KR20210092044A - 전기 쿡탑 - Google Patents

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KR20210092044A
KR20210092044A KR1020200005534A KR20200005534A KR20210092044A KR 20210092044 A KR20210092044 A KR 20210092044A KR 1020200005534 A KR1020200005534 A KR 1020200005534A KR 20200005534 A KR20200005534 A KR 20200005534A KR 20210092044 A KR20210092044 A KR 20210092044A
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Abstract

전기 쿡탑이 개시된다. 전기 쿡탑은 마이컴이 고장난 경우를 대비하여 발광 소자를 제어하도록 동작하는 회로를 추가하여 사용자의 화상을 방지한다.

Description

전기 쿡탑{ELECTRIC COOK-TOP}
본 발명은 사용자의 화상을 방지할 수 있는 전기 쿡탑에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구들이 사용되고 있다. 상기한 조리 기구는, 가스를 이용하는 가스 레인지 및 전기를 이용하는 전기 쿡탑을 포함한다.
전기 쿡탑은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화 규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 인가하여 열을 발생시키고, 발생된 열을 방사하거나 전도시켜 피가열체(일례로, 냄비, 프라이팬 등의 조리 용기)를 가열하는 방식이다. 유도 가열 방식은 고주파 전력을 코일에 인가하여 코일 주변에 자계를 발생시키고, 발생된 자계에서 생성된 와전류(eddy current)를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열체를 가열하는 방식이다.
한편, 일반적인 전기 쿡탑은 사용자의 화상을 방지하기 위해 전기 쿡탑의 상판에 남아있는 열, 즉 잔열을 표시하기 위한 발광 소자가 구비된다. 잔열이 존재하는 경우 발광 소자는 턴 온되고, 전열이 존재하지 않는 경우 발광 소자는 턴 오프된다. 발광 소자의 동작은 전기 쿡탑의 내부에 배치된 마이컴을 통해 제어된다.
하지만, 마이컴이 고장나거나(malfunction), 발광 소자가 고장 나는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 사용자가 화상을 입을 위험성이 존재한다.
본 발명의 목적은 사용자의 화상을 방지할 수 있는 전기 쿡탑을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 잔열을 표시하는 발광 소자의 고장을 간단하게 파악할 수 있는 전기 쿡탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전기 쿡탑은 마이컴이 고장난 경우를 대비하여 발광 소자를 제어하도록 동작하는 별도의 회로를 추가하여 사용자의 화상을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 쿡탑은, 케이스, 상기 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열체가 배치 가능한 커버 플레이트, 상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 피가열체를 가열하는 가열부, 상기 커버 플레이트의 온도를 감지하여 상기 커버 플레이트의 온도와 대응되는 제1 전압을 출력하는 온도 센서, 상기 커버 플레이트의 상면에 배치되는 발광 소자, 상기 가열부의 동작을 제어하고, 상기 제1 전압에 기초하여 상기 발광 소자의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 전압을 출력하는 마이컴 및 상기 제1 전압 및 상기 제1 제어 전압에 기초하여 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 발광 소자 제어 회로부를 포함한다.
본 발명에 따른 전기 쿡탑은 사용자의 화상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기 쿡탑은 잔열을 표시하는 발광 소자의 고장을 간단하게 파악할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 존 프리 타입의 유도 가열 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 구성요소가 생략된 평면도이다.
도 3은 도 1의 존 프리 타입의 유도 가열 장치의 제어 흐름을 설명하는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 제어부의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 유도 가열 장치의 제어부의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록, 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 전기 쿡탑을 설명하도록 한다.
한편, 본 발명에서 설명하는 전기 쿡탑은 전기 저항 방식의 전기 쿡탑 및 유도 가열 방식의 전기 쿡탑(즉, 유도 가열 장치)를 모두 포함하는 개념이다. 이 때, 설명의 편의를 위해, 존 프리(ZONE FREE) 타입의 유도 가열 장치를 중심으로 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 특히, 전기 저항 방식의 전기 쿡탑 및 존 프리 타입의 유도 가열 장치가 아닌 다른 타입의 유도 가열 장치(일례로, 플렉스 타입, 하프 플렉스 타입, 듀얼 타입 등)에도 본 발명이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 존 프리 타입의 유도 가열 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 일부 구성요소가 생략된 평면도이다. 도 3은 도 1의 존 프리 타입 유도 가열 장치의 제어 흐름을 설명하는 개략도이다.
