WO2023146285A1 - 무선전력전송을 이용하는 조리장치에서 노이즈를 차폐하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선전력전송을 이용하는 조리장치에서 노이즈를 차폐하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023146285A1
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WO
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pcb
touch panel
cooking
heating device
shielding
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PCT/KR2023/001162
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French (fr)
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김화성
변효수
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삼성전자 주식회사
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to a method and apparatus for shielding noise in a cooking apparatus using wireless power transmission.
  • Wireless Power Transfer is a technology that removes power lines that supply power to home appliances or electric vehicles and replaces them with wireless ones.
  • wireless power transmission technologies have been developed in various frequency domains, most of them are experiencing difficulties in commercialization, except for non-contact induction coupling methods that use low frequencies of hundreds of kHz. Since the non-contact inductive coupling method has a relatively low frequency, it is possible to use an inexpensive switching-type power conversion element, so it has excellent power transmission efficiency and has been commercialized in cordless razors and electric toothbrushes. Recently, it is applied to mobile IT devices such as mobile phones.
  • Wireless power transmission according to the non-contact inductive coupling method transmits/receives power wirelessly by mutually linking a transmitting coil (magnetic resonator) with a power source and a receiving coil receiving power wirelessly.
  • an induction cooking apparatus has been widely applied to cooking by receiving power from a transmission coil and heating a container with eddy current without a reception coil.
  • the touch panel provided on the upper plate of the cooking apparatus is affected by noise caused by wireless power transmission and eddy current of the cooking appliance.
  • a cooking apparatus includes at least one transmission coil, and a wireless power transmission unit wirelessly transmits power through the transmission coil.
  • the cooking apparatus may include a touch panel unit that receives a user input.
  • the cooking device may include a PCB including a processor that controls the wireless power transmission unit according to a user input received from the touch panel unit.
  • the cooking device may include a ground-grounded shielding conductor disposed perpendicularly to the PCB between the touch panel unit and the PCB.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a wireless power-driven cooking system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates a cooking apparatus having a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3A is a cross-sectional view showing the effect of electromagnetic noise on a touch panel unit.
  • 3B is a cross-sectional view illustrating a method of shielding electromagnetic waves when they affect a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating a change in capacitance value according to a touch operation on a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A illustrates a heating device having a PCB for shielding grounded to ground according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5B shows a heating device having a shielding metal bar grounded to ground according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5C is a diagram illustrating mounting of a shielding conductor on a control PCB according to an embodiment of the present disclosure.
  • 5D is a bird's eye view showing a form in which a shielding conductor surrounds a control PCB according to an embodiment of the present disclosure.
  • 6A is a touch data waveform diagram illustrating a normal touch operation in an induction heating apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • 6B is a waveform diagram illustrating electromagnetic noise during a touch operation in a heating device when a shielding conductor is not provided.
  • 6C is a waveform diagram illustrating touch noise during a touch operation in a heating device when a shielding conductor is provided according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram of a heating device employing an electromagnetic noise shielding conductor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method of shielding electromagnetic noise in a heating device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a cooking device may be used in the same sense as a heating device.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a wireless power-driven cooking system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the cooking vessel 1000 of the cooking system 100 driven by wireless power refers to all kinds of home appliance cooking vessels or vessels in which cooking is performed using an induction heating method or a heating method.
  • the cooking vessel 1000 according to the present disclosure includes a cooking appliance for 'heating', it should be understood that it includes a cooking appliance operated by supplying 'electricity' wirelessly in addition to the cooking vessel for 'heating'.
  • the cooking vessel 1000 Being driven by wireless power means that the cooking vessel 1000 is heated or electrical output is obtained by transmitting power using a magnetic field induced in the receiving coil or metal (eg, iron component) of the cooking vessel 1000 in a magnetic induction method.
  • a magnetic field induced in the receiving coil or metal (eg, iron component) of the cooking vessel 1000 in a magnetic induction method that can mean
  • the heating device 2000 of FIG. 1 flows current through the wireless power transmitter 2010 including the operating coil (or transmission coil) to form a magnetic field, thereby generating eddy current in the cooking vessel 1000. ) may occur, or a magnetic field may be induced in the wireless power receiver 1010 including the receiving coil. Electrical output or heating (heating) is performed through the induced eddy current or the magnetic field induced in the wireless power receiver 1010.
  • the cooking vessel 1000 shown in FIG. 1 shows an induction cooking vessel using electromagnetic induction as an example.
  • the cooking vessel 1000 driven by wireless power according to the present disclosure is not limited to an induction cooking vessel.
  • the cooking vessel 1000 according to the present disclosure may include, but is not limited to, a coffee machine, a toaster, an induction heater, an electric rice cooker, an electric waffle maker, a blender, an electric kettle, a pot, a frying pan, a steamer, and the like.
  • the cooking container 1000 may be induction heated by the heating device 2000 and may be a container having magnetism capable of communicating with the heating device 2000 .
  • the contents of the cooking vessel 1000 driven by wireless power may be liquids such as water, tea, coffee, soup, etc., or solids such as butter, meat, vegetables, etc., but are not limited thereto.
  • the cooking vessel 1000 may be an induction heating (IH) type cooking appliance or a heater type cooking appliance.
  • IH is a method of heating a metal object using electromagnetic induction. For example, when an alternating current is supplied to the wireless power transmitter 2010 of the heating device 2000, a time-varying magnetic field - an oscillating magnetic field - is induced inside a transmission coil included in the wireless power transmitter. The magnetic field generated by the transmitting coil passes through the lower surface of the cooking container 1000 .
  • a temporally varying magnetic field passes through a metal (eg, iron, steel, nickel, alloy, etc.) included in the lower surface of the cooking vessel 1000, a current rotating around the magnetic field is generated in the metal.
  • a metal eg, iron, steel, nickel, alloy, etc.
  • This rotating current is called eddy current, and a phenomenon in which current is induced by a temporally changing magnetic field is called electromagnetic induction.
  • IH induction heating
  • metal eg, iron
  • the heat generated at this time may heat the contents of the cooking container 1000 .
  • this magnetic field may affect the operation of nearby electronic devices as electromagnetic noise.
  • the cooking vessel 1000 may include a wireless power receiver 1010 including a receiving coil for driving a load.
  • the load may be any electrical load capable of operating a home appliance, including a heater or a motor.
  • the cooking container 1000 may be a heater, a motor, or a battery to be charged.
  • the wireless power receiver 1010 may supply power to all means that can operate by supplying power in addition to heating a heater or driving a motor as a load.
  • the heater is for heating the contents in the cooking container 1000 .
  • the shape of the heater may vary, and the material of the shell (eg, iron, stainless steel, copper, aluminum, Incoloy, Incotel, etc.) may also vary.
  • the receiving coil of the cooking vessel 1000 may wirelessly receive power from the transmitting coil included in the wireless power transmitting unit 2010 of the heating device 2000 through a magnetic induction method.
  • the magnetic induction method transfers energy by applying a magnetic field formed by a current flowing in a transmitting coil to a receiving coil.
  • Reference numeral 110 in FIG. 1 shows cross-sections of the cooking vessel 1000 and the heating device 2000 driven by wireless power.
  • the heating device 2000 includes a wireless power transmission unit 2010 including a transmission coil receiving commercial power through a wire and transmitting the supplied commercial power wirelessly.
  • the cooking container 1000 includes a wireless power receiver 1010 including a receiving coil that wirelessly receives power from the transmitting coil of the heating device 2000 by a magnetic induction method.
  • the top of the wireless power receiver 1010 of the cooking vessel 1000 includes a load 1070 heated by a receiving coil.
  • the load 1070 includes a heater, a motor, a battery to be charged, and the like.
  • the heating device 2000 may include a glass 2020 on top of the wireless power transmission unit 2010.
  • the glass 2020 of the heating device 2000 may be made of tempered glass such as ceramic glass so that the upper plate of the heating device 2000 is not easily damaged.
  • the cooking vessel 1000 Since there is no wired connection between the cooking vessel 1000 including the wireless power receiver 1010 and the load 1070 and the heating device 2000, the cooking vessel 1000 is the heating device 2000 including the wireless power transmitter 2010 can be freely spaced from the cord-free state.
  • a cooking device may be an integral type including the cooking container 1000 and the heating device 2000.
  • the cooking container 1000 and the heating device 2000 may be products that are handled separately and sold separately, or the cooking container 1000 and the heating device 2000 may be a cooking device that is a home appliance that is treated as one product.
  • the heating device 2000 will also be referred to as a 'station (device)' or a cooking device.
  • FIG. 2 illustrates a cooking apparatus having a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • a touch panel unit 2700 for receiving a user's touch input is provided on the upper plate of the heating device 2000 .
  • the function of the heating device 2000 corresponding to the corresponding touch area is performed, and the cooking vessel 1000 can be heated.
  • cooking zone 1 (2701)
  • cooking zone 2 (2702)
  • cooking zone 3 (2703)
  • cooking zone 4 (2704). This is only one example, and a smaller or larger number of cooking regions may be provided according to specifications of the heating device 2000 .
  • the heating device 2000 heats the cooking vessel 1000 using an induction heating method or a receiving coil method, electromagnetic noise is generated, and the electromagnetic noise affects touch recognition of the touch panel unit 2700 as well.
  • 3A is a cross-sectional view showing the effect of electromagnetic noise on a touch panel unit.
  • the influence of such electromagnetic waves may cause touch misrecognition in the touch panel unit 2700 . Therefore, appropriate measures are required to prevent misrecognition of a touch made on the touch panel unit 2700 by electromagnetic waves.
  • 3B is a cross-sectional view illustrating a method of shielding electromagnetic waves when they affect a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • electromagnetic waves generated by wireless power transmission between the cooking container 1000 and the heating device 2000 are perpendicular to the touch panel 2700 in parallel with the touch spring at the bottom of the touch panel 2700. It can be seen that it is shielded by the erected shielding conductor 2800. By placing the shielding conductor 2800 between the touch panel unit 2700 and the wireless power transmission unit 2010 of the heating device 2000 where wireless power transmission is performed, the influence of electromagnetic waves on the touch panel unit 2700 can be minimized. .
  • the shielding conductor 2800 includes a processor for control. It is preferably integrated with the PCB - the control PCB - or at least electrically connected to the PCB.
  • the PCB is referred to as a control PCB for controlling the heating device 2000, but is not limited thereto and may be a PCB including a control and an analog circuit. Also, in this specification, the control PCB may be simply referred to as a PCB.
  • the shielding conductor 2800 is a conductor for shielding and may be a shielding PCB in which a conductive pattern is etched.
  • the conductive pattern can be etched in several ways.
  • the conductive pattern may be etched in a hatched pattern on the shielding PCB, but is not limited thereto.
  • the conductive pattern may form a layer of conductors on the shielding PCB.
  • the shielding conductor 2800 is a conductor for shielding and may be a conductive metal bar.
  • the entire shielding conductor 2800 may be mounted on a control PCB in the form of a bar made of a metal material.
  • the conductive metal bar may be vertically soldered to the control PCB.
  • 4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating a change in capacitance value according to a touch operation on a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4A shows a change in capacitance value when a touch is made to the touch panel unit 2700 .
