WO2020080725A1 - 조리 기기 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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heating coil
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driving power
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최지웅
박남주
윤창선
이현관
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present disclosure relates to a cooking appliance and a control method thereof, and more particularly, to a cooking appliance providing a driving power supply having alternately a plurality of driving frequencies to a heating coil and a control method thereof.
  • the present disclosure relates to a cooking appliance and a control method thereof, and more particularly, to a cooking appliance providing a driving power supply having alternately a plurality of driving frequencies to a heating coil and a control method thereof.
  • An object of the present disclosure is to provide a cooking appliance and a control method for providing a heating coil with a driving power supply having alternating driving frequencies.
  • a control method of a cooking appliance includes: receiving an output level for a heating coil, determining a plurality of driving frequencies for a driving power source based on the output level, and determining the plurality of driving And generating a drive power having alternating frequencies and providing the generated drive power to the heating coil.
  • the cooking appliance includes: a heating coil generating a magnetic field for heating a cooking vessel, an inverter providing driving power to the heating coil, an input device receiving an output level for the heating coil, and The inverter is configured to determine a plurality of driving frequencies for the driving power based on the output level, generate driving power alternately having the determined plurality of driving frequencies, and provide the generated driving power to the heating coil. It may include a processor for controlling the.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a simple configuration of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure
  • FIGS. 4 and 5 are views showing an example of a driving power supply having a plurality of driving frequencies alternately
  • FIG. 6 is a view for explaining an operation of changing the driving frequency of the driving power source
  • FIG. 7 is a view for explaining an operation of adjusting the change time of the driving frequency of the driving power source
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing examples of a plurality of driving power sources having different phases.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by terms. The terms are used only to distinguish one component from other components.
  • heating device refers to a device that heats, reheats, or cools food using heat sources such as gas, electricity, and steam.
  • heat sources such as gas, electricity, and steam.
  • cooking appliances include gas stoves, microwave ovens, ovens, toasters, coffee machines, grills, or induction heating cooking appliances.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a simple configuration of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • the cooking appliance 100 is composed of a heating coil 110, an inverter 120, an input device 130, and a processor 140.
  • the heating coil 110 performs a heating operation based on the driving power supplied from the inverter 120.
  • the heating coil may be a heating element or an induction heating coil.
  • heat may be directly radiated based on the driving power source, and when the heating coil is an induction heating coil, the cooking vessel on the burner may be heated using an induction current.
  • a magnetic field passing through the inside of the induction heating coil is induced.
  • the induced magnetic field passes through the bottom surface of the cooking container, and an eddy current, which is a rotating current, is generated on the bottom surface, and the bottom surface of the cooking container may be heated due to the generated eddy current.
  • the intensity of the magnetic field generated in the induction heating coil may be changed according to the frequency of the alternating current supplied to the induction heating coil. Specifically, as the frequency of the alternating current supplied to the induction heating coil increases, the magnetic field decreases, and as the frequency of the alternating current supplied to the induction heating coil decreases, the magnetic field may increase.
  • the magnetic field strength of the induction heating coil can be adjusted by adjusting the driving frequency of the driving power supplied to the induction heating coil, and accordingly the power consumption of the induction heating coil can be adjusted.
  • the heating coil 110 is an induction heating coil.
  • the inverter 120 provides driving power to the heating coil 110. Specifically, the inverter 120 generates the power input from the outside as the driving power corresponding to the output level so that the driving power corresponding to the output level input from the user is provided to the heating coil, and the generated driving power is generated for each heating coil. Can be provided on.
  • the inverter 120 adjusts the driving frequency to generate driving power corresponding to the output level of the heating coil. Can provide. Meanwhile, a specific configuration and operation of the inverter 120 will be described later with reference to FIG. 3.
  • the input device 130 may receive a command to use the heating coil from a user.
  • the use command is a command to perform an on / off operation for a heating coil to be controlled, or to control the heating coil to be heated to a corresponding heating level by selecting an output level.
  • the output level may be directly inputted with corresponding values (eg, 1, 2, 3, 4), or may be inputted with relative value change values (eg, + 1 / -1). .
  • the input device 130 may be implemented with a plurality of physical buttons or switches, and may also be implemented with a touch screen capable of simultaneously performing a display function displaying an operation state.
  • the processor 140 controls each component in the cooking appliance 100. Specifically, when the usage command for the heating coil is input through the input device 130, the processor 140 may control the inverter so that the heating coil performs an operation corresponding to the input usage command.
  • the processor 140 generates a driving power corresponding to the second output when the user command requesting the second output to the heating coil 110 is input and provides it to the heating coil 110
  • the inverter 120 can be controlled to do so.
  • the processor 140 may calculate a driving frequency for a driving power source corresponding to the input output level. For example, when a level requiring 1500W of power is input, the processor 140 may determine 25KHz as a driving frequency capable of supplying 1500W of power.
  • the processor 140 may calculate a plurality of driving frequencies for the driving power supply based on the received output level. Specifically, the processor 140 may calculate a plurality of driving frequencies different from each other to provide target power corresponding to the input output level.
  • the processor 140 uses a plurality of driving frequencies. 23KHz and 27KHz having an average value of 25KHz can be calculated as the driving frequency.
  • the number of the plurality of driving frequencies may have three or more in addition to the two described above, and the method of calculating the plurality of driving frequencies is not limited to the above-described example.
  • the processor 140 may control the inverter 120 to generate driving power having a calculated driving frequency and provide the generated driving power to the heating coil 110. Specifically, when one driving frequency corresponding to the input output level is calculated, the processor 140 may control the inverter 120 to generate driving power having one calculated driving frequency.
  • the processor 140 may control the inverter 120 to generate driving power having alternate driving frequencies.
  • the processor 140 when the processor 140 calculates 23KHz and 27KHz with a plurality of driving frequencies, the processor 140 has a frequency of 23KHz for a first predetermined time, and then a frequency of 27KHz for a second predetermined time.
  • the inverter 120 may be controlled to generate a driving power source in which the above-described change in the driving frequency is repeated.
  • the processor 140 may control the inverter 120 to provide the generated driving power to the heating coil 110.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • the cooking appliance 100 includes a plurality of heating coils 110-1, 110-2, a plurality of inverters 120-1, 120-2, an input device 130, a processor 140, It may be composed of a current sensing device 150 and the display 160.
  • the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 may include a first heating coil 110-1 and a second heating coil 110-2.
  • Each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 may be an induction heating coil capable of generating a magnetic field for heating the cooking vessel.
  • the plurality of inverters 120-1 and 120-2 may include a first inverter 120-1 and a second inverter 120-2.
  • the first inverter 120-1 may provide driving power to the first heating coil 110-1
  • the second inverter 120-2 may provide driving power to the second heating coil 110-2. can do.
  • the input device 130 may receive user commands for each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • the processor 140 calculates a common driving frequency for the driving power of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 based on the output level of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. You can.
  • the processor 140 determines a common driving frequency based on a target power of a heating coil having a high output level among a plurality of heating coils 110-1 and 110-2, and corresponds to a heating coil having a high output level
  • the inverter can be controlled to provide a driving power source having a common driving frequency.
  • the processor 140 may control the inverter corresponding to the heating coil having a low output level to intermittently provide driving power having a common driving frequency.
  • the above-described method is applied to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 as the instantaneous output exceeds the allowable range at the time when the plurality of inverters 120-1 and 120-2 simultaneously provide driving power. It may happen that the target power cannot be provided.
  • the present disclosure describes a method of generating a driving power source having a plurality of driving frequencies rather than generating a driving power source having a single driving frequency.
  • the processor 140 calculates a plurality of driving frequencies for the driving power of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 based on the output level of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. You can. Specifically, the processor 140 provides driving power to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 so as to provide target power corresponding to the output level of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. It is possible to calculate a plurality of driving frequencies different from each other.
  • the processor 140 when the target power corresponding to the output level of the first heating coil 110-1 is 1500 W and the driving frequency capable of supplying 1500 W is 25 KHz, the processor 140 has an average value of 25 KHz. 23KHz and 27KHz may be determined as a plurality of driving frequencies of the first heating coil 110-1. In addition, when the target power corresponding to the output level of the second heating coil 110-2 is 1200 W and the driving frequency capable of supplying 1200 W is 22 KHz, the processor 140 averages 23 KHz having a value of 22 KHz and 21KHz may be determined as a plurality of driving frequencies of the second heating coil 110-2.
  • the number of the plurality of driving frequencies may have three or more in addition to the two described above, and the method of calculating the plurality of driving frequencies is not limited to the above-described example.
  • the processor 140 uses a plurality of inverters 120-1 and 120-2 to generate a plurality of driving power sources alternately having a plurality of driving frequencies of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. Can be controlled.
  • the processor 140 When the plurality of driving frequencies of the first heating coil 110-1 are 23 KHz and 27 KHz, and the plurality of driving frequencies of the second heating coil 110-2 are 23 KHz and 21 KHz, the processor 140
  • the first inverter 120-1 generates a first driving power source having alternating frequencies of 23KHz and 27KHz
  • the second inverter generates a second driving power source alternately having frequencies of 23KHz and 21KHz.
  • the inverter and the second inverter can be controlled.
