KR20210096940A - 주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치가 개시된다. 주방용 가열 장치는, 구형파 신호에 기초하여 동작하는 히터의 보조적 구동 회로를 추가하여 마이컴이 비정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 안전 사고를 방지한다.

Description

주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치{KITCHEN HEATING DEVICE AND CONTROL DEVICE INCLUDED THEREIN}
본 발명은 마이컴이 비정상적으로 동작하는 경우 발생할 수 있는 안전 사고를 방지할 수 있는 주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치에 관한 것이다.
가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 주방용 가열 장치들이 사용되고 있다. 일례로, 주방용 가열 장치는 쿡탑 또는 오븐 등을 포함한다.
쿡탑은 가스 또는 전기를 이용하여 조리 용기를 가열한다. 특히, 전기 쿡탑은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화 규소와 같은 비금속 발열체(즉, 가열부)에 전류를 인가하여 열을 발생시키고, 발생된 열을 방사하거나 전도시켜 조리 용기를 가열한다. 유도 가열 방식은 고주파 전력을 코일(즉, 가열부)에 인가하여 코일 주변에 자계를 발생시키고, 발생된 자계에서 생성된 와전류(eddy current)를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 조리 용기를 가열한다.
오븐은 음식물을 가열하여 조리하는 가전 기기이다. 특히, 전기 오븐은 도어에 의하여 선택적으로 개폐되는 조리실이 구비되고, 마이크로웨이브를 발진시키기 위한 전장 부품(electrical components) 또는 열을 발생시키기 위한 히터와 같은 가열부가 설치된다. 그리고, 전장 부품에서 발진되는 마이크로웨이브 또는 히터에서 발생되는 열에 의하여 조리실의 내부의 음식물이 가열되어 조리된다.
주방용 가열 장치는 타이머를 통해 일정한 동작 시간 동안 가열부를 구동하여 피가열체를 가열할 수 있다. 이 때, 주방용 가열 장치는 마이컴을 구비하며, 마이컴은 미리 설정된 펄스 신호, 즉 구형파 신호를 카운팅하여 동작 시간이 경과되었는지 여부를 측정한다. 동작 시간이 경과하는 경우, 마이컴은 가열부를 턴 오프시키도록 제어한다.
한편, 입력 또는 출력 포트의 이상 등으로 인해 마이컴이 구형파 신호를 카운팅할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 또는, 구형파 신호가 정상적으로 수신되었지만 마이컴 자체의 비정상적인 동작으로 인해 구형파 신호를 카운팅할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
이 경우, 측정된 시간이 증가하지 않아 동작 시간이 경과하지 않으며, 가열부는 피가열체를 계속 가열한다. 이에 따라, 화재 등의 안전 사고가 발생될 위험이 있다.
본 발명의 목적은 마이컴이 비정상적으로 동작하는 경우 발생하는 안전 사고를 방지할 수 있는 주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 간단한 추가 회로를 설치함으로써 타이머에 의한 동작 시간이 경과하는 경우 가열부를 턴 오프시킬 수 있는 주방용 가열 장치 및 이에 포함되는 제어 장치를 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 발명의 일 실시예에 따른 주방용 가열 장치는 구형파 신호에 기초하여 동작하는 히터의 보조적 구동 회로를 추가하여 마이컴이 비정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 안전 사고를 방지하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주방용 가열 장치는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 배치되며, 피가열체를 가열하는 가열부 및 상기 가열부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 외부에 공급되는 교류 신호를 구형파 신호로 변환하는 신호 변환부, 상기 구형파 신호를 카운팅하고, 상기 카운팅된 결과값에 기초하여 상기 가열부의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제1 제어 신호를 출력하는 마이컴, 상기 제1 제어 신호에 기초하여 상기 가열부를 턴 온 또는 오프시키는 구동부, 상기 제1 제어 신호를 상기 구동부로 제공하는 제1 스위치 및 상기 구형파 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 턴 온 또는 오프를 제어하는 스위치 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주방용 가열 장치에 포함된 가열부를 제어하는 제어 장치는, 외부에 공급되는 교류 신호를 구형파 신호로 변환하는 신호 변환부;
상기 구형파 신호를 카운팅하고, 상기 카운팅된 결과값에 기초하여 상기 가열부의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제1 제어 신호를 출력하는 마이컴, 상기 제1 제어 신호에 기초하여 상기 가열부를 턴 온 또는 오프시키는 구동부, 상기 제1 제어 신호를 상기 구동부로 제공하는 제1 스위치 및 상기 구형파 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 턴 온 또는 오프를 제어하는 스위치 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 주방용 가열 장치의 사용 시 안전 사고의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마이컴이 비정상적으로 동작하는 경우 가열부를 턴 오프시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 간단한 추가 회로를 설치함으로써 타이머에 의한 동작 시간이 경과하는 경우 가열부를 턴 오프시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 오븐에서 도어를 분리한 상태의 사시도이다.