참고로, 도 2는 설명의 편의를 위해, 도 1의 커버 플레이트(119)를 생략한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 케이스(125), 커버 플레이트(119), 입력 인터페이스(300), 제어 모듈(310), 제2 제어 모듈(320), 온도 센서(330), 발광 소자(340), 복수 개의 워킹 코일(WC) 등을 포함할 수 있다.
참고로, 도 1 내지 도 3에 도시되어 있지 않지만, 케이스(125)에는 복수 개의 워킹 코일(WC) 외에도 워킹 코일(WC)이 설치되는 베이스 플레이트, 인디케이터 기판이 설치되는 인디케이터 기판 지지부, 워킹 코일(WC) 또는 복수 개의 발광 소자에서 발생된 열을 냉각하는 송풍팬과 같은 유도 가열 장치(1)를 구성하는 각종 부품이 설치될 수 있다.
또한, 케이스(125)에는 워킹 코일(WC)의 구동과 관련된 각종 장치(예를 들어, 교류 전력을 제공하는 전원부, 전원부의 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부, 정류부에 의해 정류된 직류 전력을 스위칭 동작을 통해 공진 전류로 변환하여 워킹 코일(WC)에 제공하는 인버터부, 인버터부 및 그 구동과 관련된 부품들을 제어하는 제2 제어 모듈(320), 워킹 코일(WC)을 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등)가 설치될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
그리고, 케이스(125)는 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 열이 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 단열 처리될 수 있다.
한편, 커버 플레이트(119)는 케이스(125)의 상단에 결합되어 케이스(125)의 내부를 차폐하고, 피가열체(미도시, 즉, 복수 개의 워킹 코일(WC) 중 적어도 하나에 의해 가열되는 대상체)가 상면에 배치될 수 있다.
구체적으로, 커버 플레이트(119)는 조리 용기와 같은 피가열체를 올려놓기 위한 상판부(115)를 포함할 수 있고, 워킹 코일(WC)에서 발생된 열은 상판부(115)를 통해 피가열체로 전달될 수 있다.
여기에서, 상판부(115)는 예를 들어, 유리 소재로 구성될 수 있고, 상판부(115)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 제1 제어 모듈(310)로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(300)가 설치될 수 있다. 제1 제어 모듈(310)은 입력 인터페이스(300)를 제어하기 위한 제어부이다.
입력 인터페이스(300)는 커버 플레이트(119)의 상면, 즉, 상판부(115)에 평편하게 매립되도록 설치(즉, 상판부(115)와 동일 평면 상에 평편하게 설치)되고, 특정 이미지를 표시할 수 있다. 일례로서, 특정 이미지는 복수의 워킹 코일(WC)에 따른 복수의 화구 이미지, 화구의 화력을 증가 또는 감소시키기 위한 화력 조절 이미지 등일 수 있다. 또한, 입력 인터페이스(300)는 사용자로부터 터치 입력을 수신하고, 수신된 터치 입력을 제1 제어 모듈(310)로 제공할 수 있다.
구체적으로, 입력 인터페이스(300)는 사용자가 원하는 가열 강도나 가열 시간 등을 입력하기 위한 모듈로서, 물리적인 버튼이나 터치 패널 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 입력 인터페이스(300)에는 유도 가열 장치(1)의 구동 상태가 표시되는 디스플레이 패널도 함께 구비될 수 있다.
참고로, 입력 인터페이스(300)는 제1 제어 모듈(310)에 사용자로부터 제공받은 입력을 전달하고, 제1 제어 모듈(310)이 전술한 제2 제어 모듈(320)로 상기 입력을 전달할 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
온도 센서(330)는 커버 플레이트(119)의 온도를 감지할 수 있다.
