KR20130107090A

KR20130107090A - 유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: KR20130107090A
Application number: KR1020120028914A
Authority: KR
Inventors: 문현욱; 박병욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-10-01
Also published as: EP2642819A2; US20130248517A1; EP2642819B1; KR101970524B1; EP2642819A3; US9271337B2

Abstract

유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예들은 복수의 가열 코일들을 이용하여 용기의 위치에 관계없이 용기를 효율적으로 가열할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 복수의 가열 코일들을 릴레이를 통해 소수의 인버터와 연결함으로써 복수의 가열 코일들 중 용기가 놓인 위치에 대해서만 가열할 수 있도록 하고, 가열 코일들을 직렬로 연결함으로써 가열 코일에 흐르는 전류를 낮춤으로써 인버터의 전류 정격을 낮출 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 인버터의 개수를 최소로 줄이면서 많은 수의 가열 코일을 동작시킬 수 있도록 릴레이 및 가열 코일을 결선함으로써 제조 비용을 줄이고 동작 효율을 증대시킴과 동시에 조리 장치의 안정성을 제고한다.

Description

유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법{INDUCTION HEATING COOKER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 조리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 가열 코일을 구비한 유도 가열 조리 장치에 관한 것이다.

유도 가열 조리 장치는 금속재의 조리 용기에 교류 자계를 가하여 용기에서 생기는 와류 손과 히스테리시스 손에 의해 발생하는 열을 이용하여 음식물을 조리하는 장치이다. 이러한 유도 가열 조리 장치는 고효율을 내는 장점이 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 유도 가열 조리 장치(10)는 용기(20)가 놓이는 상판(11)의 하부에 가열 코일(12)을 구비하고, 가열 코일이 가열됨에 따라 용기 내의 음식물을 가열한다. 유도 가열 조리 장치는, 또한 고주파 전류를 가열 코일에 흘리는 역할을 하는 인버터(inverter)를 구비한다.

일반적으로 유도 가열 조리 장치에서 인버터는 하프 브리지(Half Bridge) 방식, 풀 브피지(Full Bridge) 방식, Class E 방식 등으로 구현된다. 또, 통상 하나의 인버터에 하나의 가열 코일이 연결된다.

최근 유도 가열 조리 장치의 시장에는 Free Cook Zone과 같이 용기를 상판에 어디에 올려놓든지 용기의 위치를 스스로 찾아내어 가열하는 제품이 등장했다. 가열 효율을 최대한으로 올리기 위해서는 가열 코일의 개수가 많아야 유리해지는데, 가열 코일의 많아짐에 따라 이들을 구동하는 인버터의 개수도 같이 증가하게 된다.

본 발명의 실시 예들은 간단한 토폴로지를 통해 인버터의 개수를 최소한으로 줄이면서 많은 수의 가열 코일들을 동작시킬 수 있는 유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 실시 예들은 릴레이를 이용하여 가열 코일을 연결하거나 분리하고 가열 코일들을 직렬로 연결함으로써 가열 코일에 흐르는 전류를 줄일 수 있는 유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

일 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들을 포함하는 가열 유닛과, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들과, 상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 제어 유닛과, 각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들을 포함하여 구성된다.

다른 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛과, 각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들, 및 상기 가열 코일들에 연결되어 공진을 발생하는 공진 커패시터들을 포함하는 가열 유닛과, 제어 신호에 따라 상기 평활 유닛이 평활화한 직류 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 상기 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들과, 상기 가열 유닛에 대한 제어 명령을 입력받는 입력 유닛과, 상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 상기 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛과, 각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들을 포함하여 구성된다.

일 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법은, 각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들을 포함하는 가열 유닛과, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들과, 복수의 릴레이들을 포함하는 유도 가열 조리 장치에 있어서, 상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 단계와, 상기 복수의 릴레이들에 의해 상기 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 단계와, 제어 명령을 입력받는 단계와, 상기 제어 명령에 따라 해당 인버터를 구동하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시 예들은 복수의 가열 코일들을 이용하여 용기의 위치에 관계없이 용기를 효율적으로 가열할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 복수의 가열 코일들을 릴레이를 통해 소수의 인버터와 연결함으로써 복수의 가열 코일들 중 용기가 놓인 위치에 대해서만 가열할 수 있도록 하고, 가열 코일들을 직렬로 연결함으로써 가열 코일에 흐르는 전류를 낮춤으로써 인버터의 전류 정격을 낮출 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 인버터의 개수를 최소로 줄이면서 많은 수의 가열 코일을 동작시킬 수 있도록 릴레이 및 가열 코일을 결선함으로써 제조 비용을 줄이고 동작 효율을 증대시킴과 동시에 조리 장치의 안정성을 제고한다.

