KR102494363B1 - Induction heater and overheating control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법에 관한 것으로, 인덕션 방식으로 냉각수를 가열하는 인덕션 히터에 발열체의 과열을 감지할 수 있는 전류 감지수단 및 온도 감지수단 중 어느 하나 이상이 구비되어, 이를 이용해 발열체의 과열 여부를 판단하고 이에 따른 인덕션 코일에 연결된 전원 연결하거나 차단하도록 제어할 수 있어, 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있는 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an induction heater and a method for controlling overheating of the induction heater, wherein at least one of a current sensing means and a temperature sensing means capable of detecting overheating of a heating element is provided in an induction heater that heats coolant by an induction method, The present invention relates to an induction heater and a method for controlling overheating of an induction heater, which can prevent failure and fire of the induction heater due to overheating by determining whether the heating element is overheated and controlling the connection or disconnection of the power connected to the induction coil accordingly. .

Description

인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법{Induction heater and overheating control method thereof}Induction heater and overheating control method of induction heater

본 발명은 인덕션 히팅 방식을 이용해 냉각수를 가열하는 인덕션 히터의 과열을 방지할 수 있는 인덕션 히터 제어 수단을 가지는 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an induction heater having an induction heater control means capable of preventing overheating of the induction heater that heats cooling water using an induction heating method, and a method for controlling overheating of the induction heater.

휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원은 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등이 실용화되거나 개발중에 있다.A vehicle driven by an engine using gasoline or diesel as an energy source is currently the most common type of vehicle, but the need for a new energy source for such a vehicle energy source is not only environmental pollution but also due to various causes such as a decrease in oil reserves. BACKGROUND OF THE INVENTION As a bar that is gradually emerging, electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles are currently being put into practical use or are being developed.

그런데 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 사용하는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 적용할 수 없거나 적용하기 어렵다. 즉, 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량의 경우 엔진에서 매우 많은 열이 발생하게 되고, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수 순환 시스템이 구비되며, 냉각수가 엔진으로부터 흡수한 열을 실내 난방에 이용하도록 하고 있다. 그러나 엔진에서 발생하는 것과 같은 많은 열이 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량의 구동원에서는 발생하지 않기 때문에, 이러한 종래의 난방 방식을 사용하기에는 한계가 있었다.However, in electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles, a heating system using a coolant cannot or is difficult to apply, unlike conventional vehicles using an engine using petroleum as an energy source. That is, in the case of a vehicle using a conventional oil-based engine as a driving source, a lot of heat is generated from the engine, and a cooling water circulation system is provided to cool the engine, and the heat absorbed by the cooling water from the engine is used to heat the room. is being used for However, since a lot of heat generated in the engine is not generated in the driving sources of electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles, there are limitations in using these conventional heating methods.

이에 따라 전기자동차, 하이브리드카 및 연료전지 차량 등에는, 공조 시스템에 히트펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 하거나, 전기 히터와 같은 별도의 열원을 구비하는 등 여러 연구가 이루어지고 있다. 이 중 전기 히터는 공조 시스템에 크게 영향을 주지 않고 보다 용이하게 냉각수를 가열할 수 있어 현재 광범위하게 사용이 이루어지고 있다.Accordingly, in electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, etc., various studies have been conducted, such as adding a heat pump to the air conditioning system so that it can be used as a heat source, or providing a separate heat source such as an electric heater. there is. Among them, electric heaters can more easily heat cooling water without significantly affecting an air conditioning system, and are currently widely used.

여기에서 전기 히터는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 직접 가열하는 형태의 공기 가열식 히터와, 냉각수를 가열하는 형태의 냉각수 가열식 히터(또는 냉각수 히터)가 있다.Here, the electric heater includes an air heating type heater that directly heats air blown into the vehicle interior and a cooling water heating type heater (or coolant heater) that heats cooling water.

이중 연료전지 차량에 사용되어 냉각수를 가열하는 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터는, 도 1 및 2와 같이 전력을 생산하는 연료전지스택(10)에 고주파발생기(30)가 전기적으로 연결되고, 고주파 발생기(30)는 자성체인 금속재질의 냉각수 유동배관(2)의 외측에 감긴 코일 형태로 형성되어, 연료전지스택(10)의 전력을 이용해 인덕션 코일(31)에 교류전류가 흐르면 변화되는 자기장에 의해 냉각수 유동배관(2)에 와전류가 발생하고 이로 인해 줄열에 냉각수 유동배관(2)이 가열될 수 있으며, 그리하여 냉각수 유동배관(2)의 내부를 통과하는 냉각수가 가열될 수 있도록 구성된다.In a conventional induction-type coolant heater used in a dual fuel cell vehicle to heat coolant, a high frequency generator 30 is electrically connected to a fuel cell stack 10 that generates power as shown in FIGS. 1 and 2, and the high frequency generator (30) is formed in the form of a coil wound on the outside of the coolant flow pipe (2) made of a magnetic metal material, and when an alternating current flows through the induction coil (31) using the power of the fuel cell stack (10), the magnetic field that is changed An eddy current is generated in the cooling water flow pipe 2, so that the cooling water flow pipe 2 can be heated by Joule heat, and thus the cooling water passing through the inside of the cooling water flow pipe 2 can be heated.

그런데 이와 같은 종래의 인덕션 방식의 냉각수 히터는 인덕션 히터가 과열되는 경우 이를 감지하여 제어할 수 있는 별도의 감지 수단이 마련되어 있지 않아, 냉각수가 없을 경우 발열체가 급속도로 과열되어 인덕션 히터의 고장을 초래하거나 화재가 발생할 수 있는 위험이 있다.However, such a conventional induction-type coolant heater does not have a separate detection means capable of detecting and controlling when the induction heater is overheated, and when there is no coolant, the heating element rapidly overheats, causing the induction heater to malfunction or There is a risk of fire.