도 2는 도어를 제거한 상태에서 오븐의 정면도이다.
도 3은 본체의 바디를 제거한 상태에서 캐비티를 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오븐 내의 상부 공간에 구비된 각종 부품의 배치 형상을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 일부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 변환부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 회로도를 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 주방용 가열 장치를 설명하도록 한다.
한편, 본 발명은 가스 또는 전기를 이용하여 피가열체를 가열하는 모든 종류의 주방용 가열 장치에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 주방용 가열 장치는 가스 또는 전기를 이용하여 조리 용기를 가열하는 쿡탑, 가스 또는 전기를 사용하여 음식물을 가열하여 조리하는 오븐 또는 전자 레인지 등일 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 주방용 가열 장치를 전기 오븐으로 가정하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 오븐에서 도어를 분리한 상태의 사시도이고, 도 2는 도어를 제거한 상태에서 오븐의 정면도이고, 도 3은 케이스의 바디를 제거한 상태에서 캐비티를 바라본 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 오븐(10)은 음식물을 수용하고 가열하는 공간인 캐비티(32)를 구비하는 케이스(30)와, 케이스(30)의 정면에 마련된 도어(20)를 포함한다.
케이스(30)의 바디(31)에는 캐비티(32) 내부 공간에 수용된 음식물을 가열하기 위한 히터, 쿨링 팬 등의 수단이 수용된다. 바디(31)의 캐비티(32)는 정면으로 개방된 대략 직육면체 형상의 공간을 구비한다.
캐비티(32)를 규정하는 캐비티 패널(34)은 전방이 개방된 직육면체 형태의 외형을 가진다. 캐비티 패널(34)은 캐비티(32)의 양측 경계를 규정하는 한 쌍의 캐비티 측면패널(35), 캐비티(32)의 상부 경계를 규정하는 캐비티 상부패널(36), 캐비티(32)의 후방 경계를 규정하는 캐비티 리어패널(37) 및 캐비티(32)의 바닥을 규정하는 캐비티 플로어패널(39)을 포함한다.
도어(20)는 하부에 수평의 축을 중심으로 회동하는 풀 다운 방식, 또는 좌측이나 우측의 수직 축을 중심으로 회전하는 스윙 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 도어(20)를 닫으면 캐비티(32)의 전방 개구부가 막혀 캐비티(32) 내부 공간은 외부로부터 밀폐된다.
캐비티 리어패널(37)에는 히터(미도시)에 의해 가열된 공기가 유입되는 중앙 에어홀(371)이 설치되고, 에어홀의 후방에 마련된 팬(미도시)이 회전함에 따라 히터에 의해 가열된 공기가 에어홀(371)을 통해 캐비티(32) 내부로 유입될 수 있다.
케이스(30)의 바디(31)에서 캐비티(32) 상부에는 오븐(10)의 동작을 제어하는 메인 회로부 등이 수용되는 상부 공간(33)이 마련된다.
양측 캐비티 측면패널(35) 중앙부에는 캐비티 내부를 비추는 조명을 구비하는 조명 어셈블리(351)가 설치될 수 있다. 조명 어셈블리(351)는 상하로 긴 직사각형의 조사면을 구비하며, 내부에는 도광판이나 확산판 등을 사용하여 면 발광 형태로 캐비티 내부를 비추게 설계할 수 있다. 광원은 LED가 사용될 수 있으며, 이는 비교적 캐비티 내부의 고온의 환경으로부터 받을 수 있는 영향을 최소화하기 위해 캐비티(32)의 상부 공간(33) 쪽에 설치될 수 있다.
