KR20010055703A - 유도가열조리기의 입력전압감지회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열조리기의 입력전압감지회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력전압의 변동에 따라서 히터에 인가되는 과부하를 억제하기 위한 입력전압감지회로에 관한 것이다. 본 발명은 제품에 입력되는 교류전압에 의해서 직접 구동되는 히터가 입력전압의 크기에 따라서 변화되는 출력을 억제한다. 따라서 입력전압의 크기를 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 출력에 기초해서 상기 히터의 출력 듀티비를 제어하는 제어부를 구성하여, 상기 히터의 출력이 일정하게 유지하도록 제어한다.

Description

유도가열조리기의 입력전압감지회로{Circuit for detecting input voltage in induction heating cooker}

본 발명은 유도가열조리기의 입력전압감지회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력전압의 변동에 따라서 히터에 인가되는 과부하를 억제하기 위한 입력전압감지회로에 관한 것이다.

대부분의 전자기기는 외부에서 입력되는 교류전원을 정류시켜서 시스템에 필요한 동작전원을 만들어서 사용한다. 그래서 전자기기 내에는 외부에서 입력되는 교류전원을 정류시키기 위한 구성 및 정류된 전원을 시스템에 필요한 크기의 직류전원으로 변환시키는 구성 등이 갖추어지게 된다.

유도가열조리기는 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 코일(10)에서 발생하는 자력선(25)이 솥(20)을 통과할 때 와전류(15)가 흘러 솥 자체가 가열되는 방식에 의해서 취반 기능을 수행하고 있다. 상기 유도가열조리기의 기본적인 가열원리를 살펴보면, 상기 워킹코일(10)에 전류가 인가되면 자성체인 솥(20)은 유도(induction) 가열에 의하여 열이 가해지면서, 솥(20) 내부에서는 취반이 이루어지게 된다.

따라서 상기 유도가열조리기의 경우에는 자력선(25)을 발생시키기 위하여 일정크기의 고주파전압을 워킹코일(10)에 인가해야 하고, 이때 인가되는 고주파전압에 의해서 상기 워킹코일(10)은 약 1300W의 강한 화력을 갖게 된다.

또한, 유도가열조리기는 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 상기워킹코일(10) 외에 '보온'동작시에 가열원으로 이용되는 히터(30,40)를 구비하고 있다. 상기 히터는 솥(20)의 측면에 장착되는 사이드 히터(30)와, 솥(20)의 상부에 장착되는 탑 히터(40)로 구성된다.

즉, 취반이 행해지는 과정에서는 매우 높은 출력을 요구하므로, 상기 히터(30,40)와 워킹코일(10)이 함께 구동되어지고, '보온'공정이 행해지는 과정에서는 상기 히터(30,40)에 의한 출력으로 솥(20)의 온도를 유지시키는 것이다.

이러한 구성에 의한 출력으로 취반이 행해지는 유도가열조리기에서 상기 히터(30,40)는 외부로부터 밥솥 내부로 입력되는 교류전원에 직접 연결되어 일정크기의 출력을 발생시키고 있다.

도 3은 종래 유도가열조리기에서 히터의 제어 구성도를 도시하고 있다.

종래 유도가열조리기는 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 전원부(50)의 공급전원을 히터(70)에서 직접 입력하고, 상기 히터(70)는 제어부(60)의 제어에 의해서 구동이 이루어지도록 하고 있다.

따라서 외부로부터 전원이 입력되고, 유도가열조리기의 보온 또는 취반동작 수행명령이 입력되면, 상기 제어부(60)는 일정한 듀티비로 상기 히터(70)의 동작을 제어한다. 상기 히터(70)는 상기 제어부(60)의 제어에 의해서 외부 교류전압을 구동원으로 하여 정해진 용량의 출력을 발생시킨다.