  • 4B is a diagram illustrating a change in a capacitance value according to a touch operation on a touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • 422 shows a state in which no human touch is made on the touch panel unit 2700 .
  • the sensor capacitance Cs between the touch panel unit 2700 and the ground becomes Cp.
  • Cp is the inherent parasitic capacitance between the sensor and ground.
  • Reference numeral 424 shows a state in which a person touches the touch panel unit 2700 . If the capacitance between a part of the human body (for example, a finger) that is touched and the ground is C F , the sensor capacitance (Cs) is Cp + C F .
  • 420 is a diagram showing a circuit in which capacitance is formed when a person touches the touch panel unit 2700 .
  • the capacitance Cp formed between the existing touch panel unit 2700 and the ground momentarily becomes the capacitance C F formed between a part of the human body and the ground. Since they are added in parallel in a circuit, the capacitance value viewed from the touch panel unit 2700 instantaneously increases.
  • the processor of the heating device 2000 determines touch recognition by detecting a change in capacitance value between the touch panel unit 2700 and the ground.
  • 4C is a graph showing a change in capacitance value according to a touch operation on the touch panel unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • 432 of FIG. 4C is a state in which a user's touch has not yet been made to the touch panel unit 2700 .
  • the time required for the voltage VCs between the touch panel unit 2700 and the ground to rise from 0 to the maximum value and stabilize is S 1 .
  • the processor of the heating device 2000 may recognize the touch by checking the time required for the voltage between the touch panel unit 2700 and the ground to be stabilized.
  • Reference numeral 430 shows an electric circuit formed the moment a touch is made on the touch panel unit 2700 .
  • FIG. 5A illustrates a heating device having a PCB for shielding grounded to ground according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A shows the inside of the heating device 2000 in a state in which the top glass of the heating device 2000 is removed.
  • the heating device 2000 according to FIG. 5A includes three transmission coils 2011, 2013, and 2015, and includes a control PCB 2001 at the bottom.
  • the control PCB 2001 may include a touch panel unit 2700, a display unit 2510, and a shielding PCB 2810 as a shielding conductor 2800.
  • the touch springs inside the touch panel 2500 are visible because the top touch panel portion that can be touched by the user is removed.
  • the shielding PCB 2810 is vertically erected between the transmission coils 2011, 2013, and 2015 and the control PCB 2001 for efficient shielding.
  • the shielding PCB 2810 according to FIG. 5a is a shielding conductor made of a PCB.
  • the shielding PCB 2810 is obtained by etching a conductive pattern on the PCB, and a hatched pattern may be used, but is not limited thereto.
  • conductive patterns may be etched on both sides of the shielding PCB 2810 .
  • the shield PCB 2810 since the wider the area of the conductive pattern, the better the shielding effect, according to an embodiment, the shield PCB 2810 is not etched with the conductive pattern and the entire layer is a shielding conductor ( 2810) can also be produced. Since the shielding PCB 2810 may be vertically mounted on the control PCB 2001, it may be manufactured as a separate PCB, but may also be manufactured as an integral PCB that does not require soldering to the control PCB 2001.
  • the shielding PCB 2810 may be made equal to or longer than the length of the control PCB 2001 or the touch panel 2700 to prevent misrecognition of the touch panel 2700 due to electromagnetic waves, thereby maximizing the shielding effect.
  • that the length of the shielding PCB 2810 is the same as that of the control PCB 2001 or the touch panel unit 2700 means that the length is actually the same or is the same within a minimum error.
  • the shielding conductor 2800 as the shielding PCB 2810 extends the touch panel unit 2700 or the control PCB 2001 with respect to the transmission coils 2011, 2013, and 2015 in a concave shape downward.
  • the shielding effect may be further increased by taking a form of wrapping so as to face. A drawing showing such a shape is FIG. 5d.
  • FIG. 5D is a bird's eye view showing a form in which a shielding conductor surrounds a control PCB according to an embodiment of the present disclosure.
  • the shielding conductor 2800 surrounds the control PCB 2001 in a concave shape facing downward. Therefore, when the shielding conductor 2800 according to FIG. 5D is used, electromagnetic waves generated from the transmission coil can be shielded in three directions when viewed from the control PCB 2001.
  • FIG. 5B shows a heating device having a shielding metal bar grounded to ground according to an embodiment of the present disclosure.
  • the shielding conductor 2800 according to FIG. 5B is a metal bar 2820 made of a metal material.
  • the metal bar 2820 may also be vertically soldered and mounted on the control PCB 2001 like the shielding PCB 2810 described above. Since the entire metal bar 2820 is a conductor, the shielding efficiency may be higher than that of the shielding PCB 2810, but it may be heavier than the shielding PCB 2810.
  • FIG. 5B shows the inside of the heating device 2000 in a state in which the top glass of the heating device 2000 is removed.
  • the heating device 2000 according to FIG. 5B includes transmission coils 2011, 2013, and 2015, and includes a control PCB 2001 at the bottom.
  • the control PCB 2001 may include a touch panel unit 2700, a display unit 2510, and a metal bar 2820 as a shielding conductor 2800.
  • the touch springs at the bottom of the touch panel 2500 are visible because the top touch panel portion that can be touched by the user is removed.
  • the metal bar 2820 as the shielding conductor 2800 is vertically erected between the transmission coils 2011, 2013, and 2015 and the control PCB 2001 for efficient shielding.
  • the transmission coil 2015 is the transmission coil that exerts the greatest electromagnetic wave influence on the control PCB 2001.
  • the metal bar 2820 is made equal to or longer than the length of the control PCB 2001 or the touch panel 2700 to prevent misrecognition of the touch panel 2700 due to electromagnetic waves, thereby maximizing the shielding effect. .
  • the fact that the length of the metal bar 2820 is the same as that of the control PCB 2001 or the touch panel unit 2700 means that the length is actually the same or within a minimum error.
  • the minimum error may be, for example, 5 mm to 5 cm.
  • the shielding conductor 2800 which is a metal bar 2820, extends the touch panel unit 2700 or the control PCB 2001 with respect to the transmission coils 2011, 2013, and 2015 in a concave shape downward.
  • the shielding effect may be further increased by taking a form of wrapping so as to face. A drawing showing such a shape is FIG. 5d, which has been reviewed above.
  • FIG. 5D shows a form in which the shielding conductor 2800 surrounds the control PCB 2001 according to an embodiment of the present disclosure. Therefore, when the shielding conductor 2800 according to FIG. 5D is used, electromagnetic waves generated from the transmission coils 2011, 2013, and 2015 can be shielded in three directions. In one embodiment, when the production cost of making the shielding conductor 2800 concave is high, the length of the shielding conductor 2800 is greater than the minimum error than the length of the control PCB 2001, The shielding effect can be further enhanced.
  • 5C is a diagram illustrating mounting of a shielding conductor on a control PCB according to an embodiment of the present disclosure.
  • the shielding conductor 2800 is vertically mounted on the control PCB 2001 .
  • the shielding conductor 2800 is a shielding conductor 2800_1 divided into two parts, each having the same length as the length of the touch panel unit 2700 divided into two parts centered on the display unit 2510 within a predetermined range. It can be divided into two pieces and mounted on the control PCB (2001).
  • the shielding conductor 2800 is manufactured as one shielding conductor 2800_2 having the same length as the entire length of the control PCB 2001 or within a predetermined error value, and is mounted on the control PCB 2001. It can be.
  • the shielding conductor 2800 has the same length as the entire length of the control PCB 2001 or within a predetermined error value, as shown in FIG. 5C, electromagnetic noise when the display 2510 and the control PCB 2001 operate. It will be possible to further enhance the shielding effect from
  • the shielding conductors 2800_1 and 2800_2 may include a protruding insertion portion 2801 at a lower end, and may be vertically inserted into the control PCB 2001 through the protruding insertion portion 2801 .
  • the protruding insertion portion 2001 may be mechanically inserted into the control PCB 2001, but may also be inserted by soldering.
  • 6A is a touch data waveform diagram showing a normal touch operation in an induction heating device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the touch data exceeds the touch recognition threshold, which is a value around the touch scale value 40, as shown in FIG. 6A. Accordingly, the processor of the heating device 2000 recognizes the touch data as a touch when the touch data exceeds the touch recognition threshold.
  • the influence of electromagnetic waves generated from the heating device 2000 - electromagnetic noise - is not large
  • FIG. 6B is a waveform diagram considering the influence of electromagnetic waves from the heating device 2000.
  • 6B is a waveform diagram illustrating electromagnetic noise during a touch operation in a heating device when a shielding conductor is not provided.
  • 6C is a waveform diagram illustrating touch noise during a touch operation in a heating device when a shielding conductor is provided according to an embodiment of the present disclosure.
  • a shielding conductor 2800 according to an embodiment of the present disclosure is mounted on a control PCB 2001 of the heating device 2000. It can be seen that the magnitude of electromagnetic noise is remarkably reduced by the shielding conductor 2800, unlike in FIG. 6B. According to FIG. 6C , no matter how great the value of electromagnetic noise generated by the heating device 2000 is, it does not reach the touch recognition threshold value, and thus a touch recognition error will not occur.
  • FIG. 7 is a block diagram of a heating device employing an electromagnetic noise shielding conductor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the heating device 2000 may be an induction heating device.
  • the heating device 2000 may include a wireless power transmission unit 2100, a control PCB 2001, and a sensor unit 2400.
  • the control PCB 2001 may include a processor 2200, a communication interface 2300, a user interface 2500, a memory 2600, a touch panel unit 2700, and a shielding conductor 2800.
  • not all illustrated components are essential components.
  • the induction heating device 2000 may be implemented with more components than those shown, or the induction heating device 2000 may be implemented with fewer components.
  • the control PCB 2001 may or may not include the sensor unit 2400 .
  • the control PCB 2001 may further include a part of the wireless power transmission unit 2100 - for example, a driving processor 2116.
  • the wireless power transmitter 2100 may include a driving unit 2110 and a transmission coil 2120, but is not limited thereto.
  • the driving unit 2110 may receive power from an external power source and supply current to the transmission coil 2120 according to a driving control signal of the processor 2200 .
  • the driver 2110 may include an EMI (Electro Magnetic Interference) filter 2111, a rectifier circuit 2112, an inverter circuit 2113, a distribution circuit 2114, a current detection circuit 2115, and a drive processor 2116. However, it is not limited thereto.
  • EMI Electro Magnetic Interference
  • the EMI filter 2111 can block high-frequency noise included in AC power supplied from an external source and pass AC voltage and AC current of a predetermined frequency (eg, 50 Hz or 60 Hz).
  • a fuse and a relay may be provided between the EMI filter 2111 and an external power source to block overcurrent. AC power from which high-frequency noise is blocked by the EMI filter 2111 is supplied to the rectifier circuit 2112.
  • the rectifier circuit 2112 may convert AC power into DC power.
  • the rectifier circuit 2112 converts an AC voltage whose magnitude and polarity (positive voltage or negative voltage) change over time to a DC voltage whose magnitude and polarity are constant, and converts an AC voltage whose magnitude and polarity (positive voltage or negative voltage) change over time, and It is possible to convert alternating current of varying magnitude (current of negative or negative current) into direct current having constant magnitude.
