KR20240024724A

KR20240024724A - 유도가열장치

Info

Publication number: KR20240024724A
Application number: KR1020220140715A
Authority: KR
Inventors: 강홍주; 배은대; 함명진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-08-17
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-02-26

Abstract

회로의 변경 없이 정격전압을 만족시킬 수 있는 유도가열장치는, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 우회부(bypass part); 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 형성된 제2 우회부; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 형성된 제3 우회부; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 및 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;을 포함하는 회로 구성을 포함하고, 상기 전원부의 정격전압에 따라, 상기 제1 우회부에는 인덕터 소자 또는 제1 점퍼 소자가 연결되도록 구성되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 어느 하나에는 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성된다.

Description

유도가열장치{INDUCTION HEATER}

개시된 발명은 회로의 변경 없이 정격전압을 만족시킬 수 있는 유도가열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유도가열장치는 유도 가열의 원리를 이용하여 식품을 가열 조리하는 조리 장치이다. 유도 가열 장치는 조리 용기가 올려 놓이는 쿠킹 플레이트와, 전류가 인가되면 자기장을 발생시키는 가열코일을 구비한다.

가열코일에 전류가 인가되어 자기장이 발생되면 조리용기에 2차 전류가 유도되고, 조리 용기 자체의 저항 성분에 의해 줄 열(joule heat)이 발생하게 된다. 따라서, 고주파 전류에 의해 조리 용기가 가열되고 조리 용기에 담긴 식품이 조리된다.

이러한 유도가열장치는, 조리 용기 자체를 발열원으로 이용하므로, 화석 연료를 연소시켜 그 연소열을 통해 조리 용기를 가열하는 가스 레인지 또는 등유 풍로 등에 비하여 열 전달율이 높으며, 유해 가스의 발생이 없으며, 화재 발생의 위험이 없다는 장점이 있다.

국가 별로 상이한 정격전압을 사용하기 때문에, 유도가열장치를 제조하는 경우 정격전압에 대응하도록 가열코일의 사양이 설정된다.

개시된 발명의 일 측면은, 회로 구성의 변경 없이 정격전압에 대응하는 유도가열장치를 제조하는 방법을 제공한다.

개시된 발명의 일 측면은, 회로 구성의 변경 없이 정격전압에 대응할 수 있는 유도가열장치를 제공한다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 유도가열장치의 제조방법은, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 우회부(bypass part); 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 형성된 제2 우회부; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 형성된 제3 우회부; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 및 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;을 포함하는 회로 구성을 이용하여 유도가열장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 제1 우회부에 인덕터 소자를 연결하고 상기 제3 우회부에 점퍼 소자를 연결함으로써 제1 정격전압에 대응하는 제1 유도가열장치를 제조하는 단계; 및 상기 제1 우회부에 점퍼 소자를 연결하고 상기 제2 우회부에 점퍼 소자를 연결함으로써 제2 정격전압에 대응하는 제2 유도가열장치를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 정격전압은 상기 제2 정격전압보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 회로 구성은, 상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 및 상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회로 구성은, 상기 제2 노드와 상기 제2 단자와 연결된 제3 커패시터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 유도가열장치를 제조하는 단계는, 상기 회로 구성으로부터 상기 제3 커패시터를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회로 구성은 인쇄회로기판에 형성될 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판은, 상기 제1 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판은, 상기 제2 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전원부는, 교류전원과 연결되는 정류기를 포함하고, 상기 제1 단자에는 상기 정류기에 의해 정류된 직류 전압이 인가할 수 있다.

또한, 상기 제2 단자는 그라운드 노드와 연결될 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 유도가열장치는, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 우회부(bypass part); 상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 형성된 제2 우회부; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 형성된 제3 우회부; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 및 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;을 포함하는 회로 구성을 포함하고, 상기 전원부의 정격전압에 따라, 상기 제1 우회부에는 인덕터 소자 또는 제1 점퍼 소자가 연결되도록 구성되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 어느 하나에는 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 정격전압은 제1 정격전압 또는 상기 제2 정격전압이고, 상기 제1 정격전압은 상기 제2 정격전압보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 정격전압이 제1 정격전압이면, 상기 제1 우회부에 상기 인덕터 소자가 연결되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 상기 제3 우회부에 상기 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 정격전압이 제2 정격전압이면, 상기 제1 우회부에 제1 점퍼 소자가 연결되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 상기 제2 우회부에 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 유도가열장치는 상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 및 상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 전원부의 정격전압에 따라, 상기 회로 구성은 상기 제2 노드와 상기 제2 단자를 연결하도록 구성되는 제3 커패시터;를 선택적으로 포함할 수 있다.

또한, 상기 정격전압이 제1 정격전압이면 상기 회로 구성은 상기 제3 커패시터를 포함하고, 상기 정격전압이 상기 제1 정격보다 큰 제2 정격전압이면 상기 회로구성은 상기 제3 커패시터를 포함하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 회로 구성은 인쇄회로기판에 형성될 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판은, 상기 정격전압에 대응하는 상기 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전원부는, 교류전원과 연결되는 정류기를 포함하고, 상기 제1 단자에는 상기 정류기에 의해 정류된 직류 전압이 인가될 수 있다.

