KR20220036653A - 유도 가열 방식의 쿡탑 및 그의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터 - Google Patents

유도 가열 방식의 쿡탑 및 그의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터 Download PDF

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KR20220036653A
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곽영환
손승호
전선호
조주형
지종성
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑과 쿡탑의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터를 포함하고, 무선 인디케이터는 폐루프 코일 및 쿡탑의 워킹 코일에서 발생한 유도 자기장에 의해 폐루프 코일에 유기되는 전압으로 구동되는 발광 소자를 포함한다.

Description

유도 가열 방식의 쿡탑 및 그의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터{INDUCTION HEATING TYPE COOKTOP AND WIRELESS INDICATOR FOR INDICATING OPERATING STATUS OF THE SAME}
본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑 및 그의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터에 관한 것이다.
최근 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 전자 유도 가열 방식을 통해 열을 가하는 인덕션 방식이 있다.
유도 가열 방식의 쿡탑은 인덕션 방식에 따라 동작하는 전기레인지를 의미할 수 있다. 유도 가열 방식의 쿡탑의 구체적인 작동 원리를 설명하면 아래와 같다.
일반적으로, 유도 가열 방식의 쿡탑은 내부에 구비된 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열코일에 고주파의 전류를 흐르게 한다. 워킹 코일 또는 가열코일에 고주파의 전류가 흐르면 강력한 자력선이 발생하게 된다. 워킹 코일 또는 가열코일에서 발생한 자력선은 조리용기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)를 형성하게 된다. 따라서, 조리용기에 와류전류가 흐름에 따라 열이 생성되어 조리용기 자체를 가열시키고, 조리용기가 가열됨에 따라 용기 안의 내용물을 가열시킨다.
위와 같이, 유도 가열 방식의 쿡탑은 조리용기 자체에 열을 유도시켜 내용물을 가열하는 전기조리 장치이다. 유도 가열 방식의 쿡탑을 이용하면 산소를 소모하지 않고, 폐가스를 배출하지 않아 실내공기 오염을 줄일 수 있다. 또한, 유도 가열 방식의 쿡탑은 에너지 효율과 안정성이 높으며, 용기 자체를 가열시키기 때문에 화상의 위험이 낮다.
한편, 유도 가열 방식의 쿡탑은 가스레인지와 달리, 화구가 동작 중인지에 대한 가시성이 없으므로 화구의 동작 여부를 나타내기 위한 인디케이터가 필요하다.
종래 유도 가열 방식의 쿡탑은 인디케이터가 화구 주변에 설치되고, 인디케이터를 구동 및 제어하기 위한 회로가 내부에 설치되어 인디케이터의 구동을 통해 쿡탑의 동작 여부를 외부로 표시하였다. 그러나, 인디케이터 및 인디케이터를 제어하기 위한 회로의 설치로 인해 쿡탑의 내부 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 별도의 전원 공급이 필요하지 않은 인디케이터 및 그를 포함한 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 무선 인디케이터의 설치를 통해 내부 구조를 단순화 한 쿡탑을 제공하고자 한다.
본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑과 쿡탑의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터를 포함하고, 무선 인디케이터는 폐루프 코일 및 쿡탑의 워킹 코일에서 발생한 유도 자기장에 의해 폐루프 코일에 유기되는 전압으로 구동되는 발광 소자를 포함한다.
본 개시의 무선 인디케이터는 별도의 전원 공급이 필요하지 않으므로, 전원 공급을 위한 회로 구성이 필요하지 않아, 이를 포함한 쿡탑의 내부 구조를 단순화할 수 있는 이점이 있다.
본 개시의 무선 인디케이터가 워킹 코일의 외곽에 배치되는 경우, 가열에 이용되지 않는 유도 자기장을 활용하므로 에너지 효율이 증가하는 이점이 있다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 3은 본 개시의 무선 인디케이터의 쿡탑 내 배치를 설명하기 위해 워킹 코일 및 무선 인디케이터를 위에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑과 무선 인디케이터의 회로도를 간단하게 나타낸 예시 도면이다.