  • the processor 140 may control the plurality of inverters 120-1 and 120-2 so that the times when the frequency changes are the same. For example, the processor 140 may generate a driving power source having a first driving frequency for a first predetermined time, and generate a driving power source having a second driving frequency for a second predetermined time. 1) and the second inverter 120-2 can be controlled.
  • the processor 140 may control the plurality of inverters 120-1 and 120-2 to provide the generated plurality of driving power to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • the processor 140 may include a plurality of inverters 120- to provide driving power having a plurality of driving frequencies in order to provide target powers corresponding to output levels of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. 1, 120-2) Each can be controlled.
  • each of the driving power sources provided to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 changes frequency according to a time point, but continuously supplies power without an on and off operation. Provided to distribute power, it is possible to prevent the phenomenon that the instantaneous output is focused at a specific point in time.
  • the current sensing device 150 may be connected to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 to sense current flowing in the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. In addition, the current sensing device 150 may provide information on the sensed current to the processor 140.
  • the processor 140 may calculate power consumption of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 based on the current information received from the current sensing device 150. And the processor 140 compares the power consumption of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 with the target power, and when a difference occurs, changes the frequency of the driving power source so that the power consumption and the target power match Inverter () can be controlled to change phase.
  • the display 160 may display various information provided by the cooking appliance 100. Specifically, the display 160 may display an operation state of the cooking appliance 100 or a user interface window for selecting a function and option selected by the user.
  • FIG. 2 although it has been illustrated and described as including two heating coils and two inverters, it may also be implemented in a form including three or more heating coils and three or more inverters. have.
  • the present disclosure may have an effect of preventing the instantaneous output of the driving power at a specific time point from exceeding an allowable range by controlling a plurality of driving power to have a plurality of driving frequencies.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • the cooking appliance 100 includes a power supply unit AC, a rectifying circuit D1, a smoothing circuit C1, a plurality of inverters 120-1 and 120-2, and a plurality of heating coils 110- 1, 110-2), a processor 140, a current sensing device 150, a gate driver 170, and an input voltage current detector 180.
  • the power supply unit AC may be connected to an external commercial power supply to receive power.
  • the power supply unit AC may include a power switch, and when a power-on signal is received through the input device 130, the power switch may be turned on to be connected to an external commercial power supply.
  • the rectifying circuit D1 may receive power from the power supply AC to rectify and transmit the rectified power to the smoothing circuit C1.
  • the rectifying circuit D1 may include at least one diode, or may include a bridge diode.
  • the smoothing circuit C1 may remove the ripple of the power rectified by the rectifying circuit D1 and transmit it to the plurality of inverters 120-1 and 120-2. Specifically, the smoothing circuit C1 may convert DC to DC by removing pulsation among the applied power and transfer the converted DC power to the plurality of inverters 120-1 and 120-2.
  • the plurality of inverters 120-1 and 120-2 may be connected to the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, respectively, and generate driving power to generate the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. Each can be provided.
  • the first inverter 120-1 includes a plurality of switching elements Q11 and Q12 connected between both ends of the smoothing circuit C1 and receiving an operation signal from the gate driver 170, and the smoothing circuit C1 It includes a plurality of capacitors (C2, C3) connected between both ends, it may be connected to the first heating coil (110-1).
  • the second inverter 120-2 includes a plurality of switching elements Q21 and Q22 connected between both ends of the smoothing circuit C1 and receiving an operation signal from the gate driver 170, and the smoothing circuit C1 It includes a plurality of capacitors (C4, C5) connected between both ends, it may be connected to the second heating coil (110-2).
  • the plurality of inverters 120-1 and 120-2 repeat turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements Q11, Q12, Q21, and Q22 according to the operation signals input from the gate driver 170. It is possible to generate a current whose direction changes accordingly, and supply it to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • the first switching element Q11 of the first inverter 120-1 when the first switching element Q11 of the first inverter 120-1 is turned on and the second switching element Q12 is turned off, the first heating coil 110-1 is removed.
  • the driving current in one direction is supplied, the first switching element Q11 is turned off, and the second switching element Q12 is turned on, the first heating coil 110-1 is driven in the second direction Current can be supplied.
  • Cycles of turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements Q11, Q12, Q21, and Q22 of the plurality of inverters 120-1 and 120-2 may be determined according to the driving frequency of the driving power. Since the power consumption of the heating coil is changed according to the cycle of turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements Q11, Q12, Q21, Q22, the processor 140 adjusts the driving frequency of the driving power source. The power consumption of the heating coil can be changed.
  • the processor 140 may change cycles of turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements according to a plurality of driving frequencies.
  • the processor 140 may provide the gate driver 170 with a control command instructing to generate driving power having a first driving frequency for a first predetermined time and a second driving frequency for a second predetermined time.
  • operation signals may be provided to the plurality of switch elements Q11, Q12, Q21, and Q22 so that the gate driver 170 performs an operation corresponding thereto.
  • processor 140 may perform pulse width modulation (PWM) for turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements ().
  • PWM pulse width modulation
  • the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 may generate a magnetic field using drive power supplied from the plurality of inverters 120-1 and 120-2.
  • the generated magnetic field passes through the bottom surface of the cooking vessel, and an eddy current, which is a rotating current, is generated on the bottom surface, and the bottom surface of the cooking vessel may be heated due to the generated eddy current.
  • the current sensing device 150 is connected to each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 and detects a current flowing through each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, thereby detecting Information may be provided to the processor 140.
  • the current sensing device 150 includes a current transformer that decreases in proportion to the magnitude of the current supplied to the first heating coil 110-1 and an ammeter that detects the magnitude of the proportionally reduced current. ).
  • the current sensing device 150 may include a shunt resistance connected to the first heating coil 110-1 and a measurement device (not shown) that measures a voltage drop generated by the shunt resistance. You can.
  • the gate driver 170 may generate operation signals for turn-on and turn-off operations of the plurality of switch elements Q11, Q12, Q21, and Q22 according to the control command of the processor 140.
  • the gate driver 170 may be implemented in a manner included in the processor 140, and may be implemented as a separate device from the processor 140.
  • the input voltage current detector 180 may be connected to the power supply device () to sense the current or voltage of the input power provided to the plurality of inverters 120-1 and 120-2.
  • the input voltage current detector 180 may provide a detection result to the processor 140.
  • the processor 140 may calculate the phase of the current flowing through each heating coil based on the detection results of the input voltage current detector 180 and the current sensing device 150. And the phase of the driving power supplied to each heating coil () can be changed based on the calculated phase information. A detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 8 and 9.
  • 4 and 5 are diagrams showing examples of driving power sources having alternating driving frequencies.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which driving frequencies of a plurality of driving power sources are alternated with time.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the power consumption provided by the plurality of driving power sources is alternated with time.
  • the driving frequency of the driving power provided to the first inverter 120-1 has a first frequency f1 during the first section (Section 1), and a second during the second section (Section 2). It can be seen that it has a frequency f2.
  • the driving frequency of the driving power provided to the second inverter 120-2 has a first frequency f1 during the first section (Section 1), and a third frequency (f3) during the second section (Section 2). It can be confirmed that it has.
  • each inverter has a first frequency (f1) that is a common driving frequency during the first section (Section 1), and a second frequency (f2) and a second driving frequency that are individual driving frequencies during the second section (Section 2). It may have three frequencies (f3).
  • the processor 140 may calculate target power of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 based on the output levels input to the plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • the processor 140 is based on the sum of the target powers of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, the common driving frequency f1 of the driving power generated by the plurality of inverters 120-1 and 120-2 ).
  • the processor 140 may determine a common driving frequency f1 corresponding thereto based on an average of the sum of target powers of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • the cooking appliance 100 may pre-store common driving frequency f1 information corresponding to the target power in a memory (not shown) to determine a common driving frequency f1 corresponding to an average of the sum of target powers.
  • the target power of the first heating coil 110-1 is 1800 W and the target power of the second heating coil 110-2 is 1200 W, based on 1500 W, which is the average of 3000 W, which is the sum of each target power
  • the common driving frequency f1 of the driving power can be determined. Meanwhile, the method of determining the common driving frequency is not limited to the above-described example.
  • the processor 140 calculates the respective driving frequency of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 corresponding to the output level and common driving frequency of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2. You can.
  • the processor 140 consumes power of a specific inverter generated in a first section (Section 1) to which a common driving frequency is applied and consumes a specific inverter generated in a second section (Section 2) to which an individual driving frequency is applied. It is possible to calculate an individual driving frequency in which the average power is equal to the target power of the corresponding heating coil ().
  • the power consumption of the first heating coil in the first section is TP11
  • the power consumption of the second heating coil in the first section is TP21
  • the second section In Section 2
  • the power consumption of the first heating coil is TP12
  • the power consumption of the second heating coil in the second section is TP22.
  • the processor 140 so that the average of TP11 and TP12 is equal to the target power of the first heating coil 110-1, and the average of TP21 and TP22 is equal to the target power of the second heating coil 110-2.
  • Individual driving frequencies f2 and f3 can be calculated.
  • the processor 140 is the second section to which the sum of the power consumption of each of the plurality of inverters 120-1 and 120-2 generated in the first section (Section 1) to which the common frequency is applied and the individual driving frequency are applied. Individual driving frequencies may be calculated such that the sum of power consumption of all the plurality of inverters 120-1 and 120-2 generated in (Section 2) is the same.
