WO2018131844A1 - 유도 가열 조리기 - Google Patents

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WO2018131844A1
WO2018131844A1 PCT/KR2018/000296 KR2018000296W WO2018131844A1 WO 2018131844 A1 WO2018131844 A1 WO 2018131844A1 KR 2018000296 W KR2018000296 W KR 2018000296W WO 2018131844 A1 WO2018131844 A1 WO 2018131844A1
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WO
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heating coil
switching circuit
unit
control unit
circuit unit
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PCT/KR2018/000296
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Inventor
조봉진
한진욱
손승호
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to US16/477,753 priority patent/US11570855B2/en
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    • 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
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B6/1209—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1245—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements
    • H05B6/1272—Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements with more than one coil or coil segment per heating zone
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00—Safety arrangements
    • G05B9/02—Safety arrangements electric
    • G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating cooker including a synchronization circuit for a plurality of inverters, and more particularly, an induction heating in which one control unit controls a plurality of switching circuits to match operating frequencies and operating phases of heating coils. It is about a cooker.
  • an induction heating cooker causes a high frequency current to flow to a working coil or a heating coil, and when a strong magnetic force generated therethrough flows through the cooking vessel, an eddy current flows to heat the container itself. It is an electric cooking apparatus that performs a cooking function by.
  • the cooking vessel which is a magnetic material, generates heat by induction heating, and the early vessel itself is heated by the heat generated in this way to cook. You lose.
  • the inverter used in the induction heating electric cooker serves to switch the voltage applied to the heating coil so that a high frequency current flows in the heating coil.
  • Inverters typically drive a switching element composed of an insulate gate bipolar transistor (IGBT) to allow a high frequency current to flow in the heating coil so that a high frequency magnetic field is formed in the heating coil.
  • IGBT insulate gate bipolar transistor
  • a fail safe for an error operation of the inverter is controlled by a controller of a normally operating inverter controlling a switching circuit part included in an inverter having an error. It is to provide an induction heating cooker capable of performing).
  • An induction heating cooker including a first switching circuit unit for applying the first power to the first heating coil, a first control unit for controlling the first switching circuit unit, and And a second inverter including a second switching circuit unit for applying the second power to a second heating coil, and a second control unit for controlling the second switching circuit unit, wherein the first inverter includes the second switching circuit unit.
  • a first insulated signal transfer unit may be further configured to control an operation of the first control unit.
  • the first control unit may include an operating frequency of the second switching circuit unit and an operating frequency of the first switching circuit unit using the first insulated signal transfer unit. Can be matched.
  • An induction heating cooker includes a first switching circuit unit for applying the first power source to a first heating coil, a first control unit for controlling the first switching circuit unit, and the first control unit by the first control unit.
  • the control unit may be controlled by the first control unit through a transfer unit, and the second control unit may stop the control of the second switching circuit unit.
  • the first switching circuit unit may be controlled by the second control unit through the second isolated signal transfer unit.
  • the induction heating cooker according to the present invention can match the operating frequency and the operating phase for the plurality of heating coils by controlling the switching circuits included in the plurality of inverters with a single controller. Through this, noise generated by a plurality of coils operating at different frequencies may be removed, and output variations of the plurality of coils according to phase deviation may be improved. In addition, it is possible to improve the quietness of the induction heating cooker, and to improve the stability of the output and operation of the induction heating cooker.
  • the induction heating cooker when an error occurs in any one of the plurality of inverters, the control unit of the normally operating inverter by controlling the switching circuit part included in the inverter that is abnormal, failing for the error operation of the inverter It can perform a fail safe function.
  • the control unit of the normally operating inverter by controlling the switching circuit part included in the inverter that is abnormal, failing for the error operation of the inverter It can perform a fail safe function.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a driving circuit of an induction heating cooker operating the heating coil of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining in detail the components of an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • 4 to 7 are block diagrams for describing an operation of an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • an induction heating cooker includes a main body housing 10, a cooking plate 20, a user interface unit 30, and a driving circuit 40.
  • a cooking plate 20 capable of placing a container may be disposed on the body housing 10.
  • a user interface unit 30 for receiving a user input and displaying status information of the induction heating cooker is disposed, and the driving circuit 40 of the induction heating cooker is the main housing 10 It may be located at the bottom of).
  • the present invention is not limited thereto.
  • a plurality of heating coils 110 are provided below the cooking plate 20 to provide a heat source to the cooking plate 20.
  • the heating coils 110 may be disposed below the entire surface of the cooking plate 20.
  • the heating coils 110 may include a dual heating coil and a single heating coil, which are separated into an internal coil and an external coil.
  • the present invention is not limited thereto.
  • a driving circuit 40 for driving the heating coils 110 may be disposed below the cooking plate 20. A detailed description of the driving circuit 40 will be described later.
  • a user interface 30 for controlling the heating coils 110 may be disposed at one side of the upper portion of the main body housing 10.
  • the user interface unit 30 may include an operation unit including a plurality of operation buttons for receiving a command from a user, and a display unit for displaying information related to an operation state of the induction heating cooker.
  • the user interface 30 shown in FIG. 1 is only one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto and may be modified and used in various embodiments.
  • the user places the container on the cooking plate 20, and then sets a power level of the heating coil 110 on which the container is placed by pressing an operation button included in the user interface unit 30. May be supplied to the heating coil 110.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a driving circuit of an induction heating cooker operating the heating coil of FIG. 1.
  • the driving circuit 40 of the induction heating cooker includes a heating coil 110, a first inverter 120, a second inverter 130, and a PCB 140. Include.
  • the heating coil 110 includes a first heating coil 112 and a second heating coil 114.
  • High frequency power may be applied to each of the first heating coil 112 and the second heating coil 114. That is, the first heating coil 112 and the second heating coil 114 may be operated by different power sources. Thus, the maximum output of the heating coil 110 may be the sum of the maximum output that each heating coil can produce.
  • the first heating coil 112 may be disposed inside the heating coil 110, and the second heating coil 114 may be disposed outside the heating coil 110. Accordingly, the second heating coil 114 may be disposed outside the first heating coil 112, and the circumference of the second heating coil 114 may be larger than the circumference of the first heating coil 112.
  • the first heating coil 112 and the second heating coil 114 may be formed to be spaced apart from each other, and may be electrically separated from each other. In addition, the first heating coil 112 and the second heating coil 114 may be operated by different power sources.
  • the first inverter 120 may control the operation of the first heating coil 112. In addition, the first inverter 120 may provide operating power to the first heating coil 112. For example, the first inverter 120 may provide a first power source to the first heating coil 112.
  • the second interleaver 130 may control the operation of the second heating coil 114.
  • the second interleaver 130 may provide operating power to the second heating coil 114.
  • the second inverter 130 may provide a second power source different from the first power source to the second heating coil 114.
  • the second interleaver 130 may include a structure substantially the same as that of the first inverter 120.
  • the PCB 140 may control the first heating coil 112 and the second heating coil 114.
  • the PCB 140 may receive state information regarding each operation from the first inverter 120 and the second interlock 130.
