WO2018093073A1 - 조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기 - Google Patents

조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기 Download PDF

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WO2018093073A1
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cooking vessel
current
working coil
unit
induction heating
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PCT/KR2017/012236
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윤바다
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엘지전자 주식회사
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    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
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    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the present invention relates to a cooking vessel sensing device, a cooking vessel sensing method and an induction heating cooker.
  • the induction heating cooker is cooked by induction heating by the eddy current flowing when the magnetic force lines generated from the working coil (Working Coil) passes through the cooking vessel is cooked.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0027222 discloses a cooking vessel sensing device of an induction heating cooker capable of detecting the absence of a cooking vessel without malfunction.
  • Prior art 1 compares a pair of voltage divider resistors provided at one end of a working coil and a voltage divided by the voltage divider resistors with a reference voltage, and proposes a method of detecting the absence of a cooking vessel based on the comparison result.
  • Another object of the present invention is to provide a cooking vessel sensing device, a cooking vessel sensing method, and an induction heating cooker to minimize a sensing error of a cooking vessel despite factors affecting a sensing error.
  • the cooking vessel detection apparatus of the induction heating cooker is connected between the power supply and the rectifier is a first current flowing between the power supply and the rectifier for sensing the first current 1 current sensing unit;
  • a second current sensing unit connected between a node between the first and second switching units and the working coil to sense a second current flowing through the working coil;
  • a controller configured to determine a member of the cooking vessel placed on the working coil based on the first and second currents.
  • a cooking vessel sensing method of the induction heating cooker is connected between the power supply and the rectifier for sensing a first current flowing between the power supply and the rectifier; Sensing a second current flowing between the node and the working coil between the first and second switching units and flowing through the working coil; And determining the absence of a cooking vessel placed on the working coil based on the first and second currents.
  • the induction heating cooker a power supply for generating an AC voltage; A rectifier for rectifying the generated AC voltage into a DC voltage; First and second switching units controlled to switch alternately to apply the DC voltage from the rectifying unit to a working coil to drive a working coil; A first current sensing unit connected between the power supply unit and the rectifier unit to sense a first current flowing between the power supply unit and the rectifier unit; A second current sensing unit connected between a node between the first and second switching units and the working coil to sense a second current flowing in the working coil; And a controller configured to determine a member of the cooking vessel placed on the working coil based on the first and second currents.
  • the absence of the cooking vessel based on the ratio of the first and second current It is possible to minimize the detection error of the cooking vessel despite the factors affecting the sensing error such as resistance, working coil, gap between the walking coil and the cooking vessel, and mechanical assembly distribution. There is an advantage.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an induction heating cooker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the control unit of FIG. 1 in detail.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a cooking vessel sensing method of an induction heating cooker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing an induction heating cooker according to an embodiment of the present invention.
  • an induction heating cooker includes a power supply unit 11, a rectifying unit 15, first and second switching units 19 and 21, and first and second capacitors 27. , 29) and a controller 17.
  • the induction heating cooker may further include first and second current sensing units 13 and 23 used to detect the absence of the cooking vessel.
  • the power supply unit 11 may generate and output an AC voltage.
  • the rectifier 15 may be connected to the power supply 11 to rectify the AC voltage from the power supply 11 into a DC voltage.
  • Each of the first and second switching units 19 and 21 may be periodically controlled under the control of the controller 17.
  • Each of the first and second switching units 19 and 21 may include, for example, an Insulated-Gate-Bipolar-Transistor (IGBT) device or a thyristor device, which is a high-speed switching device for power. I never do that.
  • IGBT Insulated-Gate-Bipolar-Transistor
  • each of the first and second switching units 19 and 21 is limited to including an IGBT element.
  • the first switching unit 19 may be connected between the first node n1 and the second node n2. Specifically, the gate terminal of the first switching unit 19 is connected to the control unit 17, the collector terminal of the first switching unit 19 is connected to the first node n1, the first switching unit 19 The emitter terminal of may be connected to the second node n2.
  • the first node n1 may be connected to one end of the rectifier 15.
  • the second switching unit 21 may be connected between the second node n2 and the ground terminal. Specifically, the gate terminal of the second switching unit 21 is connected to the control unit 17, the collector terminal of the second switching unit 21 is connected to the second node n2, the second switching unit 21 The emitter terminal of can be connected to the ground terminal.
  • the first capacitor 27 may be connected between the first node n1 and the third node n3.
  • the second capacitor 29 may be connected between the third node n3 and the ground terminal.
  • the working coil 25 may be connected between the second node n2 and the third node n3.
  • the DC voltage from the rectifying unit 15 may be applied to the working coil 25 as an AC voltage.
  • the specific frequency may be determined by the number of periodic turn-on times of the first and second switching units 19 and 21. In this case, the specific frequency may be equal to the resonance frequency of the LC resonant circuit constituted by the inductance component L of the working coil 25 and the capacitance component C of the first and / or second capacitors 27 and 29. have.
