WO2010128720A1 - 조리기기 및 그에 대한 제어방법 - Google Patents

조리기기 및 그에 대한 제어방법 Download PDF

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WO2010128720A1
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cooking
coil
relay
relays
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French (fr)
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오두용
박병욱
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/06—Arrangement or mounting of electric heating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/12—Side rests; Side plates; Cover lids; Splash guards; Racks outside ovens, e.g. for drying plates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/03—Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate

Definitions

  • the present invention relates to a cooking appliance, and more particularly, to a cooking appliance capable of heating even if the cooking vessel is placed on any position of the cooking appliance.
  • a cooking apparatus refers to an apparatus for cooking food by heating food using gas or electricity.
  • the cooking apparatus may be classified into an oven, a cooktop, and a gas range.
  • a cooktop is a device that mainly heats and cooks food by radiative heating or induction heating.
  • the induction heating method is a method of heating a cooking vessel which is a metal body using electromagnetic induction.
  • a current is supplied to a coil, an eddy current is generated in the cooking vessel to be heated, and the joule heat generated by the resistance of the metal increases the temperature.
  • Induction heating cooktops usually consist of two to five burners, one burner consisting of one resonant circuit and one half-bridge inverter.
  • An inverter is a device that produces a high voltage frequency of several tens of kHz
  • a resonant circuit is a device that converts energy to heat the vessel.
  • the half-bridge inverter consists of two insulated gate bipolar transistors (IGBTs), a snubber capacitor, and a bridge diode.
  • the resonant circuit is composed of a coil and a resonant capacitor. The coil and the resonant capacitor are connected in series.
  • the cook zone which is a portion in which the cooking vessel is placed, is displayed, and the user cooks the cooking vessel by placing it in a predetermined position.
  • the user cooks the cooking vessel by placing it in a predetermined position.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a cooking apparatus capable of heating in all parts on the top plate.
  • Still another object of the present invention is to provide a cooking apparatus capable of detecting and heating the cooking vessel at any position on the top plate.
  • Still another object of the present invention is to provide a cooking appliance having an inverter structure for driving a plurality of coils.
  • a cooking apparatus including a top plate on which a cooking vessel is placed, a plurality of coils arranged horizontally below the top plate, and the plurality of coils And a plurality of relay parts each including a plurality of relays connected thereto, and an inverter part for applying a high frequency voltage to the plurality of winding parts.
  • the cooking apparatus control method the step of sequentially operating a plurality of relays each connected to a plurality of coils arranged horizontally below the top plate on which the cooking vessel is placed, And determining which of the plurality of coils the cooking vessel is placed on, based on the magnitude of the load current generated when the relays are sequentially operated, and applying a high frequency voltage to the coil having the cooking vessel.
  • cooking equipment has the advantage of heating uniformly regardless of the shape of the cooking vessel.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cooking apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the upper plate removed from the cooking appliance of FIG.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the cooking appliance of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a block diagram of a cooking appliance according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial circuit diagram of the cooking appliance of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a cooking apparatus control method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cooking appliance according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view of removing the top plate from the cooking appliance of FIG. 3 is a partial perspective view of the cooking appliance of FIG. 1.
  • the main body 110 to form the appearance the top plate 120 is placed on the cooking vessel, the operation unit 130 for the user's operation, a plurality of heating the cooking vessel Winding unit 140 is included.