또한, 상기 제2 단자는 그라운드 노드와 연결될 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 유도가열장치는, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드에 연결된 인덕터 소자; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드를 연결하는 점퍼 소자; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일; 상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터; 및 상기 제2 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제3 커패시터;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 유도가열장치는, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드를 연결하는 제1 점퍼 소자; 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 연결하는 제2 점퍼 소자; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일; 상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 및 상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;를 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 유도가열장치는, 제1, 제2, 제3 및 제4 노드; 제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부; 상기 제1 단자와 상기 제1 노드에 연결된 인덕터 소자; 상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 선택적으로 연결하는 제1 스위치; 상기 제1 노드와 상기 제3 노드를 선택적으로 연결하는 제2 스위치; 상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일; 상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터; 상기 제2 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제3 커패시터; 상기 전원부의 출력 전압을 감지하는 전압 디텍터; 및 상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기에 기초하여 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 작은 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 개방하고 상기 제2 스위치를 폐쇄할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 큰 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 폐쇄하고 상기 제2 스위치를 개방할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 제1 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 개방하고 상기 제2 스위치를 폐쇄하고, 상기 제1 정격전압보다 큰 제2 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 폐쇄하고 상기 제2 스위치를 개방할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 회로 구성의 변경 없이 정격전압에 대응하는 유도가열장치를 제조할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 정격전압에 따라 공진 회로를 재설계할 필요가 없다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 유도가열장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 외관을 도시한다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 가열 원리를 나타내기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공진회로의 일 예를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제조방법에 의해 제조된 제1 유도가열장치의 공진회로의 일 예를 도시한다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제조방법에 의해 제조된 제2 유도가열장치의 공진회로의 일 예를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 공진회로가 형성된 인쇄회로기판의 외관의 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로의 일 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로가 제1 정격전압에 대응하는 상태로 변경된 모습을 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로가 제2 정격전압에 대응하는 상태로 변경된 모습을 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 외관을 도시한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.

예를 들어, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 표현하고자 하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 추가적인 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는다.

또한, "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위하여 사용되며, 상기 하나의 구성요소들을 한정하지 않는다.

또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 첨부된 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 외관을 도시하고, 도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 가열 원리를 나타내기 위한 도면이다.

도 1은 일 실시예에 따른 유도가열장치(1)를 위에서 내려다 본 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 유도가열장치(1)는 본체(101)의 상부에 마련되는 플레이트(110), 플레이트(110) 상에 형성된 쿠킹 존(111, 112, 113) 및 입출력 장치로서 기능하는 사용자 인터페이스(120, 130)를 포함할 수 있다. 일 예로, 플레이트(110)는 세라믹으로 구현될 수 있다.

쿠킹 존(111, 112, 113)은 조리 용기가 놓여지는 위치를 나타내며, 조리 용기의 적절한 배치를 가이드하기 위해 도번 111로 표시한 바와 같이 원형의 형상으로 나타내거나 도번 112, 113으로 표시한 바와 같이 직선의 경계선으로 나타낼 수 있다.

다만, 전술한 형상들은 쿠킹 존(111, 112, 113)을 나타내기 위한 형상의 예시에 불과하고, 원형이나 직선이 아니더라도 사용자에게 쿠킹 존의 위치를 가이드할 수만 있으면 유도가열장치(1)의 실시예에 적용될 수 있다.

또한, 당해 예시에서는 플레이트(110) 상에 쿠킹 존이 3개 형성된 경우를 도시하였으나, 유도가열장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 쿠킹 존이 1개만 형성되는 것도 가능하고, 4개 이상의 쿠킹 존이 형성되는 것도 가능함은 물론이다.

플레이트(110)의 일 영역에는 디스플레이(120)와 입력 장치(130)가 마련될 수 있다. 디스플레이(120)는 LCD나 LED와 같은 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 입력 장치(130)는 터치 패드, 버튼, 죠그 셔틀 등의 다양한 입력 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 디스플레이(120)와 입력 장치(130)가 터치 스크린을 구현하는 것도 가능하다.

당해 예시에서는 플레이트(110) 상의 쿠킹 존(111, 112, 113)과 이격된 위치에 디스플레이(120)와 입력 장치(130)가 마련된 경우를 예로 들었다. 다만, 도 1의 배치는 유도가열장치(1)에 적용 가능한 예시에 불과하며, 가열 조리 장치(100)의 전면과 같이 플레이트(110)가 아닌 다른 위치에 디스플레이(120)나 입력 장치(130)가 마련되는 것도 가능하다.

도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 플레이트(110)의 하부에는 플레이트(110) 상에 놓여진 용기(10)를 가열하기 위해 사용되는 가열코일(240)이 배치될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 설명의 편의를 위해 하나의 가열코일(240)만을 도시하였으나, 가열코일(240)은 쿠킹 존의 개수에 대응하여 마련될 수 있다.

도 1의 예시와 같이 쿠킹 존(111, 112, 113)이 3개인 경우에는 가열코일(240)도 3개 마련될 수 있고, 각각의 가열코일(240)은 각각의 쿠킹 존(111, 112, 113) 하부에 배치될 수 있다.

가열코일(240)은 후술하는 공진회로(2 및 3, 도 4 및 도 10 참조)에 연결될 수 있고, 공진회로(2, 3)로부터 고주파 전류가 인가될 수 있다. 일 예로, 고주파 전류의 주파수는 20kHz 내지 35kHz 일 수 있다.

가열코일(240)에 고주파 전류가 공급되면, 가열코일(240)에는 자력선(ML)이 형성될 수 있다. 자력선(ML)이 미치는 범위 내에 저항을 갖는 용기(10)가 위치하면, 가열코일(240) 주변의 자력선(ML)이 용기(10)의 바닥을 통과하여 전자 유도 법칙에 따라 와류 형태의 유도 전류, 즉 와전류(EC)를 발생시킨다.

이러한 와전류(EC)와 용기(10)가 갖는 전기 저항의 상호 작용에 의해 용기(10)에서 열이 발생할 수 있고, 발생된 열에 의해 용기(10) 내부의 조리물이 가열될 수 있다.

