KR910006176B1 - 복합 조리기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복합 조리기

제1도는 본 발명의 한 실시예에 있어서 제어회로의 구성을 나타낸 도면.

제2도는 동일한 실시예의 외관 사시도.

제3도는 제1도에 있어서 각부의 전압파형을 나타낸 도면.

제4도 및 제5도는 각각 동일한 실시예의 작용을 설명하기 위한 도면.

제6도는 동 실시예의 변형예의 구성을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : (복합 조리기)본체 2 : 도어

3 : 톱 플레이트 4 : 조작부

30 : 인버터회로 40 : 고압트랜스

44 : 마그네트론 50 : 가열코일

60 : 제어부 80 : 전류 트랜스

본 발명의 전자렌지로서의 고주파 유전가열 및 전자조리기로서의 전자 유도가열을 가능하게 하는 복합 조리기에 관한 것이다.

최근 인버터회로를 갖춘 전자렌지로서의 고주파 유전가열 및 전자조리기로서의 전자 유도가열을 가능하게 하는 복합 조리기가 개발되어 실용화되고 있다. 이같은 복합 조리기에 있어서는 고주파 유전가열시 마그네트론 등의 온도변화에 의해 출력(소비전력)이 감소하고, 적정한 가열이 곤란하게 되는 경우가 있다.

또한 전자 유도가열에 관해서는 제조시 소위 표준용기를 이용해서 출력(소비전력)을 조정하지만, 시장에는 여러가지 용기가 있어서, 실제의 사용단계에 있어서 표준용기의 경우보다도 출력(소비전력)이 크게되는 일이 많이 있다. 그런 경우, 인버터회로의 소자에 과부하가 걸려서, 소자의 수명에 악영향을 주거나, 고장의 원인이 된다.

본 발명은 전술한 것과 같은 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 출력을 안정화하는 것이 가능하고 이것에 의해 적정한 조리를 가능하게 함과 동시에, 인버터회로에 있어서 소자의 안정성을 확보하는 것이 가능한 신뢰성이 뛰어난 복합 조리기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 복합 조리기는 출력설정 신호에 따라서 인버터회로의 출력을 제어하는 장치와, 상기 인버터회로에의 입력전류를 검지하는 장치와, 이 검지전류와 설정치와의 비교에 의해 상기 출력설정신호의 레벨을 제어하는 마이크로콤퓨터가 장치하고 있다.

즉, 인버터회로에의 입력전류가 설정치보다도 작아지면 인버터회로의 출력을 높인다. 그리고 입력전류가 설정치보다도 커지면 인버터회로의 출력을 낮춘다. 이하 이 발명의 한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 제2도에 있어서, ＂1＂은 복합 조리기 본체로서 앞면에 도어(2)의 개폐를 자유롭게 받쳐줌과 동시에, 윗면에 톱 플레이트(3)를 갖추고 있다. 도어(2)에 대응하는 본체(1)내에는 가열실(도시하지 않음)이 설치되어 가열실내에는 후술하는 마그네트론(44)에서 고주파 전파가 공급되도록 되어있다. 특히 가열실내에는 식품을 얹어 놓은 턴테이블(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 톱 플레이트(3)에 대응하는 본체(1)내에는, 톱 플레이트(3)의 밑면과 사이를 두고 마주 보게하여 후술되는 가열코일(50)이 장치되어있다.

본체(1)의 앞면과 윗면이 접하는 모서리부는 조작부(4)로 되어있다. 이 조작부(4)는 보기편하고 또한 조작하기 쉽도록 경사가 주어지고, 그곳에는 전자 유도가열 설정용의 조리 플레이트키이(5), 고주파 유전가열 설정용의 렌지키이(6), 출력설정용의 상승키이(7) 출력설정용의 하강키이(8) 스타트키이(9), 취소키이(10), 시간설정 손잡이(11), 표시기(2)가 장치되어 있다.

제어회로를 도시한 제1도에서 ＂20＂은 상용 교류전원으로, 전원(20)에 퓨즈(21), 도어스위치(22a)(22b), 마그네트론 서멀(23)을 통해서 도어 모니터스위치(쇼트스위치(22c)가 접속딘다.

