KR20230171105A

KR20230171105A - Induction heating type cooktop

Info

Publication number: KR20230171105A
Application number: KR1020220071232A
Authority: KR
Inventors: 전선호; 손승호; 곽영환; 조주형; 지종성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-12-20

Abstract

본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑은 피가열 물체가 놓이는 상판부, 상판부에 설치되는 중간 가열체, 피가열 물체 또는 중간 가열체를 통과하는 자기장을 발생시키는 워킹 코일, 워킹 코일과 연결되는 공진 커패시터, 워킹 코일에 전류를 인가하는 인버터, 및 공진 주파수를 변경하기 위한 공진점 절환 회로를 포함할 수 있다.An induction heating type cooktop according to an embodiment of the present disclosure includes a top plate on which an object to be heated is placed, an intermediate heating element installed on the upper plate, a working coil that generates a magnetic field passing through the object to be heated or the intermediate heating element, and a working coil connected to the working coil. It may include a resonance capacitor, an inverter for applying current to the working coil, and a resonance point switching circuit for changing the resonance frequency.

Description

Induction heating type cooktop {INDUCTION HEATING TYPE COOKTOP}

본 개시는 유도 가열 방식의 쿡탑에 관한 것이다.This disclosure relates to an induction heating type cooktop.

가정이나 식당에서 음식을 가열하기 위한 다양한 방식의 조리 기구들이 사용되고 있다. 종래에는 가스를 연료로 하는 가스 레인지가 널리 보급되어 사용되어 왔으나, 최근에는 가스를 이용하지 않고 전기를 이용하여 피가열 물체, 예컨대 냄비와 같은 조리 용기를 가열하는 장치들의 보급이 이루어지고 있다.Various types of cooking appliances are used to heat food at home or in restaurants. In the past, gas ranges fueled by gas have been widely used, but recently, devices that heat objects to be heated, such as cooking vessels such as pots, using electricity rather than gas have become popular.

전기를 이용하여 피가열 물체를 가열하는 방식은 크게 저항 가열 방식과 유도 가열 방식으로 나누어진다. 전기 저항 방식은 금속 저항선 또는 탄화규소와 같은 비금속 발열체에 전류를 흘릴 때 생기는 열을 방사 또는 전도를 통해 피가열 물체(예를 들어, 조리 용기)에 전달함으로써 피가열 물체를 가열하는 방식이다. 그리고 유도 가열 방식은 소정 크기의 고주파 전력을 코일에 인가할 때 코일 주변에 발생하는 자계를 이용하여 금속 성분으로 이루어진 피가열 물체에 와전류(eddy current)를 발생시켜 피가열 물체 자체가 가열되도록 하는 방식이다. Methods of heating objects using electricity are largely divided into resistance heating and induction heating. The electrical resistance method is a method of heating an object to be heated by transferring the heat generated when an electric current flows through a metal resistance wire or a non-metallic heating element such as silicon carbide to the object to be heated (for example, a cooking vessel) through radiation or conduction. And the induction heating method uses the magnetic field generated around the coil when a certain amount of high-frequency power is applied to the coil to generate an eddy current in the object to be heated, which is made of metal, so that the object to be heated itself is heated. am.

최근에는 쿡탑(Cooktop)에 유도 가열 방식이 대부분 적용되고 있다.Recently, the induction heating method is mostly applied to cooktops.

한편, 이러한 조리기기는 자성 용기에 대한 가열 효율과 비교하여, 비자성 용기에 대한 가열 효율이 매우 낮은 한계가 있다. 이에, 비자성체(예를 들어, 내열유리, 도기류 등)에 대한 가열 효율이 매우 낮은 문제를 개선하고자 한다.Meanwhile, these cooking appliances have a limitation in that the heating efficiency for non-magnetic containers is very low compared to the heating efficiency for magnetic containers. Accordingly, an attempt is made to improve the problem of very low heating efficiency for non-magnetic materials (e.g., heat-resistant glass, pottery, etc.).

종래 기술인 등록 특허 제10-1956471호는 비자성 조리 용기를 가열하기 위한 자성 발열판을 소개하나, 이는 조리 용기 안에 투입되어 청결성이 결여되고, 쿡탑에 설계된 파워 레벨의 사용 불가, 코일과 자성 발열판 간의 거리로 인한 활용도 저하 등의 문제가 있다.Registered Patent No. 10-1956471, which is a prior art, introduces a magnetic heating plate for heating a non-magnetic cooking vessel, but it lacks cleanliness because it is put into the cooking vessel, the power level designed for the cooktop cannot be used, and the distance between the coil and the magnetic heating plate is limited. There are problems such as reduced usability due to this.

이에, 쿡탑 자체에 구비되는 중간 가열체를 포함하고, 이러한 중간 가열체를 통해 비자성체를 가열하고자 한다.Accordingly, it is intended to include an intermediate heating element provided in the cooktop itself, and to heat a non-magnetic material through this intermediate heating element.

본 개시는 용기 재질과 관계 없이 가열 가능한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.The present disclosure seeks to provide an induction heating type cooktop capable of heating regardless of the container material.

본 개시는 용기 재질별 제어가 용이한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.The present disclosure seeks to provide an induction heating type cooktop that is easy to control for each container material.

본 개시는 비자성 용기에 대한 출력을 최대화한 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.The present disclosure seeks to provide an induction heating type cooktop that maximizes output for non-magnetic containers.

본 개시는 비자성 용기에 대한 파워 제어 폭을 넓힌 유도 가열 방식의 쿡탑을 제공하고자 한다.The present disclosure seeks to provide an induction heating type cooktop that expands the range of power control for non-magnetic containers.

공진점 절환 회로는 공진 커패시터와 연결되는 스위치, 및 스위치와 연결되는 공진점 변환 커패시터를 포함할 수 있다.The resonance point switching circuit may include a switch connected to the resonance capacitor, and a resonance point switching capacitor connected to the switch.

스위치는 피가열 물체가 자성체인 경우 오프되고, 피가열 물체가 비자성체인 경우 온될 수 있다.The switch may be turned off when the object to be heated is a magnetic material, and may be turned on when the object to be heated is a non-magnetic material.

스위치가 온되면 공진 주파수가 제1 공진 주파수에서 제2 공진 주파수로 변경될 수 있다.When the switch is turned on, the resonant frequency may change from the first resonant frequency to the second resonant frequency.

공진점 변환 커패시터는 피가열 물체가 비자성체인 경우에만 공진 커패시터와 연결될 수 있다.The resonance point conversion capacitor can be connected to the resonance capacitor only when the object to be heated is non-magnetic.

인버터의 입력 전압를 제어하는 PFC 회로를 더 포함할 수 있따.It may further include a PFC circuit that controls the input voltage of the inverter.

PFC 회로는 피가열 물체가 비자성체인 경우 인버터의 입력 전압을 증가시킬 수 있다.The PFC circuit can increase the input voltage of the inverter when the object to be heated is non-magnetic.

인버터는 피가열 물체가 자성체인 경우 제1 주파수 대역에서 동작하고, 피가열 물체가 비자성체인 경우 제1 주파수 대역 보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있다.The inverter may operate in a first frequency band when the object to be heated is a magnetic material, and may operate in a second frequency band higher than the first frequency band if the object to be heated is a non-magnetic material.

인버터는 WBG(Wide Band Gap) 소자로 구성될 수 있다.The inverter may be composed of WBG (Wide Band Gap) elements.

본 개시의 실시 예에 따르면, WBG 소자를 통해 고주파수에서 동작이 가능한 바, 조리 용기의 재질에 따라 동작 주파수를 달리함으로써, 용기 재질에 따른 출력이 최대화되는 이점이 있다.According to an embodiment of the present disclosure, operation at a high frequency is possible through the WBG element, and by varying the operating frequency depending on the material of the cooking vessel, there is an advantage in that output according to the vessel material is maximized.

본 개시의 실시 예에 따르면, 공진점 절환 회로를 통해 공진 주파수의 변경이 가능한 바, 고주파수 동작시 출력이 저하되는 문제를 최소화하는 이점이 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the resonance frequency can be changed through a resonance point switching circuit, which has the advantage of minimizing the problem of output deterioration during high frequency operation.

본 개시의 실시 예에 따르면, PFC 회로를 통해 입력 전압을 제어함으로써, 공진 주파수 변경시 공진 곡선이 샤프해지면서 파워 제어의 폭이 좁아지는 문제를 최소화하는 이점이 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by controlling the input voltage through a PFC circuit, there is an advantage in minimizing the problem of narrowing the power control width as the resonance curve becomes sharp when the resonance frequency is changed.

