WO2019103493A1 - 조리 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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WO2019103493A1
WO2019103493A1 PCT/KR2018/014466 KR2018014466W WO2019103493A1 WO 2019103493 A1 WO2019103493 A1 WO 2019103493A1 KR 2018014466 W KR2018014466 W KR 2018014466W WO 2019103493 A1 WO2019103493 A1 WO 2019103493A1
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switch
diode
current
current flowing
maximum value
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PCT/KR2018/014466
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English (en)
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박남주
최지웅
이현관
Original Assignee
삼성전자주식회사
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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
    • 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
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices

Definitions

  • an induction heating cooking apparatus is a cooking apparatus for heating and cooking a cooking vessel using the principle of induction heating.
  • the induction heating cooking apparatus may include a cooking chamber on which the cooking vessel is placed and an induction heating coil for generating a magnetic field when an electric current is applied.
  • Such an induction heating cooker is capable of rapid heating compared to a gas range or a kerosene furnace in which fossil fuels such as gas and oil are burned and the cooking vessel is heated through the heat of combustion thereof and there is no generation of harmful gas, There is an advantage that there is no.
  • the object of the present invention is to detect a current flowing in a diode included in a cooking device and to limit the current to a value within a rated current when a current larger than the rated value of the diode flows, thereby reducing the stress caused by the current flowing in the device.
  • the control unit increases the operating frequency of turning on the first switch and the second switch to limit the maximum value of the current flowing in the first diode or the second diode to be less than or equal to the predetermined value.
  • controller may determine a zero cross point (ZCP) of a current flowing in the coil.
  • ZCP zero cross point
  • control unit may control a time point at which the first switch and the second switch alternately turn on and a free-wheeling current flowing in the first diode or the second diode based on the determined zero- wheeling interval can be determined.
  • the control unit may control the switch to switch from the turn-off point of the first switch to the end point of the zero cross point based on the current phase at the turn-off time point of the first switch and the current phase at the end point of the zero cross point A free-wheeling period in which a current flows in the second diode can be determined.
  • the control unit may control the switch to switch from the turn-off point of the second switch to the start point of the zero cross point based on the current phase at the time point of turning off the second switch and the current phase at the start point of the zero cross point A free-wheeling period in which a current flows in the first diode can be determined.
  • the control unit may determine a maximum value of a current flowing in the first diode or a maximum value of a current flowing in the second diode in the freewheeling period and compare the maximum value of the determined current with the predetermined value have.
  • the current detector may further include a current detecting unit for detecting a maximum value of a current flowing through the first diode or a maximum value of a current flowing through the second diode in the freewheeling period, can do.
  • the apparatus may further include a signal generator for generating an operating frequency for operating the first switch and the second switch.
  • the signal generator may generate an increased operating frequency at a preset frequency under the control of the controller, and may apply the generated operating frequency to the gate terminal of the first switch and the gate terminal of the second switch.
  • a method for controlling a cooking device including a coil in which a magnetic field is formed in response to application of a current characterized by comprising: controlling alternately turning on and off operations of a first switch and a second switch; The first switch and the second switch are turned on when the maximum value of the determined current exceeds a predetermined value, The operation frequency is increased to limit the maximum value of the current flowing through the first diode or the second diode to be less than or equal to the predetermined value.
  • the method may further include determining a zero cross point of the current flowing through the coil.
  • the method further includes determining a time at which the first switch and the second switch alternately turn on and determining a free wheeling period in which current flows in the first diode or the second diode based on the determined zero cross point can do.
  • the determination of the freewheeling period may be made based on the current phase at the time point when the first switch is turned off and the current phase at the end point of the zero cross point, The free-wheeling period in which the current flows in the second diode can be determined until the end of the free-wheeling period.
  • the determination of the freewheeling period may be made based on the current phase at the time point when the second switch is turned off and the current phase at the start point of the zero cross point, The free-wheeling period in which the current flows in the first diode can be determined until the start point of the free-wheeling period.
  • the determination of the maximum value of the current may include determining a maximum value of a current flowing in the first diode or a maximum value of a current flowing in the second diode in the freewheeling interval, And comparing it with a predetermined value.
  • alternately controlling the turn-on operation of the first switch and the second switch may include generating an operating frequency for operating the first switch and the second switch.
  • the limitation of the maximum value of the current flowing through the first diode or the second diode to the predetermined value or less may cause an increase in the operating frequency at the predetermined frequency, 2 < / RTI > switch.
  • the current flowing through the diode included in the cooking apparatus is detected, and when the current is larger than the rated value of the diode, the current is limited to within the rated value, thereby reducing the stress caused by the current flowing in the element. Further, with respect to various cooking devices, the current flowing in the devices is limited to within the rated range, thereby ensuring stability, and there is an advantage in that the size and kind of the cooking device are not limited.
  • FIG. 1 is an external view of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • Figure 2 shows the interior of a cooking device according to one embodiment.
  • FIG 3 is a view illustrating an example of the principle of heating the vessel of the cooking apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a control block diagram of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a detailed configuration diagram of a driving circuit unit provided in the cooking apparatus according to an embodiment.
  • 6 to 9 are a current flow diagram of a driving circuit portion by switching according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating current waveforms according to a frequency of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a freewheeling period of current by switching according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of controlling a cooking device according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of a current magnitude change according to a frequency control of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • 14 and 15 are conceptual diagrams illustrating a method of increasing the rating of a diode provided in a cooking apparatus according to an embodiment.
  • connection when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only the case directly connected but also the case where the connection is indirectly connected, and the indirect connection includes connection through the wireless communication network do.
  • first, second, etc. are used to distinguish one element from another, and the elements are not limited by the above-mentioned terms.
  • the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step may be performed differently from the stated order unless clearly specified in the context. have.
  • FIG. 1 is an external view of a cooking apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is an interior view of a cooking apparatus according to an embodiment
  • FIG. 3 is a view illustrating an example of a container heating principle of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • the cooking apparatus 100 includes a main body 110 which forms an outer appearance of the cooking apparatus 100 and accommodates various components constituting the cooking apparatus 1. As shown in FIG.
  • a cooking plate 120 having a flat plate shape is provided so that the container can be placed thereon.
  • the cooking plate 120 may be made of a tempered glass such as a ceramic glass so as not to be easily broken.
  • the cooking plate 120 includes a first region 120a corresponding to a position of at least one coil and to which the container is to be mounted, a second region 120b to which an operation command of the cooking apparatus is input and operation information is output, And a third region 120c, which is a region excluding the first region 120a and the second region 120b, of the entire region.
  • the first area 120a may be formed with a coil position mark indicating the position of the container, and the second area 120b may be formed with an input / output position mark indicating the input / output position.
  • a user interface 130, a coil part 140, and a driving circuit part 150 may be provided in a space inside the main body 100 as a lower part of the cooking plate 110.
  • the user interface 130 includes an input unit for receiving an operation command from a user and an output unit for outputting operation information of the cooking apparatus.
  • the output unit may include at least one of a display unit that outputs operation information as light or an image, and a sound output unit that outputs operation information as a sound.
  • the input unit of the user interface unit may include a touch panel that recognizes a touch position
  • the display unit may include a display panel integrally provided with the touch panel
  • the user interface unit 130 may be provided with a touch screen in which the touch panel and the display panel are integrated, and the image of the touch screen may be projected to the outside through the second region 120b of the cooking plate.
  • the input unit of the user interface unit 130 may include a plurality of touch pads that recognize whether or not a touch is made, and the display unit may include at least one of a plurality of light emitting diodes and a plurality of seven segments.
  • the plurality of touch pads receives a touch signal of power on / off, a touch signal corresponding to the coil position selection, and a touch signal corresponding to the selection of the output level.
  • the input unit of the user interface unit 30 may be provided with at least one button, a switch, or at least one jog dial.
  • the plurality of light emitting diodes may be provided adjacent to the plurality of touch pads, and may display power on / off information, coil selection information, and output level information of the coils.
  • the light emitted from the plurality of light emitting diodes can be transmitted to the outside through the second region 120b of the cooking plate.
