KR20210149383A - 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 2개 이상의 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지로서, 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 포함하는 프리존 화구와, 설정된 고주파 전력으로 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수가 설정되면, 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 출력하고, 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 출력하는 제어부와, 직류 전력을 출력하는 전원부와, 제1 출력 신호 및 제2 동기 신호를 순차적으로 입력 받으며, 직류 전력을 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 제1 워킹 코일로 출력하는 제1 인버터와, 제1 동기 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 입력 받으며, 직류 전력을 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 제2 워킹 코일로 출력하는 제2 인버터를 포함하고, 제1 인버터 및 제2 인버터는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 모두 입력 받으면 제1 고주파 전력 및 제2 고주파 전력을 동시에 출력하는 단일 프리존 화구를 구비한 전기 레인지를 제공한다.

Description

단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지 및 이의 제어 방법{ELECTRIC RANGE WITH A FREE ZONE HEATER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개 이상의 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위해 다양한 방식의 조리 장치들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 용기, 예컨대 냄비와 같은 조리 용기를 가열하는 전기 레인지의 보급이 이루어지고 있다.

이러한 전기 레인지가 전기를 이용하여 용기를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 여기서, 저항 가열 방식은 금속 저항선 또는 탄화 규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 용기에 전달함으로써 용기를 가열하는 방식이다. 그리고, 유도 가열 방식은 일정 크기의 고주파 전력을 워킹 코일에 인가할 때 워킹 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 용기에 와전류(eddy current)를 발생시켜 용기 자체가 가열되도록 하는 방식이다.

유도 가열 방식의 원리를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 전기 레인지에 전원이 인가됨에 따라 일정 크기의 고주파 전력이 워킹 코일에 인가된다. 이에 따라 전기 레인지 내부에 배치되는 워킹 코일 주변에는 유도 자계가 발생하게 된다. 이와 같이 발생한 유도 자계의 자력선이 전기 레인지 상부에 놓인 금속 성분을 포함한 용기의 바닥을 통과하면, 용기 바닥의 내부에 와전류가 발생한다. 이렇게 발생한 와전류가 용기 바닥에 흐르면 용기 자체가 가열된다.

전기 레인지는, 워킹 코일을 포함하는 복수의 화구, 워킹 코일에 고주파 전력을 출력하는 복수의 인버터 및 복수의 인버터에 출력 단수 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

전기 레인지를 사용하는 사용자가 복수의 화구에 각각 용기를 올려 놓고 동시에 조리를 수행하고자 복수의 화구의 출력 단수를 설정할 경우, 제어부는 복수의 인버터에 출력 단수 신호를 순차적으로 출력하고, 복수의 인버터는 출력 단수 신호에 따라 복수의 워킹 코일에 각각 고주파 전력을 출력한다.

이와 같이, 각 인버터에 출력 단수 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 각 워킹 코일에 출력되는 고주파 전력의 출력 시점도 상이하게 되어 목표 출력에 도달하기 이전인 초기 출력 구간에서 각 워킹 코일의 공진 주파수에 차이가 발생한다. 이러한 공진 주파수의 차이값이 가청 주파수 대역에 포함되면 각 워킹 코일의 구동에 따른 간섭 소음이 발생한다. 이와 같이 발생된 간섭 소음은 전기 레인지를 사용하는 사용자에게 불쾌감을 느끼게 하며, 사용자가 전기 레인지의 고장을 의심하게 하는 원인이 되기도 한다.

자원 전자의 국내등록특허공보 제10-1735754호 “고주파 인버터 유도코일 구동회로”는 복수의 워킹 코일을 포함하는 유도 가열 장치에서 각각의 유도 코일과 연결되는 스위칭 소자를 시분할에 의해서 순차적으로 온오프 시킴으로써 복수의 워킹 코일이 동시에 구동되더라도 간섭 소음이 차단되는 내용을 개시하고 있다. 그러나, 화력 또는 동작 주파수를 임의로 조절하게 되면 사용자가 각각의 화구에 가열 명령을 내릴 때 요구되는 출력을 제공하기 어려운 문제가 있다.