KR 2011-0075118 A1 (2011.07.06)KR 2011-0075118 A1 (2011.07.06)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인덕션 히터가 과열되는 경우 이를 감지하여 인덕션 히터가 과열되지 않도록 제어할 수 있는 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an induction heater and an overheat control method of the induction heater that can detect when the induction heater is overheated and control the induction heater not to overheat. is to provide

또한, 인덕션 히터가 과열되는 것을 감지하는 감지수단들 또는 발열체가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 고장이 발생한 경우, 물리적으로 전원이 차단되도록 하거나 물리적으로 제어기의 전원이 꺼지도록 하여 유도가열이 일어나지 않도록 할 수 있는 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법을 제공하는 것이다.In addition, when a failure occurs in the detection means for detecting overheating of the induction heater or in the controller for controlling the heating element to be induction heated, the power is physically cut off or the power of the controller is physically turned off to prevent induction heating from occurring. It is to provide an induction heater and a method for controlling overheating of the induction heater.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인덕션 히터(1000)는, 인덕션 코일(300); 상기 인덕션 코일(300)에 의해 유도가열되는 발열체(400); 및 상기 인덕션 코일(300) 및 차량 전원(830)에 연결되어, 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단시킬 수 있으며 발열체(400)가 유도가열되도록 제어할 수 있는 인덕션 히터 제어수단(800); 을 포함하여 이루어지며, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지수단(810) 및 발열체(400)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도를 감지하는 온도 감지수단(820) 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The induction heater 1000 of the present invention for achieving the above object includes an induction coil 300; a heating element 400 induction heated by the induction coil 300; and an induction heater control unit connected to the induction coil 300 and the vehicle power source 830 to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 and to control the heating element 400 to be induction heated ( 800); The induction heater control unit 800 includes a current sensing unit 810 for sensing the current flowing in the induction coil 300 and a switching element 851 (IGBT) for controlling the current supplied to the heating element 400. ) It is characterized in that it comprises any one or more of the temperature sensing means 820 for detecting the temperature.

또한, 상기 발열체(400)는 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating element 400 is characterized in that it is formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature.

또한, 상기 온도 감지수단(820)은 인덕션 히터 제어수단(800)에 구비된 기판(850)상의 상부측에 배치된 스위칭 소자 또는 발열체(400)의 중앙부에 가까운 스위칭 소자에 인접되어 장착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature sensing means 820 is characterized in that it is mounted adjacent to the switching element disposed on the upper side of the substrate 850 provided in the induction heater control means 800 or the switching element close to the center of the heating element 400 to be

또한, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the induction heater control unit 800 may further include an overcurrent blocking fuse 860 mounted on a high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300.

또한, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은, 상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870); 및 상기 온도 차단 휴즈(870)에 연결되며 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온을 감지하는 온도 감지부(871); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the induction heater control means 800 includes a temperature blocking fuse 870 mounted on a low voltage line connected to the operating power of the controller for controlling the heating element 400 to be inductively heated; and a temperature sensing unit 871 connected to the temperature blocking fuse 870 and detecting a water temperature of cooling water that is heat-exchanged with the heating element 400 . It is characterized in that it further comprises.

그리고 본 발명의 인덕션 히터의 과열 제어 방법은, 인덕션 방식으로 냉각수를 가열하는 인덕션 히터의 과열을 제어하는 방법에 있어서, 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류 및 인덕션 코일(300)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도 중 어느 하나 이상을 감지하여 발열체(400)의 과열 여부를 판단하는 단계(S10); 상기 발열체(400)의 과열 여부에 따라 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하도록 제어하는 단계(S20); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for controlling overheating of an induction heater according to the present invention controls the current flowing through the induction coil 300 and the current supplied to the induction coil 300. determining whether the heating element 400 is overheated by sensing one or more of the temperatures of the switching elements 851 and IGBTs (S10); Controlling to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 according to whether the heating element 400 is overheated (S20); It is characterized by comprising a.

또한, 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성되는 발열체(400)를 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the heating element 400 formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature is used.

또한, 상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 정상상태의 소비전류인 정상전류(In) 대비 인덕션 코일(300)에 흐르는 현재의 소비전류인 현재전류(Ic)가 미리 설정된 값보다 작아지거나, 상기 정상전류(In) 대비 현재전류(Ic)가 미리 정해진 비율보다 크게 감소될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current current Ic, which is the current consumption current flowing through the induction coil 300, compared to the normal current consumption current In in the normal state supplied to the induction coil 300 is smaller than a preset value, or the normal It is characterized in that when the current current (Ic) to the current (In) is greatly reduced than a predetermined ratio, it is determined that the heating element 400 is overheated and power supplied to the induction coil 300 is cut off.

또한, 상기 스위칭 소자(851)의 정상상태의 온도인 정상온도(Tn) 대비 현재의 온도인 현재온도(Tc)가 미리 설정된 값보다 높아지거나, 상기 정상온도(Tn) 대비 현재온도(Tc)가 미리 정해진 비율보다 크게 증가될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current temperature (Tc), which is the current temperature compared to the normal temperature (Tn), which is the temperature in the normal state of the switching element 851, is higher than a preset value, or the current temperature (Tc) is higher than the normal temperature (Tn) It is characterized in that the power supplied to the induction coil 300 is cut off when it is determined that the heating element 400 is overheated when the ratio is increased more than a predetermined ratio.

또한, 상기 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류가 미리 설정된 한계전류(Is)에 도달하면, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)가 차단되어, 상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원이 차단되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the current flowing through the induction coil 300 reaches the preset limit current Is, the overcurrent blocking fuse 860 mounted on the high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300 It is characterized in that the power supplied to the induction coil 300 is cut off.

또한, 상기 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온이 미리 설정된 한계온도(Ts)에 도달하면, 상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870)가 차단되어, 상기 발열체(400)가 유도가열되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the water temperature of the coolant exchanging heat with the heating element 400 reaches a preset limit temperature (Ts), the heating element 400 is heat-blocked mounted on a low-voltage line connected to the operating power of the controller that controls the induction heating. It is characterized in that the fuse 870 is blocked to prevent the heating element 400 from induction heating.

본 발명의 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법은, 발열체의 과열을 감지할 수 있는 전류 감지수단 또는 온도 감지수단을 이용해 인덕션 히터가 과열되지 않도록 제어할 수 있어, 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있는 장점이 있다.The induction heater and the overheating control method of the induction heater of the present invention can control the induction heater not to overheat by using a current sensing means or a temperature sensing means capable of detecting overheating of the heating element, so that the induction heater fails due to overheating and It has the advantage of preventing fire.

그리고 인덕션 히터가 과열되는 것을 감지하는 감지수단들 또는 발열체가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 고장이 발생한 경우, 물리적으로 전원이 차단되도록 하거나 물리적으로 제어기의 전원이 꺼지도록 하여 유도가열이 일어나지 않도록 할 수 있어, 감지수단들 또는 제어기의 고장 시에도 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, when a failure occurs in the detection means for detecting overheating of the induction heater or in the controller for controlling the heating element to be induction heated, the induction heating can be prevented from occurring by physically cutting off the power or physically turning off the power of the controller. There is an advantage in preventing failure and fire of the induction heater due to overheating even when the sensing means or the controller fails.

