KR970002276B1 - 순간 동작 모드를 가진 조리 기구용 전력 제어 시스템 - Google Patents

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Description

순간 동작 모드를 가진 조리 기구용 전력 제어 시스템

제1도는 본 발명의 제어 장치는 구체화하는 전기 렌지 부분에 대한 정면 투시도.

제2도는 본 발명에 대한 제어 장치를 기능적으로 간략하게 나타낸 블록도.

제3도는 제1도의 제어 노브의 한 부분을 상세히 나타내는 제1도 렌지의 제어 패널 부분에 대한 확장도.

제4a도 및 제4b도는 임의의 제어 세팅과 부하 조건에 대한 제2도의 제어 장치에 사용된 형태의 제어 소자의 대표적인 온도 대 시간 곡선을 나타내는 그래프.

제5도는 제2도의 제어 장치에서의 가열기 에너지 계수기에 대한 다양한 전력 세팅의 계수기 대 시간 곡선을 나타내는 그래프.

제6도는 본 발명의 제어 장치를 구체적으로 예시하는 제어 회로를 간략화한 개략도.

제7도는 제6도 회로의 마이크로프로세서용 제어프로그램내에 통합된 주사 루틴의 순서도.

제8a도 및 제8b도는 제6도 회로의 마이크로프로세서용 제어프로그램내에 통합된 급속 가열/급속 냉동 루틴의 순서도.

제9a도 및 제9b도는 제6도 회로의 마이크로프로세서용 제어프로그램내에 통합된 전력 비교 루틴의 순서도.

제10a, 제10b 및 제10c도는 제6도 회로의 마이크로프로세서용 제어프로그램내에 통합된 가열기의 에너지 비교 루틴에 대한 순서도.

제11도는 제6도 회로의 마이크로프로세서용 제어프로그램내에 통합된 파우어 아웃 루틴의 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전기 조리 렌지 12, 14, 16, 18 : 전기적 표면

20 : 수명 지지표면 22, 24, 26, 28 : 회전식 제어노브

30 : 제어 패널 40 : 스위치 수단

102 : 마이크로프로세서 108 : 전력레벨 선택 스위치 수단

110, 112, 114, 116 : 분압기

본 발명은 저항성 가열 소자용 전력 제어 장치에 관한 것으로. 구체적으로 말하면 렌지등과 같은 조리 기구에서 표면유니트로 사용되는 저항성 가열 소자용 전력 제어 장치에 관한 것이다.

Thomas R. Payne씨와 Alfred L. Baker씨에게 허여된 미합중국 특허 제4,443,690호에는 전력 제어 장치에 대한 개선안이 발표되었는데, Payne씨에게 허여된 미합중국 특허 제4,551,618호의 주내용인 가열기 에너지 계수기의 사용에 대해 기술하고 있다.

미합중국 특허 제4,551,618호에 기재된 장치에 있어서, 소프트 웨어식 가열기 에너지 계수기는 사용자가 선택한 전력 세팅에 따라 다양한 전력 레벨에서 선택적으로 작동할 수 있는 저항성 가열 소자용에 가까운 가열 소자 온도 정보를 제공한다. 가열기 에너지 계수기는 가열기 에너지 계수기의 계수가 가열 소자 온도에 근접하게 나타나도록 하기 위해 각각의 높거나 낮은 전력 세팅으로의 전력 세팅에서의 변화에 응답하여 각각의 가열 소자 온도의 증가 또는 감소율과 거의 비례적인 비율로 증가 및 감소한다. 미합중국 특허 제4,443,690호에서 가열기 에너지 카운터 정보는 순간적인 급속 가열, 급속 냉동 동작 모드를 시작하는데 사용되는데, 가열 소자에 대해 선택된 전력 세팅에서의 변화에 응답하도록 가열 소자 온도용으로 요구되는 시간을 감소시킨다.

가열 소자가 전력 세팅에서의 변화가 탐지되는 경우 소정의 시간 주기동안 선택된 전력 레벨보다 높은 전력에서 동작하는 급속 가열 및 급속 냉동 동작 모드에 있어서, 세로 선택적 전력 세팅은 상대적으로 낮은 소정의 전력 세팅 이상의 증가를 나타내고 가열기 에너지 계수기의 계수는 소정의 최소 값보다 더 작다. 소정의 최소 전력 세팅과 최소 가열기 에너지 계수기는 소망한 온도보다 과도하는 것을 방지하기 위해서 사용된다. 유사하게, 급속 가열 동작 모드는 낮은 전력 세팅으로의 변화가 탐지되는 경우 세로 선택된 전력 세팅은 상대적으로 높은 소정의 전력 세팅보다 낮고 가열기 에너지 계수기 계수는 소망한 온도 보다 저하되는 것을 방지하도록 소정의 계수보다 크다. 이러한 장치는 순간 모드에서의 동작을 트리거시키는 그러한 조건하에서 통상적인 개방 루우프 장치 이상으로 응답 시간을 감소시킨다. 지적한 바와 같이 순간 모드에서의 어느 한 동작은 실제 동작 조건과는 무관하게 시간에 대한 것으므로, 그 시스템은 비교적 정교하다. 따라서 전력 세팅에 대한 임계값과 소정의 시간 주기는 목표한 온도에 과도하거나 저하되지 않도록 신중히 선택되어야만 한다. 그 결과로서, 응답 시간은 저에서 고로의 전력 세팅과 그반대 경우의 비교적 극심한 동작 상태에서의 변화가 있어서 초기에 향상된다. 그러므로, 가열기 에너지 계수기를 사용하여 전력 세팅 렌지를 통한 전력 세팅에서의 변화에 보다 신속하게 응답할 수 있는 정확한 제어를 제공하는 제어 장치를 필요로 하게 된다.

그러므로, 미합중국 특허 제4,443,690호 및 제4,551,618호에 발표된 전력 시스템에 대한 개선 장치인 저항성 가열 소자를 사용하는 가전 조리 기구용 전력 제어 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적으로, 가열 소자의 온도가 동작 렌지를 통해 가열 소자용으로 선택된 전력 세팅에서의 변화에 응답하여 새로운 동작 시간에 도달하기에 필요한 시간을 감소시킬 수 있다.

복수의 활용전력 세팅으로부터 동작자에 의해 선택된 전력 세팅에 응답하여 조리 기구내 가열 소자의 전력 출력을 제어하기 위한 전력 제어 시스템이 제공된다.

전력 제어 시스템은 각각의 세팅이 그에 상응하는 정상 상태 전력 레벨을 갖는 전력 세팅중 상이한 하나의 선택에 응답하여 상이한 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키기 위한 전력 제어 수단을 갖는다. 대략의 가열 소자 온도 정보가 가열기 에너지 계수기에 의해 제공된다. 각각의 전력 세팅은 그 세팅에 상응하는 소정의 정상 상태 에너지 계수인 가열기 에너지 계수기와 연관성을 갖는데 상기 에너지 계수는 가열기 에너지 계수기에 상응하는 정상상태 레벨에서의 동작시 가열 소자의 정상 상태 동작 온도에 거의 비례한다. 상기 에너지 계수기는 가열기 에너지 계수기의 계수가 전력 레벨에 대한 정상 상태 에너지 계수보다 작은 경우, 에너지 계수기는 가열 소자 온도의 증가율과 거의 비례적인 비율로 선택적으로 증가되어 가열 소자에 첨가되고, 상기 계수가 첨가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 보다 큰 경우, 에너지 계수기는 가열 소자 온도의 감소율과 거의 비례적인 비율로 선택적으로 감소한다. 또한, 전력 세팅의 적어도 어느 하나는 상기 전력 세팅의 정상 상태 계수보다 작은 전력 세팅에 상응하는 최소 임계 계수를 갖고 최대 임계 계수는 전력 세팅의 정상 상태 계수보다 큰 계수를 갖는다. 상기 전력 제어 수단은 가열기 에너지 계수기에 응답하는 수단을 구비하는데, 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수보다 작은 경우 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 보다 큰 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키도록 작동하고, 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최대 임계 계수 보다 큰 경우에는 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨보다 큰 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키도록 작동하며, 에너지 계수기의 계수가 최소와 최대, 임계 계수 사이에 있는 경우 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키도록 작동함으로써, 가열 소자가 선택된 전력 세팅내의 변화에 응답하여 강려 소자의 정상 상태 동작 온도에 도달하기에 필요한 시간을 줄일 수 있다. 상기 최대 및 최소, 임계 계수는 소망한 온도를 과도함이 없이 신속한 응답을 하도록 소망한 정상 상태 계수에 충분히 근접하게 되도록 선택된다.

