WO2026005285A1 - 냉장고 및 그 제어 방법 - Google Patents

냉장고 및 그 제어 방법

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WO2026005285A1
WO2026005285A1 PCT/KR2025/006731 KR2025006731W WO2026005285A1 WO 2026005285 A1 WO2026005285 A1 WO 2026005285A1 KR 2025006731 W KR2025006731 W KR 2025006731W WO 2026005285 A1 WO2026005285 A1 WO 2026005285A1
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WO
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food
electrode
refrigerator
control circuit
voltage
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PCT/KR2025/006731
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French (fr)
Inventor
조재용
이경민
김대현
박성범
박준형
여성구
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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Publication of WO2026005285A1 publication Critical patent/WO2026005285A1/ko
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/024—Compressor control by controlling the electric parameters, e.g. current or voltage

Definitions

  • the disclosed invention relates to a refrigerator and a method for controlling the same.
  • a refrigerator is a device that maintains food freshness by including a cabinet with a storage compartment and a cooling system that supplies cold air to the storage compartment.
  • the refrigerator may include multiple storage compartments for storing food.
  • the storage compartment may include a refrigerator compartment maintained at approximately 0 to 5 degrees Celsius and used for refrigerated storage of food.
  • the storage compartment may also include a freezer compartment maintained at approximately 0 to -30 degrees Celsius and used for frozen storage of food.
  • a door is provided on the front of the cabinet to open and close the storage compartments. The refrigerator can independently cool the refrigerator compartment and the freezer compartment.
  • the storage compartment can be divided into multiple storage spaces by shelves or containers, and the temperatures of each storage space can be controlled differently.
  • multiple evaporators can be provided to cool each storage space.
  • arranging multiple evaporators in a refrigerator is inefficient and complicates the structure.
  • the disclosed invention provides a refrigerator and a control method thereof that can not only refrigerate and freeze food, but also maintain food in a non-frozen (supercooled) state and even thaw food.
  • a refrigerator may include: a storage compartment; an evaporator for cooling the storage compartment; a compressor for supplying refrigerant to the evaporator; a first electrode disposed within the storage compartment; a second electrode disposed spaced apart from the first electrode within the storage compartment; an RF power supply unit for applying an RF signal to the first electrode and the second electrode; at least one voltage control circuit for controlling an input voltage of the RF power supply unit; a frequency control circuit for generating a switching signal for turning on or off the RF power supply unit; a voltage-current detector for detecting an output voltage between the first electrode and the second electrode and an output current of the first electrode; a memory for storing instructions; and at least one processor connected to the compressor, the at least one voltage control circuit, the frequency control circuit, the voltage-current detector, and the memory.
  • the refrigerator can operate the compressor to cool the storage compartment, identify an impedance change rate of food placed between the first electrode and the second electrode based on the output voltage and the output current periodically detected by the voltage/current detector, and adjust a reference voltage applied to the at least one voltage control circuit or an on/off duty ratio of the frequency control circuit based on the impedance change rate of the food.
  • a method for controlling a refrigerator comprising: a storage compartment; an evaporator for cooling the storage compartment; a compressor for supplying refrigerant to the evaporator; a first electrode disposed within the storage compartment; a second electrode disposed spaced apart from the first electrode within the storage compartment; an RF power supply unit for applying an RF signal to the first electrode and the second electrode; a DC converter for applying voltage to the RF power supply unit; and a power factor correction circuit for transmitting power factor-compensated power to the DC converter, the method comprising: operating the compressor to supply refrigerant to the evaporator to cool the storage compartment; identifying an impedance change rate of food disposed between the first electrode and the second electrode based on an output voltage between the first electrode and the second electrode and an output current of the first electrode, which are periodically detected by a voltage/current detector; And, based on the impedance change rate of the food, it may include adjusting a reference voltage applied to at least one voltage control circuit for adjusting the input voltage of the RF power
  • the disclosed refrigerator and its control method can directly and precisely control the temperature of food using dielectric heating.
  • the disclosed refrigerator and its control method can not only refrigerate and freeze food, but also maintain food in a non-frozen (supercooled) state and even thaw food. Furthermore, the disclosed refrigerator and its control method can also ripen food.
  • the disclosed refrigerator and its control method can maintain a non-frozen (supercooled) state of food, thereby enabling long-term storage of food without deterioration in quality of the food.
  • FIG. 1 illustrates a refrigerator with an open door according to one embodiment.
  • Figure 2 schematically illustrates a side cross-section of a refrigerator according to one embodiment.
  • Figure 3 is a control block diagram of a refrigerator according to one embodiment.
  • FIG. 4 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • FIGS 5 and 6 illustrate detailed circuit structures of the circuit system illustrated in Figure 4.
  • FIG. 7 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • Figure 8 illustrates a detailed circuit structure of the circuit system illustrated in Figure 7.
  • FIG. 9 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • FIG. 10 illustrates an example of a switching signal output by a frequency control circuit according to one embodiment.
  • FIG. 11 is an example of a graph showing changes in temperature of food and changes in food impedance in a non-freezing mode according to one embodiment.
  • FIG. 12 is another example of a graph showing temperature changes of food in a non-freezing mode according to one embodiment.
  • Fig. 13 is an example of a graph showing temperature changes of food in refrigeration mode according to one embodiment.
  • Fig. 14 is an example of a graph showing temperature changes of food in a defrosting mode according to one embodiment.
  • Fig. 15 is a flowchart illustrating a method for controlling a refrigerator according to one embodiment.
  • Fig. 16 is a flowchart explaining in more detail the control method of the refrigerator described in Fig. 15.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method that can be added to the control method of a refrigerator described in FIG. 15.
  • each of the phrases “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B, or C”, “at least one of A, B, and C”, and “at least one of A, B, or C” may include any one of the items listed together in that phrase, or all possible combinations thereof.
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • the component can be connected to the other component directly (e.g., wired), wirelessly, or through a third component.
  • a refrigerator (1) may include a cabinet.