양측 캐비티 측면패널(35)에서 조명 어셈블리(351)보다 전방에는 슬라이드 승강 어셈블리(40)가 설치될 수 있다. 슬라이드 승강 어셈블리(40)는 캐비티 리어패널보다는 도어 쪽에 더 가깝게 배치된다.
캐비티(32) 내부에는 음식물을 올려 놓을 수 있는 제1 선반(88)이 구비되고, 제1 선반(88)은 서랍 방식으로 전방으로 인출될 수 있는 제1 선반 프레임(80) 상에 놓여진다. 따라서 사용자는 도어(20)를 열고 제1 선반 프레임(80)을 인출한 뒤, 제1 선반 프레임(80)에 거치되어 있는 제1 선반(88) 상에 음식물을 올려 놓고, 다시 제1 선반 프레임(80)을 캐비티(32) 내부로 집어 넣을 수 있다.
캐비티(32) 내부에는 2 이상의 선반이 설치될 수 있다. 예시된 도면에는 제1 선반(88)보다 하부에 제2 선반(98)이 더 설치된 구조가 도시되어 있다. 제2 선반(98) 역시 서랍 방식으로 전방으로 인출될 수 있는 제2 선반 프레임(90) 상에 놓여진다. 2 이상의 선반이 착탈 가능하게 설치되면, 오븐(10)을 활용하여 더 다양한 요리를 더 효율적으로 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오븐(10) 내의 상부 공간(33)에 구비된 각종 부품의 배치 형상을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상부 공간(33)는 구획 플레이트(430)에 의해 구획되는 제1 공간(410) 및 제2 공간(420)으로 구획된다.
구획 플레이트(430)는 제1 공간(410)과 제2 공간(420) 사이에 배치된다. 이 때, 구획 플레이트(430)는 상부 공간(33)의 하단부에서 상단부로 연장되게 형성된다.
구획 플레이트(430)의 일부면에는 적어도 하나의 관통홀(431)이 형성된다. 관통홀(431)는 쿨링 팬(421)에서 발생된 바람을 통과시키는 기능을 수행한다.
제1 공간(410)에는 메인 회로부(411)가 배치된다.
메인 회로부(411)는 가열부인 히터의 구동을 제어하며, 기타 오븐(10)의 부품들의 구동을 제어하는 제어부이다. 메인 회로부(411)는 마이크로 컴퓨터, 즉 마이컴(미도시)을 포함한다. 히터는 바디(31) 내부에 수용되며 음식물을 가열하기 위한 열을 발산한다.
제2 공간(420)에는 쿨링 팬(421) 및 쿨링 팬(421)를 구동시키는 쿨링 팬 모터(422) 및 전달 유로(423)가 배치된다.
쿨링 팬(421) 및 쿨링 팬 모터(422)는 메인 회로부(411) 기타 제1 공간(410)에 배치된 부품들을 냉각시키는 기능을 수행한다.
쿨링 팬(421)은 쿨링 팬 모터(422)에 의해 바람을 발생시키고, 발생된 바람은 구획 플레이트(430)가 배치된 방향으로 전달된다. 특히, 바람은 적어도 하나의 관통홀(431)을 통해 제2 공간(420)에서 제1 공간(410)으로 전달된다.
전달 유로(423)는 쿨링 팬(421)에서 발생된 바람을 적어도 하나의 관통홀(431)로 전달하는 기능을 수행한다. 전달 유로(423)는 구획 플레이트(430)와 쿨링 팬(421) 사이에 배치된다. 전달 유로(423)가 배치됨으로써 관통홀(431)로 집중하여 바람이 전달될 수 있다.
한편, 오븐(10)은 타이머 기능을 제공할 수 있다. 즉, 마이컴은 사용자가 설정한 동작 시간 동안 히터를 턴 온하고, 동작 시간이 경과한 경우 히터를 턴 오프할 수 있다. 마이컴은 미리 설정된 펄스 신호, 즉 구형파 신호를 카운팅하여 동작 시간이 경과되었는지 여부를 측정할 수 있다.
