KR20230140983A - 전기레인지 및 이의 제어방법 - Google Patents

전기레인지 및 이의 제어방법 Download PDF

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KR20230140983A
KR20230140983A KR1020220039930A KR20220039930A KR20230140983A KR 20230140983 A KR20230140983 A KR 20230140983A KR 1020220039930 A KR1020220039930 A KR 1020220039930A KR 20220039930 A KR20220039930 A KR 20220039930A KR 20230140983 A KR20230140983 A KR 20230140983A
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이현관
이병호
강경수
함샘
이상리
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에스케이매직 주식회사
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Abstract

본 발명은, 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지에 있어서, 상기 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 전송하는 송신코일, 및 상기 송신코일에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 상기 피안착물에 상기 무선전력신호를 전송토록 한 다음, 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정을 수행하고, 상기 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드로 진입하고, 상기 피안착물이 가전제품이면 상기 무선전력전송모드로 진입하는 제어부를 포함하는 전기레인지를 제공한다.

Description

전기레인지 및 이의 제어방법 {ELECTRIC STOVE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은, 전기레인지 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 무선으로 전력을 전송할 수 있는 무선전력송신기능을 가진 전기레인지 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
전기레인지는 피가열물을 가열하기 위해 연료로서 가스가 아닌 전기를 사용하는 조리기구이다.
음식물을 데우거나 조리하기 위한 장치로 가스레인지가 많이 사용되고 있으나, 이러한 가스레인지는 가스누출로 인한 가스폭발의 위험성에 노출되어 있을 뿐만 아니라 피가열물에 대한 가열정도나 가열온도를 정확히 조절하기 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 가스레인지의 위와 같은 단점을 해소하기 위하여, 전기를 이용하여 가열수단(또는 발열체)에 의해 피가열물이 가열되도록 또는 조리되도록 하는 전기레인지가 사용되고 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 중 전기레인지는 전기를 이용하여 피가열물을 가열하는 기기를 통칭하는 것으로, 열원방식에 따라 전기히터 따위의 발열체를 이용한 하이라이트 방식이나 유도가열을 이용한 인덕션 방식 등으로 구분될 수 있으나, 본 발명의 전기레인지는 그 중 인덕션 방식의 전기레인지일 수 있다.
도 1은 전기레인지와, 전기레인지 상판 위에 안착되는 피안착물을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전기레인지(1)는 적어도 하나의 화구(21~23)를 포함할 수 있으며, 상판(10) 위에 안착되는 피안착물은 코일(31~33)을 가진 화구(21~23)를 통해 가열될 수 있다. 이때, 피안착물은 인덕션 방식으로 가열될 수 있는 피가열물(일 예로, 금속용기 등)일 수 있다.
한편, 전자기기에 전력을 공급하고자 하는 경우, 전선을 전자기기에 연결함으로써 외부의 상용전원을 전자기기에 공급하고 있다. 이렇게 유선방식으로 전력을 전자기기에 공급하는 경우, 전선의 정리에 어려움이 있고, 단선의 위험이 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 최근에는 무선방식으로 전력을 송수신하는 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
도 2는 무선전력송수신장치를 포함한 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 무선전력송신장치(100)와 무선전력수신장치(200)를 포함하는 무선전력송수신시스템에서, 무선전력송신장치(100)는 무선전력수신장치(200)에 전력을 무선으로 전송할 수 있다.
무선으로 전력을 전송하는 방식은 자기유도방식과 전자기파방식 등이 있으나, 주로 유도결합(inductive coupling)방식을 이용하고 있다.
유도결합방식에 의한 무선전력송신장치(100)는 단일 또는 멀티 코일을 이용하여 전력을 상대측인 무선전력수신장치(200)에 전송할 수 있다. 즉, 인접하게 배치된 한 쌍의 코일 중 1차코일에 교류전원이 인가되는 경우, 1차코일에 흐르는 교류전원에 의해 자기장이 변하고, 이로 인해 2차코일의 자속이 변하게 되어, 2차코일 측에 유도기전력이 발생함으로써, 무선으로 1차측에서 2차측으로 전력이 공급될 수 있다.
한편, 최근에는 안전성이나 사용편의성 등의 이유로, 다양한 소형가전(일 예로 믹서기, 주전자 등)에 무선으로 전력을 송신하는 코드리스 주방(cordless kitchen)에 대한 관심이 급증하고 있다.
이에 따라, 자기장을 발생시켜 전자 유도를 이용하는 전기레인지(1)를 활용하여, 전기레인지(1)의 상판(10), 구체적으로 코일(31~33) 위에 안착된 소형가전(2)에 전력을 전송하는 기술들이 제시되고 있다.
구체적으로, 모드에 따라 하나의 유도코일(가열코일 또는 워킹코일 등)을 이용하여 주파수를 변경함으로써, 전기레인지의 상판 위에 안착된 가열용기를 유도가열방식으로 가열하거나, 또는 상판 위에 안착된 소형가전에 무선으로 전력을 전송할 수 있다(특허문헌 1 참조).
다만, 무선으로 전력을 전송하는 송신코일과 무선으로 전력을 수신하는 수신코일 사이에 이물질이 존재하면, 전력 전송 효율이 현저하게 저하됨은 물론, 이물질의 발화 또는 발연의 위험이 있기 때문에, 무선전력전송장치는 송신코일의 전류와 전압이 변화하는 변화량을 근거로 이물질이 있는지 여부를 감지하고, 이물질이 없는 경우에 무선 전력을 전송하고 있다(특허문헌 2 참조).
한편, 최근에는 무선전력전송 대상의 종류가 다양해 짐에 따라 무선전력을 전송하였을 때, 무선전력전송 대상이 정상 작동이 가능한 상태의 경우에 한하여 무선 전력을 전송하는 것이 바람직하다.
무선전력전송 대상이 정상적으로 작동할 수 없음에도 전력이 지속적으로 전송되는 경우에는 에너지 손실이 발생할 수 있음은 물론, 화재의 위험성도 존재하여 이러한 문제를 해소할 수 있는 필요기술에 대한 요구가 대두되고 있는 실정에 있다.