도 5는 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 회로도를 나타내는 예시 도면이다.
도 6는 본 개시의 무선 인디케이터의 회로도를 나타내는 예시 도면이다.
도 7은 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 워킹 코일에 흐르는 전류와 무선 인디케이터에 유기되는 전압 간 관계를 나타내는 예시 도면이다.
도 8은 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 잔열 표시를 위한 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(25), 커버 플레이트(20), 워킹 코일(WC), 무선 인디케이터(60)를 포함할 수 있다.
케이스(25)에는 워킹 코일(WC)과 무선 인디케이터(60)가 설치될 수 있다. 워킹 코일(WC)과 무선 인디케이터(60)는 동일 평면상에 배치될 수 있다.
참고로, 케이스(25)에는 워킹 코일(WC)와 무선 인디케이터(60) 외에 워킹 코일의 구동과 관련된 각종 장치(예를 들어, 교류 전력을 제공하는 전원부, 전원부의 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 브릿지 다이오드 및 커패시터, 정류된 직류 전력을 스위칭 동작을 통해 공진 전류로 변환하여 워킹 코일에 제공하는 인버터, 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내 각종 장치의 동작을 제어하는 제어 모듈, 워킹 코일을 턴온 또는 턴오프하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등)가 설치될 수 있으나, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
커버 플레이트(20)는 케이스(25)의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체(미도시)가 배치되는 상판부(15)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 커버 플레이트(20)는 조리 용기와 같은 피가열 물체를 올려놓기 위한 상판부(15)를 포함할 수 있다.
여기에서, 상판부(15)는 예를 들어, 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.
또한, 상판부(15)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 입력 인터페이스용 제어 모듈(미도시)로 해당 입력을 전달하는 인터페이스부(미도시)가 구비될 수 있다. 물론, 인터페이스부는 상판부(15)가 아닌 다른 위치에 구비될 수도 있다.
참고로, 인터페이스부는 사용자가 원하는 가열 강도나 유도 가열 방식의 쿡탑(1)의 구동 시간 등을 입력하기 위한 모듈로서, 물리적인 버튼이나 터치 패널 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 또한 인터페이스부에는 예를 들어, 전원 버튼, 잠금 버튼, 파워 레벨 조절 버튼(+, -), 타이머 조절 버튼(+, -), 충전 모드 버튼 등이 구비될 수 있다. 그리고, 인터페이스부는 입력 인터페이스용 제어 모듈(미도시)에 사용자로부터 제공받은 입력을 전달하고, 입력 인터페이스용 제어 모듈은 전술한 제어 모듈(즉, 인버터용 제어 모듈)로 상기 입력을 전달할 수 있다. 또한 전술한 제어 모듈은 입력 인터페이스용 제어 모듈로부터 제공받은 입력(즉, 사용자의 입력)을 토대로 각종 장치(예를 들어, 워킹 코일)의 동작을 제어할 수 있는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
이하, 본 명세서에서 인버터용 제어 모듈은 프로세서(190)로 명명하도록 한다.
한편, 상판부(15)에는 워킹 코일(WC)의 구동 여부 및 가열 세기(즉, 화력)가 시각적으로 표시될 수 있다. 구동 여부 및 가열 세기는 케이스(25) 내에 구비된 발광 소자(63, 예를 들어, LED)를 포함하는 무선 인디케이터(60)에 의해 표시될 수 있다. 무선 인디케이터(60)는 폐루프를 형성하는 폐루프 코일(61)과 발광 소자(63)를 포함할 수 있다. 폐루프 코일(61)은 1-Turn 이상 감아진 코일일 수 있다. 폐루프 코일(61)의 턴 수가 증가하면, 무선 인디케이터(60)에 유기되는 전압의 크기는 턴 수에 비례해서 증가할 수 있다. PCB 기판(62)은 폐루프 코일(61)과 연결되며, PCB 기판(62)에는 폐루프 코일(61)의 유기 전압으로 구동되는 발광 소자(63)가 설치될 수 있다. 무선 인디케이터(60)의 구성 및 구동 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
워킹 코일(WC)은 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 워킹 코일(WC)은 전술한 제어 모듈(미도시)에 의해 구동이 제어될 수 있으며, 피가열 물체가 상판부(15) 위에 배치된 경우, 제어 모듈에 의해 구동될 수 있다.