본 발명의 바람직한 구성에 있어서, 가열 소자는 계수가 선택된 세팅에 대한 소망한 온도보다 낮음을 나타내는 경우, 오버 드라이브(over drive)되고, 소망한 목표 온도보다 높은 온도를 나타내는 경우, 언더 드라이브(under drive)되지만, 동작의 어느 한 모드로 독립적으로 나타내질 수 있다. 예를 들면, 높은 전력 세팅에서 낮은 전력 세팅으로 냉각함에 관련된 응답 시간과 무관하게 오프 상태에서 전력 세팅으로 변환하거나 낮은 전력 세팅에서 높은 전력 세팅으로 변환하는 경우와 같은 전력 세팅에서의 증가에 신속한 응답을 제공하는 것이 바람직하다. 그러므로 본 발명의 일면에 따르면, 전력 제어 장치가 제공될 수 있는데 장치내의 전력 제어 수단은 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수보다 작은 경우에 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨보다 높은 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키도록 에너지 계수기 수단에 응답하고, 선택된 전력 세팅과 다른 연관성을 갖는 전력 레벨에서 유니트를 가동시킨다. 유사하게, 높은 전력 세팅에서 낮은 전력 세팅으로의 변화에만 신속한 응답을 제공하는 것이 바람직하다면, 본 발명에 따른 제어 장치는 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최대 임계 계수보다 큰 경우에 사용자가 선택한 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨보다 낮은 전력 레벨에서 가열 소자를 동작시키고 전력 세팅과 다른 연관성을 갖는 전력 레벨에서 소자를 동작시키는 제어 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 양호한 구성에 있어서, 전력 제어 수단은 에너지 계수기의 계수가 최소 임계 계수보다 낮은 경우에 어느 것이나 전력 레벨이 낮은 소정의 전력 레벨수 즉, 양호하게는 3, 선택된 전력 레벨보다 높거나 최대 전력 레벨에서 동작하고, 또한 상기 전력 제어 수단은 선택된 전력 세팅이 오프 세팅의 소정의 전력 레벨수, 상기 에너지 계수기의 계수가 최대 임계 계수보다 큰 경우에 양호하게 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨이거나 오프상태인 소정의 전력 레벨수에서 동작한다.

본 발명의 본래의 특징은 첨가 청구내의 특수성에 따르지만 구성 및 내용면에서 본 발명은 다음의 도면과 관련된 상세한 설명에서 보다 잘 이해할 수 있는 것이다.

제1도는 본 발명을 구체화하는 제어 장치를 통합한 전기 조리 렌지(10)를 나타낸다. 렌지(10)는 대체로 수평 지지 표면(20)으로부터 지지되는 저항성 가열 소자인 4개의 통상적인 전기적 표면(12,14,16,18)을 포함한다. 수조작 가능한 회전식 제어노브(22,24,26,28)은 제어 패널(30)에 장착되어 있는데, 사용자가 각각의 가열 소자(12,14,16,18)에 대해 소망의 전력 레벨을 선택할 수 있다.

제2도에 도시한 렌지(10)에 대한 제어 장치를 일반화한 블록도에 도시한 바와 같이, 가열 소자(12,14,16,18)은 단자 L1 및 L2에 120V 또는 240V중 하나가 인가될 수 있는 표준 60Hz AC 전력 신호에 의해 여기된다. 소자(12,14,16,18)은 라인 L1과 L2 양단에 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 가열 소자에 대한 전력은 각각의 가열 소자(12,14,16,18)에 직렬인 분리 스위치 수단(40(a)-40(b))을 포함하는 스위치 수단(40)을 포함하는데, 상기 스위치 수단은 각각의 가열 소자에 독립적인 전력 제어를 할 수 있다. 각각의 가열 소자에 대한 스위치 수단은 전력 제어 수단(42)에 의해 발생된 제어 신호에 응답하여 전도되고 비전도되는데, 상기 제어 신호는 각각의 가열 소자용 작동기용에 의해 선택된 전력 세팅에 따라서 전력 제어 장치(42)에 의해 발생된다.

전력 세팅 선택 수단(44)는 전력 제어 수단(42)에 전력 레벨 제어 신호를 제공하는데 상기 전력 제어 수단(42)는 제1도의 (28)을 통해 제어 노브(22)의 수조작에 의해 선택된 전력 세팅을 나타낸다. 제3도에서 보여지는 바와 같이, 각각의 제어 노브(22~28)은 사용자로 하여금 대응 가열 소자용 오프 전력 세팅을 포함하는 10개의 가용 분리 전력 세팅 중 하나를 선택하는 것을 가능하게 한다. 명백하게 크거나 작은 수의 전력 세팅이 제공될 수 있다. 또한 예를 들어 디지탈 키보드 같은 사용자에 의한 전력 세팅에 대한 선택적인 수단이 사용될 수 있다.

예시적인 실시예에 있어서, 고정된 수의 제어 간격을 포함하는 소정의 제어 기간은 전력 제어에 대한 시간축으로서 사용될 수 있다. 각각의 제어 간격은 표준 60Hz, 240V 교류 전력 신호의 8사이클을 포함하는데, 대략 133ms의 기간에 상응한다. 각각의 제어 기간은 대략 17s 지속의 기간에 대응하는 128개의 제어 간격을 포함한다. 제어 간격 및 제어 기간에 대한 지속은 소망한 조리 시행에 대한 만족할만한 전력 레벨 범위를 제공하도록 선택되어지는데, 릴레이 스위칭 장치를 사용하여 수행될 수 있으며 마이크로프로세서 메모리를 효과적으로 사용하기 위해 프로그램될 수 있다.

각각의 가열 소자는 소망한 출력 전압에 따른 각각의 제어 기간동안 다수의 특정한 제어 간격에 대해 전도되는데, 정상 상태하에서 조건은 가열 소자에 대응해서 동작자가 선택한 전력 세팅에 기초를 둔다. 제어 기간에 있어서, 전체 제어 간격에 대한 전도 제어 간격율은 퍼센트로 표현되며, 이하 충격 계수로서 참조된다.

표 1은 각각 10개의 전력 레벨에 대한 제어기간당 시간상의 퍼센트와 전도 제어 간격의 수를 나타낸다. 각각의 전력 레벨에 대한 충격 계수는 만족할만한 조리의 실행을 위해 소망한 범위의 조리 온도를 제공하도록 실험적으로 결정된다. 다른 충격 계수뿐만 아니라 크거나 작은 지속 시간을 갖는 제어 간격 및 제어 기간도 유사하게 결정될 수 있다.

가열기 에너지 계수기(46)은 온도 센서 대신에 가열 소자 온도에 가까운 정보를 제공하도록 각각의 가열소자용으로 제공된다. 각각의 전력 세팅은 실험적으로 발표된 소정의 대응 정상 상태 가열기 에너지 계수를 갖는다. 정상 상태 계수는 가열 소자가 상기 전력 세팅에 대한 대응 전력 레벨에서 정상 상태 조건하에 동작하는 경우 가열 소자의 정상 상태 온도에 거의 비례적이다.