KR 10-2016-0123672 A1 KR 10-2021-0109246 A1
본 발명은, 전기레인지의 상판에 안착된 피안착물의 종류를 자동으로 식별할 수 있는 전기레인지 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지에 있어서, 상기 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 전송하는 송신코일, 및 상기 송신코일에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 상기 피안착물에 상기 무선전력신호를 전송토록 한 다음, 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정을 수행하고, 상기 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드로 진입하고, 상기 피안착물이 가전제품이면 상기 무선전력전송모드로 진입하는 제어부를 포함하는 전기레인지를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 식별판단과정에서 상기 송신코일에 인가하는 상기 고정주파수는, 20kHz ~ 80kHz 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 부하판단과정에서 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지, 또는 가열형 가전제품인지, 또는 모터형 가전제품인지 식별할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 가열대기모드에서 금속용기를 가열하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는 상기 무선전력전송모드에 진입하기 이전에, 상기 피가열물의 종류를 판단하고, 상기 피가열물이 금속용기인 경우에는, 상기 무선전력전송모드로 진입하지 않을 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 부하판단과정 후, 상기 피안착물과 통신 연결하기 위한 무선통신모듈을 이용하여 상기 피안착물이 통신 가능한 것인지 판단하는 통신기능판단과정을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 가능한 가열형 가전제품이면, 상기 피안착물에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 불가능한 가열형 가전제품이면, 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 가능한 모터형 가전제품이면, 상기 피안착물에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 불가능한 모터형 가전제품이면, 상기 부하판단과정을 재수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 부하판단과정을 주기적으로 수행하여, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물을 금속용기로 재판단하면 상기 가열대기모드로 전환하고, 상기 전환된 가열대기모드에서는 금속용기를 바로 가열하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 인덕션방식으로 가열할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 부하판단과정을 주기적으로 수행하여, 상기 가열대기모드에서 상기 피안착물을 가전제품으로 재판단하면 상기 무선전력전송모드로 전환하고, 상기 전환된 무선전력전송모드에서 상기 가전제품을 바로 작동하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전력을 전송할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지의 제어방법에 있어서, 제어부는, 상기 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 전송하는 송신코일에, 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 상기 피안착물에 상기 무선전력신호를 전송하는 단계, 상기 제어부는, 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정을 수행하는 단계, 및 상기 제어부는, 상기 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드로 진입하고, 상기 피안착물이 가전제품이면 상기 무선전력전송모드로 진입하는 단계를 포함하는 전기레인지의 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 선택입력이 없더라도 전기레인지의 상판에 안착된 피안착물의 종류를 자동으로 식별할 수 있다.
도 1은 전기레인지와, 전기레인지 상판 위에 안착되는 피안착물을 나타낸 도면이다.
도 2는 무선전력송수신장치를 포함한 시스템의 구성도이다.
도 3은 무선전력송수신장치 간에 전력과 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 무선전력전송모드로 동작하기 위한 제어방법의 단계별 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물에 대한 정상동작판단과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물인 가전제품을 식별하는 구체적인 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물을 판별하는 구체적인 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물을 판별하고 작동시키는 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 전기레인지가 피안착물을 판별하고 작동시키는 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기레인지가 가열대기모드에 진입하였을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 가열대기모드에서 부하가 전환되었을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선전력전송모드에서 부하가 전환되었을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 무선전력송수신장치를 포함한 시스템의 구성도이고, 도 3은 무선전력송수신장치 간에 전력과 데이터를 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 무선방식으로 전력을 상대측으로 전송하는 무선전력송신장치(100)를 포함할 수 있고, 이에 따라 무선전력송신장치(100)를 포함한 전기레인지(1)는 무선전력송신장치(100)를 이용하여 전기레인지(1)의 상판(10)에 안착되는 피안착물에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
여기서, 전기레인지(1)의 상판(10)에 안착되는 피안착물은, 1차코일(112)에 의해 인덕션 방식으로 가열될 수 있는 금속용기와 같은 피가열물일 수 있고, 또 코일(112)에 의해 무선으로 전송된 전력에 의해 작동되는 믹서기, 주전자, 밥솥, 반죽기, 스마트팬 등과 같은 가전제품일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 1차코일(112)에 인가하는 주파수를 변경함으로써, 상판(10)에 위에 안착된 피안착물의 종류에 따라 피가열물을 유도가열방식으로 가열하거나, 가전제품에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
이렇게, 무선전력송신장치(100)는 피안착물을 가열하거나 피안착물에 무선으로 전력을 전송하기 위한 1차코일(112)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용하는 용어 중 1차코일은 전기레인지(1)측 또는 무선전력송신장치(100)측에 마련된 코일을 가리키며, 무선으로 상대측인 무선전력수신장치(200)에 전력을 전송할 수 있기 때문에 1차코일이라는 용어는 송신코일이라는 용어와 혼용하기로 한다.
한편, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착되는 피안착물이 가전제품인 경우, 피안착물인 가전제품은 작동을 위한 전력을 수신할 수 있도록 무선전력수신장치(200)를 포함할 수 있다.
무선전력수신장치(200)는 상대측으로부터 인가된 전력을 수신하고, 수신된 전력을 열선이나 모터 따위와 같은 부하(211)에 전달하는 무선전력수신장치(200)를 포함할 수 있다.
이렇게, 무선전력수신장치(200)는 1차코일(112)에 흐르는 교류전원에 의한 자기장의 변화에 따라 자기유도현상이 유도될 수 있도록 2차코일(212)을 포함할 수 있으며, 2차코일(212) 역시 전력을 수신할 수 있기 때문에 2차코일이라는 용어는 수신코일이라는 용어와 혼용하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(100)의 무선전력전송은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도방식에 따른 무선전력전송방식을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(100)와 무선전력수신장치(200)는 전력을 무선으로 송수신할 수 있는 장치이면, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송신장치(100)는 전자유도 가열방식을 통해 조리도구를 가열시키는 인덕션(induction) 방식의 전기레인지(1)에 포함될 수 있고, 무선전력수신장치(200)는 무선으로 전송된 전력을 이용하여 작동되는 각종 가전제품에 포함될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 일측의 무선전력송신장치(100)에서 타측의 무선전력수신장치(200)에 전력을 공급하기 위해, 무선전력송신장치(100)에 마련된 1차코일(112)과 무선전력수신장치(200)의 2차코일(212) 간의 상호작용을 매개로, 무선전력송신장치(100)의 전송전력생성부(111)에서 생성된 전력을 무선전력수신장치(200)로 무선 전송함으로써, 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 부하(211)에 전력을 공급할 수 있다.