  • the PCB 140 may serve as a bridge for exchanging data between the first inverter 120 and the second interlock 130.
  • the PCB 140 may receive and provide status information on the operation of the second heating coil 114 received from the second interlock 130 to the first inverter 120, and vice versa. It can work. However, the present invention is not limited thereto.
  • the first inverter 120 and the second inverter 130 operate independently of each other, and may be electrically separated from each other. However, the first inverter 120 and the second inverter 130 may exchange data with each other through an insulating signal transmission unit (for example, a photo transistor and a photo diode). Detailed description thereof will be described later.
  • an insulating signal transmission unit for example, a photo transistor and a photo diode.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining in detail the components of an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • the first inverter 120 operates the first heating coil 112, and the second inverter 130 is the second heating coil 114. ).
  • the first inverter 120 includes a first control unit 121, a first insulated signal transmission unit 123, a first switching circuit unit 125, and a first power supply unit 127.
  • the first controller 121 controls the operations of the first isolated signal transfer unit 123 and the first switching circuit unit 125.
  • the first control unit 121 may operate by receiving a first power from the first power supply unit 127.
  • the first controller 121 may receive state information of another heating coil from the PCB 140.
  • the first control unit 121 controls the first switching circuit unit 125 to determine whether to operate the first heating coil 112, and to control the operating frequency and operating phase of the first heating coil 112. Can be.
  • the first control unit 121 may adjust an operating frequency or an operating phase of the first switching circuit unit 125 based on the state information received from the PCB 140.
  • the first control unit 121 may transmit a control signal of the second heating coil 114 to the second switching circuit unit 135 through the first insulating signal transfer unit 123. In this way, the first controller 121 may determine whether the second heating coil 114 is operated and control the operating frequency and the operating phase. However, in this case, the second switching circuit unit 135 operates by using the control signal of the first control unit 121 in preference to the control signal of the second control unit 131. Detailed description thereof will be described later.
  • the first isolated signal transfer unit 123 may transfer the control signal received from the first control unit 121 to the second switching circuit unit 135 of the second interleaver 130.
  • the first isolated signal transmission unit 123 may transmit a signal using the light emitting unit and the light receiving unit insulated from each other, or may transmit a signal using light between two insulated terminals. Can be.
  • the first terminal for receiving the control signal from the first control unit 121 and the second terminal for transmitting the control signal to the second switching circuit unit 135 are electrically insulated from the first terminal to the second terminal.
  • Signal can be transmitted in a direction.
  • the first isolated signal transfer unit 123 may include an isolated photo transistor and an isolated photo diode.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first switching circuit unit 125 may control the operation of the first heating coil 112.
  • the first switching circuit unit 125 may include a plurality of switching elements, and each element may be controlled by a control signal of the first controller 121.
  • the first switching circuit unit 125 may include an IGBT transistor or a relay switch, but the present invention is not limited thereto.
  • the first power supply unit 127 may transfer power to the components included in the first inverter 120.
  • the first power supply unit 127 may provide power to the first control unit 121, the first insulating signal transfer unit 123, and the first switching circuit unit 125, and the first switching circuit unit 125. ) May provide power to the first heating coil 112.
  • the second interlock 130 has a structure substantially the same as that of the first inverter 120.
  • the second interlock 130 includes a second control unit 131, a second insulated signal transmission unit 133, a second switching circuit unit 135, and a second power supply unit 137.
  • the second controller 131 controls the operations of the second insulated signal transmitter 133 and the second switching circuit 135.
  • the second control unit 131 may operate by receiving power from the second power supply unit 137 different from the first power supply unit 127.
  • the second control unit 131 may receive state information of the first heating coil 112 from the PCB 140.
  • the second controller 131 may control the second switching circuit unit 135 to determine whether to operate the second heating coil 112, and to control an operating frequency and an operating phase of the second heating coil 112. Like the first control unit 121, the second control unit 131 may adjust an operating frequency or an operating phase of the second switching circuit unit 135 based on the state information received from the PCB 140.
  • the second control unit 131 may transmit a control signal of the first heating coil 112 to the first switching circuit unit 125 through the second insulated signal transmission unit 133. In this way, the second control unit 131 may determine whether the first heating coil 112 is operated and control the operating frequency and the operating phase. However, in this case, the first isolated signal transfer unit 123 operates using the control signal of the second control unit 131 in preference to the control signal of the first control unit 121. Detailed description thereof will also be described later.
  • the second isolated signal transmitter 133 may transfer the control signal received from the second controller 131 to the first isolated signal transmitter 123 of the first inverter 120.
  • the second isolated signal transmitter 133 may be substantially the same as the first isolated signal transmitter 123.
  • the second switching circuit unit 135 may control the operation of the second heating coil 112.
  • the second switching circuit unit 135 may include a plurality of switching elements, and each element may be controlled by a control signal of the second control unit 131.
  • the second switching circuit unit 135 may include an IGBT transistor or a relay switch, but the present invention is not limited thereto.
  • the second power supply unit 137 may transfer power to the components included in the second inverter 130.
  • the second power supply unit 137 may provide power to the second control unit 131, the second insulated signal transmission unit 133, and the second switching circuit unit 135, and the second switching circuit unit 135. ) May provide power to the second heating coil 112.
  • 4 to 7 are block diagrams for describing an operation of an induction heating cooker according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 relates to a method of driving an induction heating cooker when only the first heating coil 112 is operated in the induction heating cooker of the present invention.
  • the first controller 121 of the first inverter 120 receives a driving command from the PCB 140 and transmits a control signal to the first switching circuit unit 125.
  • the first control unit 121 may receive a user's control command received from the user interface unit 30 through the PCB 140. Based on this, the first controller 121 may determine whether to operate the first heating coil 112 and adjust the output of the first heating coil 112.
  • the first power supply unit 127 provides driving power to the first control unit 121 and the first switching circuit unit 125.
  • the first power supply unit 127 may not provide power to the first isolated signal transfer unit 123 which does not need driving. In other words, by not providing power to an unused device, power consumption can be efficiently operated.
  • the first controller 121 may transmit information about the operating state of the first heating coil 112 to the PCB 140.
  • the PCB 140 may display information on an operation state of the first heating coil 112 on the user interface unit 30.
  • the second control unit 131 of the second interlock 130 may be in a rest state, and may receive power required for the standby operation from the second power supply unit 137.
  • FIG. 5 relates to a method of driving an induction heating cooker when only the second heating coil 114 of the outside is to be operated in the induction heating cooker of the present invention.
  • the second controller 131 of the second inverter 130 receives a driving command from the PCB 140 and transmits a control signal to the second switching circuit unit 135.
  • the second controller 131 may receive a user's control command received from the user interface unit 30 through the PCB 140. Based on this, the second controller 131 may determine whether to operate the second heating coil 112 and adjust the output of the second heating coil 114.
  • the second power supply unit 137 provides driving power to the second control unit 131 and the second switching circuit unit 135.