  • the main body 110 forms the appearance of the cooking appliance, and the upper portion is covered with the upper plate 120.
  • the upper plate 120 supports the cooking vessel, and in the case of the cooktop, it is preferably formed of glass-ceramic.
  • a plurality of windings 140 including a plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n are provided.
  • the plurality of coils are horizontally disposed below the upper plate 120.
  • Each coil is formed in a square, and is preferably arranged like a tile to cover the bottom of the top plate.
  • FIG. 4 is a block diagram of a cooking appliance according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a partial circuit diagram of the cooking appliance of FIG.
  • a cooking apparatus includes a plurality of winding parts 140 including a plurality of coils, a plurality of relay parts 150 connected to a plurality of winding parts, and an inverter part for applying a high frequency voltage to the plurality of winding parts. 160 and a controller 170 for controlling the operation.
  • the plurality of windings 140 includes a plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n as described above. Each coil is preferably connected in parallel with the inverter 160.
  • the plurality of windings 140 includes a plurality of capacitors C 1 , C 2 ,..., C n respectively connected to the plurality of coils.
  • the plurality of relay units 150 include a plurality of relays (Relay 1 , Relay 2 ,..., Relay n ) respectively connected to the plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n .
  • Each relay controls each coil in series and can control the duty. That is, when the relay operates, a high frequency voltage is applied to the coil connected thereto and the duty may be controlled.
  • the inverter unit 160 applies a high frequency voltage to the plurality of winding units 140.
  • the inverter unit 160 preferably includes two IGBTs S 1 and S 2 and two snubber capacitors Cs 1 and Cs 2 .
  • the inverter unit 160 is preferably connected in parallel with a plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n .
  • the inverter unit 160 supplies a frequency corresponding to the output desired by the user.
  • the inverter unit 160 may be provided in plurality in accordance with the maximum output required for each product.
  • the controller 170 sequentially operates a plurality of relays (Relay 1 , Relay 2 ,..., Relay n ) and supplies a detection frequency.
  • the controller 170 determines which of the plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n is placed on the cooking vessel based on the magnitude of the load current generated when the plurality of relays are sequentially operated.
  • the control unit 170 supplies a high frequency voltage to the coil by operating the relay of the coil on which the cooking vessel is placed during cooking.
  • the controller 170 adjusts the frequency according to the output desired by the user. When a plurality of containers are lifted up to produce different outputs, the frequency of the inverter unit 160 is fixed and the duty of the relay is controlled.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a cooking apparatus control method according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of coils (Coil 1 , Coil 2 , ..., Coil n ) arranged horizontally under the upper plate 120 on which the cooking vessel is placed, are sequentially connected to a plurality of relays (Relay 1 , Relay 2 , ..., Relay n ), respectively. Operate (S310).
  • the controller 170 determines a plurality of relays (Relay 1 , Relay 1 ) to determine which position the cooking vessel is placed on. 2 ,..., Relay n ) are operated sequentially.
  • the controller 170 supplies a detection frequency when sequentially operating the plurality of relays and measures the magnitude of the load current generated.
  • the controller 170 may determine which one of the plurality of coils Coil 1 , Coil 2 ,..., Coil n through the magnitude of the load current generated when the plurality of relays Relay 1 , Relay 2 ,..., Relay n are sequentially operated. It is determined whether the cooking vessel is placed on the coil (S320). When the cooking vessel is placed on the coil, the magnitude of the load current changes, so it can be determined whether the cooking vessel is on the coil.
  • the high frequency voltage is applied to the coil with the cooking vessel (S330).
  • the control unit 170 supplies a high frequency voltage to the coil by operating the relay of the coil on which the cooking vessel is placed during cooking.
  • the controller 170 adjusts the frequency according to the output desired by the user. When a plurality of containers are lifted up to produce different outputs, the frequency of the inverter unit 160 is fixed and the duty of the relay is controlled.

