KR20210081053A - 전자 유도 가열 조리기기 및 그의 구동 모듈 - Google Patents

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KR20210081053A
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옥승복
오두용
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 사용자 선택에 따라 특정 레벨의 전력을 방출하는 가열 코일; 구동 주파수에 따라 온오프되는 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 상기 전력을 생성하는 인버터; 상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 감지 값을 출력하는 감지부; 및 상기 감지 값에 따라 상기 스위칭 소자의 ZVS를 확보하도록 보상하여 상기 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부를 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공한다. 따라서, 복수의 조리 화구를 포함하는 경우, 두 화구의 구동 주파수를 동일하게 가져가면서 듀티를 가변하여 출력을 제어할 수 있는 유도 가열 조리기기를 제공할 수 있다. 또한, 인버터의 스위칭 소자의 ZVS 실패를 감지하는 감지부를 포함하고, ZVS 실패를 보상하여 게이트 신호를 주사함으로써 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

전자 유도 가열 조리기기 및 그의 구동 모듈{Induction heat cooking apparatus and the driving module thereof}
본 발명은 전자 유도 가열 조리기기에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 인버터 스위칭 시에 ZVS를 확보하는 전자 유도 가열 조리기기 및 그의 구동 모듈에 대한 것이다.
최근에는 전기레인지의 시장 규모가 점차 확대되는 추세이다. 이는, 전기레인지의 경우 연소 과정에서 일산화탄소를 발생시키지 않고, 가스 누출이나 화재 등 안전사고의 위험이 낮기 때문이다.
한편, 전기레인지는 전기저항이 큰 니크롬선을 이용하여 전기를 열로 전환하는 하이라이트 방식과, 자기장을 발생시켜 전자유도 가열방식을 통해 열을 가하는 인덕션 방식이 있다.
전자 유도 가열 조리기는 인덕션 방식에 따라 동작하는 전기레인지를 의미할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기의 작동 원리를 설명하면 아래와 같다.
일반적으로, 전자 유도 가열 조리기는 내부에 구비된 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열 코일에 고주파의 전류를 흐르게한다.
워킹 코일 또는 가열 코일에 고주파의 전류가 흐르면 강력한 자력선이 발생하게 된다. 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선은 조리기기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)를 형성하게 된다. 따라서, 조리기기에 와류전류가 흐름에 따라 열이 생성되어 용기 자체를 가열시키고, 용기가 가열됨에 따라 용기 안의 내용물을 가열시킨다.
이와 같은 유도 가열 조리기기는 한국공개번호 10-2016-0123672 등에 상세히 개시되어 있다.
상기 종래 기술에서 기재된 바와 같이, 일반적으로 가정에서 적용하는 유도가열 조리기기의 경우, 적어도 2구 이상의 조리 영역을 포함하는 경우가 많다. 이와 같은 가정용 유도 가열 조리기기는 복수의 화구를 이루는 가열 코일에 대하여 서로 상이한 주파수를 적용하여 출력을 제어하고 있다.
그러나, 이와 같은 방식의 출력 제어는 이웃한 화구의 주파수 차가 가청주파수에 근접하게 되어 소음을 유발할 수 있다.
이와 같은 소음을 제거하기 위해 복수의 화구에 대하여 주파수를 동일하게 고정하고 각 주파수에서의 듀티를 가변하여 출력을 제어하는 방법이 제시되었다.
그러나, 부하 전류의 비대칭성에 의해 인버터의 ZVS(zero voltage switching 범위의 제한이 발생하여 안정적으로 출력을 가변할 수 있는 범위가 제한되는 문제점이 발생한다.
한국공개번호 10-2016-0123672호(공개일: 2016년 10년 26일)
본 발명의 제1 과제는 유도 가열 조리기기에 있어서, 복수의 조리 화구를 포함하는 경우, 두 화구의 구동 주파수를 동일하게 가져가면서 듀티를 가변하여 출력을 제어할 수 있는 유도 가열 조리기기를 제공하는 것이다.
이를 위해, 인버터의 스위칭 소자의 ZVS 실패를 감지하는 감지부를 포함하여,그를 보상하여 게이트신호를 주사함으로써 구동 안정성을 향상시킬 수 있는 유도 가열 조리기기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제3 과제는 감지부 및 보상 회로를 통해 게이트 신호를 보상하여 스너버 커패시터가 모두 방전된 뒤 스위칭 소자를 턴온하여 스위칭 소자의 ZVS 를 확보하면서도 소음을 획기적으로 절감할 수 있는 인버터의 구동 모듈을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동 모듈은 부하에 전력을 공급하기 위한 구동 모듈에 있어서, 상기 구동 모듈은, 구동 주파수에 따라 온오프되는 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 전력을 생성하는 인버터; 상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 감지 값을 출력하는 감지부; 및 상기 감지 값에 따라 상기 스위칭 소자의 ZVS를 확보하도록 보상하여 상기 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부를 포함한다.
상기 인버터는 서로 직렬로 연결되어 있는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 제1 스너버 커패시터, 상기 제2 스위칭 소자와 벙렬로 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 보호하는 제2 스너버 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 감지부는 상기 제1 스너버 커패시터 및 제2 스너버 커패시터의 양 단 전압을 각각 감지하여 각각의 감지 값을 생성할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부, 기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기, 상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트, 그리고 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부를 포함할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 큰 때, 상기 스위칭 신호를 턴온하지 않도록 보상되는 상기 보상된 게이트 신호를 생성할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부, 상기 제어부의 클럭에 따라 상기 스위칭 소자를 턴온하는 기초 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부, 기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기, 상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트, 상기 기초 게이트 신호를 수신하고, 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 기초 게이트 신호를 보상하여 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 지연부를 포함할 수 있다.
