KR20240000939A - 조리기기 - Google Patents

조리기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20240000939A
KR20240000939A KR1020220077758A KR20220077758A KR20240000939A KR 20240000939 A KR20240000939 A KR 20240000939A KR 1020220077758 A KR1020220077758 A KR 1020220077758A KR 20220077758 A KR20220077758 A KR 20220077758A KR 20240000939 A KR20240000939 A KR 20240000939A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
operating frequency
frequency band
resonance
khz
resonance system
Prior art date
Application number
KR1020220077758A
Other languages
English (en)
Inventor
이재우
김의성
유옥선
정경훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020220077758A priority Critical patent/KR20240000939A/ko
Publication of KR20240000939A publication Critical patent/KR20240000939A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
    • H05B1/0252—Domestic applications
    • H05B1/0258—For cooking
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices
    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기는, 복수 개의 화구들을 가열하기 위한 각각의 공진 시스템의 동작 주파수 간 차이를 적어도 최대 가청 주파수 이상으로 하여, 복수 개의 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 발생하는 간섭 소음을 최소화하고자 한다.

Description

조리기기{COOKING APPLIANCES}
본 개시는 조리기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시는 동작 주파수를 조절하여 복수의 화구 가동 시 발생하는 간섭 소음을 최소화하는 조리기기에 관한 것이다.
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.
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.
최근에는 조리기기에 유도 가열 방식이 대부분 적용되고 있다. 그런데, 이와 같은 조리기기는 피가열 물체를 가열하기 위하여 공진 시스템을 구동하는 경우, 공진 시스템의 동작 주파수에 따라 소음이 발생할 수 있는 문제가 있다.
이에, 피가열 물체를 가열하는 경우 하나의 공진 시스템이 최대 가청 주파수인 20kHz를 초과하는 주파수에서 동작하도록 하여 조리 기기의 소음으로 인한 사용자 불편을 최소화하는 방안이 있다.
그런데, 복수 개의 피가열 물체를 가열하기 위하여 복수 개의 공진 시스템을 구동하는 경우에는 각각의 공진 시스템의 동작 주파수가 20kHz를 초과하더라도, 각각의 동작 주파수 간의 차이가 가청 주파수 대역에 속하는 경우 간섭 소음이 발생하여 사용자에게 불편감을 줄 수 있다.
이에, 음원의 거리가 멀어질수록 간섭 소음이 줄어드는 원리를 이용하여, 화구들 사이의 거리가 일정 거리 이상이 되도록 하여 간섭 소음을 저감하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 경우 이는 화구들 사이의 거리가 일정 거리 이상이 되어야 하므로, 화구의 위치 선택이 매우 제한적이고, 부피 증가 등의 문제가 있다.
본 개시는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 발생하는 간섭 소음을 최소화한 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 각 화구 간의 거리 제한 없이도 간섭 소음을 최소화한 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 인버터의 Duty 조절 없이도 간섭 소음을 최소화한 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 피가열 물체의 종류나 크기에 따라 전력을 상이하게 조절할 수 있으며, 피가열 물체의 종류나 크기의 제한 없이도 간섭 소음을 최소화한 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 화구의 개수 보다 적은 개수의 동작 주파수를 설계하더라도 간섭 소음을 최소화한 조리기기를 제공하고자 한다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 공진 시스템의 동작 주파수 간의 차이가 최대 가청 주파수인 20kHz 이상이 되도록 동작할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 공진 시스템의 동작 주파수 간의 차이가 최대 가청 주파수의 2배인 40kHz 이상이 되도록 동작할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구 중 화구들 사이의 거리가 제1 길이인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 복수 개의 공진 시스템들의 동작 주파수 간 차이는 적어도 20kHz 이상이고, 화구들 사이의 거리가 제1 길이 보다 긴 제2 길이를 갖는 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 복수 개의 공진 시스템들의 동작 주파수는 동일하도록 설계될 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 적어도 제1 화구 및 제2 화구가 형성된 상판부, 제1 화구에 놓인 제1 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 제1 워킹 코일 및 제1 워킹 코일에 전류를 인가하는 제1 인버터부를 포함하는 제1 공진 시스템, 제2 화구에 놓인 제2 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 제2 워킹 코일 및 제2 워킹 코일에 전류를 인가하는 제2 인버터부를 포함하는 제2 공진 시스템을 포함할 수 있고, 제1 공진 시스템의 제1 동작 주파수와 제2 공진 시스템의 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 제1 동작 주파수 대역의 최소값과 최대 가청 주파수 간의 차이가 적어도 20kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 제1 동작 주파수 대역의 최소값과 최대 가청 주파수 간의 차이가 적어도 40kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 제1 동작 주파수 대역의 최대값과 제2 동작 주파수 대역의 최소값 간의 차이는 적어도 20kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 상기 제1 동작 주파수 대역의 최대값과 상기 제2 동작 주파수 대역의 최소값 간의 차이가 적어도 40kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 제1 공진 시스템의 공진 주파수인 제1 공진 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 크고, 제2 공진 시스템의 공진 주파수인 제2 공진 주파수는 제1 동작 주파수 대역의 최대값 보다 적어도 20kHz 이상 크도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 제1 공진 시스템의 공진 주파수인 제1 공진 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 40kHz 이상 크고, 제2 공진 시스템의 공진 주파수인 제2 공진 주파수는 제1 동작 주파수 대역의 최대값 보다 적어도 40kHz 이상 크도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 조리기기가 복수 개의 화구가 형성된 상판부, 복수 개의 화구 각각에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 복수 개의 공진 시스템을 포함할 수 있고, 복수 개의 공진 시스템 중 어느 하나의 동작 주파수와 다른 하나의 동작 주파수간 차이가 적어도 20kHz 이상이 되도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 공진 시스템 모두는 최대 가청 주파수 이상의 주파수 대역에서 동작하도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 공진 시스템 중 어느 하나의 최소 동작 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 크고, 최대 동작 주파수는 다른 하나의 최소 동작 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 작도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 공진 시스템 중 화구들 사이의 거리가 제1 길이인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체를 가열하기 위한 공진 시스템의 동작 주파수 간 차이는 적어도 20kHz, 이상이고, 화구들 사이의 거리가 제1 길이 보다 긴 제2 길이를 갖는 화구들을 가열하기 위한 복수 개의 공진 시스템의 동작 주파수는 동일하도록 할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 복수 개의 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 동작 주파수 간의 차이로 인한 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 복수 개의 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 화구들 사이의 거리를 고려할 필요 없이 화구를 선택할 수 있음과 동시에 동작 주파수 간의 차이로 인한 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 복수 개의 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 인버터의 Duty 조절로 인한 스위치 전류의 불균형이 발생할 우려가 없으므로, 복수의 공진 시스템 중 어느 한 시스템이 과열될 우려가 없음과 동시에 동작 주파수 간의 차이로 인한 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 피가열 물체의 종류나 크기에 따라 전력을 상이하게 조절할 수 있으므로 전력 효율이 높아질 수 있으며, 피가열 물체의 종류나 크기에 따라 동작 주파수 대역이 변경되는 경우에도 동작 주파수 간의 차이로 인한 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 조리기기는 복수 개의 화구에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시 가열 시 화구의 개수 보다 적은 개수의 동작 주파수를 설정하여 간섭 소음을 최소화할 수 있으므로, 워킹 코일(WC)을 선택할 수 있는 폭이 넓으며, 동일한 동작 주파수를 갖는 공진 시스템이 동일한 인버터를 포함할 수 있으므로, 설계 및 비용상의 이점이 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식이 적용된 조리기기가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식이 적용된 조리기기의 회로도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 도시된 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기의 회로도이다.
