KR19990053908A - 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시분할 제어를 통하여 하나의 인버터로 복수의 부하를 제어토록 한 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 입력전압의 역률을 향상시키는 평활수단과, 공진회로가 상기 평활수단을 통해 출력된 전원에 따라 발열하여 복수의 가열판을 선택적으로 가열하는 제 1, 제 2 가열수단과, 공진회로와 더불어 공진회로를 이루되 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭되어 제 1 또는 제 2 가열수단을 선택적으로 동작하도록 하는 부하선택스위칭수단과, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열수단이 시분할적으로 가열되도록 전원을 공급하는 스위칭수단으로 구성된다.
Description
본 발명은 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기에 관한 것으로, 특히 시분할 제어를 통하여 하나의 인버터로 복수의 부하를 제어토록 한 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기에 관한 것이다.
종래의 기술에 의한 다출력형 전자 유도 가열 조리기는 일반적으로 1200W이하로 제한되기 때문에 보다 큰 출력을 얻기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력되는 상용 교류전원(AC Source)을 직류 전원으로 정류하는 제 1, 제 2 정류부(1a,1b)로 이루어진 정류부(1)와, 상기 정류부(1)를 통해 정류된 직류 전원을 제 1, 제 2 필터용 인덕터(L1,L2) 및 제 1, 제 2 필터용 캐패시터(C1,C2)로 일정하게 평활시키는 제 1, 제 2 평활부(2a,2b)로 이루어진 평활부(2)와, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 평활부(2)에서 출력되는 전압을 공진시키고 그 공진 전압에 의해 발생된 자장에 기인한 전자기 유도 효과로 원하는 가열온도로 가열하는 제 1, 제 2 워킹코일(Lr1,Lr2)과 그 제 1, 제 2 워킹코일(Lr1 ∼ Lr2)과 일련의 공진회로를 이루는 제 1, 제 2 공진 캐패시터(Cr1,Cr2)와 제 1 내지 제 4 댐핑다이오드(D1 ∼ D4) 및 제 1 내지 4 스위칭소자(S1 ∼ S4)로 이루어진 제 1, 제 2 인버터부(3a,3b)로 구성된 인버터(3)로 구성되어져 있다.
이와 같이 구성된 종래의 기술에 의한 다출력형 전자 유도 가열 조리기의 동작을 첨부한 도면 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
그의 인버터의 동작을 설명하기 위해서 하나의 인버터 회로만을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상용 교류전원(AC)이 제 1 정류부(1a)를 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 제 1 평활부(2a)의 제 1 필터용 인덕터(L1) 및 제 1 캐패시터(C1)를 통해 평활되어 제 1 인버터부(3a)로 인가된다.
그러면, 제 1 인버터부(3a)의 제 1, 제 2 스위칭소자(S1)(S2)의 스위칭 동작에 의한 제 1 워킹코일(Lr)의 가열 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 외부의 제어신호에 따라 제 1 인버터부(3a)의 제 2 스위칭소자(S2)가 턴-온되면, 제 1 정류부(1a)를 통해 인가되는 전원은 제 1 인버터부(3a)의 제 1 스위칭소자(S1)가 오프상태가 되므로 제 1 워킹코일(Lr1)은 공진을 하게 된다.
이때, 외부의 제어신호에 따라 제 1 인버터부(3a)의 제 1 스위칭소자(S1)를 턴-온시킴과 동시에 제 2 스위칭소자(S2)를 오프시키면 상기 제 1 스위칭소자(S1)는 턴-온되면서 제 1 워킹코일(Lr1)에 축적된 전류에 의해 역방향으로 제 1 스위칭소자(S1)를 통한 루프가 형성되어 상기 제 1 워킹코일(Lr1)에 전류가 흐르게 된다.