  • a current flow path may be formed.
  • the working coil 25 is periodically or alternately supplied with a DC voltage from the first side to the second side and from the second side to the first side, an AC voltage having a specific frequency may be formed.
  • the resonant current flows through the working coil 25 by the AC voltage and the LC resonant circuit having the specific frequency, and the eddy current may be induced in the cooking vessel by the resonant current.
  • the resonance current may vary depending on whether or not the eddy current is generated. This will be described later in detail.
  • the controller 17 controls the first and second gate control signals (G1 and G2 of FIG. 3) to the first and second switching units 19 and 21 in synchronization with a specific frequency. ) May be provided to the first and second switching units 19 and 21.
  • the first gate control signal G1 may be provided to the first switching unit 19
  • the second gate control signal G2 may be provided to the second switching unit 21.
  • Each of the first and second gate control signals G1 and G2 of FIG. 3 may be a signal in which a pulse having a high level is periodically generated.
  • Phases of the pulses of the first and second gate control signals G1 and G2 of FIG. 3 may be opposite to each other.
  • the pulse having the high level of the first gate control signal G1 of FIG. 3 is provided to the first switching unit 19, the second gate control signal having the low level is supplied to the second switching unit 21.
  • G2) of FIG. 3 may be provided.
  • the working coil 25 is connected between the second node n2 and the third node n3 so that the first and second switching units 19 and 21 alternately turn on each other, thereby providing the working coil 25 with the working coil 25. AC current can be applied.
  • the controller 17 may control the food of the cooking vessel to be cooked using the working coil 25.
  • the induction heating cooker of the present invention to cook the food of the cooking vessel, it may also detect the absence of the cooking vessel.
  • the absence of the cooking vessel can be detected using the resonance current.
  • the resonant current is provided to the controller 17, the resonant current is digitally processed by the controller 17 and converted into a digital voltage, and the absence of the cooking vessel can be determined by comparing the digital voltage with a preset set value. have.
  • the digital voltage is greater than or equal to the set value, it may be determined that the cooking vessel exists on the working coil 25.
  • the digital voltage is less than the set value, it may be determined that the cooking vessel does not exist on the working coil 25.
  • the resonance current flowing in the working coil 25 may include a resistance, a working coil 25, a gap between the working coil 25 and the cooking vessel, and a mechanism. Due to the influence of the proper assembly dispersion, the resonance current detection error can be large.
  • the first and second current sensing units 13 and 23 may be further provided.
  • the first current detector 13 may be connected between the power supply 11 and the rectifier 15 to detect a first current flowing from the power supply 11 to the rectifier 15 (I1 in FIG. 2). .
  • the second current sensing unit 23 is connected to one side of the working coil 25, that is, between the second node n2 and the working coil 25 and flows through the working coil 25 (I2 in FIG. 2). Can be detected.
  • the first current I1 of FIG. 2 is an input current flowing from the power supply 11 to the rectifier 15, and the second current I2 of FIG. 2 is the inductance component L of the working coil 25 and the first current. It may be a resonance current by the LG resonant circuit due to the capacitance component C of the first capacitor 27 and / or the second capacitor 29.
  • a ratio (I1 / I2) of the first current (I1 of FIG. 2) detected by the first current sensing unit 13 and the second current I2 sensed by the second current sensing unit 23 is used.
  • the absence of the cooking vessel can be detected.
  • the first current (I1 of FIG. 2) and the second current (I2 of FIG. 2) detected from the first current sensing unit 13 and the second current sensing unit 23 may be provided to the controller 17. have.
  • the first and second currents I1 and I2 of FIG. 2 may be analog signals, but are not limited thereto.
  • the controller 17 includes a first digital processor 31, a second digital processor 33, a ratio signal generator 35, a comparator 37, and a driver 39. It may include.
  • the first current I1 sensed by the first current detector 13 is provided to the first digital processor 31, and the second current I2 sensed by the second current detector 23 is the second digital. It may be provided to the processor 33.
  • the first digital processor 31 may digitally process the first current I1 to generate the first signal V1.
  • the second digital processor 33 may generate a second signal V2 by digitally processing the second current I2.
  • Each of the first and second signals V1 and V2 may be a voltage signal, but is not limited thereto.
  • the ratio signal generator 35 generates a ratio signal Data_ratio based on the first signal V1 generated by the first digital processor 31 and the second signal V2 generated by the second digital processor 33. Can be generated.
  • the ratio signal Data_ratio may be represented by Equation 1.
  • the ratio signal Data_ratio has been described as the numerator being the second signal V2 and the denominator being the first signal V1, but the numerator is the first signal V1 and the denominator is the second signal V2. As a result, a ratio signal may be generated.
  • the comparison unit 37 may compare the ratio signal Data_ratio with a preset setting value, and determine the absence of the cooking vessel according to the comparison result.
  • the second current I2 is about 1 to 2 times larger than the first current I1.