도 5는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 제1 공진 시스템과 제2 공진 시스템의 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 따른 조리기기에 포함된 공진 시스템의 동작 주파수 대역이 변경되는 경우를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 개시에 따른 조리기기에 포함된 공진 시스템의 공진 주파수와 동작 주파수의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 조리기기의 상판부의 평면도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 내지 제3 공진 시스템의 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기의 상판부의 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 본 개시의 실시 예에 따른 조리기기 및 그의 동작 방법을 설명한다. 이하, 조리기기는 유도 가열 방식의 쿡탑일 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식이 적용된 조리기기가 도시된 사시도이다.
도 1을 참조하면, 조리기기(1)는 케이스(25), 커버(20), 워킹 코일(WC)을 포함할 수 있다.
케이스(25)는 조리기기 (1)의 외관을 형성할 수 있다. 케이스(25)는 조리기기 (1)의 내부에 구비된 구성들을 외부로부터 보호할 수 있다.
케이스(25)의 내부에는 워킹 코일(WC), 워킹 코일(WC)에 흐르는 전류를 제어하는 인버터부(140, 도 2 참조), 워킹 코일(WC)의 워킹 코일과 공진하는 공진 커패시터(미도시), 스위치부(미도시) 등이 구비될 수 있다. 즉, 케이스(25)에는 워킹 코일(WC)의 구동과 관련된 다른 구성, 즉 각종 장치가 구비될 수 있다.
커버(20)는 케이스(25)의 상단에 결합되어, 케이스(25)와 함께 조리기기 (1)의 외관을 형성할 수 있다.
커버(20)에는 조리 용기와 같은 피가열 물체(100)가 놓이는 상판부(15)가 형성될 수 있다. 상판부(15)는 예를 들어, 유리 소재(예를 들어, 세라믹 글래스(ceramics glass))로 구성될 수 있다.
또한, 상판부(15)에는 사용자로부터 입력을 제공받아 입력 인터페이스용 제어 모듈(미도시)로 해당 입력을 전달하는 입력 인터페이스(미도시)가 구비될 수 있다. 물론, 입력 인터페이스는 상판부(15)가 아닌 다른 위치에 구비될 수도 있다.
조리기기(1)는 중간 가열체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 중간 가열체(미도시)는 상판부(15)의 상측 또는 하측에 구비될 수 있다. 워킹 코일(WC)에서 발생하는 자기장은 피가열 물체(100)가 자성체인 경우에 피가열 물체(100)와 결합하여 피가열 물체(100)를 직접 가열할 수 있으므로 피가열 물체(100)가 비자성체인 경우에 피가열 물체(100)를 가열할 수 없거나 매우 적은 효율로 가열할 수 있는 문제가 있다. 그런데, 중간 가열체(미도시)가 구비되는 경우에는 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장이 중간 가열체(미도시)와 결합하여 중간 가열체(미도시)의 발열로 피가열 물체(100)를 간접 가열할 수 있다.
인버터(미도시)가 워킹 코일(WC)에 전류가 흐르도록 제어하는 경우, 워킹 코일(WC)은 피가열 물체(100) 또는 중간 가열체(200)를 가열하기 위한 자기장을 발생시킬 수 있다. 워킹 코일(WC)에서 발생한 자기장은 중간 가열체(200)를 가열하여 피가열 물체(100)를 간접적으로 가열하거나 중간 가열체(200)의 주변을 지나 피가열 물체(100)를 가열할 수 있다.
즉, 본 개시는 중간 가열체(미도시)를 구비하는 쿡탑(1)에도 적용될 수 있다.
상판부(15)에는 피가열 물체(100)가 놓일 수 있다. 상판부(15)에는 화구(500)가 형성될 수 있다. 화구(500)는 상판부(15)에 가열 대상인 피가열 물체(100)가 놓이는 영역일 수 있다. 도 1에는 1 개의 화구(500)가 도시되었으나, 도시된 바와 달리 복수 개의 화구(500)가 형성될 수 있다. 화구(500)는 워킹 코일(WC)과 적어도 일부가 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되는 영역일 수 있다. 또한, 화구(500)는 중간 가열체(미도시)와 적어도 일부가 세로 방향(즉, 수직 방향 또는 상하 방향)으로 오버랩되는 영역일 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 유도 가열 방식이 적용된 조리기기의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 조리기기(1)는 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130) 및 공진 시스템(300) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있고, 공진 시스템(300)은 인버터부(140), 워킹 코일(WC) 및 공진 커패시터(160) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
전원부(110)는 외부 전원을 입력받을 수 있다. 전원부(110)가 외부로부터 입력받는 전원은 AC(Alternation Current) 전원일 수 있다.
전원부(110)은 정류부(120)로 교류 전압을 공급할 수 있다.
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.
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.
DC 링크 커패시터(130)는 전원부(110)과 인버터부(140) 사이의 버퍼 역할을 수행한다. 구체적으로, DC 링크 커패시터(130)는 정류부(120)를 통해 변환된 DC 링크 전압을 유지시켜 인버터부(140)까지 공급하기 위한 용도로 사용된다.
