KR102557394B1 - 조리장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

조리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리장치에 거치되는 용기의 종류를 판단하고, 거치된 용기의 상태 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 조리장치는, 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일, 상기 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류의 크기 및 조리장치의 입력 전압의 크기를 감지하는 감지센서 및 상기 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값에 따라 상기 거치된 용기의 종류를 결정하고, 상기 결정된 용기의 종류에 기초하여 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

조리장치 및 그 제어방법{Cooking apparatus and method for controlling the same}
조리장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리장치에 거치되는 용기의 종류를 판단하고, 거치된 용기의 상태 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 전력을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 유도 가열 조리 장치는 유도 가열의 원리를 이용하여 조리 용기를 가열 조리하는 조리 장치다. 유도 가열 조리 장치는 조리 용기가 올려 놓이는 조리대와, 전류가 인가되면 자기장을 발생시키는 유도 가열 코일을 구비할 수 있다.
유도 가열 코일에 전류가 인가되어 자기장이 발생되면 조리 용기에 2차 전류가 유도되고, 조리 용기 자체의 전기적 저항 성분에 의해 줄열(Joule Heat)이 발생하게 된다. 줄열에 의하여 조리 용기가 가열되고 조리 용기에 담긴 조리물이 가열되게 된다.
이러한 유도 가열 조리 장치는 가스나 기름 등의 화석 연료를 연소시켜 그 연소열을 통해 조리 용기를 가열하는 가스 레인지나 등유 풍로 등에 비하여 급속 가열이 가능하고, 유해 가스의 발생이 없으며, 화재 발생의 위험이 없다는 장점이 있다.
유도 가열 조리 장치는 용기의 종류를 불문하고 유도 가열 조리 장치에 의해 가열될 수 있도록 용기의 종류에 따라 가열 모드를 달리하는데, 최근에는 조리장치에 거치되는 용기의 종류를 판단하고 거치된 용기의 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 전력을 제어하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
조리장치에 거치되는 용기의 종류를 빠르게 판단하고, 거치된 용기의 상태 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 빠른 속응성을 가지는 전력 제어 알고리즘을 구현하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 조리장치는,
용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일, 상기 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류의 크기 및 조리장치의 입력 전압의 크기를 감지하는 감지센서 및 상기 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값에 따라 상기 거치된 용기의 종류를 결정하고, 상기 결정된 용기의 종류에 기초하여 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 조리장치의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값을 미리 정해진 전력 값과 비교하여 상기 거치된 용기의 종류를 결정할 수 있다.
또한, 상기 거치된 용기의 종류는, 자성체 용기, 비자성체 용기 또는 가열이 불가한 용기를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제1기준 전력 값 이상이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 자성체 용기로 결정하고, 상기 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제2기준 전력 값 이상이고 상기 제1기준 전력 값 미만이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 비자성체 용기로 결정하고, 상기 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값이 제3기준 전력 값 이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 가열이 불가능한 용기로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 거치된 용기의 종류가 상기 비자성체 용기이면, 상기 조리장치의 가열모드를 제1모드로 결정하고, 상기 거치된 용기의 종류가 상기 자성체 용기이면, 상기 조리장치의 가열모드를 제2모드로 결정할 수 있다.
또한, 상기 조리장치는, 릴레이 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 조리장치의 가열모드가 상기 제1모드이면, 상기 릴레이 스위치가 턴 오프상태로 유지되도록 제어하고, 상기 조리장치의 가열모드가 상기 제2모드이면, 상기 릴레이 스위치가 턴 온 되도록 제어할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 조리장치는,
용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일, 상기 코일의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 거치된 용기를 가열할 때 조리장치의 주파수별 출력 전력에 따라 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하는 저장부 및 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 상기 용기의 종류가 변경되거나, 상기 용기와 코일 사이에 이물질이 삽입됨으로써 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
또한, 상기 저장부는, 상기 조리장치의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하고, 상기 조리장치의 주파수가 감소됨에 따라 상기 전력 곡선에 기초하여 증가하는 상기 전력 제한 값을 저장할 수 있다.
또한, 상기 온도센서는, 상기 거치된 용기가 가열됨에 따라 변경되는 상기 코일의 온도를 감지할 수 있다.
또한, 상기 저장부는, 상기 코일의 온도에 따라 달라지는 상기 조리장치의 전력 제한 값을 저장할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 코일의 온도에 따라 달라지는 조리 장치의 전력 제한 값에 기초하여, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 저장된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하기 위해 상기 조리장치의 전력을 차단하고, 상기 용기의 종류를 판단할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 조리장치 제어방법은,
용기가 거치되는 조리장치 제어방법에 있어서, 상기 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류의 크기 및 조리장치의 입력 전압의 크기를 감지하고, 상기 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값에 따라 상기 거치된 용기의 종류를 결정하고, 상기 결정된 용기의 종류에 기초하여 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 것을 포함한다.
또한, 상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 것은, 상기 조리장치의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값을 미리 정해진 전력 값과 비교하여 상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 거치된 용기의 종류는, 자성체 용기, 비자성체 용기 또는 가열이 불가한 용기를 포함하고, 상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 것은, 상기 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제1기준 전력 값 이상이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 자성체 용기로 결정하고, 상기 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제2기준 전력 값 이상이고 상기 제1기준 전력 값 미만이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 비자성체 용기로 결정하고, 상기 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값이 제3기준 전력 값 이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 가열이 불가능한 용기로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 것은, 상기 거치된 용기의 종류가 상기 비자성체 용기이면, 상기 조리장치의 가열모드를 제1모드로 결정하고, 상기 거치된 용기의 종류가 상기 자성체 용기이면, 상기 조리장치의 가열모드를 제2모드로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조리장치의 가열모드가 상기 제1모드이면, 상기 릴레이 스위치가 턴 오프상태로 유지되도록 제어하고, 상기 조리장치의 가열모드가 상기 제2모드이면, 상기 릴레이 스위치가 턴 온 되도록 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 조리장치 제어방법은,
용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일을 포함하는 조리장치 제어방법에 있어서, 상기 거치된 용기를 가열할 때 상기 조리장치의 주파수별 출력 전력에 따라 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하고, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것을 포함한다.