상기 지연부는 상기 기초 게이트 신호를 상기스위칭 소자에 전송하는 제1 저항, 상기 제1 저항과 병렬 연결되어 있는 제2 저항, 그리고 상기 제2 저항과 직렬 연결되어 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 온오프되어 상기 제1 저항과 제2 저항을 연결하는 지연 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 저항은 상기 제2 저항에 대하여 100 배 이상의 값을 가질 수 있다.
상기 인버터는 기 설정된 구동 주파수에 의해 온오프 구동을 수행하고, 출력 전력은 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 가변하도록 제어?? 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 사용자 선택에 따라 특정 레벨의 전력을 방출하는 가열 코일; 구동 주파수에 따라 온오프되는 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 상기 전력을 생성하는 인버터; 상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 감지 값을 출력하는 감지부; 및 상기 감지 값에 따라 상기 스위칭 소자의 ZVS를 확보하도록 보상하여 상기 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부를 포함하는 유도 가열 조리기기를 제공한다.
상기 인버터는 서로 직렬로 연결되어 있는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 제1 스너버 커패시터, 상기 제2 스위칭 소자와 벙렬로 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 보호하는 제2 스너버 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 감지부는 상기 제1 스너버 커패시터 및 제2 스너버 커패시터의 양 단 전압을 각각 감지하여 각각의 감지 값을 생성할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부, 기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기, 상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트, 그리고 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부를 포함할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 클 때, 상기 스위칭 신호를 턴온하지 않도록 보상되는 상기 보상된 게이트 신호를 생성할 수 있다.
상기 보상 게이트 제어부는 선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부, 상기 제어부의 클럭에 따라 상기 스위칭 소자를 턴온하는 기초 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부, 기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기, 상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트, 상기 기초 게이트 신호를 수신하고, 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 기초 게이트 신호를 보상하여 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 지연부를 포함할 수 있다.
상기 지연부는 상기 기초 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전송하는 제1 저항, 상기 제1 저항과 병렬 연결되어 있는 제2 저항, 그리고 상기 제2 저항과 직렬 연결되어 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 온오프되어 상기 제1 저항과 제2 저항을 연결하는 지연 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 저항은 상기 제2 저항에 대하여 100 배 이상의 값을 가질 수 있다.
상기 인버터는 기 설정된 구동 주파수에 의해 온오프 구동을 수행하고, 출력 전력은 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 가변하도록 제어될 수 있다.
상기 유도 가열 조리기기는, 상용 전원을 인가받아 정류하는 정류부; 및 상기 정류부로부터 정류된 전압을 저장하여 상기 인버터에 제공하는 DC링크 커패시터;를 더 포함할 수 있다.
상기 해결 수단을 통해, 복수의 조리 화구를 포함하는 경우, 두 화구의 구동 주파수를 동일하게 가져가면서 듀티를 가변하여 출력을 제어할 수 있는 유도 가열 조리기기를 제공할 수 있다.
또한, 인버터의 스위칭 소자의 ZVS 실패를 감지하는 감지부를 포함하고, ZVS 실패를 보상하여 게이트 신호를 주사함으로써 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 감지부 및 보상 회로를 통해 게이트 신호를 보상하여 스너버 커패시터가 모두 방전된 뒤 스위칭 소자를 턴온하여 스위칭 소자의 ZVS 를 확보하면서도 소음을 획기적으로 절감할 수 있는 인버터의 구동 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 유도 가열조리기기의 상면 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자 유도 가열조리기기의 내부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 유도 가열조리기기의 구성도이다.
도 4는 도 3의 전자 유도 가열조리기기의 제1 실시예에 따른 구체화된 회로도이다.
도 5는 도 4의 회로도에 따른 신호 파형을 나타내는 것이다.
도 6은 도 3의 전자 유도 가열조리기기의 제2 실시예에 따른 구체화된 회로도이다.
도 7은 도 6의 회로도에 다른 신호 파형을 나타내는 것이다.
도 8은 도 4의 제1 실시예에 따른 효과를 나타내는 파형도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여, 배터리를 포함하는 유도 전력 조리기기를 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 유도 가열 조리기기(1)의 상면 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자 유도 가열 조리기기(1)의 내부 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전자 유도 가열 조리기기(1)의 상부에 조리기기(1)(도시하지 않음)가 위치할 수 있다. 전자 유도 가열 조리기기(1)는 상부에 위치하고 있는 조리용기를 가열시킬 수 있다.
구체적으로, 전자 유도 가열 조리기기(1)가 조리용기를 가열시키는 방법을 설명한다. 전자 유도 가열 조리기기(1)는 자기장을 발생시킬 수 있다. 전자 유도 가열 조리기기(1)에서 발생한 자기장 중 일부는 조리용기를 통과할 수 있다. 이때, 조리용기의 재질에 전기 저항 성분이 포함된 경우 자기장은 조리용기에 와류 전류를 발생 시킨다. 와류 전류는 조리용기 자체를 발열시키고, 이 열은 전도되어 조리용기의 내부까지 전달된다. 이에 따라, 조리용기의 내용물이 조리되는 방식으로 전자 유도 가열 조리기기(1)는 동작한다.