이와 별도로, 도 3에 도시한 바와 같이, 무선전력송신장치(100)와 무선전력수신장치(200) 간에는 한 쌍의 무선통신모듈(122, 222)을 매개로 데이터를 상호 송수할 수 있다. 여기서, 도 3의 도면부호 121, 221 각각은 무선전력송신장치(100)(또는 전기레인지(1))와 무선전력수신장치(200)(또는 가전제품) 각각에 마련된 무선통신모듈(122, 222)을 구동시키기 위한 전원을 가리킬 수 있다.
이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력송수신장치는, 무선전력전송을 위한 한 쌍의 1차코일(112)과 2차코일(212)과, 무선통신을 위한 한 쌍의 무선통신모듈(122, 222)이 분리되여 별도로 마련될 수 있다.
무선전력전송을 위한 부분(100a, 200a)과 데이터전송을 위한 부분(100b, 200b)을 분리하여 구현하더라도, 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로, 또는 이와 반대로 무선전력수신장치(200)에서 무선전력송신장치(100)로 데이터를 전송할 때, 전력송수신과 데이터송수신 간의 간섭을 줄여 무선통신을 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하고, 이를 위해 무선전력을 전송하는 구간(Tpower)과 무선통신하는 구간(Tcomm)을 시간적으로 분할하여 서로 중첩되지 않도록 할 수 있다. 즉, 동시에 무선전력송수신과 데이터송수신이 이루어지지 않도록 함으로써, 서로 간의 간섭을 최소화하는 것이 바람직하다.
다만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로 무선전력전송을 할 때 소정의 제1 주파수를 가진 무선전력전송을 위한 신호에 소정의 제2 주파수를 가진 데이터전송을 위한 신호를 인가하도록 변조할 수 있고, 변조된 신호를 무선전력송신장치(100)로부터 수신한 무선전력수신장치(200)는 상기 변조된 신호를 복조하여 무선전력전송을 위한 신호와 데이터전송을 위한 신호로 분리한 다음, 부하(211)에 무선전력전송을 위한 신호가 인가되도록 하고, 가전제품의 제어부에 데이터전송을 위한 신호가 인가되도록 함으로써, 무선전력송수신과 데이터송수신을 동시에 함으로써, 어느 일측에서 타측을 제어하거나 모니터링할 때 실시간으로 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는, 전기레인지(1)의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로서, 전기레인지(1)의 각 구성요소와 연동하여 각종 응용 프로그램을 실행하고, 그와 관련된 동작을 수행하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 즉, 제어부는 전기레인지(1)의 구성요소들을 통해 입출력되는 신호 또는 데이터 등을 처리하거나, 저장부(미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 상판(10) 위에 안착된 피가열물을 가열할 수 있고, 또 무선전력송신장치(100)를 이용하여 상판(10) 위에 안착된 가전제품에 무선으로 전력을 전송하여 가전제품을 작동하거나, 또 무선통신모듈(122)을 이용하여 가전제품에 무선으로 데이터를 전송하여 가전제품의 작동을 제어할 수도 있다.
다만, 다양한 구현예에 따라 상기 제어부는 무선전력송신장치(100)에 마련되어, 무선전력송신장치(100)의 전반적인 동작을 제어하거나, 무선전력송신장치(100)의 각종 동작을 수행할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 무선전력전송모드로 동작하기 위한 제어방법의 단계별 흐름도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 무선전력송신장치(100)를 이용하여 상판(10) 위에 안착된 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드(S14)로 동작할 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따라, 제어부는, 사용자입력에 의해 무선전력전송모드가 선택되거나, 또는 저장부에 기 저장되어 순차로 수행되는 일련의 처리과정에 따라 무선전력전송모드로 진입(S11)할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 무선전력전송모드에 진입(S11)시, 바로 무선전력전송모드로 동작(S14)하여, 상판(10) 위에 안착된 피안착물에 무선으로 전력을 전송할 수 있지만, 바람직한 일 실시예에 따라 제어부는 사전적으로 송신코일(112) 위에 안착된 피안착물이 정상동작제품인지 확인 판단하는 정상동작판단과정(S12~S13)을 수행할 수 있다.
제어부는 무선전력전송모드에 진입시, 사전적으로 송신코일(112) 위에 안착된 피안착물에 기 설정된 출력의 무선전력신호를 기 설정된 시간만큼 전송함으로써, 피안착물의 사전동작 또는 시험동작을 시도(S12)할 수 있다.
이렇게, 제어부는 정상동작판단과정에서 피안착물에 무선전력신호를 전송하여 피안착물인 가전제품을 사전 동작시킴으로써, 피안착물인 가전제품이 정상동작가능한 제품인지, 다시말해 피안착물의 정상동작 가능성을 판단(S13)할 수 있다.
제어부가 피안착물에 대한 정상동작판단과정을 수행하여 피안착물이 정상동작 가능하다고 판단되면 무선전력전송모드로 동작(S14)하여, 무선전력송신장치(100)를 통해 피안착물인 가전제품에 무선으로 전력을 전송할 수 있고, 만약 이와 달리 피안착물이 정상동작 가능하다고 판단되지 않으면 무선전력전송모드로 동작하지 않고 비정상적인 피안착물임을 외부로 알리기 위한 알람을 출력(S15)할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 송신코일(112) 위에 이물질이 있는지 판단하는 과정과는 별도로, 무선전력전송 대상의 동작 여부를 판단하고, 동작가능제품인 경우에 한하여 무선전력을 전송함으로써, 불필요한 에너지 손실이나 화재 위험성을 미연에 방지할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 피안착물인 가전제품이 정상동작 가능한지 여부를 판단하기 위해, 전기레인지(1)는 피안착물과 데이터를 송수신하기 위한 무선통신모듈(122)을 포함할 수 있고, 이에 상응하여 피안착물인 가전제품은 전기레인지(1)와 데이터를 송수신하기 위한 무선통신모듈(222)을 포함할 수 있다.
제어부는 무선통신모듈(122)을 이용하여 피안착물, 구체적으로 피안착물의 무선통신모듈(222)과 통신 가능하도록 연결될 수 있고, 제어부는 피안착물로부터 수신한 데이터를 근거로 상기 피안착물이 정상동작 가능한지 판단할 수 있다.
