KR900008975B1 - 유도 가열 조리기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유도가열 조리기

제1도는 본 발명에 따른 유도 가열 조리기의 제1 예를 나타내는 블럭도이다.

제2도는 제1도의 예에서 중요한 블럭부품의 회로도이다.

제3도는 요리그릇의 재질에 대한 제1도 예의 공진 회로의 전류대 주파수 특성을 나타내는 그라프이다.

제4도는 유도 가열 조리기의 제1예의 변형예를 나타내는 블럭도이다.

제5도는 제4도의 변형예의 주파수 검출회로를 나타내는 회로도이다.

제6도는 유도 가열 조리기의 제2 예를 나타내는 블럭도이다.

제7도는 제6도 예의 유도 가열 조리기에서의 신호나 전압을 나타내는 그라프이다.

제8도는 유도 가열 조리기의 세번째 예를 나타내는 블럭도이다.

제9도는 제8도 예를 설명하기 위해 주파수 응답 특성을 나타내는 그라프이다.

제10도는 요리 그릇의 재질에 대한 제8도 예의 공진회로의 전류대 전압 특성을 나타내는 그라프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : AC 전원 22 : 정류기

28 : 전압 제어회로 36 : 구동회로

38 : 공진회로 46 : 팬(pan)

52 : 위상 비교기 54 : VOC(전압제어 오실레이터)

58 : 전류변환기 60 : 인버터 작동제어회로

62, 240 : 부하상태 검출회로 64, 132, 206 : 주파수상태 검출회로

66, 234 : 임피던스 상태 검출회로 68 : 인버터 작동 해제회로

72, 80, 174, 176, 178, 196, 212 : 전압비교기

82, 172, 198, 214, 156 : 전압분배기

84 : 정류회로 106 : 지연회로

110 : 과전류 검출회로 120 : 공진회로

126 : PWM(펄스폭 변조)형 진동회로 140 : 연산증폭기

154 : 차동증폭기 194, 210 : 무부하상태 검출회로

본 발명은 유도 가열 조리기, 특히 요리 그릇의 형태와 존재유무에 따라 조리기를 제어하는 회로가 유도 가열 조리기에 관한 것이다.

전형적인 유도 가열 조리기에 있어서, 고주파 전류는 주파수 인버터로부터 금속팬(pan)과 같은 요리 그릇과 그 속에 든 음식물을 가열시키기 위한 고주파 자장을 발생시키는 유도 가열 코일로 공급되어 진다.

요리그릇은 유도 가열 코일에 인접하여 조리기에 놓여져 있다.

고주파 자장은 요리그릇의 본체에서 와전류를 유도한다.

와전류에 대항하는 요리그릇 본체 재질의 표피저항에 기인하여 와전류가 손실됨에 따라 요리그릇의 본체에서 열이 발생하게 된다.

결과적으로 요리 그릇에 담겨 있는 음식물은 열에 의해 요리되어 진다.

요리그릇이 요리 작동 동안 또는 그 후에 조리기로부터 제거될 때, 그 조리기는 무부하 상태로 된다.

무부하 상태에서, 공진회로의 입력 임피던스는 크게 감소되기 때문에 공진회로에서의 고주파 전류는 크게 증가하게 된다.

이러한 현상은 소리기에 있는 요리그릇의 존재유무를 검출하는데 유용하게 사용되어 지고 있다.

고주파 전류는 전류변환기에 의해 검출되어 진다.

검출된 전류가 선정된 값을 초과할 때 규정된 제어회로가 주파수 인버터의 작동을 해제시킨다.

결과적으로 유도 가열 조리기는 무부하상태에서 가열 작동을 행하지 않게 된다.

상기한 것으로 부터 알수 있는 것과 같이 표피저항에 기인하여 요리그릇 본체의 열이 상승되게 된다.

그러므로 고저항 금속으로 만들어진 요리그릇을 사용하는 것이 요구된다.

이러한 이유때문에 유도 가열 조리기용으로 요리그릇은 철이나 스테인레스스틸 등과 같은 고저항 금속으로 만들어진 것이 좋을 것이다.

그러나 최근에 고저항의 철이나 스테인레스스틸로 만들어진 그릇과 저저항의 알루미늄이나 구리로 만들어진 요리그릇을 효율적으로 처리할 수 있는 유도 가열 조리기가 개발되어 졌다.

알루미늄이나 구리 그릇을 효율적으로 가열시키기 위해 요리그릇 본체의 표피저항 그리고/또는 요리그릇본체에 유도되는 와전류를 강하게 할 필요가 있다.

공진회로에서 고주파전류를 증가시켜 와전류를 강하게 할수 있다.

예로서, 공진회로의 입력 임피던스를 증가시키면 고주파 전류가 효율적으로 증가하게 된다.

공진회로에서 고주파 전류에 의해 야기되는 자장의 주파수를 상승시켜 표피저항을 강하게 할수 있다.

이러한 것은 표피저항(Rs)이 하기식과 같이 정의되기 때문이다.

Rs=F·μ·r………………………………………………………(1)

상기식에서, F는 고주파 전류의 주파수를 나타내고, μ는 투자율을 나타내며, 그러고 r은 금속의 고유저항을 나타낸다.

또 공진회로의 입력 임피던스(Z)는 다음과 같이 정의된다.

Zs=K·N²·F·u·r ……………………………………………(2)

상기식에서, K는 상수이고, N은 유도 가열 코일의 권선수이다.

유전율(μ)과 고유저항(r)은 각 금속에 대해 일정한 값이다.

상기식(1)으로 부터 알수 있는 것과 같이 표피저항(Rs)은 주파수(F)를 증가시킴에 의해 증가되어 진다.

식(2)으로 부터 알수 있는 것과 같이 입력 임피던스(Z)는 터언수(N) 그리고/또는 주파수(F)를 증가시킴에 의해 증가되어 진다.

구리나 알루미늄 그리고 철이나 스테인레스스틸로 만들어진 요리그릇을 효율적으로 처리할 수 있는 유도가열 조리기를 만드는 것이 본 발명에서의 주문제어다.

과거에는 조리기에 저저항 요리그릇이 놓여져 있는지의 여부를 정확하게 판별할 수 없었다.

이것은 공진회로가 요리그릇의 무부하 상태와 구리나 알루미늄으로 만들어진 요리그릇의 부하상태에서 유사한 저입력 임피던스를 가지고 있기 때문이다.

따라서, 구리나 알루미늄으로 만들어진 요리그릇 본체의 재질과 철이나 스테인레스스틸로 만들어진 요리그릇 본체의 재질을 각 재질에 대한 공진회로의 공진 주파수 사이의 차이를 이용하여 판별하는 것이 시도되어지고 있다.

즉 구리나 알루미늄은 상기한 것과 같이 상대적으로 높은 공진 주파수에 대해 양호한 응답을 나타내고, 그리고 반대로 철이나 스테인레스스틸은 상대적으로 낮은 공진 주파수에 대해 양호한 응답을 나타낸다.

그러므로 구리나 알루미늄으로 만들어진 요리그릇을 공진 주파수 사이의 차이를 사용하여 철이나 스테인레스스틸로 만들어진 요리그릇과 구별시킬 수 있다.

그러나 스테인레스스틸은 다른 두개의 공진 주파수를 가진다.

즉 자성 스테인레스스틸은 철과 같이 저저항을 가지고 그리고 낮은 공진 주파수를 가지지만, 비자성 스테인레스스틸은 구리나 알루미늄과 같이 높은 공진 주파수와 저저항을 가진다.

그러므로 여러 금속 즉 철, 자성 스테인레스스틸, 비자성 스테인레스스틸, 구리 또는 알루미늄으로 만들어진 요리그릇과 함께 사용될 수 있는 유도 가일 조리기를 개발하는 것이 많이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 여러 금속 즉 철, 자성 스테인레스스틸, 비자성 스테인레스스틸, 구리 또는 알루미늄으로 만들어진 요리그릇과 함께 사용될 수 있는 유도 가열 조리기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 요리그릇의 무부하 상태와 여러 금속 즉 철, 자성 스테인레스스틸, 비자성 스테인레스스틸 구리 또는 알루미늄으로 만들어진 요리그릇의 부하상태를 구별할 수 있는 유도 가열 조리기를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 성취하기 위해 본 발명의 한 관점에 따라 고저항이나 저저항을 가진 제거가능한 요리그릇을 가열시키는 유도 가열 조리기는 전원 소스 전압을 공급하는 전원소스, 와전류를 유도하기 위해 자장에 요리그릇을 노출시키는 유도 코일 장치와 자장을 유도하기 위해 고주파 전류를 발생시키는 장치를 포함하고 요리그릇에서 와전류를 유도하기 위해 전원소스에 응답하도록 된 유도 가열 장치, 고주파전류를 검출하는 임피던스상태 검출회로, 고주파 전류의 주파수를 검출하는 주파수 상태 검출회로, 그리고 임피던스상태 검출회로와 주파수상태, 그리고 임피던스상태 검출회로와 주파수상태 검출회로에 응답하여 유도 가열 장치를 제어하는 제어회로를 포함하고 있다.

이하 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 기술하기로 한다.

제1 내지 3도를 참조하여 본 발명에 따른 유도 가열 조리기를 상세히 기술하기로 한다.

제1도에서, "20"은 상용 AC 전원을 나타내고, 상용 AC 전원(20)으로 부터 공급되는 AC 전류를 한쌍의 사이리스터(24)와 한쌍의 다이오드(26)로 구성된 브리지 정류회로를 형성하고 있는 정류기(22)에 의해 DC 전류로 변환된다.

사이리스터(24)가 후술하는 것과 같이 전압제어 회로(28)에 의해 제어되는 위상이기 때문에 DC 전류전압이 조정됨 수 있다.

DC 전류는 주파수 인버터(30)로 공급되고 그 후 캐패시터(32)로 구성된 평활회로에 의해 평활되어 진다.

주파수 인버터(30)는 한쌍의 스위칭 트랜지스터(34)와 그 트랜지스터를 번갈아 작동시키는 구동회로(36)로 구성되어 있다.

스위칭 트랜지스터(34)용 스위칭 주파수는 후술하는 것과 같이 서보식으로 제어된다.

고주파 전류를 가진 인버터 출력은 주파수 인버터(30)에서 부터 공진회로(38)로 공급되어 진다.

공진회로(33)는 유도 가열 코일블럭(40), 공진 캐패시터블럭(42) 및 스위치(44)로 구성되어 있다.

유도 가열 코일블럭(40)은 조리기의 상단판(도시되어 있지 않음)의 뒷쪽에 배치되어 있다.

유도 가열 코일블럭(40)은 상단판에 놓여진 포트나 팬(46) 등과 같은 요리그릇에 고주파전류에 의해 유도되는 고주파 자장을 응용한다.

이러한 것에 의해 팬(46)의 본체에 와전류가 유도된다.

와전류는 팬(46)의 본체의 표피저항에 의해 손실되면서 팬(46)의 본체에서 열을 발생시킨다.