한편, 조리용기의 재질에 전기 저항 성분이 포함되지 않은 경우에는 와류 전류 전자 유도 가열 조리기기(1)에 의해 가열되기 위해서는 조리용기는 스테인리스 계열 혹은 법랑이나 주철 용기 같은 금속 재질 용기여야 한다.
전자 유도 가열 조리기기(1)는 도 2와 같이 상판 글래스(11), 가열 코일(51, 52, 53)을 적어도 하나 이상을 포함하는 케이싱(20)을 포함할 수 있다. 먼저, 전자 유도 가열 조리기기(1)를 구성하는 각각의 구성요소를 구체적으로 설명한다.
상판 글래스(11)는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 내부를 보호하고, 조리용기를 지지하는 역할을 한다. 구체적으로, 상판 글래스(11)는 여러 광물질을 합성한 세라믹 재질의 강화 유리로 형성될 수 있다. 이에 따라, 전자 유도 가열 조리기기(1)의 내부를 외부로부터 보호할 수 있다. 또한, 상판 글래스(11)는 상부에 위치한 조리 용기를 지지할 수 있다. 따라서, 상판 글래스(11)의 상부에는 조리용기가 위치할 수 있다. 가열 코일(51, 52, 53)은 조리용기를 가열시키기 위한 자기장을 발생시키는 역할을 하며, 설계에 따라 적어도 하나의 가열 코일(51, 52, 53)이 포함될 수 있다. 이때, 각 코일(51, 52, 53)에 따라 조리를 할 수 있는 화구가 정의된다. 상판 글래스(11)의 일 측에는 각 화구의 출력을 선택할 수 있는 사용자 입력부(12)가 배치될 수 있다.
구체적으로, 가열 코일(51, 52, 53)은 상판 글래스(11)의 하부에 위치할 수 있다. 가열 코일(51, 52, 53)은 전자 유도 가열 조리기기(1)의 전원 온/오프에 따라 전류가 흐르거나 흐르지 않을 수 있다. 또한, 가열 코일(51, 52, 53)에 전류가 흐르는 경우에도 전자 유도 가열 조리기기(1)의 화력 단계에 따라 가열 코일(51, 52, 53)에 흐르는 전류의 양은 달라질 수 있다.
가열 코일(51, 52, 53)에 전류가 흐르는 경우 가열 코일(51, 52, 53)은 자기장을 발생시킬 수 있다. 가열 코일(51, 52, 53)에 흐르는 전류가 많을수록 자기장은 많이 발생한다.
한편, 가열 코일(51, 52, 53)에서 발생하는 자기장의 방향은 가열 코일(51, 52, 53)을 흐르는 전류의 방향에 의해 결정된다. 그러므로 가열 코일(51, 52, 53)에 교류를 흘리게 되면 자기장의 방향은 교류의 주파수만큼 변환된다. 예를 들어, 가열 코일(51, 52, 53)에 60Hz의 교류를 흘리면 자기장의 방향이 1초에 60번 변환하게 된다.
케이싱(20) 내에 사용자 입력부(12) 및 가열 코일(51, 52, 53)과 전기적으로 연결되며, 상용 전원으로부터 전압 및 전류를 수신하고 이를 변환하여 사용자 입력에 따라 가열 코일(51, 52, 53)에 전력을 공급하는 구동 모듈(도시하지 않음)이 배치되어 있다.
이와 같은 구동 모듈은 하나의 인쇄회로기판 위에 실장되는 복수의 칩 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 일체화된 하나의 칩으로 구현가능하다.
전자 유도 가열 조리기기(1)는 내부에 페라이트(도시하지 않음)을 포함하여 내부의 구동 모듈을 보호할 수 있다.
즉, 페라이트는 가열 코일(51, 52, 53)에서 발생한 자기장 또는 외부에서 발생한 전자기장이 전자 유도 가열 조리기기(1)의 내부의 구동 모듈에 미치는 영향을 차단하는 차폐 역할을 한다.
이를 위해, 페라이트는 투자율(permeability)이 매우 높은 물질로 형성될 수 있다. 페라이트는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 내부로 유입되는 자기장이 방사되지 않고, 페라이트를 통해 흐르도록 유도하는 역할을 한다.
도 1 및 도 2에서는 적어도 1개의 가열 코일을 포함하는 전자 유도 가열 조리기기(1)를 개시하고 있으며, 일반적으로 가정에서는 2개 내지 4개의 화구에 해당하는 가열 코일(51, 52, 53)을 포함하도록 형성될 수 있다.
각각의 가열 코일(51, 52, 53)의 코일 크기는 서로 상이하게 형성될 수 있으며, 각각의 코일(51, 52, 53)은 구동 모듈의 제어에 따라 인버터 구동하여 전류를 흘림으로써 사용자가 선택하는 화력 레벨에 해당하는 목표 전력을 발생하여 그에 해당하는 열을 발생할 수 있다.
이를 위해 각각의 가열 코일(51, 52, 53)은 구동 모듈 내에서 각각의 인버터(140)와 연결되도록 구현 가능하며, 복수개의 가열 코일(51, 52, 53)이 스위치에 의해 직병렬로 연결되어 하나의 인버터(140)에 연결되도록 구현도 가능하다.