이 때, 입력 또는 출력 포트의 이상 등으로 인해 마이컴이 구형파 신호를 카운팅할 수 없거나 마이컴 자체의 비정상적인 동작으로 인해 구형파 신호를 카운팅할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 측정된 시간이 증가하지 않으며 히터는 음식물을 계속 가열하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 간단한 추가 회로를 설치함으로써 마이컴이 구형파 신호를 카운팅할 수 없는 경우에도 히터를 턴 오프할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 구체적인 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 일부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부(500)는 가열부인 히터의 동작을 제어하기 위한 기능을 수행하며, 신호 변환부(510), 마이컴(520), 제1 스위치(530), 구동부(540) 및 스위치 제어부(550)를 포함한다.
이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세하게 설명하기로 한다.
신호 변환부(510)는 제어부(500)에 교류 신호가 인가되었는지 여부를 판단하는 전원 감지부의 역할을 수행하며, 특히 타이머 기능을 제공할 때의 기준 신호인 구형파 신호(즉, 펄스 신호)를 출력한다.
이 때, 교류 신호는 외부에서 공급될 수 있으며, 일례로, 상용 교류 전압 신호일 수 있다.
또한, 구형파 신호는 구형파 전압 신호일 수 있으며, 하이 논리 상태(즉, 1)과 로우 논리 상태(즉, 0)가 순차적으로 반복 발생되는 신호를 의미한다. 본 발명에 따르면, 하이 논리 상태인 시간 구간과 로우 논리 상태인 시간 구간의 비율, 즉 듀티 사이클이 50%인 대칭 구형파 전압뿐만 아니라 듀티 사이클이 50%가 아닌 비대칭 구형파가 모두 사용될 수 있다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 변환부(510)의 회로도를 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 신호 변환부(510)는 포토 커플러, 복수의 저항(R11, R12, R13, R14, R15), 다이오드(D11), 캐패시터(C11) 및 스위치와 대응되는 트랜지스터(T11)를 포함하며, 포터 커플러를 통해 상용 교류 전압 신호가 인가되었는지 여부를 판단하고, 구형파 신호를 출력한다.
일례로서, 저항(R11)의 크기는 100kΩ이고, 저항(R12)의 크기는 4.7kΩ이고, 저항(R13)의 크기는 4.7kΩ이고, 저항(R14)의 크기는 10kΩ이고, 저항(R15)의 크기는 22kΩ이고, 캐패시터(C11)의 크기는 0.022μF이고, 제1 전원 전압단은 5V의 전압을 제공할 수 있다. 그리고, 트랜지스터(T11)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수 있다.
다시, 도 5 및 도 6을 참조하면, 마이컴(520)은 히터의 구동(즉, 턴 온 또는 오프)를 제어한다.
특히, 마이컴(520)은 구형파 신호를 카운팅하고, 카운팅된 결과값에 기초하여 히터의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제1 제어 신호를 출력한다. 이에 따라 오븐(10)은 히터의 타이머 기능을 제공할 수 있다.
즉, 마이컴(520)은 오븐(10)에 구비된 입력 인터페이스로부터 사용자의 히터의 동작 시간을 입력받을 수 있으며, 구형파 신호를 카운팅하여 시간의 경과 여부를 측정할 수 있다. 동작 시간이 종료되지 않는 경우, 마이컴(520)은 히터를 턴 온시키기 위한 제1 제어 신호를 출력하고, 이에 따라 히터가 턴 온된다. 또한, 동작 시간이 종료된 경우, 마이컴(520)는 히터를 턴 오프시키기 위한 제1 제어 신호를 출력하고, 이에 따라 히터가 턴 오프된다.
제1 스위치(530)는 마이컴(520)에서 출력된 제1 제어 신호를 구동부(540)로 전달하는 기능을 수행한다. 그리고, 구동부(540)는 제1 제어 신호에 기초하여 히터를 턴 온 또는 오프시킨다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(540)의 회로도를 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 구동부(540)는 다이오드(D21), 인덕터(L21) 및 스위치(S21)가 구비된 소자를 포함한다. 이 때, 다이오드(D21)의 타단에서 제1 제어 신호가 입력된다.
스위치 제어부(550)는 마이컴(520)이 비정상적으로 동작하는 경우에 발생하는 안전 사고를 방지하기 위해 제1 스위치(530)의 턴 온 또는 오프를 제어한다.