복수의 워킹 코일을 구비한 전기 레인지의 간섭 소음을 줄일 수 있는 또 다른 방법으로는 워킹 코일 간의 거리를 최대한 멀리 이격시키는 방법이 있다. 즉, 워킹 코일 간의 거리가 일정 거리 이상으로 이격하게 되면 공진 주파수의 크기와는 무관하게 간섭 소음은 줄어든다. 그러나, 워킹 코일 간의 거리가 증가할수록 전기 레인지의 부피 및 크기가 증가하므로 간섭 소음을 줄이기 위하여 워킹 코일 간의 거리를 증가시키는 데에는 한계가 있다.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 동기 신호를 이용해 복수의 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 하여 복수의 워킹 코일의 공진 주파수 차이로 인해 발생하는 간섭 소음을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터에 출력 단수 신호를 출력할 때 동기 신호를 이와 다른 인버터에 출력하여 복수의 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터가 출력 단수 신호를 입력 받더라도 이와 다른 인버터들의 동기 신호를 입력 받을 때까지 출력을 대기하여 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 2개 이상의 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지로서, 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구와, 설정된 고주파 전력으로 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수가 설정되면, 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 출력하고, 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 출력하는 제어부와, 직류 전력을 출력하는 전원부와, 제1 출력 신호 및 제2 동기 신호를 순차적으로 입력 받으며, 직류 전력을 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 제1 워킹 코일로 출력하는 제1 인버터와, 제1 동기 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 입력 받으며, 직류 전력을 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 제2 워킹 코일로 출력하는 제2 인버터를 포함하고, 제1 인버터 및 제2 인버터는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 모두 입력 받으면 제1 고주파 전력 및 제2 고주파 전력을 동시에 출력하는 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지를 제공한다.

여기서, 제어부는, 제1 출력 신호를 제1 인버터로 출력 시 제1 동기 신호를 제2 인버터로 출력한다.

또한, 제어부는, 제2 출력 신호를 제2 인버터로 출력 시 제2 동기 신호를 제1 인버터로 출력한다.

또한, 제1 인버터는, 제1 출력 신호를 입력 받더라도 제2 동기 신호를 입력 받을 때까지 제1 고주파 전력의 출력을 대기한다.

또한, 제1 인버터는, 제2 동기 신호 입력 시 제1 고주파 전력을 출력하고, 제2 인버터는 제2 출력 신호 입력 시 상기 제2 고주파 전력을 출력한다.

또한, 제어부는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 출력한다.

또한, 본 발명은, 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지의 제어 방법으로서, 설정된 고주파 전력으로 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수를 설정하는 단계와, 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 제1 인버터로 출력하고, 제1 동기 신호를 제2 인버터로 출력하는 단계와, 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 제2 인버터로 출력하고, 제2 동기 신호를 제1 인버터로 출력하는 단계와, 제1 출력 신호 및 제2 동기 신호를 입력 받으면, 제1 인버터가 직류 전력을 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 제1 워킹 코일로 출력하는 단계와, 제1 동기 신호 및 제2 출력 신호를 입력 받으면, 제2 인버터가 직류 전력을 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 제2 워킹 코일로 출력하는 단계를 포함하는 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 방법을 제공한다.

여기서, 출력 단수를 설정하는 단계는, 제1 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수 및 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수 중 어느 하나를 설정하면 나머지 다른 하나도 설정되는 단계이다.

본 발명에 따르면, 동기 신호를 이용해 복수의 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 하여 복수의 워킹 코일의 공진 주파수 차이로 인해 발생하는 간섭 소음을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터에 출력 단수 신호를 출력할 때 동기 신호를 이와 다른 인버터에 출력하여 복수의 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 인버터 중 어느 하나의 인버터가 출력 단수 신호를 입력 받더라도 이와 다른 인버터들의 동기 신호를 입력 받을 때까지 출력을 대기하여 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구의 사용예를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 장치의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 장치의 회로도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지에 있어서 출력 신호를 예시적으로 도시한 표.
도 9는 종래의 전기 레인지에 있어서 2개의 워킹 코일의 공진 주파수 차이를 시뮬레이션한 그래프.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지에 있어서 2개의 워킹 코일의 초기 출력 구간에서 공진 주파수 차이를 시뮬레이션한 그래프.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지(100)는, 케이스(101), 커버(102), 안착 플레이트(103), 제1 워킹 코일(111), 제2 워킹 코일(112), 제3 워킹 코일(121) 및 인터페이스(131)를 포함하여 구성될 수 있다.

전기 레인지(100)는 프리존 화구(Free zone)(110) 및 단일 화구(120)를 구비할 수 있다. 여기서, 프리존(Free zone) 화구(110)는 2개 이상의 워킹 코일을 포함하고, 단일 화구(120)는 1개의 워킹 코일을 포함한다.

