KR940003229B1 - 전자렌지의 출력 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자렌지의 출력 제어회로

제1도는 종래의 회로 구성도.

제2도는 종래의 단속적인 마그네트톤 출력 파형도.

제3도는 본 발명의 회로 구성도.

제4도는 제3도의 기준전압 발생 등가회로도.

제5도는 본 발명의 비교기의 입출력 파형도.

제6도는 본 발명의 멀티플렉서 입출력 진리표.

제7도는 본 발명의 연속적인 마그네트론 출력파형도.

제8도는 본 발명의 타실시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : AC 전원 2 : 스위치

3 : 브리지 다이오드 10 : 구동트랜스

11 : 전류트랜스 15 : 마그네트론

20 : 제어부 25 : 비교기

30 : 멀티플렉서 35 : 마이콤

본 발명은 전자랜지(MWO)의 출력 제어회로에 관한 것이다. 전자렌지는 마그네트론에서 출력되는 마이크로파(Micro Wave)를 이용하여 음식물의 물분자를 진동시켜 음식물을 조리하는 장치이다. 상기 마그네트론의 구동은 DC 4㎸의 고전압이 필요하고 또한 그 전류-전압특성은 정전압 특성을 필요하며 더구나 전류-전압특성은 마그네트론의 온도에 의하여 변화한다. 따라서, 마그네트론을 안정되게 구동하는 것은 상당히 어렵고 종래에는 적용주파수의 교류전원을 트랜스로 승압하는 타입의 전원이 사용되기도 하였다.

즉, 입력전원을 트랜스로 승압한 후 반파 배전압 정류회로로 정류하여 마그네트론에 전력을 공급하는 구성으로 되어 있어 그 출력 전력의 제어는 트랜스 1차 권선에 직렬로 접속된 쌍방향 제어 스위치소자의 통상위상을 제어하는 방식을 이용하였다.

한편 근년에는 소형경량의 스위칭 전워이 개발된 바 있지만 이들을 전자렌지 전원 등이 마그네트론 구동을 전원장치로써 사용할 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

즉, 마그네트론은 경부하 또는 무부하의 경우에는 방출된 마이크로파의 일부가 반사에 의하여 마그네트론에 반려되어 마그네트론을 가열하고, 이것에 의하여 마그네트론의 온도가 상승되어 최악의 경우에는 마이크로파 출력부의 유리나 세라믹이 파손되는 위험이 있다. 종래의 적용 주파전원을 트랜스로 승압하는 타입의 전원으로서는 경부하시에는 출력이 작어지므로 반사에 의한 마그네트론의 과열도 비교적 작지만, 그러나 스위칭전원을 사용할 경우에는 경부하시에도 설정한 출력이 출력되므로 반사에 의한 마그네트론의 과열이 한층 중요한 문제가 된다. 또한 마그네트론은 온도에 의하여 전류-전압특성이 변화하고, 온도 상승의 경우에는 동작전압이 저하하여 같은 인가전압에 대하여 전류치가 상승함과 동시에 전류치가 어느 값, 예를 들면 전자렌지 전원 등에서 약 1A정도를 초과하면 이상발진(모딩)을 일으키므로, 온도에 따라 마그네트론의 입력을 제어할 필요가 있다.

종래기술의 전원에서는 마그네트론이 정전압 특성을 갖고 또한 입력의 허용 순시전력에 상한 한계가 있음에도 불구하고 마그네트론 인가전압이 커다란 맥동을 갖기 깨문에 출력전력의 제어범위가 좁고, 따라서 마그네트론이 과열한 경우에는 서모스타트 등에 의하여 전원회로를 개방하게 하여 전자렌지등의 운전을 정지시켜야만 하는 문제점이 있었다. 더우기 상기 종래기술의 전원에서는 전자렌지의 마그네트론 전원의 트랜스를 상용주파수로 동작시키기 때문에 이 트랜스가 대형 대중량이 될뿐더러 상용 주파수 50Hz, 60Hz에 별개의 설계가 필요하였다. 더우기 부하의 마그네트론은 정전압 특성을 표시하고, 애노드, 캐소드 사이의 인가전압이 커트 오프전압을 초과하면 애노드 전류가 흐르기 시작하여 인가전압의 증가와 함께 애노드 전류가 직선적으로 증가하여 마이크로파 출력이 얻어질 수 있는 것이지만, 전술한 바와 같이 애노드 전류가 임계치에 도달하면 마그네트론이 이상발진을 이르켜서 마이크로파 출력이 얻어질 수 없게 되는 특성이 있어서, 이 이상발진은 마그네트론의 수명을 현저하게 단축하는 것이다.