결과적으로 팬(46)에 있는 음식은 얼에 의해 요리되게 된다.

유도 가열 코일블럭(40)에는 한쌍의 코일(40a), (40b)이 있고, 공진 캐패시터 블럭(42)에는 한쌍의 캐패시터(42a), (42b)가 있다.

제1코일(40a)은 주파수 인버터(30)의 출력 터미날(48)과 스위치(44)의 이동 접점(44a) 사이에 결합되어 있고, 제2코일(40b)은 스위치(44)의 제1고정 접점(44b)과 제1, 2캐패시트(42a), (42b)의 직렬회로를 통하는 기준전위선(50) 사이에 결합되어 있다.

제1, 2캐패시터(42a), (42b)의 연결 노드는 스위치(44)의 제2고정접점(44c)에 연결되어 있다.

본 발명가에 의해 창안된 유도 가열 조리기의 실제상의 예에서, 제1 및 2코일(40a), (40b)은 각각 약 15 터언과 50 터언으로 감겨져 있다.

제2코일(40b)에 연결된 제1캐패시터(42a)와 기준 전위선(50)에 연결된 제2캐패시터(42b)는 각각 0.05μF와 0.2μ이다.

스위치(44)의 제2고정 접점(44c)과 출력 터미날(48)은 위상 비교기(52)에 연결되어 있다.

그러므로 위상 비교기(52)는 출력 터미날(48)과 제2고정접점(44c) 상의 각 전위(V1)와 전위(Vc)의 위상을 비교한다.

전위(V1), (Vc)의 위상은 각각 유도 가열 코일블럭(40)과 공진 캐패시터 블록(42)을 통해 흐르는 유도성 및 용량성 전류(I1)과 (Ic)의 위상(P1), (Pc)에 대응한다.

위상비교기(52)는 위상(P1), (Pc) 사이의 차이에 응답하여 변화하는 제어신호(Sf)를 출력한다.

위상비교기(52)로 부터 출력된 제어전압(Sf)은 전압제어 오실레이터(54), (이하 VCO라 칭함)에 인가되어 VCO(54)의 진동주파수(F)가 제어전압(Sf)에 응답하여 변화하게 한다.

VOC(54)의 진동 출력은 주파수 인버터(30)의 구동회로(36)에 공급되어 진다.

그러므로 위상비교기(52), VCO(54), 주파수 인버터(30) 및 공진회로(38)는 공진주파수(F)의 네가티브피드백 서보 제어용 루프회로를 형성한다.

유도성 및 용량성 전류(I1), (Ic)의 위상(P1), (Pc)의 차이가 90°일때 위상비교기(52)는 선정된 값의 제어신호(Sf)를 출력시킨다.

선정된 값으로 된 제어신호(Sf)는 VOC(54)가 공진회로(38)의 공진주파수(F)에서 진동하게 제어한다.

위상(P1), (Pc) 사이의 위상차이가 90°로 부터 시프트 될때 제어신호(Sf)는 VCO(54)를 제어하여 VOC(54)의 진동주파수가 공진주파수(F)로 서보 제어되게 한다.

정류기(22)는 그것에서 부터 출력되는 DC 전류의 전압을 검출하는 전압검출기(56)에 연결되어 있다.

전압 검출기(56)에 의해 검출된 DC 전류의 전압은 전압제어 회로(28)에 적용된다.

전압제어 회로(28) 위상이 사이리스터(24)를 제어하여 주파수 인버터(30)에 공급된 DC 전류의 전압이 선정된 값으로 서부제어 되게 한다.

유도 가열 조리기에는 전류 변환기(58)와 인버터 작동 제어회로(60)가 있다.

전류 변환기(58)는 공진 회로(38)의 고주파 전류를 검출하는 공진회로(38)에 설치되어 있다.

인버터 작동제어 회로(60)는 부하상태 검출회로(62), 주파수 상태 검출회로(64), 임피던스상태 검출회로(66), 인버터 작동 해사 회로(68) 및 스위치 제어회로(70)로 구성되어 있다.

부하상태 검출회로(62)는 주파수상태 검출회로(64)와 임피던스상태 검출회로(66)를 각각 지나 위상비교기(52)와 전류변환기(58)에 연결되어 있다.

부하상태 검출회로(62)는 주파수 상태 검출회로(64)와 임피던스상태 검출회로(66)의 출력에 응답하여 후술하는 것과같이 3개의 출력신호를 발생시킨다.

부하상태 검출회로(62)로 부터 발생된 출력신호중 하나는 인버터 작동제어 회로(68)에 적용되는 인버터작동해제 신호(Ss)이다.

인버터 작동제어회로(68)는 후술하는 것과같이 인버터 작동해제 신호(Ss)에 응답하여 주파수 인버터(30)의 구동회로(36)를 해제시킨다.

출력 신호중 다른 두 신호는 스위치 제어회로(68)에 적용되는 저저항 금속 검출신호(Sl)와 고저항 금속검출신호(Sh)이다.

스위치 제어회로(68)는 후술하는 것과같이 저저항 금속 검출신호(Sl)와 고저항 금속 검출신호(Sh)에 응답하여 스위치(44)를 제어한다.

고레벨의 고저항 금속 검출신호(Sh)가 부하상태 검출회로(140)로 부터 얻어질 때 스위치 제어회로(68)는 스위치(44]의 이동 접점(44a)이 그것의 제2고정 접점(44c)에 연결되게 스위치(44)를 제어한다.

고레벨의 저저항 금속 검출신호(Sl)가 부하상태 검출회로(62)로 부터 얻어질 때 스위치 제어회로(68)는 스위치(44)의 이동 접점(44a)이 그것의 제1고정접점(44b)에 연결되게 스위치(44)를 제어한다.

제2도를 참조하여 인버터 작동 제어회로(60)의 회로 구성과 작동을 상세히 기술하기로 한다.

주파수 상태 검출회로(64)에는 제1전압비교기(72)와 한쌍의 저항(74a), (74b)이 있다.

저항(74a), (74b)은 전압(Vcc)을 가진 전위소스(76)와 접지 전위단자(78) 사이에 연결된 직렬 전압 분비기(74)를 형성하고 있다.

그러므로 제1전압 비교기(72)의 반전 입력(-)에는 전압 분배기로 부터 나오는 제1기준 전위(Vref₁)가 공급되고, 비반전 입력(+)에는 위상 비교기(52)로 부터 나오는 제어신호(Sf)가 공급되어 진다.

제어신호(Sf)는 제1전압 비교기(72)에서 전압 분배기(74)의 제1기준 전위(Vref₁)와 비교되고, 제어신호(Sf)는 상기한 것과같이 공진회로(38), (제1도 참조)의 공진주파수(F)에 비례한다.

공진 주파수(F)가 크게 증가될 때 제어신호(Sf)는 제1기준진위(Vref₁)를 초과하여 주파수상태 검출회로(64)가 고레벨의 신호를 출력하게 한다.

임피던스상태 검출회로(66)에는 제2전압 비교기(80), 한쌍의 저항(82a), (82b) 및 정류회로(84)가 있다.

저항(82a), (82b)은 전위소스(76)와 접지전위 단자(78) 사이에 연결된 직렬 전압분배기(82)를 형성하고 있다.

그러므로 제2전압 비교기(80)의 반전 입력(-)에는 전압 분배기(82)로 부터 나오는 제2기준전위(Vref₂)가 공급되어 진다.

정류회로(84)는 저항(86), (88), 다이오드(90) 및 캐패시터(92)로 구성되어 있다.

저항(86)은 전류변환기(58), (제1도 참조)와 접지 전위단자(78) 사이에 연결되어서 저항(86)이 전류변환기(58)에 의해 검출된 전류를 전압으로 변환시키게 한다.

다이오드(90)는 저항(86)상에서 AC 전압을 정류시키기 위해 저항(86)에 연결되어 있다.

저항(88)과 캐패시터(92)는 다이오드(90)로 부터 나오는 정류된 DC 전압 용의 평활회로를 형성한다.

그러므로 전류변환기(58)의 검출출력(Si)은 DC 전압으로서 제2전압비교기(80)의 비반전 입력(+)에 인가되어 진다.

DC 전압의 검출출력(Si)은 제2전압비교기(80)에서 제2기준전위(Vref₂)와 비교되어 진다.

검출출력(Si)은 공진회로(38)의 입력 임피던스에 역으로 되어 있으므로 공진회로(38)의 입력 임피던스가 제2기준 전위(Vref₂)에 대응하는 선정된 값이하 일때 제2전압비교기(80)는 고레벨신호를 출력시키게 된다.

부하상태 검출회로(62)는 D형 플립플롭(94), 한쌍의 RS형 플립플롭(96), (98), 인버터 게이트(100) 그리고 한쌍의 AND 게이트(102), (104)로 구성되어 있다.

D형 플립플롭(94)의 데이타 입력단자(D)는 임피던스상태 검출회로(66)에 결합되어 있고, 클럭 입력단자(CK)는 전압 검출기(56)에 결합되어 있으며(제1도 참조), 비반전 출력단자(Q)는 AND 게이트(100), (104)의 한 입력단자에 결합되어 있고, 그리고 반전출력단자(Q)는 스위치 제어회로(70)에 결합되어 있다.

그러므로 상기 반전 출력단자(Q)는 고저항 금속 검출신호(Sh)를 출력한다.

AND 게이트(102), (104)의 다른 입력단자는 주파수 상태 검출회로(64)에 각각 직접 그리고 인버터 게이트(100)를 경유하여 연결되어 있다.

AND 게이트(102), (104)의 출력단자는 RS형 플립플롭(96), (98)의 세트단자(S)에 연결되어 있고, RS플립플롭(96), (98)의 리세트 단자(R)는 지연회로(106)와 인버터 게이트(108)를 통해 전압 검출기(56)에 되어 있다.

RS형 플립폴롭(96), (98)의 비반전출력(Q)은 각각 스위치제어 회로(70)와 인버터 작동해제 회로(68)에 연결되어 있다.(제1도 참조)그러므로 RS형 플립플롭(96), (98)의 비반전 출력(Q)은 저저항 금속 검출신호(Sl)와 인버터 작동 해제 신호(Ss)를 각각 출력시킨다.

후술하는 것과같이 D형 플립플롭(94)과 RS형 플립플럽(96)은 각각 고저항금속검출신호(Sh)와 저저항 금속 검출신호(Sl)를 출력시키고, RS형 플립플롭(98)은 인버터 작동해제신호(Ss)를 출력시킨다.

AC 전원소스(20)에서 부터 정류기(22)로 전원을 적용시키고 그리고 저저항 금속 검출신호(Sl)가 수는 초기 상태에서 스위치제어 회로(70)는 스위치(44)가 제1도에 도시된 것과같이 이동접점(44a)과 제1고정 접점(44c) 사이에서 회로를 페쇄시키게 한다.

고저항 금속검출신호(Sh)가 수신될 때 스위치제어회로(70)는 스위치(44)가 이동접점(44a)과 제2고정접점(44c) 사이에서 회로를 폐쇄시키게 한다.