또한, 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것은, 상기 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 상기 용기의 종류가 변경되거나, 상기 용기와 코일 사이에 이물질이 삽입됨으로써 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하는 것은, 상기 조리장치의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하는 것을 포함하고, 상기 조리장치의 주파수가 감소됨에 따라 상기 전력 곡선에 기초하여 증가하는 상기 전력 제한 값을 저장하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 코일의 온도를 감지하는 것을 더 포함하고, 상기 거치된 용기가 가열됨에 따라 변경되는 상기 코일의 온도를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 코일의 온도에 따라 달라지는 상기 조리장치의 전력 제한 값을 저장하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것은, 상기 코일의 온도에 따라 달라지는 조리 장치의 전력 제한 값에 기초하여, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 저장된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것은,
상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 전력을 차단하고, 상기 용기의 종류를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
조리장치에 거치되는 용기의 종류를 빠르게 판단하는 효과가 있고, 거치된 용기의 상태 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 빠른 속응성을 가지는 전력 제어 알고리즘을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조리 장치의 외관 예시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 조리 장치의 내부를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 조리 장치의 용기 가열 원리 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 조리장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 조리장치에 마련된 구동 회로부의 상세 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 조리장치에 거치된 용기의 종류를 판별하기 위한 전력 곡선이다.
도 7은 일 실시예에 따라 결정된 용기의 종류에 따라 선택된 조리장치의 가열 모드 곡선이다.
도 8은 일 실시예에 따라 조리장치의 출력 전력을 차단하기 위한 전력 제한 값의 전력 곡선을 도시한 것이다.
도 9는 일 실시예에 따른 코일의 온도 변화에 따라 달라지는 출력 전력을 도시한 것이다.
도 10 내지 도 11은 일 실시예에 따른 조리장치의 출력 전력을 차단하기 위한 전력 제한 값이 코일의 온도 변화에 따라 달라지는 것을 도시한 것이다.
도 12a 및 도 12b는 일 실시예에 따른 조리장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 조리 장치의 외관 예시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 조리 장치의 내부를 도시하며, 도 3은 일 실시예에 따른 조리 장치의 용기 가열 원리 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 조리장치(100)는 조리장치(100)의 외관을 형성하고 조리 장치(1)를 구성하는 각종 부품을 수용하는 본체(110)를 포함한다.
본체(110)의 상면에는 용기를 올려 놓을 수 있도록 평판 형상의 조리판(120)이 마련된다.
조리판(120)은 쉽게 파손되지 않도록 세라믹 글라스(ceramic glass) 등의 강화 유리로 구성될 수 있다.
이러한 조리판(120)은 적어도 하나의 코일의 위치와 대응하고 용기가 거치되어야 하는 영역인 제1영역(120a)과, 조리 장치의 동작 명령이 입력되고 동작 정보가 출력되는 제2영역(120b)과, 전체 영역 중 제1영역(120a)과 제2영역(120b)을 제외한 영역인 제3영역(120c)을 포함한다.
여기서 제1영역(120a)에는 용기의 거치 위치를 지시하는 코일 위치 마크가 형성될 수 있고, 제2영역(120b)에는 입출력 위치를 지시하는 입출력 위치 마크가 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 조리판(110)의 하부이면서 본체(100)의 내부인 공간에는 사용자 인터페이스(130), 코일부(140), 구동 회로부(150)가 마련될 수 있다.
사용자 인터페이스(130)는 사용자로부터 동작 명령을 입력받는 입력부와, 조리 장치의 동작 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
출력부는 동작 정보를 광 또는 영상으로 출력하는 표시부와, 동작 정보를 사운드로 출력하는 사운드 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부의 입력부는 터치 위치를 인식하는 터치 패널을 포함할 수 있고, 표시부는 터치 패널과 일체로 마련된 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
즉, 사용자 인터페이스부(130)는 터치 패널과 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린으로 마련될 수 있으며, 이 터치스크린의 영상은 조리판의 제2영역(120b)을 통해 외부로 투영될 수 있다.
사용자 인터페이스부(130)의 입력부는 터치 여부를 인식하는 복수 개의 터치 패드를 포함할 수 있고, 표시부는 복수 개의 발광 다이오드 및 복수 개의 세븐 세그먼트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복수 개의 터치 패드는, 전원 온오프의 터치 신호, 코일의 위치 선택에 대응하는 터치 신호, 출력 레벨의 선택에 대응하는 터치 신호를 입력받는다.
또한 사용자 인터페이스부(30)의 입력부는 적어도 하나의 버튼, 스위치 또는 적어도 하나의 조그 다이얼로 마련될 수 있다.
복수 개의 발광 다이오드는, 복수 개의 터치 패드와 인접하게 마련될 수 있고, 전원 온오프 정보, 코일의 선택 정보, 코일의 출력 레벨 정보를 표시할 수 있다.
여기서 복수 개의 발광 다이오드에서 방출된 광은 조리판의 제2영역(120b)을 투과하여 외부로 출력될 수 있다.
아울러, 조리판의 제2영역(120b)에는 동작 명령의 입력 위치를 각각 지시하는 동작 명령의 심벌이 형성될 수 있고, 출력 레벨의 크기를 지시하는 동작 정보의 심벌이 형성될 수 있다.
예를 들어, 동작 명령의 심벌은 전원 온오프 심벌, 코일의 위치 심벌을 포함할 수 있고, 동작 정보의 심벌은 출력 레벨의 증감 심벌을 포함할 수 있다.
아울러, 사용자 인터페이스부(130)는 본체(110)의 정면 또는 측면 등 다양한 위치에 마련될 수 있다.
코일부(140)는 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)을 포함할 수 있다.
여기서 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 본체(110)의 내부 공간에 마련되되 조리판의 제1영역(120a)의 코일 위치 마크와 대응하는 위치에 마련될 수 있다.
코일부의 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 크기 및 권선 수가 동일할 수 있다.
아울러, 코일부의 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 크기 및 권선 수가 서로 상이할 수 있고, 이에 따라 최대 출력 레벨이 서로 상이할 수도 있다.
아울러 코일부(140)의 코일은 하나일 수 있다.
이러한 코일부(140)의 각 코일은 전류가 공급되면 자기장을 형성시키며, 이때 형성된 자기장에 의해 용기가 가열되도록 한다.