계수기 제어 수단(48)은 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 정상 상태 계수보다 낮은 경우에 즉, 가열 소자가 선택된 세팅에 대해 정상 상태 온도에 아직 도달하지 않았을 경우, 가열 소자 온도의 증가율에 거의 비례적인 증가율로 에너지 계수기 수단(46)을 선택적으로 증가시키도록 전력 제어 수단(42)에 응답한다. 유사하게, 가열기 에너지 계수기는 가열기 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 정상 상태 계수보다 낮은 경우 즉, 가열 소자가 선택된 전력 세팅에 대한 소망의 온도 보다 높은 경우, 가열 소자 온도의 감소율에 거의 비례적인 비율로 감소한다. 이러한 방식으로 가열기 에너지 계수기(46)을 증가 및 감소시킴으로서, 가열기 에너지 계수기(46)의 계수가 가열 소자 온도에 거의 비례적인 비율로 됨으로 가열 소자 온도에 근사한 값을 제공한다.

본 발명의 제어 장치의 목적은 미합중국 특허 제4,443,690호에 발표된 제어 장치보다 더욱 정확하고 신속히 전력 세팅에서의 변화에 응답하도록 가열기 에너지 계수기 정보를 사용하는 개선된 전력 제어 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 이러한 목적에서, 각각의 전력 세팅은 제어 장치의 정상 상태 계수 보다 작은 대응 최소 임계 계수와, 정상 상태 계수보다 큰 소정의 최대 임계 계수를 갖는 제어 장치와 관련이 있다. 전력 제어 수단(42)는 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수보다 작은 경우에 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨보다 높은 전력레벨에서 가열 소자를 동작시키고, 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최대 임계 계수보다 큰 경우 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨보다 낮은 전력 레벨에서 상기 가열기 소자를 동작시키도록 에너지 계수기 수단(46)에 응답함으로써, 가열 소자가 선택된 전력 세팅에서의 변화에 응답하여 상기 가열 소자의 정상 상태 동작은 온도에 도달하기에 필요한 시간을 줄인다. 각각의 전력 레벨에 대한 소정의 정상 상태, 최대 및 최소 임계 계수 또한 표 1에 도시되어 있다.

이 최대 및 최소 임계 계수들은 목표 온도 보다 과도하거나 저하됨이 없이 예시한 실시예 회로에 대한 전력 세팅에서의 변화에 적당한 응답 시간을 제공하도록 실험적으로 선택되었다. 전력세팅 1~2에 대한 최소 임계 계수 512(1/2K)는 거의 150℉의 온도에 대응하고, 최대 임계 계수 5120는 거의 700℉에 대응하며; 전력세팅 3~5에 대한 최소 임계 계수 2K는 거의 320℉에 대응하고 최대 임계 계수 6K는 거의 820℉에 대응하며; 전력세팅 6~7에 대한 최소 임계 계수 4K 및 최대 임계 계수 7K는 570~950℉에 대응하고; 전력세팅 8~9에 대한 최소 임계 계수 5K는 거의 700℉의 온도에 대응한다. 예시적인 실시예에 있어서, 가열 소자는 계수로 나타난 바와 같은 상기 온도가 최소 기준 온도 보다 낮은 경우에 실질적으로 과도하지 않게 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨 보다 높은 최대 3까지의 전력 레벨로 오버드라이브될 수 있다. 유사하게, 계수로 나타난 바와 같은 가열 소자의 온도가 최대 임계 온도 보다 높은 경우에는, 가열 소자를 3까지의 전력 레벨로 언더드라이브시키는 중대한 저하는 발생치 않는다.

시스템의 정확도는 별도의 마이크로프로세서 메모리를 사용하는 각각의 전력 세팅에 대한 임계값을 제공함으로써 정밀해질 수 있다.

전기한 미합중국 특허 제4,443,690호에 기술된 바와 같이, 가열 소자 온도에 거의 가깝게 나타내는 계수기의 사용은 가열 소자의 온도가 가열 소자의 순 에너지 균형을 반영하는 개념을 전제로 한다. 전력이 실온에서 가열 소자에 인가되는 경우, 가열 소자가 방사를 통해 소산하는 에너지 보다 더 큰 비율로 전원으로부터 가열 소자에 에너지가 인가되어 열에 의한 전도가 주위에 전달되어 결과적으로 소자에 대한 순 에너지 레벨의 증가가 발생된다. 실제로, 가열 소자가 전원으로부터 공급되어지는 에너지와 동등한 비율로 에너지를 소산하는 온도에 도달하고, 상기 온도 레벨이 오프되는 시점에 도달하면 시스템은 가열 소자의 정상 상태 단계 또는 정상 상태 모드에서 동작한다. 가열 소자가 비작동되는 경우, 가열 소자가 에너지를 소산하여 결과적으로 가열 소자 온도가 실온으로 되기까지 온도가 감소된다.

가열 소자의 순수한 에너지 균형이 증가하거나 감소하는 비율에 근접한 비율로 계수기를 증가 및 감소시킴으로써, 어떠한 시점에 있어서도 에너지 계수기의 계수는 특정 온도로 규정되는 순수한 에너지 레벨에 거의 비례적이다. 그러므로, 특정 전력 레벨에 대한 가열 소자의 온도 증가 또는 에너지 증가율에 거의 비례적인 각각의 전력 레벨에 대한 계수기 증가율과 가열 소자가 인가된 전력 레벨에 대해 정상 상태 온도로 냉각되는 경우 가열 소자에 대한 온도 증가율 또는 에너지 증가율에 거의 비례적인 각각의 전력 레벨에 대한 계수기 증가율을 결정하는 것이 가능하다. 인가된 전력 레벨에 대해 적당한 비율로 계수기를 증가 또는 감소시킴으로써, 계수기의 계수는 가열 소자의 온도에 기억 비례적으로 된다.

제4a도 및 제4b도의 온도 대 시간 곡선에 도시된 바와 같이, 실온에서 작동되는 조리 기구용으로 일반적으로 사용된 저항성 가열 소자 형태에 대한 온도 응답은 가열 상승 단계 및 정상 상태단계를 포함하는 가열 곡선으로 규정될 수 있는데, 전력이 제거되는 경우에, 온도 응답은 냉각 단계로 규정될 수 있다. 제4a도 및 제4b도에 도시된 전기 렌지에서 표면 유니트로 사용되는 전형적인 가열 소자용 곡선은 각각 전 전력 및 1/2전력 동작을 나타낸다. 가열 소자는 첫번째 작동시는 실온의 상태이며 정상 상태 온도가 도달하기까지 적당한 전력 레벨이 인가된다. 가열 소자는 전력이 제거될때까지 적당한 전력 레벨이 인가된다. 가열 소자는 전력이 제거될때까지 이러한 정상 상태 레벨과 가열 소자가 실온으로 냉각되는 시간에서 동작한다.

제4a도에 도시된 곡선 52 및 54는 각각 표면 유니트 상에 아무 기구가 없는 상태와 2리터의 물을 포함하는 기구를 사용하는 100% 전력에서 동작하는 가열 소자에 대한 열 곡선을 나타낸다.

곡선 56은 100% 전력 레벨에 대한 곡선의 선형적 근사값을 나타낸 것이다. 곡선 56A에 대한 경사는 전력 레벨 9가 선택되어 계수가 2K보다 작은 카운터에 대한 예시적 실시예에서 증가된 제어 주기당 1920 계수의 계수기 증가율을 나타낸다. 부분 56B는 계수가 2K보다 크고 8K보다 작은 경우에 증가된 제어 주기당 1024계수의 증가율을 나타낸다(표 2 참조). 곡선의 수평 부분 56C는 선택된 전력 레벨에 대한 계수기의 정상 상태 계수를 나타내는데, 예시적인 실시예에 있어서, 전력 레벨 9에 대해 8192로 조정된다. 경사 부분 56D, E, F, G 및 H는 가열 소자가 턴 오프되고, 계수가 각각 6K와 8K 사이, 4K와 6K 사이, 2K와 4K 사이 1K와 2K 사이 및 0과 1K 사이에 있어 예시적인 실시예에 있어서, 제어 주기당 계수가 각각 1024, 512, 256, 64 및 16인 경우에 계수기(46)의 감소 비율을 나타낸다.