도 1 및 도 2는 종래의 냉각수 히터를 나타낸 개략도 및 단면도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 인덕션 히터를 나타낸 조립사시도, 분해사시도, 정면 단면도 및 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 발열체의 온도에 따른 물성 변화 특성을 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 전류 감지수단이 구비된 인덕션 히터를 나타낸 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 과전류 차단 휴즈가 구비된 인덕션 히터를 나타낸 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 온도 차단 휴즈가 구비된 인덕션 히터를 나타낸 구성도.
도 11은 본 발명의 인덕션 히터의 과열 제어 방법을 나타낸 제어 알고리즘.1 and 2 are schematic and cross-sectional views showing a conventional cooling water heater.
3 to 6 are an assembled perspective view, an exploded perspective view, a front cross-sectional view and a configuration view showing the induction heater of the present invention.
7 is a graph showing physical property change characteristics according to temperature of a heating element according to the present invention.
8 is a configuration diagram showing an induction heater equipped with a current sensing means according to the present invention.
9 is a configuration diagram showing an induction heater equipped with an overcurrent blocking fuse according to the present invention.
10 is a configuration diagram showing an induction heater equipped with a temperature blocking fuse according to the present invention.
11 is a control algorithm showing a method for controlling overheating of an induction heater according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 인덕션 히터 및 인덕션 히터의 과열 제어 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an induction heater and a method for controlling overheating of the induction heater according to the present invention having the configuration described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 인덕션 히터를 나타낸 조립사시도, 분해사시도, 정면 단면도 및 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 발열체의 온도에 따른 물성 변화 특성을 나타낸 그래프이다.3 to 6 are an assembled perspective view, an exploded perspective view, a front cross-sectional view, and a configuration view showing the induction heater of the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the change in physical properties according to temperature of the heating element according to the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕션 히터(1000)는, 인덕션 코일(300); 상기 인덕션 코일(300)에 의해 유도가열되는 발열체(400); 및 상기 인덕션 코일(300) 및 차량 전원(830)에 연결되어, 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단시킬 수 있으며 발열체(400)가 유도가열되도록 제어할 수 있는 인덕션 히터 제어수단(800); 을 포함하여 이루어지며, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지수단(810) 및 발열체(400)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도를 감지하는 온도 감지수단(820) 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.As shown, the induction heater 1000 according to an embodiment of the present invention includes an induction coil 300; a heating element 400 induction heated by the induction coil 300; and an induction heater control unit connected to the induction coil 300 and the vehicle power source 830 to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 and to control the heating element 400 to be induction heated ( 800); The induction heater control unit 800 includes a current sensing unit 810 for sensing the current flowing in the induction coil 300 and a switching element 851 (IGBT) for controlling the current supplied to the heating element 400. ) It may be made including any one or more of the temperature sensing means 820 for sensing the temperature.

우선, 인덕션 히터(1000)는 인덕션 코일(300)에 교류전원이 공급되면 발열체(400)가 유도가열될 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일례로 도 3 내지 도 5와 같이 몸체(100) 및 하우징(200)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에 인덕션 코일(300) 및 발열체(400)가 배치될 수 있고, 하우징(200)에는 냉각수가 유입되는 입구 파이프(210) 및 배출되는 출구 파이프(220)가 형성될 수 있으며, 하우징(200)의 내부에서 냉각수가 유동될 수 있다. 또한, 인덕션 코일(300)은 원통형의 보빈(600)에 권취되어 고정될 수 있으며, 인덕션 코일(300)이 권취된 보빈(600)의 상측에 상부 헤더(500)가 결합되고 하측에 하부 헤더(700)가 결합되어 헤더(500, 700)들이 몸체(100) 및 하우징(200)에 결합되도록 형성될 수 있다. 그리고 몸체(100)에는 제어기가 구비되어 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 스위칭하여 제어함으로써 발열체(400)가 유도가열되도록 할 수 있다. 이때, 제어기는 기판(850)이 될 수 있으며, 기판(850)에는 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 스위칭 할 수 있는 스위칭 소자(851, IGBT)들이 형성될 수 있으며, 스위칭 소자(851)들과 연결되어 이를 제어할 수 있는 마이크로 프로세서가 형성될 수 있다.First of all, the induction heater 1000 can be formed in various shapes in which the heating element 400 can be induction heated when AC power is supplied to the induction coil 300. For example, as shown in FIGS. 3 to 5, the body 100 And the induction coil 300 and the heating element 400 may be disposed in an inner space formed by the combination of the housing 200, and the housing 200 has an inlet pipe 210 through which coolant is introduced and an outlet pipe 220 through which cooling water is discharged. ) may be formed, and cooling water may flow inside the housing 200 . In addition, the induction coil 300 may be wound on and fixed to the cylindrical bobbin 600, and the upper header 500 is coupled to the upper side of the bobbin 600 on which the induction coil 300 is wound, and the lower header ( 700 may be coupled so that the headers 500 and 700 are coupled to the body 100 and the housing 200 . In addition, a controller is provided in the body 100 to switch and control power supplied to the induction coil 300 so that the heating element 400 can be inductively heated. At this time, the controller may be a substrate 850, and switching elements 851 (IGBT) capable of switching power supplied to the induction coil 300 may be formed on the substrate 850, and the switching element 851 A microprocessor capable of being connected to and controlling them may be formed.

그리고 인덕션 히터 제어수단(800)은 히터 전원인 인덕션 코일(300) 및 차량 전원(830)에 연결되어, 인덕션 히터 제어수단(800)에 의해 인덕션 코일(300)로 공급되는 히터 전원이 연결되거나 차단될 수 있으며 이에 따라 발열체(400)가 유도가열되도록 제어할 수 있다.In addition, the induction heater control means 800 is connected to the induction coil 300, which is the heater power source, and the vehicle power source 830, so that the heater power supplied to the induction coil 300 by the induction heater control means 800 is connected or blocked. It can be, and accordingly, the heating element 400 can be controlled to be induction heated.