  • a symbol of an operation command indicating the input position of the operation command may be formed, and a symbol of the operation information indicating the magnitude of the output level may be formed.
  • a symbol of an operation command may include a power on / off symbol, a position symbol of a coil, and a symbol of operation information may include an increase / decrease symbol of an output level.
  • the user interface unit 130 may be provided at various positions such as a front surface or a side surface of the main body 110.
  • the coil portion 140 may include a plurality of coils 141, 142, 143, 144.
  • the plurality of coils 141, 142, 143, and 144 may be provided in the inner space of the main body 110 and may be provided at positions corresponding to the coil position marks of the first area 120a of the cooking plate.
  • the plurality of coils 141, 142, 143, 144 of the coil part may have the same number of magnets and windings.
  • the plurality of coils 141, 142, 143, and 144 of the coil part may have different sizes and number of windings, and thus the maximum output levels may be different from each other.
  • the coil of the coil section 140 may be one coil.
  • Each coil of the coil portion 140 forms a magnetic field when an electric current is supplied, and the magnetic field generated at this time causes the container to be heated.
  • the first coil 141 generates a magnetic field B passing through the inside of the coil according to the Ampere's law when a current is supplied to the coiled wire.
  • the magnetic field B generated in the first coil 141 passes through the bottom surface of the container 200.
  • the current applied to the first coil 141 is a current whose direction changes with time, that is, an alternating current.
  • the magnetic field generated in the first coil 141 also changes with time.
  • the current rotating around the magnetic field is a current formed by a voltage generated in a direction for preventing the change of the magnetic field B of the first coil 141, and is referred to as an eddy current (EI).
  • EI eddy current
  • the bottom surface of the container 200 is heated by the eddy current EI.
  • an electromagnetic induction phenomenon a phenomenon in which a current is induced by a magnetic field (B) that changes in time.
  • the cooking apparatus 100 selectively supplies current to at least one coil of the plurality of coils 141, 142, 143, and 144, and supplies the current to the vessel (or the vessel) using the magnetic field B generated by the at least one coil. 200 can be heated.
  • the at least one coil supplying the current may be a coil selected by the user or a coil which detects the position where the vessel is mounted and is disposed at the detected position.
  • FIG. 4 is a control block diagram of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • 5 is a detailed configuration diagram of a driving circuit unit provided in the cooking apparatus according to an embodiment.
  • 6 to 9 are a current flow diagram of a driving circuit portion by switching according to an embodiment.
  • 10 is a diagram illustrating current waveforms according to a frequency of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • 11 is a diagram illustrating an example of a freewheeling period of current by switching according to an embodiment.
  • 12 is a flowchart illustrating a method of controlling a cooking device according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram of a current magnitude change according to a frequency control of a cooking apparatus according to an embodiment.
  • the cooking apparatus 100 includes a user interface unit 130, a coil unit 140, and a driving circuit unit 150.
  • the user interface unit 130 includes an input unit 131 for receiving an operation command of the cooking apparatus 100 and a display unit 132 for outputting operation information of the cooking apparatus 100.
  • the operation command may include a power on / off command, a coil selection command (i.e., a cooking position selection command), an output level selection command of a coil, an operation start command, Selection information, output level information of the coil, and cooking progress information.
  • a coil selection command i.e., a cooking position selection command
  • an output level selection command of a coil an operation start command
  • Selection information selection information
  • output level information of the coil and cooking progress information.
  • the driving circuit unit 150 supplies current to at least one selected coil to heat the container to a selected output level through at least one selected coil .
  • the driving circuit unit 150 adjusts the magnitude of the current applied to the coil based on the selection signal of the output level of the coil.
  • the output level is obtained by discretely dividing the intensity of the magnetic field B generated by each of the coils 141, 142, 143, and 144.
  • the driving circuit unit 150 can recognize the point in time when the position selection signal of the coil is received as the operation start point and supply the current to the coil.
  • the selection signal of the output level It is also possible to recognize the time point at which the selection signal of the level is received as the operation start time and supply the current to the coil.
  • the cooking apparatus 100 may further include a temperature detector (not shown) provided around each of the plurality of coils.
  • the driving circuit unit 150 can adjust the magnitude of the current applied to the coil based on the detected temperature.
  • This driving circuit unit 150 will be described with reference to Fig.
  • the driving circuit unit 150 includes a power supply unit 151, a rectification unit 152, a smoothing unit 153, a driving unit 154, a current detection unit 155, a control unit 156, and a storage unit 157 ).
  • the power supply unit 151 is connected to an external commercial power supply, and receives power from the commercial power supply.
  • the power unit 151 includes a power switch. When the power ON signal is received through the input unit 131, the power switch 151 is turned on to be connected to an external commercial power source.
  • the power supply unit 151 may remove the noise of the external commercial power supply and transmit the noise to the rectifying unit 152.
  • the rectifying unit 152 receives power from the power supply unit 151 and rectifies the rectified power, and transmits the rectified power to the smoothing unit 153.
  • This rectification section 152 may include at least one diode and may include a bridge diode.
  • the smoothing unit 153 removes the ripple of the power rectified by the rectifying unit 152 and transmits the ripple to the driving unit 154.
  • the smoothing unit 153 converts the DC power into DC power by removing pulsating power from the applied power, and transfers the converted DC power to the driving power of the driving unit 154.
  • the driving unit 154 supplies the supplied power to at least one coil.
  • the number of the driving units 154 may be equal to the number of the coils.
  • the plurality of driving units may be connected to the plurality of coils, respectively, and supply power to the coils connected to the plurality of driving units.
  • the plurality of driving units operate independently of each other based on the position selection signal of the coil.
  • the configuration of the driving unit connected to each coil is the same.
  • a driving unit connected to the first coil 141 will be described as an example.
  • the driving unit 164 includes a first switch Q1 and a second switch Q2 connected between both ends of the smoothing unit 153 and receiving an operation signal from the control unit 156 and a second switch Q2 connected in parallel to the first switch Q1 A second diode D2 connected in parallel to the first diode D1 and the second switch Q2 and a first and second capacitors C1 and C2 connected between both ends of the smoothing unit 153.
  • the first diode D1 and the second diode D2 are connected in parallel to the first switch Q1 and the second switch Q2 respectively and the current flowing in the first switch Q1 and the current flowing in the second switch Q2, And has a property of an anti-parallel diode.
  • the anti-parallel diode may be referred to as a free-wheeling diode
  • the current flowing through the free-wheeling diode may be referred to as a free-wheeling current.
  • the first switch Q1 and the second switch Q2 each include a gate terminal connected to the control unit 156.
  • the first switch Q1 and the second switch Q2 receive a turn-on signal through the gate terminal and receive a turn- .
  • first switch Q1 and the second switch Q2 may be alternately turned on. That is, when the first switch Q1 is turned on, the second switch Q2 is turned off, and when the first switch Q1 is turned off, the second switch Q2 can be turned on.
  • the driving unit 154 may be provided in the form of a half bridge.
  • the first and second capacitors C1 and C2 may be connected in parallel with the pair of the first switch Q1 and the second switch Q2.
  • Both ends of the first coil 141 of the coil part may be connected to nodes in which a pair of switching parts Q1 and Q2 are connected in series and a pair of capacitors C1 and C2 are connected in series.
  • the first coil 141 forms a resonant circuit together with the first and second capacitors C1 and C2.
  • the current IL of the first coil 141 resonates according to a certain period.
  • the predetermined period may be determined according to the time constant of the first coil and the first and second capacitors.
  • the first coil 141 generates a high frequency magnetic field using the operating frequency of the first switch Q1 and the second switch Q2.
  • the driving unit 154 can supply a current whose direction changes to the first coil 141 according to the turn-on and turn-off operations of the first switch Q1 and the second switch Q2.
  • the drive current is supplied in the first direction in the period (1) to (t2) during which the first switch Q1 is turned on and the second switch Q2 is turned off, 1 switch Q1 and the first coil 141, respectively.
  • the first coil 141 since the first coil 141 is an inductor element, the first coil 141 maintains the direction in which the current flows and keeps flowing in the same direction. In this case, the current flowing toward the second diode D2 is referred to as freewheeling current .