  • the rectifier circuit 2112 may include a bridge diode.
  • rectifier circuit 2112 may include four diodes.
  • the bridge diode can convert an AC voltage whose polarity changes over time into a positive voltage whose polarity is constant, and an AC current whose direction changes over time into a positive current whose direction is constant.
  • the rectifier circuit 2112 may include a DC link capacitor.
  • the DC coupling capacitor can convert a positive voltage whose size changes with time into a DC voltage of a constant size.
  • the inverter circuit 2113 may include a switching circuit that supplies or blocks driving current to the transmission coil 2120 and a resonance circuit that causes resonance with the transmission coil 2120.
  • the switching circuit may include a first switch and a second switch. The first switch and the second switch may be connected in series between a plus line and a minus line output from the rectifier circuit 2112 . The first switch and the second switch may be turned on or off according to a driving control signal of the driving processor 2116 .
  • the inverter circuit 2113 can control the current supplied to the transmission coil 2120.
  • the magnitude and direction of the current flowing through the transmission coil 2120 may change according to turning on/off of the first switch and the second switch included in the inverter circuit 2113 .
  • AC current may be supplied to the transmission coil 2120.
  • AC current in the form of a sine wave is supplied to the transmission coil 2120 according to the switching operations of the first switch and the second switch.
  • the longer the switching cycles of the first switch and the second switch eg, the lower the switching frequency of the first switch and the second switch
  • the larger the current supplied to the transmission coil 2120 may be, and the transmission coil 2120
  • the strength of the output magnetic field (output of the induction heating device 2000) may increase.
  • the transmitting coil 2120 may also be called an operating coil in terms of generating a heating operation by forming a magnetic field.
  • the driving unit 2110 may include a distribution circuit 2114.
  • the distribution circuit 2114 may include a plurality of switches that pass or block current supplied to the plurality of transmission coils 2120, and the plurality of switches are turned on or turned on according to a distribution control signal of the driving processor 2116. can be turned off
  • the current sensing circuit 2115 may include a current sensor that measures the current output from the inverter circuit 2113 .
  • the current sensor may transfer an electrical signal corresponding to the measured current value to the driving processor 2116 .
  • the driving processor 2116 may determine a switching frequency (turn-on/turn-off frequency) of a switching circuit included in the inverter circuit 2113 based on the output intensity (power level) of the heating device 2000 .
  • the driving processor 2116 may generate a driving control signal for turning on/off the switching circuit according to the determined switching frequency.
  • the transmitting coil 2120 may generate a magnetic field for heating the cooking container 1000 .
  • a magnetic field may be induced around the transmission coil 2120.
  • a current whose magnitude and direction change with time that is, an alternating current
  • a magnetic field whose magnitude and direction change with time may be induced around the transmission coil 2120.
  • a magnetic field around the transmitting coil 2120 may pass through the top plate made of tempered glass and reach the cooking container 10 placed on the top plate. Due to the magnetic field whose magnitude and direction change with time, an eddy current rotating around the magnetic field may be generated in the cooking vessel 1000, and electrical resistance heat may be generated in the cooking vessel 1000 due to the eddy current. .
  • Electrical resistance heat is heat generated in a resistor when a current flows through it, and is also called Joule heat. The cooking vessel 1000 is heated by the electric resistance heat, and contents inside the cooking vessel 1000 may be heated.
  • the processor 2200 controls the overall operation of the heating device 2000.
  • the processor 2200 executes the programs stored in the memory 2700, so that the wireless power transmission unit 2100, the communication interface 2300, the sensor unit 2400, the user interface 2500, the memory 2600, the touch panel unit ( 2700) can be controlled.
  • the heating device 2000 may be equipped with an artificial intelligence (AI) processor.
  • AI artificial intelligence
  • the artificial intelligence (AI) processor may be manufactured in the form of a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or manufactured as part of an existing general-purpose processor (eg CPU or application processor) or graphics-only processor (eg GPU). It may also be mounted on the induction heating device 2000.
  • the processor 2200 performs an automatic cooking operation by controlling a power level based on food temperature data acquired from the temperature sensor 2420 or provides information for guiding cooking to a user.
  • the user interface 2500 may be controlled to output.
  • the communication interface 2300 may include one or more components that allow communication between the heating device 2000 and the server device.
  • the communication interface 2300 may include a short-distance communication unit 2310 and a mobile communication unit 2320.
  • the short-range wireless communication interface includes a Bluetooth communication unit, a Bluetooth Low Energy (BLE) communication unit, a Near Field Communication interface (WLAN) communication unit, a Zigbee communication unit, an infrared (IrDA) Data Association (WFD) communication unit, WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, UWB (Ultra Wideband) communication unit, Ant + communication unit, etc. may be included, but is not limited thereto.
  • the mobile communication unit 2320 transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the radio signal may include a voice call signal, a video call signal, or various types of data according to text/multimedia message transmission/reception.
  • the mobile communication unit 2320 may include, but is not limited to, a 3G module, a 4G module, an LTE module, a 5G module, a 6G module, a NB-IoT module, and an LTE-M module.
  • the communication interface 2300 may receive food temperature data information measured by the temperature sensor 2420 .
  • the sensor unit 2400 may include a vessel detection sensor 2410 and a temperature sensor 2420, but is not limited thereto.
  • the container detection sensor 2410 may be a sensor that detects that the cooking container 1000 is placed on the top plate of the heating device 2000 .
  • the container detection sensor 2410 may be implemented as a current sensor, but is not limited thereto.
  • the vessel detection sensor 2410 may be implemented as at least one of a proximity sensor, a touch sensor, a weight sensor, a temperature sensor, an illuminance sensor, and a magnetic sensor.
  • the temperature sensor 2420 may detect the temperature of the cooking container 1000 placed on the top plate, the temperature of the top plate of the heating device 2000, or the temperature of the contents of the cooking container 1000.
  • the cooking vessel 1000 is inductively heated by the transmission coil 2120 and may be overheated depending on the material. Accordingly, the heating device 2000 may detect the temperature of the cooking container 1000 placed on the top plate or the top plate of the heating device 2000, and may block the operation of the transmission coil 2120 when the cooking container 1000 is overheated.
  • the temperature sensor 2420 may be installed near the transmission coil 2120. For example, the temperature sensor 2420 may be positioned at the center of the transmission coil 2120 .
  • the temperature sensor 2420 may include a thermistor whose electrical resistance changes according to temperature.
  • the temperature sensor may be a negative temperature coefficient (NTC ) temperature sensor, but is not limited thereto.
  • the temperature sensor may be a positive temperature coefficient (PTC) temperature sensor.
  • the user interface 2500 is for outputting an audio signal or a video signal, and may include a display unit 2510 and a sound output unit 2520.
  • the display unit 2510 may be used as an input interface as well as an output interface.
  • the display unit 2510 includes a liquid crystal display, a thin film transistor-liquid crystal display, a light-emitting diode (LED), an organic light-emitting diode, At least one of a flexible display, a 3D display, and an electrophoretic display may be included. Also, depending on the implementation form of the heating device 2000, the heating device 2000 may include two or more display units 2510.
  • the audio output unit 2520 may output audio data received from the communication interface 2300 or stored in the memory 2600 . Also, the sound output unit 2520 may output sound signals related to functions performed by the induction heating apparatus 2000 . The sound output unit 2520 may include a speaker, a buzzer, and the like.
  • the display unit 2510 includes information about the current power level, information about the current cooking mode, information about the cooking area currently being used, and information about the current temperature of the contents in the cooking vessel 1000. Information, information for guiding cooking, and the like can also be output.
  • the touch panel unit 2700 is for receiving an input from a user.
  • the touch panel unit 2700 may include at least one of touch pads (contact type capacitive type, pressure type resistive type, infrared sensing type, surface ultrasonic conduction type, integral tension measurement type, piezo effect type, etc.) It may, but is not limited thereto.
  • the heating device 2000 may obtain the user's utterance intention by interpreting the converted text using a Natural Language Understanding (NLU) model.
  • NLU Natural Language Understanding
  • the ASR model or NLU model may be an artificial intelligence model.
  • the artificial intelligence model can be processed by an artificial intelligence processor designed with a hardware structure specialized for the processing of artificial intelligence models.
  • AI models can be created through learning.
  • being made through learning means that a basic artificial intelligence model is learned using a plurality of learning data by a learning algorithm, so that a predefined action rule or artificial intelligence model set to perform a desired characteristic (or purpose) is created. means burden.
  • An artificial intelligence model may be composed of a plurality of neural network layers. Each of the plurality of neural network layers has a plurality of weight values, and a neural network operation is performed through an operation between an operation result of a previous layer and a plurality of weight values.
  • Linguistic understanding is a technology that recognizes and applies/processes human language/text, and includes natural language processing, machine translation, dialog system, question answering, and voice recognition. /Includes Speech Recognition/Synthesis, etc.
  • the memory 2600 may store programs for processing and control of the processor 2200, or may store input/output data (eg, cooking recipes, reference temperature data, remaining amount information of the battery 1060, etc.) there is.
  • the memory 2600 may store an artificial intelligence model.
  • the memory 2600 may include a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory, etc.), and RAM.
  • RAM Random Access Memory
  • SRAM Static Random Access Memory
  • ROM Read-Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • PROM Programmable Read-Only Memory
  • magnetic memory magnetic disk , an optical disk, and at least one type of storage medium.
  • the heating device 2000 may operate a web storage or cloud server that performs a storage function on the Internet.
  • the shielding conductor 2800 is installed between the transmission coil 2120 and the control PCB 2001 to shield electromagnetic waves generated from the heating device 2000.
  • a touch recognition error in the touch panel unit 2700 may be reduced or eliminated by the shielding of the shielding conductor 2800 .
  • the shielding conductor 2800 may include a protruding insertion portion 2801 at a lower end, and may be vertically inserted into the control PCB 2001 through the protruding insertion portion 2801.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method of blocking electromagnetic noise in a heating device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the heating device 2000 wirelessly transmits power to the cooking container 1000 through the transmission coil 2011.
  • the heating device 2000 may be a device including the cooking vessel 1000.
  • step 803 when the user makes a touch through the touch panel unit 2700 to operate the heating device 2000 - when a command is input - the heating device 2000 receives the user's touch input.
  • step 805 the heating device 2000 performs a function according to the user input by the processor 2200 included in the control PCB 2001.
  • a transmission coil 2011 that wirelessly transmits power through a grounded shielding conductor 2800 disposed vertically on the control PCB 2001 between the touch panel unit 2700 and the control PCB 2001 ) and/or electromagnetic noise introduced while heating the cooking container 1000 placed on the upper plate of the heating device 2000 through the transmission coil 2011 is blocked.
  • the shielding conductor 2800 may be either a shielding PCB 2810 having a conductive pattern etched thereon or a conductive metal bar 2820.
  • the height of the shielding conductor 2800 may be designed to have the same height as the length from the bottom of the upper glass plate of the heating device 2000 to the upper plate of the control PCB 2001, or to have a substantially equal height within a predetermined error range.
  • the shielding conductor 2800 is designed to have the same length as the arrangement length of the touch keys of the touch panel unit 2700 or within a predetermined error, so that noise can be properly blocked when the touch keys are pressed.