이를 위해, 피안착물인 가전제품은, 무선전력송신장치(100)로부터 전력을 무선으로 수신하고 무선으로 전송된 전력에 의해 부하(211)(일 예로, 열선 따위의 가열수단이나 모터 따위의 구동수단 등)가 정상적으로 작동하는 경우, 피안착물인 가전제품은 무선통신모듈(222)을 이용하여 정상동작응답을 전기레인지(1)의 무선통신모듈(122)에 송신할 수 있다.
구체적인 일 예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 전기레인지(1)의 제어부는 피안착물인 가전제품에 무선으로 전력을 전송하여 피안착물인 가전제품을 사전동작 또는 시험동작케한 다음, 제어부는 피안착물에 정상동작 여부에 대한 확인을 위해 피안착물의 정상동작쿼리(query)를 작성하여 무선통신모듈(122)을 통해 피안착물에 송신할 수 있다(S131).
또 다른 예로서, 전기레인지(1)의 제어부는 피안착물인 가전제품을 사전동작 또는 시험동작케하고 피안착물인 가전제품의 정상동작 여부를 확인하기 위해, 무선으로 송신되는 전력신호와 데이터신호가 함께 변조된 신호를 전송할 수도 있음은 물론이다.
이후, 제어부는 타이머를 이용하여 피안착물인 가전제품으로부터의 응답시간을 카운트하기 위해 카운트시작(S132)할 수 있고, 만약, 이때 기 설정된 응답시간을 초과하지 않고 타임아웃(time-out) 전에 피안착물로부터 가전제품의 정상동작응답을 수신하면, 무선전력전송모드로 동작(S14)하여 피안착물에 무선으로 전력을 지속 전송할 수 있다.
이와 달리, 제어부는 피안착물의 정상동작쿼리를 작성하여 송신(S131)하였으나, 피안착물로부터 기 설정된 응답시간 내, 가전제품의 정상동작응답을 수신하지 못하고 응답시간이 타임아웃된 경우, 피안착물이 정상동작 가능하다고 판단되지 않아, 제어부는 무선전력전송모드로 동작하지 않고 비정상적인 피안착물임을 외부로 알리기 위한 알람을 출력(S15)할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 피안착물인 가전제품의 무선통신모듈(222)은 전기레인지(1)의 무선전력송신장치(100)로부터 전력이 최초 수신되거나, 또는 피안착물인 가전제품의 무선통신모듈(222)에 전원이 최초 인가되는 경우 전기레인지(1) 측의 정상동작응답에 대한 요청과 무관하게 피안착물인 가전제품의 정상동작 여부에 대한 응답을 자동으로 전기레인지(1)의 무선통신모듈(122)에 전송하여, 전기레인지(1)의 제어부가 피안착물이 정상동작제품인지 판단케 할 수 있다.
즉, 전기레인지(1)의 제어부는 사전동작 또는 시험동작을 위해 무선전력송신장치(100)를 통해 피안착물에 무선으로 전력을 전송한 다음, 소정의 응답시간에 대하여 카운트시작할 수 있고, 만약, 기 설정된 응답시간을 초과하지 않고 그 응답시간 내 피안착물인 가전제품으로부터 피안착물의 정상동작응답을 수신하면, 무선전력전송모드로 동작(S14)하여 피안착물에 무선으로 전력을 전송할 수 있다.
이와 다르게, 제어부는 사전동작 또는 시험동작을 위해 무선전력송신장치(100)를 통해 피안착물에 무선으로 전력을 전송하였으나, 피안착물로부터 기 설정된 응답시간 내 피안착물인 가전제품으로부터 정상동작응답을 수신하지 못하고 상기 응답시간이 타임아웃된 경우, 피안착물이 정상동작 가능하다고 판단하지 않고, 이에 따라 제어부는 무선전력전송모드로 동작하지 않고 비정상적인 피안착물임을 외부로 알리기 위한 알람을 출력(S15)할 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물인 가전제품을 식별하는 구체적인 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 상판(10) 위에 안착된 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드로 동작(S242, S243, S252)하기 전에, 부하판단모드에 진입(S21)하여 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
무선전력전송모드에서 무선으로 전력을 수신하는 피안착물은 믹서기, 주전자, 밥솥, 반죽기, 스마트팬 등과 같은 가전제품일 수 있다.
이에 따라 전기레인지(1)의 제어부는 무선전력전송모드에 진입(S11)한 이후, 피안착물이 정상동작 제품이어서 무선전력전송 모드로 동작(S14)하기 이전에, 부하판단모드에 진입(S21)하여, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
부하판단모드로 동작하는 제어부는, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 식별할 수 있으며, 피안착물의 종류를 식별하기 위해, 구체적으로 제어부는 송신코일(112)에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가한 다음, 이후 송신코일(112) 측에서 측정된 전원성분을 이용하여 피안착물이 전기로 작동하는 가전제품 중 가열형 가전제품인지(S24), 또는 모터형 가전제품인지(S25) 가전제품의 종류를 식별할 수 있다.
제어부는 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 판단하기 위해, 피안착물과 통신을 수행하거나 피안착물에 대한 영상을 이용하는 등 공지된 다양한 방법에 의할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제어부는, 도 7에 도시한 바와 같이, 송신코일(112)에 고정주파수, 구체적으로 20kHz ~ 80kHz 범위 내, 바람직하게는 45kHz ~ 55kHz 범위 내의 주파수를 가진 신호를 기 설정된 시간만큼 인가(S211)하여 송신코일(112)을 통해 무선전력수신장치(200)에 무선전력신호를 전송한 다음, 송신코일(112) 측(일 예로, 도 3에 도시한 A-A')을 바라본 전원성분, 일 예로, 전류 또는 전압의 크기나 위상, 또는 무효전력 등을 이용하여 피안착물이 가열형 가전제품인지(S24), 또는 모터형 가전제품인지(S25) 가전제품의 종류를 식별 판단(S212)할 수 있다.