이를 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
여기서 용기를 가열시키는 모든 코일의 원리는 동일하다. 따라서 복수 개의 코일 중 한 개의 코일(141)에서의 용기 가열 원리를 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 코일(141)은 권선된 도선에 전류가 공급되면, 암페어(Ampere) 법칙에 따라 코일의 내측을 통과하는 자기장(B)을 생성시킨다.
이때 코일(141)에 생성된 자기장(B)은 용기(200)의 저면을 통과한다.
이러한 코일(141)에 인가되는 전류는 시간에 따라 방향이 변화되는 전류, 즉 교류 전류이다.
이에 따라 코일(141)에 생성된 자기장도 시간에 따라 변화한다.
즉, 시간적으로 변화하는 자기장(B)이 코일(141)의 내부를 통과하면, 용기(200)의 저면 내부에는 자기장(B)을 중심으로 회전하는 전류가 발생한다.
여기서 자기장을 중심으로 회전하는 전류는, 코일(141)의 자기장(B)의 변화를 방해하기 위한 방향으로 발생된 전압에 의해 형성된 전류로, 와전류(eddy current, EI)라 한다.
이와 같은 와전류(EI)에 의하여 용기(200)의 저면이 가열된다.
다시 말해, 전기적 저항을 갖는 용기(200)에 와전류(EI)가 흐르면 옴의 법칙에 따라 열(줄 열) 이 발생하고, 이에 의해 용기(200)가 가열될 수 있다.
여기서 시간적으로 변화하는 자기장(B)에 의하여 전류가 유도되는 현상을 전자기 유도 현상이라 한다.
이와 같이 조리장치(100)는 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144) 중 적어도 하나의 코일에 선택적으로 전류를 공급하고, 적어도 하나의 코일에 의하여 생성되는 자기장(B)을 이용하여 용기(200)를 가열할 수 있다.
여기서 전류를 공급하는 적어도 하나의 코일은, 사용자에 의해 선택된 코일이거나, 또는 용기가 거치된 위치를 검출하고 검출된 위치에 배치된 코일일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 조리장치의 제어 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 조리장치에 마련된 구동 회로부의 상세 구성도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 조리장치에 거치된 용기의 종류를 판별하기 위한 전력 곡선이다. 도 7은 일 실시예에 따라 결정된 용기의 종류에 따라 선택된 조리장치의 가열 모드 곡선이다. 도 8은 일 실시예에 따라 조리장치의 출력 전력을 차단하기 위한 전력 제한 값의 전력 곡선을 도시한 것이다. 도 9는 일 실시예에 따른 코일의 온도 변화에 따라 달라지는 출력 전력을 도시한 것이다. 도 10 내지 도 11은 일 실시예에 따른 조리장치의 출력 전력을 차단하기 위한 전력 제한 값이 코일의 온도 변화에 따라 달라지는 것을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조리장치(100)는 사용자 인터페이스부(130), 코일부(140) 및 구동 회로부(150)를 포함한다.
사용자 인터페이스부(130)는 조리장치(100)의 동작 명령을 입력받는 입력부(131)와, 조리장치(100)의 동작 정보를 출력하는 표시부(132)를 포함한다.
여기서 동작 명령은 전원 온오프 명령, 코일 선택 명령(즉, 조리 위치 선택 명령), 코일의 출력 레벨 선택 명령, 동작 개시 명령, 동작 예약 명령을 포함할 수 있고, 동작 정보는 전원 온오프 정보, 코일 선택 정보, 코일의 출력 레벨 정보, 조리 진행 정보를 포함할 수 있다.
구동 회로부(150)는 전원이 온 되고, 적어도 하나의 코일의 위치 선택 신호, 동작 개시 신호가 입력되면 선택된 적어도 하나의 코일에 전류를 공급하여 선택된 적어도 하나의 코일을 통해 선택된 출력 레벨로 용기가 가열될 수 있도록 한다.
구동 회로부(150)는 코일의 출력 레벨의 선택 신호에 기초하여 코일에 인가되는 전류의 크기를 조절한다.
여기서, 출력 레벨은 각각의 코일(141, 142, 143, 144)이 생성하는 자기장(B)의 세기를 이산적으로(discretely) 구분한 것이며, 출력 레벨이 높을수록 코일이 큰 자기장(B)을 생성하며, 용기(200)를 더 빠르게 가열하고 더 높은 온도로 가열할 수 있도록 한다.
아울러 구동 회로부(150)는 코일의 위치 선택 신호가 수신되면 코일의 위치 선택 신호가 수신된 시점을 동작 개시 시점으로 인식하여 코일에 전류를 공급하는 것도 가능하고, 출력 레벨의 선택 신호가 수신되면 출력 레벨의 선택 신호가 수신된 시점을 동작 개시 시점으로 인식하여 코일에 전류를 공급하는 것도 가능하다.
조리장치(100)는 복수 개의 코일 주변에 각각 마련된 온도센서(160)를 더 포함할 수 있다. 온도센서(160)는 복수 개의 코일의 온도를 감지하여 제어부(156)로 전달할 수 있다. 이 경우, 구동 회로부(150)는 검출된 온도에 기초하여 코일에 인가되는 전류의 크기를 조절할 수 있다.
이러한 구동 회로부(150)를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동 회로부(150)는 전원부(151), 정류부(152), 평활부(153), 구동부(154), 감지센서(155), 제어부(156), 저장부(157) 및 온도센서(159)를 포함한다.
전원부(151)는 외부의 상용전원과 연결되어, 상용전원으로부터 전력을 공급받는다.
전원부(151)는 전원 스위치를 포함하고, 입력부(131)를 통해 전원 온 신호가 수신되면 전원 스위치를 온 시켜 외부의 상용 전원과 연결되도록 한다.
아울러 전원부(151)는 외부의 상용 전원의 노이즈를 제거한 후 정류부(152)에 전달하는 것도 가능하다.
정류부(152)는 전원부(151)로부터 전력을 입력받아 정류하고 정류된 전력을 평활부(153)에 전달한다.
이러한 정류부(152)는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있고, 브리지 다이오드를 포함할 수도 있다.
평활부(153)는 정류부(152)에서 정류된 전력의 리플을 제거하여 구동부(154)에 전달한다.
