KR20020019502A - 직류용 전자렌지의 안전회로 - Google Patents

Abstract

직류용 전자렌지의 안전회로가 개시된다. 개시된 바와 같이, 본 발명에서는, 직류전원을 교류로 변환하기 위해 구동되는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 구동에 의해 마그네트론에 인가되는 고압을 발생하는 고압트랜스 및, 상기 인버터수단을 구동시키기 위한 구동펄스를 발생하는 펄스구동수단을 갖춘 직류용 전자렌지에 있어서, 조리실도어의 개폐동작 및 조리기능의 실행동작에 따라 상기 펄스구동수단의 구동펄스 발생을 단속하기 위한 스위칭수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

직류용 전자렌지의 안전회로{Safety Circuit Of a DC Microwave Oven}

본 발명은 직류용 전자렌지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류전원을 교류로 변환하여 마그네트론을 구동하는 직류용 전자렌지의 안전성을 만족시키기 위한 직류용 전자렌지의 안전회로에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 일반적인 전자렌지는 110∼230V의 상용 교류전원을 인가받아 고압을 형성한 후, 그 고압에 의해 마그네트론을 구동하여 마이크로파를 발생시킴으로써, 소망하는 조리기능이 구현될 수 있도록 하는 교류용 전자렌지가 통상적으로 채용되고 있다.

하지만, 이러한 통상적인 교류용 전자렌지는 상용 교류전원만을 사용하여 구동되도록 설계되어 있기 때문에, 교류전원의 공급이 어려운 야외나 차량, 선박, 항공기 등과 같은 각종의 운송수단내에서는 사용할 수가 없게 되는 문제가 발생된다.

그러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 차량 등과 같은 각종의 운송수단이나 야외에서 소지가 가능한 전원배터리로 이루어진 직류전원을 사용하여 마그네트론을 구동할 수 있는 직류용 전자렌지가 개발되어 사용되고 있는 바, 그러한 직류용 전자렌지는 별도의 인버터(Inverter)를 채용하여 직류전압을 교류로 변환할 수 있도록 되어 있다.

한편, 이러한 직류용 전자렌지는 통상적으로 12V나 24V의 전원배터리를 직류전원으로 사용하고 있고, 그러한 직류전원에 의해 마그네트론을 적정한 출력으로 구동하기 위해서 30A∼100A의 전류용량을 갖게 된다. 따라서, 전자렌지의 도어 조작과 사용자에 의한 기능버튼 조작에 따라 마그네트론으로의 전원공급을 단속하기 위한 스위치 즉, 주인터록 스위치(primary Interlock Switch)와 부인터록스위치(Secondary Interlock Switch) 등은 직접 전원단을 단속해야 하기 때문에, 상기한 직류전원의 대전류를 충분히 견딜 수 있는 용도의 특수한 스위칭소자를 채용하여야 한다.

그러나, 그러한 직류용 전자렌지에서는 직류전원의 대전류를 견디기 위해 대용량의 스위치가 채용되어야 하지만, 그러한 대용량의 스위치를 개발하는 것은 현재의 스위치제조기술로는 상당한 어려움이 있고, 그 제조비용의 상당한 가격상승이 불가피하다는 문제점이 있다.

게다가, 이러한 직류용 전자렌지에서는 주인터록 스위치와 부인터록 스위치가 직류전원을 단속하기 위해 설치되어 있더라도, 전자렌지의 규격기관에서 요구하는 인터록 규정 즉, 주인터록 스위치와 부인터록 스위치가 이상발생에 의해 쇼트된 상태에서 도어를 개방하더라도 마그네트론의 구동을 금지시키도록 하는 규정을 만족시키는 별도의 안전회로를 구비하여야 하는 기술적 해결과제를 여전히 포함하고 있다.

또한, 이러한 직류용 전자렌지에서는 직류전원으로부터의 직류전압이 과전류를 포함하고 있는 경우에 그 과전류에 의한 전압강하가 급격하게 상승하게 되지만, 그러한 과도한 전압강하 상태를 적정하게 검출하여 인버터 회로를 포함하는 각종의 회로소자의 손상을 방지하는 보호회로가 제공되어 있지 않은 실정이다.