  • the second signal V2 may be 1 to 2 times larger than the first signal V1 digitally processed by the first and second digital processing units 31 and 32.
  • the second current I2 is at least two times larger than the first current I1.
  • the second signal V2 is at least two times larger than the first signal V1 digitally processed by the first and second digital processing units 31 and 33.
  • the set value may be set to two.
  • ratio signal Data_ratio is smaller than the set value, it may be determined that the cooking vessel is not placed on the working coil 25.
  • the present invention senses the first current I1 from the output terminal of the power supply unit 11 as well as the second current I2 sensed near the working coil 25, so that the ratio of the first and second currents I1 / I2) can be used to determine the absence of cooking vessels, despite factors affecting detection errors, such as resistance, working coils 25, gaps between walking coils and cooking vessels, and mechanical assembly distribution. And it can minimize the detection error of the absence of the cooking vessel.
  • the controller 17 uses the first and second gate control signals G1 and G2 generated from the driver 39 based on the comparison result from the comparator 37. Control the switching of
  • the controller 17 determines that the cooking vessel is normally present on the working coil 25 as a result of the comparison from the comparing unit 37, the controller 17 continuously controls the driving unit 39 to continuously control the first driving unit 39. And second gate control signals G1 and G2, and the first and second switching units 19 and 21 alternate using the first and second gate control signals G1 and G2 generated in this way. Switching control, the resonant current is continuously flowed to the working coil (25).
  • the control unit 17 determines that the cooking container is normally present on the working coil 25, but is not currently cooking, and operates in the standby mode until a cooking heating start signal is input. Be sure to If the cooking heating start signal is input, the controller 17 alternately switches and controls the first and second switching units 19 and 21 through the driving unit 39 so that a resonance current flows through the working coil 25. To do that.
  • the controller 17 determines that the cooking container does not exist on the working coil 25 and is currently cooking, and determines that the cooking container is removed and controls the driving unit 39.
  • the off signal may be first and second gate control signals G1 and G2 having a low level DC voltage. Accordingly, since the resonant current does not flow in the working coil 25, the risk of heating the working coil 25 may be prevented.
  • the controller 17 determines that the cooking vessel does not exist on the working coil 25 as a result of the comparison from the comparator 37, the controller 17 controls the driving unit 39 when the cooking vessel is not currently being cooked. Off signals are provided to the switching units 19 and 21 so that the first and second switching units 19 and 21 are no longer operated.
  • the off signal may be a gate control signal always having a low level.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a cooking vessel sensing method of an induction heating cooker according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 17 may determine whether cooking is currently performed (S111).
  • the first and second switching units 19 and 21 are alternately controlled to switch so that a resonant current flows in the working coil 25, and the cooking placed on the working coil 25 is provided. Food in the container may be cooked.
  • the controller 17 may determine whether cooking is being performed based on whether a cooking heating start signal is input.
  • the controller 17 may determine that the cooking heating start signal is not currently being cooked, and control the operation to operate in the standby mode (S113). In this case, an off signal is provided to the first and second switching units 19 and 21 so that the first and second switching units 19 and 21 are turned off, so that the first and second switching units 19 and 21 are turned off. DC voltage from the rectifier 15 does not flow to the working coil 25 through), and the working coil 25 is no longer driven.
  • the controller 17 may determine that cooking is in progress.
  • the first current I1 may be detected from the first current sensing unit 13 and provided to the controller 17 (S115).
  • the first current sensing unit 13 is connected between the output terminal of the power supply unit 11, that is, between the power supply unit 11 and the rectifier unit 15, and detects an input current flowing from the power supply unit 11 to the rectifier unit 15. Can be.
  • the second current I2 may be detected from the second current sensing unit 23 and provided to the controller 17 (S117).
  • the second current detecting unit 23 may be connected together with the working coil 25 between the second node n2 and the third node n3 to sense a resonance current flowing through the working coil 25.
  • the first current I1 is described as being detected before the second current I2, but the first current I1 and the second current I2 may be sensed at the same time.
  • the controller 17 generates a ratio signal Data_ratio based on the first current I1 sensed by the first current detector 13 and the second current I2 sensed by the second current detector 23. Can be (S119).
  • the ratio signal Data_ratio is a signal representing the ratio I2 / I1 of the second current I2 and the first current I1, and the second signal when the first and second currents I1 and I2 are digitally processed. It may also be the ratio V2 / V1 of V2 and the first signal V1.
  • the controller 17 may determine whether the cooking container is absent by comparing the ratio signal Data_ratio with a set value (S121).
  • the controller 17 may determine that the cooking container is absent on the working coil 25 (S123).
  • the controller 17 turns off the first and second switching units 19 and 21 regardless of whether the cooking vessel is currently being cooked or not being cooked.
  • the driving can be stopped (S125).
  • the controller 17 determines that the cooking container is removed during cooking, and provides an OFF signal to the first and second switching units 19 and 21.
