KR890001600Y1

KR890001600Y1 - 고주파 유도가열장치용 전력제어장치

Info

Publication number: KR890001600Y1
Application number: KR2019860005557U
Authority: KR
Inventors: 이민기
Original assignee: 주식회사금성사; 구자학
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1989-04-06
Also published as: KR870017600U; JPS62176998U; US4764652A; JPS638077Y2

Abstract

내용 없음.

Description

고주파 유도가열장치용 전력제어장치

제1도는 본 고안장치의 회로도.

제2도는 종래 고주파 유도가열장치의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전파정류기 4 : 입력전류 감지기

7 : 구동기 8, 11, 13, 16 : 비교기

10 : 감지기 14 : 온도감지회로

15 : 기준전압발생기 17 : 사용자 설정기

19 : 시동회로 20 : 가산기

본 고안은 고주파 유도가열장치용 전력제어장치에 관한 것으로서, 특히 입력전압의 변동에는 무관하게 출력전력을 일정하게 유지하기 위한 전력제어장치에 관한 것이다.

종래의 고주파 유도가열장치는 사용자의 출력조절에 따라 일정전류를 제어하였으나 실제의 출력은 인가전압과 흐르는 전류의 곱에 의해 발생되므로 출력이 변동하게 된다.

특히, 입력전압(상용교류전압)의 변동이 심한 경우에는 출력이 크게 변동되어 제품 안정도에 문제가 발생된다. 즉, 제2도를 참조하면, AC 입력전원(51)은 전파정류기(52)에 의해 정류되고 잡음 및 충격전압흡수용 콘덴서(C₁)와 쵸크코일(L₁)을 통하여 평활콘덴서(C₂)에 의하여 평활된다음 작동코일(L₂)과 콘덴서(C₃)의 공진회로에 인가된다. 그리고 구동기 (57)의 출력으로 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 온 오프를 제어한다.

작동코일(L₂)에 고주파 전류를 공급하도록 입력전류감지기(53)에 의한 감지전류(SI)와 사용자 출력 레벨조절기(54)의 출력값(UI)을 비교기(55)로 비교하여, 감지전류(SI)가 출력값(UI)보다 낮을 경우, 비교기(55)의 출력을 발생시켜 펄스발진기(56)를 동작시키므로서 펄스발진기(56)의 펄스출력으로서 구동기(57)가 스위칭 트랜지스터(Q₁)가 작동되도록하고 감지전류(SI)가 출력값(UI)보다 높은 경우에는 비교기(55)의 출력이 없도록하여 펄스발진기(56), 구동기(57)를 비작동시키고 동시에 스위칭 트랜지스터(Q₁)를 오프시킨다.

이러한 작동을 반복하여 사용자 설정레벨에 따라 일정전류가 흐르도록 되어있으나 입력전류의 변동이 심하게 되면 출력전력의 변동이 심하게 되어 제품의 안정성이 저하되는 단점이 있다.

본 고안은 이러한 종래의 단점을 제거하기 위하여, 작동코일의 양단 전압을 비교기로 비교하고 AC 입력전압의 변동에 따라 독자적인 펄스발진기가 작동되도록 하므로서 AC 입력전압에 무관하게 일정 출력을 발생시키고 기기를 안정영역내에서 동작시킬 수 있고 요리시간을 일정하게 조절할 수 있는 고주파 유도가열장치용 전력제어장치를 제공하는 것을 목적으로하며 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 구성, 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

우선 제1도를 참조하면 본 고안 장치의 구성은, AC 입력전원에 연결된 전파정류기(1), 입력전류감지기(4), 구동기(7), 펄스발진기(9), 비교기(11) 및 사용자 설정기(17) 및 가열코일(L₂) 그리고 스위칭 트랜지스터(Q₁)를 포함하는 고주파 가열장치에 있어, 가열코일(L₂)의 양단을 비교기(8)의 입력(-,+)에 연결하고 비교기(8)의 출력을 펄스발진기(9)에 연결하되, 비교기(8)의 입력(+)은 전압감지기(10)를 통하여 가산기(20)에 연결하여 사용자 설정기(17)의 출력에 가산되도록하고 입력전류감지기(4)의 출력을 비교기(11,16)의 입력(-)에 연결하며, 비교기(11)의 출력이 입력단자(+)에 연결되고 기준전압 발생기(12)의 출력이 입력단자(-)에 연결하여 된 비교기(13)의 출력과 기준발생기(15)의 출력은 비교기(16)의 입력(+)에 연결하고, 비교기(16)의 출력은 시동회로(19)를 통하여 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 인가하며, 비교기(11)의 출력은 에미터 접지된 트랜지스터(Q₂, Q₃)의 콜렉터에 연결하되, 트랜지스터(Q₃)의 베이스는 온도감지회로(14)를 통하여 더미스터(2′)에 연결하여 된 것으로서 이러한 구성의 작용 효과는, AC전원은 전파정류기(1)를 거쳐 DC로 변환된다.