  • the second power supply unit 137 may not provide power to the second insulated signal transmission unit 133 which does not need driving. In other words, by not providing power to an unused device, power consumption can be efficiently operated.
  • the second controller 131 may transmit information regarding the operating state of the second heating coil 112 to the PCB 140.
  • the PCB 140 may display information on an operation state of the second heating coil 112 on the user interface unit 30.
  • the first control unit 121 of the first inverter 120 may be in a rest state, and may receive power required for standby operation from the first power supply unit 127.
  • FIG. 6 illustrates a method of driving an induction heating cooker when an inner first heating coil 112 and an outer second heating coil 114 are simultaneously operated in an induction heating cooker of the present invention. It is about.
  • the first control unit 121 of the first inverter 120 may have a higher priority than the second control unit 131 of the second inverter 130, and the first control unit 121 may become the main control unit.
  • the first heating coil 112 and the second heating coil 114 can be controlled.
  • the first controller 121 of the first inverter 120 receives a driving command from the PCB 140 and transmits a driving signal to the first switching circuit unit 125.
  • the first controller 121 receives whether the second interlock 130 is operated through the PCB 140. In detail, the first controller 121 receives information regarding an operating state and an output state of the second heating coil 114.
  • the first controller 121 may determine whether the first heating coil 112 and the second heating coil 114 currently operate simultaneously based on the information received from the PCB 140.
  • the first control unit 121 adjusts the output frequency and output phase of the first heating coil 112 and the first heating coil 112. In order to fit, the control signal is transmitted to the second switching circuit unit 135 in place of the second control unit 131. In this case, the first control unit 121 may transmit a control signal to the second switching circuit unit 135 through the first insulating signal transfer unit 123.
  • the first isolated signal transfer unit 123 electrically insulates the first inverter 120 from the second inverter 130 and receives the control signal received from the first control unit 121 for the second time. It may be transferred to the switching circuit unit 135. As a result, the first inverter 120 and the second inverter 130 may be operated by different power sources while minimizing the mutual influence.
  • the second switching circuit unit 135 may receive power from the second power supply unit 137 and transmit the power to the second heating coil 114. That is, since the first heating coil 112 receives power from the first power supply unit 127, and the second heating coil 114 receives power from the second power supply unit 137, the induction heating cooker of the present invention. The maximum output can be doubled when using only one power supply.
  • the second insulated signal transmitter 133 included in the second interlock 130 may not perform any function, and the second power supply 137 may be connected to the second insulated signal transmitter 133. It may not provide power.
  • the second controller 131 may receive only the operation state and output information of the second heating coil 114 from the second switching circuit unit 135 and transmit the received information to the PCB 140.
  • the PCB 140 may transmit the received information about the second heating coil 114 to the first controller 121.
  • the second switching circuit unit 135 may receive a control command from the second control unit 131. However, even in this case, the operation of the second switching circuit unit 135 may operate with a high priority on the control command received from the first control unit 121. That is, when the second switching circuit unit 135 receives the control signal from both the second control unit 131 and the first control unit 121, the second switching circuit unit 135 is the first insulated signal transfer unit 123. It may operate based on the control command of the first control unit 121 received through the. Through this, the induction heating cooker of the present invention can be controlled by the operation of a plurality of heating coils by a single control unit.
  • the 1st heating coil 112 and the 2nd heating coil 114 are the same. Can operate in frequency and in phase.
  • the first controller 121 may match the magnitude of the output of the first heating coil 112 and the output of the second heating coil 114.
  • the first control unit 121 may control an operation phase of the first heating coil 112 and an operation phase of the second heating coil 114 to prevent phase deviation from occurring.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the induction heating cooker of the present invention can remove the noise generated in the plurality of coils operating at different frequencies, and can improve the output deviation of the plurality of coils according to the phase deviation. In addition, it is possible to improve the quietness of the induction heating cooker, and to improve the stability of the output and operation of the induction heating cooker.
  • the induction heating cooker of the present invention may operate in the same manner as described above.
  • the controller of a normally operating inverter controls a switching circuit part included in the inverter that has an abnormality, thereby performing a fail safe function for an error operation of the inverter. can do.
  • the present invention can operate normally even if any one of the plurality of inverter breakdown, can reduce the repair cost, the operation stability of the induction cooker can be improved, customer satisfaction can be increased have.
  • the second control unit 131 has a higher priority than the first control unit 121 and controls the first switching circuit unit 125 and the second switching circuit unit 135. The case is shown.
  • the first control unit 121 may have a higher priority than the second control unit 131. However, when it is determined that the first control unit 121 does not operate normally, the PCB 140 gives the second control unit 131 a higher priority than the first control unit 121, so that the second control unit 131 makes a second priority. Both the first switching circuit unit 125 and the second switching circuit unit 135 may be controlled.
  • the operation method of the second control unit 131 may be substantially the same as the operation method of the first control unit 121 described above with reference to FIG. 6.
  • the second controller 131 receives information about an operating state and an output state of the first heating coil 112.
  • the second control unit 131 may determine whether the first heating coil 112 and the second heating coil 114 operate simultaneously based on the information received from the PCB 140.
  • the second control unit 131 adjusts the output frequency and output phase of the first heating coil 112 and the first heating coil 112.
  • the control signal is transmitted to the first switching circuit unit 125 in place of the first control unit 121.
  • the second controller 131 may transmit a control signal to the first switching circuit unit 125 through the second insulated signal transmission unit 133.
  • the first isolated signal transfer unit 123 may not perform any operation at this stage.
  • the first controller 121 may receive only the operation state and output information of the first heating coil 112 through the first switching circuit unit 125 and transmit the received information to the PCB 140.
  • the PCB 140 may transmit the received information about the first heating coil 112 to the second control unit 131.
  • the first switching circuit unit 125 may receive a control command from the first control unit 121. However, even in this case, the first switching circuit unit 125 may operate based on a control command of the second control unit 131 having a higher priority than the first control unit 121. Through this, the induction heating cooker of the present invention can be controlled by the operation of a plurality of heating coils by a single control unit.
  • the 1st heating coil 112 and the 2nd heating coil 114 are the same. Can operate in frequency and in phase.
  • the induction heating cooker of the present invention can remove the noise generated in the plurality of coils operating at different frequencies, and can improve the output deviation of the plurality of coils according to the phase deviation. In addition, it is possible to improve the quietness of the induction heating cooker, and to improve the stability of the output and operation of the induction heating cooker.
  • the induction heating cooker of the present invention may operate normally as the second control unit 131 becomes a main control unit.
  • the induction heating cooker of the present invention controls the switching circuit unit included in the inverter in which the abnormally operating inverter fails, thereby failing safe operation of the inverter. You can perform a fail safe function. Through this, even if any of the control unit of the plurality of inverters can be operated normally, it is possible to reduce the repair cost, the operation stability of the induction heating cooker can be improved, the customer's satisfaction can be increased.