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 다른 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.
도 4 및 도 5는 중간 가열체의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면이다.
도 6 및 도 7은 피가열 물체의 종류에 따른 중간 가열체와 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 비자성체 가열시 구동 주파수를 증가시킴에 따른 출력 특성의 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 공진점 절환 회로를 더 포함하는 쿡탑이 도시된 회로도이다.
도 10은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 비자성체 가열시 공진 주파수를 변경함에 따른 출력 특성의 변화를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑에 PFC 회로가 적용된 모습이 도시된 회로도이다.
도 12는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 입력 전압 제어를 통해 변경한 출력 곡선의 예시가 도시된 도면이다.1 is a diagram illustrating an induction heating type cooktop according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 2 is a cross-sectional view showing an induction heating type cooktop and an object to be heated according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a cross-sectional view showing an induction heating type cooktop and an object to be heated according to another embodiment of the present disclosure.
Figures 4 and 5 are diagrams explaining the relationship between the thickness of the intermediate heating element and skin depth.
Figures 6 and 7 are diagrams illustrating changes in impedance between the intermediate heating element and the object to be heated depending on the type of object to be heated.
FIG. 8 is a graph showing changes in output characteristics of a cooktop according to an embodiment of the present disclosure as the driving frequency increases when heating a non-magnetic material.
Figure 9 is a circuit diagram showing a cooktop further including a resonance point switching circuit according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 10 is a graph showing changes in output characteristics as the resonant frequency of the cooktop according to an embodiment of the present disclosure changes when heating a non-magnetic material.
Figure 11 is a circuit diagram showing a PFC circuit applied to a cooktop according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an output curve changed by a cooktop through input voltage control according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals are used to indicate identical or similar components.

이하에서는, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑을 설명하도록 한다. 이하 언급되는 “쿡탑”은 “유도 가열 방식의 쿡탑”을 의미할 수 있다.Below, an induction heating type cooktop according to an embodiment of the present disclosure will be described. “Cooktop” mentioned below may mean “induction heating type cooktop.”

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 다른 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑과 피가열 물체가 도시된 단면도이다.1 is a diagram illustrating an induction heating type cooktop according to an embodiment of the present disclosure. Figure 2 is a cross-sectional view showing an induction heating type cooktop and an object to be heated according to an embodiment of the present disclosure. Figure 3 is a cross-sectional view showing an induction heating type cooktop and an object to be heated according to another embodiment of the present disclosure.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 케이스(25), 커버 플레이트(20), 워킹 코일(WC1, WC2; 즉, 제1 및 제2 워킹 코일), 중간 가열체(TL1, TL2; 즉, 제1 및 제2 중간 가열체)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 1, the induction heating type cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure includes a case 25, a cover plate 20, and working coils WC1 and WC2; that is, first and second working coils. coil), and intermediate heating elements (TL1 and TL2; that is, first and second intermediate heating elements).

케이스(25)에는 워킹 코일(WC1, WC2)이 설치될 수 있다.Working coils WC1 and WC2 may be installed in the case 25.

참고로, 케이스(25)에는 워킹 코일(WC1, WC2) 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.For reference, in the case 25, in addition to the working coils WC1 and WC2, various devices related to driving the working coil (e.g., a power supply unit that provides AC power, a bridge diode and a capacitor that rectify the AC power of the power supply unit into DC power) , an inverter that converts rectified direct current power into resonance current through a switching operation and provides it to the working coil, a control module that controls the operation of various devices in the induction heating type cooktop (1), and a relay that turns on or off the working coil. or a semiconductor switch, etc.) may be installed, but a detailed description thereof will be provided later.

커버 플레이트(20)는 케이스(25)의 상단에 결합되고, 상면에 피가열 물체(미도시)가 배치되는 상판부(15)가 구비될 수 있다. The cover plate 20 may be coupled to the top of the case 25 and may be provided with an upper plate portion 15 on which an object to be heated (not shown) is placed.

구체적으로, 커버 플레이트(20)는 조리 용기와 같은 피가열 물체를 올려놓기 위한 상판부(15)를 포함할 수 있다.Specifically, the cover plate 20 may include a top portion 15 on which to place an object to be heated, such as a cooking container.

여기에서, 상판부(15)는 예를 들어, 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다. Here, the upper plate portion 15 may be made of, for example, a glass material (eg, ceramic glass).

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.Additionally, the upper panel 15 may be provided with an interface unit (not shown) that receives input from the user and transmits the input to an input interface control module (not shown). Of course, the interface unit may be provided in a location other than the upper plate 15.

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 생략하도록 한다. For reference, the interface unit is a module for inputting the user's desired heating intensity or operating time of the induction heating type cooktop 1, and can be implemented in various ways using physical buttons, touch panels, etc. Additionally, the interface unit may be provided with, for example, a power button, a lock button, a power level control button (+, -), a timer control button (+, -), a charging mode button, etc. Additionally, the interface unit transmits the input provided by the user to the input interface control module (not shown), and the input interface control module can transmit the input to the above-described control module (i.e., inverter control module). In addition, the above-mentioned control module can control the operation of various devices (e.g., working coil) based on the input (i.e., user input) provided from the input interface control module, and detailed information about this will be omitted. do.

한편, 상판부(15)에는 워킹 코일(WC1, WC2)의 구동 여부 및 가열 세기(즉, 화력)가 화구 모양으로 시각적으로 표시될 수 있다. 이러한 화구 모양은 케이스(25) 내에 구비된 복수개의 발광 소자(예를 들어, LED)로 구성된 인디케이터(미도시)에 의해 표시될 수 있다. Meanwhile, whether the working coils WC1 and WC2 are driven and the heating intensity (i.e., thermal power) may be visually displayed in the shape of a cooking pot on the upper plate 15. This fireball shape may be displayed by an indicator (not shown) comprised of a plurality of light-emitting elements (eg, LEDs) provided in the case 25.

워킹 코일(WC1, WC2)은 피가열 물체를 가열하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.The working coils WC1 and WC2 may be installed inside the case 25 to heat the object to be heated.

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. Specifically, the working coil WC may be controlled by the above-described control module (not shown), and when an object to be heated is placed on the upper plate 15, the working coil WC may be driven by the control module.

또한 워킹 코일(WC)은 자성을 띄는 피가열 물체(즉, 자성체)를 직접 가열할 수 있고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(즉, 비자성체)를 후술하는 중간 가열체(TL)을 통해 간접적으로 가열할 수 있다. In addition, the working coil (WC) can directly heat a magnetic object to be heated (i.e., a magnetic material), and indirectly heat a non-magnetic object to be heated (i.e., a non-magnetic material) through an intermediate heating element (TL), which will be described later. It can be heated.

그리고, 워킹 코일(WC)은 유도 가열 방식에 의해 피가열 물체를 가열할 수 있고, 중간 가열체(TL)와 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다. Additionally, the working coil WC can heat an object to be heated by an induction heating method, and may be provided to overlap the intermediate heating element TL in the longitudinal direction (i.e., vertically or vertically).

참고로, 도 1에는 2개의 워킹 코일(WC1, WC2)이 케이스(25)에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 1개 또는 3개 이상의 워킹 코일이 케이스(25)에 설치될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 본 개시의 실시예에서는, 2개의 워킹 코일(WC1, WC2)이 케이스(25)에 설치되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.For reference, Figure 1 shows two working coils (WC1, WC2) installed in the case 25, but is not limited thereto. That is, one or three or more working coils may be installed in the case 25, but for convenience of explanation, in the embodiment of the present disclosure, two working coils WC1 and WC2 are installed in the case 25. Let's explain this using an example.

중간 가열체(TL)는 피가열 물체 중 비자성체를 가열하기 위해 상판부(15)에 코팅될 수 있다. 중간 가열체(TL)는 워킹 코일(WC)에 의해 유도 가열될 수 있다.The intermediate heating element TL may be coated on the upper plate 15 to heat the non-magnetic material among the objects to be heated. The intermediate heating body (TL) can be inductively heated by the working coil (WC).

중간 가열체(TL)는 상판부(15)의 상면 또는 하면에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 중간 가열체(TL)는 상판부(15)의 상면에 코팅되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 중간 가열체(TL)는 상판부(15)의 하면에 코팅될 수 있다. The intermediate heating element TL may be coated on the upper or lower surface of the upper plate 15. For example, as shown in FIG. 2, the intermediate heating element TL is coated on the upper surface of the upper plate 15, or as shown in FIG. 3, the intermediate heating element TL is coated on the lower surface of the upper plate 15. It can be.

중간 가열체(TL)는 워킹 코일(WC)와 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 피가열 물체의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체에 대한 가열이 가능하다. The intermediate heating body (TL) may be provided to overlap the working coil (WC) in the vertical direction (i.e., vertically or vertically). Accordingly, heating of the object to be heated is possible regardless of the arrangement location and type of the object to be heated.