또한, 기존에는 제1도에서와 같이 AC 입력(1)을 정류(3)하여 이를 스위칭소자(Q₁)로 스위칭하여 고전압 트랜스(10)로 고압을 발생시켜 마그네트론(15)을 구동시킬 때, 마그네트론(15)의 출력을 조절하는 수단으로 스위치(2)를 온/오프하여 제2도처럼 출력을 단속적으로 조절하였다. 즉, 온 폭을 크게 하면 출력은 크게되고, 오프폭을 크게하면 출력은 작아지는 동작이었다. 그러나, 이러한 종래의 기술은 마그네트론의 커트오프 전압이 변동된 경우에 대하여 배려되어 있지 않기 때문에 전원전압 상승시 또는 커트오프 전압 하강시에는 애노드 전류가 임계치를 초과하여 이상발진을 이르키거나 또는 전원전압 하강시 또는 커트오프 전압 상승시에는 마그네트론의 인가전압이 커트오프 전압이상으로 되지 않고 마이크로파 출력이 거의 얻을 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 제반문제점들을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 마그네트론에 흐르는 전류를 전류트랜스를 이용해 감지하고 이 감지전류를 비교기에 입력하여 기준전압 비교후 비교기의 출력을 스위칭 소자를 제어하는 제어부에 피드백시켜 출력을 제어하는 전자렌지의 출력 제어회로를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성은, 입력전압을 정류하여 구동트랜스 구동으로 마그네트론을 구동시키는 전자렌지에서 상기 마그네트론의 애노드와 캐소드간 전류를 검출하는 전류트랜스와, 상기 전류트랜스의 검출전류와 기준전압(Vref₁-Vref₈)을 비교 검출하는 비교기와, 상기 비교기의 출력에 의해 제어부가 동작하여 상기 구동트랜스의 유지전압을 조정하는 파워트랜지스터를 제어하는 비교기 제어수단과, 상기 기준전압 발생수단은 마이콤과, 이 마이콤의 입력(I₁-I₃)에 의한 출력(O₁-O₈)을 내는 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 동작되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 에미터에 연결된 분압에 의해 Vcc 전압을 분압하는 분압수단을 구비하여 마그네트론을 단속적이 아닌 연속적으로 구동가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 회로 구성도로서, 교류전원단(1)에 브리지 다이오드(3)를 통하여 트랜스(10)의 1차권선(N₁)을 연결하고, 상기 1차 권선(N₁)에 스위칭 트랜지스터)Q₁)의 콜렉터를 연결하며 에미터는 접지시키되 베이스는 제어부(20)에 연결한다. 상기 트랜스(10)의 2차측 권선(N₂)에 마그네트론(15)의 제1극에 연결하고 제2극에는 트랜스(10)의 2차권선(N₃)이 전류트랜스(11)의 일측을 통하여 연결된다.상기 전류트랜스(11)의 타측에는 정류소자를 통해 비교기(25)의 비반전단자(t)를 연결하고, 반전단자(-)에는 다이오드를 통해 분압저항(R₁)-R₁₆)을 연결하며, 상기 비교기(25)의 출력단은 상기 제어부(20)의 입력에 연결한다. 상기 제어부(20)는 펄스폭변조(PWM)기 등이 사용된다. 상기 분압저항(R₁-R₁₆)은 트랜지스터(Q₁-Q₈)의 에미터단이 연결되고, 상기 트랜지스터(Q₁-Q₈)의 베이스는 멀티플렉서(30)의 출력단(O₁-O₈)에 연결하며 콜렉터는 모두 전원전압(Vcc)에 연결한다. 상기 멀티플렉서(30)의 입력단(I₁-I₃)에는 마이콤(35)을 연결한다.

이하 이들의 작용효과를 설명한다.

제3도에서 교류입력단(1)의 입력전압은 브리지 다이오드(3)에서 정류된 후 트랜스(10)의 1차측(N₁)에 인가된다. 이때 상기 트랜스(10)의 1차측(N₁) 타단에 연결된 파워 트랜지스터(Q₁)의 동작에 따라 상기 1차측(N₁)에 유기된 전류가 2차측(N₂)(N₃)에 유기되어 마그네트론(15)이 구동된다. 이때, 상기 2차측(N₃)에서 마그네트론(15)으로 인가되는 전류(iak)는 전류트랜스(11)에 의해서 검출되어 비교기(25)의 비반전단자(+)로 피드백되어 입력된다.