  • the shielding conductor 2800 may be designed to have the same length as the length of the control PCB 2001 to block or minimize electromagnetic noise introduced into the control PCB 2001.
  • the heating device 2000 which is an induction cooking device according to an embodiment of the present disclosure, is widely used for cooking that receives power and heats a container with eddy current without a receiving coil.
  • the touch panel provided on the upper plate of the cooking apparatus is affected by noise caused by wireless power transmission and eddy current of the cooking appliance. It is necessary to reduce the influence of such noise on the touch panel through an appropriate shielding conductor.
  • the heating device 2000 includes at least one transmission coil 2011 or 2120.
  • the wireless power transmission unit 2010 wirelessly transmits power to cooking vessels or cooking appliances through the transmission coils 2011 and 2120 so that cooking is performed.
  • the heating device 2000 includes a touch panel unit 2700 that receives a user input.
  • the heating device 2000 includes a PCB 2001 including a processor 2200 that controls the wireless power transmission unit 2010 according to a user input received from the touch panel unit 2700.
  • the heating device 2000 includes a ground-grounded shielding conductor 2800 disposed vertically with the control PCB 2001 between the touch panel unit 2700 and the control PCB 2001 .
  • the shielding conductor 2800 may be either a shielding PCB 2810 having a conductive pattern etched thereon or a conductive metal bar 2820.
  • the shielding PCB 2810 may be a PCB integrated with the control PCB 2001.
  • the shielding PCB 2810 may have conductive patterns etched on both sides.
  • the shielding conductor 2800 may have a shape that surrounds the control PCB 2001 with respect to the transmission coils 2011 and 2120 in at least three directions.
  • the height of the shielding conductor 2800 may be the same height as the height from the control PCB 2001 to the bottom of the top glass of the heating device 2000 within a predetermined error.
  • the shielding conductor 2800 may have the same length as the length where the touch keys of the touch panel unit 2700 are arranged within a predetermined error.
  • the shielding conductor 2800 may have the same length as the length of the control PCB 2001 within a predetermined error.
  • the shielding conductor 2800 includes a protruding insert 2801, which can be vertically inserted into the control PCB 2001 and assembled and soldered.
  • a method for blocking electromagnetic noise in a heating device 2000 includes transmitting power wirelessly through transmission coils 2011 and 2120 in a wireless power transmission unit 2010 that wirelessly transmits power, Receiving a user input through the touch panel unit 2700, performing a function according to the user input by the processor 2200 included in the control PCB 2001, and using the touch panel unit 2700 and the control PCB ( 2001) through the control PCB (2001) and the ground-grounded shielding conductor 2800 arranged vertically between them, noise introduced through the transmission coils 2011 and 2120 that transmit power wirelessly or the heating device 2000 A step of blocking noise introduced during an operation of heating the cooking container 1000 placed on the upper plate is included.
  • the shielding conductor 2800 is characterized in that either a shielding PCB 2810 having a conductive pattern etched thereon or a conductive metal bar 2820.
  • the height of the shielding conductor 2800 is characterized in that it has a value within a predetermined error from the height from the control PCB 2001 to the bottom of the top glass of the heating device 2000.
  • the length of the shielding conductor 2800 is the same as the length of the array of touch keys of the touch panel unit 2700 within a predetermined error.
  • the length of the shielding conductor 2800 is the same as the length of the control PCB 2001 within a predetermined tolerance.
  • Electromagnetic noise generated during the cooking process between the heating device 2000 and the cooking container 1000 is blocked by the shielding conductor 2800 according to an embodiment of the present disclosure so that the user can access the touch panel of the heating device 2000. Occurrence of misrecognition during a touch operation may be reduced or eliminated.
  • the method according to an embodiment of the present disclosure may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • Computer readable media may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the present disclosure, or may be known and usable to those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.
  • Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Also, computer readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism, and includes any information delivery media. In addition, some embodiments of the present disclosure may be implemented as a computer program or computer program product including instructions executable by a computer, such as a computer program executed by a computer.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary storage medium' only means that it is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium and temporary It does not discriminate if it is saved as .
  • a 'non-temporary storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • the method according to an embodiment of the present disclosure may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smartphones.
  • a part of a computer program product eg, a downloadable app
  • a device-readable storage medium such as a memory of a manufacturer's server, an application store server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 가열장치는 무선으로 전력을 조리용기나 조리기기에 송신하여 조리가 이루어지도록 하는 적어도 하나의 송신코일을 포함하는 무선전력송신부, 사용자 입력을 수신하는 터치 패널부, 터치 패널부로부터 수신된 사용자 입력에 따라 무선전력송신부를 제어하는 프로세서가 포함된 제어용 PCB를 포함하되, 터치 패널부와 제어용 PCB 사이에 제어용 PCB와 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체를 포함한다.

Description

무선전력전송을 이용하는 조리장치에서 노이즈를 차폐하는 방법 및 장치
본 개시의 실시예들은 무선전력전송을 이용하는 조리장치에서 노이즈를 차폐하는 방법과 장치에 관한 것이다.
무선전력전송기술(WPT: Wireless Power Transfer)이란 가전기기나 전기자동차 등에 전원을 공급하는 전원선을 없애고 이를 무선으로 대체하는 기술을 말한다.
전력이 필요한 기기가 어디에 위치해 있어도 소요 전력을 무선으로 자유롭게 공급하는 기술이 발전하면서 비단 가전기기 응용 아니라 IT 기술에서도 전력 공급과 전력선 관련 패러다임이 획기적으로 변화하고 있다.
다양한 주파수 영역에서 무선전력전송 기술이 개발되었지만 수백 kHz의 저주파를 사용하는 비접촉식 유도결합(Induction Coupling) 방식을 제외하고는 대부분 상용화에 어려움을 겪고 있다. 비접촉식 유도결합 방식은 주파수가 상대적으로 낮으므로 가격이 저렴한 스위칭 방식의 전력변환 소자를 사용할 수 있어서 전력전송 효율이 우수하여 무선면도기, 전동칫솔 등에서 상용화되었으며 최근에는 휴대폰 등 모바일 IT 기기로 응용되고 있다.
비접촉식 유도결합 방식에 따른 무선전력전송은 전력원이 있는 송전측 송신코일(자기 공진기)과 무선으로 전력을 수신하는 수전측 수신코일을 이용하여 상호 링크시킴으로써 전력을 무선으로 송/수전하는 방식이다.
최근 인덕션 조리장치는 송신코일로부터 전력을 수신하여 수신코일없이 와전류(eddy current)로 용기를 데우는 조리에 많이 응용되고 있다. 이 때 조리장치 상판에 구비된 터치 패널은 무선전력전송과 조리 기기의 와전류 등에 의한 노이즈에 의해 영향을 받게 된다.
본 개시의 일 실시예에 따른 조리장치는, 적어도 하나의 송신코일을 포함하며, 송신코일을 통해 무선으로 전력을 송신하는 무선전력송신부가 제공된다. 또한 조리장치는 사용자 입력을 수신하는 터치 패널부를 포함할 수 있다. 조리장치는 터치 패널부로부터 수신된 사용자 입력에 따라 무선전력송신부를 제어하는 프로세서가 포함된 PCB를 포함할 수 있다. 또한 조리장치는 터치 패널부와 PCB 사이에 PCB와 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체를 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선전력 구동 조리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 터치 패널부가 구비된 조리장치를 도시한다.
도 3a는 터치 패널부에 전자기 노이즈가 영향을 미치는 것을 보여주는 단면도이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부에 전자기파가 영향을 미칠 때 이를 차폐하는 방법을 보여주는 단면도이다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부 상의 터치 동작에 따른 커패시턴스 값의 변동을 보여주는 도면이다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따라 그라운드 접지된 차폐용 PCB를 구비한 가열장치를 도시한다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따라 그라운드 접지된 차폐용 금속바를 구비한 가열장치를 도시한다.
도 5c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어용 PCB에 차폐 도전체를 실장하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5d는 본 개시의 일 실시예에 따라 차폐 도전체가 제어용 PCB를 감싸는 형태를 보여주는 조감도이다.
도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따라 유도 가열장치에서 정상 터치 동작을 나타내는 터치 데이터 파형도이다.
도 6b는 차폐 도전체가 구비되지 않을 때 가열장치에서 터치 동작 시 전자기 노이즈를 나타내는 파형도이다.
도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따라 차폐 도전체가 구비되었을 때 가열장치에서 터치 동작 시 터치 노이즈를 나타내는 파형도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자기 노이즈 차폐 도전체를 채용한 가열장치의 블록도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가열장치에서 전자기 노이즈를 차폐하는 방법의 순서도이다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시의 일 실시예에서의 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 본 개시의 실시예의 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 개시 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐서 조리장치는 가열장치와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 일 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시의 일 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 개시 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
유도가열방식(인덕션 히팅)에 의한 가전기기에서 전자기 노이즈에 의해 터치 인식에 영향을 받게 되므로 유도가열방식을 채용하는 가전기기에서 전자기 노이즈를 방지하고 안정적인 터치 인식이 될 수 있도록 하는 것이 필요하다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선전력 구동 조리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서 보는 바와 같이 무선전력으로 구동되는 조리 시스템(100)의 조리용기(1000)는 유도가열방식이나 히팅방식으로 조리가 이루어지는 모든 종류의 가전 조리용기 또는 용기를 의미한다. 본 개시에 따른 조리용기(1000)는 '가열'을 위한 조리기기를 포함하나, 반드시 '가열'을 위한 조리용기 외에 '전기' 공급이 무선으로 이루어져서 작동되는 조리기기를 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
무선전력으로 구동된다는 것은, 자기유도 방식으로 조리용기(1000)의 수신코일 또는 금속(예컨대, 철 성분)에 유기되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하여 조리용기(1000)를 가열하거나 전기 출력을 얻는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 가열장치(2000)는, 작동코일(혹은 송신코일)을 포함하는 무선전력송신부(2010)에 전류를 흘려 자기장을 형성하도록 함으로써, 조리용기(1000)에 와전류(eddy current)가 발생하도록 하거나, 수신코일을 포함하는 무선전력수신부(1010)에 자기장이 유도되도록 할 수 있다. 이렇게 유도된 와전류 혹은 무선전력수신부(1010)에 유도된 자기장을 통해 전기 출력이나 가열(히팅)이 이루어진다.