또한, 중간 가열체(TL)는 자성 및 비자성 중 적어도 하나의 특성(즉, 자성, 비자성, 또는 자성과 비자성 둘다)을 갖출 수 있다. Additionally, the intermediate heater TL may have at least one of magnetic and non-magnetic properties (i.e., magnetic, non-magnetic, or both magnetic and non-magnetic properties).

그리고, 중간 가열체(TL)는 예를 들어, 전도성 물질(예를 들어, 알루미늄)으로 이루어질 수 있고, 도면에 도시된 바와 같이, 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상으로 상판부(15)에 코팅될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 중간 가열체(TL)는 전도성 물질이 아닌 다른 재질로 이루어질 수도 있다. 그리고, 중간 가열체(TL)는 서로 다른 직경의 복수개의 링이 반복되는 형상이 아닌 다른 형상으로 형성될 수도 있다.In addition, the intermediate heating element TL may be made of, for example, a conductive material (e.g., aluminum), and as shown in the figure, the upper plate 15 has a shape in which a plurality of rings of different diameters are repeated. It may be coated on, but is not limited to this. That is, the intermediate heating element TL may be made of a material other than a conductive material. Additionally, the intermediate heating element TL may be formed in a shape other than a shape in which a plurality of rings of different diameters are repeated.

참고로, 도 2 및 도 3에는 1개의 중간 가열체(TL)이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수개의 중간 가열체가 코팅될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 1개의 중간 가열체(TL)가 코팅되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.For reference, one intermediate heating element TL is shown in FIGS. 2 and 3, but the present invention is not limited thereto. That is, a plurality of intermediate heating elements may be coated, but for convenience of explanation, it will be described as an example that one intermediate heating element (TL) is coated.

중간 가열체(TL)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다.More specific details about the intermediate heating element (TL) will be described later.

이어서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 단열재(35), 차폐판(45), 지지부재(50), 냉각팬(55) 중 적어도 일부 또는 전부를 더 포함할 수 있다. Next, referring to FIGS. 2 and 3, the induction heating type cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure includes an insulation material 35, a shielding plate 45, a support member 50, and a cooling fan 55. It may further include at least part or all of it.

단열재(35)는 상판부(15)와 워킹 코일(WC) 사이에 구비될 수 있다. The insulation material 35 may be provided between the upper plate 15 and the working coil (WC).

구체적으로, 단열재(35)는 상판부(15)의 아래에 장착될 수 있고, 그 아래에는 워킹 코일(WC)가 배치될 수 있다.Specifically, the insulation 35 may be mounted below the upper plate 15, and a working coil WC may be placed below it.

이러한 단열재(35)는 워킹 코일(WC)의 구동에 의해 중간 가열체(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. This insulating material 35 can block heat generated when the intermediate heating element TL or the object to be heated (HO) is heated by driving the working coil WC from being transferred to the working coil WC.

즉, 워킹 코일(WC)의 전자기 유도에 의해 중간 가열체(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면, 중간 가열체(TL) 또는 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. That is, when the intermediate heater (TL) or the object to be heated (HO) is heated by electromagnetic induction of the working coil (WC), the heat of the intermediate heater (TL) or the object to be heated (HO) is transferred to the upper plate 15. and the heat from the upper plate 15 is transferred back to the working coil (WC), which may damage the working coil (WC).

단열재(35)는 이와 같이, 워킹 코일(WC)로 전달되는 열을 차단함으로써, 워킹 코일(WC)이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있고, 나아가 워킹 코일(WC)의 가열 성능이 저하되는 것도 방지할 수 있다. In this way, the insulation material 35 blocks the heat transmitted to the working coil (WC), thereby preventing the working coil (WC) from being damaged by heat, and further preventing the heating performance of the working coil (WC) from deteriorating. It can be prevented.

참고로, 필수적인 구성 요소는 아니지만, 스페이서(미도시)가 워킹 코일(WC)와 단열재(35) 사이에 설치될 수도 있다.For reference, although it is not an essential component, a spacer (not shown) may be installed between the working coil (WC) and the insulation material 35.

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 중간 가열체(TL) 또는 피가열 물체(HO)가 가열되면서 발생된 열이 단열재(35)를 통해 워킹 코일(WC)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. Specifically, a spacer (not shown) may be inserted between the working coil (WC) and the insulation material 35 to prevent the working coil (WC) and the insulation material 35 from coming into direct contact. Accordingly, the spacer (not shown) allows the heat generated when the intermediate heating element (TL) or the object to be heated (HO) is heated by driving the working coil (WC) to the working coil (WC) through the insulating material (35). You can block transmission.

즉, 스페이서(미도시)가 단열재(35)의 역할을 일부 분담할 수 있는 바, 단열재(35)의 두께를 최소화할 수 있고, 이를 통해 피가열 물체(HO)와 워킹 코일(WC) 사이의 간격을 최소화할 수 있다.That is, the spacer (not shown) can partially share the role of the insulating material 35, thereby minimizing the thickness of the insulating material 35, and through this, the spacer between the object to be heated (HO) and the working coil (WC). The gap can be minimized.

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. Additionally, a plurality of spacers (not shown) may be provided, and the plurality of spacers may be arranged to be spaced apart from each other between the working coil WC and the insulating material 35. Accordingly, the air sucked into the case 25 by the cooling fan 55, which will be described later, can be guided to the working coil WC by the spacer.

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. That is, the spacer can improve the cooling efficiency of the working coil (WC) by guiding the air introduced into the case 25 by the cooling fan 55 so that it can be properly delivered to the working coil (WC).

차폐판(45)은 워킹 코일(WC)의 하면에 장착되어 워킹 코일(WC)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있다.The shield plate 45 is mounted on the lower surface of the working coil (WC) and can block the magnetic field generated downward when the working coil (WC) is driven.

구체적으로, 차폐판(45)은 워킹 코일(WC)의 구동시 하방으로 발생되는 자기장을 차단할 수 있고, 지지부재(50)에 의해 상방으로 지지될 수 있다.Specifically, the shield plate 45 can block the magnetic field generated downward when the working coil WC is driven, and can be supported upward by the support member 50.

지지부재(50)는 차폐판(45)의 하면과 케이스(25)의 하판 사이에 설치되어 차폐판(45)을 상방으로 지지할 수 있다.The support member 50 is installed between the lower surface of the shielding plate 45 and the lower plate of the case 25 and can support the shielding plate 45 upward.

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. Specifically, the support member 50 can indirectly support the insulation material 35 and the working coil (WC) upward by supporting the shielding plate 45 upward, and through this, the insulation material 35 is provided in the upper plate portion ( 15) can be made to adhere closely.

그 결과, 워킹 코일(WC)와 피가열 물체(HO) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.As a result, the distance between the working coil (WC) and the object to be heated (HO) can be kept constant.

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. For reference, the support member 50 may include, for example, an elastic body (eg, a spring) for supporting the shield plate 45 upward, but is not limited thereto. Additionally, since the support member 50 is not an essential component, it can be omitted from the induction heating type cooktop 1.

냉각팬(55)은 워킹 코일(WC)를 냉각하기 위해 케이스(25) 내부에 설치될 수 있다.The cooling fan 55 may be installed inside the case 25 to cool the working coil (WC).

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.Specifically, the cooling fan 55 may be controlled by the above-described control module and may be installed on the side wall of the case 25. Of course, the cooling fan 55 may be installed in a location other than the side wall of the case 25. However, in the embodiment of the present disclosure, for convenience of explanation, the cooling fan 55 is installed on the side wall of the case 25. Let's explain it using installation as an example.

또한 냉각팬(55)은 도 2 및 도 3에 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.In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the cooling fan 55 sucks air from outside the case 25 and delivers it to the working coil (WC) or sucks air (especially hot air) inside the case 25. Thus, it can be discharged to the outside of the case (25).

이를 통해, 케이스(25) 내부의 구성 요소들(특히, 워킹 코일(WC))의 효율적인 냉각이 가능하다.Through this, efficient cooling of the components inside the case 25 (in particular, the working coil (WC)) is possible.

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.Additionally, as described above, the air outside the case 25 delivered to the working coil WC by the cooling fan 55 may be guided to the working coil WC by a spacer. Accordingly, direct and efficient cooling of the working coil (WC) is possible, thereby improving the durability of the working coil (WC) (i.e., improving durability by preventing heat damage).

이와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 전술한 특징 및 구성을 가질 수 있는 바, 이하에서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 전술한 중간 가열체의 특징 및 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.As such, the induction heating type cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure may have the above-described features and configuration. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 7, the characteristics of the above-described intermediate heating body will be described. and configuration will be described in more detail.

