KR20010055693A - 유도가열조리기의 출력보상회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열조리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최고 출력을 조절 가능하도록 하여, 부품의 편차에 의한 출력보상을 용이하게 할 수 있는 출력보상회로에 관한 것이다. 본 발명의 출력보상회로는, 입력전압에 대해서 1차 보상하는 제 1 연산증폭기와; 출력보상제어신호에 의해서 상기 제 1 연산증폭기의 출력을 스위칭하는 스위칭수단과; 상기 스위칭수단의 출력을 기준전위로 설정하고, 출력을 피이드백하여 입력전압에 대해서 2차 보상하는 제 2 연산증폭기와; 상기 제 2 연산증폭기의 출력 전위를 조정하기 위한 가변저항단을 포함하여 구성된다.

Description

유도가열조리기의 출력보상회로{Circuit for compensation signal in induction heating cooker}

본 발명은 유도가열조리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최고 출력을 조절 가능하도록 하여, 부품의 편차에 의한 출력보상을 용이하게 할 수 있는 출력보상회로에 관한 것이다.

유도가열조리기는, 솥의 하단부 및 측부에 장착된 워킹코일에 전류가 인가되면 자성체인 솥은 유도(induction) 가열에 의하여 열이 가해지면서, 솥 내부에서는 취반이 이루어지게 된다. 이와 같은 가열원리를 갖는 유도가열조리기는 자력선을 발생시키기 위하여 일정크기의 고주파전압을 워킹코일에 인가해야 하고, 이때 인가되는 고주파전압에 의해서 상기 워킹코일은 통상 1300W의 강한 화력을 갖게 된다.

통상, 워킹코일과 같이 제품의 구동원으로 이용되는 소자들은 제품 내부로 입력되는 전압의 크기에 많은 영향을 받는다. 이것은 고출력의 소자일수록 입력전압에 대한 변동범위가 크게 되고, 따라서 인가되는 전압의 크기에 따라서 출력을 보상해 줄 필요성이 있다.

만일, 이러한 출력 보상을 수행하지 않게 되면, 저전압에서는 정격치보다 낮은 출력을 발생하게 되어 정상적인 동작이 수행되지 않게 되고, 고전압에서는 정격치보다 높은 출력을 발생하여 소자의 파손까지 유발하게 된다.

종래, 유도가열조리기의 출력보상회로는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 입력전원 분배전압을 저항(R1)을 통해서 연산증폭기(20)의 반전단자(-)로 입력하고 있다. 그리고 연산증폭기(20)의 비반전단자(+)는 저항(R2,R3)에 의해서 결정된 입력전원보상 기준전압을 입력하고 있다. 상기 연산증폭기(20)는 입력전원 분배전압을 기준전압과 비교하여, 입력전원 보상전압을 출력한다.

마이크로컴퓨터(도시하지 않음)의 제어에 의해서 포토커플러(30)가 동작되면, 상기 포토커플러(30)를 통해서 상기 연산증폭기(20)의 입력전원 보상전압이 최종 출력단에 연결된 연산증폭기(10)의 비반전단자(+)로 입력된다. 상기 연산증폭기(10)는 최종 출력되는 전압을 반전단자(-)로 피이드 백 받고, 상기 입력전압 보상전압을 기준전압으로 하여 최종적으로 출력 보상이 된 전압을 출력하는 것이다.

이와 같이 구성되는 종래의 유도가열조리기의 출력보상회로는 다음과 같이 동작한다.

도 2와 도3은 종래 유도가열조리기의 출력보상회로의 각 부의 출력 파형도이다.

외부에서 제품 내부로 입력된 전압(A)은 분배된 후, 연산증폭기(20)의 반전단자(-)에 입력된다. 상기 연산증폭기(20)는, 입력전원을 보상하기 위한 기준전압(B)을 저항(R2,R3)에 의해서 설정하고 있다. 따라서 상기 연산증폭기(20)는, 상기 저항(R2,R3)에 의해서 설정된 기준전압에 의해서 입력전원에 대해 보상한 전압(C)을 출력한다.

한편, 마이크로컴퓨터(도시하지 않음)는, 출력 보상을 위해서 포토커플러(30)의 동작을 제어한다. 상기 포토커플러(30)가 동작되면, 상기 연산증폭기(20)의 출력(C)은 저항(R5,R6)과 가변저항(SR2)에 의해서 조정된 후, 최종 출력단에 연결된 연산증폭기(10)에 입력된다.

즉, 상기 연산증폭기(10)에 입력되는 입력전원에 대한 보상전압(D)은, 제품 내부로 입력되는 전압(A)의 크기에 따라서 변화되도록 하고 있다. 그리고 상기 연산증폭기(10)에 입력되는 입력전원에 대한 보상전압(D)은 최종 출력에 대해서 기준전위로 이용되고 있다.