도 1에 도시된 조리용기(1000)는 일례로써 전자기 유도를 이용한 인덕션 조리용기를 도시한다. 하지만, 본 개시에 따른 무선전력으로 구동되는 조리용기(1000)는 인덕션 조리용기에 한정되는 것은 아니다. 본 개시에 따른 조리용기(1000)는 커피 머신, 토스터기, 인덕션 히터, 전기밥솥, 전기 와플메이커, 블렌더, 전기주전자, 냄비, 프라이팬, 찜기(steamer) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 조리용기(1000)는, 가열장치(2000)에 의해 유도 가열될 수 있고, 가열장치(2000)와 통신할 수 있는 자성을 가지는 형태의 용기일 수 있다. 무선전력으로 구동되는 조리용기(1000) 안의 내용물은 물, 차, 커피, 국 등과 같은 액체 류일 수도 있고, 버터, 육류, 채소 등과 같은 고체 류일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 조리용기(1000)는 유도 가열(IH: induction heating) 방식의 조리기기일 수도 있고, 히터 방식의 조리기기일 수도 있다. 유도 가열(IH)이란 전자기 유도 현상을 이용하여 금속 물체를 가열시키는 방법이다. 예를 들어, 가열장치(2000)의 무선전력송신부(2010)에 교류 전류가 공급되면, 무선전력송신부가 포함하는 송신코일의 내측에 시간적으로 변화하는 자기장 - 진동 자기장 - 이 유도된다. 송신코일에 의해 생성된 자기장은 조리용기(1000)의 저면을 통과한다. 시간적으로 변화하는 자기장이 조리용기(1000)의 저면에 포함된 금속(예컨대, 철, 강철 니켈 또는 합금 등)을 통과하면, 금속에는 자기장을 중심으로 회전하는 전류가 발생한다. 이 회전하는 전류를 와전류(eddy current)라고 하며, 시간적으로 변화하는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 현상을 전자기 유도 현상이라고 한다. 조리용기(1000)가 유도 가열(IH) 방식의 조리기기인 경우, 와전류가 흐를 때 금속(예컨대, 철)의 저항에 의한 마찰열로 조리용기(1000)의 저면에서 열이 발생하게 된다. 이때 발생된 열로 조리용기(1000)의 내용물이 가열될 수 있다. 그리고 유도 가열(IH) 방식에 따른 자기장이 형성되면 이러한 자기장은 전자기 노이즈로 주변 전자기기의 동작에 영향을 미칠 수 있다.
조리용기(1000)가 히터 방식의 조리기기인 경우, 조리용기(1000)는 부하를 구동하는 수신코일을 포함하는 무선전력수신부(1010)를 포함할 수 있다. 부하는 히터나 모터를 비롯하여 가전기기를 동작시킬 수 있는 전기적 부하는 모두 가능하다. 조리용기(1000)는 내부 부하의 일례로서 히터나 모터 혹은 충전 대상 배터리일 수 있다. 무선전력수신부(1010)는 부하로서 히터를 가열하거나 모터를 구동하는 외에 전력을 공급하여 동작할 수 있는 모든 수단에 전력을 공급할 수 있다.
히터는 조리용기(1000) 안의 내용물을 가열하기 위한 것이다. 히터의 형상은 다양할 수 있으며, 외피의 재질(예컨대, 철, 스테인레스, 동, 알루미늄, 인코로이, 인코텔 등)도 다양할 수 있다.
조리용기(1000)의 수신코일은 가열장치(2000)의 무선전력송신부(2010)에 포함된 송신코일로부터 자기 유도 방식을 통해서 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 자기 유도 방식은 송신코일에 흐르는 전류에 의해서 형성된 자기장을 수신코일에 인가함으로써 에너지를 전달하는 방식이다.
도 1의 110은 무선전력으로 구동되는 조리용기(1000)와 가열장치(2000)의 단면을 도시한다. 도 1의 110을 참조하면, 가열장치(2000)는 유선으로 상용전원을 공급받고 공급받은 상용전원을 무선으로 송신하는 송신코일을 포함하는 무선전력송신부(2010)를 포함한다.
조리용기(1000)는 가열장치(2000)의 송신코일로부터 자기 유도 방식에 의해 무선으로 전력을 공급받는 수신코일을 포함하는 무선전력수신부(1010)를 포함한다. 조리용기(1000)의 무선전력수신부(1010) 상단에는 수신코일에 의해 가열되는 부하(1070)가 포함된다. 부하(1070)는 히터, 모터, 충전 대상 배터리 등으로 이루어진다.
가열장치(2000)는 무선전력송신부(2010) 상단에 글래스(2020)를 포함할 수 있다. 가열장치(2000)의 글래스(2020)는 가열장치(2000)의 상판이 쉽게 파손되지 않도록 세라믹 글래스(ceramic glass) 등의 강화 유리로 구성될 수 있다.
무선전력수신부(1010)와 부하(1070)를 포함하는 조리용기(1000)와 가열장치(2000) 간에는 유선 연결이 없으므로 조리용기(1000)는 무선전력송신부(2010)를 포함하는 가열장치(2000)으로부터 코드프리(cord-free) 상태로 자유롭게 이격될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 조리장치는 조리용기(1000), 가열장치(2000)까지 포함하는 일체형일 수 있다. 예를 들어, 조리용기(1000)와 가열장치(2000)가 별도로 취급되고 별매되는 제품일 수도 있고, 조리용기(1000)와 가열장치(2000)가 하나의 제품으로 취급되는 가전기기인 조리장치일 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐 가열장치(2000)는 '스테이션 (장치)'혹은 조리장치로도 불리울 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 터치 패널부가 구비된 조리장치를 도시한다.
도 2에 따르면, 가열장치(2000)의 상판에는 사용자의 터치 입력을 수신하기 위한 터치 패널부(2700)가 구비된다. 터치 패널부(2700) 상에 사용자 입력이 가해지면 해당 터치 영역에 대응되는 가열장치(2000)의 기능이 수행되며, 조리용기(1000)의 가열이 이루어질 수 있다.
가열장치(2000) 상에는 4개의 조리 영역인 조리영역 1(2701), 조리영역 2(2702), 조리영역 3(2703), 및 조리영역 4(2704)가 있다. 이는 일 실시예일 뿐, 조리 영역은 가열장치(2000)의 사양에 따라 더 적은 수 혹은 더 많은 수가 구비될 수 있다.
가열장치(2000)가 유도 가열 방식이나 수신코일 방식으로 조리용기(1000)를 가열할 때 전자기 노이즈가 발생하고 이러한 전자기 노이즈는 터치 패널부(2700)의 터치 인식에도 영향을 미치게 된다.
도 3a는 터치 패널부에 전자기 노이즈가 영향을 미치는 것을 보여주는 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 가열장치(2000)의 송신코일(2011)이 조리용기(1000)에 무선전력을 전송할 때 발생하는 전자기파는 터치 패널부(2700)에 영향을 미치게 된다. 이러한 전자기파의 영향은 터치 패널부(2700)에서의 터치 오인식을 일으킬 수 있다. 따라서, 전자기파에 의해 터치 패널부(2700)에서 이루어지는 터치의 오인식이 일어나지 않도록 적절한 조치가 필요하다.
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부에 전자기파가 영향을 미칠 때 이를 차폐하는 방법을 보여주는 단면도이다.
도 3b에 따르면, 조리용기(1000)와 가열장치(2000) 간에 무선 전력 전송에 의해 생성되는 전자기파는 터치 패널부(2700) 하단의 터치 스프링부와 병행하게 터치 패널부(2700)에 대해 수직으로 세워지는 차폐 도전체(2800)에 의해 차폐(shield)됨을 알 수 있다. 차폐 도전체(2800)를 터치 패널부(2700)와 무선 전력 전송이 이루어지는 가열장치(2000)의 무선전력송신부(2010) 사이에 위치시킴으로써, 터치 패널부(2700)로의 전자기파 영향을 최소화시킬 수 있다.
보통 터치 패널부(2700)는 가열장치(2000)를 제어하는 프로세서가 포함된 PCB(도시되지 않음)와 일체화되거나 적어도 전기적으로 연결된 경우가 대부분이므로, 차폐 도전체(2800)는 제어용 프로세서가 포함된 PCB - 제어용 PCB - 와 일체화되거나 적어도 PCB에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 PCB는 가열장치(2000)를 제어하기 위한 제어용 PCB로 지칭되나 이에 한정되는 것은 아니고 제어와 아날로그 회로를 포함하는 PCB일 수 있다. 또한 본 명세서에서 제어용 PCB는 단순히 PCB로 지칭될 수도 있다.
일 실시예에 따라, 차폐 도전체(2800)는 차폐를 위한 도전체로서, 도전 패턴을 식각한 차폐 PCB일 수 있다. 도전 패턴은 여러가지 방식으로 식각될 수 있다. 예를 들어 도전 패턴은 차폐 PCB에 해치(hatched) 패턴으로 식각될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 일례로 도전 패턴은 차폐 PCB에 도체가 하나의 레이어(layer)를 이루도록 할 수 있다.
일 실시예에 따라 차폐 도전체(2800)는 차폐를 위한 도전체로서, 도전 금속바일 수 있다. 다시 말해서, 차폐 도전체(2800) 전체가 금속물질로 이루어진 바(bar) 형태로 제어용 PCB에 실장될 수 있다. 도전 금속바는 제어용 PCB에 수직으로 솔더링(soldering, 납땜)될 수 있다. 차폐용 도전체(2800)가 제어용 PCB에 실장되는 실시예는 도 5c를 참조하여 좀더 상세히 설명된다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부 상의 터치 동작에 따른 커패시턴스 값의 변동을 보여주는 도면이다.
도 4a는 터치 패널부(2700)에 터치가 이루어질 때 커패시턴스 값의 변동을 보여준다. 도 4a를 참조하면, 사용자가 터치 패널부(2700)에 터치를 하기 전 터치 패널부가 접지와 이루는 커패시턴스 값은 Co이다. 따라서, 총 커패시터 값 Ctotal = Co가 되고, 터치 전 커패시턴스 값 Co이 오실레이터 회로를 거쳐 주파수로 변환되면 최종 주파수 값은 1/To로 나타난다.
사용자가 터치 패널부(2700)에 터치를 하게 되면 사용자 인체와 그라운드(접지) 간 이루는 커패시턴스 값 Cbody가 전체 커패시턴스 값에 영향을 주게 되고, Ctotal = Co + Cbody가 된다. 변화된 커패시턴스 값 Ctotal = Co + Cbody이 오실레이터 회로를 거쳐 주파수로 변환되면 1/(To + Tbody)가 되어 시간 지연이 발생되고, 이 시간 지연 값을 기초로 가열장치(2000)의 프로세서는 '터치'를 인식하게 된다.
그런데, 인체의 접촉으로 생성되는 커패시턴스 Cbody는 수 pF에 불과한 상당히 작은 값이므로 이를 얼마나 정확하게 감지하는지가 '터치 인식'에서 중요한 기술이 된다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부 상의 터치 동작에 따른 커패시턴스 값의 변동을 보여주는 도면이다.
도 4b를 참조하면, 422는 터치 패널부(2700)에 사람의 터치가 이루어지지 않은 상태를 도시한다. 이 때 터치 패널부(2700)에서 그라운드 사이에 이루어지는 센서 커패시턴스(Cs)는 Cp가 된다. Cp는 센서와 접지 간에 존재하는 고유의 기생 커패시턴스이다. 424는 터치 패널부(2700)에 사람의 터치가 이루어진 상태를 도시한다. 터치를 하는 인체의 일부(예를 들어, 손가락)와 그라운드 사이의 커패시턴스가 CF라고 하면 센서 커패시턴스(Cs)는 Cp + CF가 된다.