이와 같은 유도가열장치(1)에서는 용기(10) 자체가 발열원으로 작용하기 때문에, 용기(10)의 재질로는 일정 수준 이상의 저항을 갖는 금속성인 철이나 스테인리스 스틸, 니켈 등이 사용될 수 있다.

한편, 가열코일(240)의 사양은 유도가열장치(1)가 판매되는 국가의 정격전압에 따라서 상이하게 설계될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 공진회로의 일 예를 도시한다.

도 4를 참조하면, 공진회로(2)는 전원부(20)를 포함할 수 있다.

전원부(20)는 전원(ES)과, 정류기(210)를 포함할 수 있다.

전원(ES)은 교류 전원(ES)으로, 정격전압에 대응되는 전원(ES)을 공급할 수 있다.

예를 들어, 전원(ES)은 제1 정격전압을 갖는 교류 전원 또는 제2 정격전압을 갖는 교류 전원일 수 있다.

이 때, 제1 정격전압과 제2 정격전압은 서로 상이하고, 제1 정격전압이 제2 정격전압보다 작은 조건을 만족한다. 예를 들어, 제1 정격전압은 100V 내지 120V에 해당할 수 있고, 제2 정격전압은 220V 내지 240V에 해당할 수 있으나, 제1 정격전압과 제2 정격전압의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 정격전압이 110V에 해당하고, 제2 정격전압이 220V에 해당하는 것으로 가정한다.

정류기(210)는 전원(ES)으로부터 공급된 교류 전압을 직류 전압으로 변환할 수 있다.

이를 위해, 정류기(210)는 복수의 다이오드로 구성되는 브릿지 정류 회로를 포함할 수 있다. 일 예로, 브릿지 정류 회로는 4개의 다이오드를 포함할 수 있다. 다이오드는 2개씩 직렬 연결된 다이오드 쌍을 형성하고, 2개의 다이오드 쌍은 서로 병렬로 연결될 수 있다. 브릿지 다이오드는 시간에 따라 극성이 변화하는 교류 전압을 극성이 일정한 전압으로 변환하고, 시간에 따라 방향이 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 전류로 변환할 수 있다.

또한, 정류기(210)는 직류 링크 커패시터(DC link capacitor)를 포함할 수 있다. 직류 링크 커패시터는 시간에 따라 크기가 변화하는 전압을 일정한 크기의 직류 전압으로 변환할 수 있다. 직류 링크 커패시터는 변환된 직류 전압을 유지시켜 인버터 회로(SW1, SW2)에 제공할 수 있다. 이 때, 인버터 회로(SW1, SW2)는 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)를 포함할 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)는 서로 상보적으로 작동함으로써 가열코일(240)에 교류 전류가 흐르게 할 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)는 고속으로 온/오프되기 위해, 응답속도가 빠른 3단자 반도체 소자 스위치로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)는 양극성 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor, IGBT) 또는 사이리스터(thyristor)일 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)는 스위치 구동신호에 의해 온/오프 될 수 있다. 이 때, 스위치 구동 신호는 제어부(150)에 의해 제공될 수 있고, 제어부(150)는 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)를 서로 교번하여 온/오프시킴으로써 가열코일(240)에 고주파 교류 전류를 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 공진회로(2)는 전원(ES)으로부터 공급되는 전력에 포함된 노이즈 성분을 제거하는 필터를 더 포함할 수 있다. 필터는 변압기와 커패시터로 구성되어 전원(ES)으로부터 공급되는 전력에 혼입되는 노이즈를 제거할 수 있으며, 노이즈가 제거된 교류 전력을 정류기(210)에 제공할 수 있다.

전원부(20)는 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)를 가질 수 있다.

전원부(20)로부터 공급되는 직류 전압에 따라, 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2) 사이에는 전위차가 형성될 수 있다. 즉, 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)에는 교류 전원(ES)이 인가될 수 있다.

제1 단자(T1)와 제2 단자(T2) 사이에 형성되는 전위차는 입력 전압으로 정의될 수 있으며, 입력 전압이 양(+)의 값을 가지는 것은 제1 단자(T1)의 전위가 제2 단자(T2)의 전위보다 높은 것을 의미하고, 입력 전압이 음(-)의 값을 가지는 것은 제2 단자(T2)의 전위가 제1 단자(T1)의 전위보다 높은 것을 의미할 수 있다.

공진회로(2)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2), 제3 노드(N3) 및 제4 노드(N4)를 포함할 수 있다.

제1 단자(T1)와 제1 노드(N1) 사이에는 제1 우회부(B1, bypass part)가 형성될 수 있다.

제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에는 제2 우회부(B2)가 형성될 수 있다.

제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에는 제3 우회부(B3)가 형성될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 우회부(B1, B2, B3)는 회로 기판 상에서 두 개의 노드를 전기적으로 이격시키는 부분을 의미할 수 있다.

일실시예에서, 제1 우회부(B1)는 제1 단자(T1)측에 연결되는 연결부와 제1 노드(N1)측에 연결되는 연결부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 단자(T1)와 제1 노드(N1)는 제1 우회부(B1)에 의해 서로 전기적으로 이격될 수 있다.

제2 우회부(B2)는 제1 노드(N1)측에 연결되는 연결부와 제2 노드(N2)측에 연결되는 연결부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 제2 우회부(B2)에 의해 서로 전기적으로 이격될 수 있다.

제3 우회부(B3)는 제1 노드(N1)측에 연결되는 연결부와 제3 노드(N3)측에 연결되는 연결부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)는 제3 우회부(B3)에 의해 서로 전기적으로 이격될 수 있다.

