KR20040018001A - 전자렌지의 고출력 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자렌지의 고출력제어회로에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 전자렌지의 고압트랜스의 전류와 전압의 위상이 동상이 되도록 하여 고압트랜스에서의 역률을 보상하는데 있다.

본 발명은 전자렌지의 고압트랜스에 공급되는 전압과 전류의 위상차에 따른 역률저하를 보상하기 위한 역률보상수단을 구비함으로서 고압트랜스에서의 전압과 전류의 위상차에 따른 역률을 개선하여 전자렌지의 출력을 고출력으로 향상시킨다.

Description

전자렌지의 고출력 제어회로{Control circuit for high power level in a microwave oven}

본 발명은 전자렌지에 관한 것으로, 전자렌지에 공급되는 전원의 역률을 개선하여 마그네트론의 출력효율을 향상시키기 위한 전자렌지의 고출력 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로, 전자레인지(Microwave oven)는 열전도 및 열복사 등을 이용한 외부 가열 방식의 조리가구와는 달리 초고주파에 의하여 조리를 하는 장치이다. 이러한 전자레인지는 마그네트론이라는 초고주파 발진관에 고압전기를 가하여 2,450㎒의 초고주파를 발생시킨다. 마그네트론에서 발생된 2,450㎒의 초고주파는 1초에 24억 5천만번이나 전계의 방향이 바뀌는데, 이 초고주파를 식품에 가하게 되면 식품을 구성하고 있는 분자들은 1초에 24억 5천만번 회전하게 되고 이에 따라 많은 마찰열이 발생하게 되어 식품이 조리된다.

이러한 전자렌지의 종류에는 가스렌지의 상부 벽면에 설치되고, 가스렌지에 의한 음식물의 조리시 발생하는 습기 및 연기를 흡입하여 외부로 배출하는 후드로서의 기능을 가지는 벽걸이형 전자렌지가 있다.

도 1은 종래의 벽걸이형 전자렌지의 고압부제어회로이다.

도 1을 살펴보면, 도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 전자렌지의 고압부제어회로는 마이크로파를 발진하는 마그네트론(MGT)에 상용 교류전원에 의한 전압을 미리 설정된 고전압으로 승압시키기 위한 고압트랜스(HVT), 고압트랜스(HVT)를 통해 승압된 상기 고전압을 마그네트론(MGT)에 공급하기 위한 고압콘덴서(HVC), 고압다이오드(HVD), 공급된 고전압에 의해 구동하여 마이크로파를 발진하는 마그네트론(MGT)을 포함한다.

전자렌지에서 사용할 수 있는 전력(P)은 입력전압(V)과 입력전류(I) 및역률(conΦ)의 곱으로 표현된다(P=VIconΦ). 역률이란, 공급된 전력이 부하에 얼마만큼의 유효한 일을 했는가의 비율을 수치로 나타낸 것으로, 교류회로에 있어서 유효전력과 피상전력과의 비로 표현된다. 보통 퍼센트(%)로 표시되고, 전압과 전류의 위상각이 Φ=0이면 cos Φ=1이 되어 전력은 최대가 된다. 즉, 역률은 최고가 1이고 최저는 0이다. 일반적으로, 전열기나 백열전구와 같이 전기에너지를 열에너지로 바꾸는 것에서는 역률은 1이 되나, 전동기나 변압기와 같이 철심을 갖고 철심에 교류전원으로부터 흘러들어온 전류의 일부에 의하여 자속을 발생시켜 에너지를 자기적으로 저장함으로서 동작하는 장치에서는 역률이 1이하로 저하된다.

전자렌지는 동일한 조건에서 상대적으로 고출력을 요구함으로 전자렌지의 출력을 고출력으로 증가시키기 위해서는 입력전압, 입력전류 또는 역률을 증가시켜야 한다.

그러나, 이러한 벽걸이형 전자렌지의 미국 내 후드 분전판의 정격퓨즈는 15A인 관계로 미국 내에 판매되는 벽걸이형 전자렌지의 경우, 허용 전류치가 15A를 넘지 못하게 제한되어 있다.

따라서, 전자렌지의 출력을 고출력으로 향상시키기 위해서는 전류(I)는 15A, 전압(V)은 120V로 제한되어 있으므로 역률(cosΦ)을 증가시켜야 한다.

그러나, 이 또한 고압트랜스의 유도성 리액턴스 성분에 의해 입력전류와 전압의 위상차가 생기기 때문에 역률을 증가시키는 데 한계가 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자렌지의 고압트랜스(HVT)에는 전류의 위상이 전압의 위상보다 늦어지게 된다. 이에 따라 전류와 전압의 위상이 서로 동상인경우(역률이 1)에 대비하여 상대적으로 역률이 낮아지게 되고, 역률이 낮아짐으로서 전자렌지의 출력이 함께 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자렌지의 고압트랜스의 전류와 전압의 위상이 동상이 되도록 함으로서 고압트랜스에서의 역률을 개선하여 전자렌지의 출력을 고출력으로 향상시키는 데 있다.