발광 소자(340)는 커버 플레이트(119)의 상면에 배치되며, 커버 플레이트(119)의 잔열이 남아있는지 여부를 표시할 수 있다. 여기서, 잔열은 사용자가 화상을 입지 않을 정도의 열을 의미하며, 기 설정된 온도 임계값을 기준으로 설정된다. 한편, 발광 소자(340)는 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
구체적으로, 온도 센서(330)는 커버 플레이트(119)의 온도를 감지하고, 감지된 커버 플레이트(119)의 온도에 관한 정보를 제1 제어 모듈(310)로 제공할 수 있다.
제1 제어 모듈(310)은 입력 인터페이스(300)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 입력 인터페이스(300)는 제1 제어 모듈(310)의 제어 명령에 따라 특정 이미지를 표시할 수 있다.
또한, 제1 제어 모듈(310)은 입력 인터페이스(300)로부터 사용자의 터치 입력을 수신하고, 수신된 터치 입력을 제2 제어 모듈(320)로 전달하거나 수신된 터치 입력을 토대로 입력 인터페이스(300)에 표시되는 특정 이미지를 제어 또는 선택할 수 있다.
그리고, 제1 제어 모듈(310)은 제2 제어 모듈(320)로부터 피가열체의 위치에 관한 정보를 제공받을 수 있고, 제공받은 피가열체의 위치에 관한 정보를 토대로 입력 인터페이스(300)에 표시되는 특정 이미지를 제어 또는 선택할 수도 있다.
구체적으로, 제1 제어 모듈(310)은 복수의 워킹 코일(WC)에 따른 복수의 화구 이미지 및 화구의 화력을 증가 또는 감소시키기 위한 화력 조절 이미지 등을 표시하도록 입력 인터페이스(300)를 제어할 수 있다.
또한, 제1 제어 모듈(310)은 온도 센서(330)로부터 커버 플레이트(119)의 온도에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 커버 플레이트(119)의 온도에 관한 정보를 토대로 화구의 잔열이 남아있는지 여부를 표시하도록 발광 소자(340)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 화구의 잔열이 남아있는 경우(즉, 커버 플레이트(119)의 온도가 기 설정된 온도 임계값 이상인 경우) 제1 제어 모듈(310)는 발광 소자(340)를 턴 온시키도록 제어할 수 있고, 화구의 잔열이 남아있지 않는 경우(즉, 커버 플레이트(119)의 온도가 기 설정된 임계값 미만인 인 경우) 제1 제어 모듈(310)는 발광 소자(340)를 턴 오프시키도록 제어할 수 있다.
또한, 제1 제어 모듈(210)는 발광 소자(340)가 고장이 났는지 여부를 판단할 수 있다
한편, 제2 제어 모듈(320)은 복수 개의 워킹 코일(WC)의 구동을 제어하는 제어부이며, 복수 개의 워킹 코일(WC) 중 어느 워킹 코일(WC)의 상부에 피가열체가 위치하는지를 감지할 수 있다.
구체적으로, 제2 제어 모듈(320)은 전술한 바와 같이, 인버터부 및 그 구동과 관련된 부품들을 제어함으로써 복수 개의 워킹 코일(WC)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 제2 제어 모듈(320)은 감지된 피가열체의 위치에 관한 정보를 제1 제어 모듈(310)로 제공할 수 있고, 제1 제어 모듈(310)로부터 사용자의 터치 입력을 제공받을 수 있다.
물론, 제2 제어 모듈(320)은 제1 제어 모듈(310)로부터 제공받은 정보, 즉 사용자의 터치 입력 정보 또는 하기에서 설명하는 발광 소자(340)의 고장 여부의 정보를 토대로 복수 개의 워킹 코일(WC)의 구동을 제어할 수 있다.
한편, 제1 제어 모듈(210) 및 제2 제어 모듈(220)는 하나의 제어 모듈로 통합될 수 있다. 여기서, 하나의 제어 모듈은 마이크로 컴퓨터, 즉 마이컴일 수 있다.