  • the first and second switching units 19 and 21 are no longer driven so that no resonant current flows through the working coil 25.
  • the driving unit 39 is controlled to provide an off signal to the first and second switching units 19 and 21 so that the first and second switching units ( 19, 21) is not operated.
  • control unit 17 continuously switches and controls the first and second switching units 19 and 21 when the cooking coil 25 is currently cooking. To be driven.
  • control unit 17 can be controlled to be operated in the standby mode if it is not currently being cooked to S113.
  • the sensing device of the present invention can be used in an induction heating cooker.

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Abstract

유도가열조리기는 공급부로부터의 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부와, 워킹코일을 구동시키기 위해 정류부로부터의 직류전압을 워킹코일에 교번적으로 인가하도록 스위칭제어되는 제1 및 제2 스위칭부를 포함한다. 이러한 유도가열조리기의 조리용기감지장치는 전원공급부와 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 제1 전류감지부와, 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 제2 전류감지부와, 제1 및 제2 전류를 바탕으로 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기
본 발명은 조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기에 관한 것이다.
일반적으로, 유도가열조리기는 워킹코일(Working Coil)에서 발생하는 자력선이 조리용기를 통과할 때 흐르는 와전류에 의해 조리용기 자체가 유도 가열되어 취반이 이루어지게 된다.
대한민국 특허공개 제2003-0027222호(이하, 선행1)에는 오동작없이 조리용기의 부재(不在)를 감지할 수 있는 유도가열조리기의 조리용기 감지장치가 개시되었다.
선행1은 워킹코일의 일단에 설치된 한쌍의 분압용 저항과 이 분압용 저항에 의해 분압된 전압을 기준전압과 비교하여, 그 비교 결과를 토대로 조리용기의 부재를 감지하는 방법을 제시하였다.
하지만, 선행1의 경우, 저항, 워킹코일, 워깅코일과 조리용기 간의 갭(gap), 기구적 조립 산포의 영향을 많이 받으며, 산포가 관리범위를 벗어날 경우 용기감지가 정상적으로 이루어지지 않는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 감지 오차에 영향을 주는 인자들에도 불구하고, 조리용기의 부재 감지 오차를 최소화할 수 있도록 하는 조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 유도가열조리기의 조리용기감지장치는, 전원공급부와 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 제1 전류감지부; 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 제2 전류감지부; 및 상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 유도가열조리기의 조리용기감지방법은, 전원공급부와 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 단계; 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유도가열조리기는, 교류전압을 생성하는 전원공급부; 상기 생성된 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부; 워킹코일을 구동시키기 위해 상기 정류부로부터의 상기 직류전압을 워킹코일에 교번적으로 인가하도록 스위칭제어되는 제1 및 제2 스위칭부; 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 제1 전류감지부; 상기 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 상기 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 제2 전류감지부; 및 상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기 의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 워킹코일 근처에서 감지된 제2 전류뿐만 아니라 전원공급부의 출력단으로부터 제1 전류를 각각 감지하여, 제1 및 제2 전류의 비를 바탕으로 조리용기의 부재를 감지할 수 있어, 감지 오차에 영향을 주는 인자들, 예컨대 저항, 워킹코일, 워깅코일과 조리용기 간의 갭(gap), 기구적 조립 산포에도 불구하고 조리용기의 부재 감지 오차를 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열조리기를 도시한 회로도이다.
도 2는 도 1의 제어부를 상세히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열조리기의 조리용기 감지 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열조리기를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열조리기는 전원공급부(11), 정류부(15), 제1 및 제2 스위칭부(19, 21), 제1 및 제2 커패시터(27, 29) 및 제어부(17)를 포함할 수 있다.
아울러, 유도가열조리기는 조리용기의 부재 감지를 위해 사용되는 제1 및 제2 전류감지부(13, 23)를 더 포함할 수 있다.
전원공급부(11)는 교류전압을 생성하여 출력시킬 수 있다.
정류부(15)는 전원공급부(11)에 연결되어, 전원공급부(11)로부터의 교류전압을 직류전압으로 정류시킬 수 있다.
제1 및 제2 스위칭부(19, 21) 각각은 제어부(17)의 제어 하에 주기적으로 스위칭제어될 수 있다.
제1 및 제2 스위칭부(19, 21) 각각은 예컨대, 전력용 고속스위칭소자인 IGBT(Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) 소자나 싸이리스터 소자(thyristor device)를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 스위칭부(19, 21) 각각이 IGBT 소자를 포함하는 것으로 한정한다.
제1 스위칭부(19)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 스위칭부(19)의 게이트단자는 제어부(17)에 연결되고, 제1 스위칭부(19)의 콜렉터단자는 제1 노드(n1)에 연결되며, 제1 스위칭부(19)의 에미터단자는 제2 노드(n2)에 연결될 수 있다.
제1 노드(n1)는 정류부(15)의 일단에 연결될 수 있다.