이와 같은 스위칭을 반복하여 제 1 워킹코일(Lr1)을 가열시키게 되며, 상기 제 1, 제 2 스위칭소자(S1)(S2)의 턴-온시간, 즉 듀티(Duty)비의 변화에 따라 제 1 워킹코일(Lr1)에 흐르는 전류를 제어한다.
이에 구성된 인버터(3)의 제 1, 제 2 인버터부(3a)(3b)는 상기와 같은 과정을 수행하여 용기에 와전류를 인가하여 가열시키게 되며, 이들 각각의 출력 전력제어는 상기에서 언급한 바와 같이 주파수 제어를 통하여 듀티(Duty)비를 변화시켜 이루어진다.
그러나 이러한 종래의 기술에 의한 다출력형 전자 유도 가열 조리기는 인접한 워킹코일 사이에 동작주파수의 차이에 의한 간섭음이 발생하게 되어 워킹코일의 정확한 출력제어가 이루어지지 않게 되며, 또한 각각의 구성된 인버터 만큼 정류수단과 입력단의 정류수단으로부터의 전압을 평활 및 필터링하게 되는 L,C필터를 구성해야 하므로 스위칭 구동회로가 복잡해지고 전체 시스템의 부피가 커지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 시분할 제어를 통하여 하나의 인버터로 복수의 부하를 제어토록 한 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 입력전압의 역률을 향상시키는 평활수단과, 공진회로가 상기 평활수단을 통해 출력된 전원에 따라 발열하여 복수의 가열판을 선택적으로 가열하는 제 1, 제 2 가열수단과, 상기 공진회로와 더불어 공진회로를 이루되 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열수단을 선택적으로 동작하도록 하는 부하선택스위칭수단과, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열수단이 시분할적으로 가열되도록 전원을 공급하는 스위칭수단으로 이루어진다.
도 1은 종래의 기술에 의한 다출력형 전자 유도 가열 조리기의 회로 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기의 회로 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 비자성 부하시 스위칭 제어신호 및 인덕터 전류의 동작 전압 파형도.
도 4는 본 발명에 의한 자성 부하시 스위칭 제어신호 및 인덕터 전류의 동작 전압 파형도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
101 : 평활부 102 : 제 1 가열부
103 : 제 2 가열부 104 : 부하선택스위칭부
105 : 스위칭부
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 다부하를 갖는 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기의 회로 구성도를 나타낸 것으로서, 입력전압의 역률을 향상시키는 필터용 캐패시터(Cf)로 이루어진 평활부(101)와, 제 1, 제 2 워킹코일(Lr1a)(Lr1b)로 이루어진 제 1 워킹코일부(Lr1) 및 제 1 공진 캐패시터(Cr1)와 제 1 동작모드선택릴레이(Ry1)가 공진회로를 이루어 상기 평활부(101)를 통해 출력된 전원에 따라 발열하여 복수의 가열판(도면상에 미도시)을 선택적으로 가열하는 제 1 가열부(102)와, 상기 제 1 가열수단과 병렬 연결되어 제 3, 제 4 워킹코일(Lr2a)(Lr2b)로 이루어진 제 2 워킹코일부(Lr2) 및 제 2 공진 캐패시터(Cr2)와 제 2 동작모드선택릴레이(Ry2)가 공진회로를 이루어 상기 평활부(101)를 통해 출력된 전원에 따라 발열하여 복수의 가열판(도면상에 미도시)을 선택적으로 가열하는 제 2 가열부(103)와, 상기 공진회로와 더불어 공진회로를 이루되 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열부(102)(103)를 선택적으로 동작하도록 하는 부하선택릴레이(Ry0)로 이루어진 부하선택스위칭부(104)와, 외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열부(102)(103)가 시분할적으로 가열되도록 전원을 공급하는 제 1 내지 제 4 댐핑 다이오드(D1∼D4) 및 제 1 내지 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1∼Ca4)가 각각 역 병렬 연결된 제 1 내지 제 4 스위칭소자(S1∼S4)가 각각 한쌍씩 직렬 연결되어 이루어진 스위칭부(105)로 구성되어져 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의해 부하선택스위칭부(104)의 접점이 1 로 온된 상태에서 제 1 가열부(102)가 동작할 때 비자성 동작모드 구분표로서 도시된 바와 같이
자성부하시 제 1 가열부(102)의 제 1 동작모드선택릴레이(Ry1)는 오프하고 스위칭부(105)의 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)가 한쌍으로, 또한 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)가 한쌍으로 각각 교번동작하도록 구동시킬 경우 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)에 흐르는 전류파형과 스위칭부(104)의 구동파형을 나타내었다.