도 1은 일반적인 유도 가열 조리 장치의 외관을 보인 사시도;
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리 장치의 구성을 보인 블록도들;
도 4는 일 실시 예에 따른 가열 코일들의 배치를 보인 도;
도 5는 일 실시 예에 따른 가열 코일 및 릴레이의 결선도;
도 6은 도 5에서의 릴레이 동작에 따른 가열 코일의 결선을 보인 도;
도 7은 다른 실시 예에 따른 가열 코일 및 릴레이의 결선도;
도 8은 납작한 리츠 선(Flat Litz Wire) 방식의 가열 코일을 보인 단면도; 및
도 9는 일 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들을 포함하는 가열 유닛(100, 110, 120)과, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들(210, 220)과, 상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 제어 유닛(400)과, 각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛(400)이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들(310, 320)을 포함하여 구성된다.

가열 유닛(100)은, 상기 가열 코일들에 연결되어 공진을 발생하는 공진 커패시터들을 더 포함할 수 있다. 즉, 가열 유닛(100)은 가열 코일 및 공진 커패시터로 구성된 공진 회로를 형성하여 가열 영역에 놓인 용기들을 가열한다.

인버터(200)는 구동 유닛(610, 620)의 구동 신호에 따라 스위칭하는 스위칭 소자를 포함한다. 여기서, 스위칭 소자는 일반적으로 고주파 반도체이다. 스위칭 소자는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor; BJT), 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Biploar Transistor; IGBT) 등의 고주파 반도체 소자 중 하나로 만들어질 수 있다. 상기 인버터(200)는, 또한 스위칭 소자에 병렬로 연결된 역방향 다이오드를 더 포함할 수 있다. 역방향 다이오드는 프리휠링(Freewheeling) 기능을 수행할 수 있다.

릴레이들(300)은 가열 코일과 인버터를 연결한다. 즉, 릴레이들은 제어 유닛(400)이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결한다. 릴레이(Relay)는 제어 유닛의 개폐 신호에 따라 동작하여 선로를 개폐하는 기계적 또는 전기적 소자이다.

구동 유닛(610, 620)은, 예를 들어 스위칭 소자가 IGBT인 경우에 게이트 구동 신호를 인버터에 출력하는 게이트 구동 IC 등이다. 구동 유닛(610, 620)은 제어 유닛(400)의 제어 신호를 수신한다. 제어 유닛(400)은 입력 유닛(미도시)을 통해 입력된 사용자의 제어 명령에 따라 가열 코일의 가열 정도를 조절하기 위한 제어 신호를 구동 유닛(610, 620)에 출력한다. 이때, 제어 신호는 전압 또는 주파수 가변 신호일 수 있다.

상기 유도 가열 조리 장치는, 상기 가열 코일들의 전류를 감지하고 상기 전류 값을 출력하는 감지 유닛(510, 520)을 더 포함하여 구성된다. 상기 제어 유닛(400)은, 상기 전류 값과 일정 기준 전류 값을 비교하고 비교 결과를 근거로 상기 용기가 놓인 상기 하나 이상의 가열 영역을 검출한다. 예를 들어, 제어 유닛(400)이 각 코일에 순차적으로 고주파 전압을 인가할 때, 감지 유닛은 각 가열 코일에서 발생하는 전류를 감지하고 전류 값을 제어 유닛에 출력한다. 제어 유닛은 감지 유닛으로부터 출력된 전류 값과 기준 전류 값을 비교하여 가열 영역을 검출한다. 여기서, 기준 전류 값은 가열 코일들의 개수, 형태, 및 위치, 연결 관계 등에 따라 미리 실험 등을 통해 측정되어 설정될 수 있다. 감지 유닛은 진동, 무게, 자기 등을 감지하는 다른 종류의 센서를 포함할 수 있다.