  • a dead time may occur for a certain period of time between the time when the first switch Q1 is turned off and the time when the second switch Q2 is turned on from the turn-off state, For convenience of explanation, it is assumed that there is no such dead time.
  • the driving current is supplied in the first direction 2 Free-wheel while flowing toward the diode (D2). That is, the period (2) in FIG. 11 corresponds to the free-wheeling period in which the driving current flows through the second diode (D2).
  • the drive current is supplied in the second direction 2 switch (Q2).
  • the drive current is supplied in the second direction 1 Free-wheel while flowing toward the diode (D1). That is, the section 4 in FIG. 11 corresponds to a free wheeling period in which a driving current flows in the first diode D 1.
  • the free-wheeling period in which the driving current flows in the first diode D1 or the second diode D2 is determined,
  • the maximum value of the current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 can be limited to within the rated value of the device.
  • the current detector 155 is connected to the first coil 141 and detects the current flowing through the first coil 141 and transmits information of the detected current to the controller 156.
  • the current detector 155 includes a current transformer (CT) that is reduced in proportion to the magnitude of the current supplied to the first coil 141, and an ampere meter that detects the magnitude of the proportionally reduced current can do.
  • CT current transformer
  • the current detection unit 155 may include a shunt resistance connected to the first coil 141 and a measurement unit (not shown) for measuring a voltage drop occurring in the shunt resistor.
  • the current detector 155 may detect the current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 and may transmit information of the detected current to the controller 156.
  • the driving circuit unit 150 further includes a gate driver (not shown) for generating a gate signal for turning on and off the first switch Q1 and the second switch Q2 in response to an instruction from the control unit 156 .
  • a gate driver (not shown) for generating a gate signal for turning on and off the first switch Q1 and the second switch Q2 in response to an instruction from the control unit 156 .
  • the gate driver may be provided integrally with the control unit 156 or separately from the control unit 156.
  • control unit 156 may include a communication interface for communication with the gate driver.
  • the signal generator 158 may generate an operating frequency for operating the first switch Q1 and the second switch Q2.
  • the signal generator 158 generates an increased operating frequency according to the control of the controller 156 and applies the increased operating frequency to the gate of the first switch Q1 and the gate of the second switch Q2 .
  • control unit 156 transmits a control signal to the driving unit 154 to supply a current corresponding to the selected output level to the selected coil.
  • the control unit 156 transmits a control signal for alternately controlling the turn-on operation of the first switch Q1 and the second switch Q2 in transmitting the control signal to the driving unit 154.
  • the control unit 156 changes the periods of turn-on and turn-off of the first switch Q1 and the second switch Q2 to apply the current corresponding to the selected output level to the first coil 141, The magnitude of the current supplied to the coil 141 can be changed.
  • the periods of turn-on and turn-off of the first switch Q1 and the second switch Q2 may be determined according to the frequency.
  • control unit 156 may control the pulse width modulation (PWM) for turning on and off of the first and second switches Q1 and Q2 based on the temperature of the coil.
  • PWM pulse width modulation
  • the waveform P1 of the current flowing through the first coil 141 And P2 are obtained by superposition of the frequencies of the first switch Q1 and the second switch Q2 due to the turn-on and turn-off of the first switch Q1 and the resonance frequency of the resonance circuit (i.e., the first coil and the first and second capacitors) Can be changed.
  • the signal generating unit 158 generates an operation frequency 1000 for operating the first switch Q1 and the second switch Q2 under the control of the controller 156 and outputs the signal to the gate terminal of the first switch Q1 And can be applied to the gate terminal of the second switch Q2.
  • control unit 156 controls the signal generating unit 158 to alternately control the turn-on operations of the first switch Q1 and the second switch Q2 (1100).
  • the first switch Q1 and the second switch Q2 can alternately repeat the turn-on and turn-off operations, thereby changing the direction of the driving current flowing to the driving unit 154 have.
  • the control unit 156 can obtain the current waveform of one cycle in which the amplitude of the current flowing through the first coil 141 is the maximum by the operation of the first switch Q1 and the second switch Q2,
  • the zero cross point (ZCP) of the current waveform of one period can be determined 1200.
  • the control unit 156 can detect the current flowing in the driving unit 154 by turning on and off the first switch Q1 and the second switch Q2 by controlling the current detecting unit 155. [ That is, the controller 156 can detect the current flowing through the first coil 141 and detect the current flowing through the first diode D1 or the current flowing through the second diode D2 (1300).
  • the control unit 156 controls the first diode D1 or the second diode D2 based on the time point at which the first switch Q1 and the second switch Q2 alternately turn on and the zero cross point ZCP
  • the free-wheeling period in which the current flows can be determined (1400).
  • the controller 156 controls the first switch Q1 based on the current phase at the turn-off time t2 of the first switch Q1 and the current phase at the end point t3 of the zero cross point, Wheeling period from the turn-off time t2 of the zero crossing point to the ending time t3 of the zero crossing point.
  • the period (2) to (t3) corresponds to the free-wheeling period in which the current flows through the second diode (D2), as described above with reference to FIG.
  • control unit 156 controls the second switch Q2 from the turn-off time t4 to the start point t5 of the zero cross point as the free wheeling period.
  • (4) t4 to t5 correspond to a freewheeling period in which current flows in the first diode (D1), as described above with reference to FIG.
  • the control unit 156 controls the current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 in the freewheeling period so as to limit the current flowing in the first diode D1 or the second diode D2 to the rated value or less. 2, the maximum value of the current flowing in the diode D2 can be determined (1500).
  • control unit 156 determines whether the first diode D1 or the second diode D2 detected in the second period t2 to t3 and the fourth period t4 to t5 corresponding to the freewheeling period The maximum value of the freewheeling current in the freewheeling period can be determined based on the current value.
  • the control unit 156 compares the maximum value of the free wheeling current flowing in the first diode D1 or the maximum value of the free wheeling current flowing in the second diode D2 with a predetermined value in the freewheeling period 1600, When the maximum value of the wheeling current exceeds a predetermined value, a control signal for controlling the signal generating unit 158 to increase the operating frequency for turning on the first switch Q1 and the second switch Q2 may be transmitted (1700).
  • the predetermined current value based on the element rating for not damaging the first diode D1 and the second diode D2 is And is stored in the storage unit 157.
  • Data on values for increasing the operating frequency of the first switch Q1 and the second switch Q2 are also stored in the storage unit 157 to limit the maximum value of the freewheeling current to a predetermined value or less .
  • the signal generating unit 158 generates an increased operating frequency at a predetermined frequency based on the control signal sent from the controller 156 and outputs the signal to the gate terminal of the first switch D1 and the gate terminal of the second switch D2 (1800).
  • control unit 156 increases the operating frequency for operating the first switch Q1 and the second switch Q2 to increase the maximum value of the current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 It can be limited to a predetermined value or less (1900).
  • the control unit 156 increases the operating frequency for operating the first switch D1 and the second switch D2, the magnitude of the resonance current flowing in the cooking apparatus 100 decreases. Therefore, as shown in FIG. 13, the maximum value of the current flowing in the first diode D1 and the second diode D2 also decreases in the freewheeling periods fw1 and fw2,
  • the free-wheeling current can be limited to a predetermined current value or less.
  • the control unit 156 may determine whether the freewheeling current is equal to or greater than a predetermined value based on an RMS (Root Mean Square) current that is not the maximum value of the current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 And if it is greater than or equal to a predetermined value, the operating frequency can be controlled to limit the free wheeling current to a predetermined value or less.
  • RMS Root Mean Square
  • the control unit 156 includes a memory (not shown) for storing data for a program reproducing the algorithm or algorithm for controlling the operation of the internal components, and a processor (not shown) for performing the above- Time).
  • the memory and the processor may be implemented as separate chips. Alternatively, the memory and the processor may be implemented on a single chip.