제어부는 송신코일(112)에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하고, 수신코일(212)과의 상호작용으로 인하여 유발된 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분, 일 예로, 전류 또는 전압의 크기나 위상, 또는 무효전력 등을 근거로 피안착물의 종류를 식별할 수 있다. 구체적으로 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분이 기 설정된 제1 내지 제2 범위 중 어느 범위에 속하는지 분류하여, 그 분류범위에 따라 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
피안착물의 종류에 따라 서로 다른 부하 특성을 갖기 때문에, 제어부는 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분으로 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
즉, 피안착물이 가열형 가전제품이면 부하특성이 R-L1(저항-인덕터)부하와 유사하며, 피안착물이 모터형 가전제품이면 부하특성이 R-L2(저항-인덕터)부하와 유사하되, 모터형 가전제품의 인덕턴스 성분은 가열형 가전제품의 인덕턴스 성분보다 커, 피안착물의 종류에 따라 서로 다른 부하특성을 가질 수 있다. 각 부하의 역률 특성을 비교하면, 가열형 가전제품 > 모터형 가전제품 순으로 역률의 크기가 크다.
이에 따라, 제어부는 부하판단모드에서 피안착물의 종류를 식별한 다음, 제어부는 가전제품과 통신 가능한지, 즉 피안착물이 통신기능을 갖고 있는지 판단(S241, S251)할 수 있다.
전기레인지(1)의 제어부가 피안착물인 가전제품과 통신 가능한지 판단하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 전기레인지(1)의 무선통신모듈(112)을 이용하여 가전제품(또는 가전제품의 무선통신모듈(222))과 통신을 시도할 수 있다. 즉, 전기레인지(1)의 제어부는, 가전제품과의 통신이 성립되는지 여부에 따라, 피안착물인 가전제품이 통신 가능한지 여부를 판단(S241, S251)할 수 있다.
만약, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 전기레인지(1)의 제어부와 통신 가능하도록 연결된 경우, 전기레인지(1)의 전자패널에 의해 입력된 사용자입력에 따라 제어부는 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로 무선 전송되는 전력을 조절하거나, 또한 상기 사용자입력에 따른 제어명령을 무선통신모듈(122)을 통해 가전제품의 무선통신모듈(222)에 전달할 수 있고, 이에 따라, 피안착물인 가전제품은 그 작동을 시작/정지하거나, 또는 출력을 조절할 수 있다(S242, S252).
다만, 본 발명의 일 실시예에 따라 피안착물인 가전제품이 전기레인지(1)와 통신 가능한 경우, 전기레인지(1)의 전자패널을 통한 사용자입력보다 이에 우선하여 가전제품에 입력된 사용자입력에 의해 가전제품의 작동 시작/정지나 그 출력이 조절될 수 있도록 하는 것이 사용자 편의성이나 오입력 방지 측면에서 바람직하다(S242, S252).
이와 달리, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 가전제품임에도 통신 기능을 갖지 않아, 가전제품이 전기레인지(1)의 제어부와 통신 가능하도록 연결되지 않은 경우, 전기레인지(1)의 전자패널에 의해 입력된 사용자입력에 따라 제어부는 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로 무선 전송되는 전력을 조절할 수 있다(S243).
한편, 제어부는 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물, 즉 부하가 가열형 가전제품도 아니고, 모터형 가전제품도 아니라고 판단하였을 때, 도 6에 도시한 바와 같이, 피안착물의 식별 오류가 있음을 판단하고, 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다.
또한, 제어부는 부하가 모터형 가전제품이라고 판단하였으나, 가전제품에 통신이 없는 경우에도, 피안착물의 식별 오류가 있거나 피안착물에 고장이 있음을 판단하고, 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다. 통상 모터형 가전제품의 경우에는 출력, 즉 모터의 회전을 조절하기 위한 제어입력이 필수적이어서, 모터형 가전제품이 전기레인지(1)의 전자패널을 통해 사용자입력을 수신할 수 없는 경우, 전기레인지(1)의 제어부는 피안착물인 가전제품에 대한 문제가 있음을 판단하여, 피안착물을 다시 식별하기 위해 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기레인지가 피안착물을 판별하고 작동시키는 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 무선전력전송모드로 동작(S232, S233)하기 전에, 부하판단모드에 진입(S21)하여 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착되는 피안착물은 믹서기, 주전자 등과 같은 가전제품일 수 있지만, 금속용기 따위와 같은 피가열물일 수도 있다.
이에 따라 전기레인지(1)의 제어부는 무선전력전송모드에 진입(S11)하기 이전에, 상판(10) 위에 안착된 피가열물의 종류를 판단하고, 피가열물이 금속용기 따위와 같은 피가열물일 경우에는, 무선전력전송모드로 진입하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 무선전력전송모드에 진입(S11)하기 이전에 부하판단모드에 진입(S21)하여 동작할 수 있다.
전술한 바와 같이, 부하판단모드로 동작하는 제어부는, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 식별할 수 있으며, 피안착물의 종류를 식별하기 위해, 구체적으로 제어부는 송신코일(112)에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가한 다음, 이후 송신코일(112) 측에서 측정된 전원성분을 이용하여 피안착물이 전기로 작동하는 가전제품인지, 또는 유도가열방식으로 가열되는 피가열물(또는 금속용기)인지 그 종류를 식별할 수 있다.
제어부는 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 판단하기 위해, 피안착물과 통신을 수행하거나 피안착물에 대한 영상을 이용하는 등 공지된 다양한 방법에 의할 수 있으나, 동일하게, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제어부는, 도 7에 도시한 바와 같이, 송신코일(112)에 고정주파수, 구체적으로 20kHz ~ 80kHz 범위 내, 바람직하게는 45kHz ~ 55kHz 범위 내의 주파수를 가진 신호를 기 설정된 시간만큼 인가(S211)하여 송신코일(112)을 통해 무선전력수신장치(200)에 무선전력신호를 전송한 다음, 송신코일(112) 측(일 예로, 도 3에 도시한 A-A')을 바라본 전원성분, 일 예로, 전류 또는 전압의 크기나 위상, 또는 무효전력 등을 이용하여 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 부하를 식별 판단(S212)할 수 있고, 더 나아가 이를 이용하여 가전제품이 더 상세하게 가열형 가전제품(일 예로 주전자 등)인지 또는 모터형 가전제품(일 예로 믹서기 등)인지를 식별 판단(S212)할 수 있다.