그리고, 도 1 내지 도 3에 도시되지는 않았지만 유도 가열 장치(1)는 마이컴이 고장 나는 경우, 즉, 마이컴의 발광 소자의 동작의 제어에 오류가 발생된 경우를 대비하여 발광 소자(340)를 제어하도록 동작하는 발광 소자 제어 회로부가 추가로 구비될 수 있다. 발광 소자 제어 회로부의 구성을 아래에서 보다 상세하게 설명한다.
복수 개의 워킹 코일(WC)은 피가열체를 가열하는 가열부이며, 케이스(125)의 내부에 구비될 수 있다.
구체적으로, 복수 개의 워킹 코일(WC)은 제2 제어 모듈(320)에 의해 구동이 제어될 수 있다. 즉, 복수 개의 워킹 코일(WC)은 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 소정 간격만큼 이격되도록 배치될 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 1개의 워킹 코일(WC)을 예로 들어 설명하기로 한다.
구체적으로, 워킹 코일(WC)은 환형으로 다수회 감긴 도선으로 이루어질 수 있고, 교류 자계를 발생시킬 수 있다. 또한 워킹 코일(WC)의 하측에는 마이카 시트 및 페라이트 코어가 순차적으로 배치될 수 있다.
또한, 페라이트 코어는 마이카 시트에 실런트(sealant)를 통해 고정될 수 있고, 워킹 코일(WC)에서 발생되는 교류 자계를 확산시키는 역할을 할 수 있다.
마이카 시트는 워킹 코일(WC) 및 페라이트 코어에 실런트를 통해 고정될 수 있고, 워킹 코일(WC)에 의해 발생되는 열이 페라이트 코어로 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 전술한 구성 및 특징을 토대로 무선 전력전송 기능도 가질 수 있다.
즉, 최근에는 무선으로 전력을 공급하는 기술이 개발되어 많은 전자 장치에 적용되고 있다. 무선 전력 전송 기술이 적용된 전자 장치는 별도의 충전 커넥터를 연결하지 않고 충전 패드에 올려 놓는 것 만으로도 배터리가 충전된다. 무선 전력 전송이 적용된 전자 장치는 유선 코드나 충전기가 필요하지 않으므로 휴대성이 향상되며 크기와 무게가 종래에 비해 감소한다는 장점이 있다.
무선 전력 전송 기술은 크게 코일을 이용한 전자기 유도 방식과, 공진을 이용하는 공진 방식과, 전기적 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하는 전파 방사 방식 등이 있다. 이 중 전자기 유도 방식은 무선 전력을 송신하는 장치에 구비되는 1차 코일(예를 들어, 워킹 코일)과 무선 전력을 수신하는 장치에 구비되는 2차 코일 간의 전자기 유도를 이용하여 전력을 전송하는 기술이다.
물론, 유도 가열 장치(1)의 유도 가열 방식은 전자기 유도에 의하여 피가열체를 가열한다는 점에서 전자기 유도에 의한 무선 전력 전송 기술과 원리가 실질적으로 동일하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)의 경우에도, 유도 가열 기능뿐만 아니라 무선 전력 전송 기능이 탑재될 수 있다. 나아가, 제1 제어 모듈(310)에 의해 유도 가열 모드 또는 무선 전력 전송 모드가 제어될 수도 있는바, 필요에 따라 선택적으로 유도 가열 기능 또는 무선 전력 전송 기능의 사용이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)는 전술한 구성 및 특징을 가지는바, 이하에서는 사용자의 화상을 방지할 수 있는 유도 가열 장치(1)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(1)의 제어부의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 유도 가열 장치(1)의 제어부는 마이컴(410) 및 발광 소자 제어 회로부(420) 및 스위칭 소자(430)를 포함한다.
마이컴(410)은 워킹 코일(WC)의 동작을 제어하고, 입력 인터페이스(300) 및 발광 소자(340)의 동작을 제어한다.