인버터 작동해제 회로(68)는 주파수 인버터(30)의 작동을 해제시키고, 그리고 이때 RS형 플립플롭(98)은 인버터 작동해제 신호(Ss)를 출력시킨다.

전압 검출기(56)는 정류기(22)로 부터 공급된 전원 소스의 전압을 검출한다.

주파수 인버터(30)의 출력전압을 전원소스의 전압에 대응한다.

그러므로 주파수 인버터(30)의 출력전압이 선정된 레벨에 도달할 때 전압 검출기(56)는 D형 플립프롭(94)의 클럭단자(CK)에 리드필스를 공급시킨다.

D형 플립플롭(94)은 리드펄스에 응답하여 임피던스 상태 검출회로(66)의 출력을 판독한다.

리드 펄스는 또 지연회로(106)에도 공급된다.

초기 상태에서, 각 RS형 플립플롭(96), (98)의 리세트 단자(R)는 고레벨로 세트되어서 그것의 비반전 출력단자(Q)가 저 레벨로 되게 한다.

D형 들립플롭(94)의 출력상태는 선정된 지연시간이 지연회로(106)에서 경과되기 전에 해결되어 진다.

이때 지연회로(106)는 인버터 게이트(186)를 통해 RS형 플립플롭(96), (98)에다 리세트 신호를 공급시킨다.

리세트 단자(R)는 지연회로(106)의 반전 출력에 의해 저레벨로 세트되고, 그리고 이때 RS형 플립플롭(96), (98)의 세트 단자(S)에는 고레벨의 펄스가 공급되고 그리고 비반전 출력단자(Q)는 고레벨로 세트된다.

유도 가열 조리기에서 전류변환기(58)와 인버터 작동 해제 회로(68) 사이에는 과전류 검출회로(110)가 있다.

과전류 검출회로(110)는 인버터 작동 해제 회로(68)를 제어하여 주파수 인버터 전류가 선정된 레벨을 초과할 경우에는 즉시 주파수 인버터(30)의 작동이 해제되게 한다.

스위치 제어회로(70)는 스위치(44)를 제어하여 공진회로(38)의 공진 캐패시터(42a), (42b)와 코일(40a), (40b)이 효율적으로 보는 상태 또는 제1코일(40a)과 제2공진 캐패시터(42b)가 효율적으로 되고 그리고 코일의 권선수와 용량이 변화되는 상태를 제공한다.

상기 전자의 상태는 알루미늄이나 구리로 만들어진 가열된 요리그릇(이하 저저항 금속 가열 상태라 칭함)용으로 적당하고 그리고 후자의 상태는 철이나 스테인레스 등으로 만들어진 가열된 요리그릇(이하 고저항금속 가열상태라 칭함) 용으로 적합하다.

본 예의 작동에 관해 상세히 후술하기로 한다.

먼저 주파수 인버터(30)의 공진 주파수(F)와 출력전류 및 무부하상태 사이의 관계에 대해 기술하기로 한다.

제3도는 요리그릇(46)의 재질이 철, 자성 스테인레스스틸, 비자성 스테인레스스틸, 구리 또는 알루미늄으로 만들어져 있고 그리고 무부하상태 일때 측정된 공진 주파수(F)와 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)의결과를 나타내는 것으로서, 이 경우에 스위치(44)는 이동접점(44a)과 제1고정접점(44b) 사이에서 회로를 폐쇄된 상태로 세트시키고 있고 그리고 저저항 금속 가열상태하에 있다.

제3도에 나타나 있는 것과 같이 요리그릇(46)이 알루미늄이나 구리 등과 같은 저저항 금속으로 만들어졌을때(무부하 상태를 포함함), 그것은 임피던스 전류의 크기에 따라 철이나 스테인레스스틸 등과 같은 고저항 금속의 경우와 구별되어 진다.

무부하 상태의 경우는 공진 주파수(F)의 레벨에 따라 알루미늄이나 구리 등과 같은 저저항 금속의 요리그릇의 경우와 구별되어 진다.

이러한 것은 요리그릇(46)의 본체의 재질과 그 요리그릇(46)의 존재상태가 주파수 인버터(30)의 출력 전류(Ii), (즉 공진회로(38)의 임피던스)와 공진 주파수(F)에 의해 효력발생되어 진다는 것을 의미한다.

본 발명은 상기한 것에 주의를 기울인 것으로서, 본 실시예는 상기와 같은 재질로된 요리그릇(46)의 경우에 관계하여 기술한 것이다.

(1) 철, 자성 또는 비자성 스테인레스스틸 그릇을 가열시키는 작동.

스위치(44)가 이동접점(44a)과 제1고정접점(44b) 사이의 회로를 폐쇄시키는 저저항 금속 가열 조건하에서, VCO(54)는, 선정된 저레벨로 주파수 인버터(30)에다 출력전압을 부가시켜 부하상태 판별작동을 개시한다.

이러한 출력전압이 선정된 레벨에 도달할 때 전압검출기(56)는 그것을 검출하고 그리고 리드 펄스는 부하상태 검출회로(62)로 공급되며, 이러한 결과에 따라 임피던스 상태 검출회로(66)에서 부터 D형 플립플롭(94)으로 신호가 판독되어 진다.

이러한 경우에 철 등의 고유저항이 높기 때문에 공진 회로(38)의 입력 임피던스가 증가되고 그리고 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)가 제3도로 부터 분명한 것과같이 낮아지게 된다.

결과적으로 임피던스 상태 검출회로(66)에서 제2비교기(80)의 출력단자는 저레벨상태이고, 그리고 D형 플립플롭(94)의 비반전 출력단자(Q)는 저레벨상태로서 비반전 출력단자(Q)에서 부터 고저항 금속 검출신호(Sh)를 고레벨로 출력시킨다.

그리고 동시에 D형 플립플롭(94)의 비반전 출력단자(Q)는 저레벨 상태이고 그리고 AND 게이트(96), (98)로부터 나오는 각각의 출력은 저레벨상태로 유지되며, 저저항 금속 검출신호(Sl)와 인버터 작동 해제신호(Ss)는 출력되지 않는다.

결과적으로 스위치(44)는 스위치 제어회로(70)에 의해 폐쇄된 이동접점(44a)과 제2고정접점(44c)의 회로를 세트시키고 그리고 공진회로(38)는 제1코일(40a)과 제2공진 캐패시터(42b)만이 유용한 상태인 고저항 금속 가열상태로 세트되어 진다.

이러한 상태하에서, VCO(54)는 요리그릇(46)을 가열시키기 위해 주파수 인버터(30)의 출력전압을 증가시킨다.

주파수 인버터(30)가 위상비교기(52)와 VOC(54)로 구성된 주파수 서보 제어루프에 의해 항상 공진상태로 되게 제어되기 때문에 주파수 인버터(30)의 출력주파수가 약 25KHz 정도의 상대적으로 낮은 값으로 된다.

요리그릇(46)이 상단판에서부터 제거될때 제1코일(40a)의 입력 임피던스는 급격하게 낮아지고, 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)는 갑자기 증가되므로 과전류 검출회로(110)가 주파수 인버터(30)의 작동을 해제시키게 된다.

(2) 알루미늄이나 구리그릇을 가열시키는 작동.

상기한 것과 같이 부하상태 판별작동이 저저항 금속가열상태하에서 행해질때 알루미늄등의 고유저항이 작기때문에 공진회로(38)의 입력 임피던스가 작고 그리고 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)가 크다(제3도 참조), 역으로 철등과 같은것을 가열시키기 위해 임피던스 검출장치의 제2비교기(80)의 출력단자는 고레벨 상태이고, 그리고 D형 플립플롭(94)의 출력단자(Q)는 고레벨상태이며, 반전출력단자(Q)는 저레벨상태이다.

알루미늄등을 가열시킬때 공진주파수(F)는 제3도에 도시된 것과 같이 약 50KHz정도의 높은 주파수이고, 주파수상태 검출회로(64)의 제1비교기(72)의 출력단자는 고레벨상태이다.

결과적으로 AND 게이트(31)의 출력은 고레벨로 되고 그리고 저저항 금속검출신호(Si)는 RS형 플립플롭(96)의 비반전 출력 터미날(Q)로부터 출력된다.

그러나 스위치(44)가 이미 이동접점(44a)과 제1고정접점(44b) 사이에서 회로를 폐쇄된 상태로 세트시켜 놓았기 때문에 스위치(44)는 전환되지 않게되고 그리고 VCO(54)는 주파수 인버터(30)의 출력전압을 증가시켜 일반적인 가열을 수행하게 된다.

요리그릇(46)이 이러한 상태에서 상단판으로부터 제거될 경우 부하상태 검출회로(62)의 D형 플립플롭(94)의 비반전 출력단자(Q)는 고레벨상태를 유지하게 되고 그리고 리드 펄스는 저전압때에 수신되게 된다.

그때 공진 주파수(F)가 유도가열 코일블럭(40)의 인덕턴스 변화에 기인하여 작아지기 때문에(제1도 참조) 저레벨신호가 주파수상태 검출회로(64)의 제1비교기(72)로부터 출력된다.

이러한 신호는 인버터 게이트(100)에 의해 반전되고 그리고 RS형 플립플롭(98)으로 공급되어 진다.

RS형 플립플롭(98)의 비반전 출력 터미널(Q)은 고레벨상태의 인버터 작동해제신호(Ss)를 인버터 작동해제회로(68)로 출력시킨다.

그러므로 부하상태 검출회로(62)로부터 나오는 인버터 작동해제신호(Ss)의 출력은 즉각 주파수 인버터(30)의 작동을 해제시킨다.

(3) 무부하 상태에서 가열시키는 작동.

상술한 것으로부터 분명한 것과 같이 부하상태 판별작동이 저저항 금속가열상태하에서 행해질때 공진회로(38)의 입력 임피던스는 입력 임피던스를 낮게 만들고 그리고 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)는 증가된다.(제3도 참조)

그러므로 임피던스상태 검출회로(66)의 제2비교기(80)의 출력단자는 고레벨상태로 되고 그리고 D형 플립플롭(94)의 비반전 출력단자(Q)는 고레벨이며 역 비반전 출력단자(Q)는 저레벨상태이다.

한편 무부하상태가 적용될때 공진 주파수(F)는 약 20KHz의 레벨로 낮아지고 그리고 주파수상태 검출회로(64)의 제1비교기(70)의 출력단자는 저레벨이다.

따라서, AND 게이트(104)의 출력은 고레벨이고, RS형 플립플롭(98)의 출력단자는 고레벨의 인버터 작동해제신호(Ss)를 인버터작동해제회로(68)로 출력시킨다.

이때 인버터 작동해제신호(Ss)는 부하상태 검출회로(62)로부터 출력되어서 즉시 주파수 인버터(30)의 작동을 해제시킨다.