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Abstract

본 발명은 복수의 인버터에 대한 동기화 회로를 포함하는 유도 가열 조리기에 관한 것으로, 제1 가열 코일에 제1 전원을 인가하는 제1 스위칭 회로부와, 제1 스위칭 회로부를 제어하는 제1 제어부를 포함하는 제1 인버터, 및 제2 가열 코일에 제2 전원을 인가하는 제2 스위칭 회로부와, 제2 스위칭 회로부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 제2 인버터를 포함하되, 제1 인버터는, 제2 스위칭 회로부의 동작을 제어하는 제1 절연형 신호 전달부를 더 포함하고, 제1 제어부는, 제1 절연형 신호 전달부를 이용하여, 제2 스위칭 회로부의 동작 주파수와 제1 스위칭 회로부의 동작 주파수를 일치시킬 수 있다.

Description

유도 가열 조리기
본 발명은 복수의 인버터에 대한 동기화 회로를 포함하는 유도 가열 조리기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 제어부가 복수의 스위칭 회로부를 제어하여 가열 코일들의 동작 주파수 및 동작 위상을 일치시킬 수 있는 유도 가열 조리기에 관한 것이다.
일반적으로 유도 가열 조리기는 워킹 코일(Working Coil) 또는 가열 코일에 고주파의 전류를 흐르게 하고, 이로 인하여 발생하는 강력한 자력선이 조리용기를 통과할 때 와류전류(Eddy Current)가 흘러 용기 자체가 가열되는 방식에 의해서 조리 기능을 수행하는 전기조리 장치이다.
이러한 유도 가열 조리기의 기본적인 가열 원리를 살펴보면 가열 코일에 전류가 인가됨에 따라 자성체인 조리 용기가 유도(Induction) 가열에 의해 열을 생성하고, 이와 같이 생성된 열에 의하여 조기 용기 자체가 가열되어 조리가 이루어지게 된다.
유도 가열 전기 조리기에 이용되는 인버터는 가열 코일에 고주파 전류가 흐르도록 가열 코일에 인가되는 전압을 스위칭하는 역할을 한다. 인버터는 통상 IGBT(insulate Gate Bipolar Transistor)로 이루어진 스위칭 소자를 구동시킴으로써 고주파의 전류를 가열 코일에 흐르도록 하여 가열 코일에 고주파 자계가 형성하도록 한다.
이와 같은 유도 가열 조리기에 2개의 가열 코일이 구비되는 경우, 상기 2개의 가열 코일을 동시 동작 시키기 위해서는 두 개의 인버터가 필요하다. 다만, 1개의 용기를 2개의 인버터를 이용하여 동시에 가열시키는 경우, 2개의 가열 코일의 동작 주파수 및 동작 위상의 불일치 현상이 발생할 수 있다.
이 경우, 유도 가열 조리기기에서 동작 주파수의 불일치에 의한 소음 발생 및 위상 편차에 따른 출력 편차가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 단일 제어부로 복수의 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 복수의 가열 코일에 대한 동작 주파수 및 동작 위상을 일치시킬 수 있는 유도 가열 조리기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 인버터 중 어느 하나에 이상이 발생하는 경우, 정상 동작하는 인버터의 제어부가 이상이 발생한 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 인버터의 에러 동작에 대한 페일 세이프(fail safe) 기능을 수행할 수 있는 유도 가열 조리기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리기는, 제1 가열 코일에 상기 제1 전원을 인가하는 제1 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부를 제어하는 제1 제어부를 포함하는 제1 인버터, 및 제2 가열 코일에 상기 제2 전원을 인가하는 제2 스위칭 회로부와, 상기 제2 스위칭 회로부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 제2 인버터를 포함하되, 상기 제1 인버터는, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작을 제어하는 제1 절연형 신호 전달부를 더 포함하고, 상기 제1 제어부는, 상기 제1 절연형 신호 전달부를 이용하여, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작 주파수와 상기 제1 스위칭 회로부의 동작 주파수를 일치시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유도 가열 조리기는, 제1 가열 코일에 상기 제1 전원을 인가하는 제1 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부를 제어하는 제1 제어부와, 상기 제1 제어부에 의해 제어되는 제1 절연형 신호 전달부를 포함하는 제1 인버터, 및 상기 제2 가열 코일에 상기 제2 전원을 인가하는 제2 스위칭 회로부와, 상기 제2 스위칭 회로부를 제어하는 제2 제어부와, 상기 제2 제어부에 의해 제어되는 제2 절연형 신호 전달부를 포함하는 제2 인버터를 포함하되, 상기 제1 인버터와 상기 제2 인터버가 동시에 동작하는 경우, 상기 제2 스위칭 회로부는 상기 제1 절연형 신호 전달부를 통해 상기 제1 제어부에 의해 제어되고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 스위칭 회로부에 대한 제어를 중단할 수 있다.
또한, 상기 제1 제어부 또는 상기 제1 절연형 신호 전달부에 에러가 발생하는 경우, 상기 제1 스위칭 회로부는 상기 제2 절연형 신호 전달부를 통해 상기 제2 제어부에 의해 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 유도 가열 조리기는, 단일 제어부로 복수의 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 복수의 가열 코일에 대한 동작 주파수 및 동작 위상을 일치시킬 수 있다. 이를 통해, 서로 다른 주파수로 동작하는 복수의 코일에서 발생하는 소음을 제거하고, 위상 편차에 따른 복수의 코일의 출력 편차를 개선할 수 있다. 또한, 유도 가열 조리기의 정숙성을 향상시킬 수 있으며, 유도 가열 조리기의 출력 및 동작의 안정성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유도 가열 조리기는 복수의 인버터 중 어느 하나에 이상이 발생하는 경우, 정상 동작하는 인버터의 제어부가 이상이 발생한 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 인버터의 에러 동작에 대한 페일 세이프(fail safe) 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 복수의 인버터 중 어느 하나의 제어부에 고장이 발생하더라도, 유도 가열 조리기가 정상적으로 동작하므로 수리 비용을 절감할 수 있으며, 유도 가열 조리기의 동작 안정성이 개선될 수 있어 소비자의 만족도가 높아진다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 가열 코일을 동작시키는 유도 가열 조리기의 구동 회로를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기의 구성 요소를 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기를 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유도 가열 조리기에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기는 본체 하우징(10), 조리판(20), 사용자 인터페이스부(30), 구동 회로(40)를 포함한다.
본체 하우징(10) 상에는 용기를 올려 놓을 수 있는 조리판(20)이 배치될 수 있다. 본체 하우징(10)의 상면의 일측에는 사용자의 입력을 수신하고, 유도 가열 조리기의 상태 정보를 표시하는 사용자 인터페이스부(30)가 배치되며, 유도 가열 조리기의 구동 회로(40)는 본체 하우징(10)의 하부에 위치할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본체 하우징(10)의 내부에는 조리판(20) 하부에 설치되어 조리판(20)에 열원을 제공하기 위한 복수의 가열 코일(110)이 마련된다. 이 가열 코일(110)들은 조리판(20)의 전면에 걸쳐 그 하부에 배치될 수 있다. 상기 가열 코일(110)들은, 내부 코일과 외부 코일로 분리되어 이루어진 듀얼 가열 코일과, 싱글 가열 코일이 포함될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
조리판(20)의 하부에는 가열 코일(110)들을 구동시키기 위한 구동 회로(40)가 배치될 수 있다. 구동 회로(40)에 대한 구체적인 설명은 이하에서 후술하도록 한다.