곡선(62) 및 (64)는 1/2전력이나 50% 충격 계수에서 동작하는 가열 소자(12)에 대한 무부하 및 2리터 물의 부하의 경우에 아날로그적인 온도 대 시간 곡선을 나타낸다. 곡선(66)은 50% 전력 곡선의 선형적인 근사값을 나타낸다. 곡선(66)의 부분(66A)는 제어 주기당 계수가 960인 경우의 증가율을 나타낸다. 부분(66B)는 제어 주기당 계수가 256인 경우의 증가율을 나타낸다 수평 부분(66C)는 전력 레벨 6 및 7에 대한 정상 상태 계수가 6144(6K)인 것을 나타낸다. 경사진 부분 66D-66H는 소자가 턴오프되는 경우 전술한 곡선 56의 부분과 비교해서 동일한 경우에 증가된 감소율을 나타낸다.

대부분의 통상적인 기구의 경우에 제1근사값의 정도에 대한 도면 4a 및 4b의 곡선에서 보여지는 바와 같이 가열 곡선의 경사는 부하 상태와 무관하다.

각각의 전력 레벨과 관련한 증가 및 감소율은 제어 주기당 전체 계수로 표현된 표 2에 도시되어 있다. 또한 이러한 비율들은 제5도에 그래프 적으로 도시되어 있다. 이러한 비율들은 각각의 가용 전력 레벨에 대한 예시적 실시예에 있어서 가열 소자에 대한 온도 대 시간 곡선의 단편적인 균형 근사 값을 제공하도록 실험적으로 선택되었다.

선택된 특정한 비율은 가열 소자가 동작하는 충격 계수뿐 아니라 가열 소자 자체의 온도의 특성에 좌우된다. 그러므로, 상기 비율은 계수기 장치가 사용되는 특정한 시스템에 대해 실험적으로 결정되어야 한다.

소망의 정확도를 갖는 여러가지 유사한 기술이 각각의 전력 세팅에 대한 소망한 감소율에 도달하도록 사용될 수 있다. 표 2에서 제어 주기당 증가 및 감소율에 의해 제공되는 선형적 근사값은 본 발명의 제어 장치에 의해 실행된 기능에 만족할 만한 결과를 제공하도록 나타나 있다. 제5도의 그래프에는 겹쳐진 부분이 보인다. 이것은 근사한 정밀도와 실제 실행 사이의 복합 구성으로부터 발생된다. 더 큰 정확성이 필요한 경우, 보다 정밀하게 각각의 전력 세팅에 맞추어진 비율이 실험적으로 결정될 수 있어서, 필요한 마이크로프로세서 메모리 저장용량의 실질적 코스트의 증가면에서 소망한 비율을 점진적으로 갖을 수 있다.

예시적 실시예에 있어서, 제5도의 곡선 77로 도시된 증가율은 오프 세팅이 선택된 경우에 적용된다. 그러나, 가열 소자가 높은 전력 세팅에서 낮은 전력 세팅으로 변화한 결과로 냉각되는 경우, 가열 소자는 아직 작동되고 있다. 그러므로, 가열 소자는 좀더 서서히 냉각된다. 이러한 영향은 가열 소자의 온도 변화율에 거의 비례적인 각각의 전력 세팅에 대한 증가율을 실험적으로 선택함으로서 예시적인 실시예에서 계수로 주어질 수 있는데, 이때 가열 소자는 전에 선택한 더 높은 세팅에서의 온도로부터 상기 선택한 전력 레벨에서의 정상 상태 온도로 냉각된다.

제5도와 표 1에서 보여지는 바와 같이, 정상상태 계수는 제어용 메모리 저장용량을 경제적으로 하도록 전력 세팅 그룹에 제공된다. 구체적으로 예시하면, 세팅 1 및 2를 포함하는 제1그룹은 정상상태 계수 2048(2K)를 가지며, 세팅 3 내지 5를 포함하는 제2그룹은 정상상태 계수4096(4K)를 가지며, 세팅 6 및 7을 갖는 제3그룹은 정상상태 계수 6144(6K)를 가지며, 세팅 8 및 9를 갖는 제4그룹은 정상상태 계수 8192(8K)를 갖는다. 이들 그룹 및 계수는 각각의 세팅에 대한 가열 소자의 최대 온도에 만족할 만한 근사값을 제공한다. 명백히, 보다 정확한 근사값은 상이한 정상 상태 계수가 각각의 다른 전력 세팅용으로 사용되는 경우 발생될 수 있다.

충격 계수 전력 제어를 사용하여, 가열 소자 온도에 접근하여 가열기 에너지 계수기의 계수를 증가시키기 위한 한가지 기술은 각각의 제어간격동안 가열소자가 작동되는 경우 임의의 비율로 계수기를 증가시키고 제어간격동안 가열 소자가 비작동되는 경우 계수기를 감소시키는 것으로서, 임의의 한 제어 기간이 있는 경우 계수기는 임의수의 제어 간격동안 증가되고 다른 제어 간격동안 감소되어 제어 간격의 종료에 있어서 순수한 최종결과는 제어 간격의 시작에 비하여 계수의 순수한 증가 및 감소가 발생된다. 예시적 실시예에 있어서, 증가율은 가열 소자가 동작하는 충격 계수에 대한 제어 기간동안 가열 소자의 대략적인 온도 증가를 나타내는 각각의 제어 간격의 종료에서 소망한 순수한 계수의 증가를 제공하도록 선택되는데, 이것은 작동제어 기간동안 소정의 비율로 증가시키고 비작동 제어 간격동안 계수를 상수소 유지함에 의해 수행된다.

제6도를 참조하면, 본 발명의 제어 장치를 예시적으로 구체화하는 제어회로에 기본을 둔 마이크로프로세서의 간략한 개략적 형태가 도시되어 있다.

가열소자(12,14,16,18)에 대한 전력이 단자 L1 및 L2의 양단에 기준 60Hz 240V의 전력 신호를 적용함으로서 제공된다. 물론 120V의 신호도 사용될 수 있다. 가열소자(12,14,16,18)은 릴레이 RL1, RL2, RL3 및 RL4의 배열을 통하여 라인 L1과 L2 양단에 전기적으로 병렬 접속되어 있는데, 상기 RL1, RL2, RL3 및 RL4는 각기 두세트의 접점을 가지며(a) 가열 소자와 각각의 가열소자(12,14,16,18)에 대한 라인 L1과 L2 사이에 접속되어 있다.

릴레이 RL1~RL4의 개폐에 대한 제어 신호는 마이크로프로세서(102)에 의해 제공될 수 있는데, 예시적 실시예에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 Texas Instruments사 TMS 1000 시리즈 마이크로프로세서이다. 60Hz의 신호가 통상의 제로 크로싱 검파기(103)에 의해 발생되어 단자 L1 및 L2의 양단에 인가된 제로 크로싱 전력 레벨을 가진 시스템의 동작을 동기화시키기 위해서 마이크로프로세서 입력포트 K8에 인가된다. 출력포트 R4~R7로부터의 릴레이 제어 신호는 릴레이 드라이버 회로망(104)에 의해 각각의 릴레이 RL1~RL4의 릴레이 코일 RLC1~RLC4에 인가된다. 이 제어 신호들은 후술될 방식으로 사용자에 의해 선택된 전력 레벨에 따라서 마이크로프로세서(102)에 의해 발생된다.

사용자로 하여금 각각의 가열소자(12,14,16,18)에 대한 소망의 전력 레벨을 선택하도록 하기 위한 방법은 108로 도시된 전력 레벨 선택 수단(108)에 의해서 발생된다. 전력 레벨 선택 스위치 수단(108)은 1세트로 된 4개의 분압기(110~116)을 포함하는데, 각각 가열소자(12,14,16,18)를 제어한다. 기준 정전압이 분압기(110~116) 양단에 인가된다. 분압기(110~116)용 와이퍼 아암(110(a), 112(a), 114(a), 116(a))이 제어 노브(22~28)에 대응하는 한가지를 동작자가 조작함에 의해 선택된 전력 세팅에 따라 각각 배치된다. 통상의 아날로그-디지탈 변환기 수단(118)은 각각의 가열 소자용으로 선택된 전력 레벨을 나타내는 마이크로프로세서(102)로 디지탈 입력 신호를 제공하기 위해서 각각의 분압기(110~116)로부터 전력 세팅을 주사한다. 주사 신호는 출력포트(0-0)에서 마이크로프로세서(102)로부터 출력된다. 전력 레벨 신호는 입력 포트 K1에서 마이크로프로세서(10)로 입력된다.