따라서, 상기한 직류용 전자렌지에서는 규격기관이 마련한 인터록 규정을 만족시키면서 과전류의 발생에 의한 과도한 전압강하를 적정하게 검출하여 회로소자의 손상을 방지하기 위한 보호회로의 채용이 절실하게 요구되는 상황이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 소용량의 스위치를 사용하여도 직류전원의 단속이 가능하도록 하고, 전자렌지의 인터록 규정에 만족하도록 모니터 스위치를 설치하기 위한 직류용 전자렌지의 안전회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모니터 스위치의 모니터링 동작과 더불어 과전류의 발생을 검출하여 회로소자의 손상을 방지하기 위한 회로 보호동작이 수행되는 직류용 전자렌지의 안전회로를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안전회로가 직류용 전자렌지에 적용된 상태를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

HVT:고압트랜스, HVC:고압커패시터,

HVD:고압다이오드, MGT:마그네트론,

DSW:도어스위치, PSW:주인터록 스위치,

SSW:부인터록 스위치, VFC1,VFC2:펄스구동회로,

FET1,FET2:전계효과 트랜지스터, RY1,RY2:릴레이,

MSW1,MSW2,MSW11,MSW22:모니터 스위치,

30:전압 레귤레이터, 40:마이컴,

50,51,53:트랜지스터, 52:오피앰프,

54:비교기.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 직류전원을 교류로 변환하기 위해 구동되는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 구동에 의해 마그네트론에 인가되는 고압을 발생하는 고압트랜스 및, 상기 인버터수단을 구동시키기 위한 구동펄스를 발생하는 펄스구동수단을 갖춘 직류용 전자렌지에 있어서, 조리실도어의 개폐동작에 따라 상기 펄스구동수단의 구동펄스 발생을 단속하기 위한 스위칭수단을 포함하여 구성되는 직류용 전자렌지의 안전회로가 제공된다.

바람직하게, 상기 스위칭수단은, 조리실도어의 개폐동작을 감지하여 스위칭되는 도어감지스위치와, 상기 펄스구동수단의 전원입력단측에 연결되어 조리실도어의 개폐동작에 따라 스위칭되는 주인터록 스위치 및, 상기 주인터록 스위치를 매개하여 상기 펄스구동수단의 전원입력단과 연결되어, 상기 도어감지스위치가 스위칭온된 상태에서 조리기능이 실행되면 스위칭온되는 부인터록 스위치를 포함하여 구성된다.

더 바람직하게, 본 발명에서는 상기 직류전원의 직류전압을 전압조정하여 상기 주인터록 스위치와 부인터록 스위치를 통해 상기 펄스구동수단의 전원입력단에 공급하는 전압 레귤레이터를 더 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에서는 상기 스위칭수단의 오작동시 조리실도어의 개폐동작에 따라 동작되어 상기 직류전원의 공급을 차단시키는 스위치 모니터수단을 더 포함하여 구성된다.

한편, 상기 스위치 모니터수단은, 상기 주인터록 스위치와 부인터록 스위치의 이상발생에 의한 쇼트상태시 조리실도어의 개폐동작에 따라 스위칭되는 복수의 모니터 스위치와, 상기 복수의 모니터 스위치가 스위칭되어 대전류가 유기되면 오픈되어 상기 직류전원을 차단하는 퓨즈를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명에서는 상기 복수의 모니터 스위치의 각각의 일단이 퓨즈를 매개하여 상기 직류전원과 연결되고, 각각의 타단이 상기 인버터수단과 고압 트랜스의 1차측 코일단 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 상기 스위치 모니터수단을 매개하여 상기 직류전원으로부터 발생되는 과전류를 검출하여 상기 펄스구동수단의 구동펄스 발생을 차단시키는 과전류 검출/유지수단을 더 포함하여 구성된다.

한편, 상기 스위치 모니터수단은 일단의 스위칭접점이 퓨즈를 매개하여 상기 직류전원과 연결되고, 타단의 스위칭접점이 상기 과전류 검출/유지수단측과 연결된 3단의 모니터 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다음에, 첨부도면을 참조하여 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 안전회로가 직류용 전자렌지에 적용된 상태를 나타낸 회로도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 안전회로는, 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)와, 오피앰프(52), 제 3트랜지스터(53), 다이오드(D1) 및, 구동펄스회로(VFC2)에 내장된 비교기(54)로 구성된다.

상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)는 각각의 베이스단이 상기 구동펄스회로(VFC2)의 제 1 및 제 2펄스출력단자(OUT1,OUT2)로부터 상기 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 게이트단간에 각각 연결된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)의 각각의 컬렉터단은 상기 고압트랜스(HVT)의 1차측 코일(T1)을 매개하여 직류전원(DC)의 플러스단과 연결되어 있고, 그 에미터단이 각각의 저항(R7,R8)을 매개하여 접지단과 연결되어 있다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)는 NPN 바이폴라 트랜지스터로 이루어져서, 상기 펄스구동회로(VFC2)의 제 1 및 제 2펄스출력단자(OUT1,OUT2)에서 발생되는 상호 반전된 신호레벨을 갖춘 제 1 및 제 2펄스신호를 그 베이스단에 각각 인가받아 상호 교번적으로 턴온된다.

