KR940005049B1 - 고주파 가열장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고주파 가열장치

제1도는 본 발명의 일예의 접속도.

제2도 및 제3도는 제1도의 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 상용교류전원 3, 7 : 정류회로

8 : 레굴레이터회로 9, 10 : 검출회로

L₁: 가열코일

본 발명은 고주파 가열장치에 관한 것이다.

본 발명은, 예컨대, 자기 조리기에 있어서, 소정의 검출회로를 설치하므로서, 전원에 잡음이 중첩되었을 때, 스위칭 소자를 보호하려는 것이다.

전자 조리기의 출력회로는, 일반적으로 제2도에 도시하는 바와 같이 구성되어 있다.

즉, 상용교류전원(1)에서의 교류전압이 전원 스위치(2)를 통해서 양파 정류회로(3)에 중급되어서 정류되고, 그 정류 출력이 평활회로(4)에 공급되어서 직류 전압 V₁으로 됨과 동시에, 이 평활회로(4)의 출력단간에, 가열코일 L₁과 출력용의 스위칭 트랜지스터 Q₁의 콜렉터·에미터간이 직렬 접속된다. 또 다시, 코일 L₁에 공진용 콘덴서 C₁이 병렬접속됨과 동시에 트랜지스터 Q₁의 콜렉터·에미터간에 담파 다이오드 D₁가 병렬 접속된다.

그래서, 트랜지스터 Q₁의 베이스에 제3도에 도시하는 거와 같은 스위칭 펄스 P_S(주파수는 예컨대 25KHz)가 공급되면, 트랜지스터 Q₁의 콜렉터에 제3b도에 도시하는 거와 같이 콜렉터 전류 IC가 흐름과 동시에, 코일 L₁과 콘덴서 C₁와의 공진에 의해 트랜지스터 Q₁의 콜렉터에는 제3c도에 도시하는 바와 같은 전압 VC을 발생한다. 따라서, 이때, 가열코일 L₁에 근접하여 조리용 냄비(도시하지 아니함)를 놓아두면, 그 냄비는 코일 L₁의 자속의와 전류손에 의해 가열되고, 조리가 된다(참조문헌:일본국 특허 공개 소화 54-31646호 공보).

그런데, 일본국내에서는 상용교류전원(1)의 교류전압은 110V이나, 국외에서는 국가에 따라서 220V의 지역이 있다. 그러면, 그때의 정류회로(3)의 출력전압은 320V_P-P에 달해, 트랜지스터 Q₁의 콜렉터의 전압VC도 표준의 부화시로 860V_P-P, 큰 부화시등은 900V_P-P에 이르게 되는 경우가 있다.

그리하여, 이 전자 조리기나 전기 냉장고 등의 다른 전기기구의 전원 투입시등에, 전원(1)의 전압에 입상이 급한 펄스 잡음 Vn, 예컨대 수염형의 펄스 잡음 Vn가 중첩되는 일이 있다. 하면, 이 잡음 Vn는, 회로(3) 및 (4)를 통해서 콜렉터 전압 VC에 중첩되어 이때, 그 잡음 Vn의 부분에서 콜렉터 전압 VC이 트랜지스터 Q₁의 콜렉터내압(일반적으로 1000V정도)을 초과해, 트랜지스터 Q₁이 파괴되어 버리는 일이 많다.

물론, 트랜지스터 Q₁의 콜렉터내압이 충분히 크면, 그와 같은 잡음 Vn의 중첩에 의한 파괴는 없으나, 일반적으로, 출력용의 트랜지스터는 스위칭 특성과 콜렉터내압이 상반되고, 콜렉터내압이 높은 트랜지스터에서는 스위칭 특성이 나쁘고, 전자 조리기에는 적합하지 않다. 그리하여 스위칭 특성에 뛰어나고, 더욱이, 콜렉터내압이 높은 출력용의 트랜지스터는, 트랜지스터의 규모가 커져, 또한, 고가로 되어 버린다. 이 때문에, 부피의 편에서도 비용면에서도, 스위칭 특성 및 콜렉터내압이 우수한 출력용의 트랜지스터는 사용할 수 없고, 결과로서, 충분한 특성으로 안전한 전자 조리기의 설계가 곤란하였었다.

본 발명은, 이와 같은 문제점을 해결하려는 데에 있다.

이 때문에, 본 발명에 있어서는 상용교류전원에서 입력된 전압의 크기를 첵크하여, 이것이 규정치를 초과하였을때에는, 출력용의 트랜지스터를 오프로 하는 것이다.

전원에 잡음 펄스가 혼입하여도 출력용 트랜지스터가 파괴되는 일이 없다.