즉 평활부(153)는 인가된 전력 중 맥류를 제거함으로써 직류로 변환하고 변환된 직류의 전력을 구동부(154)의 구동 전력으로 전달한다.
구동부(154)는 평활부(153)로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 적어도 하나의 코일에 공급한다.
여기서 구동부(154)의 수는, 코일의 수와 동일할 수 있다.
예를 들어, 조리 장치에 마련된 코일이 하나이면 구동부는 하나이고, 조리 장치에 마련된 코일이 네 개이면 구동부도 네 개이다.
구동부(154)가 복수 개인 경우, 복수 개의 구동부는 복수 개의 코일과 각각 연결될 수 있고, 각각에 연결된 코일로 전력을 공급한다.
즉 복수 개의 구동부는 코일의 위치 선택 신호에 기초하여 서로 독립적으로 동작한다.
각 코일에 연결된 구동부의 구성이 동일한 바, 본 실시 예는 코일(141)에 연결된 구동부를 예를 들어 설명한다.
구동부(164)는 평활부(153)의 양단 사이에 연결되고 제어부(156)로부터 동작 신호를 입력 받는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)와, 제1스위치(Q1) 및 제2스위치(Q2)의 끝 단과 코일(141) 사이에 연결된 제1, 2캐패시터(C1, C2)를 포함한다.
제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)는 제어부(156)에 연결된 게이트단을 각각 포함하고, 이 게이트단을 통해 턴 온 신호를 입력 받아 턴 온 되거나 턴 오프 신호를 입력 받아 턴 오프 될 수 있다.
여기서 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)는 서로 교대로 턴 온 될 수 있다. 즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되면 제 2스위치(Q2)는 턴 오프 되고, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되면 제 2스위치(Q2)는 턴 온 될 수 있다.
이러한 구동부(154)는 하프 브리지(Half Bridge) 형태로 마련될 수 있다.
코일(141)은 공진 회로를 형성할 수 있고, 코일(141)의 전류는 일정 주기에 따라 공진한다. 이러한 코일(141)은 제1스위치(Q1) 및 제2스위치(Q2)의 동작 주파수를 이용하여 고주파 자계를 발생시킨다.
구동부(154)는 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프 동작에 따라 코일(141)에 방향이 변화하는 전류를 공급할 수 있다.
즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되면, 코일(141)에 제1방향의 구동 전류가 공급되고, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되면, 코일(141)에 제2방향의 구동 전류가 공급된다.
감지센서(155)는 구동부(154)의 입력 단에 마련될 수 있고, 전류 감지센서(155a) 및 전압 감지센서(155b)를 포함할 수 있다. 전류 감지센서(155a)는 구동부(154)에 입력되는 입력 전류를 감지할 수 있고, 전압 감지센서(155b)는 구동부(154)의 입력 단에 인가되는 입력 전압을 감지할 수 있다. 감지센서(155)는 감지한 입력 전류(DC-Link 전류)의 크기 및 입력 전압(DC-Link 전압)의 크기의 정보를 제어부(156)로 전송한다.
구동 회로부(150)는 제어부(156)의 명령에 따라 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프 시키기 위한 게이트 신호를 발생하는 게이트 드라이버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서 게이트 드라이버는 제어부(156)와 일체로 마련될 수도 있고, 제어부(156)와 별도로 마련될 수도 있다.
아울러 게이트 드라이버가 제어부와 별도로 마련된 경우, 제어부(156)는 게이트 드라이버와의 통신을 위한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
신호 발생부(158)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시킬 수 있다. 또한, 신호 발생부(158)는 제어부(156)의 제어에 따라 미리 설정된 값으로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 제 1스위치(Q1)의 게이트단 및 제 2스위치(Q2)의 게이트단에 인가할 수 있다.
제어부(156)는 출력레벨의 선택 신호 및 코일의 위치 선택 정보가 수신되면 선택된 출력 레벨에 대응하는 전류를 선택된 코일에 공급하도록 구동부(154)에 제어 신호를 전송한다.
제어부(156)는 구동부(154)에 제어 신호 전송 시, 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온 동작을 교대로 제어하기 위한 제어 신호를 전송한다.
제어부(156)는 선택된 출력 레벨에 대응하는 전류를 코일(141)에 인가하기 위해, 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프의 주기를 변경함으로써 코일(141)에 공급되는 전류의 크기를 변경할 수 있다.
여기서 제1 스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프의 주기는 주파수에 따라 결정될 수 있다. 아울러, 제어부(156)는 코일의 온도에 기초하여 제 1, 2스위치(Q1, Q2)의 턴 온, 턴 오프에 대한 펄스 폭 변조(PWM)를 제어하는 것도 가능하다.
조리장치(100)의 코일(141)에는 가열을 위한 용기가 거치될 수 있다.
기존의 조리장치(100)에서 사용될 수 있는 조리 용기는, 자성체(ferromagnetic)로 형성된 용기만 사용될 수 있고, 비자성체(non-ferromagnetic)로 형성된 용기는 사용할 수 없는 제한이 있었다. 따라서, 조리장치(100)의 활용성을 높이기 위해서 자성체 뿐 아니라 비자성체 용기도 사용할 수 있는 조리장치(100)에 대한 연구가 활발하게 진행되었다.
모든 종류의 용기가 사용될 수 있는 조리장치(100)의 구현을 위해서는 조리장치(100)의 코일에 거치된 용기의 종류를 빠르게 판단하고, 거치된 용기가 가열이 가능한 용기인지 가열이 불가한 용기인지 판단하는 기술이 필요하다.
도 6에 기초하면, 조리장치(100)는 신호 발생부(158)에 의해 인가되는 주파수별 전력 값에 기초하여 조리장치(100)에 거치되는 용기의 종류를 결정할 수 있다.
조리장치(100)는 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 용기의 종류를 결정할 수 있는데 이러한 주파수 범위는 예를 들면, 115kHz 에서 140kHz일 수 있다.
조리장치(100)는 동작 주파수가 점차 감소하여 공진 네트워크의 공진 주파수에 근접할수록 출력 전력이 증가하는 특성이 있으며, 따라서, 미리 정해진 높은 주파수의 범위에서는 전력 값에 따라 소자가 파손될 염려가 없으므로 미리 정해진 주파수 범위 내에서 용기의 종류를 판별할 수 있다.