전원(20)에 퓨즈(21) 도어스위치(22a) 릴레이 접점(72a) 메인 릴레이 접점(71a), 도어스위치(22b) 마그네트론 서멀(23)을 통해서 가열실내 조명램프(렌지내등)(24)가 접속된다. 그래서, 가열실내 조명램프(24)에 대하여 턴테이블 구동모터(25)가 병렬로 접속된다. 전원(20)에 퓨즈(21), 도어스위치(22a), 메인 릴레이 접점(71a) 도어스위치(22b), 마그네트론 서멀(23)을 해서 마그네트론 냉각용 및 가열코일 냉각용의 송풍모터(26)가 접속된다. 또한 전원(20)에 퓨즈(21), 도어스위치(22a), 메인 릴레이 접점(71a) 도어스위치(22b) 마그네트론 서멀(23)을 통해서 인버터회로(30)가 접속된다.

인버터회로(30)는 다이오우드 브릿지(31), 쵸크코일(32), 평활콘덴서(33)로 되는 정류회로가 있으며 그 정류회로의 출력단에 고압트랜스(40)의 일차코일(40a) 및 가열코일(50)의 각각의 한쪽끝을 접속하고 있다. 그래서 일차코일(40a)의 다른쪽단을 릴레이 접점(쌍방향성 접점)(73a)의 항상 개방되어있는 접점을 통해서 공진콘덴서(34)의 일단에 접속하고 공진콘덴서(34)의 다른쪽단을 상기 정류회로의 다른쪽단에 접속하고 있다.

또한, 가열코일(50)의 다른쪽단을 릴레이 접점(73a)의 항상 페쇄되어있는 접점을 통해서 공진콘덴서(34)의 일단에 접속하고 있다. 결국 릴레이 접점(73a)이 작동하면 일차코일(40a)과 공진콘덴서(34)에서 직렬공진회로가 형성된다. 릴레이 접점(73a)의 비작동시는, 가열코일(50)과 공진콘덴서(34)에서 직렬공진회로가 형성된다. 공진콘덴서(34)에는 스위칭소자 예를들면 NPN형 파워트랜지스터(35)의 콜렉터, 에미터간이 병렬로 접속됨과 동시에 댐퍼다이오우드(플라이 휘일)(36)가 병렬로 접속된다. 즉, 파워트랜지스터(35)와 댐퍼다이오우드(36)는 하나로 패키지화 되어있다. 파워트랜지스터(35)는 ON, OFF에 따라 상기 공진회로를 여기하는 것으로, 이에 따라 일차코일(40a) 또는 가열코일(50)에 고주파전류가 흐르도록 되어있다.

고압트랜스(40)의 이차코일(40b)에는 고압콘덴서(41) 및 고압 다이오우드(42), (43)에서 되는 배전압 정류회로를 통해서 마그네트론(44)의 애노드, 캐소드사이가 접속된다. 그래서 마그네트론(44)의 애노드는 접지되고, 히타(캐소드)는 고압트랜스(40)의 이차코일(40c)에 접속된다.

한편 전원(20)에 대하여 퓨즈(21) 및 마그네트론 서멀(23)을 통해서 강압트랜스(27)의 일차코일이 접속되고, 강압트랜스의 이차코일에는 제어부(60)가 접속된다. 제어부(60)는 조리기 전반에 걸쳐서 제어를 행하는 것인데 전원회로(61), 마이크로콤퓨터(62), 릴레이 구동회로(63), D/A( 디지탈/아날로그)콘버터(64), 타이밍회로(65), 발진회로(66), 펄스폭 조정회로(PWM회로)에 있는 비교기(67), 베이스 드라이브회로(68)를 가지고 있다. 릴레이 구동회로(63)는 메인 릴레이(71) 및 릴레이(72)(73)을 구동하는 것이다.