  • the power consumption of each of the plurality of inverters 120-1 and 120-2 is provided.
  • the processor 140 may calculate individual driving frequencies such that the difference between the individual driving frequencies f2 and f3 has a predetermined value or more. Specifically, the processor 140 has an individual driving frequency such that the individual driving frequency f3 of the heating coil having a smaller target power is greater than a predetermined value than the individual driving frequency f2 of the heating coil having a larger target power. Can be calculated.
  • the preset value may correspond to an audible frequency range.
  • interference noise may be generated due to a difference in driving frequencies of each driving power source.
  • the difference between the individual driving frequencies (f2, f3) falls within the audible frequency range, the interfering sound may be heard in the human ear.
  • the preset value is an audible frequency range, which may correspond to 17Khz, and accordingly, noise generation may be prevented even if the same driving frequency is not used.
  • the individual driving frequency f3 of the heating coil having the smaller target power is 0 when the target power is satisfied only with the power consumption generated in the first section (Section 1) operating at the common driving frequency f1. Can be determined by.
  • the processor 140 has a common driving frequency in the first section (Section 1) and a respective driving frequency in the second section (Section 2) for each of the plurality of inverters 120-1 and 120-2. It can be controlled to generate power.
  • the plurality of inverters 120-1 and 120-2 may be controlled to provide the generated driving power to each of the corresponding plurality of heating coils 110-1 and 110-2.
  • FIG. 5 although it has been illustrated and described as including two heating coils and two inverters, it may also be implemented in a form including three or more heating coils and three or more inverters. have.
  • FIG. 6 is a view for explaining an operation of changing the driving frequency of the driving power supply.
  • the processor 140 may calculate a common driving frequency and individual driving frequencies based on the output levels for each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, as described above, and alternately calculate the calculated plurality of driving frequencies
  • the plurality of inverters 120-1 and 120-2 may be controlled to generate driving power having an enemy.
  • the processor 140 calculates power consumption of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2 using the current information sensed by the current sensing device 150 and provides feedback to have the same value as the target power You can do
  • the processor 140 performs feedback by changing individual driving frequencies of the plurality of driving power sources.
  • the operation of performing feedback by changing the individual driving frequency may be performed regardless of the size of the target output of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, and the plurality of inverters 120-1 and 120 -2) Since it can be applied to all in the same way, the first heating coil 110-1 will be described as an example.
  • the processor 140 may check whether the power consumption of the first heating coil 110-1 sensed through the current sensing device 150 is smaller than the target power of the first heating coil 110-1 (S610). ).
  • the processor 140 may control the first inverter 120-1 so as to provide increased power consumption by reducing the individual driving frequency f2. You can.
  • the processor 140 may check whether the power consumption is greater than the target power (S630).
  • the processor 140 controls the first inverter 120-1 so as to provide a reduced power consumption by increasing the individual driving frequency f2. It can be (S640).
  • the power consumption is not greater than the target power (S630-N), that is, when the power consumption and the target power are the same, frequency change may not be performed.
  • the processor 140 may change each individual driving frequency to the same frequency.
  • FIG. 7 is a view for explaining an operation of adjusting a change time of a driving frequency of a driving power supply.
  • the processor 140 may perform a feedback operation by adjusting a change time of the driving frequency of the driving power in addition to the feedback operation through the individual driving frequency change described above.
  • the operation of performing feedback by adjusting the change time of the driving frequency of the driving power may be performed regardless of the size of the target output of each of the plurality of heating coils 110-1 and 110-2, and the plurality of inverters ( 120-1, 120-2) can be applied in the same way, the first heating coil 110-1 will be described as an example.
  • the processor 140 may check whether the power consumption of the first heating coil 110-1 sensed through the current sensing device 150 is greater than the target power of the first heating coil 110-1 (S710). .
  • the processor 140 consumes the first section (Section 1). It can be confirmed whether the power has a value greater than the power consumption of the second section (Section 2) (S710-Y).
  • the processor 140 determines the power consumption of the first heating coil 110-1. To reduce, the first section (Section 1) may be reduced and the second section (Section 2) may be increased.
  • the processor 140 determines the power consumption of the first heating coil 110-1. To reduce, the first section (Section 1) may be increased, and the second section (Section 2) may be reduced.
  • the processor 140 may include the first heating coil 110-1. It can be confirmed whether the power consumption of) is less than the target power of the first heating coil 110-1 (S750).
  • the processor 140 consumes the first section (Section 1). It can be confirmed whether the power has a value greater than the power consumption of the second section (Section 2) (S760).
  • the processor 140 determines the power consumption of the first heating coil 110-1. In order to increase, the first section (Section 1) may be increased and the second section (Section 2) may be reduced (S740).
  • the processor 140 determines the power consumption of the first heating coil 110-1. In order to increase, the first section (Section 1) may be reduced and the second section (Section 2) may be increased.
  • the change of the first section (Section 1) and the second section (Section 2) may not be performed.
  • a section corresponding to each of a plurality of driving frequencies is illustrated and described as a total of two sections, the first section and the second section, but when implemented, a driving power supply having three or more driving frequencies It may be generated, and may have three or more sections accordingly, and may be implemented by adjusting the three or more sections described above to perform feedback.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing examples of a plurality of driving power sources having different phases.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of turn-on and turn-off operations of a switching element of a plurality of inverters
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a change in power according to a phase difference of drive power of each of a plurality of inverters to be.
  • the turn-on and turn-off operations of the first switching element Q11 can be confirmed on the High Side of the first inverter 120-1, and the second switching element ( The turn-on and turn-off operations of Q12) can be confirmed on the low side of the first inverter 120-1.
  • the turn-on and turn-off operations of the first switching element Q21 can be confirmed on the High Side of the second inverter 120-2, and the turn of the second switching element Q22 -The on and turn-off operations can be confirmed on the low side of the second inverter 120-2.
  • the switching element of each inverter repeats the turn-on and turn-off operation, and the switching elements in one inverter do not overlap the turn-on or turn-off operation with each other. It can work.
  • the timing at which the high side of each inverter is turned on may be the same or different, and the difference may be expressed as a phase based on the timing at which the high side is turned on.
  • Time from the turn-on time point of the high side of the first inverter to the turn-on time point of the high side of the second inverter may be expressed as an angle.
  • the power of each driving power may be changed. This is because when a plurality of heating coils are adjacent to each other and a driving power source having the same frequency is input, the magnetic force lines generated in one heating coil may affect each other as a mutually induced voltage in the heating region of the other coil.
  • the first inverter 120-1 when the phase of the driving power generated by the first inverter 120-1 is ahead of the phase of the driving power generated by the second inverter 120-2, the first inverter 120 The power of the driving power generated by -1) may increase. On the other hand, the power of the driving power generated by the second inverter 120-2 may be reduced.
  • the phase of the driving power generated by the first inverter 120-1 when advanced, the power gradually increases only when the phase is advanced from 0 to 90 degrees, and when it exceeds 90 degrees, the first inverter ( Power of the driving power generated by 120-1) may be reduced.
  • the above-described features can be applied only between drive power sources having the same frequency.
  • the processor 140 may perform the feedback operation by changing the phase of each of the plurality of driving power sources in addition to the feedback operation through the adjustment of the driving frequency change time of the individual driving frequency and the driving power using the above-described features. .
  • the processor 140 may check whether the power consumption of the first heating coil 110-1 is less than the target power of the first heating coil 110-1.
  • the processor 140 drives the phase provided when the driving power of the first heating coil 110-1 operates at a common frequency to the second heating coil 110-2. It can be set to precede the power phase.
  • the processor 140 provides a phase when the driving power of the first heating coil 110-1 operates at a common frequency to the second heating coil 110-2. It can be set to lag behind the phase of the driving power.
  • FIGS. 8 and 9 the feedback method through the phase difference between the two driving power sources is illustrated and described, but in the implementation, a method of performing the feedback method through the phase difference between three or more driving power sources is performed. Can be implemented with
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a control method of a cooking appliance according to an embodiment of the present disclosure.
  • an output level for a heating coil is input (S1010). If a plurality of heating coils are provided, output levels for each of the plurality of heating coils may be input.
  • a plurality of driving frequencies for the driving power is calculated based on the output level (S1020). Specifically, a plurality of driving frequencies different from each other may be calculated to provide target power corresponding to the input output level.
  • a plurality of driving frequencies different from each other may be calculated to provide target power corresponding to an output level for each of the plurality of heating coils.
  • a common driving frequency common to a plurality of heating coils can be calculated. For example, based on the average of the sum of the target powers of the plurality of heating coils, a corresponding common driving frequency may be determined.
  • the average of the power consumption of a specific inverter generated in the first section (Section 1) to which the common driving frequency is applied and the power consumption of the specific inverter generated in the second section (Section 2) to which the individual driving frequency is applied are applicable. It is possible to calculate an individual driving frequency that is equal to the target power of the heating coil.
  • the total power consumption of all the plurality of inverters generated in the first section (Section 1) to which the common frequency is applied and the power consumption of all the plurality of inverters generated in the second section (Section 2) to which the individual driving frequency is applied can be calculated so that the sum of is the same.
  • the individual driving frequency may be calculated such that the difference between the individual driving frequencies has a predetermined value or more.
  • the preset value may correspond to an audible frequency range.