제1 스위칭 소자(SW1)는 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)에 연결될 수 있다.

제2 스위칭 소자(SW2)는 제3 노드(N3)와 그라운드 노드(GND)에 연결될 수 있다.

가열코일(240)은 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 연결될 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에는 가열코일(240)에 인가되는 전류를 측정하기 위한 전류센서가 마련될 수 있다.

제2 노드(N2)는 제1 스위칭 소자(SW1)의 드레인 단(또는 콜렉터 단)의 노드를 의미할 수 있다.

제3 노드(N3)는 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)의 접속점에 해당하는 노드를 의미할 수 있다. 즉, 제3 노드(N3)는 제1 스위칭 소자(SW1)의 소스 단(또는 에미터 단) 및 제2 스위칭 소자(SW2)의 드레인 단(또는 콜렉터 단) 사이의 노드를 의미할 수 있다.

제4 노드(N4)는 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2) 사이에 연결된 노드를 의미할 수 있다.

제1 커패시터(C1)는 제2 노드(N2)와 제4 노드(N4) 사이에 연결될 수 있다.

제2 커패시터(C2)는 제4 노드(N4)와 그라운드 노드(GND) 사이에 연결될 수 있다.

제3 커패시터(C3)는 제2 노드(N2)와 그라운드 노드(GND) 사이에 연결될 수 있다.

이에 따라, 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 제3 커패시터(C3)와 병렬 관계를 형성할 수 있다.

제2 단자(T2)는 그라운드 노드(GND)에 연결될 수 있다.

이에 따라, 제3 커패시터(C3)는 제2 노드(N2)와 제2 단자(T2) 사이에 연결될 수 있다.

제2 스위칭 소자(SW2)의 소스 단(또는 에미터 단)은 그라운드 노드(GND)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 스위칭 소자(SW2)의 소스 단(또는 에미터 단)은 제2 단자(T2)와 연결될 수 있다.

일 실시예에 따른 공진회로(2)가 제1 우회부(B1), 제2 우회부(B2) 및 제3 우회부(B3)를 포함하기 때문에, 유도가열장치(1)의 제조자는 제1 우회부(B1), 제2 우회부(B2) 및 제3 우회부(B3)에 적절한 전자 소자를 결합시킴으로써 서로 다른 정격전압 조건을 만족하는 유도가열장치(1)를 제조할 수 있다.

이 때, 제조자는 전기 소자를 결합하기 위한 사람 또는 기계일 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 제조자는 제조하고자 하는 유도가열장치(1)의 정격전압에 따라, 제1 우회부(B1), 제2 우회부(B2) 및 제3 우회부(B3)에 대응되는 전자 소자를 결합할 수 있다.

일 실시예에서, 정격전압 110V에 대응하는 제1 유도가열장치를 제조하고자 하는 경우(1000의 110V), 제조자는 제1 우회부(B1)에 인덕터 소자(L)를 연결하고, 제3 우회부(B3)에 점퍼 소자(J)를 연결할 수 있다(1100).

이 때, 인덕터 소자(L)는 인덕턴스를 가지는 소자를 의미할 수 있다. 점퍼 소자(J)는 우회부의 양 단의 노드를 전기적으로 연결하기 위한 소자를 의미할 수 있다.

또한, 제1 유도가열장치를 제조하고자 하는 경우(1000의 110V), 제조자는 제2 우회부(B2)에 어떠한 소자도 결합하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 이격될 수 있다.

제1 우회부(B1)에 인덕터 소자(L)를 연결하고, 제3 우회부(B3)에 점퍼 소자(J)를 연결함으로써 제1 정격전압에 대응하는 유도가열장치(1)(이하 '제1 유도가열장치')가 제조될 수 있다.

제1 유도가열장치는, 제1 정격전압의 입력 전압이 인가되는 경우 최대의 효율을 낼 수 있는 유도가열장치(1)를 의미할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제조방법에 의해 제조된 제1 유도가열장치의 공진회로(2)의 일 예를 도시한다.

도 6을 참조하면, 제1 우회부(B1)에 인덕터 소자(L)가 연결되고 제3 우회부(B3)에 점퍼 소자(J)가 연결된 것을 확인할 수 있다.

일실시예에 따른 제1 유도가열장치는, 제1 단자(T1)와 제1 노드(N1)에 연결된 인덕터 소자(L), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 형성된 제2 우회부(B2), 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)에 연결된 점퍼 소자(J)를 포함할 수 있다.

제1 우회부(B1)와 제3 우회부(B3)에 점퍼 소자(J)가 연결됨에 따라, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)는 동일한 노드로 취급될 수 있다. 이에 따라, 제3 노드(N3)는 제1 단자(T1)와 연결될 수 있다.

또한, 제1 노드(N1)(=제3 노드(N3))와 제4 노드(N4) 사이에는 가열코일(240)이 연결될 수 있다.

가열코일(240)의 사양은 제2 정격전압에서 최대의 효율을 갖도록 설계되어 있다.

제1 유도가열장치에 포함된 공진회로(2)의 경우, 인덕터 소자(L) 및 커패시터들에 의해 부스트 하프 브릿지 형태의 회로가 형성된다. 이에 따라, 입력 전압이 부스팅될 수 있다. 입력 전압이 부스팅됨에 따라, 가열코일(240)에 인가되는 출력 전압이 대략 두 배 가량 부스팅될 수 있다.

이에 따라, 입력 전압이 제1 정격전압에 해당하더라도 가열코일(240)이 최대의 효율을 가질 수 있다.

