KR20220127472A - 유도가열 조리기의 유도가열 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 하나의 조리구에 동심으로 구비되는 복수의 유도가열코일(111,112,113)과, 유도가열코일(111,112,113)에 각각 일대일로 연결되는 공진콘덴서(121,122,123)와, 병렬 연결된 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)를 단속하는 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)와, 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 스위칭 드라이버(131,132,133)와, 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동일한 온 타임으로 구동하기 위한 온 타임 제어신호를 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 동시에 출력하여서 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동시에 동일한 온 타임으로 동작 제어하는 온 타임 제어부(140)와, 온 타임 제어부(140)로 파워 컨트롤신호를 출력하고 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 동작을 개별적으로 동작 차단시키기 위한 동작차단 제어신호를 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 출력하는 마이컴(150)을 포함하여 구성되고, 이에 의하면 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 구성하더라도 소음이 없고 구성을 단순화하여서 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

Description

유도가열 조리기의 유도가열 회로{Induction Heating Circuit for Indcution Range}
본 발명은 유도가열 조리기에 관한 것으로, 특히 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 구성하더라도 소음이 없고 구성을 단순화하여서 원가를 절감할 수 있도록 하기에 적당하도록 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 관한 것이다.
일반적으로, 유도가열이란 먼저 가열을 원하는 금속 주위에 1차 코일을 감아 자기장을 변화시키면 금속에 2차전류(유도전류)가 흐르는 현상을 이용하는 가열방식으로, 유도전류가 금속에 흐르면 금속의 자체 저항 때문에 열이 발생해 금속이 뜨거워지게 된다.
이러한 유도가열 현상을 응용한 것으로 예컨대 유도가열 조리기[인덕션레인지]가 있다.
상기 유도가열 조리기는 상용전원을 정류하여 그 정류된 전원을 스위칭함으로써 발생되는 전압을 유도코일에 인가하여 유도코일에 강력한 자계를 발생시키고 이 자계를 통해 피가열물인 금속을 가열하여 음식물을 조리하도록 한 장치이다.
그리고, 이러한 유도가열조리기는 통상 조리구(화구) 하나당 1 개의 유도가열코일을 갖는다.
그런데, 사용하는 피가열체[솥, 냄비, 프라이팬 등]는 바닥이 작을 수도 있고, 피가열체 바닥이 프라이팬처럼 큰 경우도 있으며, 그 중간의 피가열체도 있어 그 크기가 다양하다.
피가열체가 작은 경우는 작은 유도가열코일이 필요하며, 중간 크기의 피가열체는 중간 크기의 유도가열코일이, 그리고 크기가 큰 피가열체는 큰 유도가열코일을 사용한다면 열 효율이나 균일 가열 측면에서 유리할 것이다.
문헌1: 등록특허공보 제10-2131357호(공고일: 2020.07.07) 문헌2: 공개특허공보 제10-2016-0150512호(공개일: 2016.12.30)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로의 목적은,
첫째, 하나의 조리구(화구)에 2 이상의 유도가열코일을 구성하되, 이 복수의 유도가열코일이 동작하더라도 각 유도가열코일의 동작주파수 차이에 의한 유도 소음의 발생을 원천적으로 차단할 수 있도록 하고 그리하여 하나의 조리구에서 복수의 유도가열코일이 피가열체를 가열하여서 조리하는 경우에도 소음 발생이 없는 조용한 조리 환경을 제공할 수 있도록 하며 최종적으로는 공진 차이에 의한 비트 노이즈가 없는 인덕션레인지(유도가열 조리기)를 구현할 수 있도록 하며,
둘째, 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 설치하는 경우 유도가열코일에 각각에 인버터를 구성할 필요가 없이 하나의 출력 제어 부재만을 채택하더라도 다수의 유도가열코일을 동작할 수 있도록 함으로써 유도가열 회로의 구성을 단순화시켜서 제품의 제작 비용을 절감할 수 있도록 하며,