[제어프로그램]

마이크로프로세서(102)는 소정의 제어 명령을 이행하기 위해서 마이크로프로세서의 ROM을 변하지 않게 구성함으로서 본 발명의 제어 기능을 실행하도록 제작되었다. 제7도 내지 제11도는 본 발명에 따른 제어 기능을 실행하도록 마이크로프로세서(102)의 제어 프로그램에 통합된 제어 루틴을 나타내는 순서도이다. 이 순서도로부터 프로그래밍 기술에 능숙한 기술자는 마이크로프로세서(102)의 ROM에 변함없이 저장할 수 있는 1세트의 명령을 준비할 수 있다. 간단함과 간결성을 위해서, 이하 제어 루틴은 가열 소자(12)의 제어와 관련해서 기술된다. 제1도의 제어 시스템의 경우에 그 루틴은 각각의 제어 간격동안 각 가열 소자(12~18)용으로 1회 시행되고, 또한 본 발명의 제어 장치의 제어기능과 더불어 다른 제어기능이 상기 기구의 다른 동작 특성과 관련해서 실행됨을 주지해야 한다. 순서도에 기술된 상기 루틴을 실행하기 위한 명령어 본 발명의 부분이 아닌 다른 제어 기능용의 명령과 루틴에 삽입된다.

연속성의 루틴으로 구성된 제어 프로그램이 순서도에 도시되어 있다. 제어 프로그램이 각 가열 소자에 대한 각 제어 간격을 통해 1번 순환된다. 상기 장치가 선택된 전력 세팅에 무관하게 플럭되는 반면 제어 회로는 연속적으로 작동된다는 것을 주지해야 한다. 순서도에 관련한 각 루틴의 설명은 다음과 같다.

(a) 주사루틴-제7도

본 루틴의 기능은 각 가열 소자용으로 선택된 전력 세팅을 결정하기 위해서 동작자 조작 입력 분압기를 주사하는 것이다. 특정 가열 소자용의 상기 루틴의 실행시 상기 관련 소자에 관련된 분압기가 주사된다. 0~9의 세팅 번호에 대응하는 디지탈 신호로 나타내진 10개의 가능한 전력 세팅이 있다. 상기 루틴에서, PLR은 A/D 변환기(118)의 저항성 래더 회로망(resistive ladder network) 부분을 통해 A/D 변환 스켐에서 기준 전압을 세트하는 디지탈 워드이다. PLR은 양호한 접근 기술에 따라 가변된 다음, A/D 변환기에서 발생된 전압이 선택적 전력 레벨을 결정하도록 그에 대응하는 동작자 조정가능 분압기중(110~116) 하나의 양단 전압과 비교된다. PLR=8에서 탐색을 시작한다(PLR→1000)(블록 130). 인콰이어리(inquiry 조회)(132)는 동작자가 선택한 전력 세팅이 높은지(K1=1) 낮은지(K1=0)를 판단한다. 높다면 PLR은 2비트를 세팅함에 의해 12로 세트된다(PLR→1100)(블록 134). 낮다면 PLR은 3비트를 리세팅하고(블록 136) 2비트를 세팅함에 의해 4로 된다(PLR→0100).

다음 인콰이어리(138)는 세팅이 현재의 PLR보다 높은지 낮은지를 판단한다. 높다면(K1=1), PLR은 1비트를 세팅함으로서 2만큼 증가된다(블록 140). 낮다면(K1=0), PLR은 2비트를 리세팅하고(블록 142) 1비트를 세팅함에 의해 2만큼 감소된다.

인콰이어리(144)는 PLR의 현재값이 기준 보다 높은지 낮은지를 판단한다. 높다면, PLR은 0비트를 세팅함에 의해 1만큼 증가된다(블록 146). 낮다면, PLR은 1비트를 리세팅함에 의해 1만큼 감소된다.

인콰이어리(150)는 선택된 값에 대해 높거나 낮은가의 검사를 반복한다. 높다면, 선택된 전력 세팅을 나타내는 변수 KB는 PLR 값으로 할당된다(블록 152). 낮다면, PLR은 0비트를 리세팅함으로서 1만큼 감소된 다음(블록 154) KB가 PLR값으로 할당된다. 인가될 실제 전력 레벨을 나타내는 변수 M(KB)는 KB값으로 할당된다(블록 155). M(KB)는 전력 비교 루틴에 사용되는데(제9a도 및 제9b도) 가열 소자에 인가된 전력 레벨을 판단한다. 장상 상태 이하의 동작 조건 M(KB)는 KB와 같다. 그러나, 급속 가열 및 급속 냉동 모드에 있어서, M(KB)는 KB와는 다르며, 제8a도 및 제8b도와 관련해서 기술된다.

주 계수기(ZCM)은 증가된다(블록 156) ZCM 계수는 인콰이어리(158)에 의해 검사된다. 128보다 크다면, ZCM은 리세트된다(블록 160). 다음 상기 프로그램은 제9도의 입력 검사 루틴으로 분기된다(블록 162).

(b) 급속 가열/급속 냉동 루틴-제8a도 및 제8b도.

상기 루틴은 가열기 에너지 계수기의 계수에 응답하며, 그 기능은 가열기 에너지 계수기가 급속 가열 또는 급속 냉동 모드에 있어서의 동작이 각각 정렬되어 있음을 나타내는 경우 선택된 전력 세팅과 관련한 정상 상태 전력 레벨보다 높거나 낮은 전력 레벨을 대신한다. 상기 루틴에 있어서, 가열기 에너지 계수기의 계수는 급속 가열 또는 급속 냉동 모드의 동작시 필요한지 여부를 결정하도록 선택된 전력 세팅에 대한 최소 및 최대 임계 계수와 비교된다. 가열기 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수보다 작은 경우에 전력 레벨은 3전력 레벨로 상향 조정되며 선택된 레벨이 최대 전력 레벨중 3레벨 이내인 경우에는 최대 전력 레벨로 상향 조정된다. 유사하게 상기 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최대 계수 보다 큰 경우에 인가된 전력 레벨은 3전력 레벨로 저하되며, 통칭 오프 즉, 선택된 전력 레벨이 오프와 3레벨 이내인 경우에 전력 레벨은 최하위 전력 세팅으로 저하된다.

제8a도의 순서도를 참조하면, 전력 세팅 1 또는 2중 어느 하나가 인콰이어리(170)에 의해 판단된 바와 같이 선택된 경우 인콰이어리(172)는 상기 계수가 상기 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수 1/2K보다 작은지 여부를 알아보도록 검사한다. 작다면 가열 소자에 인가될 전력 레벨을 나타내는 변수 M(KB) 3만큼 증가되어(블록 174), 상기 프로그램이 전력 비교 루틴(제9a도)으로 분기된다(블록 176). 상기 계수가 1/2K 보다 작다면, 인콰이어리(178)은 상기 계수가 세팅 1 및 2에 대한 최대 임계 계수 5K보다 큰지 여부를 판단한다. 크다면, M(KB)는 오프 세팅을 나타내는 0으로 세트되어(블록 180), 전력 비교 루틴으로 분기된다(블록 176).

유사하게, 전력 세팅 3, 4 또는 5중 어느 하나가 인콰이어리(182)에 의해 판단된 바와 같이 선택된다면, 인콰이어리(184)는 상기 계수가 상기 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수 2K보다 작은지 여부를 판단한다. 작다면 M(KB)는 3만큼 증가되어(블록 186) 상기 프로그램이 전력 비교 루틴(176)으로 분기된다. 상기 계수가 2K 보다 작지 않다면, 인콰이어리(188)은 상기 계수가 상기 전력 세팅에 대한 최대 임계 계수 6K보다 큰지 여부를 판단한다. 크다면, 전력 세팅은 3만큼 감소되어(블록 190), 상기 프로그램이 전력 비교 루틴으로 분기된다(블록 176).

