KR20030031312A - 전자레인지용 고압트랜스의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지용 고압트랜스의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압트랜스의 최적설계를 위한 전자레인지용 고압트랜스의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 전자레인지용 트랜스를 최적으로 설계함에 있어서, 트랜스의 규격에 맞추면서도 코아 온도 상승을 조절할 수 있도록 트랜스의 동작주기를 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 전자레인지용 트랜스의 무게를 약 3.8Kg까지 낮추는 것이 가능하였고, 제조비용도 약 12%를 절감할 수 있는 효과를 얻는 것이 가능하였다.

Description

전자레인지용 고압트랜스의 제어방법{Control method for H.V. trans for microwave oven}

본 발명은 전자레인지용 고압트랜스의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압트랜스의 최적설계를 위한 전자레인지용 고압트랜스의 제어방법에 관한 것이다.

전자레인지에 사용되는 마그네트론은, 마이크로웨이브파를 발생시킨다. 상기 마이크로웨이브파가 음식물에 가해지면, 음식물 내부에 있는 분자가 그 주파수의 진동에 따라서 같은 속도로 회전 또는 진동하게 된다. 이러한 진동 또는 회전이 이루어질 때, 분자 상호간에 발생되는 마찰열은 음식물의 온도를 급속히 상승시켜 가열시킨다.

상기 마이크로웨이브파를 발진시키는 발진기가 마그네트론이며, 상기 마그네트론에서 마이크로웨이브파를 발진시키기 위해서는 전압회로가 필요하다.

다음은 종래 전자레인지의 마그네트론 구동회로에 대해서 살펴본다.

도 1은 종래 전자레인지용 마그네트론을 구동하는 구동회로를 도시하고 있다.

도시되고 있는 바와 같이, 전원전압의 반주기 동안 전류는 도 1의 실선과 같이 흘러, 고압트랜스(1) 2차 코일에 +2000볼트가 유도된다. 그러면 2차 회로에서 고압 다이오드(2)가 도통되므로 고압캐패시터(4)에 +2000볼트가 충전되고, 마그네트론(3)에는 전압이 인가되지 않게 된다.

다음, 전원의 음의 반주기에서는 도 1의 점선과 같이 전류가 흘러, 고압트랜스(1)의 2차 코일에 -2000볼트가 유도된다. 그러면 2차 회로의 고압다이오드(2)가 차단되고, 고압캐패시터(4)에 충전되어 있던 전압과 고압트랜스(1) 2차 코일에 새로 유도된 전압이 동일방향을 갖게 되므로 합성되어 -4000볼트의 전압이 접속점(@)에 인가되면서 마그네트론(3)이 발진하게 된다. 상기 마그네트론(3)이 발진하고 있는 동안에는 반파정류파형의 형태로 DC -4000볼트의 전압이 마그네트론의 접속점(@)에 연속적으로 공급된다.

이와 같이, 전자레인지에 사용되고 있는 고압트랜스는, DC 4000볼트라는 매우 고압을 공급받아 마이크로웨이브파를 발생하도록 구성되고 있다.

한편, 전자레인지에서 수행되는 대부분의 요리는 대부분 20분 이내에서 이루어진다. 특히 최고출력을 요구하는 요리시간은 20분 이내에서 설정되고 있다.

그러나 전자레인지용 트랜스의 설계규격에서 최대시간의 2배까지(2HR) 가능하도록 규정되고 있기 때문에, 대부분의 제조자에서는 전자레인지용 트랜스를 설계함에 있어서 최대시간의 2배까지(2HR)에 맞게 설계하고 있다.

또한, 제품 내에 설정되고 있는 전자레인지용 트랜스의 제어방법도, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 90분의 용량에 맞게 되어 있고, 그 90분 동안 최고출력(트랜스의 100% 출력)으로 제어되도록 구성되고 있는 것이다.

이러한 제어방법과 제품의 설계규격 때문에, 종래의 전자레인지는 최대시간의 2배까지(2HR) 트랜스를 100% 출력하도록 릴레이를 제어하면, 도 3b에 도시하고 있는 바와 같이, 트랜스의 코아온도는 매우 높게 상승된다.

그렇기 때문에 전자레인지의 장시간 사용을 위해서는 상기 고압트랜스(1)에서 발생되는 많은 열은 방출할 수 있도록 고압트랜스(1)의 코아 적층을 많이 해야하고, 코일의 선경도 큰 것을 사용해야 한다. 이러한 문제 때문에 종래 전자레인지용 고압트랜스는, 재료비가 상승되고, 무게가 약 4.8Kg에 이를 정도로 무거운 문제점을 안고 있었다.