이 때, 스위치 제어부(550)는 신호 변환부(510)에서 출력된 구형파 신호에 기초하여 제1 스위치(530)의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제2 제어 신호를 출력할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 제1 스위치(530) 및 스위치 제어부(550)의 회로 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
스위치 제어부(550)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제5 저항(R5), 제6 저항(R6), 제1 캐패시터(C1), 제2 캐패시터(C2), 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2) 및 제2 스위치(551)를 포함한다. 이 때, 제2 스위치(551)는 제4 저항(R4) 및 제2 트랜지스터(T2)를 포함한다.
그리고, 제1 스위치(530)는 제3 저항(R3) 및 제1 트랜지스터(T1)를 포함한다.
각 소자 별 연결 관계를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1 저항(R1)의 일단은 신호 변환부(510)와 전기적으로 연결된다. 이에 따라 구형파 신호가 제1 저항(R1)의 일단으로 인가된다.
제1 저항(R1)의 타단은 제2 캐패시터(C2)의 일단과 전기적으로 연결되고, 제2 캐패시터(C2)의 타단은 제1 노드(n1)와 전기적으로 연결된다.
제1 다이오드(D1)의 일단은 제1 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 제1 다이오드(D1)의 타단은 제1 노드(n1)와 전기적으로 연결된다.
이 때, 제1 다이오드(D1)의 일단은 제5 저항(R5)을 통해 제1 전원 전압단(VDD1)과 전기적으로 연결된다. 즉, 제5 저항(R5)의 일단은 제1 전원 전압단(VDD1)과 전기적으로 연결되고, 제5 저항(R5)의 타단은 제1 다이오드(D1)의 일단과 전기적으로 연결된다.
제2 다이오드(D2)의 일단은 제1 노드(n1)와 전기적으로 연결되고, 제2 다이오드(D2)의 타단은 제2 노드(n2)와 전기적으로 연결된다.
제1 캐패시터(C1)의 일단은 제2 노드(n2)와 전기적으로 연결되고, 제1 캐패시터(C1)의 타단은 접지와 전기적으로 연결된다.
제1 캐패시터(C1) 및 제1 캐패시터(C1)는 구형파 신호에 기초하여 전압이 충방전된다.
제2 저항(R2)의 일단은 제2 노드(n2)와 전기적으로 연결되고, 제2 저항(R2)의 타단은 제2 스위치(551)와 전기적으로 연결된다. 이 때, 제2 저항(R2)의 타단의 전압에 기초하여 제2 스위치(551)가 턴 온 또는 오프된다.
제2 스위치(551)의 일단은 제1 전원 전압단(VDD1)과 전기적으로 연결되고, 제2 스위치(551)의 타단은 제1 스위치(530)와 전기적으로 연결된다. 이 때, 제2 스위치(551)의 턴 온 또는 오프에 따라 제1 스위치(530)가 턴 온 또는 오프된다. 즉, 제2 스위치(551)와 제1 스위치(530)는 함께 턴 온 또는 오프된다.
보다 상세하게, 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극은 제3 저항(R3)의 일단 및 스위치 제어부(550)와 전기적으로 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 도통 전극은 제3 저항(R3)의 타단 및 마이컴(520)과 전기적으로 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 도통 전극은 구동부(540)와 전기적으로 연결된다. 이 때, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 도통 전극으로 제1 제어 신호가 인가된다.
또한, 제2 트랜지스터(T2)의 제어 전극은 제4 저항(R4)의 일단 및 제2 저항(R2)의 타단과 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 제1 도통 전극은 제4 저항(R4)의 타단 및 제1 전원 전압단(VDD1)과 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 제2 도통 전극은 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극와 전기적으로 연결된다.
한편, 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극은 제6 저항(R6)을 통해 제2 트랜스지터(T2)의 제2 도통 전극과 전기적으로 연결된다. 즉, 제6 저항(R6)의 일단은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 도통 전극과 전기적으로 연결되고, 제6 저항(R6)의 타단은 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극과 전기적으로 연결된다.