제2 스위칭부(21)는 제2 노드(n2)와 그라운드단자 사이에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제2 스위칭부(21)의 게이트단자는 제어부(17)에 연결되고, 제2 스위칭부(21)의 콜렉터단자는 제2 노드(n2)에 연결되며, 제2 스위칭부(21)의 에미터단자는 그라운드단자에 연결될 수 있다.
제1 커패시터(27)는 제1 노드(n1)와 제3 노드(n3)사이에 연결될 수 있다. 제2 커패시터(29)는 제3 노드(n3)와 그라운드단자 사이에 연결될 수 있다.
아울러, 워킹코일(25)은 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3) 사이에 연결될 수 있다.
제1 및 제2 스위칭부(19, 21)는 교번적으로 턴온됨으로써, 정류부(15)로부터의 직류전압이 교류전압으로 워킹코일(25)에 인가될 수 있다. 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)의 주기적인 턴온 횟수에 의해 특정주파수가 결정될 수 있다. 이때, 특정주파수는 워킹코일(25)의 인덕턴스성분(L)과 제1 및/또는 제2 커패시터(27, 29)의 커패시턴스성분(C)에 의해 구성되는 LC공진회로의 공진주파수와 동일할 수 있다.
예컨대, 제1 스위칭부(19)가 턴온되는 경우, 정류부(15)로부터의 직류전압이 제1 스위칭부(19), 워킹코일(25) 및 제2 커패시터(29)의 순서로 공급되는 전류 흐름 경로(current flow path)가 형성될 수 있다.
예컨대, 제2 스위칭부(21)가 턴온되는 경우, 정류부(15)로부터의 직류전압이 제1 커패시터(27), 워킹코일(25) 및 제2 스위칭부(21)의 순서로 공급되는 전류 흐름 경로가 형성될 수 있다.
이에 따라, 워킹코일(25)은 주기적으로 또는 교번적으로 제1 측에서 제2 측으로 그리고 제2 측에서 제1 측으로 직류전압이 공급되므로, 결국 특정주파수를 갖는 교류전압이 형성될 수 있다. 이러한 특정주파수를 갖는 교류전압과 LC공진회로에 의해 워킹코일(25)에 공진전류가 흐르게 되고, 이러한 공진전류에 의해 조리용기에 와전류가 유도될 수 있다. 이때, 와전류의 발생 여부에 따라 공진전류가 변동될 수 있다. 이에 대해서는 추후 상세히 설명한다.
제어부(17)는 조리가열개시신호가 입력되는 경우, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)로 특정주파수에 동기되는 펄스 파형의 제1 및 제2 게이트제어신호(도 3의 G1, G2)가 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)로 제공할 수 있다. 예컨대, 제1 게이트제어신호(G1)가 제1 스위칭부(19)로 제공되고, 제2 게이트제어신호(G2)가 제2 스위칭부(21)로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 게이트제어신호(도 3의 G1, G2) 각각은 하이레벨을 갖는 펄스가 주기적으로 생성되는 신호일 수 있다.
제1 및 제2 게이트제어신호(도 3의 G1, G2)의 펄스의 위상은 서로 반대일 수 있다.
예컨대, 제1 게이트제어신호(도 3의 G1)가 하이레벨을 갖는 펄스가 제1 스위칭부(19)로 제공되는 경우, 제2 스위칭부(21)로는 로우레벨을 갖는 제2 게이트제어신호(도 3의 G2)가 제공될 수 있다.
워킹코일(25)은 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3) 사이에 연결되어, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 서로 교번적으로 턴온됨으로써, 워킹코일(25)에 교류전류가 인가될 수 있다.
따라서, 제어부(17)는 워킹코일(25)을 이용하여 조리용기의 음식물이 조리되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 유도가열조리기는 조리용기의 음식물을 조리되도록 하는 한편, 조리용기의 부재를 감지할 수도 있다.
이러한 조리용기의 부재를 감지함으로써, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 놓여있지 않은 경우 조리가열개시신호가 입력되더라도 워킹코일(25)이 구동되지 않게 되며, 또한 조리용기가 워킹코일(25) 상에 놓여 음식물이 조리되는 중 조리용기가 치워진 경우 워킹코일(25)이 구동되지 않게 된다.
조리용기의 제품 신뢰성을 향상시키기 위해서는 조리용기의 부재를 좀 더 정확히 감지하고 감지 오차를 최소화할 필요가 있다.
본 발명에서는 공진전류를 이용하여 조리용기의 부재를 감지할 수 있다.
즉, 공진전류가 제어부(17)로 제공되고, 제어부(17)에서 공진전류가 디지털 처리되어 디지털전압으로 변환되며, 이러한 디지털전압이 기 설정된 설정치와의 비교를 통해 조리용기의 부재가 판단될 수 있다.
예컨대, 디지털전압이 설정치 이상인 경우, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
예컨대, 디지털전압이 설정치 이하인 경우, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 존재하지 않는 것으로 판단될 수 있다.