조리장치(100)의 코일(141)에 용기가 거치되면, 감지센서(155)는 거치된 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류(DC-Link 전류)의 크기 및 조리장치(100)의 입력 전압(DC-Link 전압)의 크기를 감지할 수 있다.
제어부(156)는 감지센서(155)에 의해 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값(P = V*I)을 미리 정해진 전력 값과 비교하여 용기의 종류를 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 용기의 종류에 따라 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력이 상이하므로, 미리 정해진 주파수 범위 내에서 그에 대응하는 전력 값으로부터 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단할 수 있다.
제어부(156)는 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서, 산출된 전력 값이 제1기준 전력 값(P1) 이상인 구간(A1,px)을 포함하면 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 자성체 용기로 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 자성체 전력 곡선(A1)과 같이, 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간이 125kHz 에서 135kHz이고, 자성체 용기로 판단하기 위한 제1기준 전력 값(P1)이 400W일 때, 제1구간에서 출력되는 전력 값이 제1기준 전력 값(P1) 이상인 구간(A1,px)을 포함하면, 제어부(156)는 거치된 용기의 종류를 자성체 용기로 결정할 수 있다.
또한, 제어부(156)는 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서, 산출된 전력 값이 제2기준 전력 값(P2) 이상이고 제1기준 전력 값(P1) 미만인 구간(A2, px)을 포함하면 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 비자성체 용기로 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 비자성체 전력 곡선(A2)과 같이, 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간이 115kHz 에서 117kHz이고, 비자성체 용기로 판단하기 위한 제2기준 전력 값(P2)이 200W일 때, 제2구간에서 출력되는 전력 값이 제2기준 전력 값(P2) 이상이고 제1기준 전력 값(P1) 미만인 구간(A2, px)을 포함하면, 제어부(156)는 거치된 용기의 종류를 비자성체 용기로 결정할 수 있다.
또한, 제어부(156)는 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 산출된 전력 값이 제3기준 전력 값(P3) 이면 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 가열이 불가능한 용기로 결정할 수 있다. 이 때, 제3기준 전력 값(P3)은 예를 들면 0W일 수 있으나, 설정에 따라 달라질 수 있다.
도 6에 도시된 가열이 불가능한 용기에 대한 전력 곡선(A3)과 같이, 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 출력되는 전력 값이 제3기준 전력 값(P3)인 경우에는, 제어부(156)는 거치된 용기의 종류는 가열이 불가능한 용기로 결정할 수 있다.
제어부(156)가 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 결정하기 위한 주파수 범위 및 주파수 범위 내의 제1구간 및 제2구간은 설정에 따라 달라질 수 있다. 또한, 제1기준 전력 값(P1), 제2기준 전력 값(P2) 및 제3기준 전력 값(P3) 또한 달라질 수 있다.
즉, 조리장치(100)의 코일(141)에 거치되는 용기가 자성체인지, 비자성체인지, 또는 가열이 불가능한 용기인지에 따라 조리장치(100)에 인가되는 전류의 크기가 달라지고 결과적으로 조리장치(100)에서 출력되는 전력이 달라지므로, 제어부(156)는 주파수별 전력 차이에 기초하여 조리장치(100)에 거치되는 용기의 종류를 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 제어부(156)가 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단하기 위한 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간 및 제2구간에 해당하는 주파수 범위는 설정에 따라 달라질 수 있다.
또한, 용기의 종류별로 달라지는 주파수별 출력 전력을 판단하기 위한 기준이 되는 제1기준 전력 값(P1), 제2기준 전력 값(P2) 및 제3기준 전력 값(P3)의 크기도 설정에 따라 달라질 수 있다.
도 7을 참조하면, 제어부(156)는 전술한 바와 같이 결정된 용기의 종류에 기초하여 조리장치(100)의 가열 모드를 결정할 수 있다. 즉, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류가 비자성체 용기이면, 조리장치(100)의 가열모드를 제1모드로 결정하고, 용기의 종류가 자성체 용기이면, 조리장치(100)의 가열모드를 제2모드로 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 조리장치(100)는 거치된 용기의 종류에 따라 가열모드를 다르게 동작하므로 용기의 종류를 빠르게 판단하고, 판단된 용기의 종류에 따라 동작 모드를 다르게 구현한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 용기의 종류에 따라 조리장치(100)가 동작하는 동작 주파수가 상이할 수 있다. 즉, 용기의 종류가 비자성체인 경우에는 자성체인 경우보다 높은 주파수에서 동작하기 위해 전력을 출력하므로 조리장치(100)는 용기의 종류에 따라 가열모드를 선택해야 한다.
도 5를 참조하면, 구동부(154)는 릴레이 스위치(S1)를 더 포함할 수 있고, 이러한 릴레이 스위치(S1)의 온오프에 따라서 조리장치(100)의 가열 모드가 선택될 수 있다.
제어부(156)는 조리장치(100)의 가열 모드를 제1모드로 결정하면 릴레이 스위치(S1)를 턴 오프 상태로 제어하고, 조리장치(100)의 가열 모드를 제2모드로 결정하면 릴레이 스위치(S1)가 턴 온 되도록 제어할 수 있다.
즉, 릴레이 스위치(S1)는 구동부(154) 내에서 턴 오프된 상태로 유지되는데, 제어부(156)는 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 비자성체로 판단하면 릴레이 스위치(S1)가 턴 오프 상태로 유지되도록 제어하여 조리장치(100)의 가열모드를 제1모드로 제어한다. 반면, 제어부(156)는 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 자성체로 판단하면 릴레이 스위치(S1)를 턴 온 되도록 제어하여 조리장치(100)의 가열모드를 제2모드로 제어한다.
도 8을 참조하면, 조리장치(100)에 거치된 용기에 대해 가열 동작이 수행될 때, 조리장치(100)의 동작 주파수가 낮아질수록 공진 네트워크의 공진 주파수에 근접하여 출력 전력은 증가한다.
이러한 주파수별 출력 전력에 대한 곡선(Pcurve)은 도 8에 도시된 바와 같이 표시될 수 있다. 조리장치(100)에 용기가 거치되어 가열동작이 수행되면, 조리장치(100)는 미리 설정된 출력 전력으로 가열동작이 수행되도록 하기 위해 해당 전력 곡선(Pcurve) 상에서, 설정된 전력이 유지되도록 주파수가 유지될 수 있다.