이하에서는 프리존 화구(110)가 제1 및 제2 워킹 코일(111, 112)을 포함하고, 단일 화구(120)가 제3 워킹 코일(121)을 포함하는 것을 일 예로 설명하겠으며, 단일 화구(120)는 일반적인 전기 레인지(100)와 동일한 구성이기 때문에 이에 대한 자세한 설명은 생략하겠다.

케이스(101)는 내부에 제1 워킹 코일(111), 제2 워킹 코일(112), 제3 워킹 코일(121) 및 인터페이스(131)을 수용하고, 커버(102)는 케이스(101)와 결합되어 케이스(101) 상부를 덮는다.

안착 플레이트(103)는, 커버(102) 상부에 배치되며, 피가열 물체, 즉 음식물의 조리를 위한 용기가 안착된다. 여기서, 안착 플레이트(103)는 투명하며 열에 강한 소재, 예컨대 세라믹 글래스와 같은 강화 유리 소재로 이루어질 수 있다.

제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)은 프리존 화구(110) 전체에 열을 골고루 전달하기 위해 각 모서리가 곡선인 사각형으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)이 원형으로 이루어지게 되면 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)이 서로 마주보는 영역에 열이 상대적으로 적게 전달되기 때문이다.

제3 워킹 코일(121)은 일반적이 용기 형상인 원형으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)은 일 방향으로 나란히 배치되고, 제3 워킹 코일(121)은 제1 워킹 코일(111) 또는 제2 워킹 코일(112) 일측에 배치될 수 있다.

커버(102)는 상부 표면에 프리존 화구 영역(113) 및 단일 화구 영역(122)이 표시될 수 있다. 여기서, 프리존 화구 영역(113)은 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)과 대응하는 위치에 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)을 감싸는 형상으로 표시될 수 있으며, 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)을 구분하기 위해 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112) 사이에 경계 라인이 표시될 수 있다.

또한, 단일 화구 영역은 제3 워킹 코일(121)과 대응하는 위치에 제3 워킹 코일(121)을 감싸는 형상으로 표시될 수 있다.

예를 들어, 프리존 화구 영역(113)은 내부에 제1 및 제2 워킹 코일(111, 112)이 포함되도록 각 모서리가 곡선인 사각형으로 표시되고, 제3 워킹 코일(121)은 내부에 제3 워킹 코일(121)이 포함되도록 원형으로 표시될 수 있다.

이와 달리, 프리존 화구 영역(113) 및 단일 화구 영역(122)은 안착 플레이트(103) 하부 표면 또는 상부 표면에 형성될 수도 있다.

이에 따라, 프리존 화구 영역(113) 및 단일 화구 영역(122)이 외부로 시인되어, 사용자는 안착 플레이트(103) 상에 용기를 안착시킬 때 용기를 제1 워킹 코일(111), 제2 워킹 코일(112) 및 제3 워킹 코일(121)의 위치에 비교적 정확히 안착시킬 수 있다.

인터페이스(131)는 제1 워킹 코일(111) 또는 제2 워킹 코일(112) 일측에 배치될 수 있으며, 전기 레인지(100)와 관련된 각종 정보를 표시한다. 또한, 인터페이스(131)는 사용자가 전기 레인지(100)의 전원을 인가하거나, 제1 워킹 코일(111), 제2 워킹 코일(112) 및 제3 워킹 코일(121)의 출력 단수를 조절할 때 사용된다. 여기서, 인터페이스(131)는 사용자의 터치에 의해 정보 입력 및 표시가 가능한 터치 패널로 구현될 수 있다.

커버(102)는 상부 표면에 인터페이스(131)와 대응하는 위치에 인터페이스(131)와 대응하는 형상으로 조작 영역(132)이 표시될 수 있다. 이러한 조작 영역(132)에는 사용자의 조작 또는 정보 표시를 위한 특정 문자나 이미지 등이 표시될 수 있고, 사용자의 조작이나 전기 레인지(100)의 동작에 따라 인터페이스(131)가 출력하는 각종 정보가 표시될 수 있다.

이에 따라, 사용자는 조작 영역(132)에 표시된 문자나 이미지를 참고하여 조작 영역(132)의 특정 지점을 터치함으로써 전기 레인지(100)의 조작을 수행할 수 있고, 인터페이스(131)가 출력하는 각종 정보를 확인할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프리존 화구의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 프리존 화구 영역(113)은 안착 플레이트(103) 하부에 제1 워킹 코일(111)이 위치한 제1 가열 영역(113a)과, 안착 플레이트(103) 하부에 제2 워킹 코일(112)이 위치한 제2 가열 영역(113b)으로 나눌 수 있다.