420은 터치 패널부(2700)에 사람의 터치가 이루어질 때 커패시턴스가 형성되는 회로를 같이 보여주는 도면이다. 420에서 볼 수 있는 바와 같이 터치 패널부(2700) 상에 터치가 이루어지면, 기존 터치 패널부(2700)가 그라운드 사이에 이루고 있는 커패시턴스 Cp 에 순간적으로 인체의 일부와 그라운드 사이에 이루어지는 커패시턴스 CF가 회로적으로 병렬로 더해지므로, 터치 패널부(2700)에서 바라보는 커패시턴스 값이 순간적으로 커지게 된다. 이와 같이 가열장치(2000)의 프로세서는 터치 패널부(2700)와 그라운드 사이의 커패시턴스 값의 변화를 감지하여 터치 인식을 결정하게 된다.
도 4c는 본 개시의 일 실시예에 따라 터치 패널부 상의 터치 동작에 따른 커패시턴스 값의 변동을 보여주는 그래프를 함께 도시하였다.
커패시터의 커패시턴스는 그 값이 클 수록 커패시터 양단 전압 변동을 줄이는 역할을 한다. 도 4c의 432는 터치 패널부(2700)에 아직 사용자의 터치가 이루어지지 않은 상태이다. 이 때 433 그래프를 참조하면, 터치 패널부(2700)와 그라운드 사이 양단 전압 VCs가 0에서 최대치로 올라가 안정화되는 데까지 걸리는 시간은 S1이다.
그런데 도 4c의 434에서 보는 바와 같이 터치가 이루어지면 순간적으로 터치 패널부(2700)에서 센싱되는 커패시턴스 Cs = Cp + CF 가 되어 커패시턴스가 약간 커지게 된다. 따라서, 435 그래프에서 알 수 있는 바와 같이 터치 패널부(2700)와 그라운드 사이 양단 전압 VCs가 0에서 최대치로 올라가 안정화되는 데까지 걸리는 시간은 S1 -> S2 로 증가하게 된다. 따라서, 가열장치(2000)의 프로세서는 터치 패널부(2700)와 그라운드 양단 간의 전압이 안정화되는 데 걸리는 시간을 체크하여 터치를 인식할 수 있다. 430은 터치 패널부(2700)에 터치가 이루어지는 순간 형성되는 전기 회로를 보여준다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따라 그라운드 접지된 차폐용 PCB를 구비한 가열장치를 도시한다.
도 5a는 가열장치(2000)의 상판 글래스를 제거한 상태에서 가열장치(2000)의 내부를 보여주고 있다. 도 5a에 따른 가열장치(2000)는 3개의 송신코일(2011, 2013, 2015)를 구비하고 있고, 하단에 제어용 PCB(2001)를 구비하고 있다. 제어용 PCB(2001)는 터치 패널부(2700), 디스플레이부(2510), 및 차폐 도전체(2800)로서 차폐 PCB(2810)를 포함할 수 있다. 도 5a에서는 가열장치(2000)의 상판 글래스를 제거하였으므로, 사용자가 터치할 수 있는 상판 터치 패널 부분이 제거된 상태이므로 터치 패널부(2500) 내부의 터치 스프링들이 보이고 있다.
도 5a에서 차폐 PCB(2810)는 효율적인 차폐를 위해 송신코일(2011, 2013, 2015)과 제어용 PCB(2001) 사이에 수직으로 세워져 있음을 알 수 있다. 도 5a에 따른 차폐 PCB(2810)는 PCB로 이루어진 차폐 도전체이다. 차폐 PCB(2810)는 도전 패턴을 PCB 상에 식각한 것으로서, 해치 패턴(hatched pattern)이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 차폐 PCB(2810)는 양면에 도전 패턴이 식각될 수 있다. 더불어, 도전 패턴의 면적이 넓을수록 차폐 효과가 더 좋을 수 있으므로, 일 실시예에 따르면 도전 패턴을 차폐 PCB(2810)에 식각하지 않고 하나의 레이어(layer) 전체를 차폐용 도전체가 되도록 차폐 PCB(2810)를 제작할 수도 있다. 차폐 PCB(2810)는 제어용 PCB(2001)에 수직으로 실장될 수 있으므로, 별도의 PCB로 제작될 수 있지만, 제어용 PCB(2001)에 솔더링할 필요없는 일체형 PCB로 제작될 수도 있다.
도 5a를 참조하면, 여러가지 송신코일 중에서도 제어용 PCB(2001)와의 거리와 근접도를 고려할 때 송신코일(2015)이 제어용 PCB(2001)에 전자기파 영향을 가장 크게 주는 송신코일임을 알 수 있다. 차폐 PCB(2810)는 전자기파에 따른 터치 패널부(2700)의 터치 오인식을 방지하기 위해 제어용 PCB(2001) 혹은 터치 패널부(2700)의 길이와 동일하거나 더 길게 만들어서 차폐 효과를 최대화할 수 있다. 이 때, 차폐 PCB(2810)가 제어용 PCB(2001) 혹은 터치 패널부(2700)의 길이와 동일하다는 것은 실제로 그 길이가 동일하거나 최소한의 오차 이내에서 동일하다는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 차폐 PCB(2810)로서 차폐 도전체(2800)는 송신코일(2011, 2013, 2015)에 대해 터치 패널부(2700) 내지는 제어용 PCB(2001)를 요(凹) 형상이 아래로 향하도록 감싸는 형태를 취하여 차폐 효과를 더 높일 수도 있다. 이러한 형상을 보여주는 도면이 도 5d이다.
도 5d를 참조하도록 한다. 도 5d는 본 개시의 일 실시예에 따라 차폐 도전체가 제어용 PCB를 감싸는 형태를 보여주는 조감도이다.
앞서 설명한 바와 같이 차폐 도전체(2800)는 제어용 PCB(2001)를 요(凹) 형상이 아래로 향한 모양으로 감싸고 있다. 따라서, 도 5d에 따른 차폐 도전체(2800)를 사용하면 송신코일로부터 발생하는 전자기파를 제어용 PCB(2001)에서 볼 때 세 방향으로 차폐할 수 있다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따라 그라운드 접지된 차폐용 금속바를 구비한 가열장치를 도시한다.
도 5b에 따른 차폐 도전체(2800)는 금속물질로 이루어진 금속바(metal bar)(2820)이다. 일 실시예에서, 금속바(2820)도 앞선 차폐 PCB(2810)와 마찬가지로 제어용 PCB(2001)에 수직으로 솔더링(soldering)되어 실장될 수 있다. 금속바(2820)는 전체가 도전체이므로 차폐 PCB(2810)보다 차폐 효율이 더 높을 수도 있으나 차폐 PCB(2810)보다 무게가 더 무거울 수 있다.
도 5b는 가열장치(2000)의 상판 글래스를 제거한 상태에서 가열장치(2000)의 내부를 보여주고 있다. 도 5b에 따른 가열장치(2000)는 송신코일(2011, 2013, 2015)을 구비하고 있고, 하단에 제어용 PCB(2001)를 포함하고 있다. 제어용 PCB(2001)는 터치 패널부(2700)와 디스플레이부(2510) 및 차폐 도전체(2800)로서 금속바(2820)를 포함할 수 있다. 도 5b에서는 가열장치(2000)의 상판 글래스를 제거하였으므로, 사용자가 터치할 수 있는 상판 터치 패널 부분이 제거된 상태이므로 터치 패널부(2500) 하단의 터치 스프링들이 보이고 있다.
도 5b에서 차폐 도전체(2800)로서 금속바(2820)는 효율적인 차폐를 위해 송신코일(2011, 2013, 2015)과 제어용 PCB(2001) 사이에 수직으로 세워져 있음을 알 수 있다. 도 5b를 참조하면, 여러가지 송신코일 중에서도 제어용 PCB(2001)와의 거리와 근접도를 고려할 때 송신코일(2015)이 제어용 PCB(2001)에 전자기파 영향을 가장 크게 주는 송신코일임을 알 수 있다. 금속바(2820)는 전자기파에 따른 터치 패널부(2700)의 터치 오인식을 방지하기 위해 제어용 PCB(2001) 혹은 터치 패널부(2700)의 길이와 동일하거나 더 길게 만들어져서 차폐 효과를 최대화할 수 있다. 이 때, 금속바(2820)가 제어용 PCB(2001) 혹은 터치 패널부(2700)의 길이와 동일하다는 것은 실제로 그 길이가 동일하거나 최소한의 오차 이내에서 동일하다는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 최소한의 오차는 일례로 5mm ~ 5cm 일 수 있다. 일 실시예에서, 금속바(2820)인 차폐 도전체(2800)는 송신코일(2011, 2013, 2015)에 대해 터치 패널부(2700) 내지는 제어용 PCB(2001)를 요(凹) 형상이 아래로 향하도록 감싸는 형태를 취하여 차폐 효과를 더 높일 수도 있다. 이러한 형상을 보여주는 도면이 앞서 살펴본 바 있는 도 5d이다. 도 5d는 본 개시의 일 실시예에 따라 차폐 도전체(2800)가 제어용 PCB(2001)를 감싸는 형태를 보여주고 있다. 따라서, 도 5d에 따른 차폐 도전체(2800)를 사용하면 송신코일(2011, 2013, 2015)로부터 발생하는 전자기파를 세가지 방향으로 차폐할 수 있다. 일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)를 요(凹) 형상으로 만드는 제작비가 높을 경우 차폐 도전체(2800)의 길이를 제어용 PCB(2001)보다 상기 최소한의 오차보다 더 큰 길이를 가지도록 하여 차폐 효과를 더 높일 수도 있다.
도 5c는 본 개시의 일 실시예에 따른 제어용 PCB에 차폐 도전체를 실장하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5c에 따른 일 실시예에 의하면, 제어용 PCB(2001)에 차폐 도전체(2800)가 수직으로 실장되고 있다. 이 때 차폐 도전체(2800)는 두개로 나누어진 차폐 도전체(2800_1)로서, 디스플레이부(2510)를 중심으로 양쪽으로 나누어진 터치 패널부(2700)의 길이와 각각 소정의 범위내로 동일하도록 두 개로 나누어져 제어용 PCB(2001)에 실장될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 차폐 도전체(2800)는 제어용 PCB(2001) 전체 길이와 동일하거나 소정의 오차값 이내로 동일한 길이를 가지는 하나의 차폐 도전체(2800_2)로 제작되어 제어용 PCB(2001)에 실장될 수 있다. 차폐 도전체(2800)가 제어용 PCB(2001) 전체 길이와 동일하거나 소정의 오차값 이내로 동일한 길이를 가지면 도 5c에서 보이는 바와 같이 디스플레이(2510)를 비롯하여 제어용 PCB(2001)의 동작이 이루어질 때 전자기 노이즈로부터의 차폐 효과를 더 높일 수 있을 것이다.
차폐 도전체(2800_1, 2800_2)는 하단으로 돌출 삽입부(2801)를 포함할 수 있고, 돌출 삽입부(2801)를 통해 제어용 PCB(2001)에 수직으로 삽입될 수 있다. 돌출 삽입부(2001)는 제어용 PCB(2001)에 기계적으로도 삽입될 수 있지만, 솔더링(soldering)으로 삽입될 수도 있다.
도 6a는 본 개시의 일 실시예에 따른 유도 가열장치에서 정상 터치 동작을 나타내는 터치 데이터 파형도이다.
