KR920007545B1 - 인버터 구동 전자레인지의 출력 제어 회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인버터 구동 전자레인지의 출력 제어 회로

제1도는 본 발명이 적용되는 인버터 구동 전자레인지의 전체 회로 블록도.

제2도는 본 발명에 의한 출력 제어 회로도.

제3도는 본 발명을 설명하기 위한 각 회로부의 신호 파형도.

제4도는 종래 인버터 구동 전자레인지의 회로 블록도.

제5도는 제4도 회로의 각부의 신호 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마그네트론 2 : 직류전원 회로

3 : 귀환회로 4 : 펄스폭 변조 및 발진 회로

5 : 구동회로 BD₁: 브릿지 다이오드

C₁-C₈: 콘덴서 R₁-R₅: 저항

VR₂: 가변소자 Q₁: 스위칭 소자

D₁-D₃: 다이오드 T₁, T₂: 트랜스

CP₁, CP₂: 비교기 L₁: 쵸크코일

본 발명은 인버터 구동 전자레인지의 출력 제어회로에 관한 것으로 특히, 스위칭 소자에 가해지는 피크전압을 억제하여 입력의 변동 및 부하의 변동에 상관없이 안정적으로 출력을 공급함과 동시에 내압이 낮은 스위칭 소자의 대체가 가능한 인버터 구동 전자레인지의 출력제어 회로에 관한 것이다.

종래의 인버터 구동 전자레인지 출력제어 회로는 제4도에 도시한 바와 같이 교류 입력 전압(AC)을 브릿지 다이오드(BD₁)로 전파 정류시킨 다음 정류된 맥동 직류 전압이 코일(L₁)과 평활 콘덴서(C₁)를 통해 평활되어 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일과 공진 콘덴서(C₂), 댐핑 다이오드(D₁) 및 스위칭 소자(Q₁)에 인가하도록 승압 트랜스(T₁)의 1차측 전원단이 구성되고, 상기 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일로부터 유기된 2차측 코일의 고전압을 반파 배압시키는 콘덴서(C₃)와 다이오드(D₂)를 통해 마그네트론(1)의 캐소드에 인가하도록 승압 트랜스(T₁)의 2차측 전원단이 구성되며, 상기 스위칭 소자(Q₁)의 스위칭 온라임을 조절하도록 상기 평활 콘덴서(C₁)의 평활 전압을 피드백시키는 귀환 회로(3)와, 상기 귀환 회로(3)로부터 피드백된 평활 전압의 편차에 따라 소정의 전압을 발진시키는 발진회로(4)와, 상기 발진회로(4)로부터 출력되는 발진 전압에 따라 스위칭 온타임의 펄스 진폭을 변조시키는 펄스폭 변조회로(5)와, 상기 스위칭 소자(Q₁)의 콜렉터 인가전압을 로우 패스 필터(7)를 통해 필터링 시킨 전압 레벨과 출력 조절 가변소자(VR₁)로부터 설정된 기준 레벨과 비교하여 비교 편차에 따른 펄스폭 변조회로(5)의 출력 전압을 증가 또는 감쇠시키도록 제어하는 펄스폭 제어회로(8)와, 상기 펄스폭 제어회로(8)의 출력제어 신호에 의해 결정된 펄스폭 변조회로(5)의 펄스폭 전압으로 스위칭 소자(Q₁)를 구동하는 구동회로(6)로 된 것으로, 그의 동작 관계는 다음과 같다.

제5도의 (가)와 같은 교류파형이 브릿지 다이오드(BD₁)와 쵸크코일(L₁) 및 평활 콘덴서(C₁)를 통해 제5도(나)와 같은 맥동 직류 전압으로 정류 및 평활시킨다.

이와같은 평활 전압(Vdc)은 공진 콘덴서(C₂)와 댐핑 다이오드(D₁)를 통해 교류성분 펄스로 공진되며, 이 공진된 교류성분 펄스는 스위칭 소자(Q₁)를 온타임으로 스위칭시킨 다음 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일로 인가되며, 이 교류 성분 펄스는 2차측 코일에 유도됨과 동시에 마그네트론(1)의 고주파 발진에 필요한 고전압을 발생시켜 콘덴서(C₃)와 다이오드(D₂)에 의해 반파 배압시킨 다음 1주기 동안의 발진, 비발진 전압을 마그네트론(1)의 캐소드측에 인가하여 마그네트론(1)을 발진시킨다.