도 1은 종래의 전자렌지의 고압부 제어회로도이다.

도 2는 도 1에서의 전압과 전류의 파형을 보인 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 전자렌지의 고출력 제어회로도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로 도 3에서의 역률보상수단이 고압트랜스의 출력단에 연결된 것을 보인 도이다.

도 5는 도 3과 도 4의 고압트랜스에서의 전압과 전류의 파형을 보인 그래프이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

HVT : 고압트랜스HVC : 고압콘덴서

HVD : 고압다이오드MGT : 마그네트론

C: 캐패시터10 : 역률보상수단

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자렌지의 고출력 제어회로는 상용 교류전원을 미리 설정된 고전압으로 승압시키기 위한 고압트랜스, 상기 고전압을 공급받아 마이크로파를 발진하는 마그네트론을 구비한 전자렌지의 고출력 제어회로에 있어서, 상기 고압트랜스에서의 전압과 전류의 위상차에 따른 역률저하를 보상하기 위한 역률보상수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 마그네트론의 고출력 제어회로도이다.

도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 전자렌지의 고출력 제어회로는 마이크로파를 발진하는 마그네트론(MGT)에 상용 교류전원에 의한 전압을 미리 설정된 고전압으로 승압시키기 위한 고압트랜스(HVT), 고압트랜스(HVT)에서의 전압과 전류의 위상차를 보상하기 위한 역률보상수단(10), 고압트랜스(HVT)을 통해 승압된 상기 고전압을 마그네트론(MGT)에 공급하기 위한 고압콘덴서(HVC), 고압다이오드(HVD), 공급된 고전압에 의해 구동하여 마이크로파를 발진하는 마그네트론(MGT)을 포함한다.

이러한 고압트랜스(HVT)는 상용 전원입력단에 연결된 1차 코일과 마그네트론(MGT)에 전압을 공급하기 위한 부하단에 연결된 2차 코일을 갖고, 상기한 1차 코일과 2차 코일에는 각각 소정의 권선수를 갖도록 구성되어 있다.

또한, 역률보상수단(10)은 고압트랜스(HVT)의 1차 코일의 양단에 병렬로 연결된 소정용량의 캐패시터(C)를 포함한다. 일반적으로, 코일과 같은 유도성 부하에서는 전압의 위상보다 위상이 뒤지는 지상전류가 흐르게 되고, 캐패시터와 같은 용량성 부하에서는 전압의 위상보다 위상이 앞서는 진상전류가 흐르게 되므로, 고압트랜스(HVT)의 1차 코일에 상기한 캐패시터(C)를 통해 발생되는 진상전류를 흐르게 하여 서로 상쇄시킴으로서 1차 코일에서의 전압의 위상과 전류의 위상이 같은 위상을 같도록 하여 역률을 개선하게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로 도 3에서의 역률보상수단이 고압트랜스의 출력단에 연결된 것을 보인 도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 역률보상수단(10)은 고압트랜스(HVT)의 2차 코일의 양단에 병렬로 연결된 소정용량의 캐패시터(C)를 포함한다. 이에 따라, 고압트랜스(HVT)의 2차 코일에 상기한 캐패시터(C)를 통해 발생되는 진상전류를 흐르게 하여 서로 상쇄시킴으로서 2차 코일에서의 전압의 위상과 전류의 위상이 같은 위상을 같도록 하여 역률을 개선하게 된다.

도 5는 도 3 또는 도 4의 고압트랜스에서의 전압과 전류의 파형을 보인 그래프이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 캐패시터(C)에 의한 진상전류에 의해 고압트랜스(HVT)의 1차 코일 또는 2차 코일에서의 전압의 위상과 전류의 위상이 서로 동상이 되어 전자렌지의 출력이 고출력으로 향상된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 고압트랜스에서의 역률을 개선함으로서 동일전압과 전류에 대비하여 전자렌지의 출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 상용 교류전원을 미리 설정된 고전압으로 승압시키기 위한 고압트랜스, 상기 고전압을 공급받아 마이크로파를 발진하는 마그네트론을 구비한 전자렌지의 고출력 제어회로에 있어서,

   상기 고압트랜스에서의 전압과 전류의 위상차에 따른 역률저하를 보상하기 위한 역률보상수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 고출력 제어회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 역률보상수단은, 상기 위상차를 보상할 수 있도록 상기 고압트랜스에 상기 전압의 위상보다 높게 설정된 위상의 전류를 제공하는 캐패시터인 것을 특징으로 하는 전자렌지의 고출력 제어회로.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 캐패시터는, 상기 고압트랜스의 입력단 또는 출력단에 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 고출력 제어회로.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 캐패시터는, 상기 고압트랜스의 1차코일 양단에 병렬 연결된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 고출력 제어회로.