순서도 제7b도를 참조하자. 전력 세팅 6 및 7중 어느 하나가 인콰이어리(192)에 의해 결정된 바와 같이 선택되면 인콰이어리(194)는 HEC 계수가 최소 임계 계수 4K보다 작은지 여부를 판단한다. 작다면 인가된 전력 레벨 M(KB)는 전력 세팅 9로 증가되어(블록 196), 상기 프로그램이 전력 비교 루틴으로 분기된다(블록 198). 계수가 4K보다 작지 않다면, 인콰이어리(200)은 계수가 최대 임계 계수 7K보다 큰지 여부를 판단한다. 크다면, 전력 세팅은 3만큼 감소되어(블록 202) 상기 프로그램이 전력 비교 루틴으로 분기된다(블록 198).

전력 레벨 8 및 9중 어느 하나가 인콰이어리(204)에 의해 판단된 바와 같이 선택되면 인콰이어리(206)은 가열기 에너지 계수가 상기 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수 5K보다 작은지 여부를 판단한다. 작다면, M(KB)는 최대 전력 세팅 9로 세트된다. 크다면, 상기 프로그램은 단순히 전력 비교 루틴으로 분기된다(198). 선택된 전력 세팅 KB가 ZCM 계수는 상기 전력 레벨에 대응하는 기준보다 작고, 가열 소자는 잇따른 제어 간격동안 작동되며, 그 프로그램이 알맞은 전력 레벨용으로 적당한 비율의 에너지 계수기를 실행하도록 가열기 에너지 계수기 루틴의 도입지점 HECMA(제10a도)에 분기된다(블록 245). 전력 레벨 3~5의 경우에, ZCM 계수가 그에 대응하는 기준값보다 작을 때, 그 프로그램이 알맞은 전력 레벨용으로 적당한 비율로 가열기 에너지 계수기를 증가시키도록 가열기 에너지 계수기 루틴의 도입지점 HECMB에 분기된다. ZCM 계수가 적당한 전력 레벨용의 대응 기준값보다 작은 경우 POL을 리세트되며, 그 프로그램이 파우어 아웃 루틴에 분기된다(블록 250). 적당한 전력 레벨이 1~5중 하나라면 그 프로그램은 비교 루틴 Ⅱ(제9b도)에서 계속된다.

제9b도를 참조하면, 인콰이어리(252,254,256)은 적당한 전력 레벨이 각각 6, 7 또는 8인지 여부를 판단한다. 세팅 1~9중 하나가 아니라면(인콰이어리(204)에 없으면) 그 유니트는 오프 모드(KB=0)에서 동작하여 상기 프로그램이 제9a도의 전력 비교 루틴으로 단순히 분기된다(블록 210).

(c) 전력 비교 루틴-제9a도 내지 제9c도.

상기 루틴은 각 제어 간격동안 가열 소자가 다음의 제어 간격을 위해 작동되는지 여부를 판단한다. 이러한 것은 가열 소자가 인가될 충격 계수용의 충격 계수를 실행하기 위해서 제어 주기당 작동되기 위한 제어 간격의 수에 대응하는 수에 주 계수기(ZCM)의 계수를 비교함으로서 실행된다.

오프 전력 세팅을 나타내는 M(KB)=0의 경우에, 인콰이어리(220) 및 블록(224)는 파우어 아웃 루틴(제11도)에 사용된 파우어 아웃 래치(POL)(블록 222)를 리세팅한 후에 계수기 감소 루틴 HECDL(제10c도)에 상기 프로그램을 연결시킨다. 전력 레벨 세팅 1~5(인콰이어리 226~234)를 나타내는 M(KB)의 경우에, ZCM 계수는 각각 기준 계수 4, 10, 18 및 42에 비교된다(인콰이어리 236~244). 인가될 전력 레벨이 1~2중 하나라면, 적당한 전력 레벨이 6 또는 7이고, ZCM 계수가 인콰이어리(258~260)에서 각각 판단된 바와 같이 대응 기준값보다 작다면, 가열 소자는 적당한 속도로 가열기 에너지 계수기를 증가시키도록 가열기 에너지 비교 루틴의 인입 지점 HECMC(제10a도)에 분기된다(블록 262). 전력 레벨이 8인 경우에, 인콰이어리(266)은 ZCM 계수와 전력 레벨 8에 대한 기준 계수 96을 비교한다. 상기 계수가 기준값보다 작다면 가열 소자는 잇따른 제어 간격동안 작동되며, 그 프로그램이 가열기 에너지 계수기 루틴의 도입지점 HECMD에 분기된다(블록 264). 이들 전력 레벨 6~8중의 하나가 인가되었지만, 그 계수가 대응 기준값보다 큰 경우에, 가열 소자는 잇따른 제어 간격동안 작동되지 않아서, POL이 리세트되어(블록 266), 그 프로그램이 파우어 아웃 루틴(제11도)에 분기된다(블록 268).

또한, 인콰이어리(340)에 대한 응답이 아니오라면 최대 전력 레벨인 전력 레벨 9가 선택되어야 한다. 전력 레벨이 9인 경우에, 가열 소자는 각 제어 간격동안 작동된다. 가열 소자에 대해 전력 레벨 9가 적응되는 경우에 그 프로그램이 가열기 에너지 비교 루틴의 도입 지점 HECMD(제11도)에 분기된다(블록 264).

(d) 가열기 에너지 계수기 제어 루틴-제10a도 및 제10b도.

상기 루틴은 HEC 계수가 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수보다 작은 경우, 가열 소자가 동작하는 전력 레벨에서의 속도로 가열기 에너지 계수기(HEC)를 증가시키고, 상기 계수가 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수보다 큰 경우에 적당한 전력 레벨에서의 속도로 계수기는 감소시킴으로서 제2도의 계수기 제어 수단(48)의 기능을 실행한다. 가열 소자가, 전술한 전력 비교 루틴에서 판단된 바와 같이, 다음 제어 간격동안 작동되면 상기 루틴은 가열 소자에 인가된 전력 레벨에 따라 HECMA-HECMD 중 한 지점에 도입된다. 상기 지점중 어느 하나에 인가된 경우 상기 가열기 에너지 계수기가 소정 적정수의 계수로 증가된다. 상기 가열기 에너지 계수기를 적당히 증가 또는 감소시킨 후 파우어 아웃 래치(POL)는 세트된다. POL은 가열기 제어 릴레이를 제어하기 위해 파우어 아웃 루틴에 사용된다. POL이 세트되면, 가열 소자(12)가 상기 제어 간격의 지속동안 닫혀진 접점 PL1A 및 PL1B를 유지하도록 다음 제어간격의 시작으로 R4에서 신호가 발생된다. 상기 루틴은 도입지점 HECMA-HECMD 중 어느 하나에서만 도입하며, 전력 비교 루틴이 가열 소자가 다음 제어 간격동안 작동되는 것을 판단하는 경우, 결과적으로 가열기 에너지 계수기는 증가된다.

제10a도의 순서도를 참조해보자. 전력 레벨 1~2중 하나가 선택되면 상기 루틴은 도입지점 HECMA에 도입된다. 인콰이어리(270)은 가열기 에너지 계수기가 1K의 계수가 되었는지의 여부를 결정한다. 상기 계수가 1K보다 작다면, 상기 계수기는 계수32로 증가되어(블록 272) 파우어 온 래치(POL)이 세트된다(블록 274). 이렇게 되면, 계수가 1K 보다 작은 경우에 각각의 전력 레벨 1 및 2에 대해 제어 간격당 계수 128 및 3020의 값으로 HEC가 증가된다. POL를 세트하면 가열기 제어 릴레이 동안 닫혀진다.