여기서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 사용자는 제1 가열 영역(113a)에 대응하는 크기의 제1 용기(1)를 제1 가열 영역(113a)에 안착시켜 제1 워킹 코일(111)을 동작시키고, 제2 가열 영역(113b)에 대응하는 크기의 제2 용기(2)를 제2 가열 영역(113b)에 안착시켜 제2 워킹 코일(112)을 동작시킬 수 있다.

또한, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 사용자는 제1 가열 영역(113a) 및 제2 가열 영역(113b) 즉, 프리존 화구 영역(113) 전체에 대응하는 크기의 제3 용기(3)를 제1 가열 영역(113a) 및 제2 가열 영역(113b)에 안착시켜 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)을 각각 동작시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지(100)는, 단일의 프리존 화구(110)에 복수의 용기를 올려 놓고 동시에 조리를 수행할 수 있고, 단일의 프리존 화구(110)를 이용해 다양한 크기의 용기를 가열할 수 있어 사용자에게 편리성을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 장치의 회로도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지(100)의 제어 장치(101)는, 전원부(140), 제어부(150), 제1 인버터(161) 및 제2 인버터(162)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 제어 장치(101)의 각 구성들은 케이스(101) 내부에 수용될 수 있다.

전원부(140)는 상용 전원(10)으로부터 교류 전력을 입력 받아 이를 직류 전력으로 변환하여 제1 인버터(161) 및 제2 인버터(161)로 출력한다.

제1 인버터(161)는, 직렬로 연결된 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)을 포함하며, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온오프를 통해 직류 전력을 제1 고주파 전력으로 변환한다. 그리고, 제2 인버터(162)는 직렬로 연결된 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)를 포함하며 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 온오프를 통해 직류 전력을 제2 고주파 전력으로 변환한다.

제1 워킹 코일(111)은 제1 인버터(161)에 포함된 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 연결 노드와 연결되어 제1 고주파 전력을 입력 받고, 제2 워킹 코일(112)은 제2 인버터(162)에 포함된 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 연결 노드와 연결되어 제2 고주파 전력을 입력 받는다.

제어부(150)는, 설정된 고주파 전력으로 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)을 구동하기 위한 출력 단수가 설정되면, 설정된 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 출력하고, 설정된 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 출력한다. 여기서, 제어부(150)는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 출력한다.

제1 출력 단수 신호는, 제1 인버터(161)의 출력 단수를 제어하기 위한 신호로서, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온오프 듀티비를 조절하는 신호이고, 제2 출력 단수 신호는, 제2 인버터(162)의 출력 단수를 제어하기 위한 신호로서, 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 온오프 듀티비를 조절하는 신호이다.

제1 동기 신호 및 제2 동기 신호는, 제1 인버터(161)가 제1 고주파 전력을 출력하는 시점과 제2 인버터(162)가 제2 고주파 전력을 출력하는 시점을 동기화하기 위한 신호이다.

제어부(150)는, 제1 출력 신호를 제1 인버터(161)로 출력 시 제1 동기 신호를 제2 인버터(162)로 출력하고, 제2 출력 신호를 제2 인버터(162)로 출력 시 제2 동기 신호를 제1 인버터(161)로 출력한다.

제1 인버터(161)는, 제어부(150)로부터 제1 출력 신호 및 제2 동기 신호를 순차적으로 입력 받는다. 구체적으로, 제1 인버터(161)는, 먼저, 제어부(150)로부터 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 동시에 입력 받으며, 이후, 제어부(150)가 제2 인버터(162)로 제2 출력 신호를 출력할 때 제2 출력 신호에서 분리된 제2 동기 신호를 입력 받는다.

한편, 제1 인버터(161)는, 제1 출력 신호를 입력 받더라도 제2 동기 신호를 입력 받을 때까지 제1 고주파 전력의 출력을 대기하고, 이 후, 제2 동기 신호 입력 시 제1 고주파 전력을 출력한다.

제2 인버터(162)는, 제어부(150)로부터 제1 동기 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 입력 받는다. 구체적으로, 제2 인버터(162)는, 먼저, 제어부(150)가 제1 인버터(161)로 제1 출력 신호를 출력할 때 제1 출력 신호에서 분리된 제1 동기 신호를 입력 받으며, 이후, 제어부(150)로부터 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 동시에 입력 받는다.