한편, 상기 동작중 제5도의 (나)와 같은 평활 콘덴서(C₁)의 양단전압을 귀환회로(3)에 피드백시킨 다음, 이를 발진회로(4) 및 펄스폭 변조회로(5)에 의해 소정의 발진 전압으로 발진시켜서 그에 상당한 펄스폭을 변조시킨 다음 구동회로(6)를 통한 상기 스위칭 소자(Q₁)의 스위칭 온타임을 결정하게 된다.

이때 스위칭 소자(Q₁)의 콜렉터 인가 전압을 로우 패스 필터(7)를 통해 제5도의 (다)와 같은 전압 파형으로 필터링 시킨 전압과 펄스폭 변조회로(5)의 출력전압을 조절하는 출력 조절 가변소자(VR₁)의 기준레벨(제5도의 (라)의 파형 참조)을 비교하는 펄스폭 제어회로(8)는 평활 콘덴서(C₁)의 양단전압(Vdc)이 높을 때에는 제5도의 (마)와 같이 펄스폭 변조회로(5)의 입력 발진 전압을 낮추고, 한편 양단전압(Vdc)이 낮을 때에는 펄스폭 변조회로(5)의 입력 발진 전압을 스위칭 펄스폭으로 넓혀서 큰폭의 펄스폭 변조를 출력시키도록 제어하게 되는 것이다.

그러나 이와같은 종래의 장치에 있어서 브릿지 다이오드(BD₁)에 의해 정류된 맥동 전압을 완전한 직류전압을 얻도록 평활시키는 평활 콘덴서(C₁)의 용량값이 작은 것을 사용할 경우에는 리플변동이 심하게 발생하게 되므로 반드시 용량값이 큰 평활 콘덴서를 선택해야만 하고, 또한 스위칭 소자(Q₁)의 콜렉터 인가전압을 인출하여 출력 조절 가변소자(VR₁)의 기준 레벨과 비교하는 펄스폭 제어회로(8)의 일단에 별도의 로우 패스 필터(7)를 구성해야 함으로서 이에따라 회로구성이 복잡할 뿐만 아니라, 마그네트론 동작 이상시 평활 콘덴서(C₁)의 낮은 양단 전압을 피드백시켜 큰폭의 펄스폭 변조 발진 전압으로 제어되게 함으로서 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 과전류가 발생되어 배압용 콘덴서(C₃) 및 다이오드(D₂)가 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 승압 트랜스의 2차측 코일에 흐르는 전류를 검출하도록 하고, 스위칭 소자의 온, 오프에 따라 소정 주파수의 교류성분 펄스로 공진시키는 공진 콘덴서를 승압 트랜스의 1차측 코일에 형성하며, 교류전원의 레벨에 대응한 스위칭 소자의 온타임을 변경시키도록 제어회로에 가해지는 제어 전압을 맥류로 공급하여 스위칭 소자에 걸리는 내압을 작게하고, 용량값이 작은 평활 콘덴서를 사용하더라도 입력 전원 변동분을 흡수토록 함과 동시에 이에 수반되는 전압 변동을 펄스폭 제어로서 보상하여 보다 안정적으로 출력을 공급할 수 있는 인버터 구동 전자레인지의 출력제어 회로를 제공하는데 그 목적이 있는 것으로, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 본 발명 인버터 구동 전자레인지의 출력 제어 회로는 교류 입력전압(AC)을 브릿지 다이오드(BD₁)로 정류시킨 맥동 직류전압이 코일(L₁)과 평활 콘덴서(C₁)를 통해 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일과, 공진 콘덴서(C₂), 댐핑 다이오드(D₁) 및 스위칭 소자(Q₁)에 인가되도록 하는 승압 트랜스(T₁)의 1차측 전원단과 ; 상기 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일로부터 유기된 2차측 코일의 고전압을 배압용 콘덴서(C₃)와 다이오드(D₂)를 통해 마그네트론(1)의 캐소드에 인가하도록 하는 승압 트랜스(T₁)의 2차측 전원단과 ; 제어회로용 소형 트랜스(T₂)와 ; 상기 소형 트랜스(T₂)를 통한 교류전원(AC)을 각 블럭 기능 회로에 필요한 소정의 직류전원으로 정류하는 직류전원 회로(2)와 ; 상기 스위칭 소자(Q₁)의 구동 신호를 드라이브하는 구동회로(5)가 구비된 인버터 구동 전자레인지에 있어서, 제로 스위칭을 위해 동기신호를 추출하는 통상의 귀환 회로(3)의 입력단은 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 흐르는 전류를 검출하도록 상기 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일과 연결하고, 제어회로용 직류 전원회로(2)의 평활 콘덴서(C₈) 양단에 전압레벨의 변화가 가능한 가변소자(VR₂)를 연결하며, 상기 가변소자(VR₂)의 가변단자는 기존의 펄스폭 변조 및 발진회로(4)에 연결하고, 상기 브릿지 다이오드(BD₁)의 출력단 평활 콘덴서(C₁) 양단에는 승압 트랜스(T₁)의 1차측과 병렬 접속된 공진콘덴서(C₂)와 댐핑 다이오드(D₁)를 직렬로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 제1도 내지 제3도에 의하여 상세히 설명한다.