제1도에 있어서, 출력회로가 회로(1) 내지 (4) 및 소자 L₁내지 Q₁에 의해 제2도의 출력회로와 동일하게 구성된다. 그래서, (5)는 발진회로, (6)은 드라이브회로로, 발진회로(5)에 제어 입력 S_C이 "L"레벨시, 발진회로(5)에 있어서 펄스 P_S가 형성되어, 이 펄스 P_S가 드라이브회로(6)를 통해서 트랜지스터 Q₁의 베이스에 공급되고, 제어 입력 S_C이 "H"레벨시, 발진회로(5)에 있어서 펄스 P_S의 형성은 일어나지 않고, 드라이브 회로(6)를 통해서 트랜지스터 Q₁의 베이스는 "L"레벨로 된다.

또 다시, 스위치(2)로부터의 교류전압이 트랜스 T₁에 의해 강압되어서 정류회로(7)에 공급되어, 그 정류출력이 평활용의 콘덴서 C₂에 공급되어서 예컨대 24V의 직류전압 V₇이 인출됨과 동시에, 이 전압 V₇의 인출되는 점과, 발진회로(5)의 하트측의 전원라인과의 사이에, 트랜지스터 Q₂의 콜렉터·에미터간이 접속된다. 이 트랜지스터 Q₂는, 레굴레이터회로(8)를 구성하고 있는 것으로, 그 콜렉터·베이스간에 저항기 R₁이 접속되고, 이 베이스와 접지와의 사이에, 정전압 다이오드 D₂(제너 전압은 예컨대 12V)와 저항기 R₂가 직렬 접속되어서 트랜지스터 Q₂에서는 정전압화된 예컨대 12V의 전압 V₈이 취출되어 이 전압 V₈이 발진회로(5)에 그 동작전압으로서 공급된다. 또한, 드라이브회로(6)의 동작전압은, 도시는 하지 아니하나, 입력교류 전압이, 별도로 강압되어서 정류 및 평활되어서 공급된다.

또한, 트랜지스터 Q₃내지 Q₅등에 의해 검출회로(9)가 구성된다. 이 검출회로(9)는, 전원 투입시나 사용중에 평활회로(4)의 출력전압이나 전압 V₇이 불안정하게 되어도, 그것에 의해 세트가 파괴되지 않게 하기 위한 것이다. 이 때문에 콘덴서 C₂의 하트측과 접지 사이에, 저항기 R₃,R₄와 콘덴서 C₃와 저항기 R₅와의 직렬회로로 되는 시정수회로(91)가 접속됨과 동시에, 콘덴서 C₃와 저항기 R₅와의 접속점이 트랜지스터 Q₃의 베이스에 접속되어, 그 에미터가 접지되고, 그 콜렉터가 저항기 R₆를 통해서 트랜지스터 Q₂의 에미터에 접속된다. 또 다시, 트랜지스터 Q₃의 콜렉터가 트랜지스터 Q₅의 베이스에 접속되어, 이 트랜지스터 Q₅의 콜렉터가 저항기 R₇를 통해서 콜렉터 C₂의 하트쪽에 접속되어, 트랜지스터 Q₅의 에미터와 접지와의 사이에 트랜지스터 Q₄의 콜렉터·에미터간이 접속되어, 이 트랜지스터 Q₄의 베이스가 다이오드 D₂와 저항기와의 접속점에 접속된다. 또한, 저항기 R₃,R₄의 접속중점과 트랜지스터 Q₅의 콜렉터와의 사이에 다이오드 D₃가 접속됨과 동시에, 이 콜렉터에 얻어지는 신호가 제어신호 S_C로서 발진회로(5)에 공급된다.

또 다시, 잡음 펄스 Vn의 검출회로(10)가 단방향성 3단자 다이리스터(SCR) Q₈등에 의해 구성된다. 즉, 정류회로(3)의 하트쪽 출력단과 접지 사이에, 콘덴서 C₄와 저항기 R₈,R₉와의 직렬회로로 되는 미분회로(11)가 접속되어 저항기 R₈,R₉의 접속중점이 다이리스터 Q₆의 게이트 접속되고, 그 애노드가 트랜지스터 Q₃의 콜렉터에 접속되고, 그 캐소드가 접지된다. 또한, 일예로서,

C₄=470PF

R₆=15KΩ, R₉=7.5KΩ

이다.

이와 같은 구성에 있어서, 스위치(2)를 온으로 하면, 정류회로(3)에 의해 평활회로(4)에서 직류전압 V₄이 얻어져, 이 전압 V₄이 코일 L₁및 트랜지스터 Q₁의 직렬회로에 공급되도록 한다.