제어부는 송신코일(112)에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하고, 수신코일(212)과의 상호작용으로 인하여 유발된 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분, 일 예로, 전류 또는 전압의 크기나 위상, 또는 무효전력 등을 근거로 피안착물의 종류를 식별할 수 있다. 구체적으로 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분이 기 설정된 제1 내지 제3 범위 중 어느 범위에 속하는지 분류하여, 그 분류범위에 따라 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
피안착물의 종류에 따라 서로 다른 부하 특성을 갖기 때문에, 제어부는 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분으로 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
즉, 피안착물이 금속 용기이면 부하특성이 R(저항)부하와 유사하고, 피안착물이 가열형 가전제품이면 부하특성이 R-L1(저항-인덕터)부하와 유사하며, 피안착물이 모터형 가전제품이면 부하특성이 R-L2(저항-인덕터)부하와 유사하되, 모터형 가전제품의 인덕턴스 성분은 가열형 가전제품의 인덕턴스 성분보다 커, 피안착물의 종류에 따라 서로 다른 부하특성을 가질 수 있다. 각 부하의 역률 특성을 비교하면, 금속 용기 > 가열형 가전제품 > 모터형 가전제품 순으로 역률의 크기가 크다.
이에 따라, 제어부는 부하판단모드에서 피안착물의 종류를 식별할 수 있고, 만약, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물(또는 전기레인지(1) 측을 기준으로 한 부하를 가리킬 수 있다)이 금속용기이면(S22), 제어부는 금속용기를 사용자입력에 따라 가열할 수 있고, 이와 달리 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 가전제품이면(S23), 제어부는 가전제품에 전송되는 무선 전력을 사용자입력에 따라 달리 출력할 수 있다(S232, S233).
한편, 제어부가 부하판단모드에서 상판(10) 위에 안착된 피안착물을 금속용기라고 판단(S22)한 경우, 제어부는 바로 금속용기에 대하여 인덕션 방식으로 가열을 하지 않고, 가열대기모드에 진입(S221)할 수 있다.
제어부가 피안착물을 금속용기로 식별하였을 때, 제어부는 금속용기를 바로 가열할 수 있으나, 제어부는 사용자의 의사에 기하여 피안착물을 가열할 수 있도록 가열대기모드에서 사용자입력을 받기 위해 대기할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 전기레인지가 가열대기모드에 진입하였을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 가열대기모드에 진입하여 동작하는 제어부는 전자패널 등을 통한 사용자입력을 대기할 수 있다(S221).
본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지(1)는 사용자로부터 각종 입력을 받거나 각종 정보를 출력하기 위한 전자패널을 포함할 수 있으며, 사용자는 전자패널을 이용하여 화구(21~23)를 선택하거나, 상판(10) 위에 안착된 피안착물에 대한 가열의 시작/정지를 하거나, 또는 가열정도(또는 가열수준)을 조절하거나, 가전제품인 피안착물의 작동을 시작/정지하거나, 또는 가전제품의 출력을 조절하는 등 가전제품에 대한 제어명령을 입력받을 수도 있다. 이때, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 상기 전자패널은 전기레인지(1)의 상판(10)에 마련될 수 있다.
이렇게, 가열대기모드(S221)에서 사용자의 가열입력이 있으면(S222), 제어부는 사용자입력에 따라 인덕션 방식으로 피안착물인 피가열물을 가열할 수 있고, 또 가열정도(또는 출력수준)에 대한 사용자입력이 있으면, 입력된 가열정도에 따라 피안착물인 피가열물을 가열할 수 있다(S223).
이때, 제어부는 가열대기모드로 진입하여 동작할 때, 타이머(미도시)를 이용하여 사용자의 응답시간에 대한 카운트를 시작(S2211)할 수 있다.
제어부는 기 설정된 응답시간 동안 가열대기모드에서 사용자입력을 대기할 수 있고, 만약 상기 응답시간 내 사용자입력이 있으면, 제어부는 사용자입력에 따라 인덕션 방식으로 피안착물인 피가열물을 가열(S223)할 수 있지만, 이와 달리 응답시간 내 사용자입력이 없으면, 즉 기 설정된 응답시간을 초과하여 타임아웃된 경우, 다시 부하판단모드로 회귀 동작(S21)하여 다시 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
한편, 다시 돌아와, 도 8에 도시한 바와 같이, 제어부는 부하판단모드에서 식별된 피안착물의 종류를 판단할 수 있고, 이때 피안착물이 금속용기가 아닌 가전제품인지 판단(S23)할 수 있다.
본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 피안착물이 금속용기인지 먼저 판단(S22)하고, 피안착물이 금속용기가 아니면 가전제품인지 판단(S23)할 수 있다. 즉, 제어부는 피안착물의 종류를 식별하기 위해, 피안착물이 금속용기인지, 또는 가전제품인지 여부에 대한 판단은 순차로 할 수 있다.
만약, 전기레인지(1)측의 부하가 금속용기도 아니고 가전제품도 아니라면, 기 설정된 횟수만큼 피안착물의 종류를 반복 재식별하여 판단(S21)할 수 있고, 제어부가 기 설정된 횟수만큼 부하인 피안착물의 종류를 재식별하였음에도 피안착물이 금속용기도 아니고 가전제품도 아닌 경우에는 피안착물의 식별 오류가 있음을 알리는 알람을 출력할 수 있다.
이와 달리, 제어부가 부하인 피안착물이 가전제품인 것으로 판단한 경우, 피안착물인 가전제품이 통신 가능한지, 즉 피안착물이 통신기능을 갖고 있는지 더 판단(S231)할 수 있다.
전기레인지(1)의 제어부가 피안착물인 가전제품과 통신 가능한지 판단하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 전기레인지(1)의 무선통신모듈(112)을 이용하여 가전제품(또는 가전제품의 무선통신모듈(222))과 통신을 시도할 수 있다. 즉, 전기레인지(1)의 제어부는, 가전제품과의 통신이 성립되는지 여부에 따라, 피안착물인 가전제품이 통신 가능한지 여부를 판단(S231)할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 가전제품인 것으로 판단한 경우, 무선전력전송모드에 진입하거나, 또는 사용자입력에 따라 무선전력전송모드를 선택할 수 있도록 무선전력전송모드에 대한 선택입력을 활성화한 다음 사용자입력에 따라 제어부는 무선전력전송모드에 진입할 수 있다.