먼저, 제3도의 (가)와 같은 교류 입력전원(AC)이 브릿지 다이오드(BD₁)를 통해 맥동 직류전압으로 정류된 다음 평활 콘덴서(C₁)를 통해 제3도의 (나)와 같은 파형으로 평활된다.

이와같이 평활된 제3도의 (나)와 같은 맥동 직류전압(Vdc₁)이 공진 콘덴서(C₂)를 거쳐 공진되어 스위칭 소자(Q₁)를 스위칭 시킴과 동시에 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일에는 교류성분 파형이 인가되며, 이 교류성분 파형은 2차측 코일에 유도됨과 동시에 마그네트론(1)의 발진 동작에 필요한 고전압을 발생시킨 다음, 그 고전압은 배압용 콘덴서(C₃) 및 다이오드(D₂)에 의해 반주기 동안에는 발진, 반주기 동안에는 비발진 되도록 반자 배압시켜 -4000V 전압을 마그네트론(1)의 캐소드에 인가하여 이를 발진시킨다.

한편 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 흐르는 현재의 전류량을 검출하여 이를 귀환회로(3)에 의해 피드백 시킨 다음 제로 스위칭을 위한 동기 신호를 추출하여 펄스폭 변조 및 발진회로(4)에 인가한다.

즉, 귀환회로(3)를 통한 동기신호는 제2도에 도시한 바와 같이 펄스폭 변조 및 발진회로(4) 내부의 콘덴서(C₄)를 통해 비교기(CP₂)의 비반전 입력단(+)에 인가된다.

이때 상기 비교기(CP₂)의 비반전 입력단(+)에는 제어회로용 직류 전원회로(2)의 출력단 평활 콘덴서(C₈)의 맥동 직류전압(Vdc₂)이 분배저항(R₃),(R₅)을 통해 기준 레벨로서 인가될 때 비교기(CP₁)의 반전 입력단(-)과 서로 연결되는 상기 비교기(CP₂)와 다이오드(D₃)와 콘덴서(C₅) 및 분배저항(R₃),(R₅)의 결합에 의해 제3도의 (라)와 같은 톱니파 파형이 생성된다.

이와같은 톱니파 파형은 비교기(CP₁)의 반전 입력단(-)에 가해지고, 그의 비반전 입력단(+)에는 제어 회로용 직류전원 회로(2)의 출력단 맥동 직류전압(Vdc₂)을 가변하는 출력 조절 가변소자(VR₂)에 의해 변화되는 전압 레벨을 인가시키면 비교기(CP₁)의 출력단(V₆)에는 제3도의 (바)와 같은 구형파 펄스가 출력된다.

이와같은 펄스폭 변조 및 발진회로(4)의 구형파 신호는 출력조절 가변소자(VR₂)의 변화에 의해 브릿지 다이오드(BD₁)의 출력단에 나타나는 평활된 맥동 직류전압(Vdc₁)이 반 사이클 동안에서 피크일 때 짧은 펄스폭으로 출력되고, 로우로 하강될 때 펄스폭이 길어지도록 조절되며, 이와같이 조절된 길고 짧은 펄스폭의 구형파 신호는 구동회로(5)를 통해 스위칭 소자(Q₁)를 온, 오프 시켜준다.