조리기기(1)는 적어도 하나의 공진 시스템(300)을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 공진 시스템(300)은 인버터부(140), 워킹 코일(WC) 및 공진 커패시터(160)를 포함할 수 있다. 또한, 공진 시스템(300)은 피가열 물체(100), 인버터부(140), 워킹 코일(WC) 및 공진 커패시터(160) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
인버터부(140)는 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르도록 워킹 코일(WC)에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터부(140)는 워킹 코일(WC)에 전류를 인가할 수 있다. 인버터부(140)는 워킹 코일(WC)을 턴온 또는 턴오프하는 릴레이 또는 반도체 스위치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(140)는 반도체 스위치를 포함할 수 있고, 반도체 스위치는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 WBG(Wide Band Gab) 소자일 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다. 한편, WBG 소자는 SiC(Silicon Carbide) 또는 GaN(Gallium Nitride) 등일 수 있다. 인버터부(140)는 반도체 스위치를 구동시킴으로써 워킹 코일(WC)에 고주파의 전류가 흐르게 하고, 이에 따라 워킹 코일(WC)에 고주파 자계가 형성된다.
워킹 코일(WC)은 피가열 물체(HO)를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 적어도 하나의 워킹 코일(WC)을 포함할 수 있다. 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.
워킹 코일(WC)의 일측은 인버터부(140)의 스위칭 소자의 접속점에 연결되어 있고, 다른 일측은 공진 커패시터(160)에 연결된다.
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)로부터 인가되는 스위칭 소자의 온/오프 시간은 점차 보상되는 형태로 제어되기 때문에 워킹 코일(WC)에 공급되는 전압은 저전압에서 고전압으로 변한다.
공진 커패시터(160)는 워킹 코일(WC)의 워킹 코일과 공진할 수 있다.
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.
다음으로, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(1)를 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기가 도시된 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상판부(15)에는 제1 화구(510) 및 제2 화구(520)가 형성될 수 있다. 즉, 상판부(15)에는 2개의 화구(500)가 형성될 수 있다. 그러나, 상판부(150)에 형성되는 화구(500)의 개수는 2개에 제한되지 않으며, 복수 개의 화구(500)가 형성될 수 있다.
한편, 조리기기(1)는 상판부(150)에 제1 화구(510) 및 제2 화구(520)가 형성됨에 따라, 조리기기(1)는 제1 화구(510)에 놓인 제1 피가열 물체(110)를 가열하기 위한 제1 워킹 코일(WC1) 및 제2 화구(520)에 놓인 제2 피가열 물체(120)를 가열하기 위한 제2 워킹 코일(WC2)를 구비할 수 있다. 즉, 상판부(15)에 복수 개의 화구(500)가 형성된 경우에는 각각의 화구(500)에 놓인 피가열 물체(100)를 가열하기 위한 복수 개의 워킹 코일(WC)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 조리기기(1)는 전원부(110), 정류부(120), DC 링크 커패시터(130) 및 공진 시스템(300) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
전원부(110), 정류부(120) 및 DC 링크 커패시터(130)는 도 2에서 상술한 바와 같다.
공진 시스템(300)은 제1 공진 시스템(310) 및 제2 공진 시스템(320)을 포함할 수 있다. 공진 시스템(300)은 복수의 공진 시스템을 포함할 수 있다.
이어서, 제1 공진 시스템(310) 및 제2 공진 시스템(320)에 관하여 설명한다.
먼저, 제1 공진 시스템(310)은 제1 화구(510)에 놓인 제1 피가열 물체(110)를 가열하기 위한 공진 시스템이다. 도 4를 참조하면, 제1 공진 시스템(310)은 제1 인버터부(311), 제1 워킹 코일(WC1) 및 제1 공진 커패시터(312)를 포함할 수 있다. 그리고, 도시된 바와 달리 제1 공진 시스템(310)은 제1 화구(510)에 놓이는 제1 피가열 물체(110), 제1 피가열 물체(110)를 가열하기 위한 제1 워킹 코일(WC1), 제1 워킹 코일(WC1)에 전류를 인가하는 제1 인버터부(311) 및 제1 공진 커패시터(312) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
다음으로, 제2 공진 시스템(320)은 제2 화구(510)에 놓인 제2 피가열 물체(120)를 가열하기 위한 공진 시스템이다. 도 4를 참조하면, 제2 공진 시스템(320)은 제2 인버터부(321), 제2 워킹 코일(WC2) 및 제2 공진 커패시터(322)를 포함할 수 있다. 그리고, 도시된 바와 달리 제2 공진 시스템(320)은 제2 화구(520)에 놓이는 제2 피가열 물체(120), 제2 피가열 물체(120)를 가열하기 위한 제2 워킹 코일(WC2), 제2 워킹 코일(WC2)에 전류를 인가하는 제2 인버터부(320) 및 제2 공진 커패시터(322) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같은 유도 가열 방식이 적용된 조리기기(1)는 화구(500)에 놓인 피가열 물체(100)를 가열하기 위해 공진 시스템(300)을 구동하는 경우, 공진 시스템의 동작 주파수에 따라 소음이 발생할 수 있는 문제가 있다. 이에, 하나의 화구(500)를 가열하는 경우에 공진 시스템(300)이 최대 가청 주파수인 20kHz를 초과하는 주파수에서 동작하도록 하여 조리기기(1)의 소음으로 인한 사용자 불편을 최소화하는 방안이 있다.
그런데, 조리기기(1)에 포함된 복수 개의 화구(500)들에 놓인 각각의 피가열 물체(100)들을 가열하기 위해 복수 개의 공진 시스템(300)을 구동하는 경우에는, 각각의 공진 시스템(300)의 동작 주파수가 20kHz를 초과하더라도, 각각의 동작 주파수 간의 차이가 가청 주파수 대역에 속하는 경우 간섭 소음이 발생하여 사용자에게 불편감을 줄 수 있다.
이에, 음원의 거리가 멀어질수록 간섭 소음이 줄어드는 원리를 이용하여, 화구들 사이의 거리가 일정 거리 이상이 되도록 하여 간섭 소음을 저감하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 경우 화구들 사이의 거리가 일정 거리 이상이 되어야 하므로, 화구의 위치 선택이 매우 제한적이고, 부피 증가 등의 문제가 있다.