한편, 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)는 상기 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 상호 교번적인 턴온에 따라 드레인-소오스단간에 걸리는 전압강하치에 상응하여 상호 교번적으로 턴온된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2전계효과트랜지스터(FET1,FET2)에 흐르는 전류가 과도하게 증가하게 되면, 각각의 전압강하치도 그에 따라 과도하게 상승된다.

또, 상기 제 1트랜지스터(50)의 에미터단과 저항(R7)단의 사이 및 제 2트랜지스터(51)의 에미터단과 저항(R8)단 사이는 상호 공통접속되어 상기 오피앰프(52)의 비반전입력단과 연결된다.

상기 오피앰프(52)는 그 반전입력단이 저항(R9)을 매개로 접지단과 연결되고, 그 출력단에 일단이 연결된 저항(R10)이 반전입력단과 저항(R9)단의 사이에 연결되어 있다.

상기 오피앰프(52)는 상기 저항(R9,R10)의 분압동작에 의해 연산되는 증폭도에 따라 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)의 각 에미터단에 유기되는 합성전압을 증폭하여 출력한다.

또한, 상기 비교기(54)는 상기 펄스구동회로(VFC2)내에서 에러앰프(Error Amp)로서 채용된다. 상기 비교기(54)는 그 비반전입력단이 상기 오피앰프(52)의 출력단과 연결되고, 그 반전입력단이 기준전압을 발생시키기 위한 분압저항(R12,R13)단 사이에 연결된다.

한편, 상기 펄스구동회로(VFC2)는 피드백단자(FB)가 형성되어 피드백 구동용 제 3트랜지스터(53)의 베이스단과 연결된다. 상기 제 3트랜지스터(53)의 에미터단은 저항(R14)을 매개로 접지단과 연결되고, 그 에미터단과 저항(R14)단의 사이는 다이오드(D1)를 매개로 상기 비교기(54)의 비반전입력단과 연결되어 있다.

여기서, 상기 펄스구동회로(VFC2)는 상기 비교기(54)로부터 기준전압을 초과하는 전압을 검출한 결과에 따른 비교결과신호가 발생되면, 그 제 1 및 제 2펄스출력단자(OUT1,OUT2)에서 제 1 및 제 2펄스신호가 발생되는 것을 중지한다. 그와 동시에, 상기 펄스구동회로(VFC2)는 그 피드백단자(FB)를 통해 바이어스신호로서의 피드백제어신호를 지속적으로 발생한다.

한편, 상기 제 3트랜지스터(53)는 상기 펄스구동회로(VFC2)로부터 지속적으로 출력되는 피드백제어신호를 그 베이스단에 인가받아 턴온상태를 유지하게 되고, 상기 다이오드(D1)의 도통에 의해 출력되는 피드백신호는 상기 비교기(54)의 반전단자에 유기되는 기준전압을 초과하는 전압치를 갖게 된다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 대한 동작을 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도어감지스위치(DSW)가 스위칭온되면, 펄스구동회로(VFC2)는 12V의 직류전압을 그 전원단(Vcc)에 인가받아 기동되어 그 제 1 및 제 2펄스출력단자(OUT1,OUT2)를 통해 상호 펄스주기가 반전되는 제 1 및 제 2펄스신호를 발생한다.

이 때, 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)는 상기 펄스구동회로(VFC2)로부터의 제 1 및 제 2펄스신호를 각각 인가받아 상호 교번적으로 턴온된다. 고압트랜스(HVT)는 상기 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 상호 교번적인 스위칭온동작에 의해 직류전원(DC)으로부터의 직류전압을 교류전압으로 변환하여 그 2차측 코일(T2)에서 고압이 유기된다.

그에 따라, 마그네트론(도시되지 않음)은 상기 고압트랜스(HVT)에서 유기되는 고압을 인가받아 구동되어 마이크로파를 발생한다.

상기한 동작 상태에서, 상기 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)의 교번적인 스위칭온동작에 의해 형성되는 폐회로에서 과도한 전류가 발생되는 경우에, 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)는 상기 펄스구동회로(VFC2)에서 발생되는 제 1 및 제 2펄스신호를 각각 인가받아 상호 교번적으로 스위칭온된다.

그 상태에서, 오피앰프(52)는 상기 제 1 및 제 2트랜지스터(50,51)의 에미터단에 유기되는 합성전압(즉, 과전압)을 그 비반전단자에 인가받아 증폭하여 출력하고, 상기 펄스구동회로(VFC2)에 내장된 비교기(54)는 상기 오피앰프(52)에 의해 증폭된 과전압을 분압저항(R12,R13)에 의해 발생되는 기준전압과 비교하여 하이레벨의 비교결과신호를 발생한다.

