KR20000033879A - 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자렌지의 안전장치에 관한 것으로, 고압트랜스포머로 공급되는 전원의 서지(Surge)를 방지하기 위한 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 고압트랜스포머의 전원 입력측으로 엔티시(NTC)를 직렬로 연결하고, 시멘트 저항(CR)을 구비하여 상기 엔티시(NTC)와 병렬접속시킴과 더불어, 피티시(PTC)를 상기 시멘트 저항(CR)과 직렬로 접속하되 일체형으로 구성하므로서, 전자렌지로 초기 전원인가시 시멘트 저항에 상응한 트랜스포머의 구동전압을 형성하고, 이후 시멘트 저항의 발열로 인한 엔티시가 동작되도록 함과 더불어, 상기 엔티시가 비정상적인 동작이 이루어질 때, 피티시로부터 전자렌지의 전원을 차단토록 하여, 소자 불량에 의한 안전사고를 미연에 방지함과 동시에 고가의 릴레이사용이 불필요하게 되어 단가상승을 억제할 뿐만 아니라, 시스템의 안전성이 확보되는 효과를 얻는다.

Description

고압트랜스포머의 서지전압 방지회로

본 발명은 전자렌지의 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전자렌지의 고압트랜스포머로 공급되는 전원의 서지(Surge)를 방지하기 위한 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 전자렌지는 그 사용빈도가 높기 때문에, 제품의 견고성과 더불어 시스템의 기능향상에 주력을 다 하고 있다. 따라서 전자렌지의 회로부는 마이컴을 중심으로 다수의 기구적 동작장치 예컨대, 접점 스위치내지 릴레이 또는 써머스테트등을 구비하여 동작의 정확성 및 안정성을 통해 그 기능을 향상시키고 있다.

그러면 이와 같은 전자렌지의 회로부를 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 전자렌지의 동작을 설명하기 위한 구성도이다. 도 1을 참조한 전자렌지는, 전원단자(72)를 통해 소정치의 전압이 공급되어 안전스위치(71)를 거쳐 시스템으로 상용전원(AC)가 인가된다. 그리고 이 타이머(70)는 미도시된 제어장치로부터 동작되고 있으며, 이 타이머(70)를 통해 다수의 발열장치로 전원공급이 이루어고 있다.

이러한 발열장치로는, 음식물의 구이조리를 위한 히터(77)와 유전가열을 통해 음식물을 데우는 마그네트론(82)을 포함하며, 상기 음식물로 원활한 가열을 위해 기어모터(75), 사용자로부터 조리상태를 점검토록 하는 캐비티 램프(74) 및 고내실의 온도상을 방지하기 위한 팬모터(73)등이 구비된다. 또한 구이조리시 사용되는 히터(77)의 구동시에는 써머스테트(78 ; Thermostat)를 직렬접속시켜, 과다한 온도상승을 방지토록 하고 있으며, 또한 마그네트론(82)의 동작에 필요한 고압트랜스(81) 및 상기 고압트랜스(81)로 전원을 인가시키기 위한 릴레이(79), 그리고 상기 릴레이(79)의 동작에 의해 접점을 수행하는 제3스위치(80)가 도시되고 있다.

한편 상기 제3스위치(80)에는 저항(CR : Cement Resistor)가 병렬로 접속됨과 동시에, 제1스위치(76a) 및 제2스위치(76b)는 상기한 히터(77) 및 마그네트론(82)로 전원을 공급하기 위한 스위치로써, 제어장치(미도시함)로부터 제어된다.

그러면 이와 같이 이루어진 일반적인 전자렌지의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 전원단자(72)에 의해 상용전원(AC)이 안전스위치(71)로 공급되면, 이 안전스위치(71)는 도어의 개폐상태에 따라 이하 시스템으로 전원공급이 결정된다. 따라서 전원인가와 더불어 도어가 닫혀 있으면, 상기 상용전원(AC)은 타이머(70)로 유입되며 이 타이머(70)의 설정시간에 따른 접점상태로부터 상기한 팬모터(73), 캐비티 램프(74) 및 기어모터(75)로 전원공급이 이루어진다.

예컨대 상기 히터(77)로 전원공급이 이루어질 때는, 써머스테트(78)를 통해 이루어지도록 하는데, 히터(77)의 온도조절을 하기 위한 것이다. 따라서, 음식물의 구이조리시 히터(77)가 동작되고, 이러한 히터(77)의 동작이 계속적으로 진행됨에 따른 온도상승이 기준치를 넘게 되면, 상기 써머스테트(78)가 주기적으로 접점을 온/오프 절환시켜 온도를 조절하게된다.