상기한 것과 같이 이 예에서, 공진회로(38)의 입력 임피던스(일정한 전압에서 주파수 인버터 전류)와 공진 주파수(F)는 둘다 판별성분을 규성한다.

따라서 하기 효과가 얻어지게 된다.

입력 임피던스는 구리나 알루미늄과 같은 저저항 금속과 무부하상태의 경우와 철, 자성 스테인레스스틸 또는 비자성 스태인레스스틸 등과 같은 고저항 금속의 경우 사이에서 분명하게 구별될 수 있다.

구리나 알루미늄과 같은 저저항 금속으로 만들어진 요리그릇(46)의 경우 유도가열 코일의 입력 임피던스는 가열의 경우와 무부하상태의 경우 사이에서 큰 차이를 나타내지 않는다. 그들 사이의 구별은 공진 주파수의 차이를 이용하여 판별할 수 있다.

그러므로 많은 종류의 재질들을 정확하게 구별할 수 있고 그리고 사용되는 본체의 재질에 따라 가열상태를 전환시킬 수 있다. 그리고 유도가열 조리기를 광범위하게 응용할 수 있다.

본 발명에 따른 유도가열 조리기의 한 변형예를 제4도를 참조하여 기술하기로 한다.

제4도의 변형된 유도가열 조리기를 하기부분 즉 주파수 인버터와 주파수상태 검출회로에 있어서 상기한 제1의 예와 다르고 그외의 다른부분은 동일하다.

그러므로 주로 상기한 다른 부분에 관해서만 제4도를 참조하여 기술하기로 한다.

공진회로(120)는 병렬공진회로로 구성되어 있고 그리고 그것에는 유도가열 코일블럭(40)과 공진 캐패시터(42)가 서로 병렬로 주파수 인버터(122)에 연결되어 있다.

유도가열 코일블럭(40)에서, 제1및 제2코일(40a), (40b)은 직렬로 연결되어 있다.

그러나 공진 캐패시터블럭(42)에서 제1및 제2공진 캐패시터(42a), (42b)는 병렬로 연결되어 있다.

브리지 정류회로의 정류기(22)로부터 나오는 전원 소스는 평활회로 캐패시터(32)에 의해 평활되고 그리고 스위칭 트랜지스터(124)와 공진회로(110)의 직렬회로에 적용되어 진다.

스위칭 트랜지스터(124)는 주파수 인버터(122)와 구동회로(36)로 구성되어 있다.

주파수 인버터(122)의 입력단자는 펄스 폭 변조(이하 PWM이라 칭함)형 진동회로(126)이 결합되어 있다.

PWM형 진동회로(126)는 인버터 출력 전류를 받을 수 있게 주파수 인버터(122)의 출력단자에 결합되어 있다.

PWM형 진동회로(126)의 진동출력은 주파수 인버터(122)에 인가되어서 주파수 인버터(122)가 진동수를 인버터 진동 주파수를 인버터 출력에다 공급하게 한다.

주파수 인버터(122)와 PWM형 진동회로(126)는 주파수용 서보제어 루프를 형성하여서 인버터 출력의 주파수가 자동적으로 공진회로(120)의 공진 주파수로 서보제어되게 한다.

공진회로(120)에는 전류변환기(53)가 있다. 전류변환기(53)의 검출 출력은 인버터 작동제어회로(130)에 공급되어 진다.

인버터 작동제어회로(130)는 부하상태 검출회로(62), 주파수상태 검출회로(132), 임피던스상태 검출회로(66), 인버터 작동해제회로(68) 및 스위치 제어회로(70)로 구성되어 있다.

부하상태 검출회로(62)는 전류변환기(58)의 검출출력을 받을 수 있게 임피던스상태 검출회로(64)와 주파수상태 검출회로(132)를 통해 전류변환기(58)에 연결되어 있다.

부하상태 검출회로(62)의 출력은 인버터 작동해제회로(68)와 스위치 제어회로(70)에 공급되어 진다.

인버터 작동해제회로(68)와 스위치 제어회로(70)는 PWM형 진동회로(126)와 스위치(134)에 결합되어 있다.

스위치(134)는 두개의 스위치 유니트(136), (138)를 포함하고, 상기 두 스위치 유니트는 서로 상호 고착되어 있고 그리고 각각 유도가열 코일블럭(40)과 공진 캐패시터블럭(42)에 결합되어져 있다.

유도가열 코일블럭(40)의 제1 및 제2코일(40a), (40b)은 스위치 유니트(136)의 제1 및 제2고정접점b), (136c)에 결합되어 있다.

스위치 유니트(136)의 이동접점(136a)은 정류기(22)에 결합되어 있다.

공진 캐패시터블럭(42)의 제1 및 제2공진 캐패시터(42a), (42b)는 스위치 유니트(138)의 제1 및 제2고정접점(138b), (138c)에 결합되어 있다.

스위치 유니트(138)의 이동접점(138a)은 정류기(22)에 결합되어져 있다.

스위치 유니트(136), (138)는 후술하는 것과 같이 스위치 제어회로(70)에 의해 제어된다.

부하상태 검출회로(62)는 주파수상태 검출회로(132)와 임피던스상태 검출회로(66)의 출력에 응답하여 후술하는 것과, 같이 두개의 출력신호를 발생시킨다.

부하상태 검출회로(62)로부터 발생되는 제어신호중 하나는 인버터 작동제어회로(68)에 인가되는 인버터 작동해제신호(Ss)이다.

인버터 작동제어회로(68)는 인버터 작동해제신호(Ss)에 응답하여 PWM형 진동회로(126)를 해제시킨다.

다른 제어신호는 스위치 제어회로(68)에 인가되는 저항상태 검출회로(Sr)이다.

스위치 제어회로(68)는 후술하는 것과 같이 저항상태 검출신호(Sr)에 응답하여 스위치(134)를 제어한다. 주파수상태 검출회로(132)는 제5도에 도시되어 있다.

주파수상태 검출회로(132)에는 연산증폭기(140), 주파수-전압컨버터(142), (이하 F/V 컨버더라 칭함), 전압 비교기(72) 및 한쌍의 저항(74a), (74b)이 있다.

연산증폭기(140)의 비반전 입력단자(+)는 전류변환기(58)에 결합되어 있고, 반전 입력단자(-)는 접지전위단자(78)에 결합되어 있다.

연산증폭기(140)의 출력단자는 F/V 컨버터(142)를 경유하여 전압 비교기(72)의 비반전 입력단자(+)에 결합되어 있다.

저항(74a), (74b)은 선정된 전압(Vcc)을 가진 전위소스(76)와 접지전위단자(78) 사이에서 연결된 직렬 전압 분배기(74)를 형성한다.

그러므로 전압 비교기(72)의 반전입력(-)에는 전압 분배기로부터 출력되는 기준전위(Vref)가 공급되어진다.

공진회로(110)를 통해 흐르는 고주파 전류는 전류변환기(58)에 의해 검출된다.

전류변환기(58)의 검출된 출력은 저항(144)에 의해 전압신호로 변환되어 진다.

저항(144)에 의해 얻어진 전압신호는 연산증폭기(140)에 의해 사각파형으로 형성되어 진다.

연산증폭기(140)로부터 출력된 사각파형 신호는 공진회로(120)의 공진 주파수(F)와 항께 동기되어 진다.

주파수는 F/V 컨버터(142)에 의해 DC 전압신호로 변환되고 그리고 전압 비교기(72)에 의해 전압 분배기의 기준전압(Vref)과 비교되어 진다.

그러므로 전압 비교기(72)는 공진 주파수(F)가 기준전압(Vref)에 대응하는 선정된 값을 초과할때 고레벨신호를 출력시킨다.

이와같이 주파수상태 검출회로(132)는 제1예의 주파수상태 검출회로(64)와 같은 식으로 작동한다.

상기한 구조가 제1예의 것과 같은 효과를 가진다는 것은 두말할 필요가 없다.

또 본 발명은 상기한 예와 도면에만 한정되는 것은 아니다.

예로서, 유도가열 코일의 입력 임피던스는 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)를 선정된 레벨로 유지시키고 그리고 전압을 측정함에 의해 검출할 수 있고 또는 주파수 인버터(30)의 출력전류(Ii)와 주파수 인버터(30)의 전압이 변화할때 그것들은 입력 임피던스를 검출하기 위해 측정되고 계산될 수 있다.

또, 부하상태 판별장치등을 마이크로 컴퓨터나 게이트 어레이로 형성시킬 수도 있다.

본 발명에서, 요리그릇(46)의 본체의 재질은 유도가열 코일의 공진 주파수(F)와 입력 임피던스에 의해 판별되고, 그것의 고유저항과 공진 주파수(F)에 따른 가열조건하에서 가열이 행해질 수 있다.

그러므로 본 발명은 상기한 재질로 된 요리그릇 뿐만 아니라 다른 종류로 된 요리그릇에도 적용가능하다.

상기한 것과 같이 본 발명의 제1예는 공진회로(38)의 공진 주파수(F)와 입력 임피던스(I)를 검출하여 장치를 제어한다.

결과적으로 본 발명에 따른 장치로 여러가지의 재질로 된 요리그릇을 정확하게 판별할 수 있고, 적당하게 가열시킬 수 있으며, 또 요리그릇(46)의 본체의 재질에 관계없이 그것의 존재상태를 정확하게 검출할 수 있다.

그러므로 본 발명의 제1의 예는 양호한 효과를 제공한다.

제6, 7도를 참조하여 본 발명에 따른 유도가열 조리기의 제2의 예를 상세히 기술하기로 한다.

유도가열 조리기의 제2의 예는 인버터 작동제어회로에 있어서 제1의 예의 다르고, 그리고 그외의 부분은 동일하다.

그러므로 제2의 예에 있어서는 상기의 다른 부분에 관해서 주로 기술하기로 한다.

제6도에서, 유도가열 조리기에는 전류 변환기(58)와 인버터 작동제어회로(160)가 있다.

전류변환기(58)는 공진회로(38)의 고주파 전류를 검출하기 위해 공진회로(38)에 설치되어 있다.

인버터 작동제어회로(150)에 있는 전류-전압 컨버터(152)는 전류변환기(58)에 결합되어 있다.

전류-전압 컨버터(152)는 전류변환기(58)에 의해 검출된 AC 전류신호(Sa)를 DC 전압신호(Va)로 변환시킨다.

그러므로 전압신호(Va)는 공진회로(38)를 통해 흐르는 고주파 전류(Ic)에 비례한다.

전압신호(Va)는 차동증폭기(154)의 반전 입력단자(-)에 공급되어 진다.

차동증폭기(154)의 비반전 입력단자(+)에는 전압 분배기(156)로부터 나오는 기준전압(Vb)이 공급되어 진다.

전압 분배기(156)는 선정된 전압(Vcc)을 가진 전위소스(76)와 접지전위단자(78)에 각각 연결된 한쌍의 저항(156a), (156b)으로 구성되어 있다.

차동증폭기(154)는 전압신호(Va)와 기준전압(Vb) 사이의 차이인 제어신호(Vc)를 출력한다.

