오프를 반복하지 않고, 저전력을 일정하기 출력하기 위함이다.

기준 단계는 IGBT 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 구동부(1030)는 IGBT 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 높은 전력을 출력하는 화력 단계들과 낮은 전력을 출력하는 화력 단계들을 구분하는 단계를 획득하고, 획득된 단계를 기준 단계로 설정할 수 있다.

구동부(1030)는 이와 같은 방법으로 기 설정된 기준 단계를 통해 조절된 화력이 기준 단계 이상인지 판단한다.

구동부(1030)는 수신된 명령에 따른 화력 단계가 소정의 기준 단계 이상으로 판단되면, 스위치(810)가 b 접점과 연결되도록 제어한다(S19).

b 접점은 외부 전원(110)과 연결된 단자이다.

반면에, 구동부(1030)는 수신된 명령에 따른 화력 단계가 소정의 기준 단계 미만으로 판단되면, 스위치(810)가 a 접점과 연결되도록 제어한다(S21).

a 접점은 배터리(830)와 연결된 단자이다.

다음으로, 도 12a 내지 도 12b 및 도 13a 내지 도 13b을 참조하여, 스위치(810)의 연결 위치에 따른, 전자 유도 가열 조리기의 동작 방법을 설명한다. 구체적으로, 도 12a 내지 도 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 스위치가 외부 전원과 연결된 경우 동작 모습을 나타내는 도면이고, 도 13a 내지 도 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기의 스위치가 배터리와 연결된 경우 동작 모습을 나타내는 도면이다.

도 12b 및 도 13b에 도시된 실선으로 표시된 구성요소와 점선으로 표시된 구성요소는 각각 스위치의 연결 위치에 따라 작동하는 구성 요소와 작동하지 않는 구성요소를 구별하여 보여주기 위한 것이다.

구동부(1030)는 유선 모드로 동작하면서, 화력 단계가 소정의 기준 단계 이상인 경우 도 12a에 도시된 바와 같이 스위치(810)가 b 접점과 연결되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위치(810)가 외부 전원(110)의 단자와 연결된다.

도 12b를 참조하여, 스위치(810)가 외부 전원(110)과 연결됨에 따른 전자 유도 가열 조리기의 동작 흐름도를 나타낸다.

스위치(810)가 외부 전원(110)과 연결되면 도 12b에 도시된 바와 같이, 인버터(140)와 외부 전원(110)은 연결되고, 인버터(140)와 배터리(830)간의 연결은 차단된다. 따라서, 외부 전원(110)으로부터 공급된 교류 전압은 정류부(120)로 주입되고, 정류부(120)를 통해 출력되는 직류 전압은 인버터(140)로 공급된다. 인버터(140)는 공급된 직류 전압을 이용하여 가열 코일(150)에 전류를 흐르게 하고, 가열 코일(150)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열한다.

또한, 스위치(810)가 외부 전원(110)의 단자와 연결되어 있는 동안 외부 전원(110)은 정류기(120)뿐만 아니라 충전부(820)로 전압을 함께 공급한다. 충전부(820)는 외부 전원(110)으로부터 공급된 전압을 이용하여 배터리(830)를 충전시킨다. 이에 따라, 배터리(830)는 외부 전원(110)을 통해 공급되는 전력을 저장할 수 있다.

반면에, 구동부(1030)는 무선 모드로 동작하거나 화력 단계가 소정의 기준 단계 미만인 경우 도 13a에 도시된 바와 같이 스위치(810)가 a 접점과 연결되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 스위치(810)는 배터리(830)의 단자와 연결된다.

스위치(810)가 배터리(830)와 연결되면 도 13b에 도시된 바와 같이, 인버터(140)는 배터리(830)와 연결되고, 인버터(140)와 외부 전원(110)간의 연결은 차단된다. 따라서, 배터리(830)는 인버터(140)로 직류 전압을 공급한다. 인버터(140)는 공급된 직류 전압을 이용하여 가열 코일(150)에 전류를 흐르게 하고, 가열 코일(150)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열한다.