셋째, 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 설치하는 경우 유도가열코일에 각각에 인버터를 구성할 필요가 없이 하나의 출력 제어 부재만을 채택하더라도 다수의 유도가열코일을 동작할 수 있도록 함으로써 유도가열코일마다 구비되는 경우에 비하여 출력 제어 부재의 동작을 안정시킬 수 있도록 하며,
넷째, 하나의 조리구에 다수의 유도가열코일을 구비하되, 피가열체의 크기에 대응되는 유도가열코일만을 동작하도록 함으로써 열효율을 높일 수 있도록 하며 또한 균일 가열이 되도록 하여서 조리의 성능을 향상시킬 수 있도록 하며,
다섯째, 화구에 놓여지는 피가열체의 유무를 감지할 수 있도록 하면서 동시에 그 피가열체의 크기를 자동으로 감지할 수 있도록 하며, 이렇게 감지된 피가열체의 크기에 대응되는 유도가열코일만이 동작할 수 있도록 하며, 그리하여 최적의 효율적인 유도가열을 편리하게 구현할 수 있도록 하며,
여섯째, 동심으로 구성된 복수의 유도가열코일의 동작 상태를 그 유도가열코일의 배치와 동일한 동심 이미지의 램프(예커대 LED)로 표시함으로써 즉각적이고도 감각적으로 해당 유도가열코일의 동작 상태를 확인할 수 있도록 하며 그리하여 인덕션레인지의 사용자 이용 환경을 향상시킬 수 있도록 하며,
일곱째, 피가열체의 물리적인 크기의 영역을 넘어가는 유도가열코일의 동작을 차단함으로써 화재 등에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 유도가열 조리기의 유도가열 회로를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 유도가열 조리기의 유도가열 회로는, 유도가열 조리기의 하나의 조리구에 동심으로 구비되고, 스위칭소자의 온오프 스위칭 동작에 의해 공진전류를 공급받아서 피가열체를 가열하며, 복수의 유도가열코일이 모두 동일한 인덕턴스를 갖는 복수의 유도가열코일과, 상기 복수의 유도가열코일에 각각 일대일로 대응되어서 병렬 연결되고, 상기 일대일로 대응된 각각의 유도가열코일 공진작용을 하는 복수의 공진콘덴서가 모두 동일한 정전용량을 갖는 공진콘덴서와, 상기 일대일로 대응되어서 병렬 연결된 유도가열코일 및 공진콘덴서에 각각 일대일로 연결되고, 일대일로 대응된 각 유도가열코일 및 공진콘덴서로의 전류공급을 단속하는 복수의 스위칭소자와, 상기 복수의 스위칭소자에 각각 일대일로 대응되어서 연결되고, 온 타임 제어부로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 스위칭소자를 동작(driving)하기 위한 트리거신호를 출력하는 복수의 스위칭 드라이버와, 마이컴으로부터 입력되는 파워 컨트롤신호에 따라서 복수의 스위칭소자를 동일한 온 타임으로 구동하기 위한 온 타임 제어신호를 상기 복수의 스위칭 드라이버로 동시에 출력하여서 복수의 스위칭소자를 동시에 동일한 온 타임으로 동작하도록 제어하는 온 타임 제어부와, 화력 조절부의 화력 조절 입력에 따라서 상기 온 타임 제어부로 파워 컨트롤신호를 출력하고, 상기 복수의 스위칭 드라이버에 일대일로 직접 연결되어 있는 복수의 스위칭소자의 동작을 개별적으로 동작 차단(Inhibit)시키기 위한 동작차단 제어신호를 동작 차단 대상인 스위칭소자의 스위칭 드라이버로 출력하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 유도가열 조리기의 유도가열 회로는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 조리구(화구)에 2 이상의 유도가열코일을 구성하되, 이 복수의 유도가열코일이 동작하더라도 각 유도가열코일의 동작주파수 차이에 의한 유도 소음의 발생을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있고, 그 결과 하나의 조리구에서 복수의 유도가열코일이 피가열체를 가열하여서 조리하는 경우에도 소음 발생이 없는 조용한 조리 환경을 제공할 수 있어서 최종적으로는 공진 차이에 의한 비트 노이즈가 없는 인덕션레인지(유도가열 조리기)를 구현할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 설치하는 경우 유도가열코일에 각각에 인버터를 구성할 필요가 없이 하나의 출력 제어 부재만을 채택하더라도 다수의 유도가열코일을 동작할 수 있어서 유도가열 회로의 구성을 단순화시켜서 제품의 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 설치하는 경우 유도가열코일에 각각에 인버터를 구성할 필요가 없이 하나의 출력 제어 부재만을 채택하더라도 다수의 유도가열코일을 동작할 수 있어서 유도가열코일마다 구비되는 경우에 비하여 출력 제어 부재의 동작을 안정시킬 수 있는 효과가 있다.
넷째, 하나의 조리구에 다수의 유도가열코일을 구비하되, 피가열체의 크기에 대응되는 유도가열코일만을 동작하도록 함으로써 열효율을 높일 수 있는 효과가 있으며, 또한 균일 가열이 될 수 있는 효과가 있어서 조리의 성능이 향상되는 효과가 있다.