일 실시 예에 따르면, 인버터의 Duty를 조절하여 제1 공진 시스템(310)과 제2 공진 시스템(320)의 동작 주파수 간 차이가 최대 가청 주파수인 20kHz 이상이 되도록 하여 간섭 소음을 줄일 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 각각의 공진 시스템에 전력을 균등하게 인가함으로써 각각의 동작 주파수 간 차이를 매우 근소하게 하여 간섭 소음 발생을 최소화할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시 예에 따르면, 복수 개의 공진 시스템(300)들의 각각의 동작 주파수 간의 차이를 최대 가청 주파수 이상으로 설계함으로써 간섭 소음 발생을 최소화할 수 있다. 이하에서 복수 개의 공진 시스템(300)들을 동시 구동 시 발생하는 간섭 소음을 최소화하기 위한 동작 주파수 설계에 관하여 설명한다.
도 5는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 제1 공진 시스템과 제2 공진 시스템의 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, x축은 주파수를 나타낸다. x축의 왼쪽 끝에서 최대 가청 주파수(af) 까지는 가청 주파수 대역이다. 제1 동작 주파수는 제1 화구(510)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제1 공진 시스템(310)의 동작 주파수일 수 있다. 제1 동작 주파수는 제1 동작 주파수 대역(B1)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 b1일 수 있으나 이는 제1 동작 주파수 대역(B1) 내에서 가변되는 값이다. 동작 주파수 대역(B1)은 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11) 부터 최대값(B12) 까지의 값을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 동작 주파수는 제2 화구(520)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제2 공진 시스템(320)의 동작 주파수일 수 있다. 제2 동작 주파수는 제2 공진 시스템의 제2 동작 주파수 대역(B2)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 b2일 수 있으나 이는 제2 동작 주파수 대역(B2) 내에서 가변되는 값이다. 제2 동작 주파수 대역(B2)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 부터 최대값(B22) 까지의 값을 포함할 수 있다. 한편, 최대 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최대값일 수 있고, 최소 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최소값일 수 있다.
가청 주파수 대역은 20Hz~20kHz로 알려져 있다. 따라서, 최대 가청 주파수(af)는 20kHz일 수 있다. 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)은 최대 가청 주파수(af) 보다 클 수 있다. 그리고, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)과 최대 가청 주파수(af) 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 예를 들면, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)은 최대 가청 주파수(af)보다 2kHz 큰 40kHz 이상일 수 있다. 이와 같이 제1 동작 주파수가 40kHz 이상의 값을 갖도록 하여, 제1 동작 주파수와 최대 가청 주파수(af) 간의 차이가 적어도 최대 가청 주파수(af)인 20kHz 이상이 되도록 함으로써, 제1 공진 시스템(310) 구동 시 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.
또한, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)이 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11) 보다 클 수 있다. 따라서, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)과 최대 가청 주파수(af) 간의 차이 또한 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 따라서, 제2 공진 시스템(320) 구동 시 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.
정리하면, 제1 동작 주파수 및 제2 동작 주파수는 최대 가청 주파수(af) 보다 크므로, 제1 공진 시스템(310) 또는 제2 공진 시스템(320) 단독 구동 시 발생하는 소음을 최소화할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 조리기기(1)가 복수 개의 공진 시스템(300)을 포함하는 경우에는 복수 개의 공진 시스템 모두가 최대 가청 주파수(af) 이상의 주파수 대역에서 동작하여 각각의 공진 시스템 구동 시 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.
그런데, 제1 공진 시스템(310) 또는 제2 공진 시스템(320) 동시 구동 시 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수의 차이로 인한 간섭 소음이 발생할 수 있으므로, 본 개시는 제1 동작 주파수 및 제2 동작 주파수 간의 차이를 소정 크기 이상으로 설계하여 간섭 소음을 최소화하고자 하는 바, 이하에서 자세히 설명한다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 예를 들면, 제1 동작 주파수가 130kHz 인 경우에, 제2 동작 주파수는 이보다 적어도 20kHz 이상 큰 차이를 갖는 150kHz 이상일 수 있다. 이와 같이 양 동작 주파수 간의 차이를 적어도 최대 가청 주파수(af) 보다 크게 함으로써 제1 및 제2 공진 시스템(310, 320) 동시 구동 시 발생하는 간섭 소음을 최소화할 수 있다. 마찬가지로, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 조리기기(1)가 복수 개의 공진 시스템을 포함하는 경우에는 복수 개의 공진 시스템 중 어느 하나의 동작 주파수와 다른 하나의 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다.
한편, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 동작 주파수 대역(B1)과 제2 동작 주파수 대역(B2)은 중첩되지 않을 수 있다. 그리고, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)과 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 예를 들면, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)이 150kHz인 경우에, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)은 적어도 20kHz 이상 큰 차이를 갖는 170kHz 이상일 수 있다. 이 경우 제1 동작 주파수가 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)을 갖으며 제2 동작 주파수가 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)을 갖는 경우에도 양 주파수 간의 차이는 적어도 최대 가청 주파수(af)인 20kHz 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 공진 시스템(310) 또는 제2 공진 시스템(320) 동시 구동 시 발생하는 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
또한, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 조리기기(1)가 복수 개의 공진 시스템(300)을 포함하는 경우에는 어느 하나의 최소 동작 주파수는 최대 가청 주파수(af) 보다 적어도 20kHz 이상 크고, 최대 동작 주파수(af)는 다른 하나의 최소 동작 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 작을 수 있다.이에 따라, 각각의 동작 주파수 대역은 중첩되지 않고, 각각의 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상이 되어 복수 개의 공진 시스템(300) 동시 구동 시 발생하는 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
도 6은 본 개시의 따른 조리기기에 포함된 공진 시스템의 동작 주파수 대역이 변경되는 경우를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6을 참조하면, x축은 주파수를 나타낸다. x축의 왼쪽 끝에서 최대 가청 주파수(af) 까지는 가청 주파수 대역이다. 제1 동작 주파수는 제1 화구(510)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제1 공진 시스템(310)의 동작 주파수일 수 있다. 제1 동작 주파수는 제1 동작 주파수 대역(B1)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 b1일 수 있으나 이는 제1 동작 주파수 대역(B1) 내에서 가변되는 값이다. 제1 동작 주파수 대역(B1)은 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11) 부터 최대값(B12) 까지의 값을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 동작 주파수는 제2 화구(520)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제2 공진 시스템(320)의 동작 주파수일 수 있다. 제2 동작 주파수는 제2 동작 주파수 대역(B2)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 b2일 수 있으나 이는 제2 동작 주파수 대역(B2) 내에서 가변되는 값이다. 제2 동작 주파수 대역(B2)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 부터 최대값(B22) 까지의 값을 포함할 수 있다. 한편, 최대 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최대값일 수 있고, 최소 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최소값일 수 있다.