본 개시에 따르면, 공진회로(2)의 구성 변경 없이 우회부에 적절한 전자 소자를 결합시킴으로써, 제1 유도가열장치를 제조할 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 일 실시예에서, 제2 정격전압에 대응하는 유도가열장치(1)(이하 '제2 유도가열장치')를 제조하고자 하는 경우(1000의 220V), 제조자는 제1 우회부(B1)에 점퍼 소자(J)를 연결하고, 제2 우회부(B2)에 점퍼 소자(J)를 연결할 수 있다(1200).

다양한 실시예에 따라, 제2 유도가열장치를 제조하고자 하는 경우(1000의 220V), 제1 우회부(B1)에 점퍼 소자(J)를 연결하고, 제2 우회부(B2)에 점퍼 소자(J)를 연결하는 것과 더불어, 필요에 따라, 제조자는 제3 커패시터(C3)를 제거할 수 있다(1250).

또한, 제2 유도가열장치를 제조하고자 하는 경우(1000의 220V), 제조자는 제3 우회부(B3)에 어떠한 소자도 결합하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)는 전기적으로 이격될 수 있다.

도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 유도가열장치(1)의 제조방법에 의해 제조된 제2 유도가열장치의 공진회로(2)의 일 예를 도시한다.

도 7을 참조하면, 제1 우회부(B1)에 제1 점퍼 소자(J1)가 연결되고 제2 우회부(B2)에 제2 점퍼 소자(J2)가 연결된 것을 확인할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 유도가열장치의 공진회로(2)는 제1 단자(T1)와 제1 노드(N1)를 연결하는 제1 점퍼 소자(J1)와, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 연결하는 제2 점퍼 소자(J2)를 포함할 수 있다.

제1 우회부(B1)와 제2 우회부(B2)에 각각 점퍼 소자(J1, J2)가 연결됨에 따라, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 동일한 노드로 취급될 수 있다. 이에 따라, 제2 노드(N2)는 제1 단자(T1)와 연결될 수 있다.

제2 유도가열장치에 포함된 공진회로(2)의 경우, 입력 전압을 온전히 가열코일(240)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 입력 전압이 제2 정격전압에 해당하는 경우 가열코일(240)이 최대의 효율을 가질 수 있다.

본 개시에 따르면, 공진회로(2)의 구성 변경 없이 우회부에 적절한 전자 소자를 결합시킴으로써, 제2 정격전압에 대응하는 제2 유도가열장치를 제조할 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 공진회로(2)에서 제3 커패시터(C3)가 제거된 것을 확인할 수 있다.

제3 커패시터(C3)는, 소위 부스트 커패시터로서, 가열코일(240)에 인가되는 출력 전압을 부스팅하기 위한 목적으로 사용된다. 이에 따라, 입력 전압이 제2 정격전압에 해당하는 경우 제3 커패시터(C3)는 필요에 따라 제거될 수 있다.

본 개시에 따르면, 기존에 설계된 공진회로(2)로부터, 정격전압에 따라 가열코일(240)의 사양을 변경하지 않아도 되기 때문에, 회로 변경 없이 적절한 공정을 통해 복수의 정격전압에 대응하는 유도가열장치(1)를 제조할 수 있다.

또한, 본 개시에 따르면 동일한 사양의 가열코일(240)만을 제조하면 되기 때문에 유도가열장치(1)의 생산 비용 절감을 도모할 수 있다.

도 6 내지 도 8을 요약하면, 유도가열장치(1)는 제1, 제2, 제3 및 제4 노드(N1, N2, N3 및 N4), 제1 단자(T1)와 제2 단자(T2)를 갖는 전원부(20), 제1 단자(T1)와 제1 노드(N1) 사이에 형성된 제1 우회부(B1), 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 형성된 제2 우회부(B2), 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 형성된 제3 우회부(B3), 제2 노드(N2)와 제3 노드(N3)에 연결된 제1 스위칭 소자(SW1), 제3 노드(N3)와 제2 단자(T2)에 연결된 제2 스위칭 소자(SW2) 및 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 연결된 가열코일(240)을 포함하는 회로 구성(2)을 포함하고, 전원부(20)의 정격전압에 따라, 제1 우회부(B1)에는 인덕터 소자(L) 또는 제1 점퍼 소자(J1)가 연결되도록 구성되고, 제2 우회부(B2) 또는 제3 우회부(B3) 중 어느 하나에는 제2 점퍼 소자(J2)가 연결되도록 구성될 수 있다.

한편, 공진회로(2)는 인쇄회로기판(200)에 형성될 수 있다.

도 9는 일 실시예에 따른 공진회로가 형성된 인쇄회로기판의 외관의 일 예를 도시한다.

일 실시예에 따른 인쇄회로기판(200)은 전자 소자의 조립을 안내하기 위한 적어도 하나의 시각적 표시를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(200)은 제1 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터(ID1) 및/또는 제2 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터(ID2)를 포함할 수 있다.

시각적 인디케이터(ID1, ID2)는, 문자, 도형, 기호, 숫자 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

시각적 인디케이터(ID1)는 인쇄회로기판(200) 상에서 제1 우회부(B1) 및 제3 우회부(B3)와 가까이 마련될 수 있다.

시각적 인디케이터(ID1)는, 제1 우회부(B1)에 인덕터 소자(L)를 연결하는 것을 유도하기 위한 시각적 인디케이터 및 제3 우회부(B3)에 점퍼 소자(J)를 연결하는 것을 유도하기 위한 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

시각적 인디케이터(ID2)는 인쇄회로기판(200) 상에서 제1 우회부(B1) 및 제2 우회부(B2)와 가까이 마련될 수 있다.