터치 패널부(2700) 상에 사용자의 터치가 이루어지면 터치 데이터는 도 6a에서 보는 바와 같이 대략 터치 스케일값 40 부근의 값인 터치 인식 임계값을 넘어서게 된다. 따라서, 가열장치(2000)의 프로세서는 터치에 따른 데이터가 터치 인식 임계값을 넘어서면 터치로 인식하게 된다. 하지만, 이는 가열장치(2000)에서 발생하는 전자기파 - 전자기 노이즈 - 영향이 크지 않을 경우를 가정하고 있는데, 도 6b는 가열장치(2000)에서 전자기파의 영향을 고려한 파형도이다.
도 6b는 차폐 도전체가 구비되지 않을 때 가열장치에서 터치 동작 시 전자기 노이즈를 나타내는 파형도이다.
도 6b를 참조하면, 전자기 노이즈 유입시 실제 터치가 이루어지지 않는 경우에도 전자기 노이즈가 크면 터치 인식 임계값을 넘는 터치 스케일값이 발생하고, 이는 터치 오인식으로 연결됨을 알 수 있다. 따라서, 적절한 차폐를 하지 않으면 가열장치(2000)에서 무선전력 전송이 이루어질 때 송신코일과 조리용기(1000) 간에 이루어지는 전자기 노이즈에 의해 터치 인식 오류가 발생할 수 있다.
도 6c는 본 개시의 일 실시예에 따라 차폐 도전체가 구비되었을 때 가열장치에서 터치 동작 시 터치 노이즈를 나타내는 파형도이다.
도 6c를 참조하면, 가열장치(2000)에는 본 개시의 일 실시예에 따른 차폐 도전체(2800)가 가열장치(2000)의 제어용 PCB(2001)에 실장되었다. 차폐 도전체(2800)에 의해 앞선 도 6b와 달리 전자기 노이즈의 크기가 현저히 줄어들었음을 확인할 수 있다. 도 6c에 따르면, 가열장치(2000)에서 발생하는 전자기 노이즈 값은 아무리 커도 터치 인식 임계값에 다다르지 않으며 따라서 터치 인식 오류가 발생하지 않을 것이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자기 노이즈 차폐 도전체를 채용한 가열장치의 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 가열 장치(2000)는, 유도 가열장치(induction heating device)일 수 있다. 가열장치(2000)는 무선 전력 송신부(2100), 제어용 PCB(2001), 센서부(2400)를 포함할 수 있다. 제어용 PCB(2001)은 프로세서(2200), 통신 인터페이스(2300), 사용자 인터페이스(2500), 메모리(2600), 터치 패널부(2700), 및 차폐 도전체(2800)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 유도 가열 장치(2000)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 유도 가열 장치(2000)는 구현될 수 있다. 또한 제어용 PCB(2001)는 센서부(2400)를 포함할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 또한 제어용 PCB(2001)는 무선 전력 송신부(2100)의 일부 구성 - 예를 들어 구동 프로세서(2116)를 더 포함할 수도 있다.
이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
무선 전력 송신부(2100)는, 구동부(2110)와 송신코일(2120)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구동부(2110)는 외부 전원으로부터 전력을 공급받고, 프로세서(2200)의 구동 제어 신호에 따라 송신코일(2120)에 전류를 공급할 수 있다. 구동부(2110)는 EMI (Electro Magnetic Interference) 필터(2111), 정류 회로(2112), 인버터 회로(2113), 분배 회로(2114), 전류 감지 회로(2115), 구동 프로세서(2116)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
EMI 필터(2111)는 외부 전원(External Source)으로부터 공급되는 교류 전력에 포함된 고주파 잡음을 차단하고, 미리 정해진 주파수(예를 들어, 50Hz 또는 60Hz)의 교류 전압과 교류 전류를 통과시킬 수 있다. EMI 필터(2111)와 외부 전원 사이에는 과전류를 차단하기 위한 퓨즈(Fuse)와 릴레이(Relay)가 마련될 수 있다. EMI 필터(2111)에 의하여 고주파 잡음이 차단된 교류 전력은 정류 회로(2112)에 공급된다.
정류 회로(2112)는 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로(2112)는 시간에 따라 크기와 극성(양의 전압 또는 음의 전압)이 변화하는 교류 전압을 크기와 극성이 일정한 직류 전압으로 변환하고, 시간에 따라 크기와 방향(양의 전류 또는 음의 전류)이 변화하는 교류 전류를 크기가 일정한 직류 전류로 변환할 수 있다. 정류 회로(2112)는 브리지 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정류 회로(2112)는 4개의 다이오드를 포함할 수 있다. 브리지 다이오드는 시간에 따라 극성이 변화하는 교류 전압을 극성이 일정한 양의 전압으로 변환하고, 시간에 따라 방향이 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 양의 전류로 변환할 수 있다. 정류 회로(2112)는 직류 연결 커패시터(DC link capacitor)를 포함할 수 있다. 직류 연결 커패시터는 시간에 따라 크기가 변화하는 양의 전압을 일정한 크기의 직류 전압으로 변환할 수 있다.
인버터 회로(2113)는 송신코일(2120)로의 구동 전류를 공급하거나 차단하는 스위칭 회로와, 송신코일(2120)과 함께 공진을 일으키는 공진 회로를 포함할 수 있다. 스위칭 회로는 제 1 스위치와 제 2 스위치를 포함할 수 있다. 제 1 스위치와 제 2 스위치는 정류 회로(2112)로부터 출력되는 플러스 라인과 마이너스 라인 사이에서 직렬로 연결될 수 있다. 제 1 스위치와 제 2 스위치는 구동 프로세서(2116)의 구동 제어 신호에 따라 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
인버터 회로(2113)는 송신코일(2120)에 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 인버터 회로(2113)에 포함된 제 1 스위치와 제 2 스위치의 턴온/턴오프에 따라 송신코일(2120)에 흐르는 전류의 크기 및 방향이 변화할 수 있다. 이 경우, 송신코일(2120)에는 교류 전류가 공급될 수 있다. 제 1 스위치 및 제 2 스위치의 스위칭 동작에 따라 송신코일(2120)에 사인파 형태의 교류 전류가 공급된다. 또한, 제 1 스위치 및 제 2 스위치의 스위칭 주기가 길수록(예컨대, 제 1 스위치 및 제 2 스위치의 스위칭 주파수가 작을수록) 송신코일(2120)에 공급되는 전류가 커질 수 있으며, 송신코일(2120)이 출력하는 자기장의 세기(유도 가열 장치(2000)의 출력)가 커질 수 있다. 송신코일(2120)은 자기장을 형성시켜 가열 동작을 일으키는 측면에서 작동 코일이라 불리울 수도 있다.
가열 장치(2000)가 복수의 송신코일(2120)을 포함하는 경우, 구동부(2110)는 분배 회로(2114)를 포함할 수 있다. 분배 회로(2114)는 복수의 송신코일(2120)에 공급되는 전류를 통과시키거나 차단하는 복수의 스위치를 포함할 수 있으며, 복수의 스위치는 구동 프로세서(2116)의 분배 제어 신호에 따라 턴온되거나 턴오프될 수 있다.
전류 감지 회로(2115)는 인버터 회로(2113)로부터 출력되는 전류를 측정하는 전류 센서를 포함할 수 있다. 전류 센서는 측정된 전류 값에 대응하는 전기적 신호를 구동 프로세서(2116)로 전달할 수 있다.
구동 프로세서(2116)는 가열 장치(2000)의 출력 세기(파워 레벨)에 기초하여 인버터 회로(2113)에 포함된 스위칭 회로의 스위칭 주파수(턴온/턴오프 주파수)를 결정할 수 있다. 구동 프로세서(2116)는, 결정된 스위칭 주파수에 따라 스위칭 회로를 턴온/턴오프하기 위한 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
송신코일(2120)은 조리용기(1000)를 가열하기 위한 자기장을 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신코일(2120)에 구동 전류가 공급되면, 송신코일(2120)의 주변에 자기장이 유도될 수 있다. 송신코일(2120)에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 전류, 즉 교류 전류가 공급되면, 송신코일(2120)의 주변에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장이 유도될 수 있다. 송신코일(2120) 주변의 자기장은 강화 유리로 구성된 상판을 통과할 수 있으며, 상판에 놓인 조리 용기(10)에 도달할 수 있다. 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장으로 인하여 조리용기(1000)에는 자기장을 중심으로 회전하는 와전류(eddy current)가 발생할 수 있으며, 와전류로 인해 조리용기(1000)에는 전기 저항 열이 발생할 수 있다. 전기 저항 열은 저항체에 전류가 흐를 때 저항체에 발생하는 열로써, 줄 열(Joule Heat)이라고도 한다. 전기 저항 열에 의하여 조리용기(1000)가 가열되며, 조리용기(1000) 안의 내용물이 가열될 수 있다.
프로세서(2200)는, 가열 장치(2000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(2200)는 메모리(2700)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 무선 전력 송신부(2100), 통신 인터페이스(2300), 센서부(2400), 사용자 인터페이스(2500), 메모리(2600), 터치 패널부(2700)를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 가열 장치(2000)는, 인공 지능(AI) 프로세서를 탑재할 수 있다. 인공 지능(AI) 프로세서는, 인공 지능(AI)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 유도 가열 장치(2000)에 탑재될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 프로세서(2200)는, 온도 센서(2420)로부터 획득되는 음식물 온도 데이터에 기초하여, 파워 레벨을 제어함으로써 자동 조리 동작을 수행하거나, 사용자에게 조리를 가이드하는 정보를 출력하도록 사용자 인터페이스(2500)를 제어할 수 있다.
통신 인터페이스(2300)는 가열 장치(2000)와 서버 장치 간의 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(2300)는, 근거리 통신부(2310), 이동 통신부(2320)를 포함할 수 있다. 근거리 통신부(short-range wireless communication interface)는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication interface), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(Ultra Wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이동 통신부(2320)는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 이동 통신부(2320)는, 3G 모듈, 4G 모듈, LTE 모듈, 5G 모듈, 6G 모듈, NB-IoT 모듈, LTE-M 모듈 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 통신 인터페이스(2300)는, 온도 센서(2420)에 의해 측정된 음식물 온도 데이터 정보를 수신할 수 있다.
센서부(2400)는, 용기 감지 센서(2410), 온도 센서(2420)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용기 감지 센서(2410)는 조리용기(1000)가 가열장치(2000) 상판에 놓이는 것을 감지하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 용기 감지 센서(2410)는 전류 센서로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 용기 감지 센서(2410)는 근접 센서, 터치 센서, 중량 센서, 온도 센서, 조도 센서, 자기 센서 중 적어도 하나로 구현될 수도 있다.
온도 센서(2420)는 상판에 놓인 조리용기(1000)의 온도, 가열장치(2000) 상판의 온도 또는 조리용기(1000) 내용물의 온도를 감지할 수 있다. 조리용기(1000)는 송신코일(2120)에 의하여 유도 가열되며, 재질에 따라 과열될 수 있다. 따라서, 가열장치(2000)는 상판에 놓인 조리용기(1000) 또는 가열장치(2000) 상판의 온도를 감지하고, 조리용기(1000)가 과열되면 송신코일(2120)의 동작을 차단할 수 있다. 온도 센서(2420)는 송신코일(2120) 인근에 설치될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(2420)는 송신코일(2120) 정중앙에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 의하면, 온도 센서(2420)는　온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서는 NTC　(Negative Temperature Coefficient) 온도 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 온도 센서는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 온도 센서일 수도 있다.