이와 동시에 제어회로용 직류전원 회로(2)의 평활 콘덴서(C₈)를 통해 얻은 맥동 직류전압(Vdc₂)을 상기 브릿지 다이오드(BD₁) 및 평활 콘덴서(C₁)를 통해 얻은 맥동 직류전압(Vdc₁)과 동일하게 걸어주도록 함으로서 맥동 직류전압(Vdc₁)이 피크치일 때, 전압(Vdc₂)도 피크가 되어 펄스폭 변조 및 발진회로(4)의 비교기(CP₁)의 비반전 입력단(+)이 맥동 직류전압(Vdc₁)의 로우레벨때보다 상대적으로 낮은 레벨인 것처럼 동작하여 비교기(CP₁)에서 출력되는 펄스폭이 짧아지도록 제어하게 된다.

또한, 맥동 직류전압(Vdc₁)이 피크일 때 출력 조절 가변소자(VR₂)의 전압 레벨은 비교기(CP₁)의 비반전 입력단(+)에 연결된 콘덴서(C₇)에 의해 제3도의 (마)와 같이 일정하게 유지하게 되며, 비교기(CP₁)의 반전 입력단(-)은 제3도의 (라)와 같이 변화되므로 출력 펄스폭은 맥동 직류전압(Vdc₁)의 전압 레벨 변화에 대응하게 자동적으로 조절되도록 제어되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브릿지 다이오드의 출력단 맥동 직류전압이 피크일 때 제어회로용 직류전원 회로의 맥동 직류 전압도 동일하게 피크로 걸어주므로 스위칭 소자를 스위칭 시키는 펄스폭이 짧아지도록 하고, 로우일 때에는 펄스폭을 길게하여 2차측 출력이 1차측의 전압 변동율을 흡수하게 함으로서 용량값이 적은 콘덴서를 평활용으로 사용하더라도 보다 안정적으로 출력을 제어할 수가 있으며, 아울러 브릿지 다이오드의 출력단 맥동 직류전압의 로우레벨 때보다 상대적으로 낮은 레벨인 것처럼 펄스폭을 줄여서 스위치하게 함으로, 내압이 작은 스위칭 소자의 대체가 가능한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 교류입력 전압(AC)을 브릿지 다이오드(BD₁)로 정류시킨 맥동 직류전압이 코일(L₁)과 평활 콘덴서(C₁)를 통해 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일과 공진 콘덴서(C₂), 댐핑 다이오드(D₁) 및 스위칭 소자(Q₁)에 인가되도록 하는 승압 트랜스(T₁)의 1차측 전원단과 ; 상기 승압 트랜스(T₁)의 1차측 코일로부터 유기된 2차측 코일의 고전압을 배압용 콘덴서(C₃)와 다이오드(D₂)를 통해 마그네트론(1)의 캐소드에 인가하도록 하는 승압 트랜스(T₁)의 2차측 전원단과 ; 제어 회로용 소형 트랜스(T₂)와 ; 상기 소형 트랜스(T₂)를 통한 교류전원(AC)을 각 블록 기능 회로에 필요한 소정의 직류전원으로 정류하는 직류전원 회로(2)와 ; 상기 스위칭 소자(Q₁)의 구동 신호를 드라이브하는 구동회로(5)가 구비된 인버터 구동 전자레인지에 있어서, 제로 스위칭을 위해 등기신호를 추출하는 통상의 귀환회로(3)의 입력단은 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일에 흐르는 전류를 검출하도록 상기 승압 트랜스(T₁)의 2차측 코일과 연결하고, 제어 회로용 직류 전원회로(2)의 평활 콘덴서(C₈) 양단에 전압 레벨의 변화가 가능한 가변소자(VR₂)를 연결하며, 상기 가변소자(VR₂)의 가변단자는 기존의 펄스폭 변조 및 발진회로(4)에 연결하고, 상기 브릿지 다이오드(BD₁)의 출력단 평활 콘덴서(C₁) 양단에는 승압 트랜스(T₁)의 1차측과 병렬 접속된 공진 콘덴서(C₂)와 댐핑 다이오드(D₁)을 직렬로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 구동 전자레인지의 출력 제어회로.

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