여기서, 제2 인버터(162)는, 제2 출력 신호를 입력 받기 전 이미 제1 동기 신호를 입력 받았기 때문에, 제2 출력 신호 입력 시 바로 제2 고주파 전력을 출력한다.

제1 인버터(161)는, 제2 동기 신호 입력 시 직류 전력을 제어부(150)로부터 입력 받은 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 제1 워킹 코일(111)로 출력한다. 이와 동시에, 제2 인버터(162)는 제2 출력 신호 입력 시 직류 전력을 제어부(150)로부터 입력 받은 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 제2 워킹 코일(112)로 출력한다.

즉, 제1 인버터(161) 및 제2 인버터(162)는, 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 모두 입력 받으면 제1 고주파 전력 및 제2 고주파 전력을 동시에 출력한다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지에 있어서 출력 신호를 예시적으로 도시한 표이다. 구체적으로 도 5 및 도 8은 제1 인버터(161)에 출력되는 출력 신호를 도시한 표이고, 도 6 및 도 7은 제2 인버터(162)에 출력되는 출력 신호를 도시한 표이다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 방법을 설명하겠다.

출력 신호는 출력 단수 신호 및 동기 신호를 포함한다. 여기서, 출력 단수 신호는 복수의 단계(예컨대, 8단계)로 이루어진 제1 출력 단수 신호 및 제2 출력 단수 신호를 포함하고, 동기 신호는 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 포함한다.

여기서, 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호는 점선 박스로 표시하고, 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호는 실선 박스로 표시하였다. 그리고, 출력 단수는, 총 8단계로 구성하였지만, 이보다 적거나 많게 구성할 수 있다.

먼저, 사용자가 프리존 화구(110)에 용기(2)를 올려 놓고, 인터페이스(131)를 통해 프리존 화구(110)의 동작을 선택하고, 설정된 고주파 전력으로 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)을 동시에 구동하기 위한 출력 단수(예컨대, 7단계)를 설정한다. 이 때, 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)의 출력 단수는 동일하고, 사용자는 인터페이스(131)를 통해 한번의 동작으로 제1 워킹 코일(111) 및 제2 워킹 코일(112)의 출력 단수를 동시에 설정할 수 있다. 즉, 사용자가 제1 워킹 코일(111)을 구동하기 위한 출력 단수 및 제2 워킹 코일(112)을 구동하기 위한 출력 단수 중 어느 하나를 설정하면 나머지 다른 하나도 동시에 설정된다.

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(150)는 설정된 출력 단수에 해당하는 7단계의 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호(S1)를 제1 인버터(161)로 출력하고, 이와 동시에, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 동기 신호(S1)를 제2 인버터(162)로 출력한다. 이 때, 제1 인버터(161)는 7단계의 제1 출력 단수 신호를 입력 받았지만 아직 제2 동기 신호(S2)를 입력 받지 않았기 때문에 제1 고주파 전력의 출력을 대기한다.

다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 제어부(150)는 설정된 출력 단수에 해당하는 7단계의 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호(S2)를 제2 인버터(162)로 출력하고, 이와 동시에, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 동기 신호(S2)를 제1 인버터(161)로 출력한다. 이 때, 제1 인버터(161)는 7단계의 제1 출력 단수 신호, 제1 동기 신호(S1) 및 제2 동기 신호(S2)를 입력 받은 상태가 되고, 제2 인버터(162)는 7단계의 제2 출력 단수 신호, 제1 동기 신호(S1) 및 제2 동기 신호(S2)를 입력 받은 상태가 된다.

이에 따라, 제1 인버터(161)는 제2 동기 신호(S2)를 입력 받은 시점에서 직류 전력을 7 단계의 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 제1 워킹 코일(111)로 출력하고, 제2 인버터(162)는 제2 동기 신호(S2)를 입력 받은 시점에서 직류 전력을 7 단계의 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 제2 워킹 코일(112)로 출력한다.

즉, 제1 인버터(161) 및 제2 인버터(162)는, 제1 동기 신호(S1) 및 제2 동기 신호(S2)를 모두 입력 받으면 제1 고주파 전력 및 제2 고주파 전력을 동시에 출력한다.

도 9는 종래의 전기 레인지에 있어서 2개의 워킹 코일의 공진 주파수 차이를 시뮬레이션한 그래프이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지에 있어서 2개의 워킹 코일의 초기 출력 구간에서 공진 주파수 차이를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 9 및 도 10에서, 가로축은 시간(Time)(s)을 나타내고, 세로축은 공진 주파수 차이값(Frequency) (kHz)를 나타낸다.