  • a “cabinet” may include an inner case, an outer case disposed outside the inner case, and insulation provided between the inner case and the outer case.
  • the “inner case” may include at least one of a case, plate, panel, or liner forming a storage compartment.
  • the inner case may be formed as a single body, or may be formed by assembling a plurality of plates.
  • the “outer case” may form the exterior of the cabinet, and may be joined to the exterior of the inner case so that insulation is placed between the inner case and the outer case.
  • the insulation can insulate the interior and exterior of a storage room so that the temperature inside the storage room can be maintained at a set temperature without being affected by the external environment.
  • the insulation can include foam insulation.
  • the foam insulation can be formed by injecting and foaming urethane foam, a mixture of polyurethane and a foaming agent, between the inner and outer layers.
  • the insulation may include a vacuum insulation material in addition to the foam insulation, or the insulation may consist solely of the vacuum insulation material instead of the foam insulation.
  • the vacuum insulation material may include a core material and an outer shell material that accommodates the core material and seals the interior under a vacuum or near-vacuum pressure.
  • the insulation material is not limited to the foam insulation or vacuum insulation material described above, and may include various materials that can be used for insulation.
  • a "storage room” may include a space defined by an interior wall.
  • the storage room may further include an interior wall defining a corresponding space.
  • the storage room may store various items, such as food, medicine, and cosmetics, and the storage room may be configured to be open on at least one side for the entry and exit of items.
  • a refrigerator (1) may include one or more storage compartments. When two or more storage compartments are formed in the refrigerator (1), each storage compartment may have a different purpose and may be maintained at different temperatures. To this end, each storage compartment may be separated from the other by a partition wall containing insulating material.
  • the storage room may be designed to maintain an appropriate temperature range depending on its intended use, and may include a "refrigerator,” a “freezer,” or a “variable temperature room,” which are distinguished by their intended use and/or temperature range.
  • a refrigerator may be maintained at a temperature appropriate for refrigerating items, and a freezer may be maintained at a temperature appropriate for freezing items.
  • “Refrigeration” may mean cooling items to a temperature that does not freeze them, and for example, a refrigerator may be maintained at a temperature ranging from 0 degrees Celsius to +7 degrees Celsius.
  • Freezing may mean cooling items to freeze or maintain them in a frozen state, and for example, a freezer may be maintained at a temperature ranging from -20 degrees Celsius to -1 degree Celsius.
  • a variable temperature room may be used as either a refrigerator or a freezer, at the user's option or not.
  • a storage room may also be called by various other names such as “vegetable room,” “fresh room,” “cooling room,” and “ice room.”
  • the terms “refrigerator,” “freezer,” and “variable temperature room” used hereinafter should be understood to encompass storage rooms having corresponding uses and temperature ranges.
  • the refrigerator (1) may include at least one door configured to open and close an open side of a storage compartment.
  • the door may be configured to open and close each of one or more storage compartments, or a single door may be configured to open and close multiple storage compartments.
  • the door may be installed on the front of the cabinet in a pivotal or sliding manner.
  • the "door” may be configured to seal the storage compartment when the door is closed.
  • the door may include insulation, similar to a cabinet, to insulate the storage compartment when the door is closed.
  • the door may include a door outer panel forming the front of the door, a door inner panel forming the back of the door and facing the storage compartment, an upper cap, a lower cap, and door insulation provided on the interior of these.
  • the door inner panel may be provided with a gasket that seals the storage compartment by pressing against the front of the cabinet when the door is closed.
  • the door inner panel may include a dyke that protrudes rearward to accommodate a door basket for storing items.
  • the door may include a door body and a front panel detachably coupled to the front side of the door body and forming the front of the door.
  • the door body may include a door outer panel forming the front of the door body, a door inner panel forming the rear of the door body and facing the storage compartment, an upper cap, a lower cap, and door insulation provided inside these.
  • the refrigerator (1) can be classified into a French door type, a side-by-side type, a bottom mounted freezer (BMF), a top mounted freezer (TMF), or a single-door refrigerator (1) depending on the arrangement of the door and storage compartment.
  • BMF bottom mounted freezer
  • TMF top mounted freezer
  • the refrigerator (1) may include a cold air supply device configured to supply cold air to the storage compartment.
  • a "cold air supply device” may include a system of machines, devices, electronic devices and/or combinations thereof that can generate cold air and guide the cold air to cool a storage room.
  • the cold air supply device can generate cold air through a refrigeration cycle comprising the processes of compression, condensation, expansion, and evaporation of a refrigerant.
  • the cold air supply device can include a refrigeration cycle system having a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator capable of driving the refrigeration cycle.
  • the cold air supply device can include a semiconductor, such as a thermoelectric element. The thermoelectric element can cool a storage compartment through heat generation and cooling through the Peltier effect.
  • the refrigerator (1) may include a machine room in which at least some components belonging to the cold air supply device are arranged.
  • the "machine room” may be designed to be partitioned and insulated from the storage room to prevent heat generated by components placed within the machine room from being transferred to the storage room.
  • the interior of the machine room may be configured to be connected to the exterior of the cabinet to dissipate heat from components placed within the machine room.
  • the refrigerator (1) may include a dispenser provided on the door to provide water and/or ice.
  • the dispenser may be provided on the door so that it is accessible to a user without opening the door.
  • a refrigerator (1) may include an ice-making device configured to produce ice.
  • the ice-making device may include an ice-making tray that stores water, an ice-separating device that separates ice from the ice-making tray, and an ice bucket that stores ice produced in the ice-making tray.
  • a refrigerator (1) may include a control unit for controlling the refrigerator (1).
  • the refrigerator (1) may include at least one control unit.
  • the control unit may generate a control signal for controlling the operation of a cold air supply device.
  • the control unit may receive temperature information of a storage compartment from a temperature sensor and generate a cooling control signal for controlling the operation of a cold air supply device based on the temperature information of the storage compartment.