상기 인버터(200)의 수는 상기 가열 코일(WC)의 수보다 적다. 즉, 상기 복수의 인버터들 각각은, 상기 복수의 가열 코일들 중 일부에 상기 구동 전압을 공급하도록 연결된다. 상기 복수의 가열 코일들 중 동일한 인버터에 연결 가능한 가열 코일들은, 상기 릴레이들에 의해 서로 직렬 연결된다.

도 3을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치는, 상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터(700)와, 상기 컨버터의 출력 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛(800)과, 각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들, 및 상기 가열 코일들에 연결되어 공진을 발생하는 공진 커패시터들을 포함하는 가열 유닛(130, 140)과, 제어 신호에 따라 상기 평활 유닛이 평활화한 직류 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 상기 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들(230, 240)과, 상기 가열 유닛에 대한 제어 명령을 입력받는 입력 유닛(미도시)과, 상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 상기 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛(400)과, 각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들(330, 340)을 포함하여 구성된다.

도 2에 대한 설명에 중복되는 설명은 그에 갈음하고 이하 생략한다.

도 2 또는 도 3에서, 인버터(200)는 하프 브리지(Half Bridge) 방식으로 도시되어 있으나, 풀 브리지(Full Bridge) 방식으로도 동일하게 구현될 수 있다. 또, 가열 코일들이 두 개씩 두 쌍으로, 인버터 및 릴레이가 각각 두 개씩 도시되어 있으나, 필요에 따라 각각 셋 이상으로 구현될 수 있다.

컨버터(700)는 상용 교류 전원(30)과 연결되고, 상용 교류 전원(30)으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 컨버터(700)로는 일반적으로 Power Bridge Diode(PBD)를 사용한다. 이때의 직류 전압은 맥류의 파형을 가진다.

평활 유닛(800)은 상기 컨버터(700)로부터 출력된 맥류 파형의 직류 전압의 고조파를 리액터를 통해 제거하고, 평활 커패시터을 통해 평활화한다. 이때의 평활 커패시터에 걸리는 전압은 직류 링크 전압(DC Link Voltage)이 된다.

도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리 장치의 동작을 설명한다.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 두 개의 인버터가 가열 코일들에 전력을 공급하도록 형성된 경우에, 가열 유닛은, 제1 인버터에 의해 구동되고, 서로 직렬 연결되며 제1 가열 영역을 형성하는 둘 이상의 가열 코일들로 형성되는 제1 코일부와, 제2 인버터에 의해 구동되고, 서로 직렬 연결되며 제2 가열 영역을 형성하는 둘 이상의 가열 코일들로 형성되는 제2 코일부와, 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 의해 구동되고, 상기 제1 코일부 또는 상기 제2 코일부에 직렬 연결되거나, 또는 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 직접 연결되어 제3 가열 영역을 형성하는 하나 이상의 가열 코일들로 형성되는 제3 코일부를 포함하여 구성될 수 있다.

도 4는, 가열 유닛의 일 예로서 10개의 가열 코일들을 구비하는 경우를 도시한다. 도 5를 참조하면, 도 4의 가열 코일들 중 5개의 가열 코일들과 두 개의 인버터들이 서로 연결되는 결선도로서, 중간에 복수 개의 릴레이들이 구비된다.

도 4에 도시한 가열 코일들은 도 8에 도시한 바와 같이 각각 납작한 리츠 선(Flat Litz Wire) 방식으로 만들어질 수 있다. 납작한 리츠 선 방식의 코일들은 원형 리츠 선 방식의 가열 코일들을 압착하여 형성되는 것이 좋다. 납작한 리츠 선 방식의 가열 코일은 일정 폭에 많은 턴 수의 코일을 감을 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 인버터(INV 1)와 제2 인버터(INV 2)가 릴레이들(RELAY_01 내지 RELAY_07)을 거쳐 가열 코일들(WC1 내지 WC5)에 고주파 전압을 인가한다.

용기가 가열 코일 1(WC 1)이 담당하는 가열 영역에 놓인 경우를 설명한다. 가열 코일 1(WC 1)은 인버터 1(INV 1)으로부터 전력을 공급받고, 릴레이 1, 릴레이 3, 릴레이 5에 의해 연결된다. 즉, 가열 코일 1이 동작하기 위해서는, 제어 유닛은 각각 릴레이 1에 '0', 릴레이 3에 '0', 릴레이 5에 '0'의 개폐 신호를 출력한다.