그리고 상기 고압트랜스(1)의 용량에 따라서, 상기 고압트랜스의 구동회로에 이용되는 고압 다이오드 및 고압 캐피시터 등도 그 용량이 커지기 때문에 전체적으로 제조 비용이 상승되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은, 전자레인지용 트랜스가 출력변화를 가지도록 제어하여, 트랜스 코아의 온도를 일정한 주기로 제어하는 전자레인지용 트랜스의 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 전자레인지용 고압트랜스의 전원회로도,

도 2는 종래 고압트랜스의 제어를 위한 동작 흐름도,

도 3a는 종래 고압트랜스의 릴레이 동작도,

도 3b는 종래 고압트랜스의 코아 온도 특성도,

도 4는 본 발명에 따른 고압트랜스의 제어를 위한 동작 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 고압트랜스의 릴레이 동작도,

도 6은 본 발명에 따른 고압트랜스의 코아 온도 특성도,

도 7은 본 발명에 따른 전자레인지용 고압트랜스의 제어 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 전원공급부10 : 온도검출부

15 : 타이머20 : 제어부

25 : 고압트랜스30 : 마그네트론

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자레인지용 트랜스의 제어방법은, 전자레인지용 트랜스를 설계함에 있어서, 전자레인지용 트랜스의 동작시간 범위 내에서, 초기 일정시간까지는 최고출력으로 제어되도록 트랜스의 전원공급을 제어하고, 소정시간이 경과하면 트랜스의 출력을 낮추어서 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 트랜스의 출력레벨은, 2가지 이상의 출력 변화를 갖도록제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 초기 일정시간은, 전자레인지의 실사용 시간에 기준해서 설정되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자레인지용 트랜스의 제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 전자레인지용 트랜스의 제어를 위한 제어 구성도이다.

본 발명에서 설명하는 전자레인지용 고압트랜스(25)는, 마그네트론(30)에서 마이크로웨이브파를 발진시키기 위해 반파배전압회로를 구동회로로 구비하고 있다. 상기 고압트랜스(25)는, HIGH VOLTAGE TRANSFORMER(H.V.Trans)이다. 전원공급부(5)는, 상기 고압트랜스(25)로 전원을 공급한다.

본 발명의 고압트랜스(25)는, 제품의 설계규격에서 규정되고 있는 바와 같이, 90분동안 사용 가능하도록 구성되어진다. 그러나 본 발명에서는 상기 90분 동안 고압트랜스(25)를 구동함에 있어서, 그 제어방법을 조절하여, 고압트랜스(25)의 코아 온도를 일정하게 제어하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제어는 본 발명의 제어부(20)에서 수행한다. 즉, 도 7에 도시하고 있지는 않지만, 상기 전원공급부(5)에서 고압트랜스(25)로 공급되는 전원은 상기 고압트랜스(25)의 전류통로 조절하기 위한 릴레이(도시하지 않음)에 의해서 개폐되며, 상기 릴레이는 제어부(20)에 의해서 온/오프 동작된다.

그리고 본 발명의 제어부(20)에서 상기 고압트랜스(25)의 90분 동안 동작을제어함에 있어서, 코아 온도 검출을 수행하고, 그 검출된 신호를 상기 제어부(20)에 제공하는 온도검출부(10)를 포함한다. 그리고 시간 계수를 위한 타이머(15)가 구비된다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명의 전자레인지용 트랜스는 다음과 같이 동작한다.

전원공급부(5)로부터 공급되는 전원을 1차측으로 공급받아서 고압트랜스(25)는, 2차단에 소정크기의 고압을 발생시킨다. 이때, 고압 트랜스(25)의 동작 제어는 제어부(20)에서 수행하고, 상기 제어부(20)에서 상기 고압트랜스(25)의 구동을 위한 릴레이(도시하지 않음)를 구동시킴에 의해서 상기 고압트랜스(25)가 발진한다.

이렇게 해서 상기 고압트랜스(25)의 2차단에 유기된 소정크기의 전압은 마그네트론(30)에 공급되고, 상기 마그네트론(30)은 도 1의 동작설명과 같이, 고압 다이오드가 차단되는 동안 발진하면서 마이크로웨이브파를 발생시키게 된다.