그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 무선전력전송모드에 진입(S11)한 제어부는 이전 부하판단과정에서 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 가전제품이라고 식별 판단하였기 때문에, 해당 가전제품에 대하여 사전동작을 시도(S12)할 수 있다.
만약 이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가, 피안착물인 가전제품에 대하여 사전동작을 시도하여, 피안착물인 가전제품이 정상동작제품인지 여부를 판단(S13)할 수 있고, 피안착물인 가전제품이 정상동작제품이라고 판단되면, 제어부는 따로 피안착물이 통신 가능한지 판단하는 과정(S231)을 수행하지 않고 피안착물인 가전제품이 통신 가능한 것으로 판단할 수 있다(S231).
물론, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가, 피안착물인 가전제품에 대하여 사전동작을 시도하여, 피안착물인 가전제품이 정상동작제품인지 여부를 판단(S13)하였으나, 피안착물인 가전제품이 정상동작제품이 아니라고 판단되면, 피안착물인 가전제품이 통신 가능한지 판단하는 과정(S231)을 생략하고 알람을 출력(S15)할 수 있다.
이렇게, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 전기레인지(1)의 제어부와 통신 가능하도록 연결된 경우, 전기레인지(1)의 전자패널에 의해 입력된 사용자입력에 따라 제어부는 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로 무선 전송되는 전력을 조절하거나, 또한 상기 사용자입력에 따른 제어명령을 무선통신모듈(122)을 통해 가전제품의 무선통신모듈(222)에 전달할 수 있고, 이에 따라, 피안착물인 가전제품은 그 작동을 시작/정지하거나, 또는 출력을 조절할 수 있다(S232).
다만, 본 발명의 일 실시예에 따라 피안착물인 가전제품이 전기레인지(1)와 통신 가능한 경우, 전기레인지(1)의 전자패널을 통한 사용자입력보다 이에 우선하여 가전제품에 입력된 사용자입력에 의해 가전제품의 작동 시작/정지나 그 출력이 조절될 수 있도록 하는 것이 사용자 편의성이나 오입력 방지 측면에서 바람직하다(S232).
이와 달리, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물이 가전제품임에도 통신 기능을 갖지 않아, 가전제품이 전기레인지(1)의 제어부와 통신 가능하도록 연결되지 않은 경우, 전기레인지(1)의 전자패널에 의해 입력된 사용자입력에 따라 제어부는 무선전력송신장치(100)에서 무선전력수신장치(200)로 무선 전송되는 전력을 조절할 수 있다(S233).
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 부하판단모드에 진입(S21)하여 동작하는 경우, 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물을 식별할 수 있고, 피안착물이 금속용기임을 판단하였을 때 가열대기모드(S221)에 진입할 수 있다.
마찬가지로, 제어부가 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물을 식별할 수 있고, 피안착물이 가전제품임을 판단(S23)하였을 때, 전기레인지(1) 및/또는 가전제품의 사용자입력에 따라 가전제품의 동작은 제어될 수 있으나, 사용자입력을 수신하기 위한 입력대기모드에 진입하여 동작할 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 사용자입력을 수신하기 위한 입력대기모드의 진입은 피안착물이 가전제품임을 판단한 다음일 수 있으며, 구체적으로 피안착물인 가전제품이 통신이 있는지 판단하기 이전일 수 있다.
이에 따라 제어부는 입력대기모드에서 응답시간 내 사용자입력이 있으면, 사용자입력에 따라 가전제품의 동작은 제어될 수 있지만, 이와 달리 상기 응답시간 내 사용자입력이 없이 타임아웃된 경우, 다시 부하판단모드로 회귀 동작(S21)하여 다시 피안착물의 종류를 식별할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 전기레인지가 피안착물을 판별하고 작동시키는 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 제어부는 전기레인지(1)의 상판(10) 위에 안착된 피안착물의 종류를 식별할 수 있고(S21), 이후 피안착물인 부하가 금속용기인지(S22), 가열형가전제품인지(S24), 모터형가전제품인지(S25) 판단할 수 있다.
도 9에 도시한 각 단계는 이에 대응하는 도 6 및 도 8에 도시한 각 단계에 대한 설명과 중복되므로 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 제어부는 송신코일(112)에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하고, 송신코일(112)에 대해 측정된 전원성분을 근거로 피안착물이 금속용기인지, 가열형 가전제품인지, 또는 모터형 가전제품인지를 판단할 수 있다.
본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 순차적으로 피안착물인 부하가 금속용기인지 판단(S22)하고, 그렇지 않으면 부하가 가열형 가전제품인지 판단(S24)하며, 그렇지 않으면 부하가 모터형 가전제품인지 판단(S25)할 수 있다. 즉, 제어부는 피안착물의 종류를 식별하기 위해, 피안착물이 금속용기인지, 또는 가열형 가전제품인지, 또는 모터형 가전제품인지 여부에 대한 판단을 순차로 할 수 있다.
여기서, 제어부는 부하가 모터형 가전제품이 아니라고 판단(S25)하였을 때에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 피안착물의 식별 오류가 있음을 판단하고, 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다.
또한, 제어부는 부하가 모터형 가전제품이라고 판단하였으나, 가전제품에 통신이 없는 경우에도, 피안착물의 식별 오류가 있거나 피안착물에 고장이 있음을 판단하고, 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다. 통상 모터형 가전제품의 경우에는 출력, 즉 모터의 회전을 조절하기 위한 제어입력이 필수적이어서, 모터형 가전제품이 전기레인지(1)의 전자패널을 통해 사용자입력을 수신할 수 없는 경우, 전기레인지(1)의 제어부는 피안착물인 가전제품에 대한 문제가 있음을 판단하여, 피안착물을 다시 식별하기 위해 부하판단모드(S21)로 회귀할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 부하판단과정을 주기적으로 반복하여 수행할 수 있고, 이에 따라 부하인 피안착물이 다른 종류로 전환되었을 때 이를 식별할 수 있는 것이 바람직하다.