위의 비자성 부하시 동작 파형도를 기준으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 가열부(102)의 제 1 동작모드선택릴레이(Ry1)는 오프되어진 후 스위칭부(105)의 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)는 오프되고, 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)가 온되면 상기 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)와 제 1 공진캐패시터(Cr1)에는 입력전압(Vd)이 인가됨으로서 공진을 시작하여 제 1 워킹코일부(Lr1)의 전류가 상승한다.
이때, 공진 반주기가 지나기 전에 스위칭부(105)의 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)를 오프시키면 상기 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4) 및 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)의 제 1 내지 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1∼Ca4)와 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)와 제 1 공진 캐패시터(Cr1)가 보조공진을 해서 상기 스위칭부(105)의 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)의 제 2, 제 3 보조공진 캐패시터(Ca2)(Ca3)의 전압은 입력전압(Vd)에서 영까지 떨어지고 그 사이 제 1, 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1)(Ca4)의 전압은 영에서 입력전압(Vd)까지 상승한다.
이후, 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)의 역병렬 다이오드(D2)(D3)가 도통되어 제 1 가열부(102)에는 입력전압(Vd)이 역으로 가해진다.
그러면, 입력전압(Vd)과 상기 제 1 가열부(102)의 공진 캐패시터(Cr1)에 충전된 전압에 의해서 계속 공진이 일어나고 이때, 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)를 영전압의 조건에서 온시킨다.
이후, 계속되는 공진에 의해서 공진전류가 영으로 떨어지고 이번에는 반대방향으로 공진에 의해서 공진전류가 증가한다.
이때, 공진 반주기가 지나기 전에 상기 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)를 오프시키면 상기 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3) 및 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)의 제 1 내지 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1∼Ca4)와 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)와 제 1 공진 캐패시터(Cr1)가 다시 보조공진을 해서 상기 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)의 제 1, 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1)(Ca4)의 전압은 입력전압(Vd)에서 영까지 떨어진다.
그 사이 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)의 제 2, 제 3 보조공진 캐패시터(Ca2)(Ca3)의 전압은 영에서 입력전압(Vd)까지 상승한다.
이후, 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)의 역병렬 다이오드(D1)(D4)가 도통되어 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)와 제 1 공진 캐패시터(Cr1)에는 입력전압(Vd)이 가해진다.
그러면, 계속된 공진이 일어나고 이때, 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)를 영전압의 조건에서 온시킨다.
한편, 계속된 공진에 의해서 공진전류가 영으로 떨어지면 한주기의 동작이 종료되고 같은 동작이 반복된다.
도 4는 본 발명에 의해 부하선택스위칭부(104)의 접점이 1 로 온된 상태에서 제 1 가열부(102)가 동작할 때 자성 동작모드 구분표로서 이에 도시된 바와 같이 자성부하시 제 1 가열부(102)의 제 1 동작모드선택릴레이(Ry1)는 온되어 있고, 스위칭부(105)의 제 1, 제 4 스위칭소자(S1)(S4)가 한쌍으로, 또한 제 2, 제 3 스위칭소자(S2)(S3)가 한쌍으로 각각 교번동작하도록 구동되었을 때 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)에 흐르는 전류파형과 스위칭부(102)의 구동파형을 나타내었다.