한편, 조리기기(1)가 동작하는 경우, 공진 시스템(300)에 피가열 물체(100)가 포함됨에 따라, 각각의 동작 주파수 대역이 변경될 수 있다. 예를 들면, 제1 공진 시스템(310)은 제1 피가열 물체(110)를 포함할 수 있다. 제1 피가열 물체(110)는 제1 공진 시스템(310)에서 저항과 같은 역할을 하며, 저항 값에 따라 공진 시스템의 동작 주파수 대역이 변경될 수 있으므로, 제1 피가열 물체(110)의 종류 또는 크기에 따라 제1 동작 주파수 대역(B1)이 제3 동작 주파수 대역(B3)으로 변경될 수 있다. 마찬가지로, 제2 동작 주파수 대역(B2)은 제4 동작 주파수 대역(B4)으로 변경될 수 있다.
제3 동작 주파수 대역(B3)의 최대값(B31) 및 최소값(B32)는 각각 제1 동작 주파수 대역(B1)의 최대값(B12) 및 최소값(B11) 보다 크거나 작을 수 있다. 마찬가지로, 제4 동작 주파수 대역(B4)의 최대값(B41) 및 최소값(B42)은 각각 제2 동작 주파수 대역(B2)의 최대값(B22) 및 최소값(B21) 보다 크거나 작을 수 있다.
이와 같은 동작 주파수 대역의 변경에 따라, 제1 및 제2 동작 주파수 대역(B1, B2) 간의 차이 보다 제3 및 제4 동작 주파수 대역 간(B3, B4)의 차이가 작아질 수 있다. 예를 들면, 제3 동작 주파수 대역(B3)의 최대값(B31) 및 최소값(B32)이 제1 동작 주파수 대역(B1)의 최대값(B12) 및 최소값(B21) 보다 크고, 제4 동작 주파수 대역(B4)의 최대값(B42) 및 최소값(B41)이 제2 동작 주파수 대역의 최대값(B22) 및 최소값(B21) 보다 작은 경우에, 제1 및 제2 동작 주파수 대역(B1, B2) 간의 차이 보다 제3 및 제4 동작 주파수 대역(B3, B4) 간의 차이가 작아질 수 있다. 이 때, 제3 및 제4 동작 주파수 대역(B3, B4) 간의 차이가 최대 가청 주파수(af)인 20kHz 보다 작은 경우에는 제3 동작 주파수 및 제4 동작 주파수 간의 차이가 20kHz 보다 작은 경우가 발생할 수 있고, 제1 공진 시스템(310) 또는 제2 공진 시스템(320) 동시 구동 시 간섭 소음이 발생할 수 있다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기(1)는 피가열 물체(100)의 종류 또는 크기에 따라 동작 주파수 대역이 변경되더라도, 복수의 동작 주파수 간의 차이가 적어도 20kHz 이상이 되도록 복수의 동작 주파수 대역 간의 차이를 최대 가청 주파수(af)의 두 배인 40kHz 이상으로 할 수 있다. 즉, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)과 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 간의 차이는 적어도 40kHz 이상일 수 있다.예를 들면, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)이 150kHz 인 경우에, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)은 적어도 190kHz 이상일 수 있다. 이 때, 피가열 물체의 종류 및 크기에 따라 각각의 동작 주파수 대역이 변경됨에 따라, 제3 동작 주파수 대역의 최대값(B32)은 170kHz일 수 있고, 제4 동작 주파수 대역의 최소값(B41)은 150kHz일 수 있다. 이와 같이 동작 주파수 대역이 변경되더라도, 제3 동작 주파수와 제4 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 이러한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 피가열 물체(110, 120)의 종류 및 크기에 관계없이 동작 주파수 간의 차이로 인한 간섭 소음을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 개시의 다른 실시 예에 따르면, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)과 최대 가청 주파수(af) 간의 차이는 적어도 40kHz 이상일 수 있다.이와 같이 설계함으로써 제1 피가열 물체(110)의 종류 및 크기에 따라 제1 동작 주파수의 대역(B1)이 변경되더라도 제1 공진 시스템(310) 구동 시 소음을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 조리기기에 포함된 공진 시스템의 공진 주파수와 동작 주파수의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도7을 참조하면, x축은 주파수를 나타낸다. x축의 왼쪽 끝에서 최대 가청 주파수(af) 까지는 가청 주파수 대역이다. 제1 동작 주파수는 제1 화구(510)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제1 공진 시스템(310)의 동작 주파수일 수 있다. 제1 동작 주파수는 제1 동작 주파수 대역(B1)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 b1일 수 있으나 이는 제1 동작 주파수 대역(B1) 내에서 가변되는 값이다. 제1 동작 주파수 대역(B1)은 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11) 부터 최대값(B12) 까지의 값을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 동작 주파수는 제2 화구(520)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제2 공진 시스템(320)의 동작 주파수일 수 있다. 제2 동작 주파수는 제2 동작 주파수 대역(B2)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 b2일 수 있으나 이는 제2 동작 주파수 대역(B2) 내에서 가변되는 값이다. 제2 동작 주파수 대역(B2)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 부터 최대값(B22) 까지의 값을 포함할 수 있다. 한편, 최대 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최대값일 수 있고, 최소 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최소값일 수 있다.
한편, y 축은 복수의 화구(500)들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위하여 각각의 공진 시스템들에 인가되는 전력을 나타낸다. 본 개시의 일 실시예에 따른 조리기기(1)는 제1 공진 시스템(310)에 최소 전력(minimum power)이 인가되는 경우 제1 공진 시스템(310)이 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)에서 동작하며, 제2 공진 시스템(320)에 최대 전력(maximum power)이 인가되는 경우 제2 공진 시스템(320)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)에서 동작한다. 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21) 보다 작다. 즉, 제1 동작 주파수 대역(B1) 과 제2 동작 주파수 대역(B2)은 중첩되지 않는다. 따라서, 제1 공진 시스템(310)에 최소 전력(minimum power)이 인가되고 제2 공진 시스템(320)에 최대 전력(maximum power)이 인가되는 경우에도 제1 동작 주파수는 제2 동작 주파수보다 작다.