그리고 사용자로부터 마그네트론(82)을 통한 조리를 수행하고져 할 경우, 상기 마그네트론(82)은 고압트랜스(81)을 거쳐 고전압을 공급받게 된다. 이는 제1스위치(76a)를 통한 상용전원(AC)은 이 고압트랜스(81)의 1차측으로 인가되도록 하고 있으며, 또한 마그네트론(82)의 구동시 안전성을 고려하여 상기 제1스위치(76a)의 접점이 완료된 후 전원공급이 이루어지도록 하고 있다.

그리고 제어장치(미도시함)를 통해 제1스위치(76a)와 제2스위치(76b)의 접점이 절환되도록 하는데, 사용자의 모드선택에 따라 히터(77)를 구동시키고자 할 경우 제2스위치(76b)가 접점을 이루고, 마그네트론(82)을 동작시키는 유전가열 모드일 경우 제1스위치(76a)가 접점을 형성하여 조리가 수행되도록 한다. 그리고 상기 두 스위치(76a,76b)가 동시에 접점을 이루면 히터(77)와 마그네트론(82)이 구동되어 조리메뉴를 자유롭게 선택할 수 있게 한다.

또한 상기와 같은 히터(79)내지 마그네트론(82)의 구동시에는 팬모터(73)를 구동시켜, 조리시 발생하는 연소를 배출시킴과 동시에 고내실의 온도상승을 억제토록 함에 따라 조리시 안전사고의 위험을 방지하게 된다.

한편, 상기 마그네트론(82)을 구동시키기 위한 고압트랜스포머(81)는 릴레이(79)의 동작에 의한 제3스위치(80)의 접점을 통해 이루어지는데, 상기 저항(CR)을 이용하여 고압트랜스포머(81)로 공급되는 서지(Surge)전압을 방지토록 한다.

즉, 상기 릴레이(79)가 고압트랜스포머(81)의 전원공급을 위한 제어신호를 인가받을 경우, 제어신호에 의해 제3스위치(80)가 접점을 이룬다. 그리고 이러한 제어신호 공급에서 접점 동작까지는 소정의 딜레이 시간을 갖게되는데, 이 시간동안에 상기 저항(CR)을 거쳐 고압트랜스포머(81)의 1차측 공급전압을 형성시키는 것이다. 따라서 고압트랜스포머(81)의 1차측으로 소정 전압이 공급된 후, 상기 제3스위치(80)가 접점을 수행하므로서 정상적인 전압이 공급된다.

이로인해 상기 제3스위치(80)의 접점동작에 의한 스파크 현상내지 서지전압 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다. 그러나 상기와 같은 서지방지용 구조는 릴레이(79)와 저항(CR)으로 이루어져 고가의 소자를 이용함에 따른 단가상승의 문제점을 갖고 있으며, 이와 더불어 마그네트론의 동작 방법에 따른 릴레이의 온/오프 반복에 의해 릴레이의 접촉불량 및 저항의 열화가 발생하여 화재의 위험을 유발시키게 되는 문제를 야기하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 마그네트론의 동작에 따른 고압트랜스포머의 온/오프시 발생하는 서지전압을 방지하고, 서지전압 방지용 회로에 있어서의 단가 상승을 억제할 수 있는 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로는, 고압트랜스포머의 전원 입력측으로 엔티시(NTC : Negative Temperature Coefficient)를 직렬로 연결하고, 시멘트 저항(CR : Cement Resistor)을 구비하여 상기 엔티시(NTC)와 병렬접속시킴과 더불어, 피티시(PTC : Positive Temperature Coefficient)를 상기 시멘트 저항(CR)과 직렬로 접속토록 하되 일체형으로 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 종래 전자렌지의 서지방지를 나타낸 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 나타낸 서지전압 방지를 위한 구성도.

도 3은 도 2에 사용된 소자의 특성을 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예로 나타낸 서지전압 방지를 위한 구성도.

도 5a,5b는 도 4의 동작상태에 따른 전류변화 그래프이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 서지전압 방지회로 20 : 마그네트론

22 : 고압 캐패시터 26 : 스위치

D : 다이오드 NTC : 엔티시

PTC : 피티시 CR : 시멘트 저항

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명을 나타내는 구성도이다. 도 3은 도 2의 구성에 의한 각 소자의 특성을 나타낸 그래프이다. 도 2를 참조한 본 발명은, 마그네트론(20) 및 상기 마그네트론(20)의 부가회로인 고압 캐패시터(22)내지 다이오드(D)로 고압을 공급하기 위한 고압트랜스포머(24)와, 상기 고압트랜스포머(24)의 1차측 입력전원을 온/오프 제어하는 스위치(26)와, 상기 스위치(26) 및 고압트랜스포머(24) 사이에 구비되어 서지(Surge)전압을 방지하기 위한 서지전압 방지회로(10)로 구성된다.