이와 같이, 공진전류를 이용하여 조리용기의 부재를 감지하는 경우, 워킹코일(25)에 흐르는 공진전류는 저항, 워킹코일(25), 워킹코일(25)과 조리용기 간의 갭(gap), 기구적 조립 산포의 영향을 많이 받기 때문에, 공진전류 감지 오차가 클 수 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명에서는 본 발명에서는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전류감지부(13, 23)가 더 구비될 수 있다.
제1 전류감지부(13)는 전원공급부(11)와 정류부(15) 사이에 연결되어, 전원공급부(11)에서 정류부(15)로 흐르는 제1 전류(도 2의 I1)를 감지할 수 있다.
제2 전류감지부(23)는 워킹코일(25)의 일측, 즉 제2 노드(n2)와 워킹코일(25) 사이에 연결되어 워킹코일(25)에 흐르는 제2 전류(도 2의 I2)를 감지할 수 있다.
제1 전류(도 2의 I1)는 전원공급부(11)로부터 정류부(15)로 흐르는 입력전류이고, 제2 전류(도 2의 I2)는 워킹코일(25)의 인덕던스성분(L)과 제1 커패시터(27) 및/또는 제2 커패시터(29)의 커패시턴스성분(C)에 의한 LG공진회로에 의한 공진전류일 수 있다.
본 발명에서는 제1 전류감지부(13)에서 감지된 제1 전류(도 2의 I1)와 제2 전류감지부(23)에서 감지된 제2 전류(I2)의 비(I1/I2)를 이용하여 조리용기의 부재를 감지할 수 있다.
제1 전류감지부(13)로부터 감지된 제1 전류(도 2의 I1)와 제2 전류감지부(23)로부터 감지된 제2 전류(도 2의 I2)는 제어부(17)로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 전류(도 2의 I1, I2)는 아날로그신호일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(17)는 제1 디지털처리부(31), 제2 디지털처리부(33), 비율신호생성부(35), 비교부(37) 및 구동부(39)를 포함할 수 잇다.
제1 전류감지부(13)로부터 감지된 제1 전류(I1)는 제1 디지털처리부(31)로 제공되고, 제2 전류감지부(23)로부터 감지된 제2 전류(I2)는 제2 디지털처리부(33)로 제공될 수 있다.
제1 디지털처리부(31)는 제1 전류(I1)를 디지털처리하여 제1 신호(V1)를 생성할 수 있다. 제2 디지털처리부(33)는 제2 전류(I2)를 디지털처리하여 제2 신호(V2)를 생성할 수 있다
제1 및 제2 신호(V1, V2) 각각은 전압신호일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
비율신호생성부(35)는 제1 디지털처리부(31)에서 생성된 제1 신호(V1)와 제2 디지털처리부(33)에서 생성된 제2 신호(V2)를 바탕으로 비율신호(Data_ratio)를 생성할 수 있다.
여기서, 비율신호(Data_ratio)는 식 1로 나타내어질 수 있다.
[식 1]
Data_ratio=V2/V1
본 발명에서는 비율신호(Data_ratio)에서 분자가 제2 신호(V2)이고 분모가 제1 신호(V1)인 것으로 설명하고 있지만, 분자가 제1 신호(V1)이고 분모가 제2 신호(V2)인 것으로 하여 비율신호가 생성될 수도 있다.
비교부(37)는 비율신호(Data_ratio)를 기 설정된 설정값과 비교하여, 그 비교 결과에 따라 조리용기의 부재를 판단할 수 있다.
예컨대, 조리용기가 워킹코일(25)에 놓여지지 않을 때, 제1 전류(I1)에 비해 제2 전류(I2)는 1 내지 2배 정도 크다. 이러한 경우, 제1 및 제2 디지털 처리부(31, 32)에 의해 디지털 처리된 제1 신호(V1)에 비해 제2 신호(V2)가 1 내지 2배 정도 클 수 있다.
예컨대, 조리용기가 워킹코일(25)에 놓여지는 경우, 제1 전류(I1)에 비해 제2 전류(I2)는 적어도 2배 이상 크다. 이러한 경우, 제1 및 제2 디지털 처리부(31, 33)에 의해 디지털 처리된 제1 신호(V1)에 비해 제2 신호(V2)가 적어도 2배 이상 크다.
예컨대, 설정치는 2로 설정될 수 있다.
이와 같이 설정치가 설정된 경우, 비율신호(Data_ratio)가 설정치보다 큰 경우, 워킹코일(25) 상에 조리용기가 놓여있는 것으로 판단될 수 있다.
비율신호(Data_ratio)가 설정치보다 작은 경우, 워킹코일(25) 상에 조리용기가 놓여있지 않은 것으로 판단될 수 있다.