따라서, 상기 펄스구동회로(VFC2)는 제 1 및 제 2펄스출력단자(OUT1,OUT2)에 출력되는 제 1 및 제 2펄스출력신호의 발생을 중지하고, 피드백단자(FB)를 통해 피드백제어신호를 지속적으로 발생하게 된다. 제 3트랜지스터(53)는 상기 피드백제어신호를 인가받아 지속적으로 스위칭온되어 다이오드(D1)를 통해 과전압에 상응하는 피드백전압을 상기 비교기(54)에 지속적으로 공급함으로써, 과전압의 검출상태가 유지된다.

결과적으로, 상기 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)는 스위칭오프상태를 유지하게 되어 마그네트론의 구동이 중지됨에 따라, 그 제 1 및 제 2전계효과 트랜지스터(FET1,FET2)를 포함한 관련 회로소자가 과전류로부터 보호되는 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 주인터록 스위치와 부인터록 스위치의 이상발생에 의한 쇼트상태를 감지하여 직류전원의 공급을 차단하기 위한 모니터 스위치를 채용함과 더불어, 그 모니터 스위치를 3단의 스위치 구조로 적용하고, 그 3단의 모니터 스위치에 의해 직류전원으로부터 발생되는 과전류를 검출하여 회로소자의 파괴를 방지하는 과전류 감지/유지회로를 채용함에 의해, 전자렌지의 안전 규격을 만족시키는 동시에 과전류의 발생으로부터 회로소자의 손상을 방지할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (11)

1. 직류전원을 교류로 변환하기 위해 구동되는 인버터수단과, 상기 인버터수단의 구동에 의해 마그네트론에 인가되는 고압을 발생하는 고압트랜스 및, 상기 인버터수단을 구동시키기 위한 구동펄스를 발생하는 펄스구동수단을 갖춘 직류용 전자렌지에 있어서,

   조리실도어의 개폐동작에 따라 상기 펄스구동수단의 구동펄스 발생을 단속하기 위한 스위칭수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의안전회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭수단은,

   조리실도어의 개폐동작을 감지하여 스위칭되는 도어감지스위치와,

   상기 펄스구동수단의 전원입력단측에 연결되어 조리실도어의 개폐동작에 따라 스위칭되는 주인터록 스위치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭수단은,

   조리실도어의 개폐동작을 감지하여 스위칭되는 도어감지스위치와,

   상기 펄스구동수단의 전원입력단측에 연결되어 조리실도어의 개폐동작에 따라 스위칭되는 주인터록 스위치 및,

   상기 주인터록 스위치를 매개하여 상기 펄스구동수단의 전원입력단과 연결되어, 상기 도어감지스위치가 스위칭온된 상태에서 조리기능이 실행되면 스위칭온되는 부인터록 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 직류전원의 직류전압을 전압조정하여 상기 주인터록 스위치와 부인터록 스위치를 통해 상기 펄스구동수단의 전원입력단에 공급하는 전압 레귤레이터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭수단의 오작동시 조리실도어의 개폐동작에 따라 상기 직류전원의 공급을 차단시키는 스위치 모니터수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 스위치 모니터수단은,

   상기 주인터록 스위치와 부인터록 스위치의 이상발생에 의한 쇼트상태시 조리실도어의 개폐동작에 따라 스위칭되는 복수의 모니터 스위치와,

   상기 복수의 모니터 스위치가 스위칭되어 대전류가 유기되면 오픈되어 상기 직류전원을 차단하는 퓨즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 모니터 스위치의 각각의 일단이 퓨즈를 매개하여 상기 직류전원과 연결되고, 각각의 타단이 상기 인버터수단과 고압 트랜스의 1차측 코일단 사이에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 스위치 모니터수단을 매개하여 상기 직류전원으로부터 발생되는 과전류를 검출하여 상기 펄스구동수단의 구동펄스 발생을 차단시키는과전류 검출/유지수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 스위치 모니터수단은 일단의 스위칭접점이 퓨즈를 매개하여 상기 직류전원과 연결되고, 타단의 스위칭접점이 상기 과전류 검출/유지수단측과 연결된 3단의 모니터 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 과전류 검출/유지수단은,

    상기 인버터수단의 과전류 발생에 따른 전압강하치를 검출하여 검출전압을 발생하는 과전류 검출부와,

    상기 과전류 검출부로부터의 검출전압을 미리 설정된 기준전압과 비교하여 비교결과신호를 출력하는 비교부 및,

    상기 비교부에 설정된 기준전압을 초과하는 피드백전압을 상기 비교부에 지속적으로 발생하는 피드백부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 과전류 검출부로부터의 검출전압을 증폭하여 상기 비교부에 인가하는 증폭부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 직류용 전자렌지의 안전회로.