한편, 제1 공진 시스템(310)은 제1 공진 주파수(f1)를 갖는다. 제1 공진 시스템(310)의 동작 주파수가 제1 공진 주파수(f1)인 경우의 전력은 최대 전력(maximum power) 보다 클 수 있다. 그런데, 인버터부(140)에 포함된 반도체 스위치가 온 또는 오프 되는 과정에서 스위칭 손실이 발생할 수 있으므로, 스위치 손실을 저감하기 위해 영전압 스위칭 턴 온 방식(Zero Voltage Switching 또는 ZVS Turn on) 등의 스위칭 손실 저감 기법을 적용하기 위하여 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)을 제1 공진 주파수(f1) 보다 크게 설계할 수 있다. 정리하면, 제1 공진 시스템(310)은 제1 공진 주파수(f1)에서 가장 큰 전력을 갖을 수 있으나, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)을 제1 공진 주파수(f1) 보다 크게 설계하는 것이 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)하는 것이 전력 효율 측면에서 유리할 수 있다.
마찬가지로, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)을 제2 공진 주파수(f2) 보다 크게 설계하는 것이 전력 효율 측면에서 유리할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 공진 주파수(f1)를 최대 가청 주파수(af) 보다 적어도 20kHz 이상 크게 설계함으로써 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)도 최대 가청 주파수(af) 보다 적어도 20kHz 이상 클 수 있다. 마찬가지로, 제2 공진 주파수(f2)를 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12) 보다 적어도 20kHz 이상 크게 설계함으로써 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)도 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12) 보다 적어도 20kHz 이상 클 수 있다. 예를 들면, 제1 공진 주파수(f1)는 최대 가청 주파수(af) 보다 20kHz 큰 40kHz 이상일 수 있으며, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)은 40kHz 보다 큰 값을 갖을 수 있다. 그리고, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)이 80kHz 인 경우, 제2 공진 주파수(f2)는 이보다 20kHz 큰 100kHz 이상일 수 있으며, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)은 100kHz 보다 큰 값을 갖을 수 있다. 즉, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이가 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 이와 같이 동작 주파수를 설계함으로써, 스위칭 손실을 저감함과 동시에 간섭 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 본 개시의 다른 실시예는 도 6에서 설명한 바와 같이 동작 주파수 대역이 변경되는 경우도 함께 고려할 수 있다. 즉, 각 주파수 간의 차이가 최대 가청 주파수(af)의 두 배인 40kHz 가 되도록 설계할 수 있다. 이에 따라, 피가열 물체(100)의 종류 및 크기에 따라 동작 주파수 대역이 변경되더라도 간섭 소음을 최소화할 수 있다.
제1 공진 주파수(f1)를 최대 가청 주파수(af)보다 적어도 40kHz 이상 크게 설계하여 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)도 최대 가청 주파수(af) 보다 적어도 40kHz 클 수 있다. 마찬가지로, 제2 공진 주파수(f2)를 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12) 보다 적어도 40kHz 이상 크게 설계함으로써 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B21)도 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12) 보다 적어도 40kHz 이상 클 수 있다. 예를 들면, 제1 공진 주파수(f1)는 최대 가청 주파수(af) 보다 40kHz 큰 60kHz 이상일 수 있으며, 제1 동작 주파수 대역의 최소값(B11)은 60kHz 보다 큰 값을 갖을 수 있다. 그리고, 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12)이 150kHz 인 경우, 제2 공진 주파수(f2)는 이보다 40kHz 큰 190kHz 이상일 수 있으며, 제2 동작 주파수 대역의 최소값은 190kHz 보다 큰 값을 갖을 수 있다. 즉, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이가 적어도 40kHz 이상일 수 있다. 이와 같이 주파수를 설계함으로써, 스위칭 손실을 저감함과 동시에 피가열 물체(100)의 종류 및 크기에 따라 동작 주파수 대역이 변경되더라도 간섭 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 8 내지 도 9는 조리기기(1)가 제1 내지 제3 화구(510, 520, 530)를 포함하는 경우의 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 조리기기의 상판부의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 조리기기(1)의 상판부(15)에는 제1 화구(510), 제2 화구(520) 및 제3 화구(530)가 형성될 수 있다. 그리고, 조리기기(1)는 도 4에서 설명한 바와 유사하게, 제1 화구(510)에 놓인 제1 피가열 물체(110)를 가열하기 위한 제1 공진 시스템(310), 제2 화구(520)에 놓인 제2 피가열 물체(120)를 가열하기 위한 제2 공진 시스템(320)을 포함할 수 있으며, 제3 화구(530)에 놓인 제3 피가열 물체(미도시)를 가열하기 위한 제3 공진 시스템(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이어서, 도 9에서 본 개시의 일 실시예에 따른 조리기기(1)가 제1 내지 제3 공진 시스템(310, 320, 330)을 포함하는 경우의 동작 주파수에 관하여 설명한다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 내지 제3 공진 시스템의 동작 주파수 대역 또는 동작 주파수를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, x축은 주파수를 나타낸다. 제1 및 제2 동작 주파수 대역(B1, B2), 이들의 최소값 및 최대값(B11, B21, B12, B22)과 관련한 설명은 도 5 내지 도 7에서 설명한 바와 같다. 그리고, 제1 동작 주파수 및 제2 동작 주파수(b1, b2)와 관련한 설명은 도5 내지 도7에서 설명한 바와 같다. 한편, 제3 동작 주파수는 제3 화구(530)에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 제3 공진 시스템(530)의 동작 주파수일 수 있다. 제3 동작 주파수는 제3 동작 주파수 대역(B3)에 해당하는 어느 하나의 값일 수 있고, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 b3일 수 있으나, 이는 제3 동작 주파수 대역(B3) 내에서 가변되는 값이다. 제3 동작 주파수 대역(B3)은 제3 동작 주파수 대역의 최소값(B31) 부터 최대값(B32) 까지의 값을 포함할 수 있다. 한편, 최대 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최대값일 수 있고, 최소 동작 주파수는 동작 주파수 대역의 최소값일 수 있다.
제1 동작 주파수, 제1 동작 주파수 대역(B1), 제2 동작 주파수 및 제2 동작 주파수 대역(B2)의 설계는 도 5 내지 도 7에서 상술한 바와 같다.
이하 도 9를 참조하여 제3 공진 시스템(미도시)이 동작하는 제3 동작 주파수 및 제3 동작 주파수 대역(B3)의 설계에 관하여 설명한다.
