KR19980021826A - Half bridge electronic induction heating cooker with multi-load - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기에 관한 것으로, 종래에는 일반적인 주파수 제어를 통해서 출력을 제어하므로 만일 각 가열판 위에 다른 크기의 용기를 놓거나 또는 다른 출력을 내고 있을 경우에는 인접한 가열판 사이에서 동작주파수의 차이에 의한 간섭음이 발생하는 문제점과 각각 별개의 제어회로를 갖는 인버터로 각각 하나의 워킹코일에 전력을 공급하기 때문에 전체 시스템이 커지고 가격 또한 비싸지게 되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 하나의 인버터로 시분할을 통해서 여러개의 부하를 구동하므로 전체 시스템의 구성이 간단해지고, 하나의 제어회로로 구현이 가능하므로 가격 또한 줄일 수 있도록 한다.The present invention relates to a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load, and conventionally controls the output through frequency control. Therefore, if a container of different size is placed on each heating plate, There is a problem in that an interference sound due to a difference in operating frequency is generated and power is supplied to one working coil by an inverter having a separate control circuit, so that the whole system becomes large and the price becomes expensive. Therefore, the present invention drives multiple loads through time sharing with one inverter, so that the overall system configuration is simplified, and a single control circuit can be implemented to reduce the price.
Description
제 1 도는 종래의 다출력형 전자유도가열조리기의 회로구성도.FIG. 1 is a circuit diagram of a conventional multi-output type electromagnetic induction heating cooker. FIG.
제 2 도는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기 회로구성도.FIG. 2 is a circuit diagram of a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load according to the present invention.
제 3 도는 제 2 도에서, 각 워킹코일 구동시 스위칭 상태 및 전류파형도.FIG. 3 shows a switching state and a current waveform when each working coil is driven in FIG. 2; FIG.
제 4 도는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기의 다른 실시예.4 shows another embodiment of a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load according to the present invention.
제 5 도는 본 발명 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기의 또 다른 실시예.FIG. 5 is another embodiment of a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load according to the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
20a : 제1가열부 20b : 제2가열부20a: first heating section 20b: second heating section
Cf: 필터 캐패시터 Ca1,Ca2: 보조 캐패시터C f : filter capacitor C a1 , C a2 : auxiliary capacitor
Cr1,Cr2: 공진 캐패시터 Da1,Da2: 역병렬 다이오드C r1 , C r2 : resonant capacitor D a1 , D a2 : antiparallel diode
Lr1,Lr2: 워킹코일 S1,S2 : 스위치L r1 , L r2 : Working coil S1, S2:
Ry : 부하 선택릴레이Ry: Load selection relay
본 발명은 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기에 관한 것으로, 특히 하나의 인버터로 두개 이상의 부하를 시분할 제어를 통하여 각 버너사이의 간섭음을 제거하고 하나의 제어회로로 두개 이상의 부하를 제어해서 전체 시스템의 가격 및 크기를 줄이도록 한 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load, and more particularly, it relates to a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load type in which two or more loads are time- To a multi-load half-bridge electromagnetic induction heating cooker that reduces the cost and size of the entire system.
종래 다출력형 전자유도가열조리기의 회로 구성은, 제 1 도에 도시된 바와같이, 입력되는 상용전원(AC)을 맥동 직류전압으로 정류시켜 출력하는 정류수단과; 상기 정류수단을 통해 정류된 맥동 직류전압을 평활시켜 일정한 직류전압으로 만드는 평활수단과; 상기 평활수단을 통해 평활된 직류전압에 직렬로 구성된 역병렬 다이오드를 갖는 두개의 스위치로 이루어지고 스위칭 제어신호에 따라 스위칭하여 워킹코일에 공진전압을 제공하는 인버터수단과; 상기 인버터수단에 의한 공진전압에 의해 발생하는 자장에 의한 전자기 유도효과로 가열되어질 가열판에 와전류를 유도시켜가열하도록 하는 워킹코일로 이루어진 가열장치가 여러개 병렬로 연결되어 구성된다.The circuit configuration of the conventional multi-output type electromagnetic induction heating cooker includes rectifying means for rectifying the input commercial power AC to a pulsating DC voltage and outputting the same, A smoothing means for smoothing the pulsating DC voltage rectified through the rectifying means to convert the pulsating DC voltage into a constant DC voltage; Inverter means comprising two switches having an anti-parallel diode configured in series with a smoothed DC voltage through the smoothing means and switching according to a switching control signal to provide a resonant voltage to the working coil; And a heating coil which induces an eddy current to be heated by an electromagnetic induction effect by a magnetic field generated by a resonance voltage by the inverter means and which is heated.