  • each block and combination of flowcharts can be performed by one or more computer programs containing instructions.
  • One or more computer programs may be stored entirely in a single memory device, or one or more computer programs may be divided into multiple parts and stored in multiple memory devices.
  • a single processor or a combination of processors is a circuit that performs processing and may include circuits such as an application processor (AP, e.g., a central processing unit (CPU)), a communication processor (CP, e.g., a modem), a graphics processing unit (GPU), a neural processing unit (NPU) (e.g., an artificial intelligence (AI) chip), a wireless fidelity (Wi-Fi) chip, a Bluetooth chip, a global positioning system (GPS) chip, a near-field communication (NFC) chip, a connection chip, a sensor controller, a touch controller, a fingerprint sensor controller, a display driver integrated circuit (IC), an audio codec chip, a universal serial bus (USB) controller, a camera controller, an image processing IC, a microprocessor unit (MPU), a system on a chip (SoC), an IC, and the like.
  • AP application processor
  • CP e.g., a modem
  • GPU graphics processing unit
  • FIG. 1 illustrates a refrigerator with an open door according to one embodiment.
  • FIG. 2 schematically illustrates a side cross-section of the refrigerator according to one embodiment.
  • a refrigerator (1) may include a cabinet (10), a storage compartment (20) formed by being divided vertically inside the cabinet (10), and a door (30) for opening and closing the storage compartment (20).
  • the refrigerator (1) may include a cold air supply device for supplying cold air to the storage compartment (20).
  • the cabinet (10) may include an inner case (11) forming a storage room (20), an outer case (12) bonded to the outside of the inner case (11) to form an exterior, and an insulating material (13) foamed between the inner case (11) and the outer case (12) to insulate the storage room (20).
  • the storage room (20) can be divided into a plurality of storage rooms (22, 23, 24) by partitions (15).
  • the storage room (20) can be divided into a plurality of storage rooms (22, 23, 24) by partitions (15).
  • the partition (15) can include a first partition (17) and a second partition (19). When the first partition (17) and the second partition (19) are combined, the partition (15) can have a T-shape.
  • the partition (15) can divide the storage room (20) into three spaces.
  • the first partition (17) can be horizontally connected to the inside of the storage compartment (20) to divide the storage compartment (20) into an upper storage compartment (22) and a lower storage compartment (23, 24).
  • the second partition (19) can be vertically connected to the lower storage compartment (23, 24) to divide the lower storage compartment (23, 24) into a first lower storage compartment (23) and a second lower storage compartment (24).
  • the upper storage compartment (22) can be used as a refrigerator.
  • At least one of the two lower storage compartments (23, 24) can be used as a freezer.
  • both the first lower storage chamber (23) and the second lower storage chamber (24) can be used as a freezer.
  • the first lower storage chamber (23) can be used as a freezer and the second lower storage chamber (24) can be used as a refrigerator.
  • the first lower storage chamber (23) can be used as a freezer and the second lower storage chamber (24) can be used as a refrigerator.
  • Both the first lower storage chamber (23) and the second lower storage chamber (24) can be used as refrigerators.
  • the storage room (20) is not limited to the exemplified one.
  • the storage room (20) may be formed in various ways depending on the design.
  • a plurality of shelves (25) and storage containers (26, 36) may be provided inside the storage room (20) to store food, etc.
  • a plurality of storage containers (26, 36) may be provided.
  • Each of the plurality of storage containers (26, 36) may be defined as a storage room.
  • one storage container may be described as one storage room.
  • a first storage container (26) may be provided in the upper storage room (22), and a second storage container (36) may be provided in the lower storage room (23, 24).
  • the plurality of shelves (25) may divide one storage room into a plurality of storage spaces.
  • each of the plurality of storage containers (26, 36) may be arranged in a storage space.
  • a refrigerator (1) may include a door (30).
  • the door (30) may open or close each of the upper storage compartment (22) and the lower storage compartments (23, 24).
  • the door (30) may be rotatably coupled to the cabinet (10).
  • the door (30) may include a pair of upper doors (31) and a pair of lower doors (33).
  • the upper door (31) may open and close the upper storage compartment (22).
  • the lower door (33) may open and close the lower storage compartments (23, 24).
  • a pair of upper doors (31) may be provided with a first door handle (32a) and a second door handle (32b). Part of or all of the upper storage compartment (22) may be opened or closed by at least one of the pair of upper doors (31).
  • a freezer door handle (34) may be provided on each of the pair of lower doors (33).
  • the lower doors (33) may also be provided as sliding doors.
  • a rotation bar (35) may be provided on at least one of the pair of upper doors (31) so that the upper doors (31) can be sealed without a gap being created between them.
  • the rotation bar (35) may be rotatably coupled to at least one of the pair of upper doors (31).
  • the rotation bar (35) may be rotated by a rotation guide (14) formed on the cabinet (10) according to the opening and closing of the upper door (31).
  • Door shelves (31a, 33a) for storing food may be provided on the back surfaces of the upper door (31) and the lower door (33).
  • Shelf supports (31b, 33b) for supporting the left and right sides of the door shelves (31a, 33a) may be provided on each of the upper door (31) and the lower door (33).
  • the shelf supports (31b, 33b) may be provided to be detachable on each of the doors (31, 33).
  • a first gasket (31c, 33c) may be provided on the back edge of each of the upper door (31) and the lower door (33) to seal the gap with the cabinet (10) when the door (31, 33) is closed.
  • the first gasket (31c, 33c) may be installed in a loop shape along the back edge of each door (31, 33) and may include a magnet inside.
  • the upper door (31) may be provided as a double door including a first door (40) and a second door (50).
  • the first door (40) is rotatably connected to the cabinet (10) by a hinge and can open and close the upper storage compartment (22).
  • the door shelf (31a), shelf support (31b), and first gasket (31c) described above may be provided on the first door (40).
  • the first door (40) may include an opening (41).
  • a user may store food on the door shelf (31a) or take food out of the door shelf (31a) through the opening (41) while the first door (40) is closed.