또한 워킹 코일(WC)은 유도 가열 방식에 의해 자성을 띄는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있다.
참고로, 도 1에는 1개의 워킹 코일(WC)가 케이스(25)에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 1개 또는 1개 이상의 워킹 코일이 케이스(25)에 설치될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 본 개시의 실시예에서는, 1개의 워킹 코일(WC)가 케이스(25)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한, 도 1에는 인디케이터(60)가 2개의 PCB 기판(62) 및 발광 소자(63)로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 인디케이터(60)는 PCB 기판(62) 또는 발광 소자(63)가 1개 또는 3개 이상으로 구성될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 본 개시의 실시예에서는, 1개의 인디케이터(60)는 2개의 PCB 기판(62) 및 2개의 발광 소자(63)로 구성되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다. 또한, 설계의 변경에 따라, 인디케이터(60)는 PCB 기판(62) 없이 폐루프 코일(61)과 발광 소자(63)만으로 구성될 수도 있다.
이어서, 도 2를 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55), 무선 인디케이터(60)중 적어도 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다.
단열재(35)는 상판부(15)와 워킹 코일(WC) 사이에 구비될 수 있다.
구체적으로, 단열재(35)는 상판부(15)의 아래에 장착될 수 있고, 그 아래에는 워킹 코일(WC)가 배치될 수 있다.
이러한 단열재(35)는 워킹 코일(WC)의 구동에 의해 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 워킹 코일(WC)의 전자기 유도에 의해 피가열 물체(HO)가 가열되면, 피가열 물체(HO)의 열이 상판부(15)로 전달되고, 상판부(15)의 열이 다시 워킹 코일(WC)로 전달되어 워킹 코일(WC)가 손상될 수 있다.
단열재(35)는 이와 같이, 워킹 코일(WC)로 전달되는 열을 차단함으로써, 워킹 코일(WC)가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 워킹 코일(WC)의 가열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다.
참고로, 필수적인 구성 요소는 아니지만, 스페이서(미도시)가 워킹 코일(WC)와 단열재(35) 사이에 설치될 수도 있다.
구체적으로, 스페이서(미도시)는 워킹 코일(WC)와 단열재(35)가 직접 접촉하지 않도록 워킹 코일(WC)와 단열재(35) 사이에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 스페이서(미도시)는 워킹 코일(WC)의 구동에 의해 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(35)를 통해 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 스페이서(미도시)가 단열재(35)의 역할을 일부 분담할 수 있는바, 단열재(35)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 워킹 코일(WC) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.
또한 스페이서(미도시)는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개의 스페이서는 워킹 코일(WC)와 단열재(35) 사이에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 냉각팬(55)에 의해 케이스(25) 내부로 흡입된 공기는 스페이서에 의해 워킹 코일(WC)로 안내될 수 있다.
즉, 스페이서는 냉각팬(55)에 의해 케이스(25) 내부로 유입된 공기가 워킹 코일(WC)로 적절하게 전달될 수 있도록 안내함으로써 워킹 코일(WC)의 냉각 효율을 개선할 수 있다.
차폐판(45)은 워킹 코일(WC)의 하면에 장착되어 워킹 코일(WC)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있다.
구체적으로, 차폐판(45)은 워킹 코일(WC)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있고, 지지부재(50)에 의해 상방으로 지지될 수 있다.