즉, 종래의 유도가열조리기에서 히터(70)는, 입력전압의 크기와 무관하게 상기 제어부(60)로부터 일정한 제어를 받았고, 따라서 히터(70)의 출력은 입력전압의 변동에 따라서 변화가 발생될 수 밖에 없었다.

도 7a에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 제어부(70)로부터 일정한 듀티비로 제어되는 히터(70)에 정격전압이 인가되었을 경우 50W의 출력을 발생한다고 하면, 7b에 도시하고 있는 바와 같이, 저전압이 인가된 경우에는 동일 듀티비 제어에 의해서 약 40W의 출력이 발생되면서, 상기 히터(70)의 출력에 변동이 발생될 수 밖에 없는 것이다.

따라서 종래의 유도가열조리기의 히터 제어는, 입력전압에 따라서 히터의 출력에 변동이 발생되었고, 이것으로 인하여 보온온도가 너무 낮게 되거나 또는 너무 높게 되는 문제가 발생되었다. 이렇게 보온온도가 목표온도에서 벗어나게 되면, 보온 중의 밥의 질이 떨어지게 되고, 결과적으로 제품에 대한 품질 저하를 발생시켰다.

따라서 본 발명의 목적은, 입력전압의 크기를 감지하여 히터 출력이 일정하게 유지되도록 제어할 수 있는 유도가열조리기의 입력전압감지회로를 제공함에 있다.

도 1은 유도가열조리기의 가열원리 설명을 위한 개념도,

도 2는 유도가열조리기의 사시 단면도,

도 3은 종래 유도가열조리기의 히터 제어 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 히터 제어 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 입력전압감지회로도,

도 6은 입력전압에 비례하는 교류 입력전압 크기 특성도,

도 7a ~ 도 7c 는, 히터 출력 듀티비에 따른 히터 출력 발생 특성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 워킹코일 15 : 와전류

20 : 솥 25 : 자력선

30,40,70 : 히터 50,55 : 전원부

60,65 : 제어부 80 : 입력전압감지부

85 : 전원회로 90 : 트랜스

R1,R2,R3 : 저항 C : 콘덴서

D : 다이오드

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유도가열조리기의 입력전압감지회로는, 입력 교류전압의 크기를 검출하기 위한 입력전압감지수단과; 상기 입력전압감지수단의 출력에 기초해서 히터의 출력 듀티비를 결정하는 제어수단과; 상기 제어수단의 출력에 제어되어 교류전압에 의해 구동되는 히터를 포함하여 구성된다.

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

도 4는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 히터 제어를 위한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 유도가열조리기의 입력전압감지회로의 상세 구성도이다.

본 발명의 히터 제어는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 조리기 내부로 입력되는 교류전원이 직접 히터(75)에 공급되도록 제어하는 전원부(55)와, 상기 전원부(55)의 입력전압크기를 감지하는 입력전압감지부(80)와, 상기 입력전압감지부(80)의 감지전압 크기에 따라서 상기 히터(75)의 출력 듀티비를 제어하는 제어부(65)를 포함한다. 상기 제어부(65)가 상기 히터(75)의 출력을 제어하기 위해서 히터 출력 듀티비를 제어할 수도 있고, 또한 히터(75)의 총 구동시간을 제어하여 히터 출력을 제어하는 것도 물론 가능하다. 상기 제어부(65)는, 본 실시예 상에서 마이크로컴퓨터를 이용한다.

상기 입력전압감지부(80)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 조리기 내부로 입력된 교류전압을 변압하는 트랜스(90)와, 상기 트랜스(90)의 출력으로부터 5볼트 크기의 정격전원을 발생시키기 위한 5볼트 전원회로(85)와, 상기 트랜스(90)에서 변압된 직류전압을 입력하고 분압하는 저항(R1,R2,R3)과, 상기 저항을 통해 인가되는 전압의 충방전을 수행하는 콘덴서(C)와, 그리고 상기 저항과 콘덴서(C)에 의해 결정된 전압을 아날로그/디지탈 입력단자(A/D)로 입력하는 마이크로컴퓨터(65)를 포함한다. 그리고 상기 입력단자에 역방향의 다이오드(D)를 통해서 5볼트의 전압이 공급되고 있다.