한편, 배터리(830)는 IGBT 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 낮은 전력을 출력하기 위한 전압을 인버터(140)로 공급할 수 있다. 이와 같이, 배터리(830)가 저전압을 일정하게 전자 유도 가열 조리기가 낮은 전력을 일정하게 출력하여, 조리기기를 보온시키는 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.

다음으로 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 배터리를 이용하여 조리기기를 보온시키는 효과를 설명한다. 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 전자 유도 가열 조리기가 배터리를 이용하여 조리기기를 보온시키는 효과를 보여주는 실험 데이터이다.

도 14에 도시된 그래프는, 전자 유도 가열 조리기가 100도의 내용물을 포함하는 조리기기를 저전력을 출력하여 가열하는 경우 내용물의 온도 변화를 나타낸다. 특히, 도 14에 도시된 그래프는 내용물인 물인 경우를 예로 든 그래프이다.

구체적으로, 도 14에 도시된 기준 점선(1400)은 전자 유도 가열 조리기가 외부 전원(110)을 이용하여 저전력을 출력하는 동작과 전원 오프 동작을 반복하는 경우 측정되는 내용물의 최저 온도(약 60도)를 나타낸다. 즉, 전자 유도 가열 조리기가 외부 전원(110)을 이용하는 경우 40도의 온도 강하가 발생할 수 있다.

한편, 기준 그래프(1410)는 100도까지 가열된 조리기기의 내용물을 상온에서 보관한 경우 내용물의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 100도까지 가열된 조리기기의 내용물을 30분 동안 상온에 보관할 경우 약 55도의 온도 강하가 발생하여 약45도의 온도로 측정된다. 따라서, 전자 유도 가열 조리기는 외부 전원(110)을 이용할 경우 내용물을 보온시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

제1 내지 제3 그래프(1421, 1422, 1423)는 전자 유도 가열 조리기가 배터리(830)를 이용하여 조리기기를 가열하는 경우 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 구체적으로 제1 그래프(1421)는 300W(32kHz)를 출력하여 조리기기를 가열하는 경우 온도 변화를 나타내고, 제2 그래프(1422)는 200W(37kHz)를 출력하여 조리기기를 가열하는 경우 온도 변화를 나타내고, 제3 그래프(1423)는 100W(50kHz)를 출력하여 조리기기를 가열하는 경우 온도 변화를 나타낸다. 각각의 그래프를 참조하면, 30분이 지남에 따라 내용물의 온도는 약 77도, 73도 및 60도로 측정된다. 즉, 각각의 내용물은 약 23도, 27도 및 40도의 온도 강하가 발생하였다.

제1 내지 제3 그래프(1421, 1422, 1423)를 통해 측정된 온도인 약 77도, 73도 및 60도는 외부 전원(110)을 이용한 경우의 온도인 약 60도보다 크거나 같음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 전자 유도 가열 조리기가 배터리(830)를 포함함으로써 내용물을 보온할 수 있는 기능을 제공 가능함을 알 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

110: 외부 전원
120: 정류부
121: DC 링크
130: DC 링크 커패시터
140: 인버터
150: 가열 코일
160: 공진 커패시터
170: SMPS
810: 스위치
820: 충전부
830: 배터리
840: DC/DC 컨버터
910: 다이오드
1010: 화력 조절부
1020: 동작 모드 설정부
1030: 구동부

Claims (8)