  • a driving power source having alternating driving frequencies is generated (S1030). If a plurality of heating coils is provided, it is possible to generate a plurality of driving power sources alternately having a plurality of calculated driving frequencies of each of the plurality of heating coils.
  • each of the plurality of inverters may be controlled to generate a driving power source having a common driving frequency in the first section (Section 1) and an individual driving frequency in the second section (Section 2).
  • each of the generated plurality of driving power sources may be provided to each of the plurality of heating coils.
  • control method of the cooking appliance of the present disclosure has an effect of preventing the instantaneous output of the driving power supply at a specific time point from exceeding an allowable range by controlling the plurality of driving power supplies to have a plurality of driving frequencies.
  • the control method as shown in FIG. 10 may be executed on an electronic device having the configuration of FIG. 1 or 2, and may also be executed on a cooking appliance having other configurations.
  • control method as described above may be implemented as at least one execution program for executing the control method as described above, and the execution program may be stored in a non-transitory readable medium.
  • the non-transitory readable medium means a medium that stores data semi-permanently and that can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short time, such as registers, caches, and memory.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

Landscapes

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Abstract

조리 기기의 제어 방법이 개시된다. 개시된 조리 기기의 제어 방법은, 가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는 단계, 출력 레벨에 기초하여 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하는 단계, 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하는 단계 및 생성된 구동 전원을 가열 코일에 제공하는 단계를 포함한다.

Description

조리 기기 및 이의 제어 방법
본 개시는 조리 기기 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 가열 코일에 제공하는 조리 기기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
본 개시는 조리 기기 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 가열 코일에 제공하는 조리 기기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
본 개시의 목적은 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 가열 코일에 제공하는 조리 기기 및 이의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 제어 방법은, 가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는 단계, 상기 출력 레벨에 기초하여 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하는 단계, 상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하는 단계 및 상기 생성된 구동 전원을 상기 가열 코일에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기는, ⓒ조리 용기를 가열하기 위한 자기장을 생성하는 가열 코일, 상기 가열 코일에 구동 전원을 제공하는 인버터, 상기 가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는 입력 장치 및 상기 출력 레벨에 기초하여 상기 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하고, 상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하고, 상기 생성된 구동 전원을 상기 가열 코일에 제공하도록 상기 인버터를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
-
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 간단한 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 구체적인 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 회로도,
도 4 및 도 5는 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원의 예를 도시한 도면,
도 6은 구동 전원의 구동주파수를 변경하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7은 구동 전원의 구동주파수의 변경 시간을 조정하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 상이한 위상을 갖는 복수의 구동 전원의 예를 도시한 도면, 그리고,
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
-
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "조리 기기"란, 가스, 전기, 증기와 같은 열 공급원을 이용하여 음식을 가열, 재가열 또는 냉각하는 기기를 말한다. 이러한 조리 기기의 예로는 가스 레인지, 전자 레인지, 오븐, 토스터, 커피 머신, 그릴, 또는 유도 가열 조리 기기 등을 들 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 간단한 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 조리 기기(100)는 가열 코일(110), 인버터(120), 입력 장치(130) 및 프로세서(140)로 구성된다.
가열 코일(110)은 인버터(120)로부터 제공된 구동 전원에 기초하여 가열 동작을 수행한다. 이러한 가열 코일은 발열체, 또는 유도 가열 코일 등일 수 있다. 예를 들어, 가열 코일이 발열체인 경우, 구동 전원에 기초하여 직접 열을 발산할 수 있고, 가열 코일이 유도 가열 코일인 경우, 유도 전류를 이용하여 버너 상의 조리 용기를 가열할 수 있다.
여기서 유도 가열 코일을 이용하는 조리 기기의 경우, 유도 가열 코일에 교류 전류가 공급되면 유도 가열 코일의 내측을 통과하는 자기장이 유도된다. 이때 유도된 자기장은 조리 용기의 저면을 통과하고, 저면에는 회전하는 전류인 와전류(eddy current)가 발생하며, 발생한 와전류로 인해 조리 용기의 저면은 가열될 수 있다.
또한, 유도 가열 코일에서 발생하는 자기장은 유도 가열 코일에 공급된 교류 전류의 주파수에 따라 그 세기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 유도 가열 코일에 공급된 교류 전류의 주파수가 증가할수록 자기장은 감소하고, 유도 가열 코일에 공급된 교류 전류의 주파수가 감소할수록 자기장은 증가할 수 있다.
따라서, 유도 가열 코일에 공급되는 구동 전원의 구동주파수를 조정함으로써 유도 가열 코일의 자기장 세기를 조절할 수 있고, 그에 따라 유도 가열 코일의 소비 전력을 조정할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 가열 코일(110)은 유도 가열 코일인 것을 가정한다.
인버터(120)는 가열 코일(110)에 구동 전원을 제공한다. 구체적으로, 인버터(120)는 사용자로부터 입력받은 출력 레벨에 대응되는 구동 전원이 가열 코일에 제공되도록 외부로부터 입력된 전원을 출력 레벨에 대응되는 구동 전원으로 생성하고, 생성된 구동 전원을 각 가열 코일에 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 인버터(120)는 상술한 바와 같이 구동 전원의 구동주파수에 따라 가열 코일이 생성할 수 있는 자기장의 크기가 변경되므로, 구동주파수를 조정함으로써 가열 코일의 출력 레벨에 대응되는 구동 전원을 제공할 수 있다. 한편, 인버터(120)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3과 관련하여 후술한다.
입력 장치(130)는 사용자로부터 가열 코일에 대한 사용 명령을 입력받을 수 있다. 여기서 사용 명령이란, 제어하고자 하는 가열 코일에 대하여, 온(ON)/오프(OFF) 동작을 수행하게 하거나, 출력 레벨을 선택받아 해당 가열 정도로 가열 코일이 가열되도록 제어하는 명령이다. 이러한 출력 레벨은 직접적으로 대응되는 값(예를 들어, 1, 2, 3, 4)을 입력받을 수도 있으며, 상대적인 값 변화 값(예를 들어, +1/-1)을 입력받는 형태일 수도 있다.
이러한 입력 장치(130)는 복수의 물리적인 버튼이나 스위치 등으로 구현될 수 있으며, 동작 상태 등을 표시하는 디스플레이 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로도 구현될 수 있다.
프로세서(140)는 조리 기기(100) 내의 각 구성을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(140)는 입력 장치(130)를 통하여 가열 코일에 대한 사용 명령을 입력받으면, 입력받은 사용 명령에 대응되는 동작을 가열 코일이 수행하도록 인버터를 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 가열 코일(110)에 대하여 2단계 출력을 요구하는 사용자 명령이 입력되면 인버터(120)가 2단계 출력에 대응되는 구동 전원을 생성하여 가열 코일(110)에 제공하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다.
이를 위해 프로세서(140)는 입력받은 출력 레벨에 대응되는 구동 전원에 대한 구동주파수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 1500W의 전력을 필요로 하는 a 레벨이 입력된 경우, 1500W의 전력을 공급할 수 있는 구동주파수로 25KHz를 결정할 수 있다.
또는, 프로세서(140)는 입력받은 출력 레벨에 기초하여 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 입력받은 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 서로 상이한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다.
예를 들어, 1500W의 전력을 필요로 하는 a 레벨이 입력되고, 하나의 구동주파수로 구동 전원 제공 시 1500W의 전력을 공급할 수 있는 구동주파수가 25KHz인 경우, 프로세서(140)는 복수의 구동주파수로 평균 25KHz의 값을 갖는 23KHz 및 27KHz를 구동주파수로 계산할 수 있다.
한편, 복수의 구동주파수의 개수는 상술한 2개 외에도 3개 이상을 가질 수 있으며, 복수의 구동주파수를 계산하는 방법은 상술한 예에 한하지 않는다.
그리고 프로세서(140)는 계산된 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하고, 생성한 구동 전원을 가열 코일(110)에 제공하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 입력된 출력 레벨에 대응되는 구동주파수를 1개 계산한 경우, 계산한 1개의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다.
또는, 프로세서(140)는 입력된 출력 레벨에 대응되는 복수의 구동주파수를 계산한 경우, 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)가 복수의 구동주파수로 23KHz 및 27KHz를 계산한 경우, 프로세서(140)는 기설정된 제1 시간 동안 23KHz의 주파수를 갖고, 이후 기설정된 제2 시간 동안 27KHz의 주파수를 가지며, 상술한 구동주파수의 변경이 반복되는 구동 전원을 생성하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 생성한 구동 전원을 가열 코일(110)에 제공하도록 인버터(120)를 제어할 수 있다.
또한, 이상에서는 전자 장치를 구성하는 간단한 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다양한 구성이 추가로 구비될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 구체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 조리 기기(100)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2), 복수의 인버터(120-1, 120-2), 입력 장치(130), 프로세서(140), 전류 감지 장치(150) 및 디스플레이(160)로 구성될 수 있다.
복수의 가열 코일(110-1, 110-2)은 제1 가열 코일(110-1) 및 제2 가열 코일(110-2)을 포함할 수 있다. 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각은 조리 용기를 가열하기 위한 자기장을 생성할 수 있는 유도 가열 코일일 수 있다.