본 발명은 워킹코일(25) 근처에서 감지된 제2 전류(I2)뿐만 아니라 전원공급부(11)의 출력단으로부터 제1 전류(I1)를 각각 감지하여, 제1 및 제2 전류의 비(I1/I2)를 바탕으로 조리용기의 부재를 판단할 수 있어, 감지 오차에 영향을 주는 인자들, 예컨대 저항, 워킹코일(25), 워깅코일과 조리용기 간의 갭(gap), 기구적 조립 산포에도 불구하고 조리용기의 부재 감지 오차를 최소화할 수 있다.
제어부(17)는 비교부(37)로부터의 비교 결과를 토대로 구동부(39)로부터 생성된 제1 및 제2 게이트제어신호(G1, G2)를 이용하여 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)의 스위칭을 제어할 수 있다,
제어부(17)는 비교부(37)로부터의 비교 결과, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 정상적으로 존재하는 것으로 판단되는 경우, 현재 조리 중인 경우 지속적으로 구동부(39)를 제어하여 지속적으로 제1 및 제2 게이트제어신호(G1, G2)를 생성하고, 이와 같이 생성된 제1 및 제2 게이트제어신호(G1, G2)를 이용하여 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 교번적으로 스위칭제어되도록 하여, 워킹코일(25)에 공진전류가 지속적으로 흐르도록 한다.
제어부(17)는 비교부(37)로부터의 비교 결과, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 정상적으로 존재하는 것으로 판단되지만 현재 조리 중이 아닌 경우, 조리가열개시신호가 입력될 때까지 대기 모드로 동작되도록 한다. 만일 조리가열개시신호가 입력되는 경우, 제어부(17)는 구동부(39)를 통해 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)를 교번적으로 스위칭제어하여 워킹코일(25)에 공진전류가 흐르도록 한다.
제어부(17)는 비교부(37)로부터의 비교 결과, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 존재하지 않는 것으로 판단되고 현재 조리 중인 경우, 조리용기가 치워진 것으로 판단하고 구동부(39)를 제어하여 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)에 오프신호를 제공하여 더 이상 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 동작되지 않도록 한다. 오프신호는 로우레벨의 직류 전압을 갖는 제1 및 제2 게이트제어신호(G1, G2)일 수 있다. 이에 따라, 워킹코일(25)에 공진전류가 흐르지 않게 되므로, 워킹코일(25)이 가열되는 위험이 방지될 수 있다.
제어부(17)는 비교부(37)로부터의 비교 결과, 조리용기가 워킹코일(25) 상에 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 현재 조리 중이 아닌 경우 구동부(39)를 제어하여 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)에 오프신호를 제공하여 더 이상 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 동작되지 않도록 한다.
오프신호는 항상 로우레벨을 갖는 게이트제어신호일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열조리기의 조리용기 감지 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제어부(17)는 현재 조리중인지를 판단할 수 있다(S111).
예컨대, 조리가열개시신호가 입력되면, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 교번적으로 스위칭제어되어 워킹코일(25)에 공진전류가 흐르게 되어, 워킹코일(25) 상에 놓여진 조리용기의 음식물이 조리될 수 있다.
따라서, 제어부(17)는 조리가열개시신호가 입력되는지를 통해 현재 조리중인지를 판단할 수 있다.
조리가열개시신호가 입력되지 않은 경우, 제어부(17)는 현재 조리중이 아닌 것으로 판단하여 대기모드로 동작되도록 제어할 수 있다(S113). 이러한 경우, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)에 오프신호가 제공되어 제1 및 및 제2 스위칭부(19, 21)이 턴오프되어, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)를 통해 정류부(15)로부터의 직류전압이 워킹코일(25)로 흐르지 않게 되어, 더 이상 워킹코일(25)이 구동되지 않게 된다.
조리가열개시신호가 입력되는 경우, 제어부(17)는 현재 조리중인 것으로 판단할 수 있다.
이후, 제1 전류감지부(13)로부터 제1 전류(I1)가 감지되어 제어부(17)로 제공될 수 있다(S115).
제1 전류감지부(13)는 전원공급부(11)의 출력단, 즉 전원공급부(11)와 정류부(15) 사이에 연결되어, 전원공급부(11)로부터 정류부(15)로 흐르는 입력전류를 감지할 수 있다.
아울러, 제2 전류감지부(23)로부터 제2 전류(I2)가 감지되어 제어부(17)로 제공될 수 있다(S117).
제2 전류감지부(23)는 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3) 사이에 워킹코일(25)과 함께 연결되어 워킹코일(25)에 흐르는 공진전류를 감지할 수 있다.
본 발명에서는 제1 전류(I1)가 제2 전류(I2)보다 먼저 감지되는 것으로 설명하고 있지만, 제1 전류(I1)와 제2 전류(I2)는 동일 시점에 감지될 수도 있다.
제어부(17)는 제1 전류감지부(13)로부터 감지된 제1 전류(I1)와 제2 전류감지부(23)로부터 감지된 제2 전류(I2)를 바탕으로 비율신호(Data_ratio)를 생성할 수 있다(S119).