특히, 마이컴(410)는 발광 소자(340)의 고장 여부(즉, 발광 소자(340)가 오픈(open)되었는지 또는 쇼트(short)되었는지 여부)를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 워킹 코일(WC)의 동작을 제어할 수 있다.
보다 상세하게, 마이컴(410)는 제1 입력 포트, 제2 입력 포트, 제1 출력 포트를 포함한다.
제1 입력 포트는 온도 센서(330)에서 감지된 커버 플레이트(119)의 온도를 입력받는다.
즉, 온도 센서(330)는 제1 저항(R1) 및 열 가변 저항(thermistor, Rth)을 포함할 수 있으며, 커버 플레이트(119)의 온도와 대응되는 제1 전압(V1)을 출력한다. 여기서, 제1 전압(V1)은 제1 저항(R1)과 열 가변 저항(Rth) 사이에 분배된 전압이다.
제1 출력 포트는 제1 전압(V1)에 기초하여 발광 소자(340)의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 전압(VCl)을 출력한다.
일례로, 커버 플레이트(119)의 온도가 높은 경우(즉, 제1 전압(V1)이 큰 경우), 마이컴(410)은 발광 소자(340)을 턴 온시키기 위한 하이 레벨의 제1 제어 전압(VC1)를 제1 출력 포트로 출력할 수 있다. 또한, 일례로, 커버 플레이트(119)의 온도가 낮은 경우(즉, 제1 전압(V1)이 작은 경우), 마이컴(410)은 발광 소자(340)을 턴 오프시키기 위한 로우 레벨의 제1 제어 전압(VC1)를 제1 출력 포트로 출력할 수 있다.
제2 입력 포트는 발광 소자(340)의 입력단의 전압을 입력받는다.
일례로, 발광 소자(340)의 발광 다이오드인 경우, 발광 소자(340)의 입력단은 발광 다이오드의 애노드(anode)일 수 있다.
한편, 도 4에 도시되지 않았지만, 마이컴(410)는 제2 출력 포트를 포함할 수 있다. 제2 출력 포트는 워킹 코일(WC)의 동작을 제어하기 위한 신호를 출력하는 포트이다.
발광 소자 제어 회로부(420)는 제1 전압(V1) 및 제1 제어 전압(VC1)에 기초하여 발광 소자(340)의 동작을 제어한다.
보다 상세하게, 발광 소자 제어 회로부(420)는 비교기(421) 및 OR 게이트(422)를 포함한다.
비교기(421)은 제1 전압(V1)과 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 제2 제어 전압(VC2)을 출력한다.
기준 전압(Vref)은 상기에서 설명한 온도 임계값과 대응되며, 화구의 잔열이 남아있는지 여부의 기준이 되는 전압이다. 즉, 기준 전압(Vref)은 사용자의 화상을 방지하기 위한 커버 플레이트(119)의 최대 온도과 대응될 수 있다. 일례로, 기준 전압(Vref)은 3.5V일 수 있다.
제1 전압(V1)이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우 비교기(421)는 하이 레벨의 제2 제어 전압(VC2)를 출력할 수 있고, 제1 전압(V1)이 기준 전압(Vref)보다 작은 경우 비교기(421)는 로우 레벨의 제2 제어 전압(VC2)를 출력할 수 할 있다.
여기서, 하이 레벨의 제2 제어 전압(VC2)은 하이 레벨의 제1 제어 전압(VC1)과 동일하고, 로우 레벨의 제2 제어 전압(VC2)은 로우 레벨의 제1 제어 전압(VC1)과 동일하다.
OR 게이트(422)는 제1 제어 전압(VC1) 및 제2 제어 전압(VC2)을 OR 연산한다.
즉, 제1 제어 전압(VC1) 및 제2 제어 전압(VC2) 중 어느 하나가 하이 레벨인 경우, OR 게이트(422)는 하이 레벨의 제어 전압을 출력하고, 제1 제어 전압(VC1) 및 제2 제어 전압(VC2) 모두가 로우 레벨인 경우, OR 게이트(422)는 로우 레벨의 제어 전압을 출력한다. 발광 소자(340)는 OR 게이트(422)의 출력 전압에 기초하여 턴 온되거나 턴 오프된다.