복수의 인버터(120-1, 120-2)는 제1 인버터(120-1) 및 제2 인버터(120-2)를 포함할 수 있다. 제1 인버터(120-1)는 제1 가열 코일(110-1)에 구동 전원을 제공할 수 있고, 제2 인버터(120-2)는 제2 가열 코일(110-2)에 구동 전원을 제공할 수 있다.
입력 장치(130)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 대한 사용자 명령을 입력받을 수 있다.
프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨에 기초하여 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 구동 전원에 대한 공통의 구동주파수를 계산할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 중 출력 레벨이 높은 가열 코일의 목표 전력을 기초로 공통의 구동주파수를 결정하고, 출력 레벨이 높은 가열 코일에 대응되는 인버터가 공통의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 제공하도록 제어할 수 있다. 그리고 프로세서(140)는 출력 레벨이 낮은 가열 코일에 대응되는 인버터가 공통의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 간헐적으로 제공하도록 제어할 수 있다.
그러나 상술한 방법은 복수의 인버터(120-1, 120-2)가 동시에 구동 전원을 제공하는 시점에서 순간 출력이 허용 범위를 초과함에 따라 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 목표 전력을 제공하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 개시는 하나의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하는 것이 아닌 복수의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하는 방법을 설명한다.
프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨에 기초하여 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 구동 전원에 대한 서로 상이한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다.
예를 들어, 제1 가열 코일(110-1)의 출력 레벨에 대응되는 목표 전력이 1500W이고, 1500W의 전력을 공급할 수 있는 구동주파수가 25KHz인 경우, 프로세서(140)는 평균 25KHz의 값을 갖는 23KHz 및 27KHz를 제1 가열 코일(110-1)의 복수의 구동주파수로 결정할 수 있다. 또한, 제2 가열 코일(110-2)의 출력 레벨에 대응되는 목표 전력이 1200W이고, 1200W의 전력을 공급할 수 있는 구동주파수가 22KHz인 경우, 프로세서(140)는 평균 22KHz의 값을 갖는 23KHz 및 21KHz를 제2 가열 코일(110-2)의 복수의 구동주파수로 결정할 수 있다.
한편, 복수의 구동주파수의 개수는 상술한 2개 외에도 3개 이상을 가질 수 있으며, 복수의 구동주파수를 계산하는 방법은 상술한 예에 한하지 않는다.
한편, 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨에 기초하여 복수의 구동주파수를 계산하는 구체적인 동작은 도 4 및 도 5와 관련하여 후술한다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 복수의 구동 전원을 생성하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 가열 코일(110-1)의 복수의 구동주파수가 23KHz 및 27KHz이고, 제2 가열 코일(110-2)의 복수의 구동주파수가 23KHz 및 21KHz인 경우, 프로세서(140)는 제1 인버터(120-1)가 23KHz 및 27KHz의 주파수를 교번적으로 갖는 제1 구동 전원을 생성하고, 제2 인버터가 23KHz 및 21KHz의 주파수를 교번적으로 갖는 제2 구동 전원을 생성하도록 제1 인버터 및 제2 인버터를 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 구동 전원 각각을 생성시, 주파수가 변경되는 시점이 동일하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 기설정된 제1 시간 동안 첫 번째 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하고, 기설정된 제2 시간 동안 두 번째 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하도록 제1 인버터(120-1) 및 제2 인버터(120-2)를 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 생성한 복수의 구동 전원을 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 제공하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다.
이와 같이 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하기 위해 복수의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 제공하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2) 각각을 제어할 수 있다.
상술한 방식은 종래의 방식인 인버터가 온(On)과 오프(Off) 동작을 반복하여 간헐적으로 전력을 제공하는 방식과는 상이하다. 구체적으로, 본 개시에서 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 제공되는 구동 전원 각각은 시점에 따라 주파수를 변경하되, 온(On)과 오프(Off) 동작 없이 지속적으로 전력을 제공하여 전력을 분배하는바, 특정 시점에 순간 출력이 쏠리게 되는 현상을 방지할 수 있다.
전류 감지 장치(150)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 연결되어 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 그리고 전류 감지 장치(150)는 감지한 전류의 정보를 프로세서(140)에 제공할 수 있다.
프로세서(140)는 전류 감지 장치(150)로부터 수신한 전류의 정보를 기초로 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 소비 전력을 계산할 수 있다. 그리고 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 소비 전력과 목표 전력을 비교하여, 차이가 발생한 경우, 소비 전력 및 목표 전력이 일치하도록 구동 전원의 주파수를 변경하거나 위상을 변경하도록 인버터()를 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(140)가 소비 전력 및 목표 전력이 일치하도록 인버터()를 제어하는 구체적인 동작은 도 6 내지 도 8과 관련하여 후술한다.
디스플레이(160)는 조리 기기(100)에서 제공되는 각종 정보를 표시할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이(160)는 조리 기기(100)의 동작 상태를 표시하거나, 사용자가 선택한 기능 및 옵션 선택을 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다.
한편, 도 2를 도시하고 설명함에 있어서, 2개의 가열 코일 및 2개의 인버터를 포함하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 구현시에는 3개 이상의 가열 코일 및 3개 이상의 인버터를 포함하는 형태로도 구현될 수 있다.
종래에는 복수의 가열 코일에 제공되는 복수의 구동 전원이 하나의 구동주파수에 기초하여 생성되었다는 점에서, 특정 시점의 구동 전원의 순간 출력이 허용 범위를 넘어서는 경우가 발생하여 목표 출력에 도달하지 못하는 문제가 있었다.
그러나 상술한 바와 같이 본 개시는 복수의 구동 전원이 복수의 구동주파수를 갖도록 제어함으로써, 특정 시점의 구동 전원의 순간 출력이 허용 범위를 넘는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 조리 기기(100)는 전원 장치(AC), 정류 회로(D1), 평활 회로(C1), 복수의 인버터(120-1, 120-2), 복수의 가열 코일(110-1, 110-2), 프로세서(140), 전류 감지 장치(150), 게이트 드라이버(170) 및 입력 전압 전류 검출기(180)를 포함할 수 있다.
전원 장치(AC)는 외부의 상용 전원과 연결되어 전력을 공급받을 수 있다. 전원 장치(AC)는 전원 스위치를 포함할 수 있고, 입력 장치(130)를 통해 전원 온 신호가 수신되면 전원 스위치를 온 시켜 외부의 상용 전원과 연결될 수 있다.
정류 회로(D1)는 전원 장치(AC)로부터 전력을 입력받아 정류하고 정류된 전력을 평활 회로(C1)에 전달할 수 있다. 이러한 정류 회로(D1)는 적어도 하나의 다이오드를 포함할 수 있고, 브리지 다이오드를 포함할 수도 있다.
평활 회로(C1)는 정류 회로(D1)에서 정류된 전력의 리플을 제거하여 복수의 인버터(120-1, 120-2)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 평활 회로(C1)는 인가된 전력 중 맥류를 제거함으로써 직류로 변환하고 변환된 직류의 전력을 복수의 인버터(120-1, 120-2)에 전달할 수 있다.
복수의 인버터(120-1, 120-2)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)과 각각 연결될 수 있고, 구동 전원을 생성하여 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 제공할 수 있다.
제1 인버터(120-1)는 평활 회로(C1)의 양단 사이에 연결되고 게이트 드라이버(170)로부터 동작 신호를 입력받는 복수의 스위칭 소자(Q11, Q12)를 포함하고, 평활 회로(C1)의 양단 사이에 연결된 복수의 캐패시터(C2, C3)를 포함하고, 제1 가열 코일(110-1)과 연결될 수 있다.
제2 인버터(120-2)는 평활 회로(C1)의 양단 사이에 연결되고 게이트 드라이버(170)로부터 동작 신호를 입력받는 복수의 스위칭 소자(Q21, Q22)를 포함하고, 평활 회로(C1)의 양단 사이에 연결된 복수의 캐패시터(C4, C5)를 포함하고, 제2 가열 코일(110-2)과 연결될 수 있다.
복수의 인버터(120-1, 120-2)는 게이트 드라이버(170)로부터 입력받은 동작 신호에 따라 복수의 스위치 소자(Q11, Q12, Q21, Q22)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 반복할 수 있고, 그에 따라 방향이 변화하는 전류를 생성하여 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 공급할 수 있다.
예를 들어, 제1 인버터(120-1)의 제1 스위칭 소자(Q11)가 턴-온되고, 제2 스위칭 소자(Q12)가 턴-오프되면, 제1 가열 코일(110-1)에 제1 방향의 구동 전류가 공급되고, 제1 스위칭 소자(Q11)가 턴-오프되고, 제2 스위칭 소자(Q12)가 턴-온되면, 제1 가열 코일(110-1)에 제2 방향의 구동 전류가 공급될 수 있다.
복수의 인버터(120-1, 120-2)의 복수의 스위치 소자(Q11, Q12, Q21, Q22))의 턴-온 및 턴-오프 동작의 주기는 구동 전원의 구동주파수에 따라 결정될 수 있다. 복수의 스위치 소자(Q11, Q12, Q21, Q22)의 턴-온 및 턴-오프 동작의 주기에 따라 가열 코일의 소비 전력이 변경되므로, 프로세서(140)는 구동 전원의 구동주파수를 조정함에 따라 각 가열 코일의 소비 전력을 변경할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 구동주파수에 따라 복수의 스위치 소자()의 턴-온 및 턴-오프 동작의 주기를 변경할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 기설정된 제1 시간 동안 제1 구동주파수, 기설정된 제2 시간 동안 제2 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하도록 명령하는 제어 명령을 게이트 드라이버(170)에 제공할 수 있다. 그리고 게이트 드라이버(170)가 그에 대응되는 동작을 수행하도록 복수의 스위치 소자(Q11, Q12, Q21, Q22)에 동작 신호를 제공할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 복수의 스위치 소자()의 턴-온 및 턴-오프 동작에 대한 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)를 수행할 수 있다.