한편, 상기 마그네트론(30)의 발진을 위해 구성되는 고압트랜스(25)는, 그 구동시간에 비례하여 많은 열을 발생시킨다. 일 예로 종래와 같이, 최대시간 2배까지(2HR) 계속해서 고압트랜스(25)의 구동소자인 릴레이를 동작시키면, 상기 고압트랜스(25)의 코아온도는 최고 온도가 된다. 그러나 본 발명에서는 일반적인 요리에서 마그네트론(30)의 최고 출력을 요구하는 시간이 20분 이내인 점을 감안하여, 상기 고압트랜스(25)의 지속적인 최고동작시간은 소정시간(20분) 이내로 제한한다. 그리고 그 외의 시간(90분에서 남은시간)동안은 반복적으로 고압트랜스(25)의 구동소자인 릴레이를 온/오프 시키면서 출력 변화를 가지도록 한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명의 전자레인지용 트랜스가 출력에 변화를 가지도록 제어하는 동작과정에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전자레인용 트랜스의 제어방법이다.

제품의 규격에 따라서 트랜스의 동작시간이 90분으로 설정되면(제 220 단계), 제어부(20)는, 고압트랜스(25)의 구동소자인 릴레이(도시하지 않음)를 구동시켜서 전원을 공급한다(제 220 단계).

상기 제 220 단계의 동작으로 전원공급부(5)를 통해서 입력되는 상용교류전원은 고압트랜스(25)의 1차단에 공급된다. 상기 고압트랜스(25)는 공급되는 1차단전압에 기초해서 2차단 전압을 발생시킨다.

한편, 제어부(20)는, 상기 제 220 단계에 의한 전원이 공급된 후, 소정시간이 경과하는지를 감시한다. 즉, 초기 일정시간(약 20분)까지는 상기 고압트랜스(25)에 계속해서 전원이 공급되도록 해서, 상기 고압트랜스(25)가 지속적인 동작상태를 유지하도록 한다. 이때는 고압트랜스(25)의 동작시간에 비례하여 최고 출력(100%)이 발생된다.

그리고 상기 초기 일정시간이 경과하면, 제어부(20)는, 상기 고압트랜스(25)의 구동소자인 릴레이를 반복적으로 온/오프 제어한다(제 230 단계). 상기 제 230 단계의 동작은 설정되고 있는 최대시간의 2배까지(2HR) 잔여시간동안 계속해서 이루어진다. 이때는 고압트랜스(25)의 동작시간에 비례하여, 출력이 낮아지며, 그 출력레벨은 약 60% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 고압트랜스(25)의 릴레이는, 소정시간동안 온되었다가 오프되는 동작을 수행하고, 이때 상기 고압트랜스(25)의 1차단에는 릴레이의 온 주기동안 전원이 공급되고, 오프주기동안에는 전원이 차단되는 동작을 반복하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 제어부(20)는, 실제 전자레인지의 요리가 수행되는 시간동안(약 20분)은, 고압트랜스(25)가 지속적으로 동작상태를 갖도록 제어한다. 그러나 그 시간이 경과하면, 고압트랜스(25)의 구동소자인 릴레이를 도 5에 도시되고 있는 바와 같이, 소정주기로 반복적으로 온/오프 제어하여, 트랜스(25)의 발생 열을 낮게 제어한다.

이러한 제어로 본 발명은 도 6에 도시하고 있는 바와 같이 90분 동안 동작되는 트랜스(25)의 코아온도를 일정하게 제어하는 것이 가능하였다.

따라서 본 발명은 전자레인지용 트랜스를 최적으로 설계함에 있어서, 트랜스의 규격에 맞추면서도 코아 온도 상승을 조절할 수 있도록 트랜스의 동작주기를 제어하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 전자레인지용 트랜스의 무게를 약 3.8Kg까지 낮추는 것이 가능하였고, 제조비용도 약 12%를 절감할 수 있는 효과를 얻는 것이 가능하였다. 따라서 본 발명은 트랜스가 출력변화를 갖도록 제어하므로서, 최적의 전자레인지용 트랜스를 설계할 수 있다.

Claims (3)

1. 전자레인지용 트랜스를 설계함에 있어서,

   전자레인지용 트랜스의 동작시간 범위 내에서, 초기 일정시간까지는 최고출력으로 제어되도록 트랜스의 전원공급을 제어하고, 소정시간이 경과하면 트랜스의 출력을 낮추어서 제어하는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 트랜스의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 트랜스의 출력레벨은, 2가지 이상의 출력 변화를 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 트랜스의 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 초기 일정시간은, 전자레인지의 실사용 시간에 기준해서 설정되는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 트랜스의 제어방법.