도 4 및 도 5는 중간 가열체의 두께와 스킨 뎁스(skin depth) 간 관계를 설명하는 도면이다. 도 6 및 도 7은 피가열 물체의 종류에 따른 중간 가열체와 피가열 물체 간 임피던스 변화를 설명하는 도면이다.Figures 4 and 5 are diagrams explaining the relationship between the thickness of the intermediate heating element and skin depth. Figures 6 and 7 are diagrams illustrating changes in impedance between the intermediate heating element and the object to be heated depending on the type of object to be heated.

중간 가열체(TL)는 낮은 비투자율(relative permeability)을 가진 재질로 이루어질 수 있다.The intermediate heating element (TL) may be made of a material with low relative permeability.

구체적으로, 중간 가열체(TL)의 비투자율이 낮은 바, 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스는 깊을 수 있다. 여기에서, 스킨 뎁스는 재질 표면으로부터의 전류 침투 깊이를 의미하고, 비투자율은 스킨 뎁스(skin depth)와 반비례 관계일 수 있다. 이에 따라, 중간 가열체(TL)의 비투자율이 낮을수록 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스는 깊어지는 것이다.Specifically, since the relative permeability of the intermediate heating body (TL) is low, the skin depth of the intermediate heating body (TL) may be deep. Here, skin depth refers to the depth of current penetration from the surface of the material, and relative permeability may be inversely proportional to skin depth. Accordingly, the lower the relative permeability of the intermediate heating body (TL), the deeper the skin depth of the intermediate heating body (TL).

또한, 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스는 중간 가열체(TL)의 두께 보다 두꺼울 수 있다. 즉, 중간 가열체(TL)는 얇은 두께(예를 들어, 0.1um~1,000um 두께)를 가지고, 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스는 중간 가열체(TL)의 두께보다 깊은 바, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 중간 가열체(TL)을 통과하여 피가열 물체(HO)까지 전달됨으로써 피가열 물체(HO)에 와전류가 유도될 수 있는 것이다.Additionally, the skin depth of the intermediate heating body (TL) may be thicker than the thickness of the intermediate heating body (TL). That is, the intermediate heating body (TL) has a thin thickness (for example, 0.1um to 1,000um thick), and the skin depth of the intermediate heating body (TL) is deeper than the thickness of the intermediate heating body (TL). As the magnetic field generated by (WC) passes through the intermediate heating element (TL) and is transmitted to the object to be heated (HO), an eddy current may be induced in the object to be heated (HO).

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스가 중간 가열체(TL)의 두께 보다 얕은 경우에는, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 도달하기 어려울 수 있다. That is, as shown in FIG. 4, when the skin depth of the intermediate heating body (TL) is shallower than the thickness of the intermediate heating body (TL), the magnetic field generated by the working coil (WC) is applied to the object to be heated (HO). may be difficult to reach.

그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스가 중간 가열체(TL)의 두께 보다 깊은 경우에는 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 피가열 물체(HO)에 도달할 수 있다. 즉, 본 개시의 실시 예에서는 중간 가열체(TL)의 스킨 뎁스가 중간 가열체(TL)의 두께 보다 깊은 바, 워킹 코일(WC)에 의해 발생된 자기장이 중간 가열체(TL)을 통과하여 피가열 물체(HO)에 대부분 전달되어 소진되고, 이를 통해, 피가열 물체(HO)가 주로 가열될 수 있다.However, as shown in FIG. 5, when the skin depth of the intermediate heating body (TL) is deeper than the thickness of the intermediate heating body (TL), the magnetic field generated by the working coil (WC) is applied to the object to be heated (HO). It can be reached. That is, in the embodiment of the present disclosure, the skin depth of the intermediate heating body (TL) is deeper than the thickness of the intermediate heating body (TL), and the magnetic field generated by the working coil (WC) passes through the intermediate heating body (TL). Most of it is transferred to the object to be heated (HO) and consumed, and through this, the object to be heated (HO) can be mainly heated.

한편, 중간 가열체(TL)는 전술한 바와 같이 얇은 두께를 가지는 바, 워킹 코일(WC)에 의해 가열될 수 있는 저항값을 가질 수 있다.Meanwhile, the intermediate heating element TL has a thin thickness as described above, and may have a resistance value capable of being heated by the working coil WC.

구체적으로, 중간 가열체(TL)의 두께는 중간 가열체(TL)의 저항값(즉, 표면 저항값)과 반비례 관계일 수 있다. 즉, 상판부(15)에 코팅되는 중간 가열체(TL)의 두께가 얇을수록 중간 가열체(TL)의 저항값(즉, 표면 저항값)이 커지는 바, 중간 가열체(TL)는 상판부(15)에 얇게 코팅됨으로써 가열 가능한 부하로 특성 변화될 수 있다.Specifically, the thickness of the intermediate heating body TL may be inversely proportional to the resistance value (i.e., surface resistance value) of the intermediate heating body TL. That is, the thinner the thickness of the intermediate heating body (TL) coated on the upper plate portion 15 is, the greater the resistance value (i.e., surface resistance value) of the intermediate heating body TL becomes. The intermediate heating body TL is the upper plate portion 15. ), the characteristics can be changed to a load that can be heated by being thinly coated.

참고로, 중간 가열체(TL)는 예를 들어, 0.1um 내지 1,000um 사이의 두께를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For reference, the intermediate heating body TL may have a thickness of, for example, 0.1 μm to 1,000 μm, but is not limited thereto.

이와 같은 특징을 가지는 중간 가열체(TL)는 비자성체를 가열하기 위해 존재하는 바, 중간 가열체(TL)과 피가열 물체(HO) 간 임피던스 특성은 상판부(15)에 배치되는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지에 따라 변화될 수 있다.The intermediate heating element (TL) having these characteristics exists to heat a non-magnetic material, and the impedance characteristics between the intermediate heating element (TL) and the object to be heated (HO) are determined by the object to be heated (HO) disposed on the upper plate 15. HO) can change depending on whether it is a magnetic or non-magnetic body.

먼저, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.First, the case where the object to be heated (HO) is a magnetic body is explained as follows.

자성을 띄는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)에 배치되고, 워킹 코일(WC)가 구동되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 저항 성분(R1) 및 인덕터 성분(L1)이 중간 가열체(TL)의 저항 성분(R2) 및 인덕터 성분(L2)과 등가회로를 형성할 수 있다.When a magnetic object to be heated (HO) is placed on the upper plate 15 and the working coil (WC) is driven, the resistance component (R1) of the magnetic object to be heated (HO) as shown in FIG. 6 And the inductor component (L1) may form an equivalent circuit with the resistance component (R2) and the inductor component (L2) of the intermediate heater (TL).

이 경우, 등가회로에서 자성을 띄는 피가열 물체(HO)의 임피던스(impedance)(즉, R1과 L1으로 구성된 임피던스)는 중간 가열체(TL)의 임피던스(즉, R2와 L2)로 구성된 임피던스) 보다 작을 수 있다.In this case, in the equivalent circuit, the impedance of the magnetic object to be heated (HO) (i.e., the impedance composed of R1 and L1) is the impedance of the intermediate heating element (TL) (i.e., the impedance composed of R2 and L2). It can be smaller than

이에 따라, 전술한 바와 같은 등가회로가 형성되는 경우, 자성을 띄는 피가열 물체(HO)로 인가된 와전류(I1)의 크기는 중간 가열체(TL)으로 인가된 와전류(I2)의 크기 보다 클 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일(WC)에 의해 발생한 대부분의 와전류가 피가열 물체(HO)로 인가되어, 피가열 물체(HO)가 가열될 수 있다.Accordingly, when the equivalent circuit as described above is formed, the size of the eddy current (I1) applied to the magnetic object to be heated (HO) is larger than the size of the eddy current (I2) applied to the intermediate heating element (TL). You can. Accordingly, most of the eddy current generated by the working coil WC is applied to the object to be heated (HO), so that the object to be heated (HO) can be heated.

즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 전술한 등가회로가 형성되어 대부분의 와전류가 피가열 물체(HO)로 인가되는 바, 워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO)를 직접 가열할 수 있다.That is, when the object to be heated (HO) is a magnetic material, the above-described equivalent circuit is formed and most of the eddy current is applied to the object to be heated (HO), and the working coil (WC) directly heats the object to be heated (HO). can do.