상기 비교기(25)의 반전단자(-)에는 다이오드를 통해 트랜지스터(Q₁-Q₉)의 에미터에 연결된 분압저항(R₁-R₁₆)값이 입력된다. 이때 상기 비교기(25)의 반전단자(-)에 인가되는 기준전압(Vref₁-Vref₈)은 제4도에 도시된 바와 같다. 이 기준전압은 제7도와 같이 구성해도 가능하다. 상기 기준전압(Vref₁-Vref₈)은 멀티플렉서(30)의 출력단(O₁-O₈)에서 출력되는 출력값으로 동작되는 트랜지스터(Q₁-Q₉) 에미터 분압저항(R₁-R₁₆)의 전원값이다. 상기 멀티플렉서(30)의 입력(I₁-I₃)은 마이콤(35)에 의해 제어되고, 상기 멀티플렉서(30)의 입출력의 진리표는 제6도에 도시된 바와 같다. 상기 비교기(25)의 반전단자(-) 기준전압을 제5a도와 같이 Vref₁으로 놓았을 때 비반전단자(+)의 피드백 전압이 전류트랜스(11)로 부터 제5a도와 같은 파형(a)으로 들어오면 비교기(25)의 출력은 제5a도와 같은 파형(a)으로 들어오면 비교기(25)의 출력은 제5b도의 파형(fB₁)과 같이 된다. 상기 비교기(25)의출력파형은 변동적으로 제어부(20)에 입력되며, 상기 제어부(20)는 입력에 따라 그 출력으로 상기 파워트렌지스터(Q₁)의 베이스전압을 제어한다.

즉, 스위치 티임을 변화시키며, 또는 튜티 비율(duty ratio)을 변화시켜 트랜스(10)를 제어함으로써 그 출력을 변화시킨다. 이때, 상기 비교기(25)이 기준전압(Vref)을 변화시키는 수단으로는 트랜지스터(Q₂-Q₉)의 콜렉터 Vcc 전압을 저항(R₁-R₁₆)으로 분압한다.

제6도에서와 같이 마이콤(35)으로부터 들어온 논리 입력신호값이 (0,0,0)이면 멀티플렉서(30)의 출력(O₁)이 하이로 되어 트랜지스터(Q₂)가 온 된다. 그러면, 기준전압(Vref₁)은값으로 되고 이하 나머지 기준전압도 같은 식으로 된다. 이와 같은 수단으로 기준전압을 조정하는 방법으로 회로를 제어하면 마그네트론(15)의 출력은 제2도와 같이 단속적이 아닌 제7도와 같이 연속적으로 조절이 가능하여 조리시간을 단축시킨다.

또한, 마그네트론(15)은 히터가 가열된 후 애노드 캐소드간 고압(Vak)이 가하져야 마이크로파를 발산한다. 상기 히터가 가열되기까지는 1-3초가 소요되며, 단속적으로 마그네트론을 구동시키면 마이크로파가 발산되는 시간이 줄어드는 것과 같다. 그러나, 연속적으로 마그네트론을 구동시키면 히터의 초기 가열시간이 계속 필요없게 되는 것이다.

그리고, 약한 출력으로 가열해야 계속해서 조리가능한 음식물 조리에도 효과적이고, 마그네트론의 초기구동시 히터가 충분히 가열되지 않은 상태에서 가열로 인한 마그네트론의 이상발진(moding 현상) 현상을 예방할 수 있으며, 연속적으로 출력을 조절하는 전자렌지는 다양한 조리기능과 조리시간 단축으로 고부가가치의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 입력전압을 정류하여 트랜스 구동으로 마그네트론을 구동시키는 전자렌지에 있어서, 상기 마그네트론(15)의 애노드와 캐소드간 전류를 검출하는 전류트랜스(11)와, 상기 전류트랜스의 검출전류와 기준전압(Vref₁-Vref₈)을 비교검출하는 비교기(25)와, 상기 비교기의 출력에 의해 제어부(20)가 동작하여 상기 트랜스(10)의 유기전압을 조정하는 트랜지스터(Q₁)를 제어하는 비교기 제어수단과를 구비하여 마그네트론을 단속적이 아닌 연속적으로 구동가능하도록 한 것을 특징으로 하는 전자렌지의 출력제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준전압(Vref₁-Vref₈) 발생수단은 마이콤(35)과, 이 마이콤의 입력(I₁-I₃)에 의한 출력(O₁-O₈)을 내는 멀티플렉서(30)와, 상기 멀티플렉서의 출력에 따라 동작되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 에미터에 연결된 분압(R₁-R₁₆)에 의해 Vcc 전압을 분압하는 분압수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자렌지의 출력제어회로.
3. 제2항에 있어서 상기 기준전압(Vref₁-Vref₈) 발생수단은, 멀티플렉서(30)의 출력을 그대로 분압하는 분자저항(R₁-R₁₆)으로만 구성된 것을 특징으로 하는 전자렌지의 출력제어회로.