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Abstract

조리기기 및 그에 대한 제어방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 조리기기는, 조리용기가 놓여지는 상판과, 상기 상판 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일을 포함하는 복수 권선부와, 상기 복수의 코일에 각각 연결된 복수의 릴레이를 포함하는 복수 릴레이부와, 상기 복수 권선부에 고주파의 전압을 인가하는 인버터부를 포함한다.

Description

조리기기 및 그에 대한 제어방법
본 발명은 조리기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리용기를 조리기기의 어느 위치에 올려놓아도 가열이 가능한 조리기기에 관한 것이다.
일반적으로 조리기기란 가스 또는 전기를 이용하여 조리물을 가열하여 조리하는 기기를 말한다. 조리기기는 오븐, 쿡탑, 가스 레인지 등으로 구분될 수 있다. 그 중에서 쿡탑은 주로 전기를 이용하여 복사 가열 또는 유도 가열 방식으로 조리물을 가열하여 조리하는 기기이다.
유도 가열 방식은 전자기 유도를 이용하여 금속체인 조리용기를 가열시키는 방법으로서, 코일에 전류가 공급되면 가열하고자 하는 조리용기에 와전류가 발생하고, 금속의 저항에 의해 발생된 줄열이 온도를 높이게 된다.
유도 가열 방식의 쿡탑은 보통 2개에서 5개의 버너로 이루어져 있으며, 한 개의 버너는 1개의 공진회로와 1개의 하프-브리지 인버터(Half-bridge inverter)로 구성된다. 인버터는 수십 kHz의 고전압 주파수를 만들어 주는 장치이고 공진회로는 용기가 가열되도록 에너지를 변환하는 장치이다. 하프-브리지 인버터는 2개의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated gate bipolar transistor, IGBT)와 스너버 커패시터, 브리지 다이오드(Bridge diode)로 구성된다. 공진회로는 코일(Coil)과 공진 커패시터로 구성된다. 코일과 공진 커패시터는 직렬로 연결된다.
쿡탑의 상판에는 조리용기가 놓여지는 부분인 쿡존이 표시되어 있으며, 사용자는 조리용기를 정해진 위치에 올려 조리하였다. 그러나, 다양한 크기의 조리용기를 해당 크기에 맞는 쿡존에 맞추어 올려놓는 것은 불편하였다. 또한, 큰 조리용기나 네모난 모양의 조리용기를 균일하게 가열하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상판에 모든 부분에서 가열이 가능한 조리기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 조리용기를 상판의 어느 위치에 올려놓아도 이를 감지하여 가열할 수 있는 조리기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 다수의 코일을 구동시키기 위한 인버터 구조를 갖는 조리기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기는, 조리용기가 놓여지는 상판과, 상기 상판 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일을 포함하는 복수 권선부와, 상기 복수의 코일에 각각 연결된 복수의 릴레이를 포함하는 복수 릴레이부와, 상기 복수 권선부에 고주파의 전압을 인가하는 인버터부를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기 제어방법은, 조리용기가 놓여진 상판 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일과 각각 연결된 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시키는 단계와, 상기 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시킬 때 발생한 부하전류의 크기를 통하여 상기 복수의 코일 중 어느 코일 위에 조리용기가 놓여졌는지 판단하는 단계와, 상기 조리용기가 있는 코일에 고주파의 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 조리기기 및 그에 대한 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　조리용기가 조리기기 상판의 어느 곳에 있어도 가열이 가능한 장점이 있다.
둘째,　조리기기가 조리용기의 모양에 관계없이 균일하게 가열하는 장점도 있다.
셋째,　버너의 개수에 관계없이 많은 조리용기를 가열할 수 있는 장점도 있다.
넷째, 다수의 인버터를 사용하지 않아 비용이 절감되는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1의 조리기기에서 상판을 제거한 사시도이다.
도 3은 도 1의 조리기기에 대한 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기에 대한 블록도이다.
도 5는 도 4의 조리기기에 대한 일부 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 제어방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 조리기기 및 그에 대한 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 조리기기에서 상판을 제거한 사시도이다. 도 3은 도 1의 조리기기에 대한 부분 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기는, 외관을 형성하는 본체(110)와, 조리용기가 놓여지는 상판(120)과, 사용자의 조작을 위한 조작부(130)와, 조리용기를 가열하는 복수 권선부(140)를 포함한다.
본체(110)는 조리기기의 외관을 형성하며, 상부는 상판(120)으로 덮인다. 상판(120)은 조리용기를 지지하며 쿡탑의 경우 글라스 세라믹(Glass-ceramic)으로 형성되는 것이 바람직하다.
상판(120)의 아래에는 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln)을 포함하는 복수 권선부(140)가 구비된다. 복수의 코일은 상판(120) 아래에 수평으로 배치된다. 각각의 코일은 사각형으로 형성되어, 상판 아래를 덮도록 타일처럼 배치되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기에 대한 블록도이고, 도 5는 도 4의 조리기기에 대한 일부 회로도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기는 복수의 코일을 포함하는 복수 권선부(140)와, 복수 권선부와 연결된 복수 릴레이부(150)와, 복수 권선부에 고주파 전압을 인가하는 인버터부(160)와, 동작을 제어하는 제어부(170)를 포함한다.