본 발명에서는 일반적인 가정에 제공되는 전자 유도 가열 조리기기(1)에서 3개의 가열 코일(51, 52, 53)을 포함하고 있는 경우, 각 가열 코일에 요구되는 전력이 서로 다를 때, 각 인버터를 서로 다른 구동 주파수로 구동할 수 있다.
이와 같은 서로 다른 구동 주파수로 구동할 경우, 이웃한 구동 주파수 간의 차가 가청주파수 내로 진입하면, 사용자에게 매우 민감한 소음으로 인식된다.
이와 같은 구동 소음을 제거하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 복수의 가열 코일(51, 52, 53)에 대하여 각 인버터의 구동 주파수는 동일하게 하면서 스위칭 듀티를 조절하여 각 가열 코일(51, 52, 53)의 전력을 결정하도록 구동 모듈을 구현한다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 유도 가열 조리기기(1)의 구동 모듈의 구성을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 유도 가열조리기기(1)의 구성도이고, 도 4는 도 3의 전자 유도 가열조리기기(1)의 제1 실시예에 따른 구체화된 회로도이며, 도 5는 도 4의 회로도에 따른 신호 파형을 나타내는 것이다.
구체적으로, 도 3은 한 개의 인버터(140) 및 한 개의 가열 코일(51, 52, 53)에 해당하는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 구동 모듈의 구성도를 나타낸 것이다.
즉, 전자 유도 가열 조리기기(1)가 3개의 가열 코일(51, 52, 53)을 포함할 때, 3개 중 하나의 가열 코일(51, 52, 53)에 대한 구동 모듈을 나타내는 것이다.
이하에서는 도시된 하나의 가열 코일(51, 52, 53)에 대하여 도면 부호 150으로 정의한다.
이를 위해, 도 3의 가열 코일(150)의 구동 모듈은 외부 전원인 상용 전원에 연결되는 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 공진 커패시터(160), 감지부(170) 및 보상 게이트 제어부(180)를 포함한다.
외부 전원은 AC(Alternation Current) 입력 전원일 수 있다. 외부 전원은 전자 유도 가열 조리기기(1)로 교류 전원을 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 외부 전원은 전자 유도 가열 조리기기(1)의 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다. 정류부(120)(Rectifier)는 교류를 직류로 변환하기 위한 전기적 장치이다. 정류부(120)는 외부 전원을 통해 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 한편, 정류부(120)를 통해 출력되는 DC 양단(n1, n2)을 DC 링크라 하며, DC 양단(n1, n2)에서 측정되는 전압을 DC 링크 전압이라고 한다.
공진 곡선이 동일한 경우 DC 링크 전압에 따라 출력 전력이 달라질 수 있다. DC 링크 커패시터(130)(Cf1)는 외부 전원(110)과 인버터(140) 사이의 버퍼 역할을 수행한다. 구체적으로, DC 링크 커패시터(130)는 정류부(120)를 통해 변환된 DC 링크 전압을 유지시켜 인버터(140)까지 공급하기 위한 용도로 사용된다. 인버터(140)는 가열 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르도록 가열 코일(150)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터(140)는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자(S1, S2)를 구동시킴으로써 가열 코일(150)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 가열 코일(150)에 고주파 자계가 형성된다. 가열 코일(150)은 소정 주파수에 의한 스위칭 소자(S1, S2)의 구동 여부에 따라 전류가 흐르거나 전류가 흐르지 않을 수 있다. 가열 코일(150)에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 가열 코일(150)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 조리기기(1)를 가열시킬 수 있다. 이와 같이, 전자 유도 가열 조리기는 가열 코일(150)을 전자기 유도에 이용하여 조리기기(1)를 가열할 수 있다. 이와 같은 스위칭 소자는 각각의 다이오드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 낳으며, 복수의 다이오들을 함께 포함할 수도 있다.
또한, 각각의 스위칭 소자(S1, S2)는 각 스위칭 소자(S1, S2)의 턴오프 시 발생하는 스위칭 손실을 저감하기 위해 콜렉터와 에미터 사이의 전압을 충전하였다가 방전하기 위한 스너버 커패시터(CS1, CS2)를 각각 포함한다.
각각의 스너버 커패시터(CS1, CS2)는 각 스위칭 소자(S1, S2)의 콜렉터와 에미터 사이에 병렬로 연결되어 있으며, 두 개의 스너버 커패시터(CS1, CS2)가 가열 코일(150)의 입력단과 연결되어 있다.
가열 코일(150)의 일측은 인버터(140)의 스위칭 소자(S1, S2)의 접속점에 연결되어 있고, 다른 일측은 공진 커패시터(160)(Cr1, Cr2)에 연결된다. 스위칭 소자(S1, S2)의 구동은 보상 게이트 제어부(180)에 의해서 이루어지며, 보상 게이트 제어부(180)에서 출력되는 보상 게이트 신호(Q1', Q2')에 따라 스위칭 소자(S1, S2)가 서로 교호로 동작하면서 가열 코일(150)로 고주파의 전압을 인가한다.
보상 게이트 제어부(180)는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 전반적인 동작을 제어하는 역할을 한다. 즉, 보상 게이트 제어부(180)는 전자 유도 가열 조리기기(1)를 구성하는 각각의 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다.