본체 하우징(10)의 상부의 일측에는 가열 코일(110)들을 제어하기 위한 사용자 인터페이스부(30)가 배치될 수 있다. 사용자 인터페이스부(30)는 사용자로부터 명령을 입력 받는 복수의 조작 버튼으로 구성된 조작부와, 유도 가열 조리기의 동작 상태에 관련된 정보를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 나타난 사용자 인터페이스부(30)는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 여러 실시예로 변경되어 사용될 수 있다.
사용자는 용기를 조리판(20)에 올려놓은 뒤, 사용자 인터페이스부(30)에 포함된 조작 버튼을 눌러 용기가 놓인 가열 코일(110)의 파워 레벨을 설정함으로써, 상기 파워 레벨에 상응하는 고주파 전원을 가열 코일(110)에 공급할 수 있다.
이하에서는, 가열 코일(110)에 고주파 전원을 공급하는 구동 회로(40)의 구조와 동작에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 도 1의 가열 코일을 동작시키는 유도 가열 조리기의 구동 회로를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 조리기의 구동 회로(40)는 가열 코일(110), 제1 인버터(120), 제2 인터버(130), PCB(140)를 포함한다.
가열 코일(110)은 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)을 포함한다.
각각의 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)에는 고주파의 전원이 인가될 수 있다. 즉, 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)은 서로 다른 전원에 의해 동작할 수 있다. 따라서, 가열 코일(110)의 최대 출력은 각각의 가열 코일들이 낼 수 있는 최대 출력의 합이 될 수 있다.
이때, 제1 가열 코일(112)은 가열 코일(110)의 내측에 배치되고, 제2 가열 코일(114)은 가열 코일(110)의 외측에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 가열 코일(114)은 제1 가열 코일(112)의 외측에 배치되며, 제2 가열 코일(114)의 원주는 제1 가열 코일(112)의 원주보다 크게 형성될 수 있다.
제1 가열 코일(112)와 제2 가열 코일(114)는 서로 이격되도록 형성되며, 전기적으로 분리되어 동작할 수 있다. 또한, 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)은 서로 다른 전원에 의해 동작할 수 있다.
제1 인버터(120)는 제1 가열 코일(112)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제1 인버터(120)는 제1 가열 코일(112)에 동작 전원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 인버터(120)는 제1 가열 코일(112)에 제1 전원을 제공할 수 있다.
마찬가지로, 제2 인터버(130)는 제2 가열 코일(114)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제2 인터버(130)는 제2 가열 코일(114)에 동작 전원을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 인버터(130)는 제2 가열 코일(114)에 제1 전원과 다른 제2 전원을 제공할 수 있다.
제2 인터버(130)는 제1 인버터(120)와 실질적으로 동일한 구조를 포함할 수 있다.
PCB(140)는 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)을 제어할 수 있다. PCB(140)는 제1 인버터(120) 및 제2 인터버(130)로부터 각각의 동작에 관한 상태 정보를 수신할 수 있다. 또한, PCB(140)는 제1 인버터(120)와 제2 인터버(130) 사이의 데이터를 교환하는 브릿지 역할을 할 수 있다.
예를 들어, PCB(140)는 제2 인터버(130)로부터 수신한 제2 가열 코일(114)의 동작에 대한 상태 정보를 수신하여 제1 인버터(120)에 제공할 수 있고, 그 반대로도 동작할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 인버터(120)와 제2 인터버(130)는 서로 독립적으로 동작하며, 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 다만, 제1 인버터(120)와 제2 인터버(130)는 절연형 신호 전달부(예를 들어, 포토 트랜지스터, 포토 다이오드)를 통해 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기의 구성 요소를 구체적으로 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기에서 제1 인버터(120)는 제1 가열 코일(112)을 동작시키고, 제2 인터버(130)는 제2 가열 코일(114)를 동작시킨다.
구체적으로, 제1 인버터(120)는 제1 제어부(121), 제1 절연형 신호 전달부(123), 제1 스위칭 회로부(125), 제1 전원부(127)를 포함한다.
제1 제어부(121)는 제1 절연형 신호 전달부(123)와 제1 스위칭 회로부(125)의 동작을 제어한다. 제1 제어부(121)는 제1 전원부(127)로부터 제1 전원을 인가 받아 동작할 수 있다. 제1 제어부(121)는 PCB(140)로부터 다른 가열 코일의 상태 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 제1 제어부(121)는 제1 스위칭 회로부(125)를 제어하여 제1 가열 코일(112)의 동작 여부를 결정하고, 제1 가열 코일(112)의 동작 주파수 및 동작 위상을 제어할 수 있다. 제1 제어부(121)는 PCB(140)로부터 수신한 상태 정보를 기초로, 제1 스위칭 회로부(125)의 동작 주파수 또는 동작 위상을 조절할 수 있다.
또한, 제1 제어부(121)는 제1 절연형 신호 전달부(123)를 통하여, 제2 스위칭 회로부(135)에 제2 가열 코일(114)의 제어 신호를 전달할 수 있다. 이를 통해, 제1 제어부(121)는 제2 가열 코일(114)의 동작 여부를 결정하고, 동작 주파수 및 동작 위상을 제어할 수 있다. 다만, 이 경우, 제2 스위칭 회로부(135)는 제2 제어부(131)의 제어 신호에 우선하여 제1 제어부(121)의 제어 신호를 이용해 동작하게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
제1 절연형 신호 전달부(123)는 제1 제어부(121)로부터 수신한 제어 신호를 제2 인터버(130)의 제2 스위칭 회로부(135)에 전달할 수 있다. 이때, 제1 절연형 신호 전달부(123)는 도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 서로 절연된 발광부와 수광부를 이용하여 신호를 전달하거나, 절연된 두 개의 단자 사이를 빛을 이용하여 신호를 전달할 수 있다.
구체적으로, 제1 제어부(121)로부터 제어 신호를 수신하는 제1 단자와, 제2 스위칭 회로부(135)에 제어 신호를 전달하는 제2 단자는 전기적으로 절연된 상태에서 제1 단자에서 제2 단자 방향으로 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연형 신호 전달부(123)는 절연형 포토 트랜지스터, 절연형 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 스위칭 회로부(125)는 제1 가열 코일(112)의 동작을 제어할 수 있다. 제1 스위칭 회로부(125)는 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 각각의 소자는 제1 제어부(121)의 제어 신호에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제1 스위칭 회로부(125)는 IGBT 트랜지스터 또는 릴레이 스위치를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전원부(127)는 제1 인버터(120)에 포함된 구성요소에 전력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 전원부(127)는 제1 제어부(121), 제1 절연형 신호 전달부(123) 및 제1 스위칭 회로부(125)에 전력을 제공할 수 있고, 제1 스위칭 회로부(125)를 통해 제1 가열 코일(112)에 전력을 제공할 수 있다.