일례로서, 제1 저항(R1)의 크기는 2kΩ이고, 제2 저항(R2)의 크기는 10kΩ이고, 제3 저항(R3)의 크기는 47kΩ이고, 제4 저항(R4)의 크기는 47kΩ이고, 제5 저항(R5)의 크기는 5.6kΩ이고, 제6 저항(R6)의 크기는 1kΩ이고, 제1 캐패시터(C1)의 크기는 1μF이고, 제2 캐패시터(C2)의 크기는 100μF이고, 제1 전원 전압단(VDD1)은 5V의 전압을 제공할 수 있다. 그리고, 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 IGBT일 수 있다.
상기에서 설명한 소자 간의 연결 관계를 참조하여 제어부(550)가 수행하는 동작을 설명하면 다음과 같다.
스위치 제어부(550)는 제1 캐패시터(C1)의 양단 전압에 기초하여 제1 스위치(530)의 턴 온 또는 오프를 제어할 수 있다.
보다 상세하게, 신호 변환부(510)에서 구형파 신호가 출력되는 경우(즉 구형파 신호가 정상적으로 인가되는 경우), 스위치 제어부(550)는 제1 스위치(530)를 턴 온시킬 수 있다. 이 때, 제1 스위치(530)의 턴 온에 따라 마이컴(520)에서 출력된 제1 제어 신호가 구동부(540)로 제공되어 히터가 턴 온될 수 있다. 이는 마이컴(520)이 정상적으로 동작하는 경우 수행되는 동작이다.
또한, 신호 변환부(510)에서 구형파 신호가 출력되지 않는 경우, 스위치 제어부(550)는 제1 스위치(530)를 턴 오프시킬 수 있다. 제1 스위치(530)의 턴 오프에 따라 마이컴(520)에서 출력된 제1 제어 신호가 구동부(540)로 제공되지 못하며, 이에 따라 히터가 턴 오프될 수 있다.
즉, 구형파 신호가 정상적으로 인가되는 경우, 구형파 신호는 하이 논리 상태 및 로우 논리 상태로 순차적으로 반복되는 파형을 가지며, 이에 따라 제1 캐패시터(C1)는 충전 및 방전을 반복한다. 이 때, 기 설정된 전압 구간 내의 전압이 인가되는 경우에만 턴 온되는 제2 스위치(551)(즉, 임계 전압 이상의 전압이 제어 전극으로 인가될 때 턴 온되는 제2 트랜지스터(T2))는 제1 캐패시터(C1)는 충전 및 방전에 기초하여 턴 온되고, 제2 스위치(551)의 턴 온에 따라 제1 전원 전압단(VDD1)의 전압이 제1 트랜지스터(T1)의 제어 전극으로 인가되어 제1 스위치(530)가 턴 온된다. 따라서, 제1 제어 신호가 구동부(540)로 인가되어 히터가 턴 온된다.
그리고, 구형파 신호가 정상적으로 인가되지 않는 경우 또는 구형파 신호가 정상적으로 인가되었으나 마이컴(520)이 비정상적으로 동작하는 경우(즉, 마이컴(520)이 고장나는 경우), 제1 캐패시터(C1)의 양단 전압은 제1 전원 전압부(VDD1)와 유사한 전압을 가진다. 즉, 제1 캐패시터(C1)의 양단 전압은 제2 스위치(551)를 턴 온하기 전압 구간에 포함되지 않는 전압이다. 따라서, 제2 스위치(551)가 턴 오프되고, 제1 스위치(530) 역시 턴 오프되며, 제1 제어 신호가 구동부(540)로 인가되지 않아 히터가 턴 오프된다.
다시 말해, 마이컴(520)이 정상적으로 동작하는 경우, 종래의 오븐(즉, 스위치 제어부를 구비하지 않는 오븐)은 타이머를 통해 동작 시간 동안에는 히터를 턴 온시키고, 동작 시간이 경과하는 경우 히터를 턴 오프시킨다.