D/A콘버터(64)는 마이크로콤퓨터(62)에서의 출력설정 지시에 대응하는 전압레벨의 출력설정 신호를 발생한다. 타이밍회로(65)는 인버터회로(30)의 변환에 의해 손실을 최소화하여야 할 인버터회로(30)에 있어서 평활콘덴서(33)의 전압 및 파워트랜지스터(35)의 콜렉터전압을 받아서 그것에 따른 발진회로(66)의 발진타이밍을 결정하는 것이다.

발진회로(66)는 톱니모양의 파형신호를 발생한다. 비교기(67)는 발진회로(66)에서 발생되는 톱니모양의 파형신호를 D/A콘버터(64)에서의 출력설정 신호에 의해 펄스폭 변조를 하는 것이다.

베스트 드라이브회로(68)는 비교기(67)의 출력에 의해 인버터회로(30)의 트랜지스터(35)를 ON, OFF구동하는 것이다. 그렇게해서, 마이크로콤퓨터(62)에 상기 조작부(4)가 접속된다. 또한, 인버터회로(30)에의 입력라인에 전류 트랜스(80)가 장치되어있다. 이 전류 트랜스(80)는 그 출력을 정류하는 브릿지 정류기(81)와 같이 입력전류 검지장치를 구성하고 있어서, 브릿지 정류기(81)의 출력이 마이크로콤퓨터(62)에 공급된다.

다음은 전술한 바와 같은 구성에 있어서 제3도를 참조하여 작용을 설명한다.

톱 플레이트(3)에 용기(51)를 얹어 놓으면서 조작부(4)의 조리플레이트키이(5)를 누른다. 그리고, 원하는 조리시간을 시간설정손잡이(11)에서 설정하면서 원하는 출력을 상승키이(7) 또는 하강키이(8)로 설정한다. 이때, 표시기(12)에서 ＂조리플레이트＂의 문자가 표시됨과 함께 설정조리시간이 수치로 표시된다. 특히 표시기(12)에 있어서 설정 출력에 대응하는 수의 발관소자가 점등한다. 스타트키이(9)를 누르면 마이크로콤퓨터(62)가 릴레이(71)를 동작시킨다. 릴레이(71)가 동작하면, 접점(71a)이 ON되고, 인버터회로(30) 및 송풍모터(26)에의 전기흐름통로가 형성된다. 특히 마이크로콤퓨터(62)는 상기 설정 출력에 기준해서 출력설정지시를 한다. 이 출력설정치는 D/A콘버터(64)에서 아나로그치의 출력설정신호로 변환되어 비교기(67)에 공급된다.

또한 발진회로(66)에서 톱니모양의 파형신호가 발생되고, 그것이 비교기(67)에서 펄스폭 변조된다. 즉, 출력설정 신호의 전압이 톱니모양의 파형신호의 전압보다 높을 때, 비교기(67)의 출력전압은 하이레벨로 된다. 출력설정 신호의 전압이 톱니모양 파형신호의 전압보다 낮을 때, 비교기(67)의 출력전압은 로우레벨로 된다. 비교기(67)의 출력은 베이스 드라이브회로(68)에서 증폭되어 파워트랜지스터(35)의 베이스, 에미터사이에 전압이 가해진다.

파워트랜지스터(35)가 ON하면, 그 파워트랜지스터(35)의 콜렉터, 에미터사이를 통해서 가열코일(50)에 전류가 흐른다. 파워트랜지스터(35)가 OFF하면, 가열코일(50)에 흐른 전류가 공진콘덴서(34)을 충전하도록 된다. 그래서 이번에는 공진콘덴서(34)에서 가열코일(50)에 전류가 흐른다.

이리하여, 파워트랜지스터(35)의 ON, OFF에 의해 가열코일(50)에 고주파전류가 흘러서 가열코일(50)에서 고주파 자계가 발생된다. 고주파 자계는 톱 플레이트(3)를 통해서 용기(51)에 주어져서, 용기(51)에 와전류를 생성시킨다. 와전류가 생기면, 와전류 손에 의해 용기(51)가 자기발열하고 내부의 식품이 가열된다. 따라서 조리가 개시된다.