마찬가지로, 가열 코일 2(WC 2)의 경우에, 제어 유닛은 릴레이 1에 '1', 릴레이 3에 '1', 릴레이 5에 '0'의 개폐 신호를 출력한다.

한편, 가열 코일 3(WC 3)은 릴레이 1, 릴레이 3, 릴레이 5, 및 릴레이 7에 의해서 인버터 1과 연결된다. 가열 코일 3이 가열되기 위해서는, 제어 유닛은 릴레이 1에 '1', 릴레이 3에 '0', 릴레이 5에 '1', 릴레이 7에 '0'의 개폐 신호를 각각 출력한다.

가열 코일 4(WC 4)와 가열 코일(WC 5)은 인버터 2(INV 2)로부터 전력을 공급받는다. 가열 코일 4 및 가열 코일 5의 동작은 도 5 및 도 6을 참조한다.

만약 용기가 가열 코일 1 및 가열 코일 2에 걸쳐 놓여 있다면, 제어 유닛은 릴레이 1에 '0', 릴레이 3에 '1', 릴레이 5에 '0'의 개폐 신호를 출력하여 인버터 1(INV 1)이 가열 코일 1 및 가열 코일 2에 전력을 공급하도록 한다. 이때, 가열 코일 1과 가열 코일 2는 서로 직렬 연결된다. 즉, 하나의 인버터에 대하여 두 개의 가열 코일들이 서로 병렬이 아닌 직렬로 연결되어 가열 코일들에 흐르는 전류가 낮아진다. 따라서, 인버터 내의 스위칭 소자들, 예를 들어 IGBT, MOSFET 등의 전류 정격을 낮출 수 있다.

만약 용기가 가열 코일 3 내지 5에 걸쳐 놓여 있다면, 제어 유닛은 릴레이 2(RELAY 2)에 '0', 릴레이 4 내지 7(RELAY 4 내지 7)에 '1'의 개폐 신호를 출력하여 인버터 2(INV 2)가 가열 코일 3 내지 5에 전력을 공급하도록 한다. 이 경우에도 가열 코일 3 내지 5는 서로 직렬 연결된다.

도 7은 가열 코일들 및 릴레이들의 결선의 다른 예를 보인다. 즉, 같은 수의 인버터, 가열 코일들, 릴레이들을 가지나, 도 7의 유도 가열 조리 장치는 도 5의 유도 가열 조리 장치와 다른 결선을 가질 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 제어 유닛이 용기가 놓인 가열 영역에 해당하는 가열 코일들을 연결하는 릴레이들에 개폐 신호를 출력하여 가열 코일을 가열할 수 있다. 물론 경우의 수는 도 6과 다를 수 있다.

도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법은, 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 단계(S100)와, 상기 복수의 릴레이들에 의해 상기 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 단계(S200)와, 제어 명령을 입력받는 단계(S300)와, 상기 제어 명령에 따라 해당 인버터를 구동하는 단계(S400)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 2 내지 도 8을 함께 참조한다.

상기 가열 영역을 검출하는 단계(S100)는, 상기 가열 코일들의 전류를 감지하여 전류 값을 출력하는 과정과, 상기 전류 값과 일정 기준 전류 값을 비교하는 과정을 포함할 수 있고, 비교 결과를 근거로 상기 용기가 놓인 상기 하나 이상의 가열 영역을 검출한다. 물론 다른 형태의 감지 값을 이용하여 용기가 놓인 가열 영역을 검출할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리 장치의 제어 방법을 간단히 설명한다.

용기가 가열 코일 1(WC 1)이 담당하는 가열 영역에 놓인 경우를 설명한다. 즉, 용기가 가열 코일 1에 놓이면, 가열 코일 1의 전류 값이 변하게 되고, 기준 전류 값 이상이 되면 용기가 가열 코일 1이 담당하는 가열 영역에 놓인 것으로 판단한다(S100). 가열 코일 1(WC 1)은 인버터 1(INV 1)으로부터 전력을 공급받고, 릴레이 1, 릴레이 3, 릴레이 5에 의해 연결된다. 즉, 가열 코일 1은 릴레이 1 및 릴레이 3에 의해 인버터 1에 연결된다(S200). 이때, 제어 유닛은 릴레이 1에 '0', 릴레이 3에 '0', 릴레이 5에 '0'의 개폐 신호를 출력한다. 그런 다음 유도 가열 조리 장치는 사용자로부터 용기에 대한 제어 명령을 입력받고(S300), 제어 명령에 따른 제어 신호를 생성하여 인버터 1에 구동한다(S400).