지지부재(50)는 차폐판(45)의 하면과 케이스(25)의 하판 사이에 설치되어 차폐판(45)을 상방으로 지지할 수 있다.
구체적으로, 지지부재(50)는 차폐판(45)을 상방으로 지지함으로써, 단열재(35)와 워킹 코일(WC)를 상방으로 간접적으로 지지할 수 있고, 이를 통해, 단열재(35)가 상판부(15)에 밀착되도록 할 수 있다.
그 결과, 워킹 코일(WC)와 피가열 물체(HO) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
참고로, 지지부재(50)는 예를 들어, 차폐판(45)을 상방으로 지지하기 위한 탄성체(예를 들어, 스프링)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 지지부재(50)는 필수적인 구성요소가 아닌 바, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)에서 생략될 수 있다.
냉각팬(55)은 워킹 코일(WC)를 냉각하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.
구체적으로, 냉각팬(55)은 전술한 제어 모듈에 의해 구동이 제어될 수 있고, 케이스(25)의 측벽에 설치될 수 있다. 물론, 냉각팬(55)은 케이스(25)의 측벽이 아닌 다른 위치에 설치될 수도 있으나, 본 개시의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 냉각팬(55)이 케이스(25)의 측벽에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한 냉각팬(55)은 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(25) 외부의 공기를 흡입하여 워킹 코일(WC)로 전달하거나 케이스(25) 내부의 공기(특히, 열기)를 흡입하여 케이스(25) 외부로 배출할 수 있다.
이를 통해, 케이스(25) 내부의 구성 요소들(특히, 워킹 코일(WC))의 효율적인 냉각이 가능하다.
또한 전술한 바와 같이, 냉각팬(55)에 의해 워킹 코일(WC)로 전달된 케이스(25) 외부의 공기는 스페이서에 의해 워킹 코일(WC)로 안내될 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일(WC)에 대한 직접적이고 효율적인 냉각이 가능해져 워킹 코일(WC)의 내구성 개선(즉, 열 손상 방지에 따른 내구성 개선)이 가능하다.
무선 인디케이터(60)의 폐루프를 형성하는 폐루프 코일(61)은 워킹 코일(WC)을 중심으로 워킹 코일(WC)의 외곽을 둘러 싼 형태로 위치할 수 있다. 또한, 무선 인디케이터(60)의 PCB 기판(62)에 설치된 발광 소자(63, 예를 들어, LED)는 가시성을 높이기 위해 단열재(35) 옆에 배치될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
PCB 기판(62)에는 발광 소자(63)외에 정류 소자 또는 커패시터가 더 설치될 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 온도 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 온도 감지 센서는 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내부 또는 외부에 구비되어 상판부(15)의 온도를 감지할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 개시의 무선 인디케이터의 쿡탑 내 배치를 설명한다.
도 3은 본 개시의 무선 인디케이터의 쿡탑 내 배치를 설명하기 위해 워킹 코일 및 무선 인디케이터를 위에서 바라본 도면이다.
무선 인디케이터(60)는 워킹 코일(WC)을 중심으로 워킹 코일(WC)의 외곽에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 무선 인디케이터(60)의 폐루프 코일(61)은 워킹 코일(WC)을 구성하는 외곽 코일보다 직경이 크고, 워킹 코일(WC)의 외곽 코일에 인접하게 배치될 수 있다.
따라서, 무선 인디케이터(60)의 폐루프 코일(61)에 유기되는 전압은 워킹 코일(WC) 구동시 워킹 코일(WC)이 발생한 유도 자기장에 의해 유기된 전압일 수 있다.
실시 예에 따라, PCB 기판(62)이 1개로 구성되는 경우, PCB 기판(62)은 원형으로 형성된 폐루프 코일(61)의 일 점에 배치될 수 있다.