상기 연산증폭기(10)의 기준전위는 상기 가변저항(SR2)의 값을 가변하여 조절된다. 만일, 상기 가변저항(SR2)을 가변하여 상기 기준전위(D)를 높게 하면, 상기 연산증폭기(10)에서 출력 전위(H)도 높게 되고, 상기 기준전위(D)를 낮게 하면, 상기 연산증폭기(10)의 출력전위(H)도 낮게 된다.

이와 같은 과정으로 상기 연산증폭기(10)의 기준전위(D)가, 제품 내부로 입력되는 전압(A)의 크기에 따라서 조절되면, 상기 연산증폭기(10)의 출력 전압(H) 또한 기준전위(D)의 크기에 연동되어 보상된 후 출력된다. 결과적으로 상기 연산증폭기(10)의 출력(H)이 높으면, IH 구동회로에서 워킹코일의 출력이 높게 나타난다.

그러나 종래의 유도가열조리기의 출력보상은 다음의 단점을 가지고 있다.

상기 가변저항(SV2)의 저항치를 가변하여, 상기 연산증폭기(10)의 기준전위(D)를 높게 하면, 최종 출력되는 전압(H)도 높게 되어 IH 구동회로의 출력이 높게 되고, 상기 연산증폭기(10)의 기준전위(D)를 낮게 하면 최종 출력전압(H)도 낮게 되어 IH 구동회로의 출력이 낮아진다.

한편, 상기 IH 구동회로의 출력을 최종 보상하는 출력치(H)는, 상기 연산증폭기(10)의 출력전압(F)에 좌우된다. 그러나 상기 연산증폭기(10)의 기준전위(D)는, 상기 연산증폭기(10)에 입력되는 전압의 크기(+12볼트)에 따라서 최대값이 한정되어 있다. 따라서 상기 연산증폭기(10)의 기준전위(D) 보상치로는, 상기 연산증폭기(10)의 출력값(F)의 최대치 변위를 변화시키지 못하게 된다. 따라서 최종 출력치(H)의 최대값은, 상기 기준전위(D)의 보상에 관계없이 일정하게 된다. 이러한 점은 유도가열조리기의 출력 보상의 한계를 갖게되는 문제점을 발생시켰다.

따라서 본 발명의 목적은, 최종 출력 보상치의 크기를 조절할 수 있도록 하므로서, 출력보상을 용이하에 하여 부품의 편차에 의한 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 유도가열조리기의 출력보상회로를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로도,

도 2와 도 3은 종래 출력보상회로의 각 부의 출력 파형도,

도 4는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로도,

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 출력보상회로의 각 부의 출력 파형도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10,15,20,25 : 연산증폭기 30,35 : 포토 커플러

R1~R8,R1'~R8' : 저항 SR2,SR2' : 가변저항

C1,C2,C1',C2' : 콘덴서

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로는, 입력전압에 대해서 1차 보상하는 제 1 연산증폭기와; 출력보상제어신호에 의해서 상기 제 1 연산증폭기의 출력을 스위칭하는 스위칭수단과; 상기 스위칭수단의 출력을 기준전위로 설정하고, 출력을 피이드백하여 입력전압에 대해서 2차 보상하는 제 2 연산증폭기와; 상기 제 2 연산증폭기의 출력 전위를 조정하기 위한 가변저항단을 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로의 구성도이다.

제품 내부로 입력되는 전원은 분배된 후, 저항(R1')을 통해서 연산증폭기(25)의 반전단자(-)로 입력된다. 상기 연산증폭기(20)는, 비반전단자(+)에 직렬 연결된 두개의 저항(R2',R3')을 연결하고 있고, 상기 저항(R2',R3')에 의해서 분배된 전압을 입력전원 보상을 위한 기준전압으로 입력한다. 또한, 상기 연산증폭기(20)는 저항(R4')을 통해서 피이드백되어, 상기 연산증폭기(10)의 출력을 결정하고 있다.

상기 연산증폭기(20)의 출력단은 포토 커플러(30)에 연결되고 있다. 상기 포토 커플러(30)는, 마이크로컴퓨터(도시하지 않음)의 출력에 의해서 동작이 제어된다. 상기 마이크로컴퓨터의 제어하에 포토 커플러(30)가 동작되면, 상기 연산증폭기(10)의 출력은 상기 포토 커플러(30)를 통해서 최종 출력단에 연결된 연산증폭기(15)의 기준전위로 공급된다.

상기 포토 커플러(30)를 통해 공급되는 입력전원 보상전압은 저항(R6',R5')을 통해서 연산증폭기(15)의 비반전단자(+)에 입력된다. 이렇게 입력되는 입력전원 보상전압은 상기 연산증폭기(15)의 기준전위로 설정된다. 그리고 본 발명의 실시예에서는, 상기 연산증폭기(15)의 기준전위가 고정되도록 하고 있다. 즉, 입력전원 보상전압을 저항(R5',R6)에 의해서 분배한 후, 연산증폭기(15)의 기준전압으로 인가되도록 하고 있다.