스위칭 소자(423)는 OR 게이트(422)의 출력 전압에 기초하여 스위칭 동작을 수행한다. 일례로, 스위칭 소자(423)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated gate bipolar transistor, IGBT)일 수 있다.
여기서, 스위칭 소자(423)의 일단은 발광 소자(340)를 구동하기 위한 전원 전압(VDD)과 연결되고, 스위칭 소자(423)의 타단은 발광 소자(340)의 입력단과 연결된다. OR 게이트(422)의 출력 전압이 하이 레벨인 경우 스위칭 소자(423)가 닫치고, OR 게이트(422)의 출력 전압이 로우 레벨인 경우 스위칭 소자(423)가 열린다.
이하, 상기에서 설명한 내용에 기초하여 유도 가열 장치(1)의 제어부의 동작을 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 유도 가열 장치(1)의 제어부는 마이컴(410) 및 스위칭 소자(430)만으로 구성되었으며, 제1 전압(V1)에 기초하여 제1 제어 전압(VC1)이 출력되며, 스위칭 소자는 제1 제어 전압(VC1)에 기초하여 스위칭 동작을 수행하였다.
그러나, 마이컴이 고장 나는 경우, 커버 플레이트(119)의 온도가 높음에도 불구하고 발광 소자(340)가 턴 온되지 않았으며, 사용자는 화상을 입을 수 있었다. 또한, 마이컴이 정상적으로 동작하였으나 발광 소자(340)가 고장 나는 경우(즉, 발광 소자(340)가 오픈되거나 쇼트된 경우), 사용자는 화상을 입을 수 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 마이컴(410)이 고장난 경우를 대비하여 발광 소자(340)를 제어하도록 동작하는 발광 소자 제어 회로부(420)를 추가하였다.
보다 상세하게, 마이컴(410)이 정상적으로 동작하고 있는 경우, 제1 출력 포트에서 출력되는 제1 제어 전압(VC1)과 비교기(421)에서 출력되는 제2 제어 전압(VC2)은 동일한 전압이며, OR 게이트(422)는 제1 제어 전압(VC1) 및 제2 제어 전압(VC2)과 동일한 제어 전압을 출력한다. 따라서, 마이컴(410)이 정상적으로 동작하고 있는 경우, 종래의 마이컴(410)의 동작과 동일하게 발광 소자(340)를 제어한다.
또한, 커버 플레이트(119)의 온도가 높은 상황에서 마이컴(410)이 고장난 경우, 제1 출력 포트에서 출력되는 제1 제어 전압(VC1)은 잘못된 제어 전압(즉, 로우 레벨의 제어 전압)이지만, 비교기(421)에서 출력된 제2 제어 전압(VC2)은 올바른 제어 전압(즉, 하이 레벨의 제어 전압)이다. 그리고, OR 게이트(422)는 제1 제어 전압(VC1) 및 제2 제어 전압(VC2)를 입력받으며, 올바른 제어 전압(하이 레벨의 제어 전압)인 제2 제어 전압(VC2)을 출력한다. 따라서, 마이컴(410)이 고장난 경우에도 발광 소자(340)는 제2 제어 전압(VC2)을 통해 올바르게 동작할 수 있으며, 사용자의 화상을 방지할 수 있다.
그리고, 상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 마이컴(410) 내에 또 하나의 입력 포트를 추가함으로써, 마이컴(410)이 발광 소자(340)가 고장났는지 여부, 즉 발광 소자(340)가 오픈 또는 쇼트되었는지 여부를 판단할 수 있다.
보다 상세하게, 발광 소자(340)가 발광 다이오드인 경우, 마이컴(410)은 제2 입력 포트를 통해 발광 다이오드의 입력단(애노드)의 전압을 입력받는다. 한편, 발광 다이오드의 출력단(캐소드)는 접지와 연결된다.