제3 동작 주파수 대역의 최소값(B31)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B22) 보다 적어도 20kHz 이상 클 수 있다. 따라서, 제3 동작 주파수는 제2 동작 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 클 수 있다. 또는, 제3 동작 주파수 대역의 최소값(B31)은 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B22) 보다 적어도 40 kHz 이상 클 수 있다. 따라서, 제3 동작 주파수는 제2 동작 주파수 보다 적어도 40kHz 이상 클 수 있다.
정리하면, 화구가 3개 이상인 경우 어느 한 동작 주파수 대역의 최소값은 다른 하나의 동작 주파수 대역의 최대값보다 적어도 20kHz 이상 클 수 있다. 따라서, 각각의 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 또는 어느 한 동작 주파수 대역의 최소값은 다른 하나의 동작 주파수 대역의 최대값보다 적어도 40 kHz 이상 클 수 있다. 따라서, 각각의 동작 주파수 간의 차이는 적어도 40kHz 이상일 수 있다.
이와 같은 복수의 동작 주파수 및 동작 주파수 대역 간의 차이에 따른 효과는 도 5 내지 도 7에서 동작 주파수 및 동작 주파수 대역 간의 차이와 관련하여 상술한 바와 같다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리기기의 상판부의 평면도이다.
도 10의 예시를 참조하면, 조리기기(1)의 상판부(15)에 제1 내지 제4 화구(510, 520, 530, 540)가 형성될 수 있으며, 복수의 화구들 사이의 거리는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 화구(510)와 제2 화구(520) 사이의 거리는 제1 길이(L1)를 갖을 수 있으며, 제1 화구(510)와 제3 화구(530) 사이의 거리도 이와 동일한 제1 길이(L1)를 갖을 수 있다. 한편, 제1 화구(510)와 제4 화구(540) 사이의 거리는 제1 길이(L1)와 상이한 제2 길이(L2)를 갖을 수 있다. 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1) 보다 길 수 있다. 그러나, 이는 예시에 불과하며, 제2 길이(L2)는 제1 길이(L1) 보다 짧게 설계될 수도 있다. 그리고, 제2 화구(520)와 제3 화구(530) 사이의 거리는 제1 화구(510)와 제4 화구(540) 사이의 거리와 동일한 제2 길이(L2)를 갖을 수 있다.
제1 길이(L1) 보다 제2 길이(L2)가 긴 경우에, 화구들 사이의 거리가 제1 길이(L1)인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시에 가열하기 위하여 복수의 공진 시스템을 구동하는 경우에 간섭 소음이 발생할 수 있다. 예를 들면, 도 10의 제1 화구(510) 및 제2 화구(520)에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시에 가열하기 위하여 제1 공진 시스템(310) 및 제2 공진 시스템(320)을 구동하는 경우에 간섭 소음이 발생할 수 있다. 간섭 소음의 발생을 최소화하기 위해, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B22)은 제1 동작 주파수 대역(B1)의 최대값(B12) 보다 적어도 20kHz 크게 설계될 수 있다. 따라서, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다. 또는, 피가열 물체의 종류 및 크기에 따른 주파수 대역의 변경을 고려하여, 제2 동작 주파수 대역의 최소값(B22)은 제1 동작 주파수 대역의 최대값(B12) 보다 적어도 40kHz 클 수 있다. 따라서, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 40kHz 이상일 수 있다.
한편, 제1 길이(L1) 보다 제2 길이(L2)가 긴 경우에, 화구들 사이의 거리가 제2 길이(L2)인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시에 가열하기 위하여 복수의 공진 시스템을 구동하는 경우에는 간섭 소음이 발생하는 문제가 적다. 예를 들면, 도 10의 제1 화구(510) 및 제4 화구(540)에 놓인 각각의 피가열 물체들을 동시에 가열하기 위하여 제1 공진 시스템(310) 및 제4 공진 시스템(미도시)을 구동하는 경우에 간섭 소음이 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 동작 주파수 대역(B1)과 제4 동작 주파수 대역(미도시) 간의 차이가 20kHz 미만이 되도록 설계될 수 있다. 따라서, 제4 공진 시스템(미도시)이 동작하는 제4 동작 주파수와 제1 동작 주파수 간 차이는 20kHz 미만일 수 있다. 또는, 제1 동작 주파수 대역(B1)과 제4 동작 주파수 대역은 중첩되게 설계될 수 있다. 따라서, 제4 동작 주파수 대역(미도시)는 제1 동작 주파수 대역(B1)과 동일한 주파수 대역을 갖을 수 있다. 따라서, 제4 동작 주파수와 제1 동작 주파수는 동일할 수 있다.
즉, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 복수 개의 공진 시스템 중 화구들 사이의 거리가 제1 길이(L1)인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 각각의 공진 시스템의 동작 주파수 간 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있고, 화구들 사이의 거리가 제1 길이(L1)보다 긴 제2 길이(L2)를 갖는 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 각각의 공진 시스템의 동작 주파수는 동일할 수 있다. 예를 들면, 도 10의 제1 화구(510) 화구와 제4 화구(540) 사이의 거리는 제2 길이(L2) 이므로, 제1 공진 시스템(310) 및 제4 공진 시스템(미도시)는 동일하게 제1 동작 주파수를 갖을 수 있고, 제2 화구(520)와 제3 화구(530) 사이의 거리는 제2 길이(L2) 이므로, 제2 공진 시스템(320) 및 제3 공진 시스템(미도시)은 동일하게 제2 동작 주파수를 갖을 수 있다. 그리고, 제1 화구(510)와 제2 화구(520) 또는 제3 화구(530) 사이의 거리는 제1 길이(L1)이므로, 제1 동작 주파수와 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상일 수 있다.
이와 같이 화구들 사이의 거리가 제1 길이(L1) 보다 긴 제2 길이(L2)인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 복수의 공진 시스템(300)들의 동작 주파수 대역 또는 동작 주파수를 동일하게 설계할 수 있으므로, 화구의 개수보다 적은 개수의 동작 주파수 대역 또는 동작 주파수를 설계하더라도 간섭 소음을 최소화할 수 있다. 이 경우, 워킹 코일(WC)이 동작할 수 있는 주파수 대역은 한정되어 있으므로, 화구의 개수만큼 상이한 동작 주파수 대역 또는 동작 주파수를 설정해야 하는 경우 보다 워킹 코일(WC)을 선택할 수 있는 폭이 넓다는 이점이 있다.