비율신호(Data_ratio)는 제2 전류(I2)와 제1 전류(I1)의 비(I2/I1)를 나타내는 신호로서, 제1 및 제2 전류(I1, I2)가 디지털처리되는 경우 제2 신호(V2)와 제1 신호(V1)의 비(V2/V1)일 수도 있다.
제어부(17)는 비율신호(Data_ratio)를 설정치와 비교하여 조리용기의 부재 여부를 판단할 수 있다(S121).
비교 결과 비율신호가 설정치보다 작은 경우, 제어부(17)는 워킹코일(25) 상에 조리용기가 부재하는 것으로 판단할 수 있다(S123).
조리용기가 부재하는 것으로 판단되는 경우, 제어부(17)는 현재 조리중이든 현재 조리중이 아니든지에 관계없이 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)의 턴오프시켜 워킹코일(25)의 구동을 중지시킬 수 있다(S125)
즉, 조리용기가 부재하는 것으로 판단되고 현재 조리중인 경우, 제어부(17)는 조리 중에 조리용기가 치워진 것으로 판단하여, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)로 오프신호를 제공하여, 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 더 이상 구동되지 않게 하여 워킹코일(25)에 공진전류가 흐르지 않게 한다.
조리용기가 부재하는 것으로 판단되고 현재 조리중이 아닌 경우, 구동부(39)를 제어하여 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)에 오프신호를 제공하여 더 이상 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)가 동작되지 않도록 한다.
비교 결과 비율신호(Data_ratio)가 설정치보다 큰 경우, 워킹코일(25) 상에 조리용기가 존재하는 것으로 판단할 수 있다(S127).
조리용기가 존재하는 것으로 판단되는 경우 S111로 이동되고, 제어부(17)는 현재 조리중이면 지속적으로 제1 및 제2 스위칭부(19, 21)를 교번적으로 스위칭제어하여 워킹코일(25)이 구동되도록 한다.
조리용기가 존재하는 것으로 판단되는 경우 S111로 이동되고, 제어부(17)는 현재 조리중이 아니면 S113으로 이동되어 대기모드로 동작되도록 제어할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 감지장치는 유도가열조리기에 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 전원공급부로부터의 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부와, 워킹코일을 구동시키기 위해 상기 정류부로부터의 상기 직류전압을 상기 워킹코일에 교번적으로 인가하도록 스위칭제어되는 제1 및 제2 스위칭부를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치에 있어서,
    상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 제1 전류감지부;
    상기 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 상기 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 제2 전류감지부; 및
    상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 제어부를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 전류 각각을 디지털처리하여 제1 및 제2 신호를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 신호의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류 및 제2 전류를 바탕으로 비율신호를 생성하고,
    상기 비율신호와 설정치를 비교하여 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기의 조리용기감지장치.
  5. 전원공급부로부터의 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부와, 워킹코일을 구동시키기 위해 상기 정류부로부터의 상기 직류전압을 상기 워킹코일에 교번적으로 인가하도록 스위칭제어되는 제1 및 제2 스위칭부를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지방법에 있어서,
    상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 단계;
    상기 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 상기 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 단계를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계는,
    상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 전류 각각을 디지털처리하여 제1 및 제2 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 신호의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계는,
    상기 제1 전류 및 제2 전류를 바탕으로 비율신호를 생성하는 단계;
    상기 비율신호와 설정치를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 단계를 포함하는 유도가열조리기의 조리용기감지방법.
  9. 교류전압을 생성하는 전원공급부;
    상기 생성된 교류전압을 직류전압으로 정류하는 정류부;
    워킹코일을 구동시키기 위해 상기 정류부로부터의 상기 직류전압을 상기 워킹코일에 교번적으로 인가하도록 스위칭제어되는 제1 및 제2 스위칭부;
    상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 연결되어 상기 전원공급부와 상기 정류부 사이에 흐르는 제1 전류를 감지하는 제1 전류감지부;
    상기 제1 및 제2 스위칭부 사이의 노드와 상기 워킹코일 사이에 연결되어 상기 워킹코일에 흐르는 제2 전류를 감지하는 제2 전류감지부; 및
    상기 제1 및 제2 전류를 바탕으로 상기 워킹코일 상에 놓여지는 조리용기의 부재를 판단하는 제어부를 포함하는 유도가열조리기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류와 상기 제2 전류의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 및 제2 전류 각각을 디지털처리하여 제1 및 제2 신호를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 신호의 비를 바탕으로 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전류 및 제2 전류를 바탕으로 비율신호를 생성하고,
    상기 비율신호와 설정치를 비교하여 상기 조리용기의 부재를 판단하는 유도가열조리기.
PCT/KR2017/012236 2016-11-16 2017-11-01 조리용기감지장치, 조리용기감지방법 및 유도가열조리기 WO2018093073A1 (ko)

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