  • the opening (41) passes through the first door (40) and may be opened and closed by the second door (50).
  • a second door (50) is provided in front of the first door (40) so as to open and close the opening (41) of the first door (40).
  • the second door (50) may be provided so as to be rotatable in the same direction as the first door (40).
  • the second door (50) may be rotatably supported by a hinge installed on the first door (40).
  • the hinge may also be installed on the cabinet (10).
  • the second door (50) may include a second gasket to maintain airtightness with the first door (40).
  • the second gasket may be installed in a loop shape along the edge of the back surface of the second door (50) and may include a magnet inside.
  • a machine room (27) may be formed at the lower rear side of the cabinet (10).
  • a cooling cycle system may be arranged in the machine room (27).
  • the cooling cycle system may include a compressor (70) for compressing refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant, an expansion device for expanding the refrigerant condensed by the condenser, an evaporator (81, 82) installed at the rear of the storage room (20) for cooling the surrounding air, and a fan (F2, F3) for moving the air cooled by the evaporator (81, 82) to the storage room (20).
  • the refrigerator (1) may include a cold air duct (61, 62) for guiding cold air flowing according to the operation of the fan (F2, F3) to the storage room (20).
  • the cold air duct (61, 62) may be provided at the rear side of the storage room (20).
  • the first cold air duct (61), the first evaporator (81), and the first fan (F1) may be arranged at the rear of the upper storage chamber (22). Air cooled by the first evaporator (81) may move to the upper storage chamber (22) through the first cold air duct (61) according to the operation of the first fan (F1).
  • the second cold air duct (62), the second evaporator (82), and the second fan (F2) may be arranged at the rear of the lower storage chamber (23, 24). Air cooled by the second evaporator (82) may move to the lower storage chamber (23, 24) through the second cold air duct (62) according to the operation of the second fan (F2).
  • a plurality of electrodes (90) may be arranged within the storage compartment (20).
  • the plurality of electrodes (90) may be arranged parallel to each other and spaced apart from each other.
  • the refrigerator (1) may include a first electrode (90a) and a second electrode (90b) arranged within the lower storage compartment (23, 24).
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be arranged spaced apart from each other and parallel to each other.
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be arranged to face each other.
  • the first electrode (90a) may be positioned above the second electrode (90b).
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be arranged parallel to the upper and lower surfaces of the storage compartment (20).
  • Each of the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be included in a shelf.
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be fixed to the inner surface (11) or may be provided to
  • the number and location of the electrodes (90) are not limited to those exemplified. For example, three or more electrodes may be spaced apart and parallel to each other within the lower storage chamber (23, 24). A plurality of electrodes (90) may also be spaced apart and parallel to each other within the upper storage chamber (22). In addition, the length, area, and/or thickness of the electrodes (90) may also vary depending on the design.
  • Each of the plurality of electrodes (90) may be electrically connected to an RF power supply unit (140) described below.
  • an RF signal When an RF signal is applied to the plurality of electrodes (90), an electric field may be generated between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the electric field may vibrate a dielectric (e.g., water molecules) contained in the food.
  • the dielectric e.g., water molecules
  • dipole frictional heat may be generated, thereby heating the dielectric.
  • Food can be placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) can divide the storage compartment (20) into a plurality of receiving spaces.
  • Food can be placed in the receiving spaces between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • a storage container (26, 36) containing food can also be placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the food can be heated.
  • the temperature of the food placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) can be controlled independently of the temperature of the storage compartment (20).
  • the polarity of each of the plurality of electrodes (90) can be determined according to the phase of the RF signal applied to each of the plurality of electrodes (90). Depending on the polarity of each of the plurality of electrodes (90), an electric field may or may not be generated between the plurality of electrodes (90).
  • the magnitude of the electric field generated between the plurality of electrodes (90) may vary depending on the magnitude of the RF signal applied to the plurality of electrodes (90).
  • the polarity of the first electrode (90a) may be plus (+) and the polarity of the second electrode (90b) may be minus (-).
  • the second electrode (90b) corresponds to the ground electrode, and an electric field may be generated between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • Figure 3 is a control block diagram of a refrigerator according to one embodiment.
  • the refrigerator (1) may include a control unit (300).
  • the control unit (300) may include a processor (320) and a memory (310).
  • the memory (310) may include volatile memory (e.g., S-RAM, D-RAM) and non-volatile memory (e.g., ROM, EPROM).
  • the processor (320) and the memory (310) may be implemented as separate chips or as a single chip. In addition, a plurality of processors and a plurality of memories may be provided.
  • the control unit (300) and/or the processor (320) can be electrically connected to various electronic devices and/or electronic components of the refrigerator (1) and can control the electronic devices and/or electronic components.
  • the control unit (300) and/or the processor (320) can control the operation of the refrigerator (1).
  • the processor (320) can process various data and signals using instructions, data, programs, and/or software stored in the memory (310).
  • the processor (320) can generate control signals for controlling components of the refrigerator (1).
  • the processor (320) may include one core or multiple cores.
  • the processor (320) may be configured to perform various operations of the refrigerator (1).
  • the processor (320) may perform operations of the refrigerator (1) according to various embodiments by executing at least one instruction, algorithm, program, and/or software stored in the memory (310).
  • the processor (320) may control one or any combination of components of the refrigerator (1).
  • the processor (320) may include a main processor and at least one sub-processor.
  • Various electronic devices and/or electronic components of the refrigerator (1) may be controlled by separate processors or by a single integrated processor.
  • the processor (320) may include various types of circuits.
  • the processor (320) may include one or more of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an APU (Accelerated Processing Unit), a MIC (Many Integrated Core), a DSP (Digital Signal Processor), an NPU (Neural Processing Unit), a hardware accelerator, or a machine learning accelerator.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • APU Accelerated Processing Unit
  • MIC Many Integrated Core
  • DSP Digital Signal Processor
  • NPU Neurological Processing Unit
  • a hardware accelerator or a machine learning accelerator.