실시 예에 따라, PCB 기판(62)이 2개로 구성되는 경우, 제1 PCB 기판(62)은 원형으로 형성된 폐루프 코일(61)의 일 점에 배치되고, 제2 PCB 기판(62)은 제1 PCB 기판(62)을 통과하는 일 직선과 폐루프 코일(61)이 만나는 폐루프 코일(61)의 다른 일 점에 배치될 수 있다. 전술한 것처럼, PCB 기판(62) 및 발광 소자(63)를 각각 2개로 도시하였으나, 이는 예시에 불과하므로 PCB 기판(62)과 발광 소자(63)는 한 개 또는 여러 개로 구성될 수 있다.
본 개시의 무선 인디케이터(60)는 워킹 코일(WC)의 외곽에 배치되어, 워킹 코일(WC)에서 발생한 유도 자기장 중에서 피가열 물체(HO)의 가열에 사용되지 못한 자기장이 무선 인디케이터(60)의 폐루프 코일(61)에 유도될 수 있다. 따라서, 본 개시의 무선 인디케이터(60)는 가열에 사용되지 못한 유도 자기장을 활용할 수 있어 에너지 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 4는 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑과 무선 인디케이터의 회로도를 간단하게 나타낸 예시 도면이다.
본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)의 워킹 코일(WC)은 전원 공급부(110)에서 공급된 전원을 기초로 유도 자기장을 생성할 수 있고, 생성된 유도 자기장은 무선 인디케이터(60)의 폐루프 코일(61)에 유도된다. 따라서, 본 개시의 무선 인디케이터(60)의 폐루프 코일(61)은 발광 소자(63)의 전원 역할을 할 수 있다. 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 및 무선 인디케이터(60)의 동작 방법은 자세히 후술하도록 한다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 동작 방법을 설명한다.
도 5는 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 회로도를 나타내는 예시 도면이다. 구체적으로, 도 5는 한 개의 인버터 및 한 개의 워킹 코일을 포함하는 경우 유도 가열 방식의 쿡탑의 회로도를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 전원 공급부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 워킹 코일(WC), 공진 커패시터(160) 및 프로세서(190)를 포함한다.
전원 공급부(110)는 AC(Alternation Current) 입력 전원일 수 있다. 전원 공급부(110)은 유도 가열 방식의 쿡탑으로 교류 전원을 공급할 수 있다. 보다 구체적으로, 전원 공급부(110)은 유도 가열 방식의 쿡탑의 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다.
정류부(120, Rectifier)는 교류를 직류로 변환하기 위한 전기적 장치이다.
정류부(120)는 외부 전원(110)을 통해 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다.
한편, 정류부(120)를 통해 출력되는 DC 양단(121)을 DC 링크라고 한다. DC 양단(121)에서 측정되는 전압을 DC 링크 전압이라고 한다.
DC 링크 커패시터(130)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 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르도록 워킹 코일(WC)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터(140)는 통상 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 워킹 코일(WC)에 고주파 자계가 형성된다. 본 명세서에서는 인버터(140)를 구성하는 스위칭 소자로 IGBT를 예시로 들었으나, 이는 예시에 불과하다.
프로세서(190)는 인버터(140)로 구동 신호를 전송할 수 있다. 프로세서(190)에서 전송한 구동 신호에 의해 인버터(140)의 스위칭 소자가 번갈아가며 동작하면서 워킹 코일(WC)에 고주파의 전압을 인가할 수 있다.
프로세서(190)는 사용자 명령에 의해 사용자가 원하는 단계의 화력을 내기 위하여 인버터(140)를 제어할 수 있다. 프로세서(190)는 목표 화력 단계가 높을수록 인버터(140)의 공진 주파수를 낮추고, 목표 화력 단계가 낮을수록 인버터(140)의 공진 주파수를 높일 수 있다.