다섯째, 화구에 놓여지는 피가열체의 유무를 감지할 수 있도록 하면서 동시에 그 피가열체의 크기를 자동으로 감지할 수 있는 효과가 있고, 이렇게 감지된 피가열체의 크기에 대응되는 유도가열코일만이 동작할 수 있는 효과가 있으며, 그 결과 최적의 효율적인 유도가열을 편리하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 동심으로 구성된 복수의 유도가열코일의 동작 상태를 그 유도가열코일의 배치와 동일한 동심 이미지의 램프(예커대 LED)로 표시함으로써 즉각적이고도 감각적으로 해당 유도가열코일의 동작 상태를 확인할 수 있는 효과가 있으며, 그 결과 인덕션레인지의 사용자 이용 환경을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
일곱째, 피가열체의 물리적인 크기의 영역을 넘어가는 유도가열코일의 동작을 차단함으로써 화재 등에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로의 블록 구성도이다.
다음은 본 발명인 유도가열 조리기의 유도가열 회로의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로는, 상용전원(AC)으로부터을 공급되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되고, 유도가열 조리기의 하나의 조리구[화구](미도시)에 동심으로 구비되며, 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 온오프 스위칭 동작에 의해 공진전류를 공급받아서 피가열체(미도시)를 가열하며, 복수의 유도가열코일(111,112,113)이 모두 동일한 인덕턴스(L1=L2=L3)를 갖는 복수의 유도가열코일(111,112,113)과, 상기 복수의 유도가열코일(111,112,113)에 각각 일대일로 대응되어서 병렬 연결되고, 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되고, 상기 일대일로 대응된 각각의 유도가열코일(111,112,113) 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 복수의 공진콘덴서(121,122,123)가 모두 동일한 정전용량(C1=C2=C3)을 갖는 공진콘덴서(121,122,123)와, 상기 일대일로 대응되어서 병렬 연결된 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)에 각각 일대일로 연결되고, 일대일로 대응된 각 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)로의 전류공급을 단속하는 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)와, 상기 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)에 각각 일대일로 대응되어서 연결되고, 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동작(driving)하기 위한 트리거신호를 출력하는 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)와, 마이컴(150)으로부터 입력되는 파워 컨트롤신호에 따라서 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 구동 온 타임을 결정하여서 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동일한 온 타임으로 구동하기 위한 온 타임 제어신호를 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 동시에 출력하여서 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동시에 동일한 온 타임으로 동작하도록 제어하는 온 타임 제어부(140)와, 화력 조절부(172)의 화력 조절 입력에 따라서 상기 온 타임 제어부(140)로 파워 컨트롤신호를 출력하고, 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)에 일대일로 직접 연결되어 있는 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 동작을 개별적으로 동작 차단(Inhibit)시키기 위한 동작차단 제어신호를 동작 차단 대상인 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 출력하는 마이컴(150)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본원발명의 일 실시예에 의한 유도가열 회로는 유도가열코일(111,112,113)이 다수이더라도 이 다수의 유도가열코일의 동작을 제어하는 온 타임 제어신호를 하나만 출력하도록 하여서 다수의 유도가열코일(111,112,113)을 일률적으로 동시에 온 타임 동작 제어하고, 동시에 스위칭 드라이버를 개별적으로 디스에이블시키는 방식을 채택하는 것이다.
이에 의하면, 온 타임의 주파수 및 오프 타임의 공진주파수가 모두 일치하여서 복수의 유도가열코일(111,112,113)에 각각 인가되는 동작 주파수가 일치하게 되고, 따라서 각 유도가열코일(111,112,113)의 동작주파수 차이에 의한 유도 소음의 발생이 원천적으로 차단되는 이점이 있다.
또한 다수의 유도가열코일(111,112,113)의 출력을 제어하기 위한 출력 제어 부재를 유도가열코일 각각에 일대일로 대응하여서 다수로 구비하는 방식이 아닌, 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)가 공통으로 연결되는 하나의 출력 제어 부재인 온 타임 제어부(140)를 채택하고, 동시에 마이컴(150)의 차단 단자(INH1, INH2, INH3)를 이용하여서 스위칭 드라이버(131,132,133)를 개별적으로 디스에이블시키는 방식을 채택함으로써, 유도가열 회로의 구성을 단순화시켜서 제품의 제작 비용을 절감할 수 있고[하나의 조리구에 복수의 유도가열코일을 설치하는 경우 유도가열코일에 각각의 출력 제어 부재인 인버터를 사용하게 되면 제품의 원가가 상승하게 됨], 또한 복수로 구비되는 경우에 비하여 출력 제어 부재의 동작을 안정시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, 하나의 조리구에 복수(2 개 이상이도, 바람직하게는 2 개 또는 3 개)의 유도가열코일(111,112,113)을 구비하되, 피가열체(예컨대, 솥, 냄비, 프라이팬 등)의 크기에 대응되는 유도가열코일만을 동작하도록 하여서 열효율을 높이고 균일 가열이 되도록 하며 또한 조리 성능을 향상시킬 수 있다.