시각적 인디케이터(ID2)는, 제1 우회부(B1)에 점퍼 소자(J)를 연결하는 것을 유도하기 위한 시각적 인디케이터 및 제2 우회부(B2)에 점퍼 소자(J)를 연결하는 것을 유도하기 위한 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 시각적 인디케이터(ID2)는 인쇄회로기판(200) 상에서 제3 커패시터(C3)와 가까이 마련될 수 있다.

시각적 인디케이터(ID2)는 제3 커패시터(C3)를 제거하는 것을 유도하기 위한 시각적 인디케이터를 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면, 유도가열장치(1)의 제조자가 기계가 아닌 사람인 경우, 공진회로(2) 설계의 실수를 방지할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로의 일 예를 도시한다.

도 10을 참조하면, 도 4에 도시된 공진회로(2)와 상이하게, 일 실시예에 따른 유도가열장치(1)의 공진회로(3)는 제1 단자(T1)와 제1 노드(N1)에 연결된 인덕터 소자(L)와, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 마련된 제1 스위치(S1)와 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3) 사이에 마련된 제2 스위치(S2)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하여 설명한 공진회로(2)와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 4의 공진회로(2)의 관점에서 도 10의 공진회로(3)를 설명하면, 공진회로(3)는 제1 우회부(B1)에 인덕터 소자(L)가 연결되고, 제2 우회부(B2)에 제1 스위치(S1)가 연결되고, 제3 우회부(B3)에 제2 스위치(S2)가 연결된 양태를 가진다.

이 때, 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)는 온/오프 스위치에 해당한다. 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)는 전기적 신호에 따라 개폐될 수 있다.

제1 스위치(S1)는 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)를 선택적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(S1)가 개방되면 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 이격되고, 제1 스위치(S1)가 폐쇄되면 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)가 전기적으로 연결된다.

제2 스위치(S2)는 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)를 선택적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(S2)가 개방되면 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)는 전기적으로 이격되고, 제2 스위치(S2)가 폐쇄되면 제1 노드(N1)와 제3 노드(N3)가 전기적으로 연결된다.

공진회로(3)는 전원(ES)으로부터 출력되는 전압을 감지하기 위한 전압 디텍터(VD)를 더 포함할 수 있다.

입력 전압을 감지할 수 있는 구성(예: 전압센서)이라면 제한 없이 전압 디텍터(VD)로 채용될 수 있다. 또한, 전압 디텍터(VD)의 위치는 입력 전압을 감지할 수 있는 위치에 제한 없이 마련될 수 있다.

예를 들어, 전압 디텍터(VD)의 일 단은 전원(ES)의 일 단에 연결될 수 있으며, 전압 디텍터(VD)의 타 단은 전원(ES)의 타 단에 연결될 수 있다.

또 다른 예로, 전압 디텍터(VD)의 일 단은 제1 단자(T1)에 연결될 수 있으며, 전압 디텍터(VD)의 타 단은 제2 단자(T2)에 연결될 수도 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 유도가열장치(1)는 디스플레이(120)와, 입력 장치(130)와, 전압 디텍터(VD)와, 제어부(150)와 공진회로(3)를 포함할 수 있다.

공진회로(3)는 제1 스위칭 소자(SW1)와, 제2 스위칭 소자(SW2)와, 제1 스위치(S1)와 제2 스위치(S2)를 포함할 수 있다.

유도가열장치(1)는 유도가열장치(1)의 동작을 제어하는 제어부(150)는, 후술하는 동작을 수행하는 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리(152) 및 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(151)를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 프로세서(151)는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로 프로세서는 적어도 하나의 실리콘 칩에 산술 논리 연산기, 레지스터, 프로그램 카운터, 명령 디코더나 제어 회로 등이 마련되어 있는 처리 장치이다.

마이크로 프로세서는 이미지 또는 비디오의 그래픽 처리를 위한 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit, GPU)를 포함할 수 있다. 마이크로 프로세서는 코어(core)와 GPU를 포함하는 SoC(System On Chip) 형태로 구현될 수 있다. 마이크로 프로세서는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어 및 그 배수의 코어를 포함할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 프로세서(151)는 유도가열장치(1)에 포함된 각종 구성 요소와 제어부(150) 사이에서의 데이터 출입을 매개하는 입출력 프로세서를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 메모리(152)는 롬(ROM), 고속 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 비휘발성 메모리 또는 다른 종류의 비휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 메모리(152)는 반도체 메모리 장치로서 SD(Secure Digital) 메모리 카드, SDHC(Secure Digital High Capacity) 메모리 카드, mini SD메모리 카드, mini SDHC 메모리 카드, TF(Trans Flach) 메모리 카드, micro SD 메모리 카드, micro SDHC 메모리 카드, 메모리 스틱, CF(Compact Flach), MMC(Multi-Media Card), MMC micro, XD(eXtreme Digital) 카드 중 하나를 포함할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 메모리(152)는 네트워크를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 포함할 수도 있다.

제어부(150)는 입력 장치(130)를 통해 수신된 사용자 입력에 기초하여 유도가열장치(1)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(130)는 전원(ES) 온/오프, 쿠킹 존(111, 112, 113)의 선택, 선택된 쿠킹 존의 가열 세기의 선택, 타이머 설정 등에 관한 사용자 입력을 수신할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 입력 장치(130)가 수신한 쿠킹 존의 선택에 따라 고주파 전력을 공급할 가열코일(240)을 선택할 수 있고, 입력 장치(130)가 수신한 가열 세기의 선택에 따라 가열코일(240)이 생성하는 자기장의 세기를 조절할 수 있다. 다만, 유도가열장치(1)가 1개의 쿠킹 존만을 포함하는 경우에는 쿠킹 존의 선택 없이 바로 가열 세기를 선택할 수 있음은 물론이다.