여기에서 인덕션 히터 제어수단(800)은 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지수단(810) 및 발열체(400)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도를 감지하는 온도 감지수단(820) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 전류 감지수단(810)은 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 감지할 수 있도록 하는 수단으로써, 일례로 홀 센서 등이 이용될 수 있으며, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 전원 라인에 설치되거나 기판(850)의 고전압 회로 상에 장착될 수 있다. 또한, 온도 감지수단(820)은 발열체(400)로 공급되는 전류를 스위칭 제어하여 발열체(400)가 유도가열될 수 있도록 하는 스위칭 소자(851)의 온도를 감지하는 수단으로써, 스위칭 소자(851)에 설치되거나 스위칭 소자(851)에 인접하여 설치될 수 있다.Here, the induction heater control means 800 detects the temperature of the current sensing means 810 for detecting the current flowing in the induction coil 300 and the switching element 851 (IGBT) for controlling the current supplied to the heating element 400. It may include any one or more of the temperature sensing means 820 to. That is, the current sensing means 810 is a means for sensing the current flowing in the induction coil 300, and a hall sensor may be used as an example, and the vehicle power source 830 and the induction coil 300 are connected. It may be installed on a power supply line or mounted on a high voltage circuit of the substrate 850. In addition, the temperature sensing means 820 is a means for sensing the temperature of the switching element 851 that allows the heating element 400 to be inductively heated by controlling the switching of the current supplied to the heating element 400, the switching element 851 It may be installed on or adjacent to the switching element 851.

그리하여 인덕션 히터를 통과하며 열교환되는 냉각수의 유량이 너무 적거나 냉각수가 흐르지 않는 상황이 발생하여 발열체가 과열되면, 이로 인해 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류가 변하게 되며, 이때 전류 감지수단으로 전류의 변화를 감지하여 발열체가 과열되었는지 여부를 알 수 있다. 또한, 발열체가 과열되면, 발열체가 수용된 몸체, 하우징 및 몸체의 일측에 구비되는 기판의 온도가 상승하게 되는데, 이때 기판에 형성된 스위칭 소자에서 많은 열이 발생하므로 스위칭 소자의 온도가 상대적으로 가장 높아질 수 있다. 그러므로 온도 감지수단으로 스위칭 소자의 온도를 감지하여 발열체가 과열되었는지 여부를 알 수 있다. 즉, 냉각수가 정상적으로 흐르고 있는 상황에서 발열체가 과열되지 않았을 때에는 스위칭 소자도 냉각되어 특정한 온도 이상으로 온도가 상승하거나 급격하게 온도가 상승되지 않을 수 있다.Therefore, when the flow rate of the cooling water that is heat-exchanged while passing through the induction heater is too low or the cooling water does not flow, and the heating element is overheated, the current flowing through the induction coil 300 changes, and at this time, the current sensing means changes the current. It can detect whether the heating element is overheated or not. In addition, when the heating element is overheated, the temperature of the body accommodating the heating element, the housing, and the substrate provided on one side of the body rises. there is. Therefore, it is possible to determine whether the heating element is overheated by sensing the temperature of the switching element with the temperature sensing means. That is, when the heating element is not overheated in a situation where the coolant flows normally, the switching element is also cooled and the temperature may not rise above a specific temperature or rapidly rise.

이와 같이 본 발명의 인덕션 히터는, 도 8과 같이 발열체의 과열을 감지할 수 있는 전류 감지수단을 이용하거나, 전류 감지수단 대신 온도 감지수단을 이용하거나 또는 전류 감지수단과 온도 감지수단을 모두 이용해 인덕션 히터가 과열되지 않도록 제어할 수 있어, 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있다.As described above, the induction heater of the present invention uses a current sensing means capable of detecting overheating of the heating element as shown in FIG. 8, uses a temperature sensing means instead of the current sensing means, or uses both the current sensing means and the temperature sensing means. It is possible to control the heater not to overheat, thereby preventing failure and fire of the induction heater due to overheating.

또한, 상기 발열체(400)는 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the heating element 400 may be formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature.

즉, 발열체(400)는 인덕션 히팅 방식에 의해 발열이 잘 될 수 있도록 투자율이 매우 큰 페라이트계 금속으로 형성될 수 있고, 일례로 스테인레스 스틸 중 STS400계열의 금속이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 STS430 재질로 발열체(400)가 형성될 수 있다. 그리고 발열체(400)는 인덕션 코일(300)보다 전기 저항력이 높은 물질로 형성될 수 있다. 이때, 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성된 발열체(400)는 가열되어 온도가 상승하게 되면, 특정한 온도인 큐리 온도에서 물성이 급격하게 변하게 된다. 즉, 도 7에 도시된 그래프와 같이 온도가 상승함에 따라 점차 인덕션 코일(300)로 공급되는 출력 듀티에 따른 소비전류가 선형적으로 감소하다가 큐리 온도를 기준으로 소비전류가 급격히 상승하는 것을 알 수 있으며, 교류저항은 소비전류의 반대로 그래프가 형성됨을 알 수 있다.That is, the heating element 400 may be formed of a ferrite-based metal having a very high magnetic permeability so that heat can be generated well by an induction heating method. For example, among stainless steel, STS400 series metal may be used, preferably STS430. The heating element 400 may be formed of a material. Also, the heating element 400 may be formed of a material having higher electrical resistance than the induction coil 300 . At this time, when the heating element 400 formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature is heated and the temperature rises, physical properties rapidly change at a specific temperature, the Curie temperature. That is, as shown in the graph shown in FIG. 7 , it can be seen that as the temperature rises, the current consumption according to the output duty supplied to the induction coil 300 gradually decreases linearly, and then the current consumption rapidly rises based on the Curie temperature. It can be seen that the AC resistance forms a graph opposite to the consumption current.

이에 따라 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 발열체(400)를 형성함으로써, 큐리 온도에서 소비전류가 급격하게 변화되는 것을 감지하도록 하여 발열체가 과열되는지를 알 수 있다.Accordingly, by forming the heating element 400 with a ferrite-based metal having a Curie temperature, it is possible to determine whether the heating element is overheated by detecting a rapid change in consumption current at the Curie temperature.

또한, 상기 온도 감지수단(820)은 인덕션 히터 제어수단(800)에 구비된 기판(850)상의 상부측에 배치된 스위칭 소자 또는 발열체(400)의 중앙부에 가까운 스위칭 소자에 인접되어 장착될 수 있다.In addition, the temperature sensing means 820 may be mounted adjacent to a switching element disposed on the upper side of the substrate 850 provided in the induction heater control means 800 or a switching element close to the center of the heating element 400. .