그리고, 실시예에 따라서는, 상기 복수의 유도가열코일(111,112)은, 예컨대 2 개로 구성될 수도 있는데, 이 경우에는 내측 유도가열코일(111)과 중간 유도가열코일(112) 그리고 그 각각에 일대일로 병렬 연결된 제1 공진콘덴서(121)와 제2 공진콘덴서(122)로 구성될 수 있을 것이다.
구체적으로 살펴보면, 상기 복수의 유도가열코일(111,112)은, 가장 내측에 원형으로 구비되는 내측 유도가열코일(111)과, 상기 내측 유도가열코일(111)로부터 동심으로 반경방향의 외향으로 이격 구비되는 중간 유도가열코일(112)로 구성되고, 상기 내측 유도가열코일(111)의 인덕턴스(L1)와 상기 중간 유도가열코일(112)의 인덕턴스(L2)는 동일한 인덕턴스값(L1=L2)을 갖도록 상기 내측 유도가열코일(111)과 중간 유도가열코일(112)을 구성[예컨대, 코일의 굵기, 길이 등의 인덕턴스값을 결정하는 인자로서 설계]하고, 상기 공진콘덴서(121,122)는 상기 내측 유도가열코일(111)에 병렬 접속되고 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되며 상기 내측 유도가열코일(111)과 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 제1 공진콘덴서(121)와, 상기 중간 유도가열코일(112)에 병렬 접속되고 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되며, 상기 중간 유도가열코일(112)과 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 제2 공진콘덴서(122)로 구성되며, 상기 제1 공진콘덴서(121)의 정전용량(C1)과 상기 제2 공진콘덴서(122)의 정전용량(C2)이 동일한 정전용량값(C1=C2)을 갖도록 상기 제1 공진콘덴서(121)와 제2 공진콘덴서(122)를 구성[예컨대, 유전율, 크기 등의 정전용량값을 결정하는 인자로서 설계]함으로써, 공진주파수를 일치시키는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 스위칭소자(Q1,Q2)는 상기 병렬 연결된 내측 유도가열코일(111) 및 제1 공진콘덴서(121)에 연결되고, 내측 유도가열코일(111) 및 제1 공진콘덴서(121)로의 전류공급을 단속하는 제1 스위칭소자(Q1)와, 상기 병렬 연결된 중간 유도가열코일(112) 및 제2 공진콘덴서(122)에 연결되고, 중간 유도가열코일(112) 및 제2 공진콘덴서(122)로의 전류공급을 단속하는 제2 스위칭소자(Q2)로 구성된다.
상기 스위칭 드라이버(131,132,133)는, 상기 제1 스위칭소자(Q1)에 연결되고, 상기 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 제1 스위칭소자(Q1)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 제1 스위칭 드라이버(131)와, 상기 제2 스위칭소자(Q2)에 연결되고, 상기 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 제2 스위칭소자(Q2)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 제2 스위칭 드라이버(132)로 구성된다.
그리고, 도시된 예와 같이 상기 복수의 유도가열코일(111,112,113)은 3 개로 구성될 수도 있다.
상기 복수의 유도가열코일(111,112,113)은, 가장 내측에 원형으로 구비되는 내측 유도가열코일(111)과, 상기 내측 유도가열코일(111)로부터 동심으로 반경방향의 외향으로 이격 구비되는 중간 유도가열코일(112)과, 상기 중간 유도가열코일(112)로부터 동심으로 반경방향의 외향으로 이격 구비되는 외측 유도가열코일(113)로 구성되고, 상기 내측 유도가열코일(111)의 인덕턴스(L1)와 중간 유도가열코일(112)의 인덕턴스(L2)와 외측 유도가열코일(113)의 인덕턴스(L3)는 동일한 인덕턴스값(L1=L2=L3)을 갖도록 상기 내측 유도가열코일(111)과 중간 유도가열코일(112)과 외측 유도가열코일(113)를 구성[예컨대, 코일의 굵기, 길이 등의 인덕턴스값을 결정하는 인자로서 설계]하고, 상기 공진콘덴서(121,122,123)는 상기 내측 유도가열코일(111)에 병렬 접속되고 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되며 내측 유도가열코일(111)과 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 제1 공진콘덴서(121)와, 상기 중간 유도가열코일(112)에 병렬 접속되고 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되며 상기 중간 유도가열코일(112)과 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 제2 공진콘덴서(122)와, 상기 외측 유도가열코일(113)에 병렬 접속되고 제1 정류부(101)를 통과한 정류된 전압이 인가되며 외측 유도가열코일(113)과 임피던스 매칭에 의해서 공진작용을 하는 제3 공진콘덴서(123)로 구성되고, 상기 제1 공진콘덴서(121)의 정전용량(C1)과 제2 공진콘덴서(122)의 정전용량(C2)과 제3 공진콘덴서(123)의 정전용량(C3)이 동일한 정전용량값(C1=C2=C3)을 갖도록 상기 제1 공진콘덴서(121)와 제2 공진콘덴서(122)와 제3 공진콘덴서(123)를 구성[예컨대, 유전율, 크기 등의 정전용량값을 결정하는 인자로서 설계]함으로써, 공진주파수를 일치시키는 것을 특징으로 한다.