복수의 가열 코일(110-1, 110-2)은 복수의 인버터(120-1, 120-2)로부터 제공받은 구동 전원을 이용하여 자기장을 생성할 수 있다. 생성된 자기장은 조리 용기의 저면을 통과하고, 저면에는 회전하는 전류인 와전류(eddy current)가 발생하며, 발생한 와전류로 인해 조리 용기의 저면은 가열될 수 있다.
전류 감지 장치(150)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 연결되고, 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 흐르는 전류를 검출하여, 검출된 전류의 정보를 프로세서(140)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 전류 감지 장치(150)는 제1 가열 코일(110-1)에 공급되는 전류의 크기에 비례하여 감소되는 변류기(Current Transformer)와 비례 감소된 전류의 크기를 검출하는 전류계(Ampere Meter)를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 전류 감지 장치(150)는 제1 가열 코일(110-1)에 연결된 션트 저항(Shunt Resistance)과, 이 션트 저항에서 발생하는 전압 강하를 측정하는 측정 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(170)는 프로세서(140)의 제어 명령에 따라 복수의 스위치 소자(Q11, Q12, Q21, Q22)의 턴-온 및 턴-오프 동작에 대한 동작 신호를 생성할 수 있다. 이때, 게이트 드라이버(170)는 프로세서(140) 내에 포함되는 방식으로 구현될 수 있으며, 프로세서(140)와 별개의 장치로 구현될 수 있다.
입력 전압 전류 검출기(180)는 전원 장치()에 연결되어, 복수의 인버터(120-1, 120-2)에 제공되는 입력 전원의 전류 또는 전압을 감지할 수 있다. 입력 전압 전류 검출기(180)는 감지 결과를 프로세서(140)에 제공할 수 있다.
프로세서(140)는 입력 전압 전류 검출기(180) 및 전류 감지 장치(150)의 감지 결과를 기초로 각 가열 코일에 흐르는 전류의 위상을 산출할 수 있다. 그리고 산출한 위상 정보를 기초로 각 가열 코일()에 제공되는 구동 전원의 위상을 변경할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 8 및 도 9와 관련하여 후술한다.
도 4 및 도 5는 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 복수의 구동 전원의 구동주파수가 시간에 따라 교번되는 예를 도시한 도면이다. 그리고 도 5는 복수의 구동 전원이 제공하는 소비 전력이 시간에 따라 교번되는 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 인버터(120-1)에 제공되는 구동 전원의 구동주파수가 제1 구간(Section 1) 동안 제1 주파수(f1)를 갖고, 제2 구간(Section 2) 동안 제2 주파수(f2)를 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한, 제2 인버터(120-2)에 제공되는 구동 전원의 구동주파수가 제1 구간(Section 1) 동안 제1 주파수(f1)를 갖고, 제2 구간(Section 2) 동안 제3 주파수(f3)를 갖는 것을 확인할 수 있다.
즉, 각 인버터의 구동 전원은 제1 구간(Section 1) 동안 공통의 구동주파수인 제1 주파수(f1)를 갖고, 제2 구간(Section 2) 동안 개별 구동주파수인 제2 주파수(f2) 및 제3주파수(f3)를 가질 수 있다.
이하에서는 공통 구동주파수(f1) 및 각 가열 코일별 구동주파수(f2, f3)를 결정하는 방법을 설명한다.
먼저, 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)에 입력된 출력 레벨을 기초로 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 목표 전력을 계산할 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)의 목표 전력의 총합을 기초로 복수의 인버터(120-1, 120-2)가 생성하는 구동 전원의 공통 구동주파수(f1)를 결정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)의 목표 전력의 총합의 평균을 기초로 그에 대응되는 공통 구동주파수(f1)를 결정할 수 있다. 그리고 조리 기기(100)는 목표 전력의 총합의 평균에 대응되는 공통 구동주파수(f1)를 결정하기 위해 목표 전력에 대응되는 공통 구동주파수(f1) 정보를 메모리(미도시)에 기 저장할 수 있다.
예를 들어, 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력이 1800W, 제2 가열 코일(110-2)의 목표 전력이 1200W인 경우, 각 목표 전력의 총합인 3000W의 평균인 1500W를 기초로 구동 전원의 공통 구동주파수(f1)를 결정할 수 있다. 한편, 공통 구동주파수를 결정하는 방법은 상술한 예에 한하지 않는다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 출력 레벨 및 공통의 구동주파수에 대응되는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)의 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 공통 구동주파수가 적용되는 제1 구간(Section 1)에서 생성되는 특정 인버터의 소비 전력 및 개별 구동주파수가 적용되는 제2 구간(Section 2)에서 생성되는 특정 인버터의 소비 전력의 평균이 해당 가열 코일()의 목표 전력과 동일하게 되는 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 제1 구간(Section 1)에서 제1 가열 코일의 소비 전력을 TP11, 제1 구간(Section 1)에서 제2 가열 코일의 소비 전력을 TP21, 제2 구간(Section 2)에서 제1 가열 코일의 소비 전력을 TP12, 제2 구간(Section 2)에서 제2 가열 코일의 소비 전력을 TP22라고 가정할 수 있다.
이때, 프로세서(140)는 TP11 및 TP12의 평균이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력과 동일하고, TP21 및 TP22의 평균이 제2 가열 코일(110-2)의 목표 전력과 동일하도록 개별 구동주파수(f2, f3)를 계산할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 공통 주파수가 적용되는 제1 구간(Section 1)에서 생성되는 복수의 인버터(120-1, 120-2) 모두의 소비 전력의 총합 및 개별 구동주파수가 적용되는 제2 구간(Section 2)에서 생성되는 복수의 인버터(120-1, 120-2) 모두의 소비 전력의 총합이 동일하도록 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 프로세서(140)는 TP11 + TP21 = TP12 + TP22를 만족하도록 개별 구동주파수(f2, f3)를 계산할 수 있다.
이와 같이 공통 구동주파수(f1) 및 각 가열 코일별 구동주파수(f2, f3)를 결정한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 인버터(120-1, 120-2) 각각이 제공하는 소비 전력의 총합(TP=TP1+TP2)은 시간에 따라 일정한 값을 가질 수 있다. 그와 동시에 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 목표 전력과 동일한 소비 전력을 제공할 수 있다. 따라서, 특정 시점에서 조리 기기(100)의 순간 출력이 허용범위를 벗어나는 경우를 방지하면서도 각 코일에 적절한 전력을 제공할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 개별 구동주파수(f2, f3) 간의 차이가 기설정된 값 이상을 갖도록 개별 구동주파수를 계산할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 더 작은 목표 전력을 갖는 가열 코일의 개별 구동주파수(f3)가 더 큰 목표 전력을 갖는 가열 코일의 개별 구동주파수(f2)보다 기설정된 값 이상 더 크도록 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
여기서 기설정된 값이란, 가청 주파수 범위에 해당할 수 있다. 복수의 인버터가 개별 구동주파수로 동작하는 구동 전원을 생성시, 각 구동 전원의 구동주파수의 차이로 인해 간섭음이 발생할 수 있다. 이때 개별 구동주파수(f2, f3) 간의 차이가 가청 주파수 범위에 해당되는 경우, 간섭음이 인간의 귀에 들리게 될 수 있다.
따라서, 기설정된 값은 가청 주파수 범위로, 17Khz에 해당할 수 있으며, 그에 따라 동일한 구동주파수를 사용하지 않더라도 소음 발생을 방지할 수 있다.
한편, 더 작은 목표 전력을 갖는 가열 코일의 개별 구동주파수(f3)는, 그 목표 전력이 공통 구동주파수(f1)로 동작하는 제1 구간(Section 1)에서 생성되는 소비 전력만으로 만족되는 경우, 0으로 정해질 수 있다.
그리고 프로세서(140)는 복수의 인버터(120-1, 120-2) 각각에 대하여, 제1 구간(Section 1)에서 공통 구동주파수를 갖고, 제2 구간(Section 2)에서 개별 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하도록 제어할 수 있다. 그리고 생성한 구동 전원을 대응되는 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 제공하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다.
한편, 도 5를 도시하고 설명함에 있어서, 2개의 가열 코일 및 2개의 인버터를 포함하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 구현시에는 3개 이상의 가열 코일 및 3개 이상의 인버터를 포함하는 형태로도 구현될 수 있다.
도 6은 구동 전원의 구동주파수를 변경하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
프로세서(140)는 상술한 바와 같이 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 대한 출력 레벨에 기초하여 공통 구동주파수 및 개별 구동주파수를 계산할 수 있고, 계산한 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하도록 복수의 인버터(120-1, 120-2)를 제어할 수 있다.