하지만, 마이컴(520)이 비정상적으로 동작하는 경우, 종래의 오븐은 구형파 신호의 카운팅이 제대로 수행할 수 없으며, 이에 따라 타이머가 정지된다. 정지된 타이머로 인해 히터를 턴 온시키는 제1 제어 신호가 출력될 수 있고, 이로 인해 히터가 계속 턴 온되어 화재 등의 안전 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 오븐(10)는 제1 스위치(530) 및 스위치 제어부(550)를 구비한다. 이 때, 마이컴(520)이 비정상적으로 동작하는 경우, 스위치 제어부(550)는 구형파 신호에 기초하여 히터를 턴 온시키는 제1 제어 신호가 구동부(540)로 전달되지 않도록 할 수 있다. 즉, 구형파 신호의 카운팅이 제대로 수행되지 않아 타이머가 정지되는 경우라 하더라도, 스위치 제어부(550)을 통해 히터를 턴 온시키는 제1 제어 신호는 구동부(540)로 전달되지 못하며, 이에 따라 히터가 턴 오프된다. 이에 따라 화재 등의 안전 사고의 발생을 방지할 수 있다.
요컨대, 본 발명의 오븐(10)은 히터의 원치 않는 가열 동작에 따른 안전 사고의 발생을 방지할 수 있으며, 특히, 마이컴(520)이 비정상적으로 동작하는 경우 히터를 턴 오프시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 오븐(10)은 간단한 추가 회로를 설치함으로써 타이머에 의한 동작 시간이 경과하는 경우 히터를 턴 오프시킬 수 있다
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.
10: 오븐 20: 도어
30: 케이스 31: 바디
32: 캐비티 33: 상부 공간
35: 캐비티 측면패널 36: 캐비티 상부패널
39: 캐비티 플로어패널 40: 승강 어셈블리
37: 캐비티 리어패널 80: 제1 선반 프레임
88: 제1 선반 90: 제2 선반 프레임
98: 제2 선반 351: 조명 어셈블리
371: 중앙 에어홀 410: 제1 공간
411: 메인 회로부 420: 제2 공간
421: 쿨링 팬 422: 쿨링 팬 모터
423: 전달 유로 430: 구획 플레이트
431: 관통홀 500: 제어부
510: 신호 변환부 520: 마이컴
530: 제1 스위치 540: 구동부
550: 스위치 제어부 551: 제2 스위치

Claims (13)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되며, 피가열체를 가열하는 가열부; 및
    상기 가열부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    외부에 공급되는 교류 신호를 구형파 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 구형파 신호를 카운팅하고, 상기 카운팅된 결과값에 기초하여 상기 가열부의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제1 제어 신호를 출력하는 마이컴;
    상기 제1 제어 신호에 기초하여 상기 가열부를 턴 온 또는 오프시키는 구동부;
    상기 제1 제어 신호를 상기 구동부로 제공하는 제1 스위치; 및
    상기 구형파 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 턴 온 또는 오프를 제어하는 스위치 제어부;를 포함하는, 주방용 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 변환부에서 상기 구형파 신호가 출력되지 않는 경우,
    상기 스위치 제어부는 상기 제1 스위치를 턴 오프시키고, 상기 제1 스위치의 턴 오프에 따라 상기 제1 제어 신호가 상기 구동부로 제공되지 못하여 상기 가열부가 턴 오프되는, 주방용 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 변환부에서 상기 구형파 신호가 출력되는 경우,
    상기 스위치 제어부는 상기 제1 스위치를 턴 온시키고, 상기 제1 스위치의 턴 온에 따라 상기 제1 제어 신호가 상기 구동부로 제공되어 상기 가열부가 턴 온되는, 주방용 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는, 상기 구형파 신호에 기초하여 전압이 충방전되는 제1 캐패시터를 포함하되,
    상기 스위치 제어부는 상기 제1 캐패시터의 양단 전압에 기초하여 상기 제1 스위치의 턴 온 또는 오프를 제어하는, 주방용 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는, 기 설정된 전압 구간 내의 전압이 인가되는 경우에만 턴 온되는 제2 스위치를 더 포함하되,
    상기 제2 스위치에 인가되는 전압은 상기 제1 캐패시터의 양단 전압이고, 상기 제2 스위치가 턴 온될 때 상기 제1 스위치가 턴 온되고, 상기 제2 스위치가 턴 오프될 때 상기 제1 스위치가 턴 오프되는, 주방용 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호 변환부에서 상기 구형파 신호가 출력되지 않는 경우,
    상기 제1 캐패시터의 양단 전압은 상기 전압 구간에 포함되지 않는 제1 전압이고, 상기 제1 전압에 기초하여 상기 제2 스위치 및 상기 제1 스위치는 턴 오프되는, 주방용 가열 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는, 제1 저항, 제2 저항, 제1 캐패시터, 제2 캐패시터, 제1 다이오드, 제2 다이오드 및 제2 스위치를 포함하되,
    상기 제1 저항의 일단으로 상기 구형파 신호가 인가되고, 상기 제1 저항의 타단은 상기 제2 캐패시터의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 캐패시터의 타단은 제1 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 다이오드의 일단은 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 다이오드의 타단은 상기 제1 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 다이오드의 일단은 상기 제1 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 다이오드의 타단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 캐패시터의 일단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 접지와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 저항의 일단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 저항의 타단의 전압에 기초하여 상기 제2 스위치가 턴 온 또는 오프되고, 상기 제2 스위치와 상기 제1 스위치는 함께 턴 온 또는 오프되는, 주방용 가열 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 제1 트랜지스터 및 제3 저항을 포함하고, 상기 제2 스위치는 제2 트랜지스터 및 제4 저항을 포함하되,