제어신호(Vc)는 정류기(22)에 있는 사이리스터(24)를 제어하기 위해 전압 제어회로(28)에 공급되어 진다.

그러므로 전류변환기(58), 전류-전압 컨버터(152), 차동증폭기(154) 및 전압 제어회로(28)는 정류기(22)로부터 공급되는 DC 전원소스의 전압(Ei)용 피드백 서보루프(158)를 형성한다.

DC 전원소스의 전압(Ei)은 전류-전압 컨버터(152)에 의해 얻어진 전압신호(Va)가 하강 또는 상승할때 증가 또는 감소되어 진다.

제어신호(Vc)는 DC 전원소스의 전압(Ei)을 제어하기 위한 피드백 서보루프(158)에서의 에러신호에 대응한다.

그래서 제어신호(Vc)는 DC 전원소스의 전압(Ei)에 비례하게 된다.

또 제어신호(Vc)는 임피던스상태 검출회로(66)에 있는 전압 비교기(80)의 비반전 입력단자(+)에어 진다.

전압 비교기(80)의 반전 입력단자(-)에는 전압 분배기(82)로부터 나오는 기준전압(vd)이 공급되어 진다.

전압 분배기(82)는 전위소스(76)와 접지전위단자(78)에 각각 연결된 저항(82a), (82b)으로 구성되어 있다.

전압 비교기(80)와 전압 분배기(82)는 임피던스상태 검출회로(66)를 구성한다.

임피던스상태 검출회로(66)는 피드백 서부루프(158)에 있는 차동증폭기(154)로부터 공급되는 제어신호(Vc)가 기준전압(Vd)보다 더 높을때 고레벨의 검출신호(Sg)를 출력시킨다.

다른 경우에는 임피던스상태 검출회로(66)는 저레벨신호의 검출신호(Sg)를 출력시킨다.

임피던스상태 검출회로(66)로부터 출력된 검출신호(Sg)는 AND 게이트(160)를 지나 스위치 제어회로(70)에 인가된다.

스위치 제어회로(70)는 임피던스상태 검출회로(66)의 검출신호(Sg)의 출력에 응답하여 스위치(44)를 제어한다.

고레벨의 검출신호(Sg)가 임피던스상태 검출회로(66)로부터 얻어질때 스위치 제어회로(70)는 스위치(44)를 제어하여 그 스위치(44)의 이동접점(44a)이 그것의 제1고정접점(44b)에 연결되게 한다.

저레벨의 검출신호(Sg)가 임피던스상태 검출회로(66)로부터 얻어질때에는 스위치 제어회로(70)가 스위치(44)를 제어하여 그 스위치의 이동접점(44a)이 그것의 제12고정접점(44c)에 연결되게 한다.

스위치 제어회로(70)에는 리스트단자(R)가 있다. 스위치 제어회로(70)는 후술하는 것과 같이 리세트단자(R)에 인가되는 신호에 응답하여 스위치(44)를 제어한다.

고레벨의 신호가 리세트단자(R)에 인가될때 스위치 제어회로(70)는 스위치(44)를 제어하여 그 스위치(44)의 이동접점(44a)이 그것의 제1고정접점(44b)에 연결되게 한다.

또 스위치 제어회로(70)는 고레벨의 제어신호(Se)가 리세트 단자(R)에 인가될때 그것의 출력단자(O)로 부터 고레벨의 제어신호(Se)를 출력시킨다.

이러한 것은 스위치(44)의 이동접점(44a)이 그것의 고정접점(44b)에 연결될때 발생한다. 인버터 작동제어회로(150)에는 맥동전압 발생회로(162)가 있다.

맥동전압 발생회로(162)는 저항(164), 캐패시터(166) 및 트랜지스터(168)로 구성되어 있다.

저항(164)과 캐패시터(166)는 전위소스(76)와 접지전위단자(78) 사이에 연결되어서 캐패시터(166)가 전위단자(78)의 전위로 충전되게 되어 있다.

트랜지스터(168)는 캐패시터(166)와 병렬로 연결되어 있다.

트랜지스터(168)는 맥동전압 발생회로(162)의 출력(Ve) 즉 캐패시터(166)의 충전전위가 트랜지스터(168)의 작동에 응답하여 맥동하고 그리고 제7a도에 도시된 것과 같이 변환하게 기술한 것과 같이 작동 또는 해제되어진다.

맥동전압(Ve)은 트랜지스터(168)가 작동될때 즉각적으로 제조로 되어진다.

트랜지스터(168)가 해제될때 맥동전압(Ve)은 제7a도에 도시된 것과 같이 점진적으로 상승된다.

여기서 맥동전압(Ve)의 값은 시간(t₁), (t₂), (t₃)에서 후술하는 것과 같이 기준전압(Vf₁), (Vf₂), (Vf₃)과 같다고 가정한다.

맥동전압(Ve)은 인버터 작동 초기화회로(170)에 공급되어 진다. 인버터 작동 초기화회로(170)는 직렬 전압 분배기(172)와 3개의 전압 비교기(174), (176), (178)를 포함하고 있다.

전압 분배기(172)에서, 4개의 저항(172a), (172b), (172c), (172d)은 전위 소스(76)와 접지전위단자(78) 사이에서 직렬로 연결되어 있다.

그러므로 전압 분배기(172)는 상술한 것과 같이 3개의 서로 다른 기준전압(V₅₁), (V₅₂), (V₅₃)을 공급한다. 기준전압(V₅₁), (V₅₂), (V₅₃)은 각각 전압 비교기(174), (176), (178)의 비반전 입력단자(+)에 인가된다.

전압 비교기(174), (176), (178)의 반전 입력단자(-)는 맥동전압(Ve)을 받게 맥동전압 발생회로(162)에 공통으로 연결되어 있다.

인버터 작동 초기화회로(170)에 있는 전압 비교기(174)는 고레벨의 출력(Sb)이 출력단자에서 얻어질 때 스위치 제어회로(70)를 작동시키기 시작한다. 출력(Sb)은 제(b)도에 도시된 것과 같이 변화한다.

전압 비교기(174)는 맥동전압(Ve)이 기준전압(V₅₁) 보다 작을때(Ve＜Vf₁) 스위치 제어회로(70)의 리세트단자(R)에다 고레벨 신호(Sb) 를 공급시킨다.

다른 경우(Ve≥Vf₁)에는 출력신호(Sb)는 저레벨이다.

인버터 작동 초기화회로(170)에 있는 전압 비교기(176)는 고레벨의 출력(Sc)이 출력단자에서 얻어질 때 전압 감소회로(180)를 통해 피드백 서보 제어루프(158)에 있는 차동증폭기(154)를 초기 작동시킨다.

전압 감소회로(180)는 콜렉터 저항(184)을 통해 전압 분배기(156)의 저항(156b)과 병렬로 연결되어 있는 트랜지스터(182)로 구성되어 있다.

전압 비교기(176)는 맥동전압(Ve)이 기준전압(Vf₂)보다 작을때(Ve＜Vf₂) 트랜지스터(182)의 베이스에다 고레벨신호(Sc)를 공급시킨다.

다른 경우(Ve≥Vf₂)에는 출력신호(Sc)는 저레벨이다.

트랜지스터(182)가 고레벨의 출력(Sc)에 의해 작동될때 콜렉터 저항(184)은 전압 분배기(156)의 저항(156b)에 병렬로 연결되어 있다.

결과적으로 기준전압(Vb)은 시간(t0)에서부터 시간(t2)사이에 제7e도에 도시된 것과 같이 낮아진다.

그리고 또 인버터 작동 초기화회로(170)에 있는 전압 비교기(176)는 고레벨의 출력(Sc)이 출력단자에서 얻어질때 전압감소회로(186)를 통해 임피던스상태 검출신호(66)를 작동시키기 시작한다.

전압감소회로(186)는 콜렉터 저항(190)을 통해 전압 분배기(82)의 저항(82b)과 병렬로 연결된 트랜지스터(188)로 구성되어 있다.

전압 비교기(176)는 또 맥동전압(Ve)이 기준전압(Vf₂)보다 낮을때(Ve＜Vf₂) 트랜지스터(188)의 베이스에다 고레벨신호(Sc)를 공급시킨다.

트랜지스터(188)가 고레벨의 출력(Sc)에 의해 작동될때 콜렉터 저항(190)는 전압 분배기(82)의 저항(82b)에 병렬로 연결되어 진다.

결과적으로 기준전압(Vd)은 시간(t₀)에서부터 시간(t₂)사이에서 제7g도에 도시된 것과 같이 낮아지게 된다.

전압 비교기(176)로부터 나오는 출력(Sc)은 AND 게이트(160)에 인가되어 진다.

그러므로 AND 게이트(160)는 전압 비교기(176)의 출력(Sc)이 고레벨일때 임피던스상태 검출회로(66)로부터 출력되는 고레벨의 신호가 스위치 제어회로(70)로 공급되게 한다.

인버터 작동 제어회로(160)에는 또 무부하상태 검출회로(194)가 있다.

제1무부하상태 검출회로(194)는 전압 비교기(196)와 전압 분배기(198)로 구성되어 있고, 전압 분배기(198)는 전위 소스(76)와 접지전위단자(78)에 각각 연결된 저항(198a), (198b)으로 구성되어 있다.

그러므로 전압 분배기(198)는 전압 비교기(196)의 비반전 입력단자(+)에 기준전압(Vg)을 공급시킨다. 전압 비교기(196)의 반전 입력단자(-)는 제어신호(Vc)를 받을 수 있게 피드백 서보 제어루프(158)에 있는 전압 비교기(154)에 결합되어 있다.

제1무부하상태 검출회로(194)는 제어신호(Vc)가 기준전압(Vg)보다 낮을때(Vc＜Vg) 고레벨의 검출신호(Sh)를 출력시킨다.

다른 경우(Vc≥Vg)에는 검출회로(Sh)가 저레벨이다.

인버터 작동 초기화회로(170)에 있는 전압 비교기(178)는 고레벨의 출력신호(Sd)가 출력단자에서 얻어질 때 전압감소회로(200)를 통해 제1무부하상태 검출회로(194)를 작동시키기 시작한다.

출력(Sd)은 제7d도에 도시된 것과 같이 변화한다.

전압감소회로(200)는 콜렉터 저항(204)을 동해 전압 분배기(198)의 저항(198b)과 병렬로 결합된 트랜지스터(202)로 구성되어 있다.

전압 비교기 (178)는 맥동전압(Ve)이 기준전압(Vf₃)보다 작을때(Ve＜Vf₃) 트랜지스터(202)의 베이스에다 고레벨의 신호(Sd)를 공급시킨다.

다른 경우(Ve≥Vf₃) 일때에는 출력신호(Sd)는 저레벨이다.

트랜지스터(202)가 고레벨의 출력(Sd)에 의해 작동될때 콜렉터 저항(204)은 전압 분배기(198)의 저항(198b)에 병렬로 연결되게 된다.