또한, 이때, 정류회로(7)에 의해 콘덴서 C₂에서 직류전압 V₇이 얻어지고, 이 전압 V₇이, 레굴레이터회로(8)에 의해 전압 V₈에 안정화되고, 이 안정화된 전압 V₈이 발진회로(5)에 동작전압으로서 공급된다.

그러나, 전압 V₇이 얻어졌을 때, 그 전압 V₇이, 저항기 R₃→저항기 R₄→콘덴서 C₃→트랜지스터 Q₃의 베이스( 및 저항기 R₅)의 라인에 공급되어서 이 라인에 전류가 흐르므로, 이것에 의해 트랜지스터 Q₃는 온으로 되어, 트랜지스터 Q₅는 오프로 된다. 따라서, 전압 V₇이 얻어졌을 때, 그 일부가, 저항기 R₇를 통해서 신호 S_C로서 발진회로(5)에 공급되므로서, S_C="H"이며, 따라서, 펄스 P_S는 얻어지지 않고, 트랜지스터 Q₁는 오프상태대로이다. 즉, 스위치(2)를 온으로 하여도, 전원의 과도적인 기간은, 트랜지스터 Q₁는 오프상태로 된다.

그러나, 전압 V₇이, 저항기 R₃→저항기 R₄→콘덴서 C₃→저항기 R₅( 및 트랜지스터 Q₃의 베이스)의 라인에 공급되므로서, 콘덴서 C₃는 차츰 충전이 되어서 전원 투입 시점에서 소자 R₃내지 R₄,C₃의 시정수로 결정되는 시점이 되면, 트랜지스터 Q₃는 오프로 되어, 트랜지스터 Q₅는 온으로 된다. 또한, 이때, 전압 V₇이 소자 R₁,D₁,R₂에 의해 분압되어서 트랜지스터 Q₄에 공급되어 있으므로, 트랜지스터 Q₄도 온이다. 따라서, 트랜지스터 Q₅가 온으로 된 시점에서, 그 콜렉터의 전위 즉, 신호 S_C는 "L"로 되어, 발진회로(5)에서는 펄스 PS가 얻어지고, 이것이 드라이브회로(6)를 통해서 트랜지스터 Q₁에 공급되도록 된다. 즉, 스위치(2)를 온으로 하면, 시정수회로(91)의 시정수에 의해 결정되는 과도적인 기간은, 트랜지스터 Q₁는 동작하지 아니하나, 이후의 정상 상태로 되면, 펄스 P_S에 의해 트랜지스터 Q₁가 동작하여, 코일 L₁에 의해 가열이 행해진다.

그래서, 이 가열기간중, 순간 정전등에 의해 입력교류전압이 저하하고, 이것에 의해 전압 V₇이 저하하여 전압 V₈이 저하하고, 발진회로(5)가 정상인 펄스 P_S를 형성할 수 없게 되면, 이때 전압 V₇의 저하에 의해 소자 R₁,D₂,R₂에 의해 분압되어서 트랜지스터 Q₄의 베이스에 공급되어 있던 전압도 저하하여 트랜지스터 Q₄가 오프로 되며, 따라서, 트랜지스터(Q₅)가 오프로 되어, S_C="H"로 되어, 발진회로(5)의 발진은 정지하고, 트랜지스터 Q₁는 오프로 된다. 따라서, 가열기간중에, 입력교류전압의 저하에 의해 동작이 불안정하게 되면, 트랜지스터 Q₁가 오프로 되어 트랜지스터 Q₁나 세트 전체가 보호된다.

한편, 가열기간중에 입력교류전압에 펄스 잡음 Vn이 중첩되면, 이것이 정류회로(3)의 출력쪽으로 나타나나, 이 펄스 잡음 Vn은 미분회로(11)에 공급되어서 미분되고, 그 미분출력이 다이리스터 Q₆의 게이트에 공급되어서 다이리스터 Q₆는 온으로 된다. 그래서, 다이리스터 Q₆가 온으로 되면, 트랜지스터 Q₅가 오프로 되므로, S_C="H"로 되어 발진회로(5)의 발진은 정지하고, 트랜지스터 Q₁은 오프로 되며, 따라서, 트랜지스터 Q₁는 잡음 펄스 Vn에서 보호된다.

그래서, 잡음 펄스 Vn이 소실하여도 다이리스터 Q₆는 온상태를 계속할 것이나, 가열기간중은 트랜지스터 Q₅, Q₄가 온이며 콘덴서 C₃의 충전전하는, 저항기 R₄→다이오드 D₃→트랜지스터 Q₅, Q₄→저항기 R₅의 라인을 통해서 방전하고 있으므로, 트랜지스터 Q₅가 오프로 되면 전원 투입시와 같이, 전압 V₇에 의해 콘덴서 C₃가 충전됨과 동시에, 이 충전기간중, 트랜지스터 Q₃는 온이다. 그래서, 트랜지스터 Q₃가 온이면, 다이리스터 Q₆의 애노드전류는 그 유지전류 이하로 되므로, 다이리스터 Q₆는 오프로 된다.