물론, 중간 가열체(TL)에도 일부 와전류가 인가되어 중간 가열체(TL)이 약간 가열되는 바, 피가열 물체(HO)는 중간 가열체(TL)에 의해 간접적으로 약간 가열될 수 있다. 이 경우, 워킹 코일(WC)가 주 가열원이고, 중간 가열체(TL)는 부 가열원일 수 있다. 다만, 워킹 코일(WC)에 의해 피가열 물체(HO)가 직접 가열되는 정도와 비교하였을 때, 중간 가열체(TL)에 의해 피가열 물체(HO)가 간접적으로 가열되는 정도는 유의미하다고 할 수 없다.Of course, some eddy current is also applied to the intermediate heating body TL and the intermediate heating body TL is slightly heated, so the object to be heated HO can be slightly heated indirectly by the intermediate heating body TL. In this case, the working coil (WC) may be the main heating source, and the intermediate heating element (TL) may be a secondary heating source. However, compared to the degree to which the object to be heated (HO) is directly heated by the working coil (WC), the degree to which the object to be heated (HO) is indirectly heated by the intermediate heating element (TL) can be said to be significant. does not exist.

다음으로, 피가열 물체가 비자성체인 경우를 설명하면 다음과 같다.Next, the case where the object to be heated is non-magnetic is explained as follows.

자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)에 배치되고, 워킹 코일(WC)가 구동되는 경우, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 임피던스가 존재하지 않고, 중간 가열체(TL)에는 임피던스가 존재할 수 있다. 즉, 중간 가열체(TL)에만 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 존재할 수 있다. When a non-magnetic object to be heated (HO) is placed on the upper plate 15 and the working coil (WC) is driven, there is no impedance in the non-magnetic object to be heated (HO), and the intermediate heating element ( TL) may have impedance. That is, the resistance component (R) and the inductor component (L) may exist only in the intermediate heating element (TL).

따라서, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)가 상판부(15)에 배치되고, 워킹 코일(WC)가 구동되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 중간 가열체(TL)의 저항 성분(R) 및 인덕터 성분(L)이 등가회로를 형성할 수 있다. Therefore, when a non-magnetic object to be heated (HO) is placed on the upper plate 15 and the working coil WC is driven, as shown in FIG. 7, the resistance component (R) of the intermediate heating body TL ) and the inductor component (L) can form an equivalent circuit.

이에 따라, 중간 가열체(TL)에만 와전류(I)가 인가되고, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)에는 와전류가 인가되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 워킹 코일(WC)에 의해 발생한 와전류(I)가 중간 가열체(TL)에만 인가되어, 중간 가열체(TL)이 가열될 수 있다.Accordingly, the eddy current (I) may be applied only to the intermediate heating element (TL), and the eddy current may not be applied to the non-magnetic heated object (HO). More specifically, the eddy current (I) generated by the working coil (WC) may be applied only to the intermediate heating element (TL), thereby heating the intermediate heating element (TL).

즉, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 전술한 바와 같이, 와전류(I)가 중간 가열체(TL)으로 인가되어 중간 가열체(TL)이 가열되는 바, 자성을 띄지 않는 피가열 물체(HO)는 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 중간 가열체(TL)에 의해 간접적으로 가열될 수 있다. 이 경우, 중간 가열체(TL)는 주 가열원일 수 있다.That is, when the object to be heated (HO) is a non-magnetic material, as described above, the eddy current (I) is applied to the intermediate heating element (TL) and the intermediate heating element (TL) is heated, so that the heated object (HO) is non-magnetic. The object HO can be heated indirectly by the intermediate heater TL heated by the working coil WC. In this case, the intermediate heating element TL may be the main heating source.

정리하자면, 피가열 물체(HO)가 자성체인지 또는 비자성체인지 여부와 상관없이 워킹 코일(WC)이라는 하나의 열원에 의해 피가열 물체(HO)가 직간접적으로 가열될 수 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우, 워킹 코일(WC)이 직접 피가열 물체(HO)를 가열하고, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우, 워킹 코일(WC)에 의해 가열된 중간 가열체(TL)가 피가열 물체(HO)를 간접적으로 가열할 수 있는 것이다.To summarize, regardless of whether the object to be heated (HO) is a magnetic or non-magnetic material, the object to be heated (HO) can be heated directly or indirectly by a single heat source called the working coil (WC). That is, if the object to be heated (HO) is a magnetic body, the working coil (WC) directly heats the object to be heated (HO), and if the object to be heated (HO) is a non-magnetic body, it is heated by the working coil (WC). The intermediate heating element (TL) can indirectly heat the object to be heated (HO).

전술한 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 자성체와 비자성체 모두를 가열할 수 있는 바, 피가열 물체(HO)의 배치 위치 및 종류에 상관없이 해당 피가열 물체를 가열할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 피가열 물체(HO)가 자성체인지 비자성체인지 여부를 파악할 필요 없이 상판부(15) 상의 임의의 가열 영역에 피가열 물체를 올려놓아도 되는 바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.As described above, the induction heating type cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure is capable of heating both magnetic and non-magnetic materials, and the heated object HO is heated regardless of the placement position and type of the object to be heated (HO). Objects can be heated. Accordingly, the user can place the object to be heated (HO) on any heating area on the upper plate 15 without having to determine whether the object to be heated (HO) is a magnetic or non-magnetic material, and convenience of use can be improved.

또한, 본 개시의 실시 예에 따른 유도 가열 방식의 쿡탑(1)은 동일 열원으로 피가열 물체를 직간접적으로 가열할 수 있는바, 별도의 가열판 또는 라디언트 히터를 구비할 필요가 없다. 이에 따라, 가열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 재료비를 절감할 수 있다.In addition, the induction heating type cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure can directly or indirectly heat an object to be heated using the same heat source, so there is no need to provide a separate heating plate or radiant heater. Accordingly, not only can heating efficiency be increased, but material costs can also be reduced.

한편, 상술한 바와 같이, 중간 가열체(TL)를 갖는 쿡탑(1)은 자성 용기를 가열하는 경우 일반적인 쿡탑(즉, 중간 가열체(TL)를 갖지 않는 쿡탑)과 동일한 가열 특징을 갖는다. 여기에서 동일한 가열 특징을 갖는다는 것의 의미는 피가열 물체를 가열할 때 인버터에 흐르는 전류 및 반도체 소자가 구동되는 주파수가 동일하다는 의미이다. Meanwhile, as described above, the cooktop 1 having the intermediate heating element TL has the same heating characteristics as a general cooktop (i.e., a cooktop without the intermediate heating element TL) when heating a magnetic container. Here, having the same heating characteristics means that when heating an object to be heated, the current flowing in the inverter and the frequency at which the semiconductor element is driven are the same.

하지만, 중간 가열체(TL)를 갖는 쿡탑(1)이 비자성 용기를 가열하는 경우 중간 가열체(TL)가 먼저 가열된 후 중간 가열체(TL)의 열이 피가열 물체(HO)로 전도되는데, 이 때 가열 특징은 일반적인 쿡탑(1)의 가열 특징과 상이하다. However, when the cooktop 1 having the intermediate heating element (TL) heats a non-magnetic container, the intermediate heating element (TL) is heated first and then the heat of the intermediate heating element (TL) is conducted to the object to be heated (HO). At this time, the heating characteristics are different from those of the general cooktop (1).

구체적으로, 워킹 코일(WC)과 중간 가열체가 결합될 때 등가 저항은 워킹 코일(WC)과 자성 용기가 결합될 때 등가 저항 보다 작게 형성된다. 따라서, 출력 전력을 아래 수학식 1과 같은 수식을 통해 산출되는 바, 자성 용기를 가열할 때의 출력 전력과 동일한 출력 전력으로 비자성 용기를 가열하기 위해서는 인버터에 더 큰 전류가 인가되어야 하는 단점이 있다.Specifically, when the working coil (WC) and the intermediate heater are combined, the equivalent resistance is formed to be smaller than the equivalent resistance when the working coil (WC) and the magnetic container are combined. Therefore, the output power is calculated through the formula shown in Equation 1 below, and the disadvantage is that a larger current must be applied to the inverter in order to heat the non-magnetic container with the same output power as the output power when heating the magnetic container. there is.

따라서, 비자성 용기를 가열 시 등가 저항이 작아 인버터에 더 큰 전류가 인가되어야 하는 단점이 개선되도록, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 비자성 용기를 가열 시 높은 구동 주파수를 통해 등가 저항을 증가시키고자 한다. Therefore, in order to improve the disadvantage that a larger current must be applied to the inverter due to a small equivalent resistance when heating a non-magnetic container, the cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure uses a high driving frequency when heating a non-magnetic container. We want to increase the equivalent resistance.

위 수학식 2를 참조하면, 구동 주파수를 증가시킬 경우 등가 저항이 증가하는 것을 확인할 수 있다. Referring to Equation 2 above, it can be seen that the equivalent resistance increases when the driving frequency is increased.