제2 인터버(130)는 제1 인버터(120)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 구체적으로, 제2 인터버(130)는 제2 제어부(131), 제2 절연형 신호 전달부(133), 제2 스위칭 회로부(135), 제2 전원부(137)를 포함한다.
제2 제어부(131)는 제2 절연형 신호 전달부(133)와 제2 스위칭 회로부(135)의 동작을 제어한다. 제2 제어부(131)는 제1 전원부(127)와 다른 제2 전원부(137)로부터 전력을 인가 받아 동작할 수 있다. 제2 제어부(131)는 PCB(140)로부터 제1 가열 코일(112)의 상태 정보를 수신할 수 있다.
제2 제어부(131)는 제2 스위칭 회로부(135)를 제어하여 제2 가열 코일(112)의 동작 여부를 결정하고, 제2 가열 코일(112)의 동작 주파수 및 동작 위상을 제어할 수 있다. 제1 제어부(121)와 마찬가지로, 제2 제어부(131)는 PCB(140)로부터 수신한 상태 정보를 기초로, 제2 스위칭 회로부(135)의 동작 주파수 또는 동작 위상을 조절할 수 있다.
또한, 제2 제어부(131)는 제2 절연형 신호 전달부(133)를 통하여, 제1 스위칭 회로부(125)에 제1 가열 코일(112)의 제어 신호를 전달할 수 있다. 이를 통해, 제2 제어부(131)는 제1 가열 코일(112)의 동작 여부를 결정하고, 동작 주파수 및 동작 위상을 제어할 수 있다. 다만, 이 경우, 제1 절연형 신호 전달부(123)는 제1 제어부(121)의 제어 신호에 우선하여 제2 제어부(131)의 제어 신호를 이용해 동작하게 된다. 이에 대한 자세한 설명도 후술하도록 한다.
제2 절연형 신호 전달부(133)는 제2 제어부(131)로부터 수신한 제어 신호를 제1 인버터(120)의 제1 절연형 신호 전달부(123)에 전달할 수 있다. 이때, 제2 절연형 신호 전달부(133)는 제1 절연형 신호 전달부(123)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 스위칭 회로부(135)는 제2 가열 코일(112)의 동작을 제어할 수 있다. 제2 스위칭 회로부(135)는 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있으며, 각각의 소자는 제2 제어부(131)의 제어 신호에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 제2 스위칭 회로부(135)는 IGBT 트랜지스터, 또는 릴레이 스위치를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전원부(137)는 제2 인버터(130)에 포함된 구성요소에 전력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제2 전원부(137)는 제2 제어부(131), 제2 절연형 신호 전달부(133) 및 제2 스위칭 회로부(135)에 전력을 제공할 수 있고, 제2 스위칭 회로부(135)를 통해 제2 가열 코일(112)에 전력을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기를 동작 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유도 가열 조리기를 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 유도 가열 조리기에서 내측의 제1 가열 코일(112)만을 동작시키고자 할 때의 유도 가열 조리기의 구동 방법에 관한 것이다.
이때, 제1 인버터(120)의 제1 제어부(121)는 PCB(140)로부터 구동 명령을 수신하고, 제1 스위칭 회로부(125)에 제어 신호를 전달한다.
제1 제어부(121)는 사용자 인터페이스부(30)로부터 입력 받은 사용자의 제어 명령을 PCB(140)를 통해 수신할 수 있다. 이를 기초로, 제1 제어부(121)는 제1 가열 코일(112)의 동작 여부를 결정하고, 제1 가열 코일(112)의 출력을 조절할 수 있다.
제1 전원부(127)는 제1 제어부(121)와 제1 스위칭 회로부(125)에 구동 전력을 제공한다. 이때, 제1 전원부(127)는 구동이 불필요한 제1 절연형 신호 전달부(123)에는 전력을 제공하지 않을 수 있다. 즉, 사용하지 않는 소자에 전력을 제공하지 않음으로써, 소비 전력을 효율적으로 운용할 수 있다.
도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 제1 제어부(121)는 제1 가열 코일(112)의 동작 상태에 관한 정보를 PCB(140)에 전달할 수 있다. PCB(140)는 제1 가열 코일(112)의 동작 상태에 관한 정보를 사용자 인터페이스부(30)에 디스플레이 할 수 있다.
이때, 제2 인터버(130)의 제2 제어부(131)는 휴지 상태이며, 제2 전원부(137)로부터 대기 동작에 필요한 전력을 제공받을 수 있다.
도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 유도 가열 조리기에서 외측의 제2 가열 코일(114)만을 동작시키고자 할 때의 유도 가열 조리기의 구동 방법에 관한 것이다.
이때, 제2 인버터(130)의 제2 제어부(131)는 PCB(140)로부터 구동 명령을 수신하고, 제2 스위칭 회로부(135)에 제어 신호를 전달한다.
제2 제어부(131)는 사용자 인터페이스부(30)로부터 입력 받은 사용자의 제어 명령을 PCB(140)를 통해 수신할 수 있다. 이를 기초로, 제2 제어부(131)는 제2 가열 코일(112)의 동작 여부를 결정하고, 제2 가열 코일(114)의 출력을 조절할 수 있다.
제2 전원부(137)는 제2 제어부(131)와 제2 스위칭 회로부(135)에 구동 전력을 제공한다. 이때, 제2 전원부(137)는 구동이 불필요한 제2 절연형 신호 전달부(133)에는 전력을 제공하지 않을 수 있다. 즉, 사용하지 않는 소자에 전력을 제공하지 않음으로써, 소비 전력을 효율적으로 운용할 수 있다.
도면에 명확하게 도시하지는 않았으나, 제2 제어부(131)는 제2 가열 코일(112)의 동작 상태에 관한 정보를 PCB(140)에 전달할 수 있다. PCB(140)는 제2 가열 코일(112)의 동작 상태에 관한 정보를 사용자 인터페이스부(30)에 디스플레이 할 수 있다.
이때, 제1 인버터(120)의 제1 제어부(121)는 휴지 상태이며, 제1 전원부(127)로부터 대기 동작에 필요한 전력을 제공받을 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 유도 가열 조리기에서 내측의 제1 가열 코일(112)과 외측의 제2 가열 코일(114)을 동시에 동작시키고자 할 때의 유도 가열 조리기의 구동 방법에 관한 것이다.
이때, 제1 인버터(120)의 제1 제어부(121)는 제2 인터버(130)의 제2 제어부(131)보다 높은 우선권을 가질 수 있고, 제1 제어부(121)가 메인 제어부가 되어 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제1 인버터(120)의 제1 제어부(121)는 PCB(140)로부터 구동 명령을 수신하고, 제1 스위칭 회로부(125)에 구동 신호를 전달한다.
제1 제어부(121)는 제2 인터버(130)의 동작 여부를 PCB(140)를 통해 수신한다. 구체적으로, 제1 제어부(121)는 제2 가열 코일(114)의 동작 상태 및 출력 상태에 관한 정보를 수신한다.