전파정류기를 거쳐 DC로 변환된 전원2단자중 한단자는 고주파 발생을 위한 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 방열판에 부착된 써모스테트(2)에 직렬로 연결되어 비정상 운전시 혹은 다른 원인에 의하여 방열판 온도가 안전영역을 초과했을 때 스위칭 트랜지스터를 보호하기 위하여 회로를 차단한다.

본 기기는 비가청 범위에서 주파수와 듀티(DUTY)가 가변되는 펄스 발진기(9)가 있다. 이 펄스 발진기(9)에서 발생된 펄스는 스위칭 트랜지스터(Q₁)가 충분히 구동될 수 있도록 구동기(7)를 거쳐 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 베이스에 인가되며 이 신호로 스위칭 트랜지스터가 온 오프를 반복하여 고주파를 발생시킨다.

반전기회로(3)는 잡음방지용 콘덴서(C₁)와 초크코일(L₁) 그리고 가열코일(L₂) 스위칭 트랜지스터(Q₁), 공진콘덴서(C₃) 스위칭 트랜지스터와 역 병렬로 연결된 복귀다이오드(D₁)로 구성되어있다. 가열코일(L₂)의 양단전압을 비교하는 비교기(8)가 있는데 이은 가열코일 양단전압을 감지하여 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 온시점을 결정하는데 사용한다. 이 비교기의 출력은 펄스 발생기(9)에 연결되어 비교기 출력과 동기되어 펄스발진기(9)가 발진된다. 즉 비교기(8) 출력이 하이로 되는 시기에 펄스발진 출력도 하이가 되므로 이 시점에 스위칭 트랜지스터(Q₁)가 온 된다.

또한 펄스발진기(9)는 DC 전압으로 출력 펄스의 하이시간을 결정하게 하는 제어전압은 조리기의 여러조건에 의해 결정된다.

여러 조건이라함은 기기의 입력 전원전압, 사용자의 출력조절레벨, 용기재질, 용기의 유무에 따라 달라지는 조건을 말한다.

본 기기는 기기에 흐르는 입력 전류를 감지하여 용기유무 판별과 사용자가 조절한 출력 조절신호에 따라 일정한 값으로 출력조절하기 위한 입력 전류감지기 (4)를 가지고 있으며, 입력전류감지기의 출력은 비교기(11)와 비교기(16)의 반전 입력단자에 각각 연결되어 있다.

비교기(11)는 기기가 소모하는 전력과 사용자가 조절한 전력값을 비교하여 펄스발진기(9)의 제어단자에 전압을 인가한다.

즉, 사용자 설정이 입력레벨보다 클때는 제어전압 역시 커져서 펄스발진기 (9)는 하이출력을 내보내는 시간을 길게하여 스위칭 트랜지스터(Q₁)의 온타임이 길어지므로 가열코일(L₂)은 더 많은 전류를 흘려 용기에 더 큰 전력이 공급된다.

만일 사용자 설정레벨이 입력레벨보다 적다면 제어전압은 낮아져서 위와는 동작이 반대가 되어 용기에 공급되는 전력을 줄인다.

이러한 동작을 끊임없이 되풀이하여 부하에는 항시 사용자가 원하는 전력이 공급되어 진다.

한편, 초크코일(L₁)과 가열코일(L₂)의 연결점 전압을 감지하는 전압감지기 (10)가 있다. 이 전압감지기의 출력은 가산기(20)의 입력(-)에 연결하여 입력전압이 높을 경우 비교기(11)의 입력단자(+)의 레벨을 낮춰 입력전류를 적게하고 반대로 낮은 경우는 입력전류를 크게하여 전압변동에 관계없이 사용자가 원하는 일정전력이 되도록 한다.

전압감지기(10)는 입력전압을 감지하여 전원전압의 변화에 따라 출력 상태가 항상일정한 값이 되도록 제어전압을 조절한다.

비교기(16)는 입력전류와 기준전압을 비교하여 용기의 유무와 대소를 감지하는데 사용하며, 기준전압은 용기가 조리기 위에 놓여있지 않은 경우와 사용할 수 없는 용기가 놓여진 경우 및 용기가 너무 적을 경우에 조리기가 동작되지 않도록 설정되어 있다.

이 기준전압은 기준전압 발생기(15)로 부터 출력되는데 저항(R₃, R₄)으로 분압되어 있다.

또한 어떤 경우에 기준전위를 높이도록 작용하는 기준전압 발생기(12)와 비교기(13) 및 저항(R₂)이 있는데 이는 조리기가 정상작동하고 있을 때 조리기에서 가열용기를 서시히 제거하면 입력전류는 줄어들어 사용자 설정레벨보다 적어지므로 비교기(11)의 출력 전압이 놓아져 간다.