입력 장치(130)가 사용자로부터 가열 세기에 대한 선택을 수신하면, 제어부(150)는 선택된 가열 세기에 기초하여 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)의 온/오프 주파수를 결정할 수 있다. 제어부(150)는 결정된 온/오프 주파수에 따라 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)를 교번하여 온/오프시킴으로써, 선택된 가열 세기에 대응하는 주파수의 고주파 전류를 가열코일(240)에 인가할 수 있다.

입력 장치(130)가 사용자로부터 가열 시작에 대한 선택을 수신하면, 제어부(150)는 전원부(20)의 전력이 공진회로(3)에 공급되도록 전원부(20)를 제어할 수 있다.

디스플레이(120)는 유도가열장치(1)의 현재 상태에 관한 정보를 표시할 수도 있고, 쿠킹 존의 선택이나 가열 세기의 선택을 가이드하기 위한 정보를 표시할 수도 있으며, 타이머 설정을 가이드하기 위한 정보를 표시할 수도 있다. 또한, 용기(10)의 유무를 나타내는 알림을 표시할 수도 있다.

일실시예에서, 제어부는 전원부(20)의 전력이 공진회로(3)에 공급되도록 전원부(20)를 제어한 후, 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기에 기초하여 정격 전압을 식별할 수 있다.

또한, 제어부는 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기에 기초하여 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)를 제어할 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.

도 12를 참조하면, 공진회로(3)에 전원(ES)이 인가되는 경우 전압 디텍터(VD)는 전원(ES)으로부터 출력되는 입력 전압의 크기를 감지할 수 있다(2000).

이후, 전압 디텍터(VD)는 전압의 크기에 대한 정보를 제어부로 전달할 수 있다.

제어부는 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 작은 것(2100의 예)에 기초하여 제1 스위치(S1)를 개방하고 제2 스위치(S2)를 폐쇄할 수 있다(2200).

이 때, 기준값은 제1 정격전압과 제2 정격전압을 구분하기 위한 값으로, 메모리(152)에 미리 저장되어 있을 수 있다.

예를 들어, 기준값은 약 200V로 설정될 수 있다.

공진회로(3)에 전원(ES)이 인가된 후, 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 작으면 정격전압이 제1 정격전압에 해당하는 것으로 식별될 수 있다.

도 13은 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로가 제1 정격전압에 대응하는 상태로 변경된 모습을 도시한다.

도 13을 참조하면, 공진회로(3)에 전원(ES)이 인가된 후, 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 작은 것에 기초하여 제1 스위치(S1)가 개방되고 제2 스위치(S2)가 폐쇄된 것을 확인할 수 있다.

제1 스위치(S1)가 개방되고 제2 스위치(S2)가 폐쇄된 경우, 제1 노드(N1)는 제3 노드(N3)와 동일한 노드로 취급되고, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 이격된다.

제1 스위치(S1)가 개방되고 제2 스위치(S2)가 폐쇄된 경우, 인덕터 소자(L) 및 커패시터들에 의해 부스트 하프 브릿지 형태의 회로가 형성된다. 이에 따라, 입력 전압이 부스팅될 수 있다. 입력 전압이 부스팅됨에 따라, 가열코일(240)에 인가되는 출력 전압이 대략 두 배 가량 부스팅될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 가열코일(240)의 사양은 제2 정격전압에서 최대의 효율을 갖도록 설계되어 있다

한편, 제어부는 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 큰 것(2100의 아니오)에 기초하여 제1 스위치(S1)를 폐쇄하고 제2 스위치(S2)를 개방할 수 있다(2300).

도 14는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 공진회로가 제2 정격전압에 대응하는 상태로 변경된 모습을 도시한다.

도 14를 참조하면, 공진회로(3)에 전원(ES)이 인가된 후, 전압 디텍터(VD)로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 큰 것에 기초하여 제1 스위치(S1)가 폐쇄되고 제2 스위치(S2)가 개방된 것을 확인할 수 있다.

이에 따라, 입력 전압이 제2 정격전압에 해당하는 경우 가열코일(240)이 최대의 효율을 가질 수 있다.

본 개시에 따르면, 공진회로(2)의 구성 변경 없이 스위치(S1, S2)를 제어함으로써 유도가열장치(1)가 제1 정격전압 및 제2 정격전압 사이의 호환성을 가질 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따른 유도가열장치의 외관을 도시한다.

도 15를 참조하면, 일실시예에 따른 유도가열장치(1)의 사용자 인터페이스(120, 130)는 정격전압을 선택하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.

이를 위해, 사용자 인터페이스(120, 130)는 정격전압을 선택하기 위한 사용자 입력의 선택을 유도하기 위한 시각적 인디케이터(ID3)를 제공할 수 있다.

사용자는 사용자 인터페이스(120, 130)를 통해 자신이 사용하고자 하는 정격전압을 선택할 수 있다.

예를 들어, 사용자는 시각적 인디케이터(ID3)에서 제1 정격전압에 해당하는 부분을 미리 설정된 시간 동안 터치함으로써 제1 정격전압을 선택할 수 있다.

또한, 사용자는 시각적 인디케이터(ID3)에서 제2 정격전압에 해당하는 부분을 미리 설정된 시간 동안 터치함으로써 제2 정격전압을 선택할 수 있다.

다양한 실시예에 따라, 제어부는, 제1 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 제1 스위치(S1)를 개방하고 제2 스위치(S2)를 폐쇄할 수 있다.