  • the disclosed refrigerator (1) may include a cooling cycle system for cooling a storage compartment (20) and a circuit system for dielectrically heating food.
  • the refrigerator (1) can independently cool the storage compartment (20) and heat food.
  • the refrigerator (1) can directly heat food placed within the storage compartment (20) by applying an electric field to the food while cooling the storage compartment (20). Therefore, the refrigerator (1) can store food at various temperatures and precisely control the temperature of the food.
  • the refrigeration cycle system may include a compressor (70) that compresses refrigerant, a condenser that condenses refrigerant, a flow switching valve (74) that switches the flow path of refrigerant discharged from the condenser, an expansion device that expands the refrigerant condensed by the condenser, a first evaporator (81) that cools air supplied to the upper storage chamber (22), a second evaporator (82) that cools air supplied to the lower storage chamber (23, 24), a first fan (F1) that moves cooled air to the upper storage chamber (22), a second fan (F2) that moves cooled air to the lower storage chamber (23, 24), and a third fan (F3) that supplies air to the condenser.
  • a compressor (70) that compresses refrigerant
  • a condenser that condenses refrigerant
  • a flow switching valve (74) that switches the flow path of refrigerant discharged from the condenser
  • an expansion device that
  • the compressor (70) can suck in refrigerant and compress the sucked refrigerant to change it into a high-temperature, high-pressure gas.
  • the sucking of the refrigerant can be performed using the rotational power of a built-in motor.
  • the compressor (70) can compress the sucked low-temperature, low-pressure refrigerant and discharge the high-temperature, high-pressure refrigerant.
  • the refrigerant is discharged from the compressor (70) in a gaseous state. By sucking and discharging the refrigerant by the compressor (70), the refrigerant can circulate within the cooling cycle.
  • the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor (70) is delivered to the condenser.
  • the condenser is connected to the discharge port of the compressor (70) and condenses the gaseous refrigerant discharged from the compressor (70) into a liquid state by exchanging heat with the surrounding air. Inside the condenser, the refrigerant liquefies and releases heat to the outside, thereby lowering the temperature of the refrigerant.
  • the processor (320) can control the operating frequency and/or rotational speed (RPM) of the compressor (70). As the operating frequency and/or rotational speed (RPM) of the compressor (70) increases, the heat released around the condenser can increase.
  • RPM rotational speed
  • the flow switching valve (74) can switch the flow path of the refrigerant discharged from the condenser depending on the operation mode of the refrigerator (1) (e.g., refrigeration mode or freezing mode).
  • the processor (320) can control the flow switching valve (74) to guide the refrigerant to the first evaporator (81) or the second evaporator (82) depending on the operation mode of the refrigerator (1) (e.g., refrigeration mode or freezing mode).
  • the flow switching valve (74) can guide the refrigerant discharged from the condenser to the first evaporator (81) or the second evaporator (82). In the refrigeration operation for cooling the upper storage chamber (22), the flow switching valve (74) can guide the refrigerant to the first evaporator (81).
  • the flow switching valve (74) can guide the refrigerant to the second evaporator (82).
  • Refrigeration operation for cooling the upper storage chamber (22) and freezing operation for cooling the lower storage chambers (23, 24) can be performed independently using the Euro switching valve (74).
  • the expansion device may include a refrigerator expansion device and a freezer expansion device.
  • the expansion device may expand the liquid refrigerant flowing from the flow diverter valve (74). The temperature and pressure of the refrigerant may decrease as it passes through the expansion device.
  • the refrigerant expanded in the expansion device may be a two-phase refrigerant comprising a liquid component and a gas component.
  • the expansion device may be provided with an expansion valve.
  • the expansion valve may include various types of valves, such as a thermoelectric electronic expansion valve that utilizes the deformation of a bimetal, a thermal electronic expansion valve that utilizes volume expansion due to heating of an encapsulating wax, a pulse width modulation type electronic expansion valve that opens and closes a solenoid valve by a pulse signal, or a stem motor type electronic expansion valve that opens and closes the valve using a motor.
  • the expansion device may be formed as a capillary tube.
  • the capillary tube may be implemented by a thin tube, and the refrigerant passing through the capillary tube is forced and delivered to the evaporator (81, 82).
  • the first fan (F1) can move the air cooled by the first evaporator (81) to the upper storage chamber (22).
  • the second fan (F2) can move the air cooled by the second evaporator (82) to the lower storage chambers (23, 24).
  • the processor (320) can control the rotation speeds of each of the first fan (F1) and the second fan (F2). As the first fan (F1) operates, heat exchange between the refrigerant flowing inside the first evaporator (81) and the air can occur smoothly. As the second fan (F2) operates, heat exchange between the refrigerant flowing inside the second evaporator (82) and the air can occur smoothly.
  • the third fan (F3) is positioned around the condenser and can supply air toward the condenser.
  • the operation of the third fan (F3) can be synchronized with the operation of the compressor (70).
  • the processor (320) can operate the third fan (F3) when the compressor (70) starts, and can stop the third fan (F3) when the compressor (70) stops.
  • the processor (320) can increase the rotation speed of the third fan (F3) when the operating frequency and/or rotation speed (RPM) of the compressor (70) increases. As the third fan (F3) operates, heat exchange between the refrigerant flowing inside the condenser and the air can be performed more quickly.
  • the first temperature sensor (91) can detect the temperature of the upper storage chamber (22).
  • the first temperature sensor (91) can be located inside the upper storage chamber (22).
  • the first temperature sensor (91) can transmit an electrical signal corresponding to the temperature of the upper storage chamber (22) to the processor (320).
  • the processor (320) can identify the temperature of the upper storage chamber (22) based on the electrical signal transmitted from the first temperature sensor (91).
  • the second temperature sensor (92) can detect the temperature of the lower storage chamber (23, 24).
  • the second temperature sensor (92) can be located inside the lower storage chamber (23, 24).