즉, 도 5를 참조하면 복수개의 스위칭 소자(851)가 기판(850) 상에 구비될 수 있으며, 높이방향으로 기판(850)의 상부 또는 발열체(400)의 중앙부 부분이 가장 온도가 높을 수 있으므로, 가장 온도가 높아질 수 있는 스위칭 소자에 인접하도록 온도 감지수단(820)이 장착될 수 있다. 일례로 온도 감지수단(820)은 기판(850)에 결합된 스위칭 소자에 직접 장착될 수 있고, 스위칭 소자에서도 온도가 가장 높은 콜렉터 측에 장착될 수도 있으며, 스위칭 소자가 결합된 기판(850)에 장착되거나 스위칭 소자의 콜렉터가 결합된 기판 부분에 장착될 수도 있다. 또는 스위칭 소자가 몸체(100)에 밀착된 경우 스위칭 소자가 몸체(100)에 밀착된 부분에 인접하여 몸체(100)에 온도 감지수단(820)이 장착될 수도 있다. 특히, 발열체(400)가 상하 방향으로 관통된 파이프 형태로 형성되어 냉각수가 발열체의 하측에서 유입되어 상측으로 배출되도록 구성되는 경우 기판의 상부측이나 발열체의 중앙부 부분이 온도가 가장 높을 수 있으므로 이 부분에 배치된 스위칭 소자에 인접하여 온도 감지수단이 장착될 수 있다.That is, referring to FIG. 5 , a plurality of switching elements 851 may be provided on the substrate 850, and the upper portion of the substrate 850 or the central portion of the heating element 400 may have the highest temperature in the height direction. , the temperature sensing means 820 may be mounted adjacent to the switching element where the temperature may be the highest. For example, the temperature sensing means 820 may be directly mounted on a switching element coupled to the substrate 850, or may be mounted on a collector side having the highest temperature even in the switching element, or mounted on the substrate 850 to which the switching element is coupled. It may be mounted or mounted on a portion of the substrate to which the collector of the switching element is coupled. Alternatively, when the switching element is in close contact with the body 100, the temperature sensing means 820 may be mounted on the body 100 adjacent to a portion where the switching element is in close contact with the body 100. In particular, when the heating element 400 is formed in the form of a pipe penetrating in the vertical direction so that the cooling water flows in from the lower side of the heating element and is discharged upward, the upper part of the substrate or the central part of the heating element may have the highest temperature, so this part A temperature sensing means may be mounted adjacent to the switching element disposed on.

또한, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the induction heater control unit 800 may further include an overcurrent blocking fuse 860 mounted on a high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300 .

즉, 전류 감지수단(810)이나 온도 감지수단(820)에 고장이 발생하거나 제어기에 고장이 발생하여 발열체(400)가 과열되면, 과전류 차단 휴즈(860)에 의해 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원이 물리적으로 차단되도록 할 수 있다. 이때, 과전류 차단 휴즈(860)는 특정한 전류 이상의 전류가 흐르게 되면 연결이 끊어져 차단되도록 할 수 있는 다양한 휴즈가 사용될 수 있다. 그리고 도 9를 참조하면 과전류 차단 휴즈(860)는 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착될 수 있으며, 고전압 라인이 형성된 기판(850)의 고전압 회로 상에 장착되거나 차량 전원(830)측에 장착될 수도 있다.That is, when a failure occurs in the current sensing means 810 or the temperature sensing means 820 or the controller fails and the heating element 400 overheats, the overcurrent blocking fuse 860 supplies to the induction coil 300 Power can be physically cut off. At this time, the overcurrent blocking fuse 860 may use various fuses that can be disconnected and cut off when a current greater than a specific current flows. 9, the overcurrent blocking fuse 860 may be mounted on a high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300, and mounted on the high voltage circuit of the substrate 850 on which the high voltage line is formed or may be mounted on the vehicle power source 830 side.

또한, 상기 인덕션 히터 제어수단(800)은, 상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870); 및 상기 온도 차단 휴즈(870)에 연결되며 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온을 감지하는 온도 감지부(871); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the induction heater control means 800 includes a temperature blocking fuse 870 mounted on a low voltage line connected to the operating power of the controller for controlling the heating element 400 to be inductively heated; and a temperature sensing unit 871 connected to the temperature blocking fuse 870 and detecting a water temperature of cooling water that is heat-exchanged with the heating element 400 . It may be further included.

즉, 전류 감지수단(810)이나 온도 감지수단(820)에 고장이 발생하거나 제어기에 고장이 발생하여 발열체(400)가 과열되면, 온도 차단 휴즈(860)에 의해 제어기의 작동 전원이 물리적으로 차단되도록 할 수 있다. 이때, 도 10과 같이 온도 차단 휴즈(870)에는 온도를 감지하는 온도 감지부(871)가 연결될 수 있으며, 온도 감지부(871)는 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온을 감지할 수 있도록 다양한 위치에 열적으로 접촉되도록 장착될 수 있다. 그리하여 온도 감지부(871)에 특정한 온도 이상의 온도가 감지되면 온도 차단 휴즈(870)가 끊어져 차단되도록 할 수 있으며, 온도 차단 휴즈(870)는 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 직렬로 연결되도록 장착되어, 이상 온도가 감지되면 저전압 라인이 형성된 기판(850)의 저전압 회로가 개방되도록 할 수 있다. 그리하여 발열체가 과열된 경우, 발열체가 유도가열되도록 제어하는 제어기 자체가 작동되지 않도록 함으로써 발열체가 유도가열되지 않도록 하여 발열체의 과열로 인한 화재를 방지할 수 있다.That is, when a failure occurs in the current detection means 810 or the temperature detection means 820 or the controller fails and the heating element 400 overheats, the operating power of the controller is physically blocked by the temperature cut-off fuse 860. can be made At this time, as shown in FIG. 10 , a temperature sensing unit 871 for detecting temperature may be connected to the temperature blocking fuse 870, and the temperature sensing unit 871 may detect the water temperature of the cooling water that is heat-exchanged with the heating element 400. It can be mounted in thermal contact at various locations. Thus, when a temperature higher than a specific temperature is detected by the temperature sensor 871, the temperature blocking fuse 870 can be cut off and cut off, and the temperature blocking fuse 870 is on the low voltage line connected to the operating power of the controller that controls induction heating. It is mounted to be connected in series to the low voltage circuit of the substrate 850 on which the low voltage line is formed can be opened when an abnormal temperature is detected. Thus, when the heating element is overheated, the controller itself for controlling the induction heating of the heating element is not operated so that the heating element is not inductively heated, thereby preventing a fire due to overheating of the heating element.

그리고 본 발명의 인덕션 히터의 과열 제어 방법은, 인덕션 방식으로 냉각수를 가열하는 인덕션 히터의 과열을 제어하는 방법에 있어서, 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류 및 인덕션 코일(300)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도 중 어느 하나 이상을 감지하여 발열체(400)의 과열 여부를 판단하는 단계(S10); 상기 발열체(400)의 과열 여부에 따라 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하도록 제어하는 단계(S20); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the method for controlling overheating of an induction heater according to the present invention controls the current flowing through the induction coil 300 and the current supplied to the induction coil 300. determining whether the heating element 400 is overheated by sensing one or more of the temperatures of the switching elements 851 and IGBTs (S10); Controlling to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 according to whether the heating element 400 is overheated (S20); It can be made including.