마찬가지로, 가열 코일 2(WC 2)의 경우에, 제어 유닛은 릴레이 1에 '1', 릴레이 3에 '1', 릴레이 5에 '0'의 개폐 신호를 출력한다. 즉, 가열 코일 2에 용기가 놓인 것으로 검출하면(S100), 유도 가열 조리 장치는 가열 코일 2를 릴레이 1, 릴레이 3, 릴레이 5에 의해 인버터 1에 연결하고, 가열 코일 2에 전력을 공급한다(S200).

만약 용기가 가열 코일 3 및 가열 코일 5에 걸쳐 놓여 있다고 검출되면(S100), 유도 가열 조리 장치는 가열 코일 3 및 가열 코일 5를 릴레이들을 통해 인버터 2에 연결한다(S200). 이때, 제어 유닛은 해당 릴레이들, 즉 릴레이 2에 '1', 릴레이 4에 '1', 릴레이 6에 '1', 릴레이 7에 '1'의 개폐 신호를 출력하여 가열 코일 3 및 가열 코일 5가 인버터 2에 연결되도록 한다. 이때, 가열 코일 3과 가열 코일 5는 서로 직렬 연결된다. 즉, 하나의 인버터에 대하여 두 개의 가열 코일들이 서로 병렬이 아닌 직렬로 연결되어 가열 코일들에 흐르는 전류가 낮아진다. 따라서, 인버터 내의 스위칭 소자들, 예를 들어 IGBT, MOSFET 등의 전류 정격을 낮출 수 있다. 그런 다음, 유도 가열 조리 장치는 사용자의 제어 명령에 따라 가열 코일 3 및 가열 코일 5에 대한 인버터 2를 구동한다(S300, S400).

만약 용기가 가열 코일 3 내지 5에 걸쳐 놓여 있다고 검출되면(S100), 제어 유닛은 릴레이 2(RELAY 2)에 '0', 릴레이 4 내지 7(RELAY 4 내지 7)에 '1'의 개폐 신호를 출력하여 인버터 2(INV 2)가 가열 코일 3 내지 5에 전력을 공급하도록 한다(S200). 이 경우에도 가열 코일 3 내지 5는 서로 직렬 연결된다.

도 7은 가열 코일들 및 릴레이들의 결선의 다른 예를 보인다. 즉, 같은 수의 인버터, 가열 코일들, 릴레이들을 가지나, 도 7의 유도 가열 조리 장치는 도 5의 유도 가열 조리 장치와 다른 결선을 가질 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 제어 유닛이 용기가 놓인 가열 영역에 해당하는 가열 코일들을 연결하는 릴레이들에 개폐 신호를 출력하여 가열 코일을 가열할 수 있다. 물론 가열 영역에 따른 릴레이 및 가열 코일의 결선 방식은 도 6과 다를 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 유도 가열 조리 장치 및 이의 제어 방법은 복수의 가열 코일들을 이용하여 용기의 위치에 관계없이 용기를 효율적으로 가열할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 복수의 가열 코일들을 릴레이를 통해 소수의 인버터와 연결함으로써 복수의 가열 코일들 중 용기가 놓인 위치에 대해서만 가열할 수 있도록 하고, 가열 코일들을 직렬로 연결함으로써 가열 코일에 흐르는 전류를 낮춤으로써 인버터의 전류 정격을 낮출 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 인버터의 개수를 최소로 줄이면서 많은 수의 가열 코일을 동작시킬 수 있도록 릴레이 및 가열 코일을 결선함으로써 제조 비용을 줄이고 동작 효율을 증대시킴과 동시에 조리 장치의 안정성을 제고한다.