그러나 복수의 가열 코일(110-1, 110-2)이 인접하여 자기장 간의 간섭 또는 기타 요인 등으로 인해 실제 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각에 제공되는 전력이 목표 전력을 만족하지 못할 수 있다. 따라서 프로세서(140)는 전류 감지 장치(150)를 통해 감지된 전류 정보를 이용하여 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 소비 전력을 산출하고, 목표 전력과 동일한 값을 갖도록 피드백을 수행할 수 있다.
이하에서는 프로세서(140)가 복수의 구동 전원 각각의 개별 구동주파수를 변경함으로써 피드백을 수행하는 동작을 설명한다. 또한, 개별 구동주파수를 변경하여 피드백을 수행하는 동작은 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 목표 출력의 크기와 무관하게 수행될 수 있고, 복수의 인버터(120-1, 120-2) 모두에 동일한 방식으로 적용될 수 있는바, 제1 가열 코일(110-1)을 예로 설명한다.
먼저, 프로세서(140)는 전류 감지 장치(150)를 통해 감지된 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 작은지 확인할 수 있다(S610).
만약, 소비 전력이 목표 전력보다 작은 경우(S610-Y), 프로세서(140)는 개별 구동주파수(f2)를 감소하여 증가된 소비 전력을 제공할 수 있도록 제1 인버터(120-1)를 제어할 수 있다. 반면, 소비 전력이 목표 전력보다 작지 않은 경우(S610-N), 프로세서(140)는 소비 전력이 목표 전력보다 큰지 확인할 수 있다(S630).
만약, 소비 전력이 목표 전력보다 큰 경우(S630-Y), 프로세서(140)는 개별 구동주파수(f2)를 증가하여 감소된 소비 전력을 제공할 수 있도록 제1 인버터(120-1)를 제어할 수 있다(S640). 반면, 소비 전력이 목표 전력보다 크지 않은 경우(S630-N), 즉, 소비 전력과 목표 전력이 동일한 경우에는 주파수 변경을 수행하지 않을 수 있다.
한편, 프로세서(140)의 피드백 동작으로 인해 제1 가열 코일(110-1)에 제공되는 구동 전원의 개별 구동주파수와 제2 가열 코일(110-2)에 제공되는 구동 전원의 개별 구동주파수의 차이가 기설정된 값 이상을 갖지 못하는 경우에는 간섭음으로 인한 소음이 발생할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 각 개별 구동주파수를 동일한 주파수로 변경할 수 있다.
도 7은 구동 전원의 구동주파수의 변경 시간을 조정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
프로세서(140)는 상술한 개별 구동주파수 변경을 통한 피드백 동작 외에도 구동 전원의 구동주파수의 변경 시간을 조정함으로써 피드백 동작을 수행할 수 있다.
한편, 구동 전원의 구동주파수의 변경 시간을 조절함으로써 피드백을 수행하는 동작은 복수의 가열 코일(110-1, 110-2) 각각의 목표 출력의 크기와 무관하게 수행될 수 있고, 복수의 인버터(120-1, 120-2) 모두에 동일한 방식으로 적용될 수 있는바, 제1 가열 코일(110-1)을 예로 설명한다.
먼저, 프로세서(140)는 전류 감지 장치(150)를 통해 감지된 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 큰지 확인할 수 있다(S710).
만약, 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 큰 경우(S610-Y), 프로세서(140)는 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 큰 값을 갖는지 확인할 수 있다(S710-Y).
만약, 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 큰 경우(S720-Y), 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력을 줄이기 위해 제1 구간(Section 1)을 줄이고, 제2 구간(Section 2)을 증가시킬 수 있다.
반면, 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 작은 경우(S720-N), 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력을 줄이기 위해 제1 구간(Section 1)을 증가시키고, 제2 구간(Section 2)을 줄일 수 있다.
반면, 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 크지 않은 경우(S710-N), 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 작은지 확인할 수 있다(S750).
만약, 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 작은 경우(S750-Y), 프로세서(140)는 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 큰 값을 갖는지 확인할 수 있다(S760).
만약, 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 큰 경우(S760-Y), 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력을 증가하기 위해 제1 구간(Section 1)을 증가시키고, 제2 구간(Section 2)을 줄일 수 있다(S740).
반면, 제1 구간(Section 1)의 소비 전력이 제2 구간(Section 2)의 소비 전력보다 큰 경우(S760-N), 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력을 증가하기 위해 제1 구간(Section 1)을 줄이고, 제2 구간(Section 2)을 증가시킬 수 있다.
반면, 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 작지 않은 경우(S750-N), 즉, 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력과 목표 전력이 동일한 경우에는 제1 구간(Section 1) 및 제2 구간(Section 2)의 변경을 수행하지 않을 수 있다.
한편, 도 7을 도시하고 설명함에 있어서, 복수의 구동주파수 각각에 대응되는 구간이 제1 구간 및 제2 구간으로 총 2개인 것으로 도시하고 설명하였으나, 구현시에는 3개 이상의 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성할 수 있고, 그에 따라 3개 이상의 구간을 가질 수 있으며, 상술한 3개 이상의 구간을 조정하여 피드백을 수행하는 방식으로 구현할 수 있다.
도 8 및 도 9는 상이한 위상을 갖는 복수의 구동 전원의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 복수의 인버터의 스위칭 소자의 턴-온 및 턴-오프 동작의 예를 도시한 도면이고, 도 9는 복수의 인버터 각각의 구동 전원의 위상 차에 따른 전력의 변화의 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 인버터에 대하여, 제1 스위칭 소자(Q11)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제1 인버터(120-1)의 High Side에서 확인할 수 있고, 제2 스위칭 소자(Q12)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제1 인버터(120-1)의 Low Side에서 확인할 수 있다.
또한, 제2 인버터에 대하여, 제1 스위칭 소자(Q21)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제2 인버터(120-2)의 High Side에서 확인할 수 있고, 제2 스위칭 소자(Q22)의 턴-온 및 턴-오프 동작을 제2 인버터(120-2)의 Low Side에서 확인할 수 있다.
스위칭 소자의 동작과 관련하여 앞서 상술한 바와 같이, 각 인버터의 스위칭 소자는 턴-온 및 턴-오프 동작을 반복하며, 한 인버터 내의 스위칭 소자들은 서로 턴-온 또는 턴-오프 동작이 중복되지 않도록 작동할 수 있다.
한편, 각 인버터의 High Side가 턴-온 되는 시점은 동일하거나 상이할 수 있으며, High Side가 턴-온 되는 시점을 기준으로 하여 그 차이를 위상으로 표현할 수 있다.
즉, 도 8을 참조하면, 제1 인버터의 High Side의 턴-온 시점과 제2 인버터의 High Side의 턴-온 시점에 차이가 나는 것을 확인할 수 있는데, 이를 인버터간 위상 차이로 표현할 수 있다.
구체적으로, 각 인버터의 제1 구간(Section 1) 및 제2 구간(Section 2)을 포함한 전체 주기(Period)를 360도라고 가정하고, 제1 인버터의 High Side의 턴-온 시점을 0도라고 가정하면, 제1 인버터의 High Side의 턴-온 시점으로부터 제2 인버터의 High Side의 턴-온 시점까지의 시간을 각도로 표현할 수 있다.
예를 들어, 전체 주기(Period)가 10초이고, 제1 인버터의 High Side의 턴-온 시점으로부터 제2 인버터의 High Side의 턴-온 시점까지의 시간이 1초인 경우, 제2 인버터의 위상은 1/10*360=36도로 표현할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 복수의 인버터(120-1, 120-2) 각각의 구동 전원의 위상이 상이한 경우, 각 구동 전원의 전력은 변경될 수 있다. 이는 복수의 가열 코일이 인접하여 위치하고 동일한 주파수를 갖는 구동 전원이 입력되는 경우, 하나의 가열 코일에서 발생한 자력선이 다른 코일의 가열 영역에서 상호 유도 전압으로서 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
구체적으로, 도 10을 참조하면, 제1 인버터(120-1)가 생성하는 구동 전원의 위상이 제2 인버터(120-2)가 생성하는 구동 전원의 위상에 비해 앞서는 경우, 제1 인버터(120-1)가 생성하는 구동 전원의 전력이 증가할 수 있다. 반면, 제2 인버터(120-2)가 생성하는 구동 전원의 전력은 감소할 수 있다.
한편, 제1 인버터(120-1)가 생성하는 구동 전원의 위상이 앞서는 경우에 전력이 점차 증가하는 것은 위상이 0도에서 90도로 앞서는 경우에 한하며, 90도를 넘어서는 경우, 다시 제1 인버터(120-1)가 생성하는 구동 전원의 전력이 감소할 수 있다. 또한, 상술한 특징은 동일한 주파수를 갖는 구동 전원 간에만 적용될 수 있다.
이에 따라, 프로세서(140)는 상술한 특징을 이용하여 개별 구동주파수 변경 및 구동 전원의 구동주파수 변경 시간의 조정을 통한 피드백 동작 외에도 복수의 구동 전원 각각의 위상을 변경함으로써 피드백 동작을 수행할 수 있다.
먼저, 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 소비 전력이 제1 가열 코일(110-1)의 목표 전력보다 작은지 확인할 수 있다.