즉, 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 인덕션 히터(1000)에서 설명한 바와 같이, 발열체(400)의 과열을 감지할 수 있는 전류 감지수단(810) 또는 온도 감지수단(820)을 이용하거나 둘 모두를 이용해 인덕션 히터의 과열 여부를 판단하고 이에 따른 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 제어할 수 있어, 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있다.That is, as described in the induction heater 1000 according to an embodiment of the present invention described above, a current sensing means 810 or a temperature sensing means 820 capable of detecting overheating of the heating element 400 is used, or both are used. It is possible to determine whether the induction heater is overheated using all of them and to control the power supplied to the induction coil 300 according to the determination, so that failure and fire of the induction heater due to overheating can be prevented.

또한, 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성되는 발열체(400)를 이용하여 인덕션 히터의 과열이 방지되도록 제어될 수 있다.In addition, overheating of the induction heater may be controlled to be prevented by using the heating element 400 formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature.

즉, 상기한 바와 같이 특정한 온도에서 물성이 급격하게 변하는 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성된 발열체(400)의 특성을 이용하여, 큐리 온도 부근에서 소비전류가 급격하게 변화되는 것을 감지하여 인덕션 히터의 과열이 방지되도록 제어될 수 있다.That is, as described above, by using the characteristics of the heating element 400 formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature at which physical properties rapidly change at a specific temperature, a rapid change in current consumption near the Curie temperature is sensed and the induction heater It can be controlled to prevent overheating.

또한, 상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 정상상태의 소비전류인 정상전류(In) 대비 인덕션 코일(300)에 흐르는 현재의 소비전류인 현재전류(Ic)가 미리 설정된 값보다 작아지거나, 상기 정상전류(In) 대비 현재전류(Ic)가 미리 정해진 비율보다 크게 감소될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하도록 제어될 수 있다.In addition, the current current Ic, which is the current consumption current flowing through the induction coil 300, compared to the normal current consumption current In in the normal state supplied to the induction coil 300 is smaller than a preset value, or the normal When the current current (Ic) to the current (In) is greatly reduced than a predetermined ratio, it is determined that the heating element 400 is overheated and the power supplied to the induction coil 300 may be controlled to be cut off.

즉, 도 7에 도시된 그래프와 같이 정상작동 상태에서 과열이 발생중인 발열체의 온도범위에서는 발열체의 온도가 상승할수록 소비전류가 작아지므로, 도 11과 같이 정상상태의 소비전류인 정상전류(In)에 비해 인덕션 코일(300)에 흐르는 현재의 소비전류인 현재전류(Ic)가 미리 설정된 값보다 작아는 경우에 과열이 발생중인 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단함으로써 발열체가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 또는 정상전류(In) 대비 현재전류(Ic)가 미리 정해진 비율보다 크게 감소될 시 과열이 발생중인 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 이때, 정상전류(In)는 평균전류가 될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 정상전류와 현재전류의 차를 현재전류로 나눈 절대값이 미리 설정된 제1설정값(e1)보다 크거나 정상전류와 미리 설정된 제2설정값(e2)의 곱보다 현재전류가 작은 경우 과열로 판단하여 차량의 공조 컨트롤러(840)에 과열 에러 메시지를 출력한 후 인덕션 히터의 전원이 꺼지도록 할 수 있다.That is, as shown in the graph shown in FIG. 7, since the current consumption decreases as the temperature of the heating element increases in the temperature range of the heating element in which overheating occurs in a normal operating state, the steady current (In), which is the current consumption in the steady state, as shown in FIG. In contrast, when the current current (Ic), which is the current consumption current flowing through the induction coil 300, is smaller than a preset value, it is determined that overheating is occurring and the power supplied to the induction coil 300 is cut off, thereby overheating the heating element can prevent it from happening. Alternatively, when the current current (Ic) to the normal current (In) is greatly reduced than a predetermined ratio, it is determined that overheating is occurring, and power supplied to the induction coil 300 may be cut off. At this time, the steady current In may be an average current. And, as shown, the absolute value of dividing the difference between the normal current and the current current by the current current is greater than the preset first set value e1 or the current current is greater than the product of the normal current and the preset second set value e2. If it is small, it is determined as overheating, and after outputting an overheating error message to the air conditioning controller 840 of the vehicle, the power of the induction heater may be turned off.

또한, 상기 스위칭 소자(851)의 정상상태의 온도인 정상온도(Tn) 대비 현재의 온도인 현재온도(Tc)가 미리 설정된 값보다 높아지거나, 상기 정상온도(Tn) 대비 현재온도(Tc)가 미리 정해진 비율보다 크게 증가될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current temperature (Tc), which is the current temperature compared to the normal temperature (Tn), which is the temperature in the normal state of the switching element 851, is higher than a preset value, or the current temperature (Tc) is higher than the normal temperature (Tn) It is characterized in that the power supplied to the induction coil 300 is cut off when it is determined that the heating element 400 is overheated when the ratio is increased more than a predetermined ratio.

즉, 도시된 바와 같이 정상온도(Tn) 대비 현재의 온도인 현재온도(Tc)가 미리 설정된 값보다 높아지는 경우 과열이 발생중인 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단함으로써 발열체가 과열되는 것을 방지할 수 있다. That is, as shown, when the current temperature Tc, which is the current temperature compared to the normal temperature Tn, is higher than a preset value, it is determined that overheating is occurring and the power supplied to the induction coil 300 is cut off, thereby overheating the heating element. can prevent it from happening.

또는 정상온도(Tn) 대비 현재온도(Tc)가 미리 정해진 비율보다 크게 증가될 시 과열이 발생중인 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다. 이때, 정상온도(Tn)는 평균온도가 될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 정상온도와 현재온도의 차를 현재온도로 나눈 절대값이 미리 설정된 제3설정값(e3)보다 크거나 정상온도와 미리 설정된 제4설정값(e4)의 곱보다 현재온도가 높은 경우 과열로 판단하여 차량의 공조 컨트롤러(840)에 과열 에러 메시지를 출력한 후 인덕션 히터의 전원이 꺼지도록 할 수 있다.Alternatively, when the current temperature Tc compared to the normal temperature Tn increases more than a predetermined ratio, it is determined that overheating is occurring, and power supplied to the induction coil 300 may be cut off. At this time, the normal temperature Tn may be an average temperature. And, as shown, the absolute value obtained by dividing the difference between the normal temperature and the current temperature by the current temperature is greater than the preset third set value (e3) or the current temperature is greater than the product of the normal temperature and the preset fourth set value (e4). If it is high, it is determined as overheating, and an overheating error message is output to the air conditioning controller 840 of the vehicle, and then the power of the induction heater may be turned off.