제1 제어부(121)는 PCB(140)로부터 수신한 정보를 기초로, 현재 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)이 동시에 동작하는지 여부를 판단할 수 있다.
제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)이 동시에 동작하는 경우, 제1 제어부(121)는 제1 가열 코일(112)과 제1 가열 코일(112)의 출력 주파수 및 출력 위상을 맞추기 위해, 제2 제어부(131)를 대신하여 제2 스위칭 회로부(135)에 제어 신호를 전달한다. 이때, 제1 제어부(121)는 제1 절연형 신호 전달부(123)를 통하여 제2 스위칭 회로부(135)에 제어 신호를 전달할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 제1 절연형 신호 전달부(123)는 제1 인버터(120)와 제2 인터버(130)를 전기적으로 절연하면서, 제1 제어부(121)로부터 수신한 제어 신호를 제2 스위칭 회로부(135)에 전달할 수 있다. 이를 통해, 제1 인버터(120)와 제2 인터버(130)는 상호 간의 영향을 최소화 한 채, 서로 다른 전원에 의해 동작할 수 있다.
이때, 제2 스위칭 회로부(135)는 제2 전원부(137)로부터 전력을 제공받아 제2 가열 코일(114)에 전달할 수 있다. 즉, 제1 가열 코일(112)은 제1 전원부(127)로부터 전력을 전달받고, 제2 가열 코일(114)은 제2 전원부(137)로부터 전력을 전달받기에, 본 발명의 유도 가열 조리기의 최대 출력은 하나의 전원부만을 사용한 경우보다 두배로 증가될 수 있다.
이때, 제2 인터버(130)에 포함된 제2 절연형 신호 전달부(133)는 아무런 기능을 수행하지 않을 수 있고, 제2 전원부(137)는 제2 절연형 신호 전달부(133)에 전력을 제공하지 않을 수 있다.
제2 제어부(131)는 제2 스위칭 회로부(135)로부터 제2 가열 코일(114)의 동작 상태 및 출력 정보만을 수신하여 PCB(140)에 전달할 수 있다. PCB(140)는 수신한 제2 가열 코일(114)에 관한 정보를 제1 제어부(121)에 전달할 수 있다.
제2 스위칭 회로부(135)는 제2 제어부(131)로부터 제어 명령을 수신하는 경우가 있을 수 있다. 다만, 이러한 경우에도, 제2 스위칭 회로부(135)의 동작은 제1 제어부(121)로부터 수신한 제어 명령에 높은 우선권을 두고 동작할 수 있다. 즉, 제2 스위칭 회로부(135)가 제2 제어부(131)와 제1 제어부(121) 모두에서 제어 신호를 수신하는 경우, 제2 스위칭 회로부(135)는 제1 절연형 신호 전달부(123)를 통해 수신한 제1 제어부(121)의 제어 명령을 기초로 동작할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 유도 가열 조리기는 단일한 제어부에 의해 복수의 가열 코일의 동작이 제어될 수 있다.
즉, 제1 제어부(121)에 의해, 제1 가열 코일(112) 및 제2 가열 코일(114)의 동작이 제어되기 때문에, 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)은 동일 주파수 및 동일 위상으로 동작할 수 있다. 또한, 제1 제어부(121)는 제1 가열 코일(112)의 출력과 제2 가열 코일(114)의 출력의 크기를 일치시킬 수 있다. 또한, 제1 제어부(121)는 제1 가열 코일(112)의 동작 위상과 제2 가열 코일(114)의 동작 위상을 일치시켜, 위상 편차가 발생하지 않도록 제어할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이를 통해, 본 발명의 유도 가열 조리기는 서로 다른 주파수로 동작하는 복수의 코일에서 발생하는 소음을 제거하고, 위상 편차에 따른 복수의 코일의 출력 편차를 개선할 수 있다. 또한, 유도 가열 조리기의 정숙성을 향상시킬 수 있으며, 유도 가열 조리기의 출력 및 동작의 안정성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유도 가열 조리기는 제2 제어부(131)가 정상적으로 동작하지 않는 경우에도, 앞에서 설명한 것과 동일한 방식으로 동작할 수 있다.
즉, 복수의 인버터 중 어느 하나에 이상이 발생하는 경우, 정상 동작하는 인버터의 제어부가 이상이 발생한 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 인버터의 에러 동작에 대한 페일 세이프(fail safe) 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 복수의 인버터 중 어느 하나의 제어부가 고장나더라도 정상적으로 동작이 가능하며, 수리 비용을 절감할 수 있고, 유도 가열 조리기의 동작 안정성이 개선될 수 있어, 소비자의 만족도가 높아질 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 7은 도 6에서와는 반대로, 제2 제어부(131)가 제1 제어부(121)보다 높은 우선권을 가지고 제1 스위칭 회로부(125)와 제2 스위칭 회로부(135)를 제어하는 경우를 나타낸다.
일반적으로 제1 제어부(121)가 제2 제어부(131)보다 높은 우선권을 가질 수 있다. 다만, 제1 제어부(121)가 정상적으로 동작하지 않는다고 판단되는 경우, PCB(140)는 제2 제어부(131)에 제1 제어부(121)보다 높은 우선권을 부여하여, 제2 제어부(131)가 제1 스위칭 회로부(125) 및 제2 스위칭 회로부(135)를 모두 제어하도록 할 수 있다.
이때, 제2 제어부(131)의 동작 방식은 앞에서 도 6을 참조하여 설명한 제1 제어부(121)의 동작 방식과 실질적으로 동일할 수 있다.
구체적으로, 제2 제어부(131)는 제1 가열 코일(112)의 동작 상태 및 출력 상태에 관한 정보를 수신한다. 제2 제어부(131)는 PCB(140)로부터 수신한 정보를 기초로, 현재 제1 가열 코일(112)와 제2 가열 코일(114)이 동시에 동작하는지 여부를 판단할 수 있다.
제1 가열 코일(112)와 제2 가열 코일(114)이 동시에 동작하는 경우, 제2 제어부(131)는 제1 가열 코일(112)과 제1 가열 코일(112)의 출력 주파수 및 출력 위상을 맞추기 위해, 제1 제어부(121)를 대신하여 제1 스위칭 회로부(125)에 제어 신호를 전달한다. 이때, 제2 제어부(131)는 제2 절연형 신호 전달부(133)를 통하여 제1 스위칭 회로부(125)에 제어 신호를 전달할 수 있다. 제1 절연형 신호 전달부(123)는 현 단계에서 아무런 동작도 수행하지 않을 수 있다.
제1 제어부(121)는 제1 스위칭 회로부(125)를 통해 제1 가열 코일(112)의 동작 상태 및 출력 정보만을 수신하여 PCB(140)에 전달할 수 있다. PCB(140)는 수신한 제1 가열 코일(112)에 관한 정보를 제2 제어부(131)에 전달할 수 있다.