결과적으로 기준전압(Vg)은 시간(t₀)에서부터 시간(t₃)까지 제7h도에 도시된 것과 같이 낮아지게 된다.

인버터 작동 제어회로(150)에는 또 주파수상태 검출회로(206)가 있다.

주파수상태 검출회로(206)는 F/V 컨버터(208)와 제2무부하상태 검출회로(210)로 구성되어 있다.

F/V 컨버터(208)는 전류변환기(58)에 의해 검출된 AC 전류신호(Sa)를 받을 수 있게 전류변환기(58)에 결합되어져 있다.

F/V 컨버터(208)는 AC 전류신호(Sa)의 주파수를 전압신호(Vh)로 변환시킨다. 제2무부하상태 검출회로(210)는 전압 비교기(212)와 전압 분배기(214)로 구성되어 있다.

전압 분배기(214)는 전위소스(76)와 접지전위단자(78)에 각각 연결된 저항(214a), (214b)으로 구성되어 있다.

그러므로 전압 분배기(214)는 전압 비교기(212)의 비반전 입력단자(+)에다 기준전압(Vi)을 공급시킨다. 전압 비교기(212)의 반전 입력단자(-)는 전압신호(Vh)를 받을 수 있게 F/V 컨버터(208)에 결합되어 있다.

전압 비교기(212)는 제어신호(Vh)가 기준전압(Vi)보다 작을때(Vh＜Vi) 고레벨의 검출신호(Si)를 출력시킨다.

다른 경우(Vh≥Vi)에는 검출신호(Si)는 저레벨이다.

인버터 작동 초기화회로(170)에 있는 전압 비교기(174)는 또 고레벨의 출력신호(Sb)가 출력단자로부터 얻어질때 전압감소회로(216)를 통해 제2의 무부하상태 검출회로(210)를 작동시키기 시작한다.

전압감소회로(216)는 콜렉터 저항(220)을 통해 전압 분배기(214)의 저항(214b)과 병렬로 결합된 트랜지스터(218)로 구성되어 있다.

전압 비교기(174)는 맥동전압(Ve)이 기준전압(Vf₁)보다 작을때(Ve＜Vf₁) 트랜지스터(218)의 베이스에다 고레벨의 신호(Sb)를 공급시킨다.

트랜지스터(218)가 고레벨의 출력(Sb)에 의해 작동될때 콜렉터 저항(220)은 전압 분배기(214)의 저항(214b)에 병렬로 연결되게 된다.

결과적으로 기준전압(Vi)은 시간(t₀)에서부터 시간(t₁)까지 제7i도에 도시된 것과 같이 낮아지게 된다.

제2 무부하상태 검출회로(210)로부터 출력된 검출신호(Si)와 스위치제어회로(70)의 출력단자(0)로부터 출력된 제어신호(Se)는 AND 게이트(222)에 인가되어 진다.

그러므로 AND 게이트(222)는 검출신호(Si)와 제어신호(Se)사이에서 AND 논리로 작동한다.

AND 게이트(222)에 의해 얻어진 AND 논리신호(Si)는 OR 게이트(224)에 인가되어 진다.

OR 게이트(224)에는 또 제1무부하상태 검출회로(194)로부터 나오는 검출 신호(Sh)가 인가된다.

OR 게이트(224)에 의해 얻어진 OR 논리신호는 맥동전압 발생회로(162)에 있는 트랜지스터(168)의 베이스에 인가되어 진다.

그러므로 트랜지스터(168)는 맥동전압 빌생회로(162)에 의해 얻어진 맥동전압(Ve)이 제로로 되게 검출신호(Sh)나 AND 논리신호(Si)중 어느 하나에 의해 작동되어진다.

제7도를 참조하여 본 발명에 따른 유도 가열 고리기의 제2에의 작동을 기술하기로 한다.

맥동전압 발생회로(162)에 있는 캐패시터(166)의 충전은 제7a도에 도시된 것과 같이 시간(t₀)에서부터 시작되는 것으로 간주된다.

이때 맥동전압(Ve)은 도면에 도시된 것과 같이 점진적으로 상승한다.

캐패시터(166)에 대한 충전 작동 특성은 저항(164)의 저항값과 캐패시터(166)의 캐패시턴스에 의해 제공되는 시간 상수에 의해 얻어진다.

맥동전압(Ve)이 시간(t₃)에서 기준전압(Vf₃)과 같은 값을 초과할때 인버터 작동 초기화 회로(170)에 있는 전압 비교기(178)는 저레벨의 신호(Sd)를 출력시킨다.

이러한 것은 맥동전압(Ve)이 시간(t₃) 이후에 기준 전압(Vf₃)보다 더 높기 때문이다. 저레벨의 신호(Sd)는 트랜지스터(202)가 해재되게 전압 감소회로(200)에 있는 트랜지스터(202)에 인가되어진다.

전압 분배기(198)의 기준전압(Vg)은 도시된 것과 같이 선정된 중간전압(VgM)에서 부터 선정된 높은 전압(VgH)으로 상승된다. (VgH＞VcN-L＞VgM).

상기에서, VcN-L은 조리기나 무부하상태에 있을때 차동 증폭기(154)로 부터 출력된 제어신호(Vc)의 값을 나타낸다.

제1무부하상태 검출회로(194)에 있는 전압 비교기(196)는 이때 고레벨의 검출신호(Sh)를 출력시킨다.

고레벨의 검출신호(Sh)는 트랜지스터(168)가 작동되게 트랜지스터(168)의 베이스에 인가되어진다.

스위치(44)의 이동접점(44a)은 조리기가 알루미늄이나 구리등으로 만들어진 팬(46)을 가열시키기 위한 작동상태로 세트될때 제1고정 접점(44b)에 연결되어진다.

알루미늄이나 구리를 철이나 자기 스테인레스 스틸과 비교해 볼때 공진회로(38)를 통해 흐르는 고주파전류(Ic)의 주파수에 대항하는 알루미늄이나 구리의 표피저항이 철이나 자기 스테인레스 스틸의 것보다 상대적으로 작다.

이러한 작동상태에서, 공진회로(38)의 입력임피던스(Z)는 상기한 것과 같이 매우 작다. 공진회로(38)의 입력 임피던스(Z)는 무부하상태에서는 작은 값이다.

무부하상태에서 입력임피던스(Z)의 값은 알루미늄이나 구리로 만들어진 팬(46)을 가열시킬때 입력임피던스에 가깝게된다.

그러므로 알루미늄이나 구리로 만들어진 팬(46)이 조리기의 상단판(도시하지 않음)으로 부터 제거될 경우 제1무부하상태 검출회로(194)는 팬(46)이 제거된 것을 검출하지 못한다.

이러한 것은 제1무부하상태 검출회로(194)가 공진회로(38)의 입력임피던스(Z)에 비례하는 변화에 응답하여 작동하기 때문이다.

이경우에 고주파 전류(Ic)의 주파수는 급격하게 떨어진다. 주파수 변화에 응답하여 주파수 상태 검출회로(206)에 있는 F/V 컨버터(28)에 의해 얻어진 전압신호(Vh)는 전압 분배기(214)로 부터 나오는 기준 전압(Vi)보다 낮아진다.

제2무부하상태 검출회로(210)에 있는 전압 비교기(212)는 고레벨의 검출신호(Si)를 출력시킨다.

즉 주파수 상태 검출회로(206)는 알루미늄이나 구리로 만들어진 팬(46)의 제거에 응답하여 작동한다.

고레벨의 검출신호(Si)는 AND 게이트(222)와 OR 게이트(224)를 지나 트랜지스터(168)의 베이스에 인가되어서 트랜지스터(168)가 캐패시터(166)의 충전 전위를 방출시키게 한다.

맥동전압(Ve)은 즉각적으로 제로로 된다. 여기서, 충전 작동이 시간(t₀)에서 시작 하는것으로 간주한다. 시간(t₁) 이 경과 되었을때 맥동전압(Ve)은 기준전압(Vf₁)을 초과한다(Ve＞Vf₁).

그러므로 전압 비교기(174)는 저레벨의 신호(Sb)를 출력시킨다.

저 레벨의 신호(Sb)는 주파수 상태 검출회로(206)에 있는 트랜지스터(218)를 해제시킨다.

전압 분배기(214)의 기준전압(Vi)은 도시된 것과 같이 선정된 중간전압(ViM)에서부터 선정된 높은 전압(ViH) 으로 상승한다(ViH＞VhN-L＞ViM).

상기에서 VhN-L은 조리기가 무부하상태에 있을때 F/V 컨버터(20)로 부터 출력된 제어신호(Vh)의 값을 나타낸다.

이러한 것은 스위치(14)의 이동접점(44a)이 이 상태에서 제1고정 접검(44b)에 연결되어있고, 상기한 것과 같이 고레벨의 신호(Se)가 스위치 제어회로(70)의 단자(O)로 부터 출력되기 때문이다.

고레벨의 신호(Se)는 주파수 상태 검출회로(206)로 부터 출력된 고레벨의 검출신호(Si)와 함께 AND 게이트(222)에 인가되어진다.

그러므로 고레벨의 AND는 논리 신호는 OR 게이트 (224)를 통해 트랜지스터(168)에 인가되어진다.

트랜지스터(168)는 다시 작동되어서 맥동전압(Ve)의 전위가 즉각 방출되게한다.

상기한 작동은 팬(46)이 조리기의 상단판에 부가될때까지 반복된다.

제7도는 이러한 작동의 제1주기를 나타낸다. 시간(T₀)에서, 전압 비교기(174)로부터 나오는 출력(Sb)은 고레벨로 변화한다.

고레벨의 출력(Sb)은 스위치 제어회로(70)의 리세트 단자(R)에 인가된다.

그러므로 스위치 제어회로(70)는 스위치(44)를 제어하여 이동접점(44a)이 제1고정접점(44b)에 연결되게한다.

결과적으로 조리기는 알루미늄이나 구리로 만들어진 팬(46)을 가열시키기 위한 작동상태로 세트되어진다. 시간(t₂)전에 전압 비교기(176)의 출력(Sc)은 고레벨이다.

고레벨의 출력(Sc)은 전압 감소 회로(180), (186)의 트랜지스터(182), (188)에 인가되어진다.

그러므로 기준전압(Vb), (Vd)은 그들의 정상값(VbH), (VdH)보다 더 낮은 그들의 초기값(VbM), (VdM)을 유지한다(VbM＜VbH, VdM＜VdH).

팬(46)이 상기 작동의 반복으로 시간(t₀)에서부터 시간(t₃)까지 조리기의 상단판에 놓여지면 임피던스 상대 검출회로(66)는 펜(46)의 부하상태를 검출할 수 있게 작동한다.

즉 기준전압(Vb)은 시간(t₀)에서 부더 시간(t₂)까지 초기값(VbM)으로 내려가게 된다. 차동 증폭기(154)의 출력전압(VbM)은 낮아지게된다.