이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional technique configured as described above will be described.
입력되는 상용전원(AC)을 정류부(1a)에서 브릿지 다이오드를 이용하여 정류시키고 이때 만들어진 맥동 직류전압은 평활부(2a)의 필터 인덕터(Lf1)와 커패시터(Cf1)에 의해 평활되어 일정한 직류전압으로 만들어진다.An input commercial power source (AC) and rectified by the bridge diode rectifying (1a) made wherein pulse DC voltage is smoothed by the filter inductor (L f1) and a capacitor (C f1) of the smooth portion (2a) constant direct Voltage.
이렇게 만들어진 직류전압이 인버터부(3a)에 공급되는 상태에서, 먼저 스위치(S2)를 온시키면 공진탱크에 입력전압이 가해지고 워킹코일(Lr1)의 전류가 공진에 의해서 증가하고 공진 커패시터(Cr1)에는 공진전류에 의해서 충전된다.When the switch S2 is first turned on while the DC voltage is supplied to the inverter unit 3a, the input voltage is applied to the resonance tank, the current of the working coil L r1 is increased by the resonance and the resonance capacitor C r1 is charged by a resonance current.
얼마후에 스위치(S2)를 오프하고 스위치(S1)를 온하게 되면, 상기 공진 커패시터(Cr1)의 충전에너지의 방전에 의해서 워킹코일(Lr1)의 전류는 반대방향으로 흐르게 된다.When the switch S2 is turned off and the switch S1 is turned on after a short time, the current of the working coil L r1 flows in the opposite direction due to the discharge of the charging energy of the resonance capacitor C r1 .
상기의 동작을 가청주파수 이상의 높은 주파수로 반복시켜 주면 워킹코일(Lr1)위에 있는 가열판에 적절한 출력을 전달할 수 있게 된다.If the above operation is repeated at a high frequency higher than the audible frequency, an appropriate output can be transmitted to the heating plate on the working coil L r1 .
상기에서 인버터부(3a)의 스위치(S1)(S2)를 구동하기 위한 스위칭 구동신호는 미도시된 마이크로 프로세서에서 내보낸다.The switching driving signal for driving the switches S1 and S2 of the inverter unit 3a is transmitted from a microprocessor (not shown).
이상의 동작에 의하여 1개의 가열판을 구동하게 되는데, 가령 여러개의 가열판을 구동할 경우에는 제 1 도에 도시한 가열장치(10a)를 상용전원(AC)에 여러개 병렬로 연결하면 된다.In the case of driving a plurality of heating plates, a plurality of heating devices 10a shown in FIG. 1 may be connected to a commercial power source AC in parallel.
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 일반적인 주파수 제어를 통해서 출력을 제어하므로 만일 각 가열판 위에 다른 크기의 용기를 놓거나 또는 다른 출력을 내고 있을 경우에는 인접한 가열판 사이에서 동작주파수의 차이에 의한 간섭음이 발생하는 문제점과 각각 별개의 제어회로를 갖는 인버터로 각각 하나의 워킹코일에 전력을 공급하기 때문에 전체 시스템이 커지고 가격 또한 비싸지게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional technology as described above, since the output is controlled through the general frequency control, if a container of a different size is placed on each heating plate or a different output is outputted, an interference sound And an inverter having a separate control circuit supplies power to one working coil, which increases the overall system and increases the cost.