  • the second temperature sensor (92) can transmit an electrical signal corresponding to the temperature of the lower storage chamber (23, 24) to the processor (320).
  • the processor (320) can identify the temperature of the lower storage chamber (23, 24) based on the electrical signal transmitted from the second temperature sensor (92).
  • the food sensor (93) may include various sensors for identifying food.
  • the food sensor (93) may include a camera, a light sensor (e.g., an infrared sensor), a weight sensor, and/or a temperature sensor.
  • the food sensor (93) may acquire image data of the food, weight data of the food, and/or temperature data of the food.
  • the processor (320) can identify food placed in the storage room (20) using image data, weight data, and/or temperature data acquired by the food sensor (93).
  • the processor (320) can process the image data, weight data, and/or temperature data using various artificial intelligence algorithms (e.g., deep learning algorithms), and can identify food from the image data, weight data, and/or temperature data.
  • the processor (320) can process various data acquired by the food sensor (93) to identify the type, amount, volume, and/or size of the food.
  • a circuit system for genetically heating food may include an EMI (Electro Magnetic Interference) filter (110), a power factor correction circuit (120), a DC converter (130), an RF power supply (140), an impedance matching circuit (150), and an electrode (90).
  • the circuit system may include a voltage/current detector (160) for detecting an output voltage and an output current of the electrode (90), at least one voltage control circuit (170, 180) for controlling an input voltage of the RF power supply (140), and a frequency control circuit (190) for generating a switching signal for turning on or off the RF power supply (140).
  • An EMI (Electro Magnetic Interference) filter (110) can remove noise contained in AC power supplied from a commercial power source (AC).
  • the EMI filter (110) can be provided as a circuit in which various electronic components, such as capacitors, inductors, and diodes, are connected in parallel and/or in series.
  • the EMI filter (110) can discharge noise contained in AC power through a ground line.
  • the EMI filter (110) can be provided as a passive filter or an active filter.
  • the DC converter (130) can convert the power output from the power factor correction circuit (120) into DC power suitable for the RF power supply (140).
  • the DC converter (130) can transmit the converted DC power to the RF power supply (140).
  • the DC converter (130) can apply voltage to the RF power supply (140).
  • the DC converter (130) can be provided as a circuit in which various electronic elements such as transistors, inductors, and diodes are connected in parallel and/or in series.
  • the RF power supply unit (140) can generate an RF signal and apply the RF signal to the electrodes (90). A sinusoidal power can be applied to the electrodes (90) by the RF signal.
  • the control unit (300) can control the RF power supply unit (140) to generate an electric field between the plurality of electrodes (90). Depending on the operation of the RF power supply unit (140), an electric field for dielectric heating of food placed between the plurality of electrodes (90) can be generated.
  • the impedance matching circuit (150) can match the output impedance of the RF power supply unit (140) and the electrode impedance of the electrode (90). If there is a difference between the output impedance of the RF power supply unit (140) and the electrode impedance of the electrode (90), reflected power is generated from the electrode (90), and power transmission efficiency is reduced. In order to minimize the reflected power, matching of the output impedance of the RF power supply unit (140) and the electrode impedance of the electrode (90) needs to be performed.
  • the control unit (300) can perform impedance matching by controlling the impedance matching circuit (150).
  • Electrode impedance may vary depending on the condition of the food placed between the multiple electrodes (90). For example, electrode impedance may vary depending on various factors such as the type of food, the size of the food, the amount of water contained in the food, and the temperature of the storage chamber (20) in which the food is placed. Therefore, electrode impedance may correspond to the impedance of the food.
  • a dielectric having a high permittivity e.g., a food having a high moisture content
  • the strength of the electric field formed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may decrease because charges accumulate in the dielectric. If the strength of the electric field decreases, the magnitude of the output voltage detected between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may decrease, and the impedance of the food may be determined to be small.
  • the higher the moisture content of a food the lower its impedance may appear. Furthermore, the lower the temperature of the food, the higher its impedance may appear. As the temperature of the food decreases, the kinetic energy of water molecules and dissolved ions decreases, and ion mobility decreases, making charge transfer more difficult. This reduces electrical conductivity and increases impedance. In other words, the impedance of a food can be inversely proportional to its temperature.
  • the voltage/current detector (160) can detect the output voltage and output current of the electrode (90). For example, the voltage/current detector (160) can detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a). The voltage/current detector (160) can detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a) at predetermined time intervals. The voltage/current detector (160) can transmit an electrical signal corresponding to the detected output voltage and output current of the electrode (90) to the control unit (300). The processor (320) can determine the impedance of the food based on the output voltage and output current of the electrode (90) obtained from the voltage/current detector (160).
  • the processor (320) can control the voltage/current detector (160) to periodically detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a).
  • the processor (320) can identify the impedance change rate of the food based on the output voltage and output current of the electrode (90) detected periodically.
  • the impedance change rate of the food can represent the amount of impedance change of the food per unit time.
  • the temperature of the food may decrease nonlinearly and then converge to a specific temperature (e.g., a target temperature).
  • a specific temperature e.g., a target temperature
  • the impedance change rate of the food may gradually decrease.
  • the impedance of the food may nonlinearly increase and then converge to a specific impedance.
  • At least one voltage control circuit (170, 180) may be connected to at least one of the DC converter (130) and the power factor correction circuit (120).
  • the refrigerator (1) may include at least one of a first voltage control circuit (170) connected to an output terminal of the DC converter (130) and a second voltage control circuit (180) connected to an output terminal of the power factor correction circuit (120).
  • the processor (320) may control the at least one voltage control circuit (170, 180) to adjust the input voltage of the RF power supply (140).
  • the processor (320) may control the input voltage of the RF power supply (140) by adjusting the reference voltage applied to the at least one voltage control circuit (170, 180).
  • the frequency control circuit (190) can generate a switching signal to turn on or off the RF power supply unit (140).
  • the processor (320) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190).
  • the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) can represent a ratio of the on time and the off time of the frequency control circuit (190).