타이밍회로(65)는 평활콘덴서(53)의 전압(정류전압)과 파워트랜지스터(35)의 콜렉터 전압과의 교점에 타이밍을 맞춰서 트리거펄스를 발생하고, 발진회로(66)에 트리거를 건다. 이에따라, 파워트랜지스터(35)는 자신의 콜렉터전압이 낮은 상태에서 ON되는 것으로 되어 파워트랜지스터(35)의 스위칭의 손실을 적게하는 것이 가능하다.

설정조리시간이 경과하면 마이크로콤퓨터(62)가 릴레이(71)의 동작을 정지시킨다. 릴레이(71)의 동작이 정지하면 접점(71a)이 OFF하고 인버터회로(30)에의 전기흐름통로가 차단된다. 따라서 조리가 종료된다.

한편, 가열실내의 턴테이블에 식품을 넣는 도어(2)를 닫으면서 조작부(4)의 렌지키이(6)를 누른다. 특히, 원하는 조리시간을 시간설정손잡이(11)에서 설정하면서 원하는 출력을 상승키이(7) 또는 하강키이(8)로 설정한다. 이때 표시기(12)에서 ＂렌지＂의 문자가 표시됨과 동시에 설정조리시간이 수치로 표시된다. 더욱이 표시기(12)에 있어서, 설정출력에 대응하는 수의 발광소자가 점등한다.

스타트키이(9)를 누르면 마이크로콤퓨터(62)가 릴레이(71)(72)(73)을 작동시킨다. 릴레이(71)(72)가 동작하면 접점(71a)(72a)이 ON하고 인버터회로(30), 가열실내 조명램프(24), 턴테이블 구동모터(25), 송풍모터(26)에의 전기흐름통로가 형성된다. 릴레이(73)가 작동하면, 접점(73a)이 변환작동하고, 고압트랜스(40)의 일차코일(40a)과 공진콘덴서(34)에서 직렬공진회로가 형성된다. 그리하여 전자 유도가열과 같이 인버터회로(30)가 작동하고 일차코일(40a)에 고주파전류가 흐른다. 그래서 이차코일(40b)에 생긴 전압이 배전압으로 정류되어 마그네트론(44)에 전압이 가해짐에 따라 마그네트론(44)이 발진작동한다. 마그네트론(44)이 발진동작하면 가열실내에 고주파전류가 공급되어 고주파 유전가열이 개시된다.

설정조리시간이 경과하면 마이크로콤퓨터(62)가 릴레이(71)(72)(73)의 동작을 정지한다. 릴레이(71)의 동작이 정지하면 접점(71a)이 OFF되고 인버터회로(30)에의 전기흐름통로가 차단된다. 따라서 조리가 종료된다. 그런데 인버터회로(30)의 작동시 인버터회로(30)에의 입력전류가 전류 트랜스(80)에서 검지되어 그 검지전류에 대응하는 레벨의 직류전류가 브릿지 정류기(81)에서 마이크로콤퓨터(62)에 공급된다.

마이크로콤퓨터(62)는 브릿지 정류기(81)의 출력에서 인버터회로(30)에의 입력전류의 평균치 또는 실행치를 산출해서 그 산출치가 설정치(설정출력에 대응)보다 적게되면 출력설정신호의 레벨을 높혀서, 파워트랜지스터(35)의 ON기간을 길게한다. 반대로 산출치가 설정치보다 크게되면 출력설정 신호의 레벨을 낮춰서, 파워트랜지스터(35)의 ON기간을 짧게한다. 파워트랜지스터(35)의 ON기간이 길어지면, 가열코일(50) 또는 일차코일(40a)에 흐르는 고주파전류가 커져서, 출력이 상승한다. ON기간이 짧아지면 가열코일(50) 또는 일차코일(40a)에 흐르는 고주파전류가 작아져서, 출력이 하강한다.