  • the storage unit 157 may be a nonvolatile memory device such as a cache, a read only memory (ROM), a programmable ROM (PROM), an erasable programmable ROM (EPROM), an electrically erasable programmable ROM (EEPROM), and a flash memory Or a storage medium such as a CD-ROM, a hard disk drive (HDD), or a volatile memory device such as a random access memory (RAM).
  • the storage unit may be a memory implemented in a separate chip from the above-described processor in association with the control unit, and may be implemented as a single chip with the processor.
  • 14 and 15 are conceptual diagrams illustrating a method of increasing the rating of a diode provided in a cooking apparatus according to an embodiment.
  • the free-wheeling current flowing through the first diode D1 or the second diode D2 provided in the cooking apparatus 100 exceeds a predetermined value, a problem such as a risk of breakage of the element occurs, 156 control the operating frequency of the first switch Q1 and the second switch Q2 to limit the free wheeling current to a predetermined value or less.
  • a third diode D3 connected in parallel to the first diode D1 is added to the second diode D2 to secure a greater rating of the free-wheeling current flowing in the cooking apparatus 100.
  • a fifth diode D5 having a larger rated capacity for the freewheeling current than the first diode D1 is connected to the first diode D5 as the first diode D1, And can be connected in parallel to the switch Q1.
  • the sixth diode D6 having a larger rated capacity for the freewheeling current than the second diode D2 can be connected in parallel to the second switch Q1.
  • the fifth diode D5 and the sixth diode D6 whose rated capacities are increased are respectively connected to the first switch Q1 and the second switch Q2, the fifth diode D5 of the cooking apparatus 100 And the sixth diode D6 increases, the stress caused by the current of the rated current or more can be reduced by the effect of increasing the rating of the device.
  • the current flowing in the diode included in the cooking apparatus is detected, and when the current flowing in the diode is higher than the rated current, It is possible to reduce the stress caused by the current flowing in the battery. Further, with respect to various cooking devices, the current flowing in the devices is limited to within the rated range, thereby ensuring stability, and there is an advantage in that the size and kind of the cooking device are not limited.
  • the disclosed embodiments may be embodied in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer.
  • the instructions may be stored in the form of program code and, when executed by a processor, may generate a program module to perform the operations of the disclosed embodiments.
  • the recording medium may be embodied as a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording media in which instructions that can be decoded by a computer are stored.
  • it may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, or the like.

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Abstract

조리 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리 장치에 포함된 다이오드에 흐르는 전류에 의한 스트레스를 감소시키는 기술에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 조리 장치는, 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일, 코일에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 제 1스위치 및 제 2스위치, 제 1스위치에 병렬 연결된 제 1다이오드 또는 제 2스위치에 병렬 연결된 제 2다이오드, 및 제 1스위치 및 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하고, 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 제 1스위치 및 제 2스위치를 턴 온 시키는 동작 주파수를 증가시켜 제 1다이오드 또는 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 미리 정해진 값 이하로 제한하는 제어부를 포함한다.

Description

조리 장치 및 그 제어방법
조리 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리 장치에 포함된 다이오드에 흐르는 전류에 의한 스트레스를 감소시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 유도 가열 조리 장치는 유도 가열의 원리를 이용하여 조리 용기를 가열 조리하는 조리 장치다. 유도 가열 조리 장치는 조리 용기가 올려 놓이는 조리대와, 전류가 인가되면 자기장을 발생시키는 유도 가열 코일을 구비할 수 있다.
유도 가열 코일에 전류가 인가되어 자기장이 발생되면 조리 용기에 2차 전류가 유도되고, 조리 용기 자체의 전기적 저항 성분에 의해 줄열(Joule Heat)이 발생하게 된다. 줄열에 의하여 조리 용기가 가열되고 조리 용기에 담긴 조리물이 가열되게 된다.
이러한 유도 가열 조리 장치는 가스나 기름 등의 화석 연료를 연소시켜 그 연소열을 통해 조리 용기를 가열하는 가스 레인지나 등유 풍로 등에 비하여 급속 가열이 가능하고, 유해 가스의 발생이 없으며, 화재 발생의 위험이 없다는 장점이 있다.
최근에는 조리 장치에 포함된 스위치 또는 다이오드의 정격보다 큰 전류가 흐르는 경우에 이러한 전류에 의한 스트레스를 최소화하여 소자를 보호하기 위해, 소자에 흐르는 전류를 제한할 필요성이 증대되고 있다.
조리 장치에 포함된 다이오드에 흐르는 전류를 검출하고, 다이오드의 정격보다 큰 전류가 흐르는 경우 전류를 정격 이내로 제한하여 소자에 흐르는 전류에 의한 스트레스를 감소시키는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 조리 장치는,
용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일, 상기 코일에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 제 1스위치 및 제 2스위치, 상기 제 1스위치에 병렬 연결된 제 1다이오드 또는 상기 제 2스위치에 병렬 연결된 제 2다이오드 및 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하고, 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 턴 온 시키는 동작 주파수를 증가시켜 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값 이하로 제한하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 코일에 흐르는 전류의 제로 크로스 포인트(ZCP)를 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치가 교대로 턴 온 동작하는 시점 및 상기 결정된 제로 크로스 포인트에 기초하여 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링(free-wheeling) 구간을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점까지를 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점까지를 상기 제 1다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고, 상기 결정된 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값과 비교할 수 있다.
또한, 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하고, 상기 전류 검출부는, 상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 검출할 수 있다.
또한, 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시키는 신호 발생부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 발생부는, 상기 제어부의 제어에 따라 미리 설정된 주파수로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 상기 제 1스위치의 게이트단 및 상기 제 2스위치의 게이트단에 인가할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 조리 장치 제어방법은,
전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일을 포함하는 조리 장치 제어방법에 있어서, 제 1스위치 및 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하고, 상기 제 1스위치에 병렬 연결된 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2스위치에 병렬 연결된 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고, 상기 결정된 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 턴 온 시키는 동작 주파수를 증가시켜 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값 이하로 제한한다.
또한, 상기 코일에 흐르는 전류의 제로 크로스 포인트를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치가 교대로 턴 온 동작하는 시점 및 상기 결정된 제로 크로스 포인트에 기초하여 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간을 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프리휠링 구간을 결정하는 것은, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점까지를 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 프리휠링 구간을 결정하는 것은, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점까지를 상기 제 1다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 전류의 최대값을 결정하는 것은, 상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고, 상기 결정된 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값과 비교하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 것을 더 포함하고, 상기 전류를 검출하는 것은, 상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 검출하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1스위치 및 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하는 것은, 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값 이하로 제한하는 것은, 상기 미리 설정된 주파수로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 상기 제 1스위치의 게이트단 및 상기 제 2스위치의 게이트단에 인가하는 것을 포함할 수 있다.
조리 장치에 포함된 다이오드에 흐르는 전류를 검출하고, 다이오드의 정격보다 큰 전류가 흐르는 경우 전류를 정격 이내로 제한하여 소자에 흐르는 전류에 의한 스트레스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 다양한 조리 장치에 대해 소자에 흐르는 전류를 정격 이내로 제한함으로써 안정성을 확보하고 조리 장치의 크기와 종류에 구애 받지 않는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조리 장치의 외관 예시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 조리 장치의 내부를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 조리 장치의 용기 가열 원리 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 조리 장치의 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 조리 장치에 마련된 구동 회로부의 상세 구성도이다.
도 6 내지 도 9는 일 실시예에 따른 스위칭에 의한 구동 회로부의 전류 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 조리 장치의 주파수에 따른 전류 파형 예시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 스위칭에 의한 전류의 프리휠링 구간의 예시도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 조리 장치 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 조리 장치의 주파수 제어에 따른 전류 크기 변화에 관한 개념도이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 조리 장치에 마련된 다이오드의 정격을 증가시키는 방법에 관한 개념도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 조리 장치의 외관 예시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 조리 장치의 내부를 도시하며, 도 3은 일 실시예에 따른 조리 장치의 용기 가열 원리 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 조리 장치(100)는 조리 장치(100)의 외관을 형성하고 조리 장치(1)를 구성하는 각종 부품을 수용하는 본체(110)를 포함한다.