이 때문에 사용자 설정레벨과 입력전류레벨이 같게 되는데 출력이 하이로 되는 시간은 용기 제거전보다 훨씬 길어진다.

이 작용은 반전기 회로의 손실을 크게하는 요인이 되어 용기가 제거되어도 용기가 정상적으로 놓여있는 것처럼 오판하기 쉽다.

따라서 비교기(11)의 출력이 일정한 전압을 넘게되면(기준전압 발생기(12)의 전압보다 높으면) 비교기(13)의 출력은 하이가되고 비교기(16)의 단자(+)가 가해지는 기준전압레벨이 높아지므로 기기의 비정상동작을 완전히 방지한다.

또한 본 조리기는 비교기(16)의 출력으로 제어되는 시동회로(19)를 가지고 있다. 이 시동회로(19)는 조리기에 전원이 투입되었을 때와 조리기에 용기가 없을 경우 간헐적으로 펄스를 출력하여 용기유무를 감지하는데 사용한다.

시동회로(19) 출력이 하이가 되면 스위칭 트랜지스터(Q₂)가 온되어 펄스발진기(9)는 동작을 중지하고 발진기회로(3) 역시 동작되지 않는다. 이때 트랜지스터 (Q₂)의 작용으로 비교기(11)의 출력전류가 필요 이상으로 커지지 않도록 저항(R₁)이 비교기 출력과 제어입력단 사이에 삽입되어 있다.

이후 시동회로출력이 로우가 되면 트랜지스터(Q₂)는 오프되어 펄스 발진기 (9) 제어단자에 정상적인 전압이 인가되어 발진기회로(3)는 발진을 시작하게 된다.

만약 기기에 용기가 놓여있다면 비교기(16) 단자(+)에 인가되는 기준전압보다 입력전류 감지기에서 출력되는 전압이 높아져서 비교기(16)의 출력은 로우가되며 이로인해 시동회로 동작은 중지되고 기기는 정상적인 가열동작을 계속한다.

그렇지만 이 경우에 용기가 없다면 시동회로(19)는 계속하여 일정한 주기로 용기를 감지하기 위한 펄스를 내보낸다.

온도감지기(14)와 이에 연결된 더미스터(2′)는 용기가 놓여진 세라믹판 바로 밑부분에 부착되어 온도를 감지한다. 만약 용기내부에 음식물이 없다면 용기의 온도는 계속 상승할 것이며 이로인하여 용기는 과열되고 주위의 다른 물질을 발화시킬 우려가 있으며 기기의 내부 소자들을 파괴시킬 수도 있다.

이 경우 온도감지기(14)는 용기온도가 일정 온도 이상 상승하게 되면 하이 전압을 출력한다.

따라서 트랜지스터(Q₃)가 온되고 펄스 발진기(9)에 인가되는 제어전압을 OV로 낮추어 동작을 중지시키므로 사용자는 안심하고 사용할 수 있는 것이다.

또한 본 기기에는 기능표시회로(18)가 있다.

이는 사용자가 선택한 출력과 용기유무 상태등을 인식할 수 있도록 램프를 점동시킨다. 표시회로는 사용자설정회로(17)의 출력으로 구동시키도록 되어 있다.

이상에서 설명된 바와같이 본 고안에 의하면, 입력 AC전압 변동에 무관하게 출력을 일정하게 유지시킬 수 있고, 항상 안정 영역내에서 기기를 작동시킬 수 있으며 더우기 요리시간을 일정하게 제어할 수 있는 것이다.

Claims

AC 입력전원에 연결된 전파정류기, 입력전류감지기, 구동기, 펄스발진기, 비교기 및 사용자 설정기 및 가열코일 그리고 스위칭 트랜지스터를 포함하는 고주파 유도가열장치에 있어서, 가열코일(L₂)의 양단을 비교기(8)의 입력(-,+)에 연결하고 비교기(8)의 출력을 펄스발진기(9)에 연결하되, 비교기(8)의 입력(+)은 전압 감지기(10)를 통하여 가산기(20)에 연결하여 사용자 설정기(17)의 출력에 가산되도록 하고 입력전류감지기(4)의 출력을 비교기(11,16)의 입력(-)에 연결하며, 비교기 (11)의 출력이 입력단자(+)에 연결하고 기준전압발생기(12)의 출력이 입력단자(-)에 연결하여된 비교기(13)의 출력과 기준전압발생기(15)의 출력은 비교기(16)의 입력(+)에 연결하고, 비교기(16)의 출력은 시동회로(19)를 통하여 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 인가하며, 비교기(11)의 출력은 에미터 접지된 트랜지스터(Q₂, Q₃)의 콜렉터에 연결하되, 트랜지스터(Q₃)의 베이스는 온도감지회로(14)를 통하여 더미스터(2′)에 연결하여된 고주파 유도 가열장치용 전력제어장치.