따라서, 전자 유도가열시, 용기(51)가 표준용기와 틀려도 출력을 설정출력으로 유지할 수 있다. 즉, 인버터회로(03)에 과부하가 걸리는 일없이, 소자의 수명향상도 된다. 또한 적정한 가열이 가능하기 때문에 신뢰성이 대폭향상될 수 있다. 또한 고주파 유전가열시는 마그네트론(44)의 온도변화에도 불구하고 출력을 설정출력으로 유지할 수 있고, 적정한 가열을 행할 수 있다. 다만 마이크로콤퓨터(62)의 처리속도에는 시간적인 지체가 있는 것이 보통으로, 제4도에 나타낸 바와 같이 입력전류의 변화와 그것에 대응하는 출력설정신호의 전압변화와의 사이에 지연시간 t가 발생한다. 이 때문에 입력전류가 설정치보다, 크거나 작은 것만으로 출력을 제어하면, 도리어 출력의 변동이 커지는 위험성이 있다.

이것에 대처하여, 제5도에 나타낸 바와 같이, 설정치(설정출력에 대응)룰 중심으로 하는 소정폭(α)의 상한치 및 하한치를 정해 그 상한치 및 하한치를 입력전류에 대한 진짜 설정치로 한다. 그래서 마이크로콤퓨터(62)는 입력전류의 산출치가 하한치보다도 작게되면 출력설정 신호의 레벨을 높혀서, 산출치가 상한치보다도 크게되면 출력설정 신호의 레벨을 낮추는 제어를 행한다.

이와 같이 소정폭(α)의 상한치 및 하한치에서 되는 설정치를 이용함에 의해, 가령 마이크로콤퓨터(62)의 처리속도에 시간지연이 있어도, 출력의 변동을 작게억제할 수 있고, 전술한 바와 같이 변동의 증가를 피할 수 있다. 또한 출력설정 신호는 D/A변환을 행하고 있는데 레벨밖에 잡을 수가 없고, 임시로 상한치와 하한치의 폭(α)이 출력설정신호의 1레벨(또는 1스텝)분에 따른 실제의 출력변화보다 작으면, 예를들어 입력전류의 계산치가 하한치보다도 작아져서 출력설정 신호의 레벨을 높이는 제어를 행했을 때, 입력전류의 산출치가 곧 상한치를 넘어 버리고, 출력설정신호의 레벨을 즉시 낮추는 제어가 필요하게 되는 문제가 있다.

결국 상한치와 하한치를 이용한 것이 무의미해져버린다. 또한, 상한치와 하한치의 폭(α)에 대하여는, 마이크로콤퓨터(62)의 레벨의 제어에 의해 가능한 최소 출력제어폭보다도 크게해서 전술한 문제점을 해소하고 있다. 즉, 출력설정신호의 1레벨(또는 1스텝)분에 따른 실제의 출력변화가 상한치와 하한치의 폭(α)을 넘지않도록 하고 있다.

또한 전술한 실시예에서는 입력전류 검지수단인 전류 트랜스(80) 및 브릿지 정류기(81)을 제어부(60)에서 분리해서 설치하지만, 제6도에 나타낸 바와 같이 마이크로콤퓨터(62)가 설치되어있는 제어부(60)의 회로기판과 동일의 회로기판에 장치하도록 하면, 입력전류 검지에 관한 정도의 향상, 부품수의 삭감, 조정의 용이화 등을 꾀할 수 있다. 즉 제어부(60)의 회로기판과 동일의 회로기판에 전류 트랜스(80) 및 브릿지 정류기(81)가 장치되어있다. 그래서 브릿지 정류기(81)의 바른쪽 출력단은 조정용의 반고정 저항(섭동저항)(82) 및 저항(83)의 직렬회로를 통해서 접지되어, 반고정저항(82)의 연결단자 전압이 입력전류 검지신호로서 마이크로콤퓨터(62)에 입력된다.

특히, 전원회로(61)의 출력단이 저항(84)(85)의 직렬회로를 통해서 접지되어, 그의 저항(84)(85)의 상호접속점에 생긴 전압이 입력전류 인식용의 기준전압으로서 마이크로컴퓨터(62)에 입력된다.