본체(110)의 상면에는 용기를 올려 놓을 수 있도록 평판 형상의 조리판(120)이 마련된다.
조리판(120)은 쉽게 파손되지 않도록 세라믹 글라스(ceramic glass) 등의 강화 유리로 구성될 수 있다.
이러한 조리판(120)은 적어도 하나의 코일의 위치와 대응하고 용기가 거치되어야 하는 영역인 제1영역(120a)과, 조리 장치의 동작 명령이 입력되고 동작 정보가 출력되는 제2영역(120b)과, 전체 영역 중 제1영역(120a)과 제2영역(120b)을 제외한 영역인 제3영역(120c)을 포함한다.
여기서 제1영역(120a)에는 용기의 거치 위치를 지시하는 코일 위치 마크가 형성될 수 있고, 제2영역(120b)에는 입출력 위치를 지시하는 입출력 위치 마크가 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 조리판(110)의 하부이면서 본체(100)의 내부인 공간에는 사용자 인터페이스(130), 코일부(140), 구동 회로부(150)가 마련될 수 있다.
사용자 인터페이스(130)는 사용자로부터 동작 명령을 입력받는 입력부와, 조리 장치의 동작 정보를 출력하는 출력부를 포함한다.
출력부는 동작 정보를 광 또는 영상으로 출력하는 표시부와, 동작 정보를 사운드로 출력하는 사운드 출력부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부의 입력부는 터치 위치를 인식하는 터치 패널을 포함할 수 있고, 표시부는 터치 패널과 일체로 마련된 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
즉, 사용자 인터페이스부(130)는 터치 패널과 디스플레이 패널이 일체화된 터치 스크린으로 마련될 수 있으며, 이 터치스크린의 영상은 조리판의 제2영역(120b)을 통해 외부로 투영될 수 있다.
사용자 인터페이스부(130)의 입력부는 터치 여부를 인식하는 복수 개의 터치 패드를 포함할 수 있고, 표시부는 복수 개의 발광 다이오드 및 복수 개의 세븐 세그먼트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복수 개의 터치 패드는, 전원 온오프의 터치 신호, 코일의 위치 선택에 대응하는 터치 신호, 출력 레벨의 선택에 대응하는 터치 신호를 입력받는다.
또한 사용자 인터페이스부(30)의 입력부는 적어도 하나의 버튼, 스위치 또는 적어도 하나의 조그 다이얼로 마련될 수 있다.
복수 개의 발광 다이오드는, 복수 개의 터치 패드와 인접하게 마련될 수 있고, 전원 온오프 정보, 코일의 선택 정보, 코일의 출력 레벨 정보를 표시할 수 있다.
여기서 복수 개의 발광 다이오드에서 방출된 광은 조리판의 제2영역(120b)을 투과하여 외부로 출력될 수 있다.
아울러, 조리판의 제2영역(120b)에는 동작 명령의 입력 위치를 각각 지시하는 동작 명령의 심벌이 형성될 수 있고, 출력 레벨의 크기를 지시하는 동작 정보의 심벌이 형성될 수 있다.
예를 들어, 동작 명령의 심벌은 전원 온오프 심벌, 코일의 위치 심벌을 포함할 수 있고, 동작 정보의 심벌은 출력 레벨의 증감 심벌을 포함할 수 있다.
아울러, 사용자 인터페이스부(130)는 본체(110)의 정면 또는 측면 등 다양한 위치에 마련될 수 있다.
코일부(140)는 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)을 포함할 수 있다.
여기서 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 본체(110)의 내부 공간에 마련되되 조리판의 제1영역(120a)의 코일 위치 마크와 대응하는 위치에 마련될 수 있다.
코일부의 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 크기 및 권선 수가 동일할 수 있다.
아울러, 코일부의 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144)은 크기 및 권선 수가 서로 상이할 수 있고, 이에 따라 최대 출력 레벨이 서로 상이할 수도 있다.
아울러 코일부(140)의 코일은 하나일 수 있다.
이러한 코일부(140)의 각 코일은 전류가 공급되면 자기장을 형성시키며, 이때 형성된 자기장에 의해 용기가 가열되도록 한다.
이를 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.
여기서 용기를 가열시키는 모든 코일의 원리는 동일하다. 따라서 복수 개의 코일 중 제1코일(141)에서의 용기 가열 원리를 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1코일(141)은 권선된 도선에 전류가 공급되면, 암페어(Ampere) 법칙에　따라　코일의 내측을 통과하는 자기장(B)을　생성시킨다.
이때 제1코일(141)에 생성된 자기장(B)은 용기(200)의 저면을 통과한다.
이러한 제1코일(141)에 인가되는 전류는 시간에　따라　방향이 변화되는 전류, 즉 교류 전류이다.
이에 따라 제1코일(141)에 생성된 자기장도　시간에　따라　변화한다.　
즉, 시간적으로 변화하는 자기장(B)이 제1코일(141)의 내부를 통과하면, 용기(200)의 저면 내부에는 자기장(B)을 중심으로 회전하는 전류가 발생한다.
여기서 자기장을 중심으로 회전하는 전류는, 제1코일(141)의 자기장(B)의 변화를 방해하기 위한 방향으로 발생된 전압에 의해 형성된 전류로, 와전류(eddy current, EI)라 한다.
이와 같은 와전류(EI)에 의하여 용기(200)의 저면이 가열된다.
다시 말해, 전기적 저항을 갖는 용기(200)에 와전류(EI)가 흐르면 옴의 법칙에 따라 열이 발생하고, 이에 의해 용기(200)가 가열될 수 있다.
여기서 시간적으로 변화하는 자기장(B)에 의하여 전류가 유도되는 현상을 전자기 유도 현상이라 한다.
이와 같이 조리 장치(100)는 복수 개의 코일(141, 142, 143, 144) 중 적어도 하나의 코일에 선택적으로 전류를 공급하고, 적어도 하나의 코일에 의하여 생성되는 자기장(B)을 이용하여 용기(200)를 가열할 수 있다.
여기서 전류를 공급하는 적어도 하나의 코일은, 사용자에 의해 선택된 코일이거나, 또는 용기가 거치된 위치를 검출하고 검출된 위치에 배치된 코일일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 조리 장치의 제어 블록도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 조리 장치에 마련된 구동 회로부의 상세 구성도이다. 도 6 내지 도 9는 일 실시예에 따른 스위칭에 의한 구동 회로부의 전류 흐름도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 조리 장치의 주파수에 따른 전류 파형 예시도이다. 도 11은 일 실시예에 따른 스위칭에 의한 전류의 프리휠링 구간의 예시도이다. 도 12는 일 실시예에 따른 조리 장치 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 13은 일 실시예에 따른 조리 장치의 주파수 제어에 따른 전류 크기 변화에 관한 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조리 장치(100)는 사용자 인터페이스부(130), 코일부(140) 및 구동 회로부(150)를 포함한다.
사용자 인터페이스부(130)는 조리 장치(100)의 동작 명령을 입력받는 입력부(131)와, 조리 장치(100)의 동작 정보를 출력하는 표시부(132)를 포함한다.
여기서 동작 명령은 전원 온오프 명령, 코일 선택 명령(즉, 조리 위치 선택 명령), 코일의 출력 레벨 선택 명령, 동작 개시 명령, 동작 예약 명령을 포함할 수 있고, 동작 정보는 전원 온오프 정보, 코일 선택 정보, 코일의 출력 레벨 정보, 조리 진행 정보를 포함할 수 있다.
구동 회로부(150)는 전원이 온 되고, 적어도 하나의 코일의 위치 선택 신호, 동작 개시 신호가 입력되면 선택된 적어도 하나의 코일에 전류를 공급하여 선택된 적어도 하나의 코일을 통해 선택된 출력 레벨로 용기가 가열될 수 있도록 한다.
구동 회로부(150)는 코일의 출력 레벨의 선택 신호에 기초하여 코일에 인가되는 전류의 크기를 조절한다.