만약 소비 전력이 목표 전력보다 작은 경우, 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 구동 전원이 공통 주파수로 동작할 때의 위상이 제2 가열 코일(110-2)에 제공되는 구동 전원의 위상보다 앞서도록 설정할 수 있다. 반면, 소비 전력이 목표 전력보다 큰 경우, 프로세서(140)는 제1 가열 코일(110-1)의 구동 전원이 공통 주파수로 동작할 때의 위상이 제2 가열 코일(110-2)에 제공되는 구동 전원의 위상보다 뒤쳐지도록 설정할 수 있다.
한편, 도 8 및 도 9를 도시하고 설명함에 있어서, 2개의 구동 전원 간의 위상 차이를 통한 피드백 방법을 도시하고 설명하였으나, 구현시에는 3개 이상의 구동 전원간 위상 차이를 통한 피드백 방법을 수행하는 방식으로 구현할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 조리 기기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는다(S1010). 만약 복수의 가열 코일을 구비하고 있는 경우, 복수의 가열 코일 각각에 대한 출력 레벨을 입력받을 수 있다.
그리고 출력 레벨에 기초하여 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 계산한다(S1020). 구체적으로, 입력받은 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 서로 상이한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다.
만약 복수의 가열 코일을 구비하고 있는 경우, 복수의 가열 코일 각각에 대한 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 서로 상이한 복수의 구동주파수를 계산할 수 있다.
구체적으로, 복수의 가열 코일에 공통되는 공통 구동주파수를 계산할 수 있다. 예를 들어, 복수의 가열 코일의 목표 전력의 총합의 평균을 기초로 그에 대응되는 공통 구동주파수를 결정할 수 있다.
그리고 복수의 가열 코일 각각의 출력 레벨 및 결정된 공통 구동주파수에 대응되는 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
구체적으로, 공통 구동주파수가 적용되는 제1 구간(Section 1)에서 생성되는 특정 인버터의 소비 전력 및 개별 구동주파수가 적용되는 제2 구간(Section 2)에서 생성되는 특정 인버터의 소비 전력의 평균이 해당 가열 코일의 목표 전력과 동일하게 되는 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
또한, 공통 주파수가 적용되는 제1 구간(Section 1)에서 생성되는 복수의 인버터 모두의 소비 전력의 총합 및 개별 구동주파수가 적용되는 제2 구간(Section 2)에서 생성되는 복수의 인버터 모두의 소비 전력의 총합이 동일하도록 개별 구동주파수를 계산할 수 있다.
또한, 개별 구동주파수 간의 차이가 기설정된 값 이상을 갖도록 개별 구동주파수를 계산할 수 있다. 여기서 기설정된 값이란, 가청 주파수 범위에 해당할 수 있다.
그리고 계산된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성한다(S1030). 만약 복수의 가열 코일을 구비하고 있는 경우, 복수의 가열 코일 각각의 계산된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 복수의 구동 전원을 생성할 수 있다.
구체적으로, 복수의 인버터 각각에 대하여, 제1 구간(Section 1)에서 공통 구동주파수를 갖고, 제2 구간(Section 2)에서 개별 구동주파수를 갖는 구동 전원을 생성하도록 제어할 수 있다.
그리고 생성된 구동 전원을 가열 코일에 제공한다(S1040). 만약, 만약 복수의 가열 코일을 구비하고 있는 경우, 생성한 복수의 구동 전원 각각을 복수의 가열 코일 각각에 제공할 수 있다.
따라서, 본 개시의 조리 기기의 제어 방법은 복수의 구동 전원이 복수의 구동주파수를 갖도록 제어함으로써, 특정 시점의 구동 전원의 순간 출력이 허용 범위를 넘는 것을 방지하는 효과를 갖는다. 도 10과 같은 제어 방법은, 도 1 또는 도 2의 구성을 가지는 전자 장치 상에서도 실행될 수 있으며, 그 밖의 다른 구성을 가지는 조리 기기 상에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 제어 방법은, 상술한 바와 같은 제어 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 실행 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이러한 실행 프로그램은 비일시적인 판독 가능 매체에 저장될 수 있다.
비 일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 애플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
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Claims (15)

  1. 조리 기기의 제어 방법에 있어서,
    가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는 단계;
    상기 출력 레벨에 기초하여 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하는 단계;
    상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 구동 전원을 상기 가열 코일에 제공하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 구동주파수를 결정하는 단계는,
    상기 구동 전원이 상기 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 서로 상이한 2개의 구동주파수를 결정하고,
    상기 구동 전원을 생성하는 단계는,
    상기 결정된 2개의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하는 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조리 기기는 복수의 가열 코일을 포함하고,
    상기 입력받는 단계는,
    상기 복수의 가열 코일에 각각에 대한 출력 레벨을 입력받고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 복수의 가열 코일 각각의 출력 레벨에 기초하여 상기 복수의 가열 코일 각각의 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하고,
    상기 구동 전원을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 가열 코일 각각의 상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 복수의 구동 전원을 생성하고,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 생성한 복수의 구동 전원 각각을 대응되는 상기 복수의 가열 코일 각각에 제공하는 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 복수의 가열 코일에 공통되는 공통 구동주파수를 결정하고, 상기 복수의 가열 코일 각각의 출력 레벨 및 상기 결정된 공통 구동주파수에 대응되는 개별 구동주파수를 결정하는 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 공통 구동주파수가 적용되는 시점 및 상기 개별 구동주파수가 적용되는 시점 각각에서의 상기 조리 기기의 소비전력이 동일하도록 상기 공통 구동주파수 및 상기 개별 구동주파수를 결정하는 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 조리 기기는,
    제1 가열 코일 및 제2 가열 코일을 포함하고,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제1 가열 코일 및 상기 제2 가열 코일에 공통 적용되는 제1 구동주파수를 결정하고, 상기 제1 가열 코일에 대응되는 출력 레벨 및 상기 결정된 제1 구동주파수에 기초하여 제2 구동주파수를 결정하고, 상기 제2 가열 코일에 대응되는 출력 레벨 및 상기 결정된 제1 구동주파수에 기초하여 제3 구동주파수를 결정하고,
    상기 구동 전원을 생성하는 단계는,
    상기 제1 구동주파수 및 상기 제2 구동주파수를 갖는 제1 구동전원을 생성하고, 상기 제1 구동주파수 및 상기 제3 구동주파수를 갖는 제2 구동전원을 생성하는 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제1 가열 코일 및 상기 제2 가열 코일 각각의 목표 전력의 평균에 기초하여 상기 제1 구동주파수를 결정하는 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제1 가열 코일에 대한 목표 전력과 상기 결정된 제1 구동주파수에 기초하여 상기 제2 주파수를 결정하고, 상기 제2 가열 코일에 대한 목표 전력과 상기 결정된 제1 구동주파수에 기초하여 상기 제3 구동주파수를 결정하는 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제2 구동주파수 및 상기 제3 구동주파수 간의 차이가 기설정된 값 이상을 갖도록 상기 제1 내지 제3 구동주파수를 결정하는 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 구동 전원을 생성하는 단계는,
    제1 시간 구간에서 제1 구동주파수를 갖도록 상기 제1 구동전원 및 상기 제2 구동전원을 생성하고, 제2 시간 구간에서 제2 구동주파수를 갖는 제1 구동전원 및 제3 구동주파수를 갖는 제2 구동전원을 생성하는 제어 방법.
  11. 조리 기기에 있어서,
    조리 용기를 가열하기 위한 자기장을 생성하는 가열 코일;
    상기 가열 코일에 구동 전원을 제공하는 인버터;
    상기 가열 코일에 대한 출력 레벨을 입력받는 입력 장치; 및
    상기 출력 레벨에 기초하여 상기 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하고, 상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하고, 상기 생성된 구동 전원을 상기 가열 코일에 제공하도록 상기 인버터를 제어하는 프로세서;를 포함하는 조리 기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 구동 전원이 상기 출력 레벨에 대응되는 목표 전력을 제공하도록 서로 상이한 2개의 구동주파수를 결정하고, 상기 결정된 2개의 구동주파수를 교번적으로 갖는 구동 전원을 생성하도록 상기 인버터를 제어하는 조리 기기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가열 코일은,
    복수의 가열 코일로 구성되고,
    상기 인버터는,
    상기 복수의 가열 코일 각각에 구동 전원을 개별적으로 제공하는 복수의 인버터로 구성되고,
    상기 입력 장치는,
    상기 복수의 가열 코일에 각각에 대한 출력 레벨을 입력받고,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 가열 코일 각각의 출력 레벨에 기초하여 상기 복수의 가열 코일 각각의 구동 전원에 대한 복수의 구동주파수를 결정하고, 상기 복수의 가열 코일 각각의 상기 결정된 복수의 구동주파수를 교번적으로 갖는 복수의 구동 전원을 생성하고, 상기 생성한 복수의 구동 전원 각각을 대응되는 상기 복수의 가열 코일 각각에 제공하도록 상기 복수의 인버터를 제어하는 조리 기기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 가열 코일에 공통되는 공통 구동주파수를 결정하고, 상기 복수의 가열 코일 각각의 출력 레벨 및 상기 결정된 공통 구동주파수에 대응되는 개별 구동주파수를 결정하는 조리 기기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 공통 구동주파수가 적용되는 시점 및 상기 개별 구동주파수가 적용되는 시점 각각에서의 상기 조리 기기의 소비전력이 동일하도록 상기 공통 구동주파수 및 상기 개별 구동주파수를 결정하는 조리 기기.
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