공진 커패시터(160)는 완충기 역할을 수행하기 위한 것이다. 공진 커패시터(160)는 스위칭 소자(S1, S2)의 턴오프 동안 포화 전압 상승 비율을 조절하여, 턴오프 시간 동안 에너지 손실에 영향을 준다. 공진 커패시터(160)는 정류부(120)로부터 전압이 출력되는 DC 양단(n1, n2)과 가열 코일(150) 사이에 직렬 연결된 복수의 커패시터(Cr1, Cr2)를 포함할 수 있다. 공진 커패시터(160)는 제1 공진 커패시터(160)(Cr1)와 제2 공진 커패시터(160)(Cr2)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 공진 커패시터(160)(Cr1)는 일단이 정류부(120)로부터 전압이 출력되는 일단(n1)과 연결되고, 타단이 제2 공진 커패시터(Cr2)와 가열 코일(150)의 접속점에 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2 공진 커패시터(160)(Cr2)는 일단이 정류부(120)로부터 저압이 출력되는 타단(n2)과 연결되고, 타단이 제1 공진 커패시터(160) Cr1)와 가열 코일(150)의 접속점에 연결될 수 있다. 제1 공진 커패시터(160)(Cr1)의 커패시턴스와 제2 공진 커패시터(160)(Cr2)의 커패시턴스는 동일하다. 한편, 공진 커패시터(160)의 커패시턴스는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 공진 주파수(resonance frequency)를 결정할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같은 회로도로 구성되는 전자 유도 가열 조리기기(1)의 공진 주파수는 가열 코일(150)의 인덕턴스(inductance)와 공진 커패시터(160)의 커패시턴스(capacitance)에 의해 결정된다. 또한, 가열 코일(150)의 인덕턴스와 공진 커패시터(160)의 커패시턴스에 의해 결정된 공진 주파수를 중심으로 공진 곡선이 형성될 수 있다. 공진 곡선은 주파수에 따른 출력 전력을 나타낼 수 있다. 전자 유도 가열 조리기기(1)에 포함된 가열 코일(150)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 따라 Q 팩터(quality factor)가 결정된다. Q 팩터에 따라 공진 곡선은 상이하게 형성된다.
따라서, 가열 코일(150)의 인덕턴스와 공진 커패시터(160)의 커패시턴스에 따라 전자 유도 가열 조리기기(1)는 상이한 출력 특성을 가지며, 최대 전력을 출력하는 주파수를 공진 주파수(f0)라고 한다.
일반적으로, 전자 유도 가열 조리기기(1)는 공진 곡선의 공진 주파수(f0)를 기준으로 오른쪽 영역의 주파수를 이용한다.
본 발명의 전자 유도 가열 조리기기(1)는 구동 주파수를 하나로 특정하여 구동하면서, 인가되는 사용자로부터 선택된 화력 레벨 즉, 출력 전력에 따라 스위칭 듀티를 조절하여 전력을 높이거나 내릴 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 구동 모듈은 특정한 구동 주파수에 대하여 스위칭 구동을 수행하면서 듀티를 변화하면서 화력 단계에 따른 출력 전력을 제어할 때, 발생할 수 있는 ZVS (Zero voltage switching) 실패를 방지하기 위해 감지부(170)를 더 포함한다.
스위칭 소자(S1, S2)를 포함하는 인버터(140)는 스위칭 듀티로 제어 시에 부하 전류의 비대칭 특성으로 인해 전류의 크기가 감소하여 ZVS 실패로 ZVS 제한되는 듀티가 발생하게 되며, 그에 따라 출력 전력 또한 제한된다.
특히, ZVS 실패, 즉 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 전압이 충분히 방전되지 않은 상태에서 해당 스위칭 소자(S1, S2)가 턴온되는 경우, 스위칭 소자(S1, S2)에 고전류 또는 전류 피크가 흐름으로서 스위칭 소자(S1, S2)의 손실이 발생할 위험이 있다.
이와 같은 ZVS 실패를 방지하기 위해, 본 발명에서는 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 충전 전압을 주기적으로 감지하는 감지부(170) 및 상기 감지부(170)로부터의 감지 값을 기초로 스위칭 소자(S1, S2)를 턴온하여 스위칭 시키는 게이트 신호를 보상하여 생성하는 보상 게이트 제어부(180)를 더 포함한다.
도 4를 참고하면, 감지부(170)는 각각의 스너버 커패시터(Cs1, Cs2), 즉 제1 스너버 커패시터(Cs1)의 양단의 전압 및 제2 스너버 커패시터Cs2)의 양 단의 전압을 주기적으로 감지하고, 감지부(170)로부터의 감지 값에 따라 각 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 방전 여부를 판단하여, 방전이 완전히 진행된 뒤에 각 스위칭 소자(S1, S2)를 턴온하도록 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호(Q1', Q2')를 생성하는 보상 게이트 제어부(180)를 포함한다.
상기 보상 게이트 제어부(180)는 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 스위칭 소자(S1, S2)마다 구현될 수 있으며, 두 개의 보상 게이트 제어부(180)가 형성되는 경우, 두 개의 보상 게이트 제어부(180)는 동일한 회로로 구현 가능하다.
이와 달리 하나의 보상 게이트 제어부(180)에서 2개의 스위칭 소자(S1, S2)의 보상된 게이트 신호(Q1', Q2')를 교차로 생성할 수도 있다.
이하에서는 하나의 스위칭 소자(S1, S2)를 구동하는 보상 게이트 신호(Q1', Q2')의 생성을 수행하는 하나의 보상 게이트 제어부(180)를 기준으로 설명한다.