복수 권선부(140)는 상술한 바와 같이 복수의 코일(Coil1, Coil2, …,Coiln)을 포함한다. 각 코일은 인버터부(160)와 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 복수 권선부(140)는 복수의 코일에 각각 연결된 복수의 커패시터(C1, C2, …, Cn)을 포함한다.
복수 릴레이부(150)는 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln)에 각각 연결된 복수의 릴레이(Relay1, Relay2, …, Relayn)를 포함한다. 각각의 릴레이는 직렬로 연결된 각각의 코일을 제어하며 듀티를 제어할 수 있다. 즉, 릴레이가 작동하면 이와 연결된 코일에 고주파 전압이 인가되며, 듀티를 제어할 수도 있다.
인버터부(160)는 복수 권선부(140)에 고주파의 전압을 인가한다. 인버터부(160)는 2개의 IGBT(S1, S2)와, 2개의 스너버 커패시터(Cs1, Cs2)를 포함하는 것이 바람직하다. 인버터부(160)는 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln)과 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 인버터부(160)는 사용자가 원하는 출력에 맞는 주파수를 공급한다. 인버터부(160)는 제품마다 요구되는 최대출력에 맞게 복수로 구비될 수 있다.
제어부(170)는 복수의 릴레이(Relay1, Relay2, …, Relayn)를 순차적으로 작동시키며 검출 주파수를 공급한다. 제어부(170)는 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시킬 때 발생하는 부하전류의 크기를 통하여 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln) 중 어느 코일 위에 조리용기가 놓여져 있는지 판단한다.
제어부(170)는 조리시 조리용기가 올려져 있는 코일의 릴레이를 작동시켜 해당 코일에 고주파 전압을 공급한다. 제어부(170)는 사용자가 원하는 출력에 맞게 주파수를 조정한다. 다수의 용기가 올려져 각각 다른 출력을 내야 하는 경우에는 인버터부(160)의 주파수는 고정하고 릴레이의 듀티를 제어한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 제어방법을 나타내는 순서도이다.
조리용기가 놓여진 상판(120) 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln)과 각각 연결된 복수의 릴레이(Relay1, Relay2, …, Relayn)를 순차적으로 작동시킨다(S310). 사용자가 상판(120)의 아무 위치에 조리용기를 놓고 조작부(130)를 통해 조리기기를 가동시키면 어느 위치에 조리용기가 올려져 있는지 판단하기 위하여 제어부(170)는 복수의 릴레이(Relay1, Relay2, …, Relayn)를 순차적으로 작동시킨다. 제어부(170)는 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시킬 때 검출 주파수를 공급하고 발생하는 부하전류의 크기를 측정한다.
제어부(170)는 복수의 릴레이(Relay1, Relay2, …, Relayn)를 순차적으로 작동시킬 때 발생한 부하전류의 크기를 통하여 복수의 코일(Coil1, Coil2, …, Coiln) 중 어느 코일 위에 조리용기가 놓여졌는지 판단한다(S320). 코일 위에 조리용기가 놓여져 있는 경우 부하전류의 크기가 변하므로 해당 코일 위에 조리용기가 있는지 판단할 수 있다.
조리용기가 있는 코일에 고주파의 전압을 인가한다(S330). 제어부(170)는 조리시 조리용기가 올려져 있는 코일의 릴레이를 작동시켜 해당 코일에 고주파 전압을 공급한다. 제어부(170)는 사용자가 원하는 출력에 맞게 주파수를 조정한다. 다수의 용기가 올려져 각각 다른 출력을 내야 하는 경우에는 인버터부(160)의 주파수는 고정하고 릴레이의 듀티를 제어한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 조리용기가 놓여지는 상판;
    상기 상판 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일을 포함하는 복수 권선부;
    상기 복수의 코일에 각각 연결된 복수의 릴레이를 포함하는 복수 릴레이부; 및
    상기 복수 권선부에 고주파의 전압을 인가하는 인버터부를 포함하는 조리기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 코일은 상기 인버터부와 병렬 연결된 조리기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 권선부는 상기 복수의 코일에 각각 연결된 복수의 커패시터를 포함하는 조리기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일은 사각형이고,
    상기 복수의 코일은 상기 상판 아래를 덮도록 타일처럼 배치되는 조리기기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시키는 제어부를 더 포함하는 조리기기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시킬 때 발생하는 부하전류의 크기를 통하여 상기 복수의 코일 중 어느 코일 위에 조리용기가 놓여졌는지 판단하는 조리기기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 릴레이로 듀티를 제어하여 출력을 조절하는 조리기기.
  8. 조리용기가 놓여진 상판 아래에 수평으로 배치된 복수의 코일과 각각 연결된 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시키는 단계;
    상기 복수의 릴레이를 순차적으로 작동시킬 때 발생한 부하전류의 크기를 통하여 상기 복수의 코일 중 어느 코일 위에 조리용기가 놓여졌는지 판단하는 단계; 및
    상기 조리용기가 있는 코일에 고주파의 전압을 인가하는 단계를 포함하는 조리기기 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 릴레이로 듀티를 정하여 출력을 조절하는 단계를 더 포함하는 조리기기 제어방법.
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