  • the on/off duty ratio increases, the output time of the switching signal can increase.
  • the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) can also be described as the on/off duty ratio of the RF power supply unit (140).
  • the processor (320) can adjust the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190).
  • the frequency of the switching signal may also be referred to as a 'switching frequency'.
  • the higher the frequency of the switching signal the shorter the cycle of the switching signal.
  • the switching speed of the switching element (SW_pa1) included in the RF power supply unit (140) can increase. As the switching speed of the switching element (SW_pa1) increases, a large amount of RF power can be supplied from the RF power supply unit (140) to the electrode (90).
  • a refrigerator (1) may include a user interface (210).
  • the user interface (210) may perform interaction between a user and the refrigerator (1).
  • the user interface (210) may obtain user input and display various information regarding the refrigerator (1).
  • the user interface (210) may be provided at various locations of the refrigerator (1).
  • the user interface (210) may include at least one input interface (211) and at least one output interface (212).
  • the input interface (211) can convert sensory information received from the user into an electrical signal.
  • the input interface (211) can include various buttons, switches, and/or dials.
  • the input interface (211) can include a tact switch, a push switch, a slide switch, a toggle switch, a micro switch, a touch switch, a touch pad, a touch screen, a jog dial, and/or a microphone.
  • the output interface (212) can visually and/or audibly convey information related to the operation of the refrigerator (1) to the user.
  • the output interface (212) can visually and/or audibly convey information related to the operation of the refrigerator (1) to the user.
  • Information related to the operation of the refrigerator (1) can be output in the form of images, text, indicators, and/or voice.
  • the output interface (212) can display a graphical user interface (GUI) that enables control of the refrigerator (1). That is, the display can display UI elements (User Interface Elements) such as icons.
  • GUI graphical user interface
  • the output interface (212) can include at least one of a display and a speaker.
  • the display can also be used as an input device, including a touch screen.
  • the communication interface (220) can connect to a user device (e.g., a mobile device, a smartphone) and/or a server via a network.
  • the processor (320) can obtain various information, various signals, and/or various data from the user device and/or the server via the communication interface (220).
  • the communication interface (220) can receive a remote control signal from the user device.
  • the processor (320) can obtain firmware and/or software for the operation of the refrigerator (1) from the server via the communication interface (220).
  • the communication interface (220) may include various communication circuits.
  • the communication interface (220) may include wireless communication circuits and/or wired communication circuits.
  • a communication circuit supporting wireless communication methods such as wireless local area network (WLAN), home radio frequency (RF), infrared communication, ultra-wide band (UWB) communication, Wi-Fi, Bluetooth, and Zigbee may be provided.
  • the processor (320) can set the operating mode of the refrigerator (1) based on user input obtained through the user interface (210) or the user device.
  • the operating mode of the refrigerator (1) can be provided in various ways.
  • the operating mode of the refrigerator (1) can include a refrigeration mode, a freezing mode, a non-freezing mode (supercooling mode), and a defrosting mode.
  • the operation mode of the refrigerator (1) may be set for each of the plurality of storage spaces formed by the shelves (25), storage containers (26, 36) and/or electrodes (90).
  • the operation modes set for each of the plurality of storage spaces may be the same or different.
  • a refrigeration mode may be set for each of the plurality of storage spaces divided by the shelves (25) and the first storage container (26) in the upper storage compartment (22).
  • a non-freezing mode (supercooling mode) may be set for a storage space formed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) in the lower storage compartment (23, 24), and a freezing mode may be set for another storage space in the lower storage compartment (23, 24).
  • the target temperature of each of the plurality of storage rooms (20) and/or the target temperature of the food placed in each of the plurality of receiving spaces may be determined differently depending on the set operation mode. Since cooled air is supplied into the storage room (20), the temperature of the food placed in the storage room (20) generally follows the temperature of the storage room (20). However, when the food is placed between the plurality of electrodes (90), and an electric field is generated between the plurality of electrodes (90) to dielectrically heat the food, the temperature of the food may differ from the temperature of the storage room (20). Therefore, the temperature of the storage room (20) and the temperature of the food can be independently managed.
  • the target temperature of the storage compartment (20) can be set to be equal to or lower than the target temperature of the food.
  • the target temperature of the food can be set to 3°C to 4°C.
  • the target temperature of the food can be set to -18°C to -20°C.
  • the target temperature of the storage chamber (20) can be set lower than the target temperature of the food.
  • the processor (320) can set the target temperature of the lower storage chamber (23, 24) lower than the target temperature of the food placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the target temperature of the food can be set lower than the freezing point of the food.
  • the temperature of the food In the non-freezing mode (supercooling mode), the temperature of the food is lower than the freezing point, but the food can remain unfrozen.
  • water molecules within the food combine with each other at temperatures lower than 0°C, resulting in freezing.
  • dielectric heating using an electric field is performed, even if the temperature of the storage compartment (20) where the food is placed is maintained at a temperature sufficiently low to freeze the food, the combination of water molecules within the food may be hindered, preventing freezing.
  • the defrosting mode is an operating mode for thawing frozen food.
  • the target temperature for the food can be set to room temperature (e.g., 20°C).
  • room temperature e.g. 20°C.
  • the components of the refrigerator (1) electrically connected to the control unit (300) and/or the processor (320) are not limited to those illustrated.
  • the refrigerator (1) may further include other components in addition to the described components.
  • the processor (320) can set the first target temperature of the storage compartment (20) and the second target temperature of the food placed between the plurality of electrodes (90) according to the operation mode.
  • the processor (320) can control the compressor (70) so that the temperature of the storage compartment (20) is maintained at the first target temperature.
  • the processor (320) can control at least one voltage control circuit (170, 180) and a frequency control circuit (190) based on the first target temperature of the storage compartment (20) and the second target temperature of the food.
  • the processor (320) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180), the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190), and/or the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) based on the first target temperature of the storage room (20) and the second target temperature of the food.