또한, 화구들 사이의 거리가 제2 길이(L2)인 화구들은 동일한 동작 주파수를 갖을 수 있으므로, 각각의 공진 시스템마다 별개의 인버터를 포함하지 않아도 되는 이점이 있다. 예를 들면, 제1 공진 시스템(310) 및 제4 공진 시스템(미도시)의 동작 주파수가 제1 동작 주파수인 경우에, 제1 및 제4 공진 시스템(310, 미도시)가 포함하는 인버터(311)는 동일한 인버터일 수 있다. 마찬가지로, 제2 공진 시스템(320) 및 제3 공진 시스템(미도시)의 동작 주파수가 제2 동작 주파수인 경우에, 제2 및 제3 공진 시스템(320, 미도시)가 포함하는 인버터(312)는 동일한 인버터일 수 있다. 이 경우, 공진 시스템(300)의 개수는 4개이며, 인버터의 개수는 2개이다. 이와 같이 조리기기(1)가 공진 시스템(300)의 개수 보다 적은 개수의 인버터를 포함할 수 있으므로 설계 및 비용상의 이점이 있다.
본 개시와 같이, 화구들의 동작 주파수 간의 차이를 적어도 20kHz 이상으로 설계할 경우, 듀티(duty)를 조절하는 방안과 비교할 때 듀티가 소정 값(예를 들어, 0.3) 이하로 조절될 때 스위치 전류의 불균형으로 복수의 공진 시스템 중 어느 한 시스템이 과열될 수 있는 문제가 최소화되는 이점이 있다.
또한, 본 개시와 같이, 화구들의 동작 주파수 간의 차이를 적어도 20kHz 이상으로 설계할 경우, 화력, 피가열 물체의 종류 또는 크기 등에 따라 전력을 조절 가능하기 때문에 전력 효율이 높아지는 이점이 있다.
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.
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.
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.

Claims (11)

  1. 제1 화구 및 제2 화구가 형성된 상판부;
    상기 제1 화구에 놓인 제1 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 제1 워킹 코일 및 상기 제1 워킹 코일에 전류를 인가하는 제1 인버터부를 포함하는 제1 공진 시스템;
    상기 제2 화구에 놓인 제2 피가열 물체를 가열하기 위한 자기장을 발생시키는 제2 워킹 코일 및 상기 제2 워킹 코일에 전류를 인가하는 제2 인버터부를 포함하는 제2 공진 시스템;
    상기 제1 공진 시스템의 제1 동작 주파수와 상기 제2 공진 시스템의 제2 동작 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상인
    조리기기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 동작 주파수 대역의 최소값과 최대 가청 주파수 간의 차이는 적어도 20kHz 이상인
    조리기기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1 동작 주파수 대역의 최소값과 최대 가청 주파수 간의 차이는 적어도 40kHz 이상인
    조리기기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1 동작 주파수 대역의 최대값과 제2 동작 주파수 대역의 최소값 간의 차이는 적어도 20kHz 이상인
    조리기기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1 동작 주파수 대역의 최대값과 제2 동작 주파수 대역의 최소값 간의 차이는 적어도 40kHz 이상인
    조리기기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 공진 시스템의 공진 주파수인 제1 공진 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 크고,
    상기 제2 공진 시스템의 공진 주파수인 제2 공진 주파수는 제1 동작 주파수 대역의 최대값 보다 적어도 20kHz 이상 큰
    조리기기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 공진 시스템의 공진 주파수인 제1 공진 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 40kHz 이상 크고,
    상기 제2 공진 시스템의 공진 주파수인 제2 공진 주파수는 제1 동작 주파수 대역의 최대값 보다 적어도 40kHz 이상 큰
    조리기기.
  8. 복수 개의 화구가 형성된 상판부;
    상기 복수 개의 화구 각각에 놓인 피가열 물체를 가열하기 위한 복수 개의 공진 시스템; 및
    상기 복수 개의 공진 시스템 중 어느 하나의 동작 주파수와 다른 하나의 동작 주파수간 차이는 적어도 20kHz 이상인
    조리기기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 공진 시스템 모두는 최대 가청 주파수 이상의 주파수 대역에서 동작하는
    조리기기.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 공진 시스템 중 어느 하나의 최소 동작 주파수는 최대 가청 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 크고, 최대 동작 주파수는 다른 하나의 최소 동작 주파수 보다 적어도 20kHz 이상 작은
    조리기기.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수 개의 공진 시스템 중 화구들 사이의 거리가 제1 길이인 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 각각의 공진 시스템의 동작 주파수 간 차이는 적어도 20kHz 이상이고,
    화구들 사이의 거리가 제1 길이 보다 긴 제2 길이를 갖는 화구들에 놓인 각각의 피가열 물체들을 가열하기 위한 각각의 공진 시스템의 동작 주파수는 동일한
    조리기기.
KR1020220077758A 2022-06-24 2022-06-24 조리기기 KR20240000939A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077758A KR20240000939A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 조리기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220077758A KR20240000939A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 조리기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240000939A true KR20240000939A (ko) 2024-01-03

Family

ID=89539221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220077758A KR20240000939A (ko) 2022-06-24 2022-06-24 조리기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240000939A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110272397A1 (en) Hob having at least one heating zone having several heating elements
KR102152631B1 (ko) 유도 가열 장치
JP6881958B2 (ja) 加熱回路及び誘導調理ホブ
AU2014304876B2 (en) Induction hob and method for operating an induction hob
US20220248505A1 (en) Method for controlling the provision of electric power to an induction coil
KR20240000939A (ko) 조리기기
KR20230154668A (ko) 조리기기
KR20210081053A (ko) 전자 유도 가열 조리기기 및 그의 구동 모듈
KR102292255B1 (ko) 전자 유도 가열 조리기기 및 그의 구동 모듈
JP7107746B2 (ja) 電磁誘導加熱調理器
US20240098854A1 (en) Induction-heating-type cooktop
JP5304426B2 (ja) 誘導加熱装置
EP3820247B1 (en) Induction hob
US20240098852A1 (en) Induction heating cooktop
US20230422359A1 (en) Induction heating-type cooktop
US20240057226A1 (en) Cooking appliance
EP4333563A1 (en) Induction heating type cooktop
US20240121867A1 (en) Induction heating cooktop
KR20230159955A (ko) 조리기기
KR20240000941A (ko) 조리기기
US20230422356A1 (en) Power conversion device for electric range, and control method thereof
KR20230171105A (ko) 유도 가열 방식의 쿡탑
KR20230139625A (ko) 유도 가열 방식의 쿡탑
KR20230155717A (ko) 조리기기
KR20220149408A (ko) 유도 가열 방식의 쿡탑