프로세서(190)는 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 내부 또는 외부에 구비된 온도 감지 센서를 통해 유도 가열 방식의 쿡탑(1) 상판부(15)의 온도를 감지할 수 있다. 프로세서(190)는 감지된 상판부(15)의 온도에 따라 인버터(140)를 제어할 수 있으나, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
워킹 코일(WC)은 스위칭 소자의 구동 여부에 따라 전류가 흐르거나 전류가 흐르지 않을 수 있다. 워킹 코일(WC)에 전류가 흐르면 자기장이 발생한다. 워킹 코일(WC)은 전류가 흐름에 따라 자기장을 발생시켜 피가열 물체(HO)를 가열시킬 수 있다.
도 6은 본 개시의 무선 인디케이터의 회로도를 나타낸 예시 도면이다.
무선 인디케이터(60)는 폐루프를 형성하는 폐루프 코일(61)과 폐루프 코일(61)에 유기된 전압으로 구동되는 발광 소자(63) 외에 정류 소자(64) 및 커패시터(65)를 더 포함할 수 있다.
유기 전압(V)는 워킹 코일(WC)에서 발생된 자기장에 의해 폐루프 코일(61)에 유기된 전압을 의미할 수 있다.
발광 소자(63)는 LED(Light Emitting Diode)와 같이 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 소자일 수 있다. 발광 소자(63)는 폐루프 코일(61)에 유기되는 유기 전압(V)에 의해 전류가 공급되면 빛을 낼 수 있다. 발광 소자(63)의 밝기는 유기 전압(V)의 크기에 비례할 수 있다.
정류 소자(64)는 무선 인디케이터(60)에 흐르는 전류의 방향을 한 방향으로 흐르게 하기 위한 소자일 수 있다.
커패시터(65)는 유기 전압(V)을 저장하는 소자일 수 있다. 커패시터(65)는 유기전압(V)을 저장하여 쿡탑(1)의 잔열을 표시할 수 있다. 실시 예에 따라, 커패시터(65)의 용량이 변경되면 잔열 표시 시간이 변경될 수 있다. 예를 들어, 커패시터(65)의 용량이 커지면, 저장할 수 있는 유기 전압(V)의 양이 증가하므로, 워킹 코일(WC)에 전류가 흐르지 않는 시간이 길어져도 발광 소자(63)가 빛을 내는 시간이 길어질 수 있다.
다음으로, 도 7을 통해 워킹 코일(WC)에 흐르는 공진 전류의 세기와 무선 인디케이터(60)에 유기되는 전압 사이의 관계를 설명한다.
도 7은 워킹 코일에 흐르는 전류의 세기에 따른 무선 인디케이터의 유기 전압을 나타낸 그래프이다.
도 7에서 x축은 워킹 코일(WC)에 흐르는 공진 전류의 세기를 의미하고, y축은 무선 인디케이터(60)에 유기되는 전압의 크기를 의미한다.
제1 선(701)은 상판부(15)위에 피가열 물체(HO)가 놓여져있지 않을 때, 워킹 코일(WC)을 흐르는 공진 전류와 무선 인디케이터(60)에 유기되는 유기 전압의 관계를 나타낸 선이다.
제2 선(702)은 상판부(15)위에 워킹 코일(WC)에서 발생하는 유도 자기장에 감응하는 제1 피가열 물체(HO)가 놓여있을 때, 워킹 코일(WC)을 흐르는 공진 전류와 무선 인디케이터(60)에 유기되는 유기 전압의 관계를 나타낸 선이다.
제3 선(703)은 상판부(15)위에 워킹 코일(WC)에서 발생하는 유도 자기장에 감응하는 제1 피가열 물체(HO)보다 더 잘 감응하는 제2 피가열 물체(HO)가 놓여있을 때, 워킹 코일(WC)을 흐르는 공진 전류와 무선 인디케이터(60)에 유기되는 유기 전압의 관계를 나타낸 선이다.
제1 선(701), 제2 선(702) 및 제3 선(703)의 기울기는 다르지만, 그래프를 통해 워킹 코일(WC)에 흐르는 공진 전류의 세기가 증가하면, 무선 인디케이터(60)에 유기되는 전압의 크기도 증가함을 알 수 있다.