그리고 상기 서지전압 방지회로(10)는 엔티시(NTC : Negartive Temperature Coefficient)와 시멘트 저항(CR : Cement Resistor)이 병렬로 접속되며, 일체형으로 구성된다.

이하, 상기 구성에 따른 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

여기서. 본 발명의 요지를 벗어나는 전자렌지의 구성 및 작용은 생략하기로 한다. 그러면 사용자가 전자렌지를 구동시키기 위해 다수의 조리기능 키 및 시작키를 동작시킬 경우, 이는 전자렌지의 초기상태로 상기 스위치(26)를 통해 상용전원이 서지전압 방지회로(10)로 공급된다.

이 때, 상기 엔티시(NTC)는 상온에서 고저항을 유지함에 따라 스위치(26)를 통한 전류는 시멘트 저항(CR)을 거쳐 트랜스포머(24)의 1차측으로 인가된다. 그리고 상기 시멘트 저항(CR)과 트랜스포머(24)의 1차측 내부저항에 따라 입력전압이 분압되는데, 이로인해 트랜스포머(24)로 공급되는 전압은 일정치 이하로 강하된 전압이 공급된다.

한편, 상기한 시멘트 저항(CR)으로 흐르는 전류는 시멘트 저항(CR)의 자체 발열을 시키는데, 이러한 발열은 엔티시(NTC)로 전가된다. 따라서 트랜스포머(24)로 일정시간동안 안정된 전원이 공급된다. 이후 시멘트 저항(CR)의 발열이 일정 온도를 넘어설 경우(시멘트 저항의 저항치에 따라 다르며, 시멘트 저항의 저항치는 고압트랜스포머의 1차측 코일저항으로부터 설정된다.) 상기 엔티시(NTC)의 내부저항은 급격하게 저하된다.

그리하여 스위치(26)를 통한 전원은 엔티시(NTC)를 거쳐 고압트랜스(24)의 1차측 코일로 공급된다. 이는 상기 엔티시(NTC)의 내부저항이 고압트랜스(224)의 1차측 코일의 자체저항보다 극히 작게 됨에 따라, 상용전원은 고압트랜스포머로 충분히 공급되는 것이다.

즉, 그래프에 도시된 바와 같이 엔티시(NTC)로 전가되는 온도가 T1을 넘을 경우, 상기 엔티시(NTC)의 저항은 급격하게 감소한다(A). 그리고 저항치의 감소로 인해 엔티시(NTC)로 공급되는 전류량은 급격하게 상승되어(B) 이를 통해 고압트랜스포머(24)로 인가된다. 이 때, 상기 시멘트 저항(CR)의 발열이 정지되는데, 엔티시(NTC)는 흐르는 전류량에 의한 자체 발열이 되므로 계속적인 전원 공급을 수행할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 서지전압 방지회로(10)의 또 다른 일예를 예시도면에 의거 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예를 나타낸 구성도이다. 도 5a,5b는 도 4의 각 소자에서 검출되는 그래프이다. 먼저 도 4를 참조한 서지전압 방지회로(10)는, 엔티시(NTC)와 병렬 접속되는 시멘트 저항(CR) 및 상기 시멘트 저항(CR)과 직렬 접속되는 피티시(PTC : Positive Temperature Coefficient)로 구성되되, 상기 엔티시(NTC) 및 시멘트 저항(CR) 그리고 피티시(PTC)는 상호 발열상태를 감지할 수 있도록 충분한 거리를 유지하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 마그네트론(20)을 동작시키기 위한 입력전원이 상기 고압트랜스포머(24)로 공급되기 위해서는 서지전압 방지회로(10)를 거친다. 따라서 상기 엔티시(NTC) 및 시멘트 저항(CR)으로 전류가 인가되어, 시멘트 저항(CR)을 거쳐 피티시(PTC)를 통해 트랜스포머(24)로 공급된다. 여기서 엔티시(NTC)는 상온에서 고저항을 갖기 때문에, 전류의 흐름은 극히 저하된 상태이며, 피티시(PTC)는 상온에서 저저항 상태를 유지함에 따라, 공급 전류는 시멘트 저항(CR)을 거쳐 피티시(PTC)를 통해 트랜스포머(24)로 충분히 전송되고 있는 것이다.