조리장치(100)의 가열 동작 수행 중에 거치된 용기가 코일에서 벗어나거나, 용기의 종류가 변경되거나, 코일과 용기 사이에 이물질이 삽입됨으로써 조리장치(100)의 출력 전력이 변경되면, 제어부(156)는 조리장치(100)의 가열 동작을 차단할 수 있다.
기존의 조리장치(100)는, 조리장치(100)의 전력을 차단하기 위해서 전력 제한 값을 설정할 때, 주파수별 출력 전력에 대한 곡선(Pcurve)의 형태와 상관 없이, 특정 값을 전력 제한 값으로 설정하였다. 따라서, 조리장치(100)에 거치된 용기 등의 부하에 대한 변동이 발생하는 경우, 전력 차단 시점까지 일정 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 조리장치(100) 및 그 제어방법에 의하면, 조리장치(100)에 거치된 용기의 상태가 변경됨에 따라 조리장치(100)의 출력 전력이 변경되는 경우, Curve-Fitting Method(CFM)를 이용한 전력 곡선 제어 알고리즘에 따라 조리장치(100)의 출력 전력을 제어할 수 있다.
이러한 Curve-Fitting Method(CFM)은, 도 8에 도시된 바와 같이 조리장치(100)의 실제 피가열체 용기의 유도 가열 시 전력 곡선(Pcurve)을 Curve-fitting하여 3차 다항식을 도출하고, 소프트웨어 코드상에 도출된 식을 적용하여 주파수별 전력을 모니터링하여 조리장치(100)에 거치된 부하 파라미터 변동에 민감하게 동작이 가능한 제어 방식이다.
이러한 CFM 전력 제어 알고리즘에 기초한 전력 제한 값은 저장부(157)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
저장부(157)에 저장되는 전력 제한 값은, 도 8에 도시된 바와 같이, 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력 곡선(Pcurve)에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값들의 집합이 곡선 형태(PL,curve)로 저장될 수 있다. 즉, 저장부(157)는 조리장치(100)의 주파수가 감소됨에 따라 전력 곡선에 기초하여 증가하는 전력 제한 값에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 조리장치(100)가 거치된 용기를 가열하는 동안 용기의 상태가 변경되면, 조리장치(100)의 출력 전력이 변경된다. 즉, 도 8에서 현재 조리장치(100)에 용기가 거치되어 가열 중인 경우의 출력 전력이 PL2이면, 제어부(156)는 조리장치(100)의 주파수가 109kHz일 때 PL2의 출력 전력으로 가열 동작이 수행되도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력 곡선(Pcurve) 상에서 조리장치(100)의 출력 전력이 유지되도록 제어하므로, 용기의 상태가 변경되는 경우에는 조리장치(100)의 주파수를 가변하여 출력 전력을 유지한다.
따라서, 조리장치(100)에 거치된 용기의 상태 변화에 따라서 주파수가 계속적으로 가변되므로, 조리장치(100)의 출력 전력이 미리 설정된 전력 제한 값을 초과할 수 있고, 제어부(156)는 이를 방지하기 위해 조리장치(100)의 출력 전력이 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 조리장치(100)의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 현재 조리장치(100)의 출력 전력이 PL2일 때, 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 용기의 종류가 변경되거나, 용기와 코일 사이에 이물질이 삽입됨으로써 조리장치(100)의 출력 전력이 PC1 또는 PC2의 경로로 변경될 수 있다.
제어부(156)는 조리장치(100)의 출력 전력이 CFM에 의해 설정된 전력 제한 값(PL1, PL2)에 도달하거나, 조리장치(100)의 주파수가 제한 주파수에 도달하면 조리장치(100)의 가열 동작을 리셋하기 위해 조리장치(100)의 전력을 차단하고, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단하는 단계를 진행할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 조리장치(100)에 거치된 용기가 가열되면 코일(141)의 온도가 변하게 된다. 즉, 거치된 용기가 가열됨으로써 용기로부터 되돌아오는 복사열 등으로 인해 코일(141)의 온도가 상승할 수 있다.
코일(141)의 온도가 변경되면, 도 9에 도시된 바와 같이 조리장치(100)의 출력 전력 곡선도 변경된다. 코일(141)의 온도가 상승하게 되면, 조리장치(100)가 동일한 크기의 전력을 출력하기 위해서 더 낮은 주파수가 필요하게 된다.
온도센서(160)는 코일(141)의 변경되는 온도를 감지하여 제어부(156)로 전달할 수 있고, 저장부(157)는 코일(141)의 온도에 따라 달라지는 조리장치(100)의 전력 제한 값을 저장할 수 있다.
즉, 저장부(157)는 도 8에서 전술한 바와 같이, 미리 설정된 전력 제한 값들의 집합이 곡선 형태(PL, curve)로 저장될 수 있다.
예를 들어 코일(141)의 온도가 50℃인 경우에는, 도 10에서처럼 코일(141)의 온도가 50℃인 경우 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값들의 집합이 곡선 형태(PL, curve(50℃))로 저장될 수 있다. 즉, 저장부(157)는 코일(141)의 온도가 50℃인 경우에 조리장치(100)의 주파수가 감소됨에 따라 전력 곡선에 기초하여 증가하는 전력 제한 값에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
마찬가지로 코일(141)의 온도가 100℃인 경우에는, 도 11에서처럼 코일(141)의 온도가 100℃인 경우 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값들의 집합이 곡선 형태(PL, curve(100℃))로 저장될 수 있다. 즉, 저장부(157)는 코일(141)의 온도가 100℃인 경우에 조리장치(100)의 주파수가 감소됨에 따라 전력 곡선에 기초하여 증가하는 전력 제한 값에 대한 데이터를 저장할 수 있다.