이와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 저항 값을 증가시키고자 고주파수로 구동하기 위해 WBG(Wide Band Gap) 소자를 사용할 수 있다. 즉, 인버터는 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르도록 스위칭되는 반도체 스위치를 포함하는데, 이러한 반도체 스위치는 WBG 소자일 수 있다. WBG 소자는 SiC(Silicon Carbide) 또는 GaN(Gallium Nitride) 등일 수 있다. 인버터는 WBG 소자의 반도체 스위치를 구동시킴으로써 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 워킹 코일(WC)에 고주파 자계가 형성될 수 있다.As such, the cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure may use a Wide Band Gap (WBG) element to be driven at a high frequency to increase the resistance value. That is, the inverter includes a semiconductor switch that switches so that a high-frequency current flows through the working coil (WC), and this semiconductor switch may be a WBG device. WBG devices may be silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN). The inverter drives the semiconductor switch of the WBG element to allow high-frequency current to flow in the working coil (WC), thereby forming a high-frequency magnetic field in the working coil (WC).

한편, 비자성 용기를 가열 시, 구동 주파수를 증가시켜 중간 가열체(TL)의 등가 저항을 증가시킬 경우, 중간 가열체(TL)의 공진 곡선이 넓어질 수 있다.Meanwhile, when heating a non-magnetic container, if the equivalent resistance of the intermediate heating element TL is increased by increasing the driving frequency, the resonance curve of the intermediate heating element TL may be broadened.

도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 비자성체 가열시 구동 주파수를 증가시킴에 따른 출력 특성의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing changes in output characteristics of a cooktop according to an embodiment of the present disclosure as the driving frequency increases when heating a non-magnetic material.

도 8의 (a)는 종래 쿡탑(1)이 자성체를 가열하는 경우의 제1 공진 곡선(G1)과 비자성체를 가열하는 경우의 제2 공진 곡선(G2)이 도시되어 있다. Figure 8 (a) shows a first resonance curve G1 when the conventional cooktop 1 heats a magnetic material and a second resonance curve G2 when the conventional cooktop 1 heats a non-magnetic material.

도 8의 (b)는 종래 쿡탑(1)이 자성체 및 비자성체를 각각을 가열할 경우의 제1 및 제2 공진 곡선(G1)(G2)과 함께, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(1)이 비자성체를 가열시 구동 주파수를 증가시킬 경우의 제3 공진 곡선(G3)이 도시되어 있다.Figure 8 (b) shows the first and second resonance curves (G1) (G2) when the conventional cooktop (1) heats a magnetic material and a non-magnetic material, respectively, and the cooktop (G2) according to an embodiment of the present disclosure. 1) The third resonance curve (G3) is shown when the driving frequency is increased when heating this non-magnetic material.

한편, 제1 곡선(G1)은 자성체 가열 시 가열 곡선이고, 제3 곡선(G3)은 비자성체 가열 시 가열 곡선일 수도 있다. 즉, 피가열 물체(HO)가 자성체인 경우 제1 주파수 대역에서 동작하고, 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우 제1 주파수 대역 보다 높은 제2 주파수 대역에서 동작할 수 있다.Meanwhile, the first curve G1 may be a heating curve when heating a magnetic material, and the third curve G3 may be a heating curve when heating a non-magnetic material. That is, if the object to be heated (HO) is a magnetic material, it may operate in the first frequency band, and if the object to be heated (HO) is a non-magnetic material, it may operate in a second frequency band that is higher than the first frequency band.

즉, 본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 비자성체를 가열시 구동 주파수(f_sw)를 높여 등가 저항을 증가시키는데, 이에 따라 Q 팩터(quality factor)가 작아지면서 공진 곡선이 제2 공진 곡선(G2)에서 제3 공진 곡선(G3)과 같이 더 넓어질 수 있다. 직렬공진회로에서 등가 저항이 증가할수록 Q 팩터는 작아지고, Q 팩터는 그 값이 작을수록 곡선의 모양이 브로드(broad)한 형태를 갖기 때문이다.That is, the cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure increases the equivalent resistance by increasing the driving frequency (f _sw ) when heating a non-magnetic material. As a result, the Q factor (quality factor) decreases and the resonance curve becomes second. The resonance curve (G2) may become wider like the third resonance curve (G3). This is because as the equivalent resistance increases in a series resonance circuit, the Q factor becomes smaller, and the smaller the Q factor value, the broader the shape of the curve.

이와 같이, 등가 저항의 증가에 의해 공진 곡선이 더 넓어지기 때문에, 구동 주파수만 증가시키고 공진 주파수를 증가시키지 않을 경우 출력이 낮은 문제가 발생할 수 있다.In this way, because the resonance curve becomes wider due to an increase in equivalent resistance, if only the driving frequency is increased but the resonance frequency is not increased, a problem of low output may occur.

따라서, 등가 저항을 증가시킬 경우, 공진 주파수(f_r)의 이동이 요구될 수 있다.Therefore, when increasing the equivalent resistance, a shift in the resonance frequency (f _r ) may be required.

본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 공진 주파수(f_r) 변경을 위한 공진점 절환 회로를 더 포함할 수 있다. The cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure may further include a resonance point switching circuit for changing the resonance frequency (f _r ).

도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 공진점 절환 회로를 더 포함하는 쿡탑이 도시된 회로도이다.Figure 9 is a circuit diagram showing a cooktop further including a resonance point switching circuit according to an embodiment of the present disclosure.

도 9에 도시된 쿡탑(1)의 회로도는 설명의 편의를 예시적으로 든 것에 불과하므로, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. Since the circuit diagram of the cooktop 1 shown in FIG. 9 is merely an example for convenience of explanation, the present disclosure is not limited thereto.

도 9을 참조하면, 유도 가열 방식의 쿡탑은 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130), 인버터(140), 워킹 코일(WC) 공진 커패시터(160) 및 공진점 절환 회로(210) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the induction heating type cooktop includes a power supply unit 110, a rectifier unit 120, a DC link capacitor 130, an inverter 140, a working coil (WC) resonance capacitor 160, and a resonance point switching circuit 210. ) may include at least some or all of.

전원부(110)는 외부 전원을 입력받을 수 있다. 전원부(110)가 외부로부터 입력받는 전원은 AC(Alternation Current) 전원일 수 있다. The power supply unit 110 can receive external power input. The power that the power supply unit 110 receives from the outside may be AC (Alternation Current) power.

전원부(110)은 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다.The power supply unit 110 may supply alternating current voltage to the rectifier unit 120.

정류부(120, Rectifier)는 교류를 직류로 변환하기 위한 전기적 장치이다. 정류부(120)는 전원부(110)을 통해 공급되는 교류 전압을 직류 전압으로 변환한다. 정류부(120)는 변환된 전압을 DC 양단(121)으로 공급할 수 있다.The rectifier (120) is an electrical device for converting alternating current to direct current. The rectifier 120 converts the alternating current voltage supplied through the power supply unit 110 into direct current voltage. The rectifier 120 may supply the converted voltage to DC both ends 121.

정류부(120)의 출력단은 DC 양단(121)으로 연결될 수 있다. 정류부(120)를 통해 출력되는 DC 양단(121)을 DC 링크라고 할 수 있다. DC 양단(121)에서 측정되는 전압을 DC 링크 전압이라고 한다. The output terminal of the rectifier 120 may be connected to DC both ends 121. The DC both ends 121 output through the rectifier 120 can be referred to as a DC link. The voltage measured at both ends of DC (121) is called the DC link voltage.

DC 링크 커패시터(130)는 전원부(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.The DC link capacitor 130 serves as a buffer between the power supply unit 110 and the inverter 140. Specifically, the DC link capacitor 130 is used to maintain the DC link voltage converted through the rectifier 120 and supply it to the inverter 140.

인버터(140)는 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르도록 워킹 코일(WC)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터(140)는 반도체 스위치를 포함할 수 있고, 반도체 스위치는 상술한 바와 같이 WBG(Wide Band Gab) 소자일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다. 예를 들어, 반도체 스위치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)일 수도 있다.The inverter 140 serves to switch the voltage applied to the working coil (WC) so that a high-frequency current flows in the working coil (WC). The inverter 140 may include a semiconductor switch, and the semiconductor switch may be a Wide Band Gab (WBG) device as described above, but this is only an example and is not limited thereto. For example, the semiconductor switch may be an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT).

인버터(140)는 반도체 스위치를 구동시킴으로써 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 워킹 코일(WC)에 고주파 자계가 형성된다. The inverter 140 drives a semiconductor switch to cause a high-frequency current to flow in the working coil (WC), thereby forming a high-frequency magnetic field in the working coil (WC).