여기서 전류 트랜스(80), 브릿지 정류기(81)의 품질에 ＂오차＂가 있으면 그것이 그대로 입력전류 검지신호의 ＂오차＂로 되어 나타난다. 또한 저항(84)(85)의 저항치에 ＂오차＂가 있으면 그것이 그대로 기준전압의 ＂오차＂로 되어 표시된다. 그래서 이것들의 '오차＂는 입력전류 인식의 오차로 되어 최적의 출력제어가 곤란하게 된다. 그래서 제조공정에 있어서 반고정 저항(82)을 조정하는 것에 의해 입력전류 검지신호의 ＂오차＂를 보정할 수 있다. 더구나 입력전류 검지신호와 기준전압과는 동일 바이어스로서 반고정 저항(82)의 조정에 입각하여 입력전류 검지신호의 ＂오차＂보정에 의해, 결과적으로 기준 전압의 ＂오차＂도 보정가능하다. 따라서 마이크로콤퓨터(62)에 있어서 정도 높은 입력전류인식을 행할 수 있고 항상 최적의 출력제어가 가능하게 된다.

특히, 제1도와 같이 전류 트랜스(80) 및 브릿지 정류기(81)가 제어부(60)에서 분리되어있는 경우는 입력전류 검지신호용 및 기준 전압용의 두가지의 조정기가 필요하게 되는 것에 대하여, 조정기로서는 반고정저항(82)만으로 좋고, 부품수의 삭감 및 조정의 용이화가 도모될 수 있다. 이것은 생산비용의 절감에도 관련된다. 더욱이, 제어부(60)의 회로기판과 동일 바이어스(예를들면 접속관계)의 회로기판이 있는 경우에는, 그곳에 전류 트랜스(80) 및 브릿지 정류기(81)를 장치해도 좋은 것은 물론이다. 그외의 본 발명은 전술한 실시예에 한정된 것이 아니고 요지를 변화시키지 않는 범위내에서 여러종류의 변형실시가 가능하다.

이상 서술한 바와 같이 본 발명에 따르면 출력설정 신호에 따라 전술한 인버터회로의 출력을 제어하는 장치와, 전술한 인버터회로에의 입력전류를 검지하는 장치와, 이 검지전류와 설정치와의 비교에 의해 전술한 출력설정신호의 레벨을 제어하는 마이크로콤퓨터를 장치한 것으로, 출력을 안정화할 수 있고 이것에 의해 적정한 조리를 가능하게함과 동시에, 인버터회로에 있어서 소자의 안정성을 학보할 수 있는 신뢰성이 뛰어난 복합 조리기를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 고주파 유전가열 장치와, 전자 유도가열장치 및 이러한 가열장치들을 선택적으로 구동하는 인버터회로(30)와, 인버터회로의 출력을 입력된 희망 출력에 대응하는 출력설정 신호에 따라서 제어하는 장치를 갖춘 복합 조리기에 있어서, 전술한 인버터회로에의 입력전류의 레벨에 대응한 검지신호를 출력하는 검출장치와, 이 검지신호와 희망출력에 대응한 설정치와의 비교결과에 의해 전술한 출력설정신호의 레벨을 제어하는 마이크로콤퓨터(62)를 갖춘 고주파 유전가열 장치 또는 전 유도가열장치의 사용할 때 안정한 희망출력을 얻을수 있는 것을 특징으로 하는 복합 조리기.
2. 제1항에 있어서, 상기 설정치는 소정폭의 상한치 및 하한치로 된 것을 특징으로 하는 복합 조리기.
3. 제2항에 있어서, 전술한 상한치 및 하한치의 소정폭은 마이크로컴퓨터에 의한 레벨제어에 있어서 가능한 최소 출력제어폭보다 크게 설정되어있는 것을 특징으로 하는 복합 조리기.
4. 제1 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 전술한 마이크로콤퓨터는 회로기판에 설치되어있고 상기 검출장치와 이 마이크로콤퓨터가 설치된 회로기판 또는 이 회로기판과 동일 바이어스외의 회로기판에 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 조리기.
5. 제4항에 있어서, 검출장치는 전류 트랜스(80) 및 이 전류 트랜스의 출력을 정류하는 정류기(81)로 된 것을 특징으로 하는 복합 조리기.

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