이 때, 워킹 코일(WC)이 동작하고, 발광 다이오드의 입력단의 전압이 발광 다이오드의 순방향 바이어스와 대응되지 않는 경우, 마이컴(410)는 발광 다이오드가 오픈 또는 쇼트되었다고 판단한다.
일례로, 발광 다이오드의 입력단의 전압이 0V인 경우 발광 다이오드가 오픈되고, 발광 다이오드의 입력단의 전압이 5V인 경우 발광 다이오드가 쇼트되었다고 가정한다. 이 때, 발광 다이오드의 입력단의 전압이 순방향 바이어스 전압인 0.7V인 경우 마이컴(410)는 발광 다이오드가 정상적으로 동작하는 것으로 판단한다. 반대로, 발광 다이오드의 입력단의 전압이 0V 또는 5V인 경우 마이컴(410)는 발광 다이오드가 고장이 난 것으로 판단한다.
그리고, 발광 다이오드가 오픈 또는 쇼트된 경우, 마이컴(410)는 워킹 코일(WC)의 동작을 정지(턴 오프)시킬 수 있다. 이에 따라, 사용자의 화상이 방지된다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
115: 상판부 119: 커버 플레이트
125: 케이스 300: 입력 인터페이스
310: 제1 제어 모듈 320: 제2 제어 모듈
330: 온도 센서 340: 발광 소자
410: 마이컴 420: 발광 소자 제어 회로부
430: 스위칭 소자

Claims (8)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 상단에 결합되고, 상면에 피가열체가 배치 가능한 커버 플레이트;
    상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 피가열체를 가열하는 가열부;
    상기 커버 플레이트의 온도를 감지하여 상기 커버 플레이트의 온도와 대응되는 제1 전압을 출력하는 온도 센서;
    상기 커버 플레이트의 상면에 배치되는 발광 소자;
    상기 가열부의 동작을 제어하고, 상기 제1 전압에 기초하여 상기 발광 소자의 동작을 제어하기 위한 제1 제어 전압을 출력하는 마이컴; 및
    상기 제1 전압 및 상기 제1 제어 전압에 기초하여 상기 발광 소자의 동작을 제어하는 발광 소자 제어 회로부;를 포함하는, 전기 쿡탑.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 제1 전압을 입력받는 제1 입력 포트; 및
    상기 제1 제어 전압을 출력하는 출력 포트;를 포함하고, 전기 쿡탑.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자 제어 회로부는,
    상기 제1 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 제2 제어 전압을 출력하는 비교기; 및
    상기 제1 제어 전압 및 제2 제어 전압을 OR 연산하는 OR 게이트;를 포함하되,
    상기 발광 소자는 상기 OR 게이트의 출력 전압에 기초하여 턴 온되거나 턴 오프되는, 전기 쿡탑.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 OR 게이트의 출력 전압에 기초하여 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자;를 더 포함하되,
    상기 스위칭 소자의 일단은 상기 발광 소자를 구동하기 위한 전원 전압과 연결되고 상기 스위칭 소자의 타단은 상기 발광 소자의 입력단과 연결되는, 전기 쿡탑.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광 소자는 발광 다이오드이고,
    상기 마이컴은 상기 발광 다이오드의 입력단의 전압을 입력받는 제2 입력 포트;를 더 포함하되,
    상기 마이컴은 상기 입력단의 전압에 기초하여 상기 가열부의 동작을 제어하는, 전기 쿡탑.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 출력단은 접지와 연결되고,
    상기 가열부가 동작하고 상기 입력단의 전압이 상기 발광 다이오드의 순방향 바이어스와 대응되지 않는 경우, 상기 마이컴은 상기 가열부의 동작을 정지시키시는, 전기 쿡탑.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기 설정된 기준 전압은 사용자의 화상을 방지하기 위한 상기 커버 플레이트의 최대 온도과 대응되는 전압인, 전기 쿡탑.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 발광 소자 제어 회로부는, 상기 마이컴의 상기 발광 소자의 동작의 제어에 오류가 발생된 경우를 대비하여 상기 발광 소자를 제어하도록 동작하는, 전기 쿡탑.
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