상기 계수가 인콰이어리(276)에서 판단된 바와 같이 1K 이상 2K 이하인 경우, 가열기 에너지 계수기는 각각의 전력 레벨 1과 2에 대해 제어 간격당 계수 32와 80의 대응 값으로 8만큼의 계수가 증가하여, 그 프로그램이 블록(274)으로 넘어간다.

가열 소자가 현재의 활동 전력 레벨 이상의 전력 레벨에서 이미 동작하고 있다는 것을 나타내는 2K보다 상기 계수가 크다면 인콰이어리(280)은 계수가 6K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 상기 계수는 96만큼 감소되어(블록 282) 그 프로그램이 블록 274로 넘어간다. 이렇게 함으로 가열기 에너지 계수가 6K 이상인 경우에 각각의 전력 레벨 1과 2에 대해 제어 간격당 384와 960 계수의 값으로 계수기가 감소된다. 인콰이어리(284)에서 판단된 바와 같이 6K 미만 4K 이상인 경우에 계수기는 각각의 전력 세팅 1과 2에 대해 제어 간격당 계수 192와 480의 값으로 계수기를 감소시키는 계수 48만큼 감소된다(블록 286). 계수가 2K 이상 4K 이하라면 계수기는 16계수 만큼 감소된다(블록 288). 이것은 각각의 전력 세팅 1과 2에 대해 제어 간격당 계수 64와 160의 값으로 계수기를 감소시키는 영향을 미친다.

가열 소자가 전력 3, 4 및 5중 하나에서 동작되는 경우 상기 루틴은 HECMB에 도입된다. 인콰이어리(290)는 계수가 2K보다 큰지 여부를 판단한다. 작다면 계수기는 각각의 전력 레벨 3, 4 및 5에 대해 제어 간격당 계수 576, 832 와 1344의 대응 값으로 32만큼 증가된다(블록 292). 계수가 2K 이상이라면, 인콰이어리(294)는 계수가 4K의 전력 레벨 3~5에 대한 정상 상태 계수 이상인지 여부를 판단한다. 작다면, 계수는 각각의 전력 레벨 3, 4 및 5에 대해 제어 간격당 계수 144, 208 및 336의 대응 값으로 계수 8만큼 증가된다(블록 296). 계수가 정상 상태 계수 이상이라면, 계수기를 증가시키는 것이 필요하다. 인콰이어리(298)은 계수가 6K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 각각의 전력 레벨3~5에 대해 제어 간격당 계수 288, 416 및 672에 대응값으로 블록(300)에서 계수 16만큼 증가된다. 계수가 4K 이상 6K 미만이라면, 계수기는 각각의 전력 세팅 3~5에 대해 제어 간격당 계수 144, 208 및 336의 값으로 감소하도록 대응하여 계수 8만큼 감소된다(블록 302).

계수기를 증가 또는 감소시키면, POL은 세트되고(블록 274) 그 프로그램이 파우어 아웃 루틴에 분기된다(블록 304). 제10b도를 참조하자. 가열 소자가 전력 레벨 6 또는 7에서 작동되면, 그 루틴은 도입지점 HECMC에 도입되어 인콰이어리(306)은 에너지 계수가 4K 이상인지 여부를 판단한다. 작다면 계수기는 각각의 전력 레벨 6, 7에 대한 제어 간격당 계수 848, 1024의 값으로 16계수만큼 증가한다(블록 308). 계수가 4K 이상이면, 인콰이어리(310)은 계수가 정상 상태 계수 6K 이상인지 여부를 판단한다. 작다면, 계수기는 각각의 전력 레벨 6, 7에 대한 제어 간격당 계수 212, 256의 값으로 4계수 만큼 증가한다. 계수가 6K 이상이면, 계수기는 각각의 전력 레벨 6, 7에 대한 제어 간격당 계수 412, 512의 감소 값으로 계수 8만큼 증가한다.

가열 소자가 전력 레벨 8 또는 9에서 동작되면 본 루틴은 도입 지점 HZCMD를 인입된다. 인콰이어리(316)은 계수가 2K 이상인지 여부를 판단한다. 작다면 계수기는 각각의 전력 레벨 8, 9에 대한 제어 간격당 계수 1536, 2048의 대응 값으로 계수 16만큼 증가된다(블록 318). 인콰이어리(320)에 의해 판단된 바와 같이, 계수가 2K 이상 8K(전력 레벨 8, 9에 대한 정상 상태 계수) 이하이라면, 계수기는 각각의 전력 세팅 8, 9에 대한 제어 간격당 계수 768, 1024의 증가 대응 값으로 계수 8만큼 증가된다(블록 322).

가열기 에너지 계수기를 증가 또는 감소시키면, 파우어 아웃 래치는 세트되어(블록 324) 그 프로그램이 파우어 아웃 루틴으로 분기된다(블록 326).

오프 전력 세팅이 증가되어가면, 본 루틴은 도입지점 HECDL로 도입된다(제10c도). 인콰이어리(328)은 계수가 6K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 계수 8만큼 증가된다(블록 330). 이것은 계수가 6K 이상인 경우에, 제어 간격당 계수 1024의 값으로 계수기를 증가시킨다. 계수기가 6K 이하이면, 인콰이어리(332)는 계수가 4K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 제어 간격당 계수 512의 증가값에 대응하여 계수 4만큼 감소된다. 계수가 4K 이하라면, 인콰이어리(336)은 계수가 2K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 제어 간격당 계수 256의 감소값에 대해 계수 2만큼 감소된다. 계수가 2K 이하이면, 인콰이어리(340)은 계수가 1K 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 제어 간격당 계수 64의 감소값에 대응하여 1/2 계수 만큼 효과적으로 감소된다(블록 342). 계수가 1K 이하이면, 인콰이어리(344)는 계수가 0 이상인지 여부를 판단한다. 이상이면, 계수기는 제어 간격당 계수 16의 감소값에 대응하여 평균 1/8 계수 만큼 효과적으로 감소된다(블록 346). 가열기 에너지 계수기를 적당히 감소시킨 후에 그 프로그램이 파우어 아웃 루틴으로 분기된다(블록 348).

(e) 파우어 아웃 루틴-제11도

본 루틴의 기능은 각각의 제어 릴레이 RL1~RL4에 대한 출력 포트 R4~R7에서 출력신호를 발생시키는 것이다. 인콰이어리(350)은 파우어 아웃 래치(POL)의 상태를 검사한다. POL이 세트되면 상기 출력 포트 R(n)이 세트된다(블록 352). 인덱스 n은 수행된 특정 가열 소자 루틴에 관한 출력 포트를 나타낸다. 가열소자(12~18)의 경우에, 출력 포트는 각각 R4~R7이다. 그러므로, 가열 소자(12~18)에 대한 루틴의 경우에 인덱스 n은 각각 4~7과 동일하다. R4가 세트된 경우, 릴레이 접점 RL1(a) 및 RL1(b)이 폐쇄되어, 가열 소자(12)의 작동을 가능하게 한다. POL이 가열 소자(12)용으로 세트되지 않으면, 출력 포트 R4가 리세트 됨에 의해(블록 354) 접점 RL1(a) 및 RL1(b)가 개방되어 가열 소자(12)를 비작동시킨다.

인콰이어리(356,358,360,362)는 그 주기의 전력 신호의 지연을 받아들이도록 포트 K8의 상태를 검사한다. 입력 포트 K8은 제6도의 회로(103)으로부터 제로 크로싱 신호를 수신한다. 정 1/2주기는 K8=1로 표시되며, 부 1/2 주기는 K8=0인 경우로 표시된다. 상기 지연후에, 프로그램이 다음 가열 소자에 대한 주사 루틴으로 복귀한다. 그러므로, 각 가열소자에 대한 제어 루틴이 각 가열 소자에 대한 소망한 8주기 제어 간격을 제공하도록 각 8 주기의 전력 신호에 한번 실행된다.

특허 규정에 따라 본 발명의 특정 실시예가 예시되어 기술되었지만, 본 분야에 능숙한 기술자들은 본 발명을 여러가지로 수정 및 변경을 할 수 있으므로, 첨부 청구 범위에 의해서만 본 발명의 의도 및 영역에 따라 상기의 수정 및 변경이 가능하다.