따라서, 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 인버터로 여러개의 부하를 구동하므로 각 버너사이의 간섭음을 제거하고 하나의 제어회로로 두개 이상의 부하를 제어해서 전체 시스템의 가격 및 크기를 줄이도록 한 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for driving a plurality of loads using one inverter, And a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load whose size is reduced.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다부하를 갖는 하프 브릿지 전자유도가열조리기 회로구성은, 제 2 도에 도시한 바와같이, 입력전압의 역률을 향상시키기 위한 필터용 캐패시터(Cf)와; 상기 필터용 캐패시터(Cf)를 통해 입력되는 전원으로 동작하여 제1의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr1)과 공진 캐패시터(Cr1)로 구성된 제1가열부(20a)와; 상기 필터용 캐패시터(Cf)를 통해 입력되는 전원으로 동작하여 제2의 가열판을 가열하는 워킹코일(Lr2)과 공진 캐패시터(Cr2)로 구성된 제2가열부(20b)와; 제어신호에 따라 온/오프 스위칭 동작을 해서 상기 제1, 제2가열부(20a)(20b)가 독립적으로 가열동작을 수행할 수 있도록 전원을 공급하는 스위치(S1)(S2)와; 상기 제1가열부(10a) 또는 제2가열부(20b)를 선택할 수 있는 부하 선택릴레이(Ry)로 구성한다.In order to achieve the above object, a half-bridge electromagnetic induction heating cooker having a multi-load according to the present invention comprises a filter capacitor (C f ) for improving a power factor of an input voltage as shown in FIG. A first heating unit 20a composed of a working coil L r1 and a resonance capacitor C r1 operating with a power source inputted through the filter capacitor C f to heat the first heating plate; A second heating unit 20b composed of a working coil L r2 and a resonance capacitor C r2 operating as a power source inputted through the filter capacitor C f to heat the second heating plate; Switches S1 and S2 for supplying power to the first and second heating units 20a and 20b so that the first and second heating units 20a and 20b can independently perform the heating operation by performing an on / off switching operation according to a control signal; And a load selection relay Ry capable of selecting either the first heating portion 10a or the second heating portion 20b.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention will be described in detail as follows.
상용전원을 정류하고 필터 인덕터를 거쳐 필터링하는 부분은 생략하고 필터 캐패시터 이후부터 살펴보기로 한다.The portion where the commercial power is rectified and filtered through the filter inductor is omitted and will be discussed from the filter capacitor later.
입력전압의 역률을 향상시키기 위하여 필터 캐패시터(Cf)에서 평활하고 이 평활한 일정한 직류전압(Vd)을 공급할 때, 만일 워킹코일(Lr1)이 동작할 경우를 살펴보면 다음과 같다.A case in which the working coil L r1 operates when supplying a smooth and smooth DC voltage V d in the filter capacitor C f in order to improve the power factor of the input voltage is as follows.
먼저 부하 선택릴레이(Ry)는 1번단자에 연결되고 제 3 도의 (가)에서와 같이 스위치(S1)는 오프되고 스위치(S2)는 온되어 공진탱크(Lr1과 Cr1)에는 필터 캐패시터(Cf)에 의해 평활된 직류전압(Vd)이 인가되므로 공진을 시작하여 워킹코일(Lr1)에는 제 3 도의 (다)에서와 같이 전류가 상승한다.First, the load selection relay Ry is connected to the first terminal, and the switch S1 is turned off and the switch S2 is turned on as shown in (a) of FIG. 3, so that the resonance tanks L r1 and C r1 are connected to the filter capacitors Since the smoothed direct current voltage V d is applied by C f , the resonance starts and the current rises in the working coil L r1 as shown in (c) of FIG.
공진 반주기가 지나기 전에 스위치(S2)를 오프시키면 보조 캐패시터(Ca1, Ca2)와 공진탱크(Lr1과 Cr1)가 보조공진을 해서 보조 캐패시터(Ca1)의 전압은 필터 캐패시터(Cf)에 의한 직류전압(Vd)에서 영까지 떨어지고 그 사이 보조 캐패시터(C2)의 전압은 영에서 Vd전압까지 상승한다.When the switch S2 is turned off before the resonance half period passes, the auxiliary capacitors C a1 and C a2 and the resonance tanks L r1 and C r1 perform the auxiliary resonance so that the voltage of the auxiliary capacitor C a1 becomes the filter capacitor C f ) falling from the DC voltage (V d) to the zero voltage of that between the auxiliary capacitor (C 2) due to rises from zero to the voltage V d.
이후에 스위치(S1)의 역병렬 다이오드(Da1)가 도통되어 공진탱크(Lr1과 Cr1)에는 영전압이 가해진다.Since the parallel translation of the switch (S1) the diode (D a1) conducts the resonant tank (L r1 r1 and C), the applied voltage is zero.
그러면 공진 캐패시터(Cr1)에 충전된 전압에 의해서 계속 공진이 일어나고 이때 스위치(S1)을 영전압의 조건에서 온시킨다.Then, resonance occurs continuously by the voltage charged in the resonance capacitor C r1 , and at this time, the switch S 1 is turned on under the condition of zero voltage.
계속된 공진에 의해서 공진전류에 영으로 떨어지고 이번에는 반대방향으로 공진에 의해서 제 3 도의 (다)에서와 같이 공진전류가 증가한다.The resonance current drops to the resonance current by the subsequent resonance, and this time, by the resonance in the opposite direction, the resonance current increases as shown in (c) of FIG.