그래서, 콘덴서 C₃의 충전이 종료하면, 트랜지스터 Q₃가 오프로 되어, 이후, 전원 투입시와 동일하게 하여 발진회로(5)의 발진이 재개되고, 트랜지스터 Q₁에 펄스 P_S가 공급되게 된다. 또한, 펄스 잡음 Vn에 의해 S_C="H"(발진정지)로 되어 있는 기간은, 상기한 바와 같이 콘덴서 C₃등에 의해 결정이 되나, 0.7초정도로 된다.

이같이 하여, 본 발명에 의하면, 입력교류전압에 입상이 급한 펄스 잡음 Vn이 중첩되면, 이것이 검출회로(10)에 의해 검출되어서 트랜지스터 Q₁는 오프로 된다. 따라서, 트랜지스터 Q₁에 제3c도에 도시하는 거와 같이 860 내지 900V_P-P의 콜렉터 전압 V이 가해져 있는 거와 같은 동작중(가열중)일지라도, 잡음 Vn에 의해 트랜지스터 Q₁가 파괴되는 일은 없다.

또한, 트랜지스터 Q₁로서 특별한 콜렉터내압의 것을 필요로하지 않으므로, 트랜지스터 Q₁가 대규모화 되는 일이 없고, 따라서, 공간적인 면이나 설계면에서 유리하며, 더 더욱 비용면에서도 유리하다.

또한, 트랜지스터 Q₁로서 스위칭 특성이 양호한 소자를 사용할 수가 있으므로, 전자 조리기로서의 성능이 향상된다. 또 다시, 내잡음성이 향상되므로, 전자 조리기로서의 신뢰성도 높아진다.

더욱이, 펄스 잡음 Vn의 검출을 정류회로(3)의 출력에서 행하고 있으므로, 검출시의 응답이 빠르고, 트랜지스터 Q₁를 확실하게 보호할 수 있다. 또 다시, 정류회로(3)의 정류출력을 미분회로(1)에 공급하고 있으므로, 펄스 잡음 Vn만을 검출할 수가 있고, 정류출력에 포함되는 리플성분등에 의해 오 동작하는 일이 없다.

본 발명에 의하면, 입력교류전압에 입상이 급한 펄스 잡음 Vn이 중첩되면, 이것이 검출회로(10)에 의해 검출되어서 트랜지스터 Q₁는 오프로 되므로, 트랜지스터 Q₁에 제3c도에 도시하는 거와 같이 860 내지 900V_P-P의 콜렉터 전압 Vc이 가해져 있는 바와 같은 동작중(가열중)일지라도, 잡음 Vn에 의해 트랜지스터 Q₁가 파괴되는 일이 없다.

또한, 트랜지스터 Q₁로서 특별한 콜렉터내압의 것을 필요로 하지 아니하므로, 트랜지스터 Q₁가 대규모화 하는 일이 없고, 따라서, 공간적인 면이나, 설계적인 면에서 유리하여 비용적인 면에서도 유리하다.

또한, 트랜지스터 Q₁로서 스위칭 특성이 양호한 소자를 사용할 수가 있으므로, 전자 조리기로서의 성능이 향상한다. 또 다시, 내잡음성이 향상하므로, 전자 조리기로서의 신뢰성도 높아진다.

더욱이, 펄스 잡음 Vn의 검출을 정류회로(3)의 출력에서 행사고 있으므로, 검출시의 응답이 빠르고, 트랜지스터 Q₁을 확실하게 보호할 수가 있다. 또 다시, 정류회로(3)의 정류출력은 미분회로(11)에 공급하고 있으므로, 펄스 잡음 Vn만을 검출할 수가 있고, 정류출력에 포함되는 리플성분등에 의해 오 동작을 하는 일이 없다.

Claims (1)

1. 입력교류전압을 정류 및 평활하여 직류전압을 얻고, 이 직류전압을 출력용 스위칭 소자에 의해 스위칭하여 가열코일에 공급하여, 상기 가열코일에 의해 생긴 자력의 와전류손에 의해, 대상으로 되는 것에 가열을 행하도록한 고주파 가열장치에 있어서, 상기 입력교류전압을 정류하는 정류회로의 출력단에 미분회로를 접속하고, 이 미분회로에 의해 상기 입력교류전압에 중첩된 잡음을 검출하고, 이 검출출력에 의해 상기 출력용 스위칭 소자의 스위칭을 정지시키도록한 고주파 가열장치.

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