마찬가지로, 상기 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)는 상기 병렬 연결된 내측 유도가열코일(111) 및 제1 공진콘덴서(121)에 연결되고, 내측 유도가열코일(111) 및 제1 공진콘덴서(121)로의 전류공급을 단속하는 제1 스위칭소자(Q1)와, 상기 병렬 연결된 중간 유도가열코일(112) 및 제2 공진콘덴서(122)에 연결되고, 중간 유도가열코일(112) 및 제2 공진콘덴서(122)로의 전류공급을 단속하는 제2 스위칭소자(Q2)와, 상기 병렬 연결된 외측 유도가열코일(113) 및 제3 공진콘덴서(123)에 연결되고 외측 유도가열코일(113) 및 제3 공진콘덴서(123)로의 전류공급을 단속하는 제3 스위칭소자(Q3)로 구성된다.
또한, 상기 스위칭 드라이버(131,132,133)는 상기 제1 스위칭소자(Q1)에 연결되고, 상기 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 제1 스위칭소자(Q1)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 제1 스위칭 드라이버(131)와, 상기 제2 스위칭소자(Q2)에 연결되고, 상기 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 제2 스위칭소자(Q2)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 제2 스위칭 드라이버(132)와, 상기 제3 스위칭소자(Q3)에 연결되고, 상기 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 제3 스위칭소자(Q3)를 동작하기 위한 트리거신호를 출력하는 제3 스위칭 드라이버(133)로 구성된다.
한편, 4 개의 유도가열코일[이 경우는 상기 외측 유도가열코일(113)의 동심 외측으로 4 번째의 유도가열코일이 추가될 것이다.]과 그 각각에 연결되는 4 개의 공진콘덴서로 구성되는 경우에도 본원발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)는 콜렉터단자(C)가 상기 각각 일대일로 대응되어서 병렬 연결된 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)에 연결되고, 에미터단자(E)가 전원공급단의 제1 정류부(101)에 연결되며, 게이트단자(G)가 일대일로 대응된 스위칭 드라이버(131,132,133)에 연결되는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 마이컴(150)에는 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)에 일대일로 연결되어 있는 복수의 차단 단자(INH1, INH2, INH3)가 구비되어 있고, 상기 차단 단자(INH1, INH2, INH3)에서 동작차단 제어신호(예컨대 논리신호 하이)를 수신한 스위칭 드라이버(131,132,133)는 일대일로 연결되어 있는 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)로의 트리거신호의 출력을 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 차단 단자(INH1, INH2, INH3)는, 예컨대 유도가열코일(111,112,113)이 3 개로 구성되는 경우, 상기 제1 스위칭 드라이버(131)에 연결되고 동작차단 제어신호를 출력하는 제1 차단 단자(INH1)와, 상기 제2 스위칭 드라이버(132)에 연결되고 동작차단 제어신호를 출력하는 제2 차단 단자(INH2)와, 상기 제3 스위칭 드라이버(133)에 연결되고 동작차단 제어신호를 출력하는 제3 차단 단자(INH3)로 구성될 수 있을 것이다.
다음으로 피가열체의 크기를 감지하고, 그 감지된 크기에 대응하여서 가장 적절한 유도가열 에너지를 공급하기 위하여 복수의 유도가열코일(111,112,113) 중에서 적어도 하나를 선택적으로 동작하는 구성에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 마이컴(150)은 가장 내측에서 외측으로 순차적으로 유도가열코일(111,112,113)의 영역에 피가열체가 있는지 여부를 감지하고, 피가열체가 감지된 유도가열코일(111,112,113)에 대해서만 동작이 되도록 제어하며, 피가열체가 감지되지 않은 영역의 유도가열코일(111,112,113)에 대해서는 동작차단 제어신호를 출력하여서 동작이 차단되도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 마이컴(150)은 가장 내측에 있는 유도가열코일(111)[상기 예의 내측 유도가열코일(111)]의 영역에 피가열체가 있는지를 감지하고, 다음으로 가장 내측에 피가열체가 있다고 판단한 경우에는 가장 내측의 유도가열코일(111)[상기 예의 내측 유도가열코일(111)]의 반경방향 외향의 인접 유도가열코일(112)[상기 예의 중간 유도가열코일(112)]의 영역에 피가열체가 있는지를 감지한다.