제1 스위칭 회로부(125)는 제1 제어부(121)로부터 제어 명령을 수신하는 경우가 있을 수 있다. 다만, 이러한 경우에도, 제1 스위칭 회로부(125)는 제1 제어부(121)보다 높은 우선권을 갖는 제2 제어부(131)의 제어 명령을 기초로 동작할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 유도 가열 조리기는 단일한 제어부에 의해 복수의 가열 코일의 동작이 제어될 수 있다.
즉, 제2 제어부(131)에 의해, 제1 가열 코일(112) 및 제2 가열 코일(114)의 동작이 제어되기 때문에, 제1 가열 코일(112)과 제2 가열 코일(114)은 동일 주파수 및 동일 위상으로 동작할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 유도 가열 조리기는 서로 다른 주파수로 동작하는 복수의 코일에서 발생하는 소음을 제거하고, 위상 편차에 따른 복수의 코일의 출력 편차를 개선할 수 있다. 또한, 유도 가열 조리기의 정숙성을 향상시킬 수 있으며, 유도 가열 조리기의 출력 및 동작의 안정성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유도 가열 조리기는 제1 제어부(121)가 정상적으로 동작하지 않는 경우에도, 제2 제어부(131)가 메인 제어부가 되어 정상 동작할 수 있다.
즉, 본 발명의 유도 가열 조리기는 복수의 인버터 중 어느 하나에 이상이 발생하는 경우, 정상 동작하는 인버터의 제어부가 이상이 발생한 인버터에 포함된 스위칭 회로부를 제어함으로써, 인버터의 에러 동작에 대한 페일 세이프(fail safe) 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 복수의 인버터 중 어느 하나의 제어부가 고장나더라도, 정상적으로 동작이 가능하므로, 수리 비용을 절감할 수 있으며, 유도 가열 조리기의 동작 안정성이 개선될 수 있어, 소비자의 만족도가 높아질 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 제1 전원에 의해 동작하는 제1 가열 코일;
    상기 제1 전원과 다른 제2 전원에 의해 동작하며, 상기 제1 가열 코일의 외측에 배치되는 제2 가열 코일;
    상기 제1 가열 코일에 상기 제1 전원을 인가하는 제1 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부를 제어하는 제1 제어부를 포함하는 제1 인버터; 및
    상기 제2 가열 코일에 상기 제2 전원을 인가하는 제2 스위칭 회로부와, 상기 제2 스위칭 회로부를 제어하는 제2 제어부를 포함하는 제2 인버터를 포함하되,
    상기 제1 인버터는, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작을 제어하는 제1 절연형 신호 전달부를 더 포함하고,
    상기 제1 제어부는, 상기 제1 절연형 신호 전달부를 이용하여, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작 주파수와 상기 제1 스위칭 회로부의 동작 주파수를 일치시키는
    유도 가열 조리기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부가 상기 제1 절연형 신호 전달부를 통해 상기 제2 스위칭 회로부에 제어 신호를 전달하는 경우, 상기 제2 스위칭 회로부는, 상기 제2 제어부로부터 수신한 제어 신호에 우선하여, 상기 제1 절연형 신호 전달부로부터 수신한 제어 신호에 의해 동작하는
    유도 가열 조리기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가열 코일 및 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 수신하는 PCB를 더 포함하고,
    상기 PCB는, 상기 제2 제어부로부터 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 수신하여 상기 제1 제어부에 전달하는
    유도 가열 조리기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 상기 PCB로부터 수신한 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 기초로, 상기 제2 스위칭 회로부의 제어 신호를 생성하되,
    상기 제2 가열 코일의 상태 정보는, 제2 가열 코일의 전류량 또는 출력량을 포함하는
    유도 가열 조리기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 상기 제1 가열 코일의 출력의 크기와 상기 제2 가열 코일의 출력의 크기가 동일하도록, 상기 제1 및 제2 스위칭 회로부를 제어하는
    유도 가열 조리기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 인버터는, 상기 제1 스위칭 회로부의 동작을 제어하는 제2 절연형 신호 전달부를 더 포함하고,
    상기 제2 제어부는, 상기 제2 절연형 신호 전달부를 이용하여, 상기 제1 스위칭 회로부의 동작 주파수와, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작 주파수를 일치시키되,
    상기 제2 절연형 신호 전달부가 동작하는 경우, 상기 제1 제어부 및 상기 제1 절연형 신호 전달부는 동작하지 않는
    유도 가열 조리기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 상기 제2 스위칭 회로부의 동작 신호와 상기 제1 스위칭 회로부의 동작 신호 사이의 위상 편차가 발생하지 않도록, 상기 제1 및 제2 스위칭 회로부의 동작을 제어하는
    유도 가열 조리기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절연형 신호 전달부는, 절연형 포토 트랜지스터를 포함하는
    유도 가열 조리기.
  9. 제1 전원에 의해 동작하는 제1 가열 코일;
    상기 제1 전원과 다른 제2 전원에 의해 동작하며 상기 제1 가열 코일의 외측에 배치되는 제2 가열 코일;
    상기 제1 가열 코일에 상기 제1 전원을 인가하는 제1 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부를 제어하는 제1 제어부와, 상기 제1 제어부에 의해 제어되는 제1 절연형 신호 전달부를 포함하는 제1 인버터; 및
    상기 제2 가열 코일에 상기 제2 전원을 인가하는 제2 스위칭 회로부와, 상기 제2 스위칭 회로부를 제어하는 제2 제어부와, 상기 제2 제어부에 의해 제어되는 제2 절연형 신호 전달부를 포함하는 제2 인버터를 포함하되,
    상기 제1 인버터와 상기 제2 인터버가 동시에 동작하는 경우, 상기 제2 스위칭 회로부는 상기 제1 절연형 신호 전달부를 통해 상기 제1 제어부에 의해 제어되고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 스위칭 회로부에 대한 제어를 중단하는
    유도 가열 조리기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 인버터와 상기 제2 인터버가 동시에 동작하는 경우, 상기 제1 제어부는 상기 제1 및 제2 스위칭 회로부의 동작 주파수 및 동작 위상을 일치시키는
    유도 가열 조리기.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 가열 코일 및 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 수신하는 PCB를 더 포함하고,
    상기 PCB는, 상기 제2 제어부로부터 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 수신하여 상기 제1 제어부에 전달하는
    유도 가열 조리기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 상기 PCB로부터 수신한 상기 제2 가열 코일의 상태 정보를 기초로, 상기 제1 인버터와 상기 제2 인터버의 동시 동작여부를 판단하는
    유도 가열 조리기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 제어부는, 상기 제1 가열 코일의 출력과 상기 제2 가열 코일의 출력이 동일하도록 상기 제1 및 제2 스위칭 회로부를 제어하는
    유도 가열 조리기.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 제어부 또는 상기 제1 절연형 신호 전달부에 에러가 발생하는 경우, 상기 제1 스위칭 회로부는 상기 제2 절연형 신호 전달부를 통해 상기 제2 제어부에 의해 제어되는
    유도 가열 조리기.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 절연형 신호 전달부는, 각각 절연형 포토 트랜지스터를 포함하는
    유도 가열 조리기.
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