또한, 상기 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류가 미리 설정된 한계전류(Is)에 도달하면, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)가 차단되어, 상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원이 차단되도록 할 수 있다.In addition, when the current flowing through the induction coil 300 reaches the preset limit current Is, the overcurrent blocking fuse 860 mounted on the high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300 By blocking, power supplied to the induction coil 300 may be cut off.

즉, 발열체의 과열이 발생중인 상태에서 전류 감지수단(810)이나 온도 감지수단(820)에 고장이 발생하거나 제어기에 고장이 발생하여 발열체(400)가 과열되지 않도록 제어될 수 없는 상태가 되면, 과전류 차단 휴즈(860)에 의해 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원이 물리적으로 차단되도록 할 수 있다. 이때, 그래프에 도시된 바와 같이 큐리온도 부근에서 급상승되는 소비전류에 의해 과전류 차단 휴즈(860)가 끊어지도록 하거나 한계전류(Is)에 도달하면 과전류 차단 휴즈(860)가 끊어지도록 하여 발열체의 과열을 방지할 수 있다.That is, when a failure occurs in the current sensing means 810 or the temperature sensing means 820 while the heating element is overheating or a failure occurs in the controller, the heating element 400 cannot be controlled to prevent overheating, Power supplied to the induction coil 300 may be physically blocked by the overcurrent blocking fuse 860 . At this time, as shown in the graph, the overcurrent blocking fuse 860 is cut off by the rapidly rising current consumption near the Curie temperature, or when the limit current Is is reached, the overcurrent blocking fuse 860 is cut off to prevent overheating of the heating element. It can be prevented.

또한, 상기 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온이 미리 설정된 한계온도(Ts)에 도달하면, 상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870)가 차단되어, 상기 발열체(400)가 유도가열되지 않도록 할 수 있다.In addition, when the water temperature of the coolant exchanging heat with the heating element 400 reaches a preset limit temperature (Ts), the heating element 400 is heat-blocked mounted on a low-voltage line connected to the operating power of the controller that controls the induction heating. The fuse 870 is blocked so that the heating element 400 is not inductively heated.

즉, 발열체의 과열이 발생중인 상태에서 전류 감지수단(810)이나 온도 감지수단(820)에 고장이 발생하거나 제어기에 고장이 발생하여 발열체(400)가 과열되지 않도록 제어될 수 없는 상태가 되면, 온도 차단 휴즈(870)에 의해 발열체가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원이 물리적으로 차단되도록 할 수 있다. 이때, 온도 차단 휴즈(870)는 온도를 감지하여 한계온도(Ts)에 도달하면 작동 전원과 연결된 저전압 회로를 끊어 발열체가 유도가열되지 않도록 하여 발열체가 과열되는 것을 방지할 수 있으며, 한계온도(Ts)보다 낮은 특정온도가 되면 온도 차단 휴즈(870)가 다시 연결되어 제어기가 작동되도록 할 수 있다.That is, when a failure occurs in the current sensing means 810 or the temperature sensing means 820 while the heating element is overheating or a failure occurs in the controller, the heating element 400 cannot be controlled to prevent overheating, The operating power of the controller controlling the induction heating of the heating element may be physically cut off by the temperature blocking fuse 870 . At this time, the temperature cut-off fuse 870 detects the temperature and when it reaches the limit temperature Ts, cuts off the low-voltage circuit connected to the operating power to prevent the heating element from being inductively heated to prevent the heating element from overheating. ), the temperature cut-off fuse 870 is connected again to operate the controller.

이와 같이 인덕션 히터가 과열되는 것을 감지하는 감지수단들 또는 발열체가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 고장이 발생한 경우, 물리적으로 전원이 차단되도록 하거나 물리적으로 제어기의 전원이 꺼지도록 하여 유도가열이 일어나지 않도록 할 수 있어, 감지수단들 또는 제어기의 고장 시에도 과열로 인한 인덕션 히터의 고장 및 화재를 방지할 수 있다.In this way, when a failure occurs in the detection means for detecting overheating of the induction heater or the controller for controlling the heating element to be induction heated, the power is physically cut off or the power of the controller is physically turned off to prevent induction heating from occurring. Therefore, it is possible to prevent failure of the induction heater and fire due to overheating even when the sensing means or the controller fail.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and the scope of application is diverse, and anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims Of course, various modifications are possible.

1000 : 인덕션 히터
100 : 몸체
200 : 하우징
210 : 입구 파이프 220 : 출구 파이프
300 : 인덕션 코일
400 : 발열체
500 : 상부 헤더
600 : 보빈
700 : 하부 헤더
800 : 인덕션 히터 제어수단
810 : 전류 감지수단 820 : 온도 감지수단
830 : 차량 전원 840 : 공조 컨트롤러
850 : 기판 851 : 스위칭 소자(IGBT)
860 : 과전류 차단 휴즈 870 : 온도 차단 휴즈
871 : 온도 감지부1000: induction heater
100: body
200: housing
210: inlet pipe 220: outlet pipe
300: induction coil
400: heating element
500: upper header
600: bobbin
700: lower header
800: induction heater control means
810: current sensing means 820: temperature sensing means
830: vehicle power 840: air conditioning controller
850: substrate 851: switching element (IGBT)
860: overcurrent blocking fuse 870: temperature blocking fuse
871: temperature sensor

Claims (11)