따라서, 워킹 코일(WC)에 흐르는 공진 전류의 세기가 증가하면(즉, 화력의 세기가 커지면), 무선 인디케이터(60)에 유기되는 유기 전압도 커지게 된다. 전술한 것처럼, 발광 소자(63)의 밝기는 유기 전압의 크기에 비례하므로, 발광 소자(63)의 밝기는 유도 가열 방식의 쿡탑(1)의 가열 강도에 비례하게 된다.
이를 통해 사용자는 인디케이터의 밝기를 통해 화력의 세기를 알 수 있으므로, 본 개시의 무선 인디케이터(60) 또는 무선 인디케이터(60)를 포함한 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 화력의 세기를 곧바로 나타낼 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 워킹 코일(WC)을 통한 피가열 물체(HO)의 가열이 종료되어도, 피가열 물체(HO)의 가열에 의해 상판부(15)의 온도도 높아진 상태일 수 있다. 즉, 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 가열이 종료되어도 상판부(15)에 잔열이 존재할 수 있다.
다음으로, 도 8을 통해 유도 가열 방식의 쿡탑(1)의 잔열 표시를 위한 제어 방법을 설명한다.
도 8은 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑의 잔열 표시를 위한 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8에서는 가열이 종료되고 무선 인디케이터(60)를 통해 잔열을 표시하기 위한 제어 방법에 대해서만 설명하도록 한다.
프로세서(190)는 설정된 가열 모드에 따라 피가열 물체(HO)를 가열하는 중에, 가열 종료 명령을 수신할 수 있다(S701). 프로세서(190)는 인터페이스부(미도시)를 통해 가열 종료 명령을 수신할 수 있다.
프로세서(190)는 가열 종료 명령을 수신하면, 인버터(140)가 교호로 반복되는 스위칭 동작을 정지하도록 인버터(140)로 구동 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(190)는 가열 종료 명령을 수신하면, 인버터(140)의 스위칭 소자에 오프 신호를 전송하여 워킹 코일(WC)에 전류가 흐르지 않도록 제어할 수 있다.
프로세서(190)는 상판부(15)의 온도가 기준 온도 이상인지 판단할 수 있다(S703). 프로세서(190)는 가열이 종료된 후, 상판부(15)의 온도가 기준 온도 이상인지 판단할 수 있다. 기준 온도는 기기에 설정된 디폴트 값일 수 있고, 사용자가 설정한 값일 수 있다.
프로세서(190)는 감지된 상판부(15)의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 무선 인디케이터(60)에 전류 공급을 하기 위해 인버터(140)를 제어할 수 있다(S705). 프로세서(190)는 상판부(15) 온도가 기준 온도 이상인 동안 인버터(140)를 제어하여 미리 정해진 주기마다 무선 인디케이터(60)에 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 기준 온도가 90도씨이고 미리 정해진 주기가 3초인 경우, 프로세서(190)는 상판부(15) 온도가 90도씨 이상인 동안 인버터(140)가 3 초 동안 동작하고 3 초 동안 동작하지 않도록 제어할 수 있다.
프로세서(190)가 인버터(140)를 동작시킬 때에만 무선 인디케이터(60)에 전류가 흐르게 되므로, 발광 소자(63)는 인버터(140)가 동작하는 시간에만 빛이 발생한다. 이러한 동작을 프로세서(190)가 반복하게 되는 경우 발광 소자(63)는 빛을 깜박이게 된다.
프로세서(190)는 상판부(15)의 온도가 기준 온도 미만이 될때까지 인버터(140)를 수 초 동안만 제어하는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 프로세서(190)가 상술한 동작을 반복하는 경우, 무선 인디케이터(60)의 발광 소자는 수 초 동안 빛을 발생시키는 동작을 반복하게 된다.