보상 게이트 제어부(180)는 감지부(170)로부터의 감지 값을 받는 비교기(182), 앤드 게이트(183), 제어부(181) 및 게이트 구동부(185)를 포함할 수 있다.
제어부(181)는 기 설정되어 있는 구동 주파수에 대하여, 사용자로부터 선택된의 출력 레벨에 따른 전력에 따라 듀티를 결정하여 클럭을 생성하고 해당 클럭을 앤드 게이트(183)로 제공한다.
비교기(182)는 (-)입력단으로 감지부(170)의 감지 값을 읽어들이고, (+) 입력단으로 기준 전압(ref)을 읽어들이며, 두 개의 입력에 대하여 감지 값이 기준 전압(ref)보다 작은 구간(d2)에서 양의 값을 가지는 비교 출력을 생성한다.
앤드 게이트(183)는 제어부(181)의 클럭 값과 비교기(182)의 출력 값 중 모두 양의 값을 가지는 구간에서 양의 값을 갖는 출력 신호를 생성한다.
게이트 구동부(185)는 앤드 게이트(183)의 출력 신호를 수신하여 앤드 게이트(183)의 출력이 양의 값을 가지는 때 스위칭 소자(S1, S2)가 턴온되는 보상된 게이트 신호(Q1', Q2')를 생성하여 출력한다.
이와 같이 보상 게이트 신호(Q1', Q2')는 도 5와 같이, 감지부(170)의 감지 값과 기준 전압(ref)의 값을 비교한 값에 따라, 제어부(181)의 클럭에 대하여, 감지부(170)의 감지 값이 기준 전압(ref)보다 높은 구간, 즉 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 전압 값이 기준 값(ref) 이상으로서 방전이 충분히 이루어지지 않은 경우에는 클럭의 하이 구간에서 해당 시간(d3)의 듀티를 제거하도록 보상된 게이트 신호를 생성한다.
따라서, 스위칭 소자(S1, S2)는 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)가 충분히 방전된 이후에 턴온됨으로써 ZVS를 확보하면서 스위칭 동작을 수행하게 된다.
이와 같은 동작은 각 스위칭 동작에서 수행될 수도 있고, 주기적으로 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동 모듈은 도 6 및 도 7과 같은 구동을 수행하여 ZVS를 확보할 수 있다.
도 6은 도 3의 전자 유도 가열 조리기기의 제2 실시예에 따른 구체화된 회로도이고, 도 7은 도 6의 회로도에 따른 신호 파형을 나타내는 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 유도 가열 조리기기(1)는 구동 주파수를 하나로 특정하여 구동하면서, 인가되는 사용자 입력에 따라 스위칭 듀티를 조절하여 화력 단계를 높이거나 내릴 수 있다.
이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전자 유도 가열 조리기기의 구동 모듈은 특정한 구동 주파수에 대하여 스위칭 구동을 수행하면서 듀티를 변화하면서 화력 단계에 따른 출력 전력을 제어할 때, 발생할 수 있는 ZVS (Zero voltage switching) 실패를 방지하기 위해 감지부(170)를 더 포함한다.
즉, 제2 실시예에서는 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 충전 전압을 주기적으로 감지하는 감지부(170) 및 상기 감지부(170)로부터의 감지 값을 기초로 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 생성하는 보상 게이트 제어부(200)를 더 포함한다.
도 6을 참고하면, 감지부(170)는 각각의 스너버 커패시터(Cs1, Cs2), 즉 제1 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 양단의 전압 및 제2 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 양 단의 전압을 주기적으로 감지하고, 감지부(170)로부터의 감지 값에 따라 각 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 방전 여부를 판단하여, 방전이 완전히 진행된 뒤에 각 스위칭 소자를 턴온하도록 게이트 신호를 지연하여 지연된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부(200)를 포함한다.
상기 보상 게이트 제어부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 스위칭 소자(S1, S2)마다 구현될 수 있으며, 두 개의 보상 게이트 제어부(200, 300)가 형성되는 경우, 두 개의 보상 게이트 제어부(200, 300)는 동일한 회로로 구현가능하다.
이와 달리 하나의 보상 게이트 제어부(200)에서 2개의 스위칭 소자(S1, S2)의 보상된 게이트 신호를 교차로 생성할 수도 있다.
이하에서는 하나의 스위칭 소자(S2)를 구동하는 보상 게이트 신호(Q2')의 생성을 수행하는 하나의 보상 게이트 제어부(200)를 기준으로 설명한다.
보상 게이트 제어부(200)는 감지부(170)로부터의 감지 값을 받는 비교기(220), 앤드 게이트230), 제어부(210), 게이트 구동부(240) 및 지연부(250)를 포함할 수 있다.
제어부(210)는 기 설정된 구동 주파수에 대하여, 사용자로부터 선택된 출력레벨에 따른 전력에 따라 결정되는 듀티를 반영하여 클럭을 생성하고, 이러한 클럭을 앤드 게이트(230) 및 게이트 구동부(240)로 제공한다.
비교기(220)는 (-)입력단으로 감지부(170)의 감지 값을 읽어들이고, (+) 입력단으로 기준 전압(ref)을 읽어들이며, 두 개의 입력에 대하여 감지 값이 기준 전압(ref)보다 작은 구간에서 양의 값을 가지는 비교 출력을 생성한다.
앤드 게이트(230)는 제어부(210)의 클럭 값과 비교기(220)의 출력 값 중 모두 양의 값을 가지는 구간에서 양의 값을 갖는 출력 신호를 생성한다.