또한, 제어부는 제2 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 제1 스위치(S1)를 폐쇄하고 제2 스위치(S2)를 개방할 수 있다.

사용자 입력에 따라 스위치(S1, S2)를 제어하는 본 실시예에 따르면, 공진회로(3)에서 전압 디텍터(VD)가 생략될 수도 있다.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

1: 유도가열장치 2: 공진회로
3: 공진회로 20: 전원부
120: 디스플레이 130: 입력장치
150: 제어부 200: 인쇄회로기판
210: 정류기 240: 가열코일
T1: 제1 단자 T2: 제2 단자
B1: 제1 우회부 B2: 제2 우회부
B3: 제3 우회부 N1: 제1 노드
N2: 제2 노드 N3: 제3 노드
N4: 제4 노드 GND: 그라운드 노드
SW1: 제1 스위칭 소자 SW2: 제2 스위칭 소자
L: 인덕터 J: 점퍼
J1: 제1 점퍼 J2: 제2 점퍼
C1: 제1 커패시터 C2: 제2 커패시터
C3: 제3 커패시터 S1: 제1 스위치
S2: 제2 스위치 VD: 전압 디텍터

Claims

제1, 제2, 제3 및 제4 노드;
제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부;
상기 제1 단자와 상기 제1 노드 사이에 형성된 제1 우회부(bypass part);
상기 제1 노드와 상기 제2 노드 사이에 형성된 제2 우회부;
상기 제1 노드와 상기 제3 노드 사이에 형성된 제3 우회부;
상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자; 및
상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;을 포함하는 회로 구성을 포함하고,
상기 전원부의 정격전압에 따라, 상기 제1 우회부에는 인덕터 소자 또는 제1 점퍼 소자가 연결되도록 구성되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 어느하나에는 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성되는 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 정격전압은 제1 정격전압 또는 상기 제2 정격전압이고,
상기 제1 정격전압은 상기 제2 정격전압보다 낮은 유도가열장치.
제2항에 있어서,
상기 정격전압이 제1 정격전압이면, 상기 제1 우회부에 상기 인덕터 소자가 연결되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 상기 제3 우회부에 상기 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성된 유도가열장치.
제2항에 있어서,
상기 정격전압이 제2 정격전압이면, 상기 제1 우회부에 제1 점퍼 소자가 연결되고, 상기 제2 우회부 또는 상기 제3 우회부 중 상기 제2 우회부에 제2 점퍼 소자가 연결되도록 구성된 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 및
상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;를 더 포함하는 유도가열장치.
제5항에 있어서,
상기 전원부의 정격전압에 따라, 상기 회로 구성은 상기 제2 노드와 상기 제2 단자를 연결하도록 구성되는 제3 커패시터;를 선택적으로 포함하는 유도가열장치.
제6항에 있어서,
상기 정격전압이 제1 정격전압이면 상기 회로 구성은 상기 제3 커패시터를 포함하고, 상기 정격전압이 상기 제1 정격보다 큰 제2 정격전압이면 상기 회로구성은 상기 제3 커패시터를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 회로 구성은 인쇄회로기판에 형성된 유도가열장치.
제8항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은,
상기 정격전압에 대응하는 상기 유도가열장치를 제조하는 방법을 가이드하기 위한 적어도 하나의 시각적 인디케이터를 포함하는 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 전원부는,
교류전원과 연결되는 정류기를 포함하고,
상기 제1 단자에는 상기 정류기에 의해 정류된 직류 전압이 인가되는 유도가열장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 단자는 그라운드 노드와 연결되는 유도가열장치.
제1, 제2, 제3 및 제4 노드;
제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부;
상기 제1 단자와 상기 제1 노드에 연결된 인덕터 소자;
상기 제1 노드와 상기 제3 노드를 연결하는 점퍼 소자;
상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;
상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터;
상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터; 및
상기 제2 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제3 커패시터;를 포함하는 유도가열장치.
제1, 제2, 제3 및 제4 노드;
제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부;
상기 제1 단자와 상기 제1 노드를 연결하는 제1 점퍼 소자;
상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 연결하는 제2 점퍼 소자;
상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;
상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터; 및
상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;를 포함하는 유도가열장치.
제1, 제2, 제3 및 제4 노드;
제1 단자와 제2 단자를 갖는 전원부;
상기 제1 단자와 상기 제1 노드에 연결된 인덕터 소자;
상기 제1 노드와 상기 제2 노드를 선택적으로 연결하는 제1 스위치;
상기 제1 노드와 상기 제3 노드를 선택적으로 연결하는 제2 스위치;
상기 제2 노드와 상기 제3 노드에 연결된 제1 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 스위칭 소자;
상기 제3 노드와 상기 제4 노드 사이에 연결된 가열코일;
상기 제2 노드와 상기 제4 노드에 연결된 제1 커패시터;
상기 제4 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제2 커패시터;
상기 제2 노드와 상기 제2 단자에 연결된 제3 커패시터;
상기 전원부의 출력 전압을 감지하는 전압 디텍터; 및
상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기에 기초하여 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하는 제어부;를 포함하는 유도가열장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 작은 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 개방하고 상기 제2 스위치를 폐쇄하는 유도가열장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전압 디텍터로부터 감지된 전압 크기가 기준값보다 큰 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 폐쇄하고 상기 제2 스위치를 개방하는 유도가열장치.
제14항에 있어서,
상기 제어부는,
제1 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 개방하고 상기 제2 스위치를 폐쇄하고,
상기 제1 정격전압보다 큰 제2 정격전압을 선택하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 상기 제1 스위치를 폐쇄하고 상기 제2 스위치를 개방하는 유도가열장치.