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 조리기기를 가열시킬 수 있다.Current may or may not flow in the working coil (WC) depending on whether the switching element is driven. When current flows through the working coil (WC), a magnetic field is generated. The working coil (WC) can heat the cooking appliance by generating a magnetic field as current flows.

워킹 코일(WC)의 일측은 인버터(140)의 스위칭 소자의 접속점에 연결되어 있고, 다른 일측은 공진 커패시터(160)에 연결된다.One side of the working coil (WC) is connected to the connection point of the switching element of the inverter 140, and the other side is connected to the resonance capacitor 160.

스위칭 소자의 구동은 구동부(미도시)에 의해서 이루어지며, 구동부에서 출력되는 스위칭 시간에 제어되어 스위칭 소자가 서로 교호로 동작하면서 워킹 코일(WC)로 고주파의 전압을 인가한다. 그리고, 구동부(미도시)로터 인가되는 스위칭 소자의 온/오프 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 워킹 코일(WC)에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변한다.The switching element is driven by a driving unit (not shown), and is controlled by the switching time output from the driving unit, so that the switching elements operate alternately and apply a high-frequency voltage to the working coil (WC). And, because the on/off time of the switching element applied from the driving unit (not shown) is controlled in a gradually compensated manner, the voltage supplied to the working coil (WC) changes from a low voltage to a high voltage.

공진 커패시터(160)는 완충기 역할을 하기 위한 구성요소일 수 있다. 공진 커패시터(160)는 스위칭 소자의 턴오프 동안 포화 전압 상승 비율을 조절하여, 턴오프 시간 동안 에너지 손실에 영향을 준다.The resonance capacitor 160 may be a component that functions as a buffer. The resonant capacitor 160 controls the saturation voltage rise rate during turn-off of the switching element, thereby affecting energy loss during the turn-off time.

도 9에 도시된 바와 같은 회로도로 구성되는 쿡탑(1)의 경우, 공진 주파수(resonance frequency)는 워킹 코일(WC)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 의해 결정된다. 그리고, 결정된 공진 주파수를 중심으로 공진 곡선이 형성되며, 공진 곡선은 주파수 대역에 따라 쿡탑(1)의 출력 파워를 나타낼 수 있다.In the case of the cooktop 1 configured with the circuit diagram shown in FIG. 9, the resonance frequency is determined by the inductance value of the working coil WC and the capacitance value of the resonance capacitor 160. Then, a resonance curve is formed around the determined resonance frequency, and the resonance curve can represent the output power of the cooktop 1 depending on the frequency band.

공진점 절환 회로(210)는 공진 주파수를 변경할 수 있다. 공진점 절환 회로(210)는 공진 커패시터(160)와 선택적으로 연결될 수 있다. 공진점 절환 회로(210)는 적어도 하나의 스위치(212) 및 적어도 하나의 공진점 변환 커패시터(214)를 포함할 수 있다. 스위치(212)는 릴레이(Relay) 혹은 반도체 소자로 구성될 수 있다. 스위치(212)의 온, 오프에 따라 공진점 변환 커패시터(214)는 공진 커패시터(160)와 연결되거나, 연결되지 않을 수 있다. 즉, 스위치(212)의 온, 오프에 따라 공진 곡선에 영향을 미치거나, 미치지 않을 수 있다. 공진점 변환 커패시터(214)는 피가열 물체(HO)가 비자성체인 경우에만 공진 커패시터(160)와 연결될 수 있다.The resonance point switching circuit 210 can change the resonance frequency. The resonance point switching circuit 210 may be selectively connected to the resonance capacitor 160. The resonance point switching circuit 210 may include at least one switch 212 and at least one resonance point switching capacitor 214. The switch 212 may be composed of a relay or a semiconductor device. Depending on whether the switch 212 is turned on or off, the resonance point conversion capacitor 214 may or may not be connected to the resonance capacitor 160. That is, depending on whether the switch 212 is turned on or off, the resonance curve may or may not be affected. The resonance point conversion capacitor 214 can be connected to the resonance capacitor 160 only when the object to be heated (HO) is non-magnetic.

본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 자성체를 가열할 경우에는 스위치(212)가 오프되고, 이에 따라 공진 곡선은 워킹 코일(WC)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 값에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 쿡탑(1)은 비자성체를 가열할 경우에는 스위치(21)가 온되고, 이에 따라 공진 곡선은 워킹 코일(WC)의 인덕턴스 값과 공진 커패시터(160)의 커패시턴스 및 공진점 변환 커패시터(214)의 커패시턴스에 의해 결정될 수 있다.When heating a magnetic material in the cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure, the switch 212 is turned off, and accordingly, the resonance curve is determined by the inductance value of the working coil (WC) and the capacitance value of the resonance capacitor 160. can be decided. However, when the cooktop 1 heats a non-magnetic material, the switch 21 is turned on, and accordingly, the resonance curve is the inductance value of the working coil WC, the capacitance of the resonance capacitor 160, and the resonance point conversion capacitor 214. It can be determined by the capacitance of .

도 10은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 비자성체 가열시 공진 주파수를 변경함에 따른 출력 특성의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing changes in output characteristics as the resonant frequency of the cooktop according to an embodiment of the present disclosure changes when heating a non-magnetic material.

제1 내지 제3 곡선(G1)(G2)(G3)은 도 8에서 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.Since the first to third curves G1, G2, and G3 are the same as those described in FIG. 8, duplicate descriptions will be omitted.

제3 곡선(G3)은 스위치(212)가 오프인 경우 비자성체 가열시 공진 곡선이고, 제4 곡선(G4)은 스위치(212)가 온인 경우 비자성체 가열시 공진 곡선일 수 있다.The third curve G3 may be a resonance curve when heating a non-magnetic material when the switch 212 is off, and the fourth curve G4 may be a resonance curve when heating a non-magnetic material when the switch 212 is on.

즉, 쿡탑(1)은 비자성체를 가열할 경우 스위치(212)가 오프에서 온으로 전환될 수 있고, 이에 따라 공진 주파수가 제1 공진 주파수(f_r1)에서 제2 공진 주파수(f_r2)로 변경될 수 있다. 스위치(212)가 온되면 공진 주파수가 제1 공진 주파수(f_r1)에서 제2 공진 주파수(f_r2)로 변경될 수 있다.That is, when the cooktop 1 heats a non-magnetic material, the switch 212 can be switched from off to on, and accordingly, the resonant frequency changes from the first resonant frequency (f _r1 ) to the second resonant frequency (f _r2 ). can be changed. When the switch 212 is turned on, the resonance frequency may change from the first resonance frequency (f _r1 ) to the second resonance frequency (f _r2 ).

이와 같이 공진 주파수가 변경될 경우, 구동 주파수가 동일하더라도 출력이 달라지게 된다. 구체적으로, 도 10에서 공진 주파수가 제1 공진 주파수(f_r1)인 경우 인버터(140)가 제1 구동 주파수(f_sw1)로 동작할 때의 출력이 제1 출력(P_sw1)인 반면, 공진 주파수가 제2 공진 주파수(f_r2)로 변경된 경우 인버터(140)가 제1 구동 주파수(f_sw1)와 동일한 제2 구동 주파수(f_sw2)로 동작할 때의 출력은 제1 출력(P_sw1) 보다 큰 제2 출력(P_sw2)임을 확인할 수 있다.When the resonance frequency is changed like this, the output changes even if the driving frequency is the same. Specifically, in Figure 10, when the resonance frequency is the first resonance frequency (f _r1 ), the output when the inverter 140 operates at the first driving frequency (f _sw1 ) is the first output (P _sw1 ), while the resonance When the frequency is changed to the second resonant frequency (f _r2 ), the output when the inverter 140 operates at the second driving frequency (f _sw2 ), which is the same as the first driving frequency (f _sw1 ), is the first output (P _sw1 ). It can be confirmed that the second output (P _sw2 ) is larger.

즉, 증가된 등가 저항을 이용하기 위해서는 높아진 구동 주파수에 적합한 공진 주파수가 선택되어져야 하며, 이를 실현시키기 위해서는 공진 주파수 변경을 위한 공진점 절환 회로(210)가 더 구비될 수 있다.That is, in order to use the increased equivalent resistance, a resonance frequency suitable for the increased driving frequency must be selected, and to realize this, a resonance point switching circuit 210 for changing the resonance frequency may be further provided.