게이트 구동부(240)는 제어부(210)의 클럭에 따라 소정 크기의 듀티를 가지는 스위칭 소자(S2)의 턴온을 위한 게이트 신호를 생성하여 출력한다.
한편, 도 6의 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 모듈은 게이트 구동부(240)의 게이트 신호를 수신하여 이를 소정 시간 동안 지연하여 출력하는 지연부(250)를 더 포함한다.
지연부(250)는 적어도 2개의 저항(R1, R2) 및 스위칭 소자(S3)를 포함한다.
지연부(250)는 적어도 2개의 저항(R1, R2)이 서로 병렬로 연결되어 게이트 구동부(240)의 게이트 신호를 스위칭 소자(S2)의 게이트에 전달한다.
이때, 2 개의 저항(R1, R2) 값은 적어도 100배 이상, 바람직하게는 1000 배 이상의 차이를 가질 수 있다.
일 예로, 제1 저항(R1)은 10kΩ, 제 2 저항(R2)은 10Ω 의 값을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
작은 값을 가지는 제2 저항(R2)과 직렬로 스위칭 소자(S3)가 연결되어 있다.
즉, 지연부(250)의 스위칭 소자(S3)의 온에 따라 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)이 병렬로 연결되어 합성된 저항에 의한 전압 값을 가지는 게이트 신호(Q2')가 제2 스위칭 소자(S2)의 게이트에 인가될 수 있다.
한편, 지연부(250)의 스위칭 소자(S3)가 오프 상태에 있는 경우, 제2 저항(R2)으로는 전류가 흐르지 않으므로 제1 저항(R1), 즉 큰 저항을 통하여 전압 강하된 전압 값을 가지는 게이트 신호가 인가된다.
따라서, 앤드 게이트(230)의 출력 신호 값에 따라 턴온되는 지연부(250)의 스위칭 소자(S3)의 동작에 따라 게이트 구동부(240)로부터 출력된 게이트 신호가 보상되어 보상된 게이트 신호(Q2')가 출력된다.
이와 같이 보상 게이트 신호(Q2')는 도 7과 같이, 감지부(170)의 감지 값과 기준 전압(ref)의 값을 비교한 값에 따라, 감지부(170)의 감지 값이 기준 전압(ref)보다 높은 구간, 즉 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 전압 값이 기준 값(ref) 이상으로서 방전이 충분히 이루어지지 않은 경우에는 해당 시간(d3)의 듀티 동안 게이트 구동부(240)의 출력된 게이트 신호의 전압을 낮추어 출력하도록(d4 형상 참조) 보상된 게이트 신호(Q2')를 생성한다.
따라서, 제1 또는 제2 스위칭 소자(S1, S2)는 턴온 전압보다 현저히 낮은 레벨의 출력 전압(d4 구간 참조)에 대하여 턴온하지 않으므로, 제어부(210)의 클럭에 대하여 소정 듀티(d4)에 대한 턴온이 지연된 보상된 게이트 신호(Q2')가 생성된다. 따라서, 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)가 충분히 방전된 이후에 스위칭 소자(S1,S2)가 턴온됨으로써 ZVS를 확보하면서 스위칭 동작을 수행하게 된다.
이와 같은 동작은 각 스위칭 동작에서 수행될 수도 있고, 주기적으로 수행될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 효과를 나타내는 파형도이다.
도 8은 스위칭 소자(S1, S2)의 게이트 신호를 보상하지 않고 제공되는 경우와 보상된 게이트 신호를 제공하는 경우에 대한 비교 파형이다.
관련 구동 모듈은 도 4의 모듈로 설명한다.
먼저, 첫번째 파형인 제어부(181)의 클럭 신호는 사용자의 출력 전력의 선택에 따라 정해진 듀티에 의해 하이 또는 로우를 갖는 신호 파형을 갖는다. 이와 같은 제어부(181)의 클럭 신호는 게이트 신호의 보상과 무관하게 동일한 파형을 가질 수 있다.
이에 대하여, 두번째 파형인 게이트 신호는 보상 동작이 없는 경우에는 제어부(181)의 클럭과 동일한 파형을 가지게 되나, 도 4의 회로에 의하여 생성된 보상된 게이트 신호는 소정 구간 동안 하이(high)를 유지하지 않고, 클럭의 하이에 대하여 소정 시간 지연된 구간(d1)을 가진 후 하이로 천이하게 된다.
세번째 파형을 참고하면, 이와 같은 소정 시간의 지연된 구간(d1) 동안 스위칭 소자(S1, S2)의 양단 전압(VCEs1)은 양의 값을 가지는데, 이는 스위칭 소자(S1, S2)가 완전히 방전되지 않은 상태임을 의미한다.
따라서, 스위칭 소자(S1, S2)가 완전히 방전되지 않은 상태에서는 스위칭 소자(S1, S2)가 턴온되지 않도록 로우 레벨의 보상된 게이트 신호가 인가된다.
이와 같이, 스위칭 소자(S1, S2)의 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)가 완전히 방전된 상태인 P지점에서 스위칭 소자(S1, S2)가 턴온되므로, 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)가 방전되지 않은 지점인 P2에서의 턴온에 의해 발생하는 전류 피크(P4의 전류)의 스위칭 소자(S1, S2)로의 유입을 방지할 수 있다.