제어부(156)는 코일(141)의 온도가 변경됨에 따라 달라지는 조리장치(100)의 전력 제한 값에 기초하여, 용기의 상태가 변경됨에 따라 달라지는 조리장치(100)의 출력 전력이 저장부(157)에 저장된 전력 제한 값에 도달하면, 조리 장치의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
도 8에서 전술한 바와 같이, 조리장치(100)에 거치된 용기의 상태가 변경됨에 따라 조리장치(100)의 출력 전력이 변경되는 경우, CFM을 이용한 전력 곡선 제어 알고리즘에 따라 조리장치(100)의 출력 전력을 제어하는데, 이 때, 코일(141)의 온도에 따라서 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력 곡선(Pcurve)도 달라진다.
따라서, 저장부(157)는 코일(141)의 온도 별로 달라지는 출력 전력 곡선(Pcurve)에 대응하여 미리 설정된 전력 제한 값들의 데이터(PL, curve)도 다르게 저장할 수 있다.
제어부(156)는 저장부(157)에 저장된, 코일(141)의 온도별 조리장치(100)의 전력 제한 값에 기초하여, 조리장치(100)의 출력 전력이 전력 제한 값에 도달하면 조리장치(100)의 가열 동작을 리셋하기 위해 조리장치(100)의 전력을 차단하고, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단하는 단계를 진행할 수 있다.
즉, 조리장치(100)에 거치된 용기가 가열됨에 따라, 코일(141)의 온도가 상승하게 되면, 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력도 달라지게 되므로, 그에 대응하여 조리장치(100)의 출력 전력 제한 값도 변경된 값이 저장부(157)에 저장될 수 있다. 제어부(156)는 코일(141)의 온도에 따라 변경된 출력 전력 제한 값에 기초하여 조리장치(100)의 전력을 차단하고 조리장치(100)의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 일 실시예에 따른 조리장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 감지센서(155)는 조리장치(100)의 립력 전류의 크기 및 입력 전압의 크기를 감지할 수 있다(1000). 구체적으로, 전류 감지센서(155a) 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류에 따라 구동부(154)에 다르게 인가되는 입력 전류의 크기를 감지할 수 있고, 전압 감지센서(155b)는 구동부(154)의 입력 단에 인가되는 입력 전압을 감지할 수 있다. 감지센서(155)는 감지한 입력 전류(DC-Link 전류)의 크기 및 입력 전압(DC-Link 전압)의 크기에 대한 데이터를 제어부(156)로 전송할 수 있다.
제어부(156)는 감지센서(155)에 의해 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 조리장치(100)의 전력을 산출할 수 있다(1010). 도 6에서 전술한 바와 같이, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류에 따라 조리장치(100)의 주파수별 출력 전력이 상이하므로, 미리 정해진 주파수 범위 내에서 그에 대응하는 전력 값으로부터 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단할 수 있다.
구체적으로, 제어부(156)는 조리장치(100)의 전력 값이, 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서 제1기준 전력 값 이상인 구간을 포함하는지 판단할 수 있고(1020), 판단 결과 해당 구간을 포함하면 조리장치(100)에 거치된 용기를 자성체 용기로 결정할 수 있다(1030).
또한, 제어부(156)는 조리장치(100)의 전력 값이, 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서 제2기준 전력 값 이상이고 제1기준 전력 값 미만인 구간을 포함하는지 판단할 수 있고(1050), 판단 결과 해당 구간을 포함하면 조리장치(100)에 거치된 용기를 비자성체 용기로 결정할 수 있다(1060).
또한, 제어부(156)는 조리장치(100)의 전력 값이, 조리장치(100)의 미리 정해진 주파수 범위 내에서 제3기준 전력 값인지 판단할 수 있고(1080), 판단 결과 조리장치(100)가 출력하는 전력 값이 제3기준 전력 값(P3)인 경우에는, 제어부(156)는 거치된 용기를 가열이 불가능한 용기로 결정할 수 있다(1090).
제어부(156)는 결정된 용기의 종류에 기초하여 조리장치(100)의 가열 모드를 결정할 수 있다. 즉, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류가 자성체 용기이면, 조리장치(100)의 가열모드를 제2모드로 결정할 수 있고(1040), 용기의 종류가 비자성체 용기이면, 조리장치(100)의 가열모드를 제1모드로 결정할 수 있다(1070).
이 때, 제어부(156)는 조리장치(100)의 가열 모드를 제1모드로 결정하면 릴레이 스위치(S1)를 턴 오프 상태로 제어하고, 조리장치(100)의 가열 모드를 제2모드로 결정하면 릴레이 스위치(S1)가 턴 온 되도록 제어할 수 있다.
조리장치(100)는 거치된 용기의 종류에 따라 가열모드를 다르게 동작하므로 제어부(156)는 용기의 종류를 빠르게 판단하고, 판단된 용기의 종류에 따라 결정된 가열모드로 조리장치(100)의 가열을 수행할 수 있다(1100).
조리장치(100)가 거치된 용기를 가열하는 동안, 온도센서(159)는 코일(141)의 온도를 감지할 수 있다(1110).
조리장치(100)에 거치된 용기가 가열되면 코일(141)의 온도가 변하게 되므로, 온도센서(160)는 코일(141)의 변경되는 온도를 감지하여 제어부(156)로 전달할 수 있다.
제어부(156)는 저장부(157)에 미리 저장된 조리장치(100)의 전력 제한 값에 기초하여, 코일(141)의 온도에 따라 달라지는 조리장치(100)의 전력 제한 값을 결정할 수 있다(1120).
제어부(156)는 조리장치(100)에 거치된 용기의 상태 변경을 판단할 수 있고(1130), 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 조리장치(100)의 출력 전력이 조리장치(100)의 전력 제한 값에 도달하면(1140), 조리 장치의 가열 동작을 리셋할 수 있다.
즉, 제어부(156)는 조리장치(100)가 거치된 용기 가열 중에, 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 거치된 용기의 종류가 변경되거나, 용기와 코일(141) 사이에 이물질이 삽입됨으로써 용기의 상태 변경이 발생하면, 그에 따라 달라지는 조리장치(100)의 출력 전력이 미리 정해진 전력 제한 값에 도달하였는지 판단하여, 조리장치(100)의 가열 동작을 리셋하기 위해 조리장치(100)의 전력을 차단하고, 조리장치(100)에 거치된 용기의 종류를 판단하는 단계를 진행할 수 있다.