다음으로 내측 유도가열코일(111)의 인접 유도가열코일(112)[상기 예의 중간 유도가열코일(112)]에 해당하는 영역에 피가열체가 있다고 판단한 경우에는 인접 유도가열코일(111,112,113)[상기 예의 중간 유도가열코일(112)]의 반경방향 외향의 인접 유도가열코일(113)[상기 예의 외측 유도가열코일(113)]의 영역에 피가열체가 있는지를 감지하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 제1 정류부(101)와 유도가열코일(111,112,113) 사이에 직렬 연결되어서 동작전원의 입력이 있는지를 감지하는 센싱저항(RS)과, 상기 센싱저항(RS)의 후단에 병렬 연결되어서 상기 센싱저항(RS)에 전류가 흐르는 경우 이를 전압값으로 검출하는 입력전류 센싱부(161)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 마이컴(150)은, 복수의 유도가열코일(111,112,113) 중에서 가장 내측에 있는 유도가열코일(111)[상기 예의 내측 유도가열코일(111)]로부터 가장 외측에 있는 유도가열코일(113)[상기 예의 외측 유도가열코일(113)] 순으로 하나의 유도가열코일[내측 유도가열코일, 중간 유도가열코일, 외측 유도가열코일 중의 하나]만이 순차적으로 동작하도록 동작 대상인 하나의 유도가열코일(111,112,113)을 제외한 나머지 유도가열코일의 동작을 차단하도록 차단 단자에서 순차적으로 동작차단 제어신호를 출력하고(예컨대, 제1 차단 단자(INH1)만 논리신호 로(Low)로 만들고 나머지 차단 단자(INH2, INH3)은 논리신호 하이(High)로 유지하며), 상기와 같이 동작차단 제어신호가 출력된 상태에서, 상기 마이컴(150)은 피가열체 감지 컨트롤신호를 상기 온 타임 제어부(140)로 출력하며, 상기 온 타임 제어부(140)는 수신한 피가열체 감지 컨트롤신호를 기초로 온 타임 제어신호(예컨대 4 ~ 5 us의 극히 낮은 에너지의 신호)를 생성하여 스위칭 드라이버(131,132,133)로 출력하며, 상기 마이컴(150)은 상기 입력전류 센싱부(161)에서 검출한 전압값을 읽어들이며, 검출한 전압값이 설정된 피가열체 감지 기준 전압값 이상이면 해당 유도가열코일이 위치한 영역에는 피가열체가 있다고 판단하여 해당 유도가열코일을 정상 동작시키는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 피가열체의 유무를 감지하고 또한 피가열체의 크기를 자동으로 감지하여서, 감지된 피가열체의 크기에 대응되는(적합한) 유도가열코일(111,112,113)만이 동작할 수 있으며, 그 결과 효율적인 유도가열이 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 각각의 유도가열코일(111,112,113)에 일대일로 대응되어서 각각의 유도가열코일(111,112,113)의 동작 상태를 표시하는 코일 동작 표시부(181,182,183)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 코일 동작 표시부(181,182,183)는 복수의 유도가열코일(111,112,113)에 각각 일대일로 대응되는 동심원 이미지로 표시되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 동심으로 구성된 복수의 유도가열코일(111,112,113)의 동작 상태를 동심 이미지로 표시함으로써 즉각적으로 동작 상태를 확인할 수 있어서 사용자 이용 환경이 향상되는 이점이 있다.
상기 코일 동작 표시부(181,182,183)는, 가장 내측의 유도가열코일(111,112,113)[상기 예의 내측 유도가열코일(111)]에 대응되는 원형의 이미지로 형성되고 가장 내측의 유도가열코일(111,112,113)이 동작되는 경우에 발광하는 내측 코일 동작 표시등(181)과, 가장 내측의 유도가열코일(111)의 외향으로 인접한 유도가열코일(112)[상기 예의 중간 유도가열코일(112)]에 대응되는 원형의 이미지로 형성되고 가장 내측의 유도가열코일(111,112,113)의 외향으로 인접한 유도가열코일(112)[상기 예의 중간 유도가열코일(112)]이 동작되는 경우에 발광하는 중간 코일 동작 표시등(182)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 실시예에 따라서는, 가장 내측의 유도가열코일(111)의 외향으로 인접한 유도가열코일(112)에 외향으로 인접한 유도가열코일(113)[상기 예의 외측 유도가열코일(113)]에 대응되는 원형의 이미지로 형성되고 가장 내측의 유도가열코일(111)의 외향으로 인접한 유도가열코일(112)에 인접한 유도가열코일(113)[상기 예의 외측 유도가열코일(113)][상기 예의 외측 유도가열코일(113)]이 동작되는 경우에 발광하는 외측 코일 동작 표시등(183)이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 복수의 유도가열코일(111,112,113)에서 피가열체가 있다고 판단하여 정상 동작된 유도가열코일(111,112,113) 중에서 작동 여부를 선택할 수 있는 코일 선택부(171)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 피가열체가 있다고 판단하여 정상 동작된 유도가열코일(111,112,113)이더라도 이용자의 필요에 따라 동작을 정지시킬 수도 있게 하기 위함이다.