여기서, 출력 레벨은 각각의 코일(141, 142, 143, 144)이 생성하는 자기장(B)의 세기를 이산적으로(discretely) 구분한 것이며, 출력 레벨이 높을수록 코일이 큰 자기장(B)을 생성하며, 용기(200)를 더 빠르게 가열하고 더 높은 온도로 가열할 수 있도록 한다.
아울러 구동 회로부(150)는 코일의 위치 선택 신호가 수신되면 코일의 위치 선택 신호가 수신된 시점을 동작 개시 시점으로 인식하여 코일에 전류를 공급하는 것도 가능하고, 출력 레벨의 선택 신호가 수신되면 출력 레벨의 선택 신호가 수신된 시점을 동작 개시 시점으로 인식하여 코일에 전류를 공급하는 것도 가능하다.
조리 장치(100)는 복수 개의 코일 주변에 각각 마련된 온도 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 구동 회로부(150)는 검출된 온도에 기초하여 코일에 인가되는 전류의 크기를 조절할 수 있다.
이러한 구동 회로부(150)를 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구동 회로부(150)는 전원부(151), 정류부(152), 평활부(153), 구동부(154), 전류 검출부(155), 제어부(156) 및 저장부(157)를 포함한다.
전원부(151)는 외부의 상용전원과 연결되어, 상용전원으로부터 전력을 공급받는다.
전원부(151)는 전원 스위치를 포함하고, 입력부(131)를 통해 전원 온 신호가 수신되면 전원 스위치를 온 시켜 외부의 상용 전원과 연결되도록 한다.
아울러 전원부(151)는 외부의 상용 전원의 노이즈를 제거한 후 정류부(152)에 전달하는 것도 가능하다.
정류부(152)는 전원부(151)로부터 전력을 입력받아 정류하고 정류된 전력을 평활부(153)에 전달한다.
이러한 정류부(152)는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있고, 브리지 다이오드를 포함할 수도 있다.
평활부(153)는 정류부(152)에서 정류된 전력의 리플을 제거하여 구동부(154)에 전달한다.
즉 평활부(153)는 인가된 전력 중 맥류를 제거함으로써 직류로 변환하고 변환된 직류의 전력을 구동부(154)의 구동 전력으로 전달한다.
구동부(154)는 평활부(153)로부터 전력이 공급되면 공급된 전력을 적어도 하나의 코일에 공급한다.
여기서 구동부(154)의 수는, 코일의 수와 동일할 수 있다.
예를 들어, 조리 장치에 마련된 코일이 하나이면 구동부는 하나이고, 조리 장치에 마련된 코일이 네 개이면 구동부도 네 개이다.
구동부(154)가 복수 개인 경우, 복수 개의 구동부는 복수 개의 코일과 각각 연결될 수 있고, 각각에 연결된 코일로 전력을 공급한다.
즉 복수 개의 구동부는 코일의 위치 선택 신호에 기초하여 서로 독립적으로 동작한다.
각 코일에 연결된 구동부의 구성이 동일한 바, 본 실시 예는 제1코일(141)에 연결된 구동부를 예를 들어 설명한다.
구동부(164)는 평활부(153)의 양단 사이에 연결되고 제어부(156)로부터 동작 신호를 입력 받는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)와, 제 1스위치(Q1)에 병렬 연결된 제 1다이오드(D1) 및 제 2스위치(Q2)에 병렬 연결된 제 2다이오드(D2)와, 평활부(153)의 양단 사이에 연결된 제1, 2캐패시터(C1, C2)를 포함한다.
제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)는 각각 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)에 병렬로 연결되고, 제 1스위치(Q1)에 흐르는 전류 및 제 2스위치(Q2)에 흐르는 전류의 방향과 반대 방향의 전류를 흐르게 하는 다이오드로서, 역병렬 다이오드의 성질을 갖는다. 이 때, 역병렬 다이오드는 프리휠링(free-wheeling) 다이오드라 칭할 수 있고, 프리휠링 다이오드에 흐르는 전류를 프리휠링 전류라 칭할 수 있다.
제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)는 제어부(156)에 연결된 게이트단을 각각 포함하고, 이 게이트단을 통해 턴 온 신호를 입력 받아 턴 온 되거나 턴 오프 신호를 입력 받아 턴 오프 될 수 있다.
여기서 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)는 서로 교대로 턴 온 될 수 있다. 즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되면 제 2스위치(Q2)는 턴 오프 되고, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되면 제 2스위치(Q2)는 턴 온 될 수 있다.
이러한 구동부(154)는 하프 브리지(Half Bridge) 형태로 마련될 수 있다.
제1, 2캐패시터(C1, C2)는 한 쌍의 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)와 병렬로 연결될 수 있다.
코일부의 제1코일(141)의 양단은, 한 쌍의 스위칭부(Q1, Q2)가 직렬 연결되는 노드와 한 쌍의 캐패시터(C1, C2)가 직렬 연결되는 노드에 각각 연결될 수 있다.
제1코일(141)은 제1, 2캐패시터(C1, C2)와 함께 공진 회로를 형성한다.
제1코일(141)의 전류(IL)는 일정 주기에 따라 공진한다.
여기서 일정 주기는 제1코일과 제1, 2캐패시터의 시상수에 따라 결정될 수 있다.
이러한 제1코일(141)은 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 동작 주파수를 이용하여 고주파 자계를 발생시킨다.
구동부(154)는 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프 동작에 따라 제1 코일(141)에 방향이 변화하는 전류를 공급할 수 있다.
즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되면, 제1코일(141)에 제1방향의 구동 전류가 공급되고, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되면, 제1 코일(141)에 제2방향의 구동 전류가 공급된다.
도 6 및 도 11을 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되면, 제 1방향으로 공급되는 구동 전류는 제 1스위치(Q1) 및 제 1코일(141)을 거쳐 제 2캐패시터(C2) 쪽으로 흐른다.
도 11의 공진 전류 파형 그래프를 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되어 있는 ① 구간(t1 ~ t2)에서는 구동 전류가 제 1방향으로 공급되어 제 1스위치(Q1) 및 제 1코일(141)로 흐른다.
도 7 및 도 11을 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되면, 제 1방향으로 공급되는 구동 전류는 제 1코일(141) 및 제 2캐패시터(C2)를 거쳐 제 2다이오드(D2) 쪽으로 흐른다.
즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 상태에서 턴 오프 되고, 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 상태에서 턴 온 되면, 도 6에서처럼 제 1방향으로 흘러 제 1코일(141)에 축적된 구동 전류는 일정 시간 동안 도 7에서와 같이 제 2다이오드(D2) 쪽으로 흐르면서 프리휠링을 한다.
즉, 제 1코일(141)은 인덕터(inductor) 소자 이므로, 전류가 흐르던 방향을 유지시켜 같은 방향으로 계속 흐르도록 하는 성질이 있으므로, 이 경우에 제 2다이오드(D2) 쪽으로 흐르는 전류를 프리휠링 전류라 한다.
이 경우, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 상태에서 턴 오프 되고, 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 상태에서 턴 온 되는 시간 사이에는 일정 시간 만큼의 데드 타임(dead time)이 발생할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 이러한 데드 타임은 없는 경우를 가정한다.
도 11의 공진 전류 파형 그래프를 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되어 있는 ② 구간(t2 ~ t3)에서는 구동 전류가 제 1방향으로 공급되어 제 2다이오드(D2) 쪽으로 흐르면서 프리휠링한다. 즉, 도 11의 ② 구간은 제 2다이오드(D2)에 구동 전류가 흐르는 프리휠링 구간에 해당한다.
또한, 도 8 및 도 11을 참고하면, 제 1스위치(Q1)이 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되면, 제 2방향으로 공급되는 구동 전류는 제 1캐패시터(C1) 및 제 1코일(141)을 거쳐 제 2스위치(Q2) 쪽으로 흐른다.
도 11의 공진 전류 파형 그래프를 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 온 되어 있는 ③ 구간(t3 ~ t4)에서는 구동 전류가 제 2방향으로 공급되어 제 2스위치(Q2) 쪽으로 흐른다.
도 9 및 도 11을 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되면, 제 2방향으로 공급되는 구동 전류는 제 1캐패시터(C1) 및 제 1코일(141)을 거쳐 제 1다이오드(D1) 쪽으로 흐른다.