먼저, 도 9를 참조하면, 종래의 전기 레인지는 2개의 인버터에 출력 단수 신호가 순차적으로 출력됨에 따라 각 워킹 코일로 출력되는 고주파 전력의 출력 시점도 상이하게 되어 초기 출력 구간(0~30s)에서 각 워킹 코일의 공진 주파수 차이값이 비교적 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다.

다음, 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 레인지는 2개의 인버터가 각 워킹 코일에 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 함으로써, 초기 출력 구간(0~30s)에서 각 워킹 코일의 공진 주파수 차이값이 종래의 전기 레인지 대비 크게 줄어든 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프리존 화구를 구비한 전기 레인지는 동기 신호를 이용해 복수의 인버터가 출력하는 고주파 전력의 출력 시점을 동일하게 하여 복수의 워킹 코일의 공진 주파수 차이로 인해 발생하는 간섭 소음을 방지할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 전기 레인지
110: 프리존 화구
111: 제1 워킹 코일
112: 제2 워킹 코일
140: 전원부
150: 제어부
161: 제1 인버터
162: 제2 인버터

Claims (9)

1. 2개 이상의 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지로서,
   제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구;
   설정된 고주파 전력으로 상기 제1 워킹 코일 및 상기 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수가 설정되면, 상기 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 출력하고, 상기 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 출력하는 제어부;
   직류 전력을 출력하는 전원부;
   상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 동기 신호를 순차적으로 입력 받으며, 상기 직류 전력을 상기 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 상기 제1 워킹 코일로 출력하는 제1 인버터; 및
   상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 출력 신호를 순차적으로 입력 받으며, 상기 직류 전력을 상기 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 상기 제2 워킹 코일로 출력하는 제2 인버터를 포함하고,
   상기 제1 인버터 및 제2 인버터는
   상기 제1 동기 신호 및 제2 동기 신호를 모두 입력 받으면 상기 제1 고주파 전력 및 제2 고주파 전력을 동시에 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 출력 신호를 상기 제1 인버터로 출력 시 상기 제1 동기 신호를 상기 제2 인버터로 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제2 출력 신호를 상기 제2 인버터로 출력 시 상기 제2 동기 신호를 상기 제1 인버터로 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 인버터는
   상기 제1 출력 신호를 입력 받더라도 상기 제2 동기 신호를 입력 받을 때까지 상기 제1 고주파 전력의 출력을 대기하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 인버터는
   상기 제2 동기 신호 입력 시 상기 제1 고주파 전력을 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 인버터는
   상기 제2 출력 신호 입력 시 상기 제2 고주파 전력을 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 순차적으로 출력하는
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지.
   
8. 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 포함하는 단일의 프리존 화구 동작 시 발생되는 간섭 소음을 방지하기 위한 전기 레인지의 제어 방법으로서,
   설정된 고주파 전력으로 상기 제1 워킹 코일 및 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 출력 단수를 설정하는 단계;
   상기 출력 단수에 해당하는 제1 출력 단수 신호 및 제1 동기 신호를 포함하는 제1 출력 신호를 제1 인버터로 출력하고, 상기 제1 동기 신호를 제2 인버터로 출력하는 단계;
   상기 출력 단수에 해당하는 제2 출력 단수 신호 및 제2 동기 신호를 포함하는 제2 출력 신호를 제2 인버터로 출력하고, 상기 제2 동기 신호를 제1 인버터로 출력하는 단계;
   상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 동기 신호를 입력 받으면, 상기 제1 인버터가 직류 전력을 상기 제1 출력 단수 신호에 따라 제1 고주파 전력으로 변환하여 상기 제1 워킹 코일로 출력하는 단계; 및
   상기 제1 동기 신호 및 상기 제2 출력 신호를 입력 받으면, 상기 제2 인버터가 직류 전력을 상기 제2 출력 단수 신호에 따라 제2 고주파 전력으로 변환하여 상기 제2 워킹 코일로 출력하는 단계
   를 포함하는 단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 출력 단수를 설정하는 단계는
   상기 제1 워킹 코일을 구동하기 위한 상기 출력 단수 및 상기 제2 워킹 코일을 구동하기 위한 상기 출력 단수 중 어느 하나를 설정하면 나머지 다른 하나도 설정되는 단계인
   단일의 프리존 화구를 구비한 전기 레인지의 제어 방법.

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