상기 연산증폭기(15)는, 입력전원 보정전압을 기준전위로 하고, 피이드백 전원을 이용하여 출력전압을 결정하고 있다. 상기 연산증폭기(15)의 출력은 저항(R7',R8')과 가변저항(RV2')에 의해서 분압된 후, 보상된 최종 출력을 발생한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 유도가열조리기의 출력보상회로의 동작과정에 대해서 상세하게 설명한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 출력보상회로의 각 부의 출력 파형도이다.

제품 내부로 입력되는 전원(A')은 분배되어져 연산증폭기(25)에 입력된다. 상기 연산증폭기(25)는, 입력전원 보상을 위한 기준전압(B')을 저항(R2',R3')에 의해서 설정하고 있다. 그리고 연산증폭기(25)는, 상기 입력전원 보상을 위한 기준전압을 기준으로 입력전원 보상전압(C')을 출력한다. 이렇게 하여 상기 연산증폭기(25)는, 입력전원에 대해서 보상된 보상전압(C')을 발생시킨다.

한편, 마이크로컴퓨터는, 출력 보상을 위해서 제어신호를 출력한다. 이렇게 발생된 제어신호에 의해서 포토 커플러(35)가 동작된다. 상기 포토 커플러(35)가 동작되면, 상기 연산증폭기(25)로부터 출력된 입력전원 보상전압(C')이 연산증폭기(15)에 인가된다.

상기 연산증폭기(15)에 인가되는 보상전압(C')은, 저항(R5',R6')에 의해서 분배되어져 입력된다. 이 분배전압(D')은, 연산증폭기(15)의 출력전위를 결정하는 기준전위가 된다.

이렇게 결정된 기준전위(D')에 따라서 상기 연산증폭기(15)는, 출력을 피이드백하여 입력전원에 대해서 최종적으로 보상된 전압(F')을 출력한다.

이렇게 하여 입력전원에 대해서 보상되어 출력되는 전압은 저항(R7',R8')에 의해서 분배된다. 그리고 가변저항(SR2')의 저항값에 따라서 그 출력치(H')가 변화된다. 따라서 본 발명은, 입력전원에 대해서 보상된 전압으로 출력되는 연산증폭기(15)의 출력을 다시 가변저항(SR2')의 저항값에 의해서 보상하는 것이다.

즉, 제품 내부로 입력되는 입력전원이 저전압인 경우에는, 상기 가변저항(SR2')의 가변에 의해서 최종 보상된 출력을 높게 조절한다. 그리고 제품 내부로 입력되는 입력전원이 고전압일때, 상기 가변저항(SR2')의 가변에 의해서 최종 보상된 출력을 낮게 조절한다.

이때 최종 보상 출력은 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 최종 출력치의 전압을 가지고 가변저항(SR2')에 의한 보상이 이루어지므로, 출력의 최대값을 보상하는 것이 가능하게 된다.

이렇게 입력전압의 크기에 따라서 출력을 보상하면, 이 보상치에 따라서 유도가열조리기의 워킹코일에 인가되는 고주파전압의 크기가 조절된다. 따라서 정상적인 취반이 행해질 수 있도록 저전압에 대한 출력보상이 이루어지고, 고전압에 대한 스위칭소자의 파손을 방지하게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에서, 상기 연산증폭기(25)는 기준전압(B')에 대한 1차적인 보상전압을 출력하기 위한 구성이다. 그리고 포토 커플러(35)는, 마이크로컴퓨터의 출력보상제어를 받고, 상기 연산증폭기(25)의 출력을 전달하는 스위칭수단이다. 그리고 또 하나의 연산증폭기(15)는, 상기 연산증폭기(25)의 입력전원에 대한 보상전압을 기준으로 하고, 출력을 피이드백하여 최종적인 입력전원에 대한 보상전압을 출력하기 위한 구성이다. 그리고 상기 연산증폭기(15)의 출력단에 연결된 가변저항은, 상기 연산증폭기(15)의 최종 출력에 대해서 최고 출력을 높이거나 또는 낮추기 위한 조절 수단이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 부품의 편차로 인한 출력보상을 용이하고 그 보상 범위를 넓게 하기 위해서, 입력전원에 대해서 보상된 최종 출력 보상치에 가변저항에 의한 보상을 한번 더 수행한다. 이와 같은 방법의 보상은, 보상된 최고 출력을 높일 수도 낮출 수도 있기 때문에, 출력보상 범위를 더 넓게 하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력전압에 대해서 1차 보상하는 제 1 연산증폭기와;

   출력보상제어신호에 의해서 상기 제 1 연산증폭기의 출력을 스위칭하는 스위칭수단과;

   상기 스위칭수단의 출력을 기준전위로 설정하고, 출력을 피이드백하여 입력전압에 대해서 2차 보상하는 제 2 연산증폭기와;

   상기 제 2 연산증폭기의 출력 전위를 조정하기 위한 가변저항단을 포함하여 구성되는 유도가열조리기의 출력보상회로.