예를 들어서, 피가열체가 중간 크기이고, 피가열체의 크기 감지에 의해서 피가열체의 크기에 대응하여 정상 동작된 유도가열코일(111,112,113)이 예컨대 내측 유도가열코일(111)과 중간 유도가열코일(112)인 경우, 코일 선택부(171)를 통해서 내측 유도가열코일(111)과 중간 유도가열코일(112) 중에서 적어도 어느 하나를 동작 정지시키는 것이 가능하다
이에 의하면, 피가열체의 크기를 자동으로 검출하여서 그 크기에 적합한 유도가열코일을 선택하여 자동으로 유도가열코일을 동작하는 방식이라고 하더라도 유저(사용자)가 사용환경에 맞고 필요에 따라서 선택할 수 있도록 함으로써 사용 환경을 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 유도가열 조리기의 유도가열 회로에 있어서, 상기 피가열체가 있다고 판단되어서 정상 동작된 유도가열코일(111,112,113)이 아닌 동작되지 않은 유도가열코일(111,112,113)에 대해서는 상기 코일 선택부(171)에 의해서 선택되더라도 작동이 되지 않는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 예에서, 피가열체의 크기 감지에 의해서 동작되지 않은 외측 유도코일(113)을 코일 선택부(171)에 의해서 선택하더라도 작동이 되지 않는다.
이는 피가열체의 크기 영역을 넘어가는 유도가열코일의 동작을 차단함으로써 화재 등의 안전사고를 예방하기 위함이다.
그리고, 실시예에 따라서는, 상용전원을 정류하는 제2 정류부(102)와, 상기 제2 정류부(102)에서 정류된 입력 전압 및 주파수를 감지하는 입력 전압 및 주파수 감지부(162)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 마이컴(150)은 입력 전압 및 주파수 감지부(162)가 감지한 입력 전압 및 주파수를 읽어들인다.
그리고, 실시예에 따라서는, 상기 유도가열코일(111,112,113)과 스위칭소자(Q1,Q2,Q3) 사이에 아노드(+) 단자가 연결되는 정류 다이오드(D1,D2,D3)와, 상기 정류 다이오드(D1,D2,D3)의 캐소드(-)단자에 연결되어서 각 유도가열코일의 공진전압을 감지하는 공진전압 센싱부(165)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 마이컴(150)은 상기 공진전압 센싱부(165)에서 감지한 공진 전압을 읽어들이고, 상기 입력 전압 및 주파수 감지부(162)에서 입력된 입력 전압값과의 비교에 의해서 상기 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 스위칭온하기 위한 트리거(Trigger)로 이용한다.
상기 공진전압 센싱부(165)는 적어도 하나의 유도가열코일(111,112,113)이 동작하면 공진전압을 센싱할 수 있으며, 복수의 유도가열코일(111,112,113)이 동작하는 경우에는 그 동작하는 유도가열코일 중에서 가장 높은 전압을 센싱할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101 : 제1 정류부 102 : 제2 정류부
111 : 내측 유도가열 코일 112 : 중간 유도가열 코일
113 : 외측 유도가열 코일 121 : 제1 공진 콘덴서
122 : 제2 공진 콘덴서 123 : 제3 공진 콘덴서
Q1 : 제1 스위칭소자 Q2 : 제2 스위칭소자
Q3 : 제3 스위칭소자 131 : 제1 스위칭소자 드라이버
132 : 제2 스위칭소자 드라이버 133 : 제3 스위칭소자 드라이버
140 : 온 타임 제어부
150 : 마이컴 IN1,IN2,IN3 : 차단 단자
RS : 센싱저항 161 : 입력전류 센싱부
162 : 입력 전압 및 주파수 감지부
D1,D2,D3 : 정류 다이오드 165 : 공진전압 센싱부
171 : 코일 선택부 172 : 화력 조절부
181 : 내측 코일 동작 표시등 182 : 중간 코일 동작 표시등
183 : 외측 코일 동작 표시등

Claims (6)

  1. 유도가열 조리기의 하나의 조리구에 동심으로 구비되고, 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 온오프 스위칭 동작에 의해 공진전류를 공급받아서 피가열체를 가열하며, 복수의 유도가열코일(111,112,113)이 모두 동일한 인덕턴스를 갖는 복수의 유도가열코일(111,112,113)과,
    상기 복수의 유도가열코일(111,112,113)에 각각 일대일로 대응되어서 병렬 연결되고, 상기 일대일로 대응된 각각의 유도가열코일(111,112,113)과 공진작용을 하는 복수의 공진콘덴서(121,122,123)가 모두 동일한 정전용량을 갖는 공진콘덴서(121,122,123)와,
    상기 일대일로 대응되어서 병렬 연결된 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)에 각각 일대일로 연결되고, 일대일로 대응된 각 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)로의 전류공급을 단속하는 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)와,