이 후, 상기 시멘트 저항(CR)을 거쳐 공급되는 전류가 일정 시간 유지되면, 시멘트 저항(CR)은 자체 발열하는데, 이 때의 발열량은 시멘트 저항(CR)에 근접된 엔티시(NTC)로 전도되어 엔티시(NTC)의 내부 저항치는 감소하게 된다. 이는 도 5a에 나타난 바와 같이, 저항치 감소에 상응한 전류 공급량이 증대되는 것으로, 상기 엔티시(NTC)의 저항치는 시멘트 저항(CR)이 발열되지 않은 상태 즉, T1시점에서 최대치의 저항을 유지함에 따른 최소 전류량을 공급하는 가운데, 시멘트 저항(CR)의 발열이 시작되어 엔티시(NTC)로 일정량의 발열 전도가 이루어질 때 즉, T2시점에서 엔티시(NTC)의 저항치가 급격하게 저하되어 최대 전류량을 공급하기 때문이다.

그리고, 상기 T2시점에서 피티시(PTC)의 자체 저항치는 계속적으로 유지되고 있으며, 이 때 흐르는 전류는 피티시(PTC) 저항 및 이에 직렬 접속된 시멘트 저항(CR)의 저항치와 상기 엔티시(NTC)의 저항치와의 병렬 접속에 따른 미소 전류량만이 공급되고 있는 것이다.

따라서 엔티시(NTC)의 저항치는 상기 시멘트 저항(CR)의 자체 저항치보다 낮아지게 되어, 상기 트랜스포머(24)로 인가되는 전류는 엔티시(NTC)를 통하게 된다. 한편, 엔티시(NTC) 소자의 불량내지 시스템 에러로 인한 엔티시(NTC)로 과다한 전류가 흘러, 엔티시(NTC)의 과열상태가 발생하거나, 과열상태로 인한 파손이 발생될 경우, 엔티시(NTC)와 근접하고 있는 피티시(PTC)는 엔티시(NTC)의 발열을 전도받게 된다.

참조 도면 도b에 도시된 바와 같이, 엔티시(NTC)의 과열 직전에서 상기 피티시(PTC)는 서서히 전도열을 인가받게 되고(T3시점), 이러한 전도열이 일정치 이상이 되면 피티시(PTC)의 내부 저항은 급격하게 상승하게 된다. 이는 피티시(PTC)를 통한 전류량 공급을 차단하는 것으로, 만약 전자렌지의 비정상적인 상태 예컨대, 서지전압의 과다치로 인한 엔티시(NTC)의 과열로부터 소자가 파손 될 경우, 상기 트랜스포머(24)로 인가되는 전원은 피티시(PTC)에 의해 차단되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 고압트랜스포머의 전원 입력단에 엔티시(NTC)와 시멘트 저항(CR)이 병렬로 접속되도록 하고, 상기 시멘트 저항(CR)과 피티시(PTC)가 직렬로 접속되도록 한 서지전압 방지회로를 부가하므로서, 전자렌지로 초기 전원인가시 시멘트 저항에 상응한 트랜스포머의 구동전압을 형성하고, 이후 시멘트 저항의 발열로 인한 엔티시가 동작되도록 함과 더불어, 상기 엔티시가 비정상적인 동작이 이루어질 때, 피티시로부터 전자렌지의 전원을 차단토록 하여, 소자 불량에 의한 안전사고를 미연에 방지함과 동시에 고가의 릴레이사용이 불필요하게 되어 단가상승을 억제할 뿐만 아니라, 시스템의 안전성이 확보되는 효과를 얻는다.

이상, 본 발명을 상기한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명인 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로는 이에 제한되는 것이 아니고, 당업자의 통상의 지식범위내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (3)

1. 전자렌지의 고압트랜스포머(24)로 공급되는 전원을 온/오프시킴과 더불어, 서지전압을 억제하는 서지전압 방지회로(10)에 있어서,

   상기 서지전압 방지회로(10)는 내부저항치에 따라 관통되는 전류량으로부터 발열하는 시멘트 저항(CR); 및

   상기 시멘트 저항(CR)과 병렬 접속됨과 더불어, 근접한 위치에 설치되어 시멘트 저항(CR)의 발열량으로부터 주위온도 상승에 따른 내부저항을 극히 낮추는 엔티시(NTC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시멘트 저항(CR)과 직렬 접속되어, 엔티시(NTC)의 과열에 의한 주위온도 상승시 내부저항을 극히 높이는 피티시(PTC)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 시멘트 저항(CR)의 적정 발열온도는 엔티시(NTC)의 적정 발열온도 보다 낮고, 상기 엔티시(NTC)의 적정 발열온도는 피티시(PTC)의 동작온도 보다 낮음을 특징으로 하는 고압트랜스포머의 서지전압 방지회로.