Claims (7)

1. 복수의 가용 전력 세팅으로부터 동작자에 의해 선택된 전력 세팅에 응답하여 외부 전원에 의해 작동되는 가열 소자의 전력 출력을 제어하기 위한 가전 조리기구용 전력 제어 시스템에 있어서, 정상 상태 전력 레벨을 갖고 있는 각각의 전력 세팅중 상이한 하나를 선택함에 응답하여 상이하게 선택된 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키기 위한 전력 제어 수단; 에너지 계수기 수단; 가열 소자가 에너지 계수기 수단의 대응 정상 상태 전력 레벨과 에너지 계수기 수단의 정상 상태 계수 이하의 대응 최소 임계 계수에서 작동되는 경우, 에너지 가열기 수단과 관련해서 상기 가열 소자의 정상 상태 동작 온도에 거의 비례적인 소정의 대응 정상 상태 에너지 계수를 갖는 각각의 전력 세팅; 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이하인 경우 가열 소자의 온도 증가율에 거의 비례적인 비율로 상기 계수기 수단을 선택적으로 증가시키고, 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이상인 경우, 가열 소자의 온도 감소율에 거의 비례적인 비율로 상기 계수기 수단을 선택적으로 감소시키기 위한 계수기 제어 수단; 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 상기 최소 임계 계수 이하인 경우에, 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이상인 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키도록 동작함에 의해, 낮은 전력 세팅이나 오프 세팅으로부터 높은 전력 세팅으로 선택된 전력 세팅을 변경함에 응답하여 가열 소자 온도가 정상 상태 동작 온도로 상승하기에 필요한 시간을 감소시키는 상기 에너지 계수기 수단에 응답하는 수단을 포함하는 상기 전력 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 가전 조리기구용 전력 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 복수의 전력세팅중 일부가 상기 정상 상태 계수 이상인 대응 최대 임계 계수를 갖고, 상기 에너지 계수기 수단에 응답하는 상기 수단이 가열기 에너지 계수가 상기 대응 최대 임계 계수 이상인 경우에, 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이하인 전력 레벨에서 가열 소자를 동작 시키도록 또한 동작함에 의해, 높은 전력 세팅으로부터 낮은 전력 세팅으로 선택된 전력 세팅을 변경함에 응답하여 가열 소자 온도가 정상 상태 온도로 하강하기에 필요한 시간을 감소시키는 것을 특징으로 하는 전력제어 시스템.
3. 복수의 가용 전력 세팅으로부터 동작자에 의해 선택된 전력 세팅에 응답하여 외부 전원에 의해 작동되는 가열 소자의 전력 출력을 제어하기 위한 가전 조리 기구용 전력 제어 시스템에 있어서, 정상 상태 전력 레벨을 갖고 있는 각각의 전력 세팅중 상이한 하나를 선택함에 응답하여 상이하게 선택된 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키기 위한 전력 제어 수단; 에너지 계수기 수단; 가열 소자가 에너지 계수기 수단의 대응 정상 상태 전력 레벨에서 동작되는 경우, 에너지 가열기 수단과 관련해서 상기 가열 소자의 정상 상태 동작 온도에 거의 비례적인 소정의 대응 정상 상태 에너지 계수를 갖는 각각의 전력 세팅; 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이하인 경우 가열 소자의 온도 증가율에 거의 비례적인 비율로 상기 계수가 수단을 선택적으로 증가시키고, 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이상인 경우, 가열 소자의 온도 감소율에 거의 비례적인 비율로 상기 계수기 수단을 선택적으로 감소시키기 위한 계수기 제어 수단; 상기 정상 상태 계수 이하의 대응 최소 임계 계수와 상기 정상 상태 계수 이상의 최대 임계 계수를 갖는 복수의 전력 세팅중 적어도 일부: 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 최소 임계 계수 이하인 경우, 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이상의 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키고, 상기 가열기 에너지 계수가 선택된 전력 세팅에 대한 상기 최소 임계 계수 이상인 경우 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이하에서 가열 소자를 작동시키며, 상기 가열기 에너지 계수가 상기 최소 임계 계수와 최대 임계 계수 사이인 경우 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키도록 동작함에 의해 선택된 전력 세팅의 변화에 응답하여 가열 소자가 정상 상태 작동 온도에 도달하기에 필요한 시간을 감소시키는 상기 에너지 계수기 수단에 응답하는 수단을 포함하는 상기 전력 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전력제어 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 높은 전력 레벨은 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨 이상인 소정수의 전력 레벨 또는 최대 전력 레벨로서 어느 것이나 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨 보다 낮은 것을 특징으로 하는 전력제어 시스템.
5. 제4항에 있어서, 선택된 전력 레벨과 오프 전력 레벨 사이의 전력 레벨수가 소정의 전력 레벨 이하인 경우 상기 낮은 전력 레벨은 선택된 전력 세팅에서의 전력 레벨 이하인 소정수의 전력 레벨 또는 오프 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 전력제어 시스템.
6. 가열 소자가 전력 세팅의 변화에 응답하기에 필요한 시간을 감소시키는 복수의 가용 전력 세팅으로부터 동작자에 의해 선택된 전력 세팅에 응답하여 외부 전원에 의해 작동되는 저항성 가열 소자의 전력 출력을 제어하기 위한 방법에 있어서, 가열 소자가 인가된 전력 레벨에서 작동될때, 가열 소자의 정상 상태 온도에 거의 비례적인 소정의 정상 상태 계수보다 작은 계수의 경우, 실제 가열 소자 온도에 무관하게 가열 소자에 인가된 전력 레벨의 기능에 따라 안정된 비율 즉, 가열 소자가 인가된 전력 레벨에서 동작되는 경우 가열 소자 온도의 증가율에 거의 비례적인 비율에서 에너지 계수기를 증가시키는 단계; 가열기 에너지 계수기의 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이상인 경우에 가열 소자 온도의 감소율에 거의 비례적인 비율에서 에너지 계수기를 감소시키는 단계; 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 관련해서, 정상 상태에서의 최소 임계 계수 보다 작은 소정의 최소 임계 계수 이하인 경우, 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이상인 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 가열 소자의 전력 출력 제어 방법.
7. 가열 소자가 전력 세팅의 변화에 응답하기에 필요한 시간을 감소시키는 복수의 가용 전력 세팅으로부터의 동작자에 의해 선택된 전력 세팅에 응답하여 외부 전원에 의해 작동되는 저항성 가열 소자의 전력 출력을 제어하기 위한 방법에 있어서, 계수가 적어도 가열 소자가 인가된 전력 레벨에서 작동될 때, 가열 소자의 정상 상태 온도에 거의 비례적인 소정의 정상 상태 계수와 같은 경우, 실제 가열 소자 온도에 무관하게 가열 소자에 인가된 전력 레벨의 기능에 따라 안정된 비율 즉, 가열 소자가 인가된 전력 레벨에서 동작되는 경우 가열 소자 온도의 증가율에 거의 비례적인 비율에서 에너지 계수를 증가시키는 단계; 가열기 에너지 계수기의 계수가 인가된 전력 레벨에 대한 정상 상태 계수 이상인 경우에 가열 소자 온도의 감소율에 거의 비례적인 비율에서 에너지 계수기를 감소시키는 단계; 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 관련해서, 정상 상태에서의 최소 임계 계수 보다 작은 최소 임계 계수 이하인 경우, 선택된 전력 세팅에 대응하는 전력 레벨 이상인 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키는 단계; 에너지 계수기의 계수가 선택된 전력 세팅에 관련해서 정상 상태에서의 최대 임계 계수보다 큰 임계 계수 이상인 경우, 선택된 전력 세팅 이하의 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키는 단계; 에너지 계수기의 계수가 최대 임계 계수 이상과 최대 임계 계수 이하인 경우에 선택된 전력 레벨에서 가열 소자를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 가열 소자의 전력 출력 제어 방법.

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