100, 110~140: 가열 유닛 200, 210~240: 인버터
300, 310~340: 릴레이 400: 제어 유닛
500, 510~5400: 감지 유닛 600, 610, 620: 구동 유닛
700, 710, 720: 컨버터 800, 810, 820: 평활 유닛

Claims

각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들을 포함하는 가열 유닛;
상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들;
상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 제어 유닛; 및
각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
제1 항에 있어서,
상기 인버터의 수는 상기 가열 코일의 수보다 적은 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제2 항에 있어서,
상기 복수의 인버터들 각각은,
상기 복수의 가열 코일들 중 일부에 상기 구동 전압을 공급하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제3 항에 있어서,
상기 복수의 가열 코일들 중 동일한 인버터에 연결 가능한 가열 코일들은,
상기 릴레이들에 의해 서로 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제4 항에 있어서,
상기 가열 코일들의 전류를 감지하고 상기 전류 값을 출력하는 감지 유닛;을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 전류 값과 일정 기준 전류 값을 비교하고 비교 결과를 근거로 상기 용기가 놓인 상기 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제1 항에 있어서, 상기 인버터들은,
하프 브리지 방식, 풀 브리지 방식, 및 Class E 방식 중 하나의 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 코일들은,
납작한 리츠 선(Flat Litz Wire) 방식인 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제7 항에 있어서,
납작한 리츠 선 방식의 코일들은 원형 리츠 선 방식의 가열 코일들을 압착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제8 항에 있어서, 상기 가열 유닛은,
상기 가열 코일들에 연결되어 공진을 발생하는 공진 커패시터들;을 더 포함하는 유도 가열 조리 장치.
상용 교류 전원의 입력 전압을 직류 전압으로 변환하여 출력하는 컨버터;
상기 컨버터의 출력 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛;
각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들, 및 상기 가열 코일들에 연결되어 공진을 발생하는 공진 커패시터들을 포함하는 가열 유닛;
제어 신호에 따라 상기 평활 유닛이 평활화한 직류 전압을 구동 전압으로 변환하고, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 상기 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들;
상기 가열 유닛에 대한 제어 명령을 입력받는 입력 유닛;
상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하고, 상기 제어 명령에 따라 상기 복수의 인버터들을 제어하는 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛; 및
각각에 대한 개폐 신호들을 근거로, 상기 제어 유닛이 검출한 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 복수의 릴레이들;을 포함하는 유도 가열 조리 장치.
제10 항에 있어서,
상기 가열 코일들의 전류를 감지하고 상기 전류 값을 출력하는 감지 유닛;을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 전류 값과 일정 기준 전류 값을 비교하고 비교 결과를 근거로 상기 용기가 놓인 상기 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제11 항에 있어서, 상기 가열 유닛은,
제1 인버터에 의해 구동되고, 서로 직렬 연결되며 제1 가열 영역을 형성하는 둘 이상의 가열 코일들로 형성되는 제1 코일부;
제2 인버터에 의해 구동되고, 서로 직렬 연결되며 제2 가열 영역을 형성하는 둘 이상의 가열 코일들로 형성되는 제2 코일부; 및
상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 의해 구동되고, 상기 제1 코일부 또는 상기 제2 코일부에 직렬 연결되거나, 또는 상기 제1 인버터 또는 상기 제2 인버터에 직접 연결되어 제3 가열 영역을 형성하는 하나 이상의 가열 코일들로 형성되는 제3 코일부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 코일들은,
납작한 리츠 선(Flat Litz Wire) 방식인 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
제13 항에 있어서,
납작한 리츠 선 방식의 코일들은 원형 리츠 선 방식의 가열 코일들을 압착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치.
각각 가열 영역을 형성하고 상기 가열 영역에 놓인 용기를 가열하는 복수의 가열 코일들을 포함하는 가열 유닛과, 상기 가열 코일들 중 하나 이상의 가열 코일에 구동 전압을 공급하는 복수의 인버터들과, 복수의 릴레이들을 포함하는 유도 가열 조리 장치에 있어서,
상기 용기가 놓인 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 단계;
상기 복수의 릴레이들에 의해 상기 가열 영역에 해당하는 하나 이상의 상기 가열 코일과, 상기 인버터들 중 하나 이상의 상기 인버터의 사이를 연결하는 단계;
제어 명령을 입력받는 단계; 및
상기 제어 명령에 따라 해당 인버터를 구동하는 단계;를 포함하는 유도 가열 조리 장치의 제어 방법.
제15 항에 있어서, 상기 가열 영역을 검출하는 단계는,
상기 가열 코일들의 전류를 감지하여 전류 값을 출력하는 과정; 및
상기 전류 값과 일정 기준 전류 값을 비교하는 과정;을 포함하고,
비교 결과를 근거로 상기 용기가 놓인 상기 하나 이상의 가열 영역을 검출하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리 장치의 제어 방법.