제어부(156)는 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
또한, 저장부(157)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부는 제어부와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 개시된 발명의 일 실시예에 의한 조리장치 및 그 제어방법에 의하면, 조리장치에 거치되는 용기의 종류를 빠르게 판단하는 효과가 있고, 거치된 용기의 상태 변화 또는 코일의 온도 변화에 대응하여 빠른 속응성을 가지는 전력 제어 알고리즘을 구현할 수 있는 효과가 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
100 : 조리 장치
150 : 구동 회로부
154 : 구동부
155 : 감지센서
155a : 전류 감지센서
155b : 전압 감지센서
156 : 제어부
157 : 저장부
158 : 신호 발생부
159 : 온도센서

Claims (24)

  1. 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일;
    상기 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류의 크기 및 조리장치의 입력 전압의 크기를 감지하는 감지센서;
    상기 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값에 따라 상기 거치된 용기의 종류를 결정하고, 상기 결정된 용기의 종류에 기초하여 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 제어부;
    상기 코일과 연결되고 서로 직렬 연결되는 제1 스위치 및 제2 스위치;
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 일 단과 상기 코일 사이에 연결되고, 서로 병렬 연결되는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터; 및
    상기 제2 캐패시터의 일 단에 연결되는 릴레이 스위치;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 거치된 용기의 종류가 비자성체 용기이면, 상기 릴레이 스위치를 턴 오프 하는 제1 모드로 상기 가열 모드를 결정하고,
    상기 거치된 용기의 종류가 자성체 용기이면, 상기 릴레이 스위치를 턴 온 하는 제2 모드로 상기 가열 모드를 결정하는 조리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조리장치의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값을 미리 정해진 전력 값과 비교하여 상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 조리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제1기준 전력 값 이상이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 자성체 용기로 결정하고,
    상기 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제2기준 전력 값 이상이고 상기 제1기준 전력 값 미만이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 비자성체 용기로 결정하고,
    상기 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값이 제3기준 전력 값 이면 상기 거치된 용기의 종류를 가열이 불가능한 용기로 결정하는 조리장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일;
    상기 코일의 온도를 감지하는 온도센서;
    상기 거치된 용기를 가열할 때 상기 코일의 온도에 따라 달라지는 조리장치의 전력 제한 값을 저장하는 저장부; 및
    상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 코일의 온도에 따라 달라지는 상기 조리장치의 전력 제한 값에 기초하여, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 저장된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 조리장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 상기 용기의 종류가 변경되거나, 상기 용기와 코일 사이에 이물질이 삽입됨으로써 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 조리장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 전력 제한 값은,
    상기 조리장치의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하고,
    상기 조리장치의 주파수가 감소됨에 따라 상기 전력 곡선에 기초하여 증가하는 조리장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하기 위해 상기 조리장치의 전력을 차단하고, 상기 용기의 종류를 판단하는 조리장치.
  13. 용기가 거치되는 조리장치 제어방법에 있어서,
    상기 용기의 종류에 따라 다르게 인가되는 입력 전류의 크기 및 조리장치의 입력 전압의 크기를 감지하고;
    상기 감지된 입력 전류 및 입력 전압에 기초하여 산출된 전력 값에 따라 상기 거치된 용기의 종류를 결정하고;
    상기 결정된 용기의 종류에 기초하여 상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 것;을 포함하고,
    상기 조리 장치는
    상기 용기가 거치되는 코일;
    상기 코일과 연결되고 서로 직렬 연결되는 제1 스위치 및 제2 스위치;
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 일 단과 상기 코일 사이에 연결되고, 서로 병렬 연결되는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터; 및
    상기 제2 캐패시터의 일 단에 연결되는 릴레이 스위치;를 포함하고,
    상기 조리장치의 가열 모드를 결정하는 것은,
    상기 거치된 용기의 종류가 비자성체 용기이면, 상기 릴레이 스위치를 턴 오프 하는 제1 모드로 상기 가열 모드를 결정하고;
    상기 거치된 용기의 종류가 자성체 용기이면, 상기 릴레이 스위치를 턴 온 하는 제2 모드로 상기 가열 모드를 결정하는 것;을 포함하는 조리장치 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 것은,
    상기 조리장치의 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값을 미리 정해진 전력 값과 비교하여 상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 조리장치 제어방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 거치된 용기의 종류를 결정하는 것은,
    상기 미리 정해진 주파수 범위의 제1구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제1기준 전력 값 이상이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 자성체 용기로 결정하고;
    상기 미리 정해진 주파수 범위의 제2구간에서, 상기 산출된 전력 값이 제2기준 전력 값 이상이고 상기 제1기준 전력 값 미만이면 상기 거치된 용기의 종류를 상기 비자성체 용기로 결정하고;
    상기 미리 정해진 주파수 범위 내에서, 상기 산출된 전력 값이 제3기준 전력 값이면 상기 거치된 용기의 종류를 가열이 불가능한 용기로 결정하는 조리장치 제어방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일을 포함하는 조리장치 제어방법에 있어서,
    상기 거치된 용기를 가열할 때 상기 조리장치의 주파수별 출력 전력에 따라 미리 설정된 전력 제한 값을 저장하고;
    상기 코일의 온도에 따라 달라지는 상기 조리 장치의 전력 제한 값을 저장하고;
    상기 거치된 용기가 가열됨에 따라 변경되는 상기 코일의 온도를 감지하고;
    상기 코일의 온도에 따라 달라지는 상기 조리장치의 전력 제한 값에 기초하여, 상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것;을 포함하는 조리장치 제어방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것은,
    상기 용기가 거치된 위치에서 벗어나거나, 상기 용기의 종류가 변경되거나, 상기 용기와 코일 사이에 이물질이 삽입됨으로써 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 미리 설정된 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 조리장치 제어방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 전력 제한 값은,
    상기 조리장치의 주파수별 출력 전력 곡선에 대응하고,
    상기 조리장치의 주파수가 감소됨에 따라 상기 전력 곡선에 기초하여 증가하는 조리장치 제어방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 조리장치의 가열 동작을 리셋하는 것은,
    상기 용기의 상태가 변경됨에 따라 변경되는 상기 조리장치의 출력 전력이 상기 전력 제한 값에 도달하면 상기 조리장치의 전력을 차단하고, 상기 용기의 종류를 판단하는 조리장치 제어방법.
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