즉, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 상태에서 턴 온 되고, 제 2스위치(Q2)가 턴 온 상태에서 턴 오프 되면, 도 8에서처럼 제 2방향으로 흘러 제 1코일(141)에 축적된 구동 전류는 일정 시간 동안 도 9에서와 같이 제 1다이오드(D1) 쪽으로 흐르면서 프리휠링을 한다. 이 경우에도, 제 1스위치(Q1)가 턴 오프 상태에서 턴 온 되고, 제 2스위치(Q2)가 턴 온 상태에서 턴 오프 되는 시간 사이에는 일정 시간 만큼의 데드 타임(dead time)이 발생할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 이러한 데드 타임은 없는 경우를 가정한다.
도 11의 공진 전류 파형 그래프를 참고하면, 제 1스위치(Q1)가 턴 온 되고 제 2스위치(Q2)가 턴 오프 되어 있는 ④ 구간(t4 ~ t5)에서는 구동 전류가 제 2방향으로 공급되어 제 1다이오드(D1) 쪽으로 흐르면서 프리휠링한다. 즉, 도 11의 ④ 구간은 제 1다이오드(D1)에 구동 전류가 흐르는 프리휠링 구간에 해당한다.
도 7 및 도 9에서와 같이, 구동 전류가 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐를 때, 구동 전류의 크기가 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)의 정격 보다 큰 값이면, 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)가 파손될 위험이 있다.
따라서, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 조리 장치(100) 및 그 제어방법에 의하면, 구동 전류가 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 프리휠링 구간을 결정하고, 프리휠링 구간에서 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류의 최대값을 소자의 정격 이내로 제한할 수 있다.
전류 검출부(155)는 제1코일(141)에 연결되고 제1코일(141)에 흐르는 전류를 검출하며 검출된 전류의 정보를 제어부(156)에 전송한다.
일 예로, 전류 검출부(155)는 제1 코일(141)에 공급되는 전류의 크기에 비례하여 감소되는 변류기(current transformer: CT)와 비례 감소된 전류의 크기를 검출하는 전류계(ampere meter)를 포함할 수 있다.
다른 예로, 전류 검출부(155)는 제1 코일(141)에 연결된 션트 저항(shunt resistance)과, 이 션트 저항에서 발생하는 전압 강하를 측정하는 측정부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 전류 검출부(155)는 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류를 검출하여 검출된 전류의 정보를 제어부(156)로 전송할 수 있다.
구동 회로부(150)는 제어부(156)의 명령에 따라 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프 시키기 위한 게이트 신호를 발생하는 게이트 드라이버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
여기서 게이트 드라이버는 제어부(156)와 일체로 마련될 수도 있고, 제어부(156)와 별도로 마련될 수도 있다.
아울러 게이트 드라이버가 제어부와 별도로 마련된 경우, 제어부(156)는 게이트 드라이버와의 통신을 위한 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
신호 발생부(158)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시킬 수 있다. 또한, 신호 발생부(158)는 제어부(156)의 제어에 따라 미리 설정된 값으로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 제 1스위치(Q1)의 게이트단 및 제 2스위치(Q2)의 게이트단에 인가할 수 있다.
제어부(156)는 출력레벨의 선택 신호 및 코일의 위치 선택 정보가 수신되면 선택된 출력 레벨에 대응하는 전류를 선택된 코일에 공급하도록 구동부(154)에 제어 신호를 전송한다.
제어부(156)는 구동부(154)에 제어 신호 전송 시, 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온 동작을 교대로 제어하기 위한 제어 신호를 전송한다.
제어부(156)는 선택된 출력 레벨에 대응하는 전류를 제1코일(141)에 인가하기 위해, 제 1스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프의 주기를 변경함으로써 제1 코일(141)에 공급되는 전류의 크기를 변경할 수 있다.
여기서 제1 스위치(Q1)와 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프의 주기는 주파수에 따라 결정될 수 있다.
아울러, 제어부(156)는 코일의 온도에 기초하여 제 1, 2스위치(Q1, Q2)의 턴 온, 턴 오프에 대한 펄스 폭 변조(PWM)를 제어하는 것도 가능하다.
도 10을 참조하면, 미리 정해진 동작 주파수(F1, F2)에 의해 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)가 일정 시간 동작될 때, 제 1코일(141)에 흐르는 전류의 파형(P1, P2)은 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 턴 온, 턴 오프에 의한 주파수와 공진 회로(즉, 제 1코일과 제 1, 2캐패시터)의 공진 주파수의 중첩에 의해 진폭이 변화될 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13에 기초하여 일 실시예에 따른 코일 장치(100) 및 그 제어방법을 시계열적으로 설명한다.
신호 발생부(158)는 제어부(156)의 제어에 따라 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시켜(1000) 제 1스위치(Q1)의 게이트단 및 제 2스위치(Q2)의 게이트단에 인가할 수 있다.
즉, 제어부(156)는 신호 발생부(158)를 제어하여 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 턴 온 동작을 교대로 제어할 수 있다(1100).
도 11을 참고하면, 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)는 턴 온 및 턴 오프 동작을 교대로 반복할 수 있고, 그에 따라 구동부(154)에 흐르는 구동 전류의 방향이 변경될 수 있다.
제어부(156)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 동작에 의해 제 1코일(141)에 흐르는 전류의 파형 중 진폭이 최대인 한 주기의 전류 파형을 획득할 수 있고, 획득된 한 주기의 전류 파형 중 제로 크로스 포인트(ZCP; Zero Cross Point)를 결정할 수 있다(1200).
제어부(156)는 전류 검출부(155)를 제어하여 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 온 오프에 의해 구동부(154)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 즉, 제어부(156)는 제 1코일(141)에 흐르는 전류를 검출할 수 있고, 제 1다이오드(D1)에 흐르는 전류 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다(1300).
제어부(156)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)가 교대로 턴 온 동작하는 시점 및 제로 크로스 포인트(ZCP)에 기초하여 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 전류가 흐르는 프리휠링 구간을 결정할 수 있다(1400).
도 11을 참조하면, 제어부(156)는 제 1스위치(Q1)의 턴 오프 시점(t2)의 전류 위상 및 제로 크로스 포인트의 종료 시점(t3)의 전류 위상에 기초하여, 제 1스위치(Q1)의 턴 오프 시점(t2)부터 제로 크로스 포인트의 종료 시점(t3)까지를 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
즉, 도 11의 공진 전류 파형 그래프에서, ② 구간(t2 ~ t3)은 도 7에서 전술한 바와 같이, 제 2다이오드(D2)에 전류가 흐르는 프리휠링 구간에 해당한다.
또한, 도 11을 참조하면, 제어부(156)는 제 2스위치(Q2)의 턴 오프 시점(t4)의 전류 위상 및 제로 크로스 포인트의 시작 시점(t5)의 전류 위상에 기초하여, 제 2스위치(Q2)의 턴 오프 시점(t4)부터 제로 크로스 포인트의 시작 시점(t5)까지를 프리휠링 구간으로 결정할 수 있다.
즉, 도 11의 공진 전류 파형 그래프에서, ④ 구간(t4 ~ t5)은 도 9에서 전술한 바와 같이, 제 1다이오드(D1)에 전류가 흐르는 프리휠링 구간에 해당한다.
제어부(156)는 프리휠링 구간에서 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류를 정격 이하로 제한하기 위해 프리휠링 구간에서 제 1다이오드(D1)에 흐르는 전류의 최대값 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류의 최대값을 결정할 수 있다(1500).
도 11을 참고하면, 제어부(156)는 프리휠링 구간에 해당하는 ② 구간(t2 ~ t3) 및 ④ 구간(t4 ~ t5)에서 검출된 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류 값에 기초하여 프리휠링 구간에서의 프리휠링 전류의 최대값을 결정할 수 있다.