한편, 상술한 바와 같이 출력 개선을 위해 공진 주파수를 증가시킬 경우, Q 팩터가 커지면서 공진 곡선이 좁아질 수 있다. 직렬공진회로에서 Q 팩터는 아래 수학식 3과 같은 수식을 통해 산출되는 바, 공진 주파수의 증가는 Q 팩터를 증가시키고, Q 팩터는 그 값이 클수록 곡선의 모양이 샤프(sharp)한 형태를 갖기 때문이다.Meanwhile, as described above, when the resonance frequency is increased to improve output, the Q factor may increase and the resonance curve may narrow. In a series resonance circuit, the Q factor is calculated through the equation shown in Equation 3 below. An increase in the resonance frequency increases the Q factor, and the larger the value of the Q factor, the sharper the curve. Because.

도 10의 도면을 참조하면, 공진 곡선이 제3 곡선(G3)에서 제4 곡선(G4)으로 변경될 때 공진 곡선이 좁아지는 것을 확인할 수 있다.Referring to the drawing of FIG. 10, it can be seen that the resonance curve narrows when it changes from the third curve G3 to the fourth curve G4.

상술한 바와 같이, 공진 곡선이 좁아질 경우, 파춰 제어의 폭은 좁아지는 문제가 있다. 따라서, 이러한 파워 제어의 폭이 좁아지는 한계점을 극복하기 위해, 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑(1)에는 PFC(Power Factor Correction) 회로가 적용될 수 있다.As described above, when the resonance curve narrows, there is a problem in that the width of parture control narrows. Therefore, in order to overcome this limitation of narrowing the power control range, a power factor correction (PFC) circuit may be applied to the cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure.

본 개시의 일 실시 예에 따른 쿡탑(1)은 인버터(140)로의 입력단을 PFC 회로로 형성할 수 있고, 이에 따라 인버터(140)의 입력 전압을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.The cooktop 1 according to an embodiment of the present disclosure may form an input terminal to the inverter 140 with a PFC circuit, and thus increase or decrease the input voltage of the inverter 140.

도 11은 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑에 PFC 회로가 적용된 모습이 도시된 회로도이다.Figure 11 is a circuit diagram showing a PFC circuit applied to a cooktop according to an embodiment of the present disclosure.

도 11에 도시된 구성들 중 도 9에 도시된 구성과 동일하여, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Among the configurations shown in FIG. 11, they are the same as those shown in FIG. 9, so overlapping descriptions will be omitted.

도 11에 도시된 바와 같이 쿡탑(1)은 PFC 회로(220)를 더 포함할 수 있다. PFC 회로(220)는 정류부(120)와 DC 링크 커패시터(130) 사이에 배치될 수 있다. PFC 회로(220)는 인버터(140)의 입력 전압을 제어할 수 있다. 구체적으로, PFC 회로(220)는 정류부(120)에서 정류되어 인버터(140)로 입력되는 입력 전압을 제어할 수 있다. 특히, PFC 회로(220)는 피가열 물체가 비자성체인 경우 인버터(140)의 입력 전압을 증가시킬 수 있다. As shown in FIG. 11, the cooktop 1 may further include a PFC circuit 220. The PFC circuit 220 may be disposed between the rectifier 120 and the DC link capacitor 130. The PFC circuit 220 can control the input voltage of the inverter 140. Specifically, the PFC circuit 220 can control the input voltage that is rectified in the rectifier 120 and input to the inverter 140. In particular, the PFC circuit 220 may increase the input voltage of the inverter 140 when the object to be heated is non-magnetic.

한편, 인버터(140)로의 입력 전압에 따른 출력은 다음의 수학식 4를 통해 산출될 수 있다.Meanwhile, the output according to the input voltage to the inverter 140 can be calculated through Equation 4 below.

즉, PFC 회로(220)가 적용된 쿡탑(1)에서의 출력은 위 수학식 4와 같은 수식을 통해 산출될 수 있다.That is, the output from the cooktop 1 to which the PFC circuit 220 is applied can be calculated through a formula such as Equation 4 above.

따라서, 쿡탑(10)은 PFC 회로(220)를 통해 인버터(140)로의 입력 전압(v_in,rms)을 조절함으로써 출력 곡선을 변경할 수 있고, 이와 같이 출력 곡선을 변경하여 파워 제어의 폭을 넓힐 수 있다.Therefore, the cooktop 10 can change the output curve by adjusting the input voltage (v _{in, rms} ) to the inverter 140 through the PFC circuit 220, and by changing the output curve in this way, the range of power control can be expanded. You can.

도 12는 본 개시의 실시 예에 따른 쿡탑이 입력 전압 제어를 통해 변경한 출력 곡선의 예시가 도시된 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an output curve changed by a cooktop through input voltage control according to an embodiment of the present disclosure.

제1 내지 제4 곡선(G1)(G2)(G3)(G4)은 도 10에서 설명한 바와 동일하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.Since the first to fourth curves G1, G2, G3, and G4 are the same as those described in FIG. 10, duplicate descriptions will be omitted.

제5 곡선(G5)은 스위치(212)가 온 됨에 따라 공진 주파수가 변경된 상태에서, 입력 전압 제어에 의해 조절되는 출력 곡선일 수 있다. 예를 들어, 인버터(140)의 입력 전압이 커질 경우 출력도 증가하여 출력 곡선은 제5-1 곡선(G5')으로 변경될 수 있다. 제5-1 곡선(G5')를 참고하면 출력 범위가 넓은 바, 파워 제어 폭이 넓어지는 것을 확인할 수 있다. 한편, 다른 예로, 인버터(140)의 입력 전압이 작아질 경우 출력도 감소하여 출력 곡선은 제5-2 곡선(G5'')으로 변경될 수 있다.The fifth curve G5 may be an output curve adjusted by input voltage control in a state in which the resonance frequency is changed as the switch 212 is turned on. For example, when the input voltage of the inverter 140 increases, the output also increases and the output curve can be changed to the 5-1 curve G5'. Referring to the 5-1 curve (G5'), it can be seen that the output range is wide and the power control range is widened. Meanwhile, as another example, when the input voltage of the inverter 140 decreases, the output also decreases, and the output curve may change to the 5-2 curve G5''.

이와 같이, 쿡탑(1)은 PFC 회로(220)를 통해 인버터(140)로의 입력 전압을 제어함으로써 출력 곡선을 변경하여, 파워 제어 폭을 넓힐 수 있다.In this way, the cooktop 1 can change the output curve by controlling the input voltage to the inverter 140 through the PFC circuit 220, thereby widening the power control range.

상술한 방법들을 통해 쿡탑(1)은 고출력으로 비자성 용기를 가열할 수 있다. 특히, 쿡탑(1)에 설계된 파워 레벨을 모두 활용 가능한 이점이 있다. 또한, 별도의 발열판 등을 용기 내부에 구비하지 않아도 되는 바, 청결성이 확보되는 이점이 있다. Through the above-described methods, the cooktop 1 can heat a non-magnetic container with high output. In particular, it has the advantage of being able to utilize all power levels designed for the cooktop (1). Additionally, since there is no need to provide a separate heating plate, etc. inside the container, there is an advantage in ensuring cleanliness.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present disclosure, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present disclosure.

따라서, 본 개시에 개시된 실시 예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the embodiments disclosed in the present disclosure are not intended to limit the technical idea of the present disclosure but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present disclosure is not limited by these embodiments.

본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of this disclosure should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this disclosure.

Claims

A top portion on which an object to be heated is placed;
an intermediate heating element installed on the upper plate;
A working coil that generates a magnetic field passing through the object to be heated or the intermediate heating body;
A resonance capacitor connected to the working coil;
an inverter that applies current to the working coil; and
Containing a resonance point switching circuit to change the resonance frequency
Induction heating cooktop.

In claim 1,
The resonance point switching circuit is
A switch connected to the resonance capacitor, and
Comprising a resonance point conversion capacitor connected to the switch
Induction heating cooktop.

In claim 2,
The switch is
If the object to be heated is magnetic, it is turned off,
Turned on when the object to be heated is non-magnetic,
Induction heating cooktop.

In claim 3,
When the switch is turned on, the resonance frequency changes from the first resonance frequency to the second resonance frequency.
Induction heating cooktop.

In claim 2,
The resonance point conversion capacitor is connected to the resonance capacitor only when the object to be heated is non-magnetic.
Induction heating cooktop.

In claim 1,
Further comprising a PFC circuit that controls the input voltage of the inverter
Induction heating cooktop.

In claim 6,
The PFC circuit is
If the object to be heated is non-magnetic, the input voltage of the inverter is increased.
Induction heating cooktop.

In claim 1,
The inverter is
If the object to be heated is a magnetic material, it operates in a first frequency band,
When the object to be heated is non-magnetic, it operates in a second frequency band higher than the first frequency band.
Induction heating cooktop.

In claim 1,
The inverter is composed of WBG (Wide Band Gap) elements.
Induction heating cooktop.