저레벨의 출력전압(Vc)은 전압제어 정류기(22)용 전압 제어회로(28)에 인가되어진다. 결과적으로 정류기(22)에 의해 얻어진 DC 전원소스의 전압(Ei)은 낮아지게된다.

낮은값의 전압(Ei)이 주파수 인버터(30)에 적용되는 이러한 상태에서, 초기값(VdM)의 기준전압(Vd)과 저레벨의 출력전압(Vc)은 임피던스 상태 검출회로(66)에 있는 전압 비교기(80)에 의해 비교되어진다.

차동 증폭기(158)의 출력진압(Vc)이 초기값(VdM)의 기준전압(Vd)보다 더 낮을때 임피던스 상태 검출회로(66)는 저레벨의 신호(S9)를 출력시킨다.

저레벨의 신호(Sg)는 스위치 제어회로(70)에 인가되어서 스위치(44)의 이동접점(44a)과 제1고정접점(44b)이 연결되게 스위치(44)를 제어한다.

결과적으로 조리기에 부가된 팬(46)은 알루미늄이나 구리로 만들어진 팬인것으로 판별되어진다.

차동증폭기(158)의 출력전압(Vc)이 초기값(VdM)의 기준 전압(Vd)보다 더 높을때는 임피던스 상태 검출회로(66)는 고레벨의 신호(S9)를 출력시킨다.

고레벨의 신호(Sg}는 스위치 제어회로(70)에 인가되어서 스위치(44)의 이동접점(44a)과 제2고정접점(44c)이 연결되게 스위치(44)를 제어한다.

결과적으로 조리기에 부가된 팬(46)이 철이나 자기스테인레스 스틸로 만들어진 팬인것으로 판별되어진다.

시간(t2)이 경과되었을때 기준전압(Vb), (Vd)은 그들의 정상값(VbH), (VdH)으로 변화한다. 그러므로 차동증폭기(158)의 출력전압(Vc)은 상승된다.

DC 전원 소스의 전압(Ei)은 차동증폭기(158)의 출력전압(Vc)에 응답하여 상승된다.

이때 조리기가 팬(46)을 가열시키는 작동을 한다. 상기 작동 상태동안 차동 증폭기(158)의 출력전압(Vc)은 전압 분배기(198)의 기준전압(Vg)보다 더 높다. 저레벨의 신호(Sd)가 전압 비교기(178)로 부터 출력될 경우 제1무부하상태 검출회로(194)는 저 레벨의 검출신호(Sh)를 출력시킨다.

제2무부하상태 검출회로(210)에서, F/V 컨버터(208)로부터 인가된 전압신호(Vh)는 전압 분배기(214)의 기준전압(Vi)보다 더 높다.

이러한 것은 팬(46)이 조리기에 놓여져 있기 때문이다. 그러므로 제2무부하상태 검출회로(210)는 전압비교기(178)가 시간(t₃)에서 저레벨의 신호(Sd)를 출력시킬 경우 저 레벨의 검출신호(Si)를 출력시킨다.

이에 의해 초기화 회로(172)에 있는 트랜지스터(168)는 맥동전압(Ve)이 기준 전압(Vf₃)보다 충분히 큰 레벨로 유지되게 해제된 상태로 지속되어진다.

결과적으로 맥동전압(Ve)은 시간(t₀)에서 부터 시간(t₃)까지 작동의 반복을 멈춘다.

팬(46)이 시간(t₄)에 조리기로부터 내려질 경우 제7f도와 제7j도에 도시된 것과 같이 시간(t₀)에서부터 시간(t₃)까지 작동에 대응하는 시간(t'₀)에서 부터 시간(t'₃)까지의 작동이 행해진다.

본 발명에 따른 유도가열 조리기의 세번째 예를 도면 제8 내지 제10도를 참조하여 상세히 기술하기로 한다.

세번째 에는 첫번째 에의 것과 인버터 작동 제어회로에 있어서 다르고, 그외의 다른 부분은 동일하다.

제8도에서, 유도 가열 조리기에는 전류 변환기(58)와 인버터 작동 제어회로(230)가 있다.

전류 변환기(58)는 공진회로(38)를 통해 흐르는 고주파 전류를 검출하기 위해 설치되어져 있다.

인버터 작동제어 회로(230)에는 전류-전압 컨버터(232), 임피던스 상태 검출회로(234), 전압제어회로(28), 전원 소스전압검출회로(236), 제1 및 2부하상태 검출회로(238), (240), 인버터 작동 해제 회로(68) 및 주파수 상태 검출회로(64)가 있다.

전류-전압 컨버터(232)는 전류 변환기(58)에 의해 검출된 AC 전류(Sa)를 받을 수 있게 전류 변환기(58)에 연결 되어있다.

전류-전압 컨버터(232)는 AC 전류신호(Sa)를 DC 전압 신호(Va)로 변환시킨다. 그러므로 전압신호(Va)는 공진회로(38)를 통하여 흐르는 고주파 전류(Ii)에 비례한다.

전압신호(Va)는 임피던스 상태 검출회로(234)에 공급 되어진다.

임피던스 상태 검출회로(234)는 팬(46)이 저 저항 물질 또는 고정항 물질로 만들어졌는지를 검출한다.

임피던스 상태 검출회로(234)는 또 고저항 물질로 만들어진 팬(46)에 대응하는 전압신호(VaH)가 검출될때 고레벨의 제어신호(S₂₃₄)를 출력시킨다.

신호(S₂₃₄)는 전압 제어회로(28)에 공급되어진다.

임피던스 상태 검출회로(234)는 검출 결과에 따라 스위치(44)를 제어한다.

철이나 스테인레스 스틸등과 같은 표피저항이 낮은 물질로 만들어진 팬(46)에 대응하는 전압신호(VaL)가 검출될때 이동접점(44a)은 제2고정접점(44c)에 연결된다.

구리나 알루미늄 등과 같은 표피저항이 큰 물질로 만들어진 팬(46)에 대응하는 전압신호(VaH)가 검출될때 이동접점(44a)은 제1고정접점(44b)에 연결되어진다. 조리기의 초기상태에서, 이동접점(44a)은 제1고정접점(44b)에 연결되어있다.

주파수 상태 검출회로(64)는 위상 비교기(52)로부터 출력되는 제어신호(Sf)에 응답하여 제어신호(S₆₄)를 발생시킨다.

그러므로 제어신호(S₆₄)는 공진회로(38)의 공진주파수(F)에 비례한다.

제어신호(S₆₄)는 제1부하상태 검출회로(238)에 인가되어진다.

제1부하상태 검출회로(238)는 전류-전압 컨버터(232)로부터 나오는 제어신호(Va)와 주파수 상대 검출회로(64)로 부터 나오는 제어신호(S₆₄)에 응답하여 제어신호(S₂₃₈)를 출력시킨다.

제어전압(Va)이 선정된 값보다 더 크고 그리고 제어신호(S₆₄)가 선정된 주파수 즉 35KHz에 대응하는 선정된 값보다 더 작을때 제1부하상태 검출회로(238)는 고레벨의 제어신호(S₂₃₈)를 인버터 작동해제 회로(68)에다 공급시킨다.

그러므로 인버터 작동해제 회로(68)는 주파수 인버터(30)가 고레벨의 신호(S₂₃₈)에 응답하여 해제되도록 제어한다.

전원 소스 전압 검출회로(236)는 정류기(22)로 부터 주파수 인버터(30)로 공급되는 전원 소스의 전압을 검출한다.

전원 소스 전압 검출회로(236)에 의해 검출된 신호(S₂₃₆)는 제2부하상태 검출회로(240)에 인가되어진다.

제2부하상태 검출회로(240)는 전압검출회로(236)와 전류-전압 컨버터(232)로 부터 출력되는 신호(S₂₃₆), (Va)에 응답하여 과전류 상태를 검출한다.

제2부하상태 검출회로(240)에 의해 검출된 신호(S₂₄₀)는 인버터 작동 해제 회로(68)에 인가되어진다.

그러므로 인버터 작동해제 회로(68)는 주파수 인버터(30)가 고레벨의 신호(S₂₄₆)에 응답하여 해제되게 제어한다.

유도가열 조리기의 세번째에의 작동을 제9,10도를 참조하여 상세히 기술하기로 한다.

제9도는 팬(46)에 사용되는 재질의 주파수 응답 특성을 나다내는 것으로서, 그라프 IA,IB 및 IC는 공진회로(38)가 저저항 금속팬(46)의 부하상태용으로 세트되어있을때 구리, 알루미늄 및 철의 주파수 응답 특성에 대응한다.

이러한 부하상태에서, 스위치(44)의 이동접점(44a)은 제1고정 접점(44b)에 연결되어있다.

그러므로 유도가열고밀 블럭(40)의 전체 터언수(N)는 65이다(N=65).

그라프 IIA 및 IIB는 공진회로(38)가 고저항 금속 팬(46)의 부하상태용으로 세트되어있을때 철과 스테인레스 스틸의 주파수 응답 특성에 대응한다.

이러한 부하상태에서, 스위치(44)의 이동접점(44a)은 제2고정접점(44c)에 연결되어있다.

그러므로 유도가열코일 블럭(40)의 전체 터언수(N)는 15이다(N=15).

각 그라프의 세점 즉 IA-IC, IA-16 및 IA-22는 직경이 다른 즉 10인치, 16인치 및 22인치인 팬(46)의 특성을 나타낸다.

또 세점(P), (Q), (R)은 외부 재질 즉 상대적으로 작은 예로서 한 두 조각의 철이나 스테인레스 스틸 스푼, 상대적으로 많은 예로서, 4,5개의 철이나 스테인레스 스틸 스푼 그리고 약간의 구리나 알루미늄 스푼이 팬(46) 대신에 조리기에 잘못하여 놓여졌을때 그러한 것들에 대한 특성을 나타내는 것이다.

그라프중 두 그룹의 왼쪽끝단(NLa), (NLb)은 저저항과 고저항 금속팬의 부하상태에서 발생하는 무부하상태의 특성에 대응한다. 가열작동이 명령되었을때 조리기는 선정된 기간동안 선정된 초기상태로 세트되어진다.

이러한 초기상태에서, 정류기(22)로 부터 공급되는 전원소스의 전압은 선정된 기간동안 선정된 낮은값으로 세트된다.

주파수 인버터(30)와 공진회로(38)는 구리나 알루미늄판과 같은 저저항 금속 팬에 적합한 작동을 할 수 있게 세트된다.

그러므로 스위치(44)의 이동접점(44a)은 제1고정접점(44b)에 연결되어진다.

(1) 구리나 알루미늄 등과 같은 저저항 금속팬의 부하상태에 대한 가열작동하기의 제어는 선정된 초기 주기동안 행해진다.

이러한 경우에 고주파 전류(Ii)는 선정된 값(Is)보다 더 크다.

이것은 공진회로(38)의 입력임피던스(Z)가 구리나 알루미늄 팬(46)과 같은 저저항 금속팬의 부하상태에 기인하여 작아지기 때문이다.