실시 예에 따르면, 프로세서(190)는 상판부(15)의 온도가 90도씨 이상인 경우, 발광 소자(63)가 3초에 한번씩 발광하도록 인버터(140)를 제어할 수 있고, 상판부(15)의 온도가 50도 이상 90도 미만인 경우, 발광 소자가 5초에 한 번씩 발광하도록 인버터(140)를 제어할 수도 있다.
상술한 실시 예를 통해, 본 개시의 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 사용자에게 상판부(15)의 온도가 높음을 알릴 수 있는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 유도 가열 방식의 쿡탑 15: 상판부
20: 커버 플레이트 25: 케이스
WC: 워킹 코일 60: 무선 인디케이터
61: 폐루프 코일 62: PCB 기판
63: 발광소자 190: 프로세서

Claims (15)

  1. 유도 가열 방식의 쿡탑의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터에 있어서, 상기 무선 인디케이터는,
    폐루프 코일; 및
    상기 쿡탑에서 발생된 유도 자기장에 의해 상기 폐루프 코일에 유기되는 전압으로 구동되는 발광 소자를 포함하는, 무선 인디케이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐루프 코일은
    상기 쿡탑의 워킹 코일을 중심으로 상기 워킹 코일의 외곽에 배치되는, 무선 인디케이터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폐루프 코일은
    상기 워킹 코일과 동일 평면 상에 배치되는, 무선 인디케이터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐루프 코일에 유기된 전압을 저장하는 커패시터를 더 포함하고,
    상기 발광 소자는
    상기 폐루프 코일에 유기된 전압 또는 상기 커패시터에 저장된 전압에 의해 동작하는, 무선 인디케이터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐루프 코일에 흐르는 전류를 한 방향으로 정류하기 위한 정류 소자를 더 포함하는, 무선 인디케이터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 인디케이터는,
    상기 발광 소자를 복수 개 포함하는, 무선 인디케이터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 소자의 밝기는,
    상기 폐루프 코일에 유도된 전압의 크기에 비례하는, 무선 인디케이터.
  8. 유도 가열 방식의 쿡탑에 있어서,
    교류 전압을 공급하는 전원 공급부;
    상기 공급된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부;
    전류가 흐르면 유도 자기장을 발생시키는 워킹 코일;
    상기 변환된 직류 전압을 기초로 상기 워킹 코일에 전류를 공급하는 인버터; 및
    상기 쿡탑의 동작 상태를 나타내는 무선 인디케이터를 포함하고,
    상기 무선 인디케이터는
    폐루프 코일; 및
    상기 유도 자기장에 의해 상기 폐루프 코일에 유기되는 전압으로 구동되는 발광 소자를 포함하는, 쿡탑.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 폐루프 코일은
    상기 워킹 코일을 중심으로 상기 워킹 코일의 외곽에 배치되는, 쿡탑.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 폐루프 코일은
    상기 워킹 코일과 동일 평면 상에 배치되는, 쿡탑.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 무선 인디케이터는
    상기 폐루프 코일에 유기된 전압을 저장하는 커패시터를 더 포함하고,
    상기 발광 소자는
    상기 폐루프 코일에 유기된 전압 또는 상기 커패시터에 저장된 전압에 의해 동작하는, 쿡탑.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 유도 가열 방식의 쿡탑은
    상기 인버터의 구동을 제어하는 프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    가열 종료 명령을 수신하면 상기 쿡탑의 상판부 온도가 기준 온도 이상인지 판단하고, 상기 상판부 온도가 기준 온도 이상인 동안 상기 인버터를 제어하여 상기 무선 인디케이터에 전류를 공급하는, 쿡탑.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 상판부 온도가 상기 기준 온도 이상인 동안 상기 인버터를 제어하여 미리 정해진 주기마다 상기 무선 인디케이터에 전류를 공급하는, 쿡탑.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 무선 인디케이터는
    상기 발광 소자를 복수 개 포함하는, 쿡탑.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광 소자의 밝기는
    상기 워킹 코일에 흐르는 전류의 세기에 비례하는, 쿡탑.
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