따라서, 듀티 제어에 의해 출력을 제어하여 소음을 저감하면서도, 스위칭 소자(S1, S2)의 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)의 충분한 방전 이후에 스위칭 소자(S1, S2)의 턴온을 유도하여 ZVS를 확보하고, 스위칭 손실을 막으며, 스위칭 소자(S1, S2)의 동작 안정성을 확보할 수 있다.
1: 전자 유도 가열 조리기기 11: 탑플레이트
20: 케이스
51, 52, 53, 150 : 가열코일 120: 정류부
130: dc링크 커패시터 140: 인버터
160: 공진 커패시터 170: 감지부
180: 보상 게이트 제어부

Claims (19)

  1. 부하에 전력을 공급하기 위한 구동 모듈에 있어서,
    상기 구동 모듈은,
    구동 주파수에 따라 온오프되는 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 전력을 생성하는 인버터;
    상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 감지 값을 출력하는 감지부; 및
    상기 감지 값에 따라 상기 스위칭 소자의 ZVS를 확보하도록 보상하여 상기 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부
    를 포함하는 구동 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는
    서로 직렬로 연결되어 있는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자;
    상기 제1 스위칭 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 제1 스너버 커패시터; 및
    상기 제2 스위칭 소자와 벙렬로 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 보호하는 제2 스너버 커패시터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 제1 스너버 커패시터 및 제2 스너버 커패시터의 양 단 전압을 각각 감지하여 각각의 감지 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는
    선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부;
    기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기;
    상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트; 및
    상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부
    를 포함하는 구동 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 클 때, 상기 스위칭 신호를 턴온하지 않도록 보상되는 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는
    선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부;
    상기 제어부의 클럭에 따라 상기 스위칭 소자를 턴온하는 기초 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부;
    기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기;
    상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트; 및
    상기 기초 게이트 신호를 수신하고, 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 기초 게이트 신호를 보상하여 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 지연부를 포함하는 구동 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지연부는 상기 기초 게이트 신호를 상기 스위칭 소자에 전송하는 제1 저항;
    상기 제1 저항과 병렬 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항과 직렬 연결되어 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 온오프되어 상기 제1 저항과 제2 저항을 연결하는 지연 스위칭 소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 저항은 상기 제2 저항에 대하여 100 배 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는
    기 설정된 구동 주파수에 의해 온오프 구동을 수행하고, 출력 전력은 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 가변하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 구동 모듈.
  10. 사용자 선택에 따라 특정 레벨의 전력을 방출하는 가열 코일;
    구동 주파수에 따라 온오프되는 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 상기 전력을 생성하는 인버터;
    상기 스위칭 소자의 양단 전압을 감지하여 감지 값을 출력하는 감지부; 및
    상기 감지 값에 따라 상기 스위칭 소자의 ZVS를 확보하도록 보상하여 상기 스위칭 소자의 게이트 신호를 보상하여 보상된 게이트 신호를 생성하는 보상 게이트 제어부
    를 포함하는 유도 가열 조리기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인버터는
    서로 직렬로 연결되어 있는 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자;
    상기 제1 스위칭 소자와 병렬로 연결되어 상기 제1 스위칭 소자를 보호하는 제1 스너버 커패시터; 및
    상기 제2 스위칭 소자와 벙렬로 연결되어 상기 제2 스위칭 소자를 보호하는 제2 스너버 커패시터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 제1 스너버 커패시터 및 제2 스너버 커패시터의 양 단 전압을 각각 감지하여 각각의 감지 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는
    선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부;
    기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기;
    상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트; 및
    상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부
    를 포함하는 유도 가열 조리기기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 클 때, 상기 스위칭 신호를 턴온하지 않도록 보상되는 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 보상 게이트 제어부는
    선택되는 전력에 따라 결정되는 스위칭 듀티를 가지는 클럭을 생성하는 제어부;
    상기 제어부의 클럭에 따라 상기 스위칭 소자를 턴온하는 기초 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동부;
    기준 전압과 상기 감지부의 감지 값을 비교하여 상기 감지 값이 상기 기준 전압보다 작은 때 출력하는 비교기;
    상기 비교기의 출력과 상기 제어부의 클럭을 앤드 연산하여 출력 신호를 생성하는 앤드 게이트; 및
    상기 기초 게이트 신호를 수신하고, 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 상기 기초 게이트 신호를 보상하여 상기 보상된 게이트 신호를 생성하는 지연부를 포함하는 유도 가열 조리기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 지연부는 상기 기초 게이트 신호를 상기스위칭 소자에 전송하는 제1 저항;
    상기 제1 저항과 병렬 연결되어 있는 제2 저항; 및
    상기 제2 저항과 직렬 연결되어 상기 앤드 게이트의 출력 신호에 따라 온오프되어 상기 제1 저항과 제2 저항을 연결하는 지연 스위칭 소자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 저항은 상기 제2 저항에 대하여 100 배 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 인버터는
    기 설정된 구동 주파수에 의해 온오프 구동을 수행하고, 출력 전력은 상기 스위칭 소자의 스위칭 듀티에 따라 가변하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 조리기기.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 유도 가열 조리기기는,
    상용 전원을 인가받아 정류하는 정류부; 및
    상기 정류부로부터 정류된 전압을 저장하여 상기 인버터에 제공하는 DC링크 커패시터;
    를 더 포함하는 유도 가열 조리기기.
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KR20160123672A (ko) 2015-04-16 2016-10-26 엘지전자 주식회사 조리기기

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