결과적으로 공진회로(38)는 스위치(44)의 이동접점(44a)이 제1고정 접점(44b)에 연결되어 있는 최초의 상태로 유지되게된다.

초기상태의 선정된 기간이후 정류기(22)로부터 공급된 전원 소스의 전압은 정상 가열 작동을 위해 선정된 높은 값으로 상승되게 된다. 이때 구리나 알루미늄 팬을 유도가열 시키는 것이 행해진다.

이 경우에 고주파 전류(Ic)는 선정된 값(Is)보다 더 크다.

이러한 것은 공진회로 (38)의 입력임피던스(Z)가 상기한 외부 물질의 부하상태와 무부하상태에 기인하여 작기 때문이다.

결과적으로 공진회로(38)는 스위치(44)의 이동접점(44a)이 제1고정 접점(44b)에 연결되어 있는 최초상태로 유지되어진다.

그러나 공지회로(38)의 공진주파수(F)는 점(NLa), (P), (Q)에 의해 도시된 것과 같이 선정된 주파수 즉 35KHz보다 더작다. 주파수 상태 검출회로(64)는 이러한 낮은 공진주파수 상태에 응답하여 고레벨의 신호(S₆₄)를 출력시킨다. 고레벨의 신호(S₆₄)는 제1부하상태검출회로(238)에 인가되어서 고레벨의 신호(S₂₃₈)가 제1부하상태 검출회로(238)에서부터 인버터 작동해제회로(68)로 인가되게 한다.

그러므로 인버터 작동해제 회로(68)는 주파수 인버터(30)의 작동을 해제 시킨다.

결과적으로 조리기가 한 두 개의 철스푼이나 구리 또는 알루미늄 스푼 등과 같은 고저항 금속팬의 부하상태에 대한 가열작동 하기 제어는 선정된 초기 기간동안 행해진다.

이 경우에 고주파전류(Ic)는 그라프 IC와 점(Q)에 의해 도시된 것과 겉이 선정된 값(Is)보다 더 작다.

이러한 것은 공진회로(38)의 입력 임피던스(Z)가 구리나 알루미늄 팬(46)과 같은 고저항 금속팬의 부하상태에 기인하여 높기 때문이다. 그러므로 전류-전압 컨버터(232)는 저레벨의 신호(Va)를 출력시킨다.

저 레벨의 신호(Va)는 임피던스 상태 검출회로(234)에 인가되어진다.

임피던스 상태검출회로(234)는 저레벨의 신호(Va)에 응답하여 스위치(44)를 제어하여서 이동접점(44a)이 제2고정접점(44c)에 연결되게한다.

그러므로 공지회로(38)의 공진주파수(F)는 제1코일(40a)과 제2공진 캐패시터(42b)에 의해 정해진다. 결과적으로 공진회로(38)는 철이나 스테인레스 스탤팬(46)과 같은 그러한 고저항 금속팬 용으로 적합한 가열 작동조건으로 세트된다.

제10도는 외부 물질의 부하상태와 철이나 스테인레스 스틸팬(46)과 같은 그러한 고저항 금속팬의 부하상태용의 고주파 전류(Ii)와 전원소스 전압(Vp) 사이의 관계를 나타내는 것이고, 상기 전원 소스 전압(Vp)은 정류기(22)로부터 공급되어진다. 제10도에서, 그라프 IIIA, IIIB, IIIC 및 IIID는 철로된 팬, 유도가열용의 흙으로된 포트, 스테인레스 스틸로된 팬 및 4,5개의 철로된 스푼과 같은 외부물질의 경우를 나타내는 것이다.

상기한 외부 물질의 경우에 고주파 전류(Ii)는 전원소스 전압(Vp)이 증가함에 따라 급격하게 증가한다는 것을 알 수 있다.

그러므로 제2부하상태 검출회로(240)에서, 스테인레스 스틸로된 팬을 나타내는 그라프 IIIC보다 경사도가 더 큰 그라프 IV는 고주파 전류(Ic)의 스레스흘드로 세트되어있다.

고주파 전류(Ic)가 그라프 IV의 수평부분보다 더많게 증가하면 고레벨의 신호(S₂₄₀)는 제2부하상태 검출회로(240)로 부터 출력된다.

고저항 물질의 검출을 나타내는 고레벨의 신호(S₂₃₄)가 임피던스 상태검출회로(234)로 부터 출력될때 고레벨의 신호(S₂₃₄)는 전압제어 회로(28)에 인가되어진다.

전압 제어 회로(28)는 정류기(22)에 있는 사이리스터(24)를 제어하여서 약 20V의 비교적 낮은 전원소스전압(Vp)이 얻어지게한다.

전원소스 전압(Vp)의 이러한 값 즉 20V는 전원 소스 전압 검출회로(236)와 주파수 인버터(30)에 인가되어진다.

그러므로 제2부하상태 검출회로(240)는 전원소스 전압 검출회보(236)로 부터 나오는 약 20V의 전원소스전압(Vp)에 대응하는 신호(S₂₃₆)를 받는다.

제2부하상태 검출회로(240)는 그라프 IV의 수평부분에서 고주파 전류(Ic)용 스레스홀드값을 판독하고 그리고 이때 판독된 스레스홀드 값을 전류-전압 컨버터(232)에 의해 얻어진 신호(S₂₃₂)와 비교한다.

신호(S₂₃₂)는 고주파 전류(Ic)에 비례한다. 4,5개의 철이나 스테인레스 스틸 스푼이 조리기의 상단판에 놓여질때 고주파 전류(Ic)는 스레스홀드값 이상으로 증가한다.

제2부하상태 검출회로(240)는 과전류 흐름 상태에 응답하여 고레벨의 신호(S₂₄₀)를 출력시킨다.

고레벨의 신호(S₂₄₀)는 인버터 작동 해제 회로(68)에 인가되어진다.

이러한 것에 의해 인버터 작동해제 회로(68)는 주파수 인버터(30)의 작동을 해제시키게 한다.

철이나 스테인레스 스틸팬(46)이 조리기의 상단판에 놓여질때 고주파전류(Ic)는 스레스홀드값을 초과하지 못한다.

그러므로 전원 소스 전압(Vp) 즉 입력전압-주파수 인버터(30)는 전압 제어회로(28)에 의해 제어되어서 전원소스 전압(Vp)이 스레스홀드값 이하에서 충분한 값까지 증가하게 한다.

결과적으로 일반적인 가열작동이 행해지게된다.

하기의 효과는 세번째에의 상기 구조에 의해 얻어진다. 조리기는 처음에 구리나 알루미늄팬과 같은 그러한 저저항 금속용기용으로 적합한 가열 작동상태로 세트되어있다.

상기한 초기 기간동안 조리기용 제어작동은 상기한 것과 같이 부하상태에 응답하여 행해진다.

공진회로(38)를 통해 흐르는 고주파 전류(Ic)가 선정된 전류값보다 더 클때 또는 공진회로(38)의 공진주파수(F)가 선정된 주파수보다 더 낮을때 작동제어 회로(230)는 주파수 인버터(30)를 해제시킨다.

그러므로 저저항 금속팬의 부하상태와 잘못에 의한 의부물질의 부하상태가 검출될 수 있다.

그외에 유도가밀 코일블럭(30)의 터언수를 변경시킬 필요가 없고 공진 캐패시터 블럭(42)의 캐패시턴스를 변경시킬 필요가 없다.

스위치(44)는 스위칭 노이즈가 각경우에 대한 가열 작동에서 발생되지 않게 변화 되지 않은 상태로 유지되어있다.

그리고 또 스위치(44)의 서어비스 수명이 오래 지속 가능하다.

고저항 금속팬의 부하상태에서, 고레벨의 신호(S₂₄₀)는 공진회로(38)의 고주파 전류(Ic)가 선정된 스레스홀드값을 초과할때 제2부하상태 검출회로(240)로 부터 출력 되어진다.

그러므로 상대적으로 많은 양의 외부물질 즉 조리기에 4,5개의 철로된 스푼이 잘못에 의해 놓여졌을 경우 그것이 정확하게 검출되어서 주파수 인버터(30)의 작동이 해제 가능하게된다.

상기한 예에서 제2부하상태 검출회로(240)의 스레스홀드값은 그라프 IV에 외해 도시된 것과 같이 세트되어 있지만 그것은 요구에 따라 적당하게 세트될 수도 있다. 본 발명은 상기한 것에만 한정되지 않는다. 예로서, 주파수 인버터를 여러형으로 사용할 수 있고, 마이크로컴퓨터를 사용하여 제어 할 수 있으며, 게이트어레이 IC등을 사용하여 제어할 수도 있다. 그러므로 본 발명은 본 발명의 취지내에서 다양하게 변형시킬수 있다.

Claims (7)

1. 전원소스전압을 공급시키는 전원소스장치(22), 와전류를 유도하기 위해 자장에다 요리그릇을 노출시키는 유도코일장치(40)와 자장을 유도하기 위해 고주파 전류를 발생시키는 장치를 프함하고 그리고 요리그릇에 와전류를 유도시키기 위해 전원소스장치(22)에 응답하도록 된 유도가열장치(30), (38) 및 고주파전류를 검출하는 임피던스상태 검출장치(66), (234)로 구성된 저저항이나 고저항을 가진 제거가능한 요리그릇을 가열시키는 유도가열 조리기에 있어서, 고주파 전류의 주파수를 검출하는 주파수상태 검출장치(64), (132), 그리고 임피던스상태 검출장치(66), (234)와 주파수상태 검출장치(64), (132)에 응답하여 유도 가열 장치(30), (38)를 제어하는 장치(60), (130), (150), (230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열 조리기.
2. 제1항에 있어서, 제어장치가 고주파전류의 주파수를 변경시키기 위해 사용하는 스위치장치(44), (134)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조리기.
3. 제2항에 있어서, 유도코일장치(40)가 다수의 터언을 포함하고, 터언의 수가 스위치장치(44), (134)에 응답하여 고주파 공진상태와 저주파 공진상태 사이에서 변화가능한 것을 특징으로 하는 조리기.
4. 제3항에 있어서, 제어장치(60), (131), (150), (230)에 응답하여 조리기의 작동을 해제시키는 장치(68)가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 조리기.
5. 제4항에 있어서, 제어장치(230)는 고주파전류가 선정된 값보다 더 큰지 어떤지를 검출하고 그러고 고주파전류의 주파수가 선정된 주파수 보다 작은지 어떤지를 검출하는 제1부하상태 검출장치(238)와, 고주자전류와 전원소스전압에 응답하여 고주파전류가 선정된 전류레벨보다 더 높은지 어떤지를 검출하는 제2부하상태 검출장치(240)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조리기.
6. 제5항에 있어서, 제어장치(230)가 선정된 초기 기간동반 고주파 공진상태에서 유도가열장치(30), (38)를 세트시키는 초기화장치(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기.
7. 제6항에 있어서, 제2부하상태 검출장치가 유도가열장치(30), (38)의 고주파공진 상태에 응답하여 조리기의 부하상태를 검출하는 장치(236), (232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기.

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