먼저, 제 1 가열부(102)의 제 1 동작선택 릴레이(Ry1)가 온되어 있으므로 제 1 가열부(102)의 제 1 워킹코일부(Lr1)만 이용하여 평활부(101)의 필터용 캐패시터(Cf)의 전압을 이용하도록 한다.
한편, 제 2 가열부(103)를 동작시킬 경우에는 부하선택스위칭부(104)의 접점이 2로 온되게 하면 상기에서 언급한 동작과 동일 하나 단지 워킹코일, 공진캐패시터, 동작모드 선택릴레이의 부호가 다르다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하나의 인버터로 두 개의 부하를 시분할 제어할 수 있으므로 전체 시스템의 원가 및 부피를 최소로 줄일 수 있으며, 또한 스위칭 손실을 최소로 하는 소프트 스위칭 방식을 이용하여 2kw이상의 높은 출력을 얻을 수 있는 두 개의 부하로 새로운 대출력의 자성 및 비자성 용기를 가열할 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 입력전압의 역률을 향상시키는 평활수단과,공진회로가 상기 평활수단을 통해 출력된 전원에 따라 발열하여 복수의 가열판을 선택적으로 가열하는 제 1, 제 2 가열수단과,상기 공진회로와 더불어 공진회로를 이루되 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열수단을 선택적으로 동작하도록 하는 부하선택스위칭수단과,외부로부터 입력되는 제어 신호에 따라 스위칭되어 상기 제 1 또는 제 2 가열수단이 시분할적으로 가열되도록 전원을 공급하는 스위칭수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 평활수단은 필터용 캐패시터(Cf)로 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가열수단은 공진회로를 이루는 직렬 연결된 제 1, 제 2 워킹코일(Lr1a)(Lr1b)로 이루어진 제 1 워킹코일부(Lr1) 및 제 1 공진 캐패시터(Cr1)와, 상기 제 1 워킹코일부(Lr1)의 제 1, 제 2 워킹코일(Lr1a)(Lr1b)의 중심점에 구성되어 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 제 1 또는 제 2 워킹코일(Lr1a)(Lr1b)의 부하를 선택하는 제 1 동작모드선택릴레이(Ry1)로 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 가열수단은 상기 제 1 가열수단과 병렬 연결되어 공진회로를 이루는 직렬 연결된 제 3, 제 4 워킹코일(Lr2a)(Lr2b)로 이루어진 제 2 워킹코일부(Lr2) 및 공진 제 2 캐패시터(Cr2)와, 상기 제 2 워킹코일부(Lr2)의 제 3, 제 4 워킹코일(Lr2a)(Lr2b)의 중심점에 구성되어 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 제 3 또는 제 4 워킹코일(Lr2a)(Lr2b)의 부하를 선택하는 제 2 동작모드선택릴레이(Ry2)로 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 스위칭수단은 제 1 내지 제 4 댐핑 다이오드(D1∼D4) 및 제 1 내지 제 4 보조공진 캐패시터(Ca1∼Ca4)가 각각 역 병렬 연결된 제 1 내지 제 4 스위칭소자(S1∼S4)가 각각 한쌍씩 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
- 제 1 항에 있어서,상기 부하선택스위칭수단은 상기 스위칭수단의 제 1, 제 2 스위칭소자(S1)(S2)와의 중심점에 연결된 부하선택릴레이(Ry0)로 구성된 것을 특징으로 하는 다부하를 갖는 대출력 자성 및 비자성 겸용 풀 브리지 유도가열 조리기.
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| KR1019970073611A KR100261520B1 (ko) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 자성및비자성겸용풀브리지유도가열조리기 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024094654A1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | Nicoventures Trading Limited | Inductive heating |
-
1997
- 1997-12-24 KR KR1019970073611A patent/KR100261520B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024094654A1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | Nicoventures Trading Limited | Inductive heating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100261520B1 (ko) | 2000-08-01 |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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