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

전원부(55)는, 조리기 내부로 입력되는 교류전원이 직접 히터(75)에 공급될 수 있도록 한다. 상기 전원부(55)에 입력된 교류전원은 트랜스(90)를 통해서 입력전압에 비례하는 크기로 변압된다. 상기 트랜스(90)에서 변압된 전압을 입력해서 전원회로(85)는 5볼트 크기의 전압을 발생시킨다.

한편, 상기 트랜스(90)에서 입력전압에 따라 변압된 전압은 저항(R1,R2,R3)과 콘덴서(C)를 통해서 마이크로컴퓨터(65)의 아날로그/디지탈 입력단자(A/D)에 입력된다.

상기 마이크로컴퓨터(65)는 도 6에 도시되고 있는 바와 같이, 아날로그/디지탈 입력단자(A/D)의 전압에 비례하여, 조리기 내부로 입력된 전압크기를 추정할 수 수 있는 테이블을 저장하고 있다. 일 예로, 상기 입력단자(A/D)의 전압이 3.7볼트일때, 교류입력전압은 189볼트로 추정되며, 입력단자(A/D)의 전압이 4.0볼트일때, 교류입력전압은 220볼트로 추정된다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(65)는 상기 아날로그/디지털 입력단자(A/D)의 입력전압에 따라서 조리기 내부의 교류전압 크기를 추정한다. 그리고 추정된 전압 크기에 따라서 상기 히터(75)의 출력 듀티비를 제어하는 신호를 출력한다.

만일, 조리기 내부 입력전압이 저전압일때, 도 7c에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 히터(75)의 출력 듀티비를 정격전압시보다 크게 제어하여, 히터의 총 출력은 정격시의 크기와 동일하게 제어한다.

그리고 조리기 내부 입력전압이 히터의 파손을 유발할 정도로 매우 높은 고전압일때는, 히터(75)의 파손을 방지하기 위해서 히터(75)의 동작을 정지시킨다. 또한, 조리기 내부 입력전압이 히터의 동작에 관계없는 크기의 고전압인 경우에는, 상기 히터(75)의 출력 듀티비를 정격전압시보다 작게 제어하여, 히터의 총 출력은 정격시의 크기와 동일하게 제어한다.

또한, 조리기 내부 입력전압이, 매우 낮은 저전압임으로 인해서, 워킹코일의 스위칭소자인 IGBT에 손상을 입힐 우려가 있을때, 시스템이 동작을 하지 않도록 차단시킨다.

즉, 본 발명은 외부 교류전원에 의해서 직접 구동되는 히터가 필요 이상의 출력을 내어 보온온도를 너무 높이거나 또는 히터가 낮은 출력을 내어 보온온도를 너무 낮추는 등의 문제를 해결하기 위한 것이다. 따라서 외부에서 입력되는 교류전원 크기를 감지하고, 입력된 교류전원의 크기에 따라서 히터의 출력 듀티를 조절하도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 입력전원의 크기에 따라서 히터의 출력 듀티를 조절하므로서, 항상 히터가 정격 출력을 발생하도록 한다. 따라서 히터의 이상 출력으로 인한 보온온도의 상승, 하강을 방지하여, 소비자가 항상 맛있는 밥을 먹을 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 고전압 인가시 히터의 이상 과열로 인한 히터의 손상을 방지하므로서, 제품에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 입력 교류전압의 크기를 검출하기 위한 입력전압감지수단과;

   상기 입력전압감지수단의 출력에 기초해서 히터의 출력 듀티비를 결정하는 제어수단과;

   상기 제어수단의 출력에 제어되어 교류전압에 의해 구동되는 히터를 포함하여 구성되는 유도가열조리기의 입력전압감지회로.