공진 반주기가 지나기 전에 스위치(S1)를 오프시키면 보조 캐패시터(Ca1, Ca2)와 공진탱크(Lr1과 Cr1)가 보조공진을 해서 보조 캐패시터(Ca2)의 전압은 Vd에서 영까지 떨어지고 그 사이 보조 캐패시터(Ca1)의 전압은 영에서 Vd까지 상승한다.When the switch S1 is turned off before the resonance half period passes, the auxiliary capacitors C a1 and C a2 and the resonance tanks L r1 and C r1 perform the auxiliary resonance so that the voltage of the auxiliary capacitor C a2 changes from V d to zero While the voltage of the auxiliary capacitor C a1 rises from zero to V d .
이후에 역병렬 다이오드(Da2)가 도통되어 공진탱크(Lr1과 Cr1)에는 전압Vd가 가해진다.Thereafter, the antiparallel diode Da2 is conducted, and the voltage Vd is applied to the resonance tanks Lr1 and Cr1 .
그러면 계속 공진이 일어나고 이때 스위치(S2)를 영전압의 조건에서 온시킨다. 계속된 공진에 의해서 공진전류가 영으로 떨어지면 한 주기의 동작이 끝나고 같은 동작이 반복된다.Then, resonance occurs continuously, and at this time, switch S2 is turned on under the condition of zero voltage. When the resonance current drops to zero due to the continued resonance, the operation of one cycle is ended and the same operation is repeated.
이렇게 유기된 전류에 의해서 부하에 발행한 와전류(eddy current)에 의해서 부하가 가열된다.The load is heated by the eddy current issued to the load by the induced current.
만일 워킹코일(Lr2)을 동작시키려면 부하 선택릴레이(Ry)를 2번단자에 연결하고 제 3 도의 (나)에서와 같이 스위치(S1)는 오프되고 스위치(S2)는 온되면 공진탱크(Lr1과 Cr1)에는 보조 캐패시터(Ca1)와 부하 선택릴레이(Ry)를 통해 필터 캐패시터(Cf)를 거쳐 평활된 직류전압(Vd)이 인가됨에 따라 공진을 시작하여 위킹코일(Lr2)에는 전류가 상승하기 시작한다.To operate the working coil L r2 , the load selection relay Ry is connected to the second terminal, and the switch S 1 is turned off and the switch S 2 is turned on as shown in FIG. 3 (b) L r1 and C r1 are resonated as the smoothed DC voltage V d is applied through the filter capacitor C f through the auxiliary capacitor C a1 and the load selection relay Ry to generate resonance with the wicking coil L r2 ), the current begins to rise.
이후의 동작은 이미 앞에서 언급한 동작과 같은 동작에 의해서 부하에 원하는 출력을 공급한다.The subsequent operation supplies the desired output to the load by the same operation as the operation already mentioned above.
이렇게 제1가열부(20a)와 제2가열부(20b)를 시분할을 통해서 상기의 두 동작을 번갈아서 해주면 두 버너를 동시에 가열할 수 있다.The first and second heating units 20a and 20b are alternately turned on and off by time division to heat the two burners at the same time.
그리고, 본 발명의 다른 실시예로 제 4 도와 제 5 도에서와 같이 공진탱크의 위치를 스위치(S1)에 병렬로 또는 스위치(S2)에 병렬로 연결해주면 앞에서 언급한 동작설명과 동일한 동작을 할 수 있다.In another embodiment of the present invention, when the position of the resonance tank is connected in parallel to the switch S1 or in parallel to the switch S2 as in the fourth and fifth drawings, .
만일 부하의 수가 3개 이상이 되는 경우에는 공진탱크를 병렬로 구성하고 부하 선택릴레이를 3단자 릴레이 대신에 다단자 릴레이 또는 2단자 릴레이를 병렬로 구성하면 하나의 인버터로 3개 이상의 부하를 시분할을 통해서 구동할 수 있다.If the number of loads is more than three, configure the resonant tank in parallel, and if the load selection relay is configured as a multi-terminal relay or a two-terminal relay in parallel instead of the three-terminal relay, .
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 하나의 인버터로 여러개의 부하를 구동하므로 전체 시스템의 구성이 간단해지고, 하나의 제어회로로 구현이 가능하므로 가격 또한 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, since the present invention drives several loads with one inverter, the entire system can be simplified, and a single control circuit can be implemented.
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