    상기 제1 트랜지스터의 제어 전극은 상기 제3 저항의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극은 상기 제3 저항의 타단 및 상기 마이컴과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극은 상기 구동부와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 트랜지스터의 제어 전극은 상기 제4 저항의 일단 및 상기 제2 저항의 타단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극은 상기 제4 저항의 타단 및 상기 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극은 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극와 전기적으로 연결되는, 주방용 가열 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는, 제5 저항 및 제6 저항을 더 포함하되,
    상기 제5 저항의 일단은 상기 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 상기 제5 저항의 타단은 상기 제1 다이오드의 일단과 전기적으로 연결되고,
    상기 제6 저항의 일단은 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 제6 저항의 타단은 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극과 전기적으로 연결되는, 주방용 가열 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 교류 신호는 상용 교류 전압 신호인, 주방용 가열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 변환부는 상기 제어부에 상기 상용 교류 전압 신호가 인가되었는지 여부를 감지하는, 주방용 가열 장치.
  12. 주방용 가열 장치에 포함된 가열부를 제어하는 제어 장치에 있어서,
    외부에 공급되는 교류 신호를 구형파 신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 구형파 신호를 카운팅하고, 상기 카운팅된 결과값에 기초하여 상기 가열부의 턴 온 또는 오프를 제어하기 위한 제1 제어 신호를 출력하는 마이컴;
    상기 제1 제어 신호에 기초하여 상기 가열부를 턴 온 또는 오프시키는 구동부;
    상기 제1 제어 신호를 상기 구동부로 제공하는 제1 스위치; 및
    상기 구형파 신호에 기초하여 상기 제1 스위치의 턴 온 또는 오프를 제어하는 스위치 제어부;를 포함하는, 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스위치 제어부는, 제1 저항, 제2 저항, 제1 캐패시터, 제2 캐패시터, 제1 다이오드, 제2 다이오드 및 제2 스위치를 포함하고,
    상기 제1 스위치는 제1 트랜지스터 및 제3 저항을 포함하고, 상기 제2 스위치는 제2 트랜지스터 및 제4 저항을 포함하되,
    상기 제1 저항의 일단으로 상기 구형파 신호가 인가되고, 상기 제1 저항의 타단은 상기 제2 캐패시터의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 캐패시터의 타단은 제1 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 다이오드의 일단은 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 다이오드의 타단은 상기 제1 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 다이오드의 일단은 상기 제1 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 다이오드의 타단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 캐패시터의 일단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 캐패시터의 타단은 접지와 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 저항의 일단은 상기 제2 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 저항의 타단은 상기 제4 저항의 일단 및 상기 제2 트랜지스터의 제어 전극과 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 트랜지스터의 제1 도통 전극은 상기 제4 저항의 타단 및 상기 전원 전압단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 트랜지스터의 제2 도통 전극은 상기 제1 트랜지스터의 제어 전극와 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 트랜지스터의 제어 전극은 상기 제3 저항의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 제1 도통 전극은 상기 제3 저항의 타단과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 트랜지스터의 제2 도통 전극은 상기 구동부와 전기적으로 연결되는, 제어 장치.
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