제어부(156)는 프리휠링 구간에서 제 1다이오드(D1)에 흐르는 프리휠링 전류의 최대값 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 프리휠링 전류의 최대값을 미리 정해진 값과 비교하여(1600), 프리휠링 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)를 턴 온 시키는 동작 주파수가 증가되도록 신호 발생부(158)를 제어하는 제어 신호를 송출할 수 있다(1700).
제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)에 프리휠링 전류가 흐를 때, 제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)가 파손되지 않기 위한 소자 정격을 기준으로 하여 미리 정해진 전류 값은 저장부(157)에 저장되어 있다. 또한, 프리휠링 전류의 최대값을 미리 정해진 값 이하로 제한하기 위해서 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 동작 주파수를 증가시키는 값에 대한 데이터도 저장부(157)에 저장되어 있다.
신호 발생부(158)는 제어부(156)가 송출한 제어 신호에 기초하여 미리 설정된 주파수로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 제 1스위치(D1)의 게이트단 및 제 2스위치(D2)의 게이트단에 인가할 수 있다(1800).
즉, 제어부(156)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)를 동작시키기 위한 동작 주파수를 증가시킴으로써, 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류의 최대값을 미리 정해진 값 이하로 제한할 수 있다(1900).
도 13을 참고하면, 제어부(156)가 제 1스위치(D1) 및 제 2스위치(D2)를 동작시키는 동작 주파수를 증가시킴에 따라 조리 장치(100)에 흐르는 공진 전류의 크기가 감소한다. 따라서, 도 13에 도시된 바와 같이 프리휠링 구간(fw1, fw2)에서 제 1다이오드(D1) 및 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류의 최대값도 감소하게 되므로, 제어부(156)는 소자의 정격에 따라 미리 정해진 전류 값 이하로 프리휠링 전류를 제한할 수 있다.
또한, 제어부(156)는 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 전류의 최대값이 아닌 RMS(Root Mean Square) 전류에 기초하여 프리휠링 전류가 미리 정해진 값 이상인지 판단할 수 있고, 미리 정해진 값 이상인 경우 동작 주파수를 제어하여 프리휠링 전류를 미리 정해진 값 이하로 제한할 수 있다.
제어부(156)는 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
또한, 저장부(157)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 저장부는 제어부와 관련하여 전술한 프로세서와 별개의 칩으로 구현된 메모리일 수 있고, 프로세서와 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 조리 장치에 마련된 다이오드의 정격을 증가시키는 방법에 관한 개념도이다.
전술한 바와 같이, 조리 장치(100)에 마련된 제 1다이오드(D1) 또는 제 2다이오드(D2)에 흐르는 프리휠링 전류가 미리 정해진 값을 초과하면 소자의 파손 위험과 같은 문제가 발생하므로, 제어부(156)는 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)의 동작 주파수를 제어하여 프리휠링 전류를 미리 정해진 값 이하로 제한한다.
한편, 조리 장치(100)에 흐르는 프리휠링 전류의 정격을 더 크게 확보하기 위해 도 14에서와 같이 제 1다이오드(D1)와 병렬 연결되는 제 3다이오드(D3)를 추가하고, 제 2다이오드(D2)와 병렬 연결되는 제 4다이오드(D4)를 추가할 수 있다.
즉, 제 3다이오드(D3) 및 제 4다이오드(D4)가 병렬 연결되면 조리 장치(100)의 제 1다이오드(D1) 내지 제 4다이오드(D4)에 흐를 수 있는 전류의 크기가 증가하므로, 소자의 정격이 증가하는 효과에 의해 정격 이상의 전류로부터 야기되는 스트레스를 감소시킬 수 있다.
또한, 조리 장치(100)에 흐르는 프리휠링 전류의 정격을 더 크게 확보하기 위해 도 15에서와 같이 제 1다이오드(D1)보다 프리휠링 전류에 대한 정격 용량이 큰 제 5다이오드(D5)를 제 1스위치(Q1)에 병렬로 연결할 수 있다. 마찬가지로, 제 2다이오드(D2)보다 프리휠링 전류에 대한 정격 용량이 큰 제 6다이오드(D6)를 제 2스위치(Q1)에 병렬로 연결할 수 있다.
즉, 정격 용량이 증대된 제 5다이오드(D5) 및 제 6다이오드(D6)가 제 1스위치(Q1) 및 제 2스위치(Q2)에 각각 연결되면, 조리 장치(100)의 제 5다이오드(D5) 및 제 6다이오드(D6)에 흐를 수 있는 전류의 크기가 증가하므로, 소자의 정격이 증가하는 효과에 의해 정격 이상의 전류로부터 야기되는 스트레스를 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 개시된 발명의 일 실시예에 의한 조리 장치 및 그 제어방법에 의하면 조리 장치에 포함된 다이오드에 흐르는 전류를 검출하고, 다이오드의 정격보다 큰 전류가 흐르는 경우 전류를 정격 이내로 제한하여 소자에 흐르는 전류에 의한 스트레스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 다양한 조리 장치에 대해 소자에 흐르는 전류를 정격 이내로 제한함으로써 안정성을 확보하고 조리 장치의 크기와 종류에 구애 받지 않는 효과가 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 용기가 거치되고, 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일;
    상기 코일에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 제 1스위치 및 제 2스위치;
    상기 제 1스위치에 병렬 연결된 제 1다이오드 또는 상기 제 2스위치에 병렬 연결된 제 2다이오드; 및
    상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하고, 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 턴 온 시키는 동작 주파수를 증가시켜 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값 이하로 제한하는 제어부;를 포함하는 조리 장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 코일에 흐르는 전류의 제로 크로스 포인트(ZCP)를 결정하는 조리 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치가 교대로 턴 온 동작하는 시점 및 상기 결정된 제로 크로스 포인트에 기초하여 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링(free-wheeling) 구간을 결정하는 조리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점까지를 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정하는 조리 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점까지를 상기 제 1다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정하는 조리 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고,
    상기 결정된 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값과 비교하는 조리 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 전류 검출부는,
    상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 검출하는 조리 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 동작시키기 위한 동작 주파수를 발생시키는 신호 발생부;를 더 포함하는 조리 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 신호 발생부는,
    상기 제어부의 제어에 따라 미리 설정된 주파수로 증가된 동작 주파수를 발생시켜 상기 제 1스위치의 게이트단 및 상기 제 2스위치의 게이트단에 인가하는 조리 장치.
  10. 전류의 인가에 따라 자기장이 형성되는 코일을 포함하는 조리 장치 제어방법에 있어서,
    제 1스위치 및 제 2스위치의 턴 온 동작을 교대로 제어하고;
    상기 제 1스위치에 병렬 연결된 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2스위치에 병렬 연결된 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고;
    상기 결정된 전류의 최대값이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치를 턴 온 시키는 동작 주파수를 증가시켜 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값 이하로 제한하는 조리 장치 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 코일에 흐르는 전류의 제로 크로스 포인트를 결정하는 것;을 더 포함하는 조리 장치 제어방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1스위치 및 상기 제 2스위치가 교대로 턴 온 동작하는 시점 및 상기 결정된 제로 크로스 포인트에 기초하여 상기 제 1다이오드 또는 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간을 결정하는 것;을 더 포함하는 조리 장치 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 프리휠링 구간을 결정하는 것은,
    상기 제 1스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 1스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 종료 시점까지를 상기 제 2다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정하고,
    상기 제 2스위치의 턴 오프 시점의 전류 위상 및 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점의 전류 위상에 기초하여, 상기 제 2스위치의 턴 오프 시점부터 상기 제로 크로스 포인트의 시작 시점까지를 상기 제 1다이오드에 전류가 흐르는 프리휠링 구간으로 결정하는 조리 장치 제어방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 전류의 최대값을 결정하는 것은,
    상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 결정하고;
    상기 결정된 전류의 최대값을 상기 미리 정해진 값과 비교하는 것;을 포함하는 조리 장치 제어방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 것;을 더 포함하고,
    상기 전류를 검출하는 것은,
    상기 프리휠링 구간에서 상기 제 1다이오드에 흐르는 전류의 최대값 또는 상기 제 2다이오드에 흐르는 전류의 최대값을 검출하는 것;을 포함하는 조리 장치 제어방법.
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