1. 전자 유도 가열 조리기에 있어서,
   외부 전원으로부터 공급된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부;
   전력을 저장하고 있는 배터리;
   상기 외부 전원 및 상기 배터리 중 어느 하나와 연결하기 위한 스위치;
   IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위칭 소자를 구동시켜 상기 스위치에 의해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하여 가열 코일에 전류를 공급하는 인버터; 및
   상기 인버터에 의해 전류가 흐르면 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열하는 가열 코일을 포함하고,
   상기 스위치가 외부 전원에 연결되면 상기 외부 전원으로부터 공급된 전압은 상기 인버터와 상기 배터리에 함께 공급되고,
   상기 스위치가 배터리에 연결되면 상기 배터리에 충전된 전압이 상기 인버터로 공급되고,
   상기 배터리는 상기 스위치가 외부 전원에 연결된 동안 공급되는 전압에 의해 충전되며,
   상기 전자 유도 가열 조리기의 동작 모드를 유선 모드 및 무선 모드 중 어느 하나로 선택하는 명령을 수신하는 동작 모드 설정부;
   화력 단계를 설정하는 명령을 수신하는 화력 조절부; 및
   상기 무선 모드를 선택하는 명령을 수신한 경우 상기 스위치가 상기 배터리와 연결되도록 제어하고, 상기 유선 모드를 선택하는 명령을 수신한 경우 상기 화력 조절부를 통해 설정된 화력 단계가 기 설정된 기준 단계 이상인가 판단하고, 상기 화력 단계가 상기 기준 단계 이상이면 상기 스위치가 상기 외부 전원과 연결되도록 제어하고, 상기 화력 단계가 상기 기준 단계 미만이면 상기 스위치가 상기 배터리와 연결되도록 제어하는 구동부를 더 포함하며,
   상기 기준 단계는
   상기 IGBT의 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 높은 전력을 출력하는 화력 단계들과 상기 IGBT의 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 낮은 전력을 출력하는 화력 단계들을 구분하는 단계로 설정되는
   전자 유도 가열 조리기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 배터리는
   상기 IGBT의 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력보다 낮은 전력을 출력하기 위한 전압을 공급하는,
   전자 유도 가열 조리기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스위치와 상기 배터리 사이에 연결되는 다이오드를 더 포함하는
   전자 유도 가열 조리기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스위치는 3단자 릴레이 스위치이고,
   상기 3단자 릴레이 스위치의 COM(Common) 단자는 상기 인버터와 연결되고, NO(Normal Open) 단자는 상기 배터리와 연결되고, NC(Normal Close) 단자는 상기 외부 전원과 연결되는
   전자 유도 가열 조리기.
7. 외부 전원 또는 배터리에 연결되는 스위치와, 상기 스위치에 의해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하여 구동되는 인버터를 포함하는 전자 유도 가열 조리기가 동작하는 방법에 있어서,
   상기 전자 유도 가열 조리기의 동작 모드를 유선 모드 및 무선 모드 중 어느 하나로 선택하는 명령을 수신하는 단계;
   상기 무선 모드를 선택하는 명령을 수신한 경우 상기 스위치가 상기 배터리에 연결되는 단계;
   상기 유선 모드를 선택하는 명령을 수신한 경우 화력 단계의 설정 명령을 수신하는 단계;
   상기 화력 단계의 설정 명령을 통해 설정된 화력 단계가 기 설정된 기준 단계 이상인가 판단하는 단계;
   상기 화력 단계가 상기 기준 단계 이상이면 상기 스위치가 외부 전원에 연결되는 단계;
   상기 화력 단계가 상기 기준 단계 미만이면 상기 스위치가 상기 배터리에 연결되는 단계;
   상기 스위치에 의해 연결된 전원 공급원으로부터 공급된 전압을 이용하여 가열 코일에 전류를 공급하는 단계; 및
   상기 가열 코일에 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기를 가열하는 단계를 포함하고,
   상기 가열 코일에 전류를 공급하는 단계는
   상기 스위치가 외부 전원에 연결된 경우 상기 외부 전원으로부터 전압을 공급받아 상기 배터리와 가열 코일에 함께 공급하고,
   상기 스위치가 배터리에 연결된 경우 상기 배터리로부터 전압을 공급받아 가열 코일에 공급하는 단계, 및
   상기 배터리는 스위치가 외부 전원에 연결된 동안 공급되는 전압에 의해 충전되는 단계를 포함하며,
   상기 가열 코일에 전류를 공급하는 단계는
   IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위칭 소자를 구동시켜 상기 가열 코일에 전류를 공급하는 단계를 포함하고,
   설정 가능한 화력 단계들 중 상기 IGBT의 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력 보다 높은 전력을 출력하는 화력 단계와 상기 IGBT의 최대 스위칭 주파수에 따른 출력 전력 보다 낮은 전력을 출력하는 화력 단계를 구분하는 화력 단계를 상기 기준 단계로 결정하는 단계를 더 포함하는
   전자 유도 가열 조리기의 동작 방법.
8. 삭제

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