    상기 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)에 각각 일대일로 대응되어서 연결되고, 온 타임 제어부(140)로부터 출력되는 온 타임 제어신호에 따라서 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동작(driving)하기 위한 트리거신호를 출력하는 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)와,
    마이컴(150)으로부터 입력되는 파워 컨트롤신호에 따라서 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동일한 온 타임으로 구동하기 위한 온 타임 제어신호를 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 동시에 출력하여서 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)를 동시에 동일한 온 타임으로 동작하도록 제어하는 온 타임 제어부(140)와,
    화력 조절부(172)의 화력 조절 입력에 따라서 상기 온 타임 제어부(140)로 파워 컨트롤신호를 출력하고, 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)에 일대일로 직접 연결되어 있는 복수의 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 동작을 개별적으로 동작 차단(Inhibit)시키기 위한 동작차단 제어신호를 동작 차단 대상인 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)의 스위칭 드라이버(131,132,133)로 출력하는 마이컴(150)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)는,
    콜렉터단자(C)가 상기 각각 일대일로 대응되어서 병렬 연결된 유도가열코일(111,112,113) 및 공진콘덴서(121,122,123)에 연결되고, 에미터단자(E)가 전원공급단의 제1 정류부(101)에 연결되며, 게이트단자(G)가 일대일로 대응된 스위칭 드라이버(131,132,133)에 연결되는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)인 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이컴(150)에는 상기 복수의 스위칭 드라이버(131,132,133)에 일대일로 연결되어 있는 복수의 차단 단자(INH1, INH2, INH3)가 구비되어 있고,
    상기 차단 단자(INH1, INH2, INH3)에서 동작차단 제어신호를 수신한 스위칭 드라이버(131,132,133)는 일대일로 연결되어 있는 스위칭소자(Q1,Q2,Q3)로의 트리거신호의 출력을 차단하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이컴(150)은,
    가장 내측에서 외측으로 순차적으로 유도가열코일(111,112,113)의 영역에 피가열체가 있는지 여부를 감지하고,
    피가열체가 감지된 유도가열코일(111,112,113)에 대해서만 동작이 되도록 제어하며,
    피가열체가 감지되지 않은 영역의 유도가열코일(111,112,113)에 대해서는 동작차단 제어신호를 출력하여서 동작이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1 정류부(101)와 유도가열코일(111,112,113) 사이에 연결되는 센싱저항(RS)과,
    상기 센싱저항(RS)의 후단에 병렬 연결되어서 상기 센싱저항(RS)에 전류가 흐르는 경우 이를 전압값으로 검출하는 입력전류 센싱부(161)가 더 포함되어서 구성되고,
    상기 마이컴(150)은, 복수의 유도가열코일(111,112,113) 중에서 가장 내측에 있는 유도가열코일(111)로부터 가장 외측에 있는 유도가열코일(113) 순으로 하나의 유도가열코일만이 순차적으로 동작하도록 순차적으로 동작차단 제어신호를 출력하고, 상기와 같이 동작차단 제어신호가 출력된 상태에서 상기 마이컴(150)은 피가열체 감지 컨트롤신호를 상기 온 타임 제어부(140)로 출력하며,
    상기 온 타임 제어부(140)는, 수신한 피가열체 감지 컨트롤신호를 기초로 온 타임 제어신호를 생성하여 스위칭 드라이버(131,132,133)로 출력하며,
    상기 마이컴(150)은 상기 입력전류 센싱부(161)에서 검출한 전압값을 읽어들이고, 검출한 전압값이 설정된 피가열체 감지 기준 전압값 이상이면 해당 유도가열코일(111,112,113)이 위치한 영역에는 피가열체가 있다고 판단하여 해당 유도가열코일(111,112,113)을 정상 동작시키는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 각각의 유도가열코일(111,112,113)에 일대일로 대응되어서 각각의 유도가열코일(111,112,113)의 동작 상태를 표시하는 코일 동작 표시부(181,182,183)가 더 포함되어서 구성되고,
    상기 코일 동작 표시부(181,182,183)는 유도가열코일(111,112,113)에 일대일로 대응되는 동심원 이미지로 표시되는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기의 유도가열 회로.
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