다만, 바람직한 일 실시예에 따른 제어부는, 전기레인지(1)가 금속용기 부하를 가열하고 있을 때나, 전기레인지(10)가 가전제품에 대하여 무선전력을 송신하고 있을 때에는, 부하판단과정을 반복하지 않는 것이 좋다. 즉, 전기레인지(1)가 금속용기 부하를 가열하고 있을 때나, 전기레인지(10)가 가전제품에 대하여 무선전력을 송신하고 있을 때, 부하인 피안착물이 제거되면 해당 동작을 정지하는 것이 바람직하기 때문이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 가열대기모드에서 부하가 전환되었을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선전력전송모드에서 부하가 전환되었을 때의 동작 과정에 대한 단계별 흐름도이다.
먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 부하판단모드에서 피안착물의 종류를 식별하고, 부하가 금속용기인 것으로 판단하였을 때, 전술한 바와 같이 사용자입력을 대기하기 위해 가열대기모드에 진입(S221)할 수 있다.
가열대기모드에 있을 때, 제어부는 부하판단과정을 반복할 수 있도록 부하판단모드에 진입(S21)하여 동작할 수 있으며, 이때, 부하가 여전히 금속용기이면 가열대기모드(S221)를 유지할 수 있지만, 이와 달리 부하가 전환되어 가전제품, 즉 가열형 가전제품이나 모터형 가전제품인 경우에는 무선전력전송모드로 진입하고, 사용자입력을 대기(S234)할 수 있다.
이후, 제어부는 부하인 가전제품에 통신이 있는지 판단(S231)하고, 그 판단 결과에 따라 사용자입력에 따라 출력을 조절할 수 있다(S232, 233).
마찬가지로, 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 무선전력전송모드에서 사용자입력을 대기(S234)할 수 있다.
무선전력전송모드에서 입력대기모드에 있을 때, 제어부는 부하판단과정을 반복할 수 있도록 부하판단모드에 진입(S21)하여 동작할 수 있으며, 이때, 부하가 여전히 동일하게 가전제품이면 무선전력전송모드의 입력대기모드(S234)를 유지할 수 있지만, 이와 달리 부하가 전환되어, 금속용기인 경우에는 가열대기모드(S221)로 진입하고, 사용자입력을 대기할 수 있다(S222).
이후, 제어부는 가열대기모드(S221)에서 사용자입력이 있으면, 사용자입력에 따라 금속용기를 인덕션 방식으로 가열할 수 있다(S223).
제어방법
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지의 제어방법은, 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지의 제어방법으로서, 제어부는 피안착물의 무선전력수신장치(200)에 무선전력신호를 전송하는 송신코일(112)에, 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 피안착물에 무선전력신호를 전송하는 단계와, 제어부는 송신코일(112) 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정(S22~S23)을 수행하는 단계와, 제어부는 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드(S21)로 진입하고, 피안착물이 가전제품이면 무선전력전송모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.
이에 따라, 사용자의 선택입력이 없더라도 전기레인지의 상판에 안착된 피안착물의 종류를 자동으로 식별할 수 있다
다만, 전술한 각 단계들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 전기레인지의 제어방법이 구현될 수 있음은 물론이다.
상기 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 전기레인지의 제어방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 전기레인지 2: 소형가전
10: 상판 21~23: 화구
31~33: 코일 100: 무선전력송신장치
200: 무선전력수신장치 112: 1차코일, 송신코일
212: 2차코일, 수신코일 122, 222: 무선통신모듈

Claims (13)

  1. 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지에 있어서,
    상기 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 전송하는 송신코일; 및
    상기 송신코일에 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 상기 피안착물에 상기 무선전력신호를 전송토록 한 다음, 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정을 수행하고, 상기 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드로 진입하고, 상기 피안착물이 가전제품이면 상기 무선전력전송모드로 진입하는 제어부;
    를 포함하는 전기레인지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별판단과정에서 상기 송신코일에 인가하는 상기 고정주파수는, 20kHz ~ 80kHz 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하판단과정에서 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지, 또는 가열형 가전제품인지, 또는 모터형 가전제품인지 식별하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가열대기모드에서 금속용기를 가열하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 무선전력전송모드에 진입하기 이전에, 상기 피가열물의 종류를 판단하고, 상기 피가열물이 금속용기인 경우에는, 상기 무선전력전송모드로 진입하지 않는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하판단과정 후, 상기 피안착물과 통신 연결하기 위한 무선통신모듈을 이용하여 상기 피안착물이 통신 가능한 것인지 판단하는 통신기능판단과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 가능한 가열형 가전제품이면, 상기 피안착물에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 불가능한 가열형 가전제품이면, 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 가능한 모터형 가전제품이면, 상기 피안착물에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전송되는 전력의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물이 통신 불가능한 모터형 가전제품이면, 상기 부하판단과정을 재수행하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하판단과정을 주기적으로 수행하여, 상기 무선전력전송모드에서 상기 피안착물을 금속용기로 재판단하면 상기 가열대기모드로 전환하고,
    상기 전환된 가열대기모드에서는 금속용기를 바로 가열하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 인덕션방식으로 가열하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 부하판단과정을 주기적으로 수행하여, 상기 가열대기모드에서 상기 피안착물을 가전제품으로 재판단하면 상기 무선전력전송모드로 전환하고,
    상기 전환된 무선전력전송모드에서 상기 가전제품을 바로 작동하지 않고, 이후 상기 전기레인지에 입력된 사용자입력에 따라 상기 송신코일을 통해 전력을 전송하는 것을 특징으로 하는 전기레인지.
  13. 상판 위에 안착된 피안착물을 인덕션방식으로 가열하거나, 상기 피안착물에 무선으로 전력을 전송하는 무선전력전송모드를 가진 전기레인지의 제어방법에 있어서,
    제어부는, 상기 피안착물의 무선전력수신장치에 무선전력신호를 전송하는 송신코일에, 기 설정된 고정주파수를 기 설정된 시간만큼 인가하여 상기 피안착물에 상기 무선전력신호를 전송하는 단계;
    상기 제어부는, 상기 송신코일 측에서 측정된 전원의 성분을 이용하여 상기 피안착물이 금속용기인지 또는 가전제품인지 식별하는 부하판단과정을 수행하는 단계; 및
    상기 제어부는, 상기 피안착물이 금속용기이면 가열대기모드로 진입하고, 상기 피안착물이 가전제품이면 상기 무선전력전송모드로 진입하는 단계;
    를 포함하는 전기레인지의 제어방법.
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