인덕션 코일(300);
상기 인덕션 코일(300)에 의해 유도가열되는 발열체(400); 및
상기 인덕션 코일(300) 및 차량 전원(830)에 연결되어, 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단시킬 수 있으며 발열체(400)가 유도가열되도록 제어할 수 있는 인덕션 히터 제어수단(800); 을 포함하여 이루어지며,
상기 인덕션 히터 제어수단(800)은 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지수단(810) 및 인덕션 코일(300)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도를 감지하는 온도 감지수단(820)을 포함하고,
상기 온도 감지수단(820)은 인덕션 히터 제어수단(800)에 구비된 기판(850)상의 상부측에 배치된 스위칭 소자 또는 발열체(400)의 중앙부에 가까운 스위칭 소자에 인접되어 장착되는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터.
induction coil 300;
a heating element 400 induction heated by the induction coil 300; and
Induction heater control means (800) connected to the induction coil 300 and the vehicle power source 830 to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 and to control the heating element 400 to be induction heated. ); Including,
The induction heater control means 800 detects the temperature of the current sensing means 810 for detecting the current flowing in the induction coil 300 and the switching element 851 (IGBT) for controlling the current supplied to the induction coil 300. Including a temperature sensing means 820 to do,
The temperature sensing means 820 is mounted adjacent to a switching element disposed on the upper side of the substrate 850 provided in the induction heater control means 800 or a switching element close to the central portion of the heating element 400, characterized in that induction heater.
 제1항에 있어서,
상기 발열체(400)는 큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터.
According to claim 1,
The heating element 400 is an induction heater, characterized in that formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인덕션 히터 제어수단(800)은,
차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터.
According to claim 1,
The induction heater control means 800,
The induction heater characterized in that it further comprises an overcurrent blocking fuse 860 mounted on a high voltage line connecting the vehicle power supply 830 and the induction coil 300.
 제1항에 있어서,
상기 인덕션 히터 제어수단(800)은,
상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870); 및 상기 온도 차단 휴즈(870)에 연결되며 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온을 감지하는 온도 감지부(871); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터.
According to claim 1,
The induction heater control means 800,
a temperature blocking fuse 870 mounted on a low voltage line connected to an operating power source of a controller that controls the heating element 400 to be inductively heated; and a temperature sensing unit 871 connected to the temperature blocking fuse 870 and detecting a water temperature of cooling water that is heat-exchanged with the heating element 400 . Induction heater, characterized in that further comprising.
 인덕션 방식으로 냉각수를 가열하는 인덕션 히터의 과열을 제어하는 방법에 있어서,
인덕션 코일(300)에 흐르는 전류 및 인덕션 코일(300)로 공급되는 전류를 제어하는 스위칭 소자(851, IGBT)의 온도를 온도 감지수단(820)을 통해 감지하여 발열체(400)의 과열 여부를 판단하는 단계(S10);
상기 발열체(400)의 과열 여부에 따라 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단하도록 제어하는 단계(S20); 를 포함하고,
상기 온도 감지수단(820)은,
상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 연결하거나 차단시킬 수 있으며 발열체(400)가 유도가열되도록 제어할 수 있는 인덕션 히터 제어수단(800)에 구비된 기판(850)상의 상부측에 배치된 스위칭 소자 또는 발열체(400)의 중앙부에 가까운 스위칭 소자에 인접되어 장착되는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.
A method for controlling overheating of an induction heater for heating cooling water by an induction method,
The temperature of the switching element (851, IGBT) that controls the current flowing through the induction coil 300 and the current supplied to the induction coil 300 is detected by the temperature sensing means 820 to determine whether the heating element 400 is overheated. Step (S10);
Controlling to connect or cut off power supplied to the induction coil 300 according to whether the heating element 400 is overheated (S20); including,
The temperature sensing means 820,
A switching disposed on the upper side of the substrate 850 provided in the induction heater control means 800 capable of connecting or disconnecting the power supplied to the induction coil 300 and controlling the heating element 400 to be induction heated. An overheat control method of an induction heater, characterized in that mounted adjacent to the switching element close to the center of the element or heating element 400.
 제6항에 있어서,
큐리 온도를 갖는 페라이트계 금속으로 형성되는 발열체(400)를 이용하는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.
According to claim 6,
An overheating control method of an induction heater, characterized in that using a heating element 400 formed of a ferrite-based metal having a Curie temperature.
 제6항에 있어서,
상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 정상상태의 소비전류인 정상전류(In) 대비 인덕션 코일(300)에 흐르는 현재의 소비전류인 현재전류(Ic)가 미리 설정된 값보다 작아지거나, 상기 정상전류(In) 대비 현재전류(Ic)가 미리 정해진 비율보다 크게 감소될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.
According to claim 6,
The current current Ic, which is the current consumption current flowing through the induction coil 300, compared to the normal current consumption current (In) supplied to the induction coil 300 is smaller than a preset value, or the normal current ( When the current current (Ic) to In) is greatly reduced than a predetermined ratio, it is determined that the heating element 400 is overheated and the power supplied to the induction coil 300 is cut off. Method for controlling overheating of an induction heater.
 제6항에 있어서,
상기 스위칭 소자(851)의 정상상태의 온도인 정상온도(Tn) 대비 현재의 온도인 현재온도(Tc)가 미리 설정된 값보다 높아지거나, 상기 정상온도(Tn) 대비 현재온도(Tc)가 미리 정해진 비율보다 크게 증가될 시 발열체(400)가 과열된 것으로 판단하여 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.
According to claim 6,
The current temperature (Tc), which is the current temperature compared to the normal temperature (Tn), which is the temperature in the steady state of the switching element 851, is higher than a preset value, or the current temperature (Tc) compared to the normal temperature (Tn) is preset. An overheating control method of an induction heater, characterized in that when the ratio is greatly increased, it is determined that the heating element 400 is overheated and power supplied to the induction coil 300 is cut off.
 제6항에 있어서,
상기 인덕션 코일(300)에 흐르는 전류가 미리 설정된 한계전류(Is)에 도달하면, 차량 전원(830)과 인덕션 코일(300)을 연결하는 고전압 라인 상에 장착되는 과전류 차단 휴즈(860)가 차단되어, 상기 인덕션 코일(300)로 공급되는 전원이 차단되는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.
According to claim 6,
When the current flowing through the induction coil 300 reaches the preset limit current Is, the overcurrent blocking fuse 860 mounted on the high voltage line connecting the vehicle power source 830 and the induction coil 300 is blocked , Overheating control method of the induction heater, characterized in that the power supplied to the induction coil 300 is cut off.
 제6항에 있어서,
상기 발열체(400)와 열교환되는 냉각수의 수온이 미리 설정된 한계온도(Ts)에 도달하면, 상기 발열체(400)가 유도가열되도록 제어하는 제어기의 작동 전원과 연결된 저전압 라인 상에 장착되는 온도 차단 휴즈(870)가 차단되어, 상기 발열체(400)가 유도가열되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 인덕션 히터의 과열 제어 방법.According to claim 6,
When the water temperature of the coolant exchanging heat with the heating element 400 reaches a preset limit temperature (Ts), a temperature blocking fuse mounted on a low voltage line connected to the operating power source of the controller that controls the heating element 400 to be inductively heated ( 870) is blocked to prevent the heating element 400 from induction heating.
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