사용자 인터페이스(2500)는 오디오 신호 또는 비디오 신호의 출력을 위한 것으로, 디스플레이부(2510)와 음향 출력부(2520) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(2510)와 터치패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(2510)는 출력 인터페이스 이외에 입력 인터페이스로도 사용될 수 있다. 디스플레이부(2510)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 발광 다이오드(LED, light-emitting diode), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 가열 장치(2000)의 구현 형태에 따라 가열 장치(2000)는 디스플레이부(2510)를 2개 이상 포함할 수도 있다.
음향 출력부(2520)는 통신 인터페이스(2300)로부터 수신되거나 메모리(2600)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 음향 출력부(2520)는 유도 가열 장치(2000)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력할 수 있다. 음향 출력부(2520)는 스피커(speaker), 부저(Buzzer) 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 디스플레이부(2510)는 현재 파워 레벨에 관한 정보, 현재 조리 모드에 관한 정보, 현재 사용 중인 조리 영역에 관한 정보, 조리용기(1000) 안의 내용물의 현재 온도에 관한 정보, 조리를 가이드하는 정보 등을 출력할 수도 있다.
터치 패널부(2700)는, 사용자로부터의 입력을 수신하기 위한 것이다. 터치 패널부(2700)는, 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
가열장치(2000)는 자연어 이해(Natural Language Understanding, NLU) 모델을 이용하여 변환된 텍스트를 해석하여, 사용자의 발화 의도를 획득할 수 있다. 여기서 ASR 모델 또는 NLU 모델은 인공지능 모델일 수 있다. 인공지능 모델은 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조로 설계된 인공지능 전용 프로세서에 의해 처리될 수 있다. 인공지능 모델은 학습을 통해 만들어 질 수 있다. 여기서, 학습을 통해 만들어진다는 것은, 기본 인공지능 모델이 학습 알고리즘에 의하여 다수의 학습 데이터들을 이용하여 학습됨으로써, 원하는 특성(또는, 목적)을 수행하도록 설정된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델이 만들어짐을 의미한다. 인공지능 모델은, 복수의 신경망 레이어들로 구성될 수 있다. 복수의 신경망 레이어들 각각은 복수의 가중치들(weight values)을 갖고 있으며, 이전(previous) 레이어의 연산 결과와 복수의 가중치들 간의 연산을 통해 신경망 연산을 수행한다.
언어적 이해는 인간의 언어/문자를 인식하고 응용/처리하는 기술로서, 자연어 처리(Natural Language Processing), 기계 번역(Machine Translation), 대화 시스템(Dialog System), 질의 응답(Question Answering), 음성 인식/합성(Speech Recognition/Synthesis) 등을 포함한다.
메모리(2600)는, 프로세서(2200)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예컨대, 조리 레시피, 기준 온도 데이터, 배터리(1060)의 잔량 정보 등)을 저장할 수도 있다. 메모리(2600)는 인공지능 모델을 저장할 수도 있다.
메모리(2600)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 가열장치(2000)는 인터넷(Internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
차폐 도전체(2800)는 송신코일(2120)과 제어용 PCB(2001) 사이에 설비되어 가열장치(2000)에서 발생하는 전자기파를 차폐하는 기능을 수행한다. 차폐 도전체(2800)의 차폐에 의해 터치 패널부(2700)에서 터치 인식 오류를 줄이거나 없앨 수 있다.
차폐 도전체(2800)는 하단으로 돌출 삽입부(2801)를 포함할 수 있고, 돌출 삽입부(2801)를 통해 제어용 PCB(2001)에 수직으로 삽입될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가열장치에서 전자기 노이즈를 차단하는 방법의 순서도이다.
801 단계에서, 가열장치(2000)는 송신코일(2011)을 통해 조리용기(1000)에 무선으로 전력을 전송한다. 조리용기(1000)가 수신코일을 포함하는 경우 가열장치(2000)는 조리용기(1000)를 포함하는 장치일 수도 있다.
803 단계에서, 가열장치(2000)가 동작하기 위해서 터치 패널부(2700)를 통해 사용자가 터치를 하게 되면 - 명령을 입력하면 - 가열장치(2000)는 사용자의 터치 입력을 수신하게 된다.
805 단계에서, 가열장치(2000)는 제어용 PCB(2001)에 포함된 프로세서(2200)에 의해 상기 사용자 입력에 따른 기능을 수행하게 된다.
807 단계에서, 터치 패널부(2700)와 제어용 PCB(2001) 사이에 제어용 PCB(2001) 상에 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체(2800)를 통해 무선으로 전력을 전송하는 송신코일(2011) 및/또는 가열장치(2000) 상판에 놓인 조리용기(1000)를 상기 송신코일(2011)을 통해 가열하는 중 유입되는 전자기 노이즈를 차단하게 된다. 이 때 차폐 도전체(2800)는 도전 패턴을 식각한 차폐 PCB(2810) 또는 도전 금속바(2820) 중 어느 하나일 수 있다. 또한 차폐 도전체(2800)의 높이는 가열장치(2000)의 상판 글래스 하부로부터 제어용 PCB(2001) 상판까지의 길이와 동일하거나 소정의 오차 이내의 범위에서 거의 동일한 높이를 가지게 설계될 수 있다.
또한, 차폐 도전체(2800)는 터치 패널부(2700)의 터치 키의 배열 길이와 같거나 소정의 오차 이내로 동일한 길이를 가지도록 설계되어 터치 키가 눌릴 때 노이즈를 적절히 차단할 수 있도록 한다. 또는, 차폐 도전체(2800)는 제어용 PCB(2001)의 길이와 동일한 길이를 가지도록 설계되어 제어용 PCB(2001)에 유입되는 전자기 노이즈를 차단하거나 최소화할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 인덕션 조리장치인 가열장치(2000)는 전력을 수신하여 수신코일없이 와전류(eddy current)로 용기를 데우는 조리에 많이 응용되고 있다. 이 때 조리장치 상판에 구비된 터치 패널은 무선전력전송과 조리 기기의 와전류 등에 의한 노이즈에 의해 영향을 받게 된다. 이러한 노이즈를 적절한 차폐 도전체를 통해 터치 패널에서의 영향을 저감할 필요가 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 가열장치(2000)는 적어도 하나의 송신코일(2011, 2120)을 포함한다. 무선전력송신부(2010)는 송신코일(2011, 2120)을 통해 무선으로 전력을 조리용기나 조리기기에 송신하여 조리가 이루어지도록 한다. 가열장치 (2000)는 사용자 입력을 수신하는 터치 패널부(2700)를 포함한다. 가열장치(2000)는 터치 패널부(2700)로부터 수신된 사용자 입력에 따라 무선전력송신부(2010)를 제어하는 프로세서(2200)가 포함된 PCB(2001)를 포함한다. 가열장치(2000)는 터치 패널부(2700)와 제어용 PCB(2001) 사이에 제어용 PCB(2001)와 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체(2800)를 포함한다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 도전 패턴을 식각한 차폐 PCB(2810) 또는 도전 금속바(2820) 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 PCB(2810)는 제어용 PCB(2001)와 일체된 PCB 일 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 PCB(2810)는 양면에 도전 패턴이 식각된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 송신코일(2011, 2120)에 대해 제어용 PCB(2001)를 적어도 3방향에서 감싸는 형상일 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)의 높이는 제어용 PCB(2001)로부터 가열장치(2000)의 상판 글래스의 하부까지의 높이와 소정의 오차 이내로 같은 높이일 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 상기 터치 패널부(2700)의 터치 키가 배열된 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 제어용 PCB(2001)의 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 길이를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 돌출 삽입부(2801)를 포함하는데, 이 돌출 삽입부(2801)는 제어용 PCB(2001)에 수직으로 삽입되어 조립되고 솔더링(soldering)될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 가열장치(2000)에서 전자기 노이즈 차단 방법은, 무선으로 전력을 송신하는 무선전력송신부(2010) 내의 송신코일(2011, 2120)을 통해 무선으로 전력이 전송되는 단계, 터치 패널부(2700)를 통해 사용자 입력을 수신하는 단계, 제어용 PCB(2001)에 포함된 프로세서(2200)에 의해 사용자 입력에 따른 기능을 수행하는 단계, 및 터치 패널부(2700)와 제어용 PCB(2001) 사이에 제어용 PCB(2001)와 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체(2800)를 통해 무선으로 전력을 전송하는 송신코일(2011, 2120)을 통해 유입되는 노이즈 또는 가열장치(2000)의 상판에 놓인 조리용기(1000)를 가열하는 동작 중 유입되는 노이즈를 차단하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)는 도전 패턴을 식각한 차폐 PCB(2810) 또는 도전 차례 금속바(2820) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)의 높이는 제어용 PCB(2001)로부터 가열장치(2000)의 상판 글래스의 하부까지의 높이와 소정의 오차 이내의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)의 길이는 터치 패널부(2700)의 터치 키의 배열 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 차폐 도전체(2800)의 길이는 제어용 PCB(2001)의 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 것을 특징으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 차폐 도전체(2800)에 의해 가열장치(2000)와 조리용기(1000) 간에 조리 과정 중 발생하는 전자기 노이즈를 차단하여 사용자가 가열장치(2000)의 터치 패널부에 터치 동작을 할 때 오인식이 발생하는 것을 줄이거나 없앨 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
본 개시의 일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.　 또한, 본 개시의 일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품 (computer program product)으로도 구현될 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서 본 개시의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리범위에 속한다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 송신코일(2011; 2120)을 포함하며, 상기 송신코일(2011; 2120)을 통해 무선으로 전력을 송신하는 무선전력송신부(2010);
    사용자 입력을 수신하는 터치 패널부(2700);
    상기 터치 패널부(2700)로부터 수신된 사용자 입력에 따라 상기 무선전력송신부(2010)를 제어하는 프로세서(2200)가 포함된 PCB(2001); 및
    상기 터치 패널부(2700)와 상기 PCB(2001) 사이에 상기 PCB(2001)와 수직으로 배치되는 그라운드 접지된 차폐 도전체(2800)를 포함하는 조리장치(2000).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)는 도전 패턴을 식각한 차폐 PCB(2810) 또는 도전 금속바(2820) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차폐 PCB(2810)는 상기 PCB(2001)와 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 차폐 PCB(2810)는 양면에 도전 패턴이 식각된 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)는 상기 송신코일(2011; 2120)에 대해 상기 PCB(2001)를 적어도 3방향에서 감싸는 형상인 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)의 높이는 상기 PCB(2001)로부터 상기 조리장치(2000)의 상판 글래스의 하부까지의 높이와 소정의 오차 이내로 같은 높이인 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)는 상기 터치 패널부(2700)의 터치 키가 배열된 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)는 상기 PCB(2001)의 길이와 소정의 오차 이내로 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐 도전체(2800)는 돌출 삽입부(2801)를 포함하고, 상기 돌출 삽입부(2801)는 상기 PCB(2001)에 수직으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 조리장치(2000).
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