  • the processor (320) can set the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180), the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190), and/or the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) to be higher as the second target temperature of the food is set higher.
  • the electric field applied to the food must be precisely controlled. Since the temperature and impedance of the food are affected by various factors, such as the type of food, the size of the food, the amount of water contained in the food, and the temperature of the storage chamber (20) in which the food is placed, it is difficult to achieve a non-frozen state of the food unless the electric field applied to the food is precisely controlled.
  • the disclosed refrigerator (1) can use a circuit system capable of dielectrically heating food to make food non-frozen (supercooled) and maintain the non-frozen state of the food.
  • the processor (320) of the refrigerator (1) can identify the impedance change rate of the food placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) based on the output voltage and output current periodically detected by the voltage current detector (160). Based on the impedance change rate of the food, the processor (320) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180), the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190), and/or the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190). Through this, the refrigerator (1) can maintain the non-frozen (supercooled) state of the food. Accordingly, long-term storage of the food can be possible without deterioration in the quality of the food.
  • the processor (320) can apply a reference voltage to at least one voltage control circuit (170, 180) to generate an electric field between the first electrode (90a) and the second electrode (90b). At this time, the processor (320) can set the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) to a reference duty ratio (e.g., 100%) and set the frequency of the switching signal to the reference frequency.
  • a reference duty ratio e.g. 100%
  • the processor (320) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) if the impedance change rate of the food is greater than or equal to a reference value.
  • the processor (320) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) if the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • the processor (320) can further adjust the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) if the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • the reference value may be referred to as a 'first reference value'.
  • the first reference value may be less than a threshold value.
  • the processor (320) may reduce the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) so that the input voltage of the RF power supply (140) decreases based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the processor (320) may reduce the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the processor (320) may also reduce the frequency of the switching signal based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the processor (320) can maintain the on-off duty ratio and/or the frequency of the switching signal of the frequency control circuit (190) constant based on the fact that the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value that is smaller than the first reference value. If the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value, it can indicate that the food is in a non-frozen state. Therefore, it is preferable to maintain the on-off duty ratio and/or the frequency of the switching signal of the frequency control circuit (190) constant in order to maintain the non-frozen state of the food.
  • the processor (320) can obtain food information corresponding to food identified by the food sensor (93) from the memory (310) or the user device and electric field control information corresponding to the food information. Based on the electric field control information, the processor (320) can determine a reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180), an on/off duty ratio of the frequency control circuit (190), and/or a frequency of a switching signal generated by the frequency control circuit (190).
  • the disclosed refrigerator (1) can directly and precisely control the dielectric heating energy supplied to food by controlling at least one voltage control circuit (170, 180) for controlling the input voltage of the RF power supply unit (140) and a frequency control circuit (190) for generating a switching signal for turning the RF power supply unit on or off.
  • Fig. 4 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • Figs. 5 and 6 illustrate detailed circuit structures of the circuit system illustrated in Fig. 4.
  • an EMI filter (110) is connected to a commercial power source (AC) and can remove noise from AC power supplied from the commercial power source (AC).
  • the EMI filter (110) can provide AC power with noise removed to a power factor correction circuit (120).
  • the EMI filter (110) can be provided as a circuit in which various elements are connected in parallel and/or in series.
  • the EMI filter (110) can include a plurality of capacitors (C1, C2) connected in parallel, a plurality of inductors (L1, L2) implementing a transformer, and a plurality of diodes (D1, D2, D3, D4) forming a bridge.
  • the circuit structure of the EMI filter (110) is not limited to that illustrated.
  • the circuit structure of the EMI filter (110) can be provided in various ways depending on the design.
  • the power factor correction circuit (120) can compensate for the power factor of the AC power provided from the EMI filter (110).
  • the power factor correction circuit (120) can provide the power with the power factor compensated to the DC converter (130).
  • the power factor correction circuit (120) can be provided as a circuit in which various elements are connected in parallel and/or in series.
  • the power factor correction circuit (120) can include a plurality of electrolytic capacitors (Cpf1, Cpf2), an inductor (Lpf), a diode (Dpf), and a switching element (SW_pf).
  • the switching element (SW_pf) can correspond to a transistor.
  • the transistor can allow or block the flow of current depending on the application of voltage.
  • the switching element (SW_pf) of the power factor correction circuit (120) can be referred to as a 'first switching element'.
  • the circuit structure of the power factor correction circuit (120) is not limited to that illustrated.
  • the circuit structure of the power factor compensation circuit (120) can be designed in various ways.
  • the DC converter (130) can convert the power output from the power factor correction circuit (120) into DC power.
  • the DC converter (130) can transmit the converted DC power to the RF power supply (140).
  • the DC converter (130) can be provided as a circuit in which various elements are connected in parallel and/or in series.
  • the DC converter (130) can include a switching element (SW_dc), an inductor (Ldc), and a diode (Ddc).
  • the switching element (SW_dc) can correspond to a transistor.
  • the switching element (SW_dc) and the inductor (Ldc) can be connected in series.
  • the diode (Ddc) can be connected to a connection node of the switching element (SW_dc) and the inductor (Ldc).
  • the switching element (SW_dc) of the DC converter (130) can be referred to as a 'second switching element'.
  • the circuit structure of the DC converter (130) is not limited to that illustrated.
  • the circuit structure of the DC converter (130) can be designed in various ways depending on the design.
  • the first voltage control circuit (170) is connected to the output terminal of the DC converter (130) and can adjust the input voltage of the RF power supply unit (140) under the control of the control unit (300).
  • the first voltage control circuit (170) may be provided as a circuit in which various elements are connected in parallel and/or in series.
  • the first voltage control circuit (170) may include resistors (R1, R2, R3), a capacitor (Cdc), and an operational amplifier (OP-AMP) (OP1).
  • One end of a first resistor (R1) may be connected to one end of an inductor (Ldc) included in a DC converter (130), and the other end of the first resistor (R1) may be connected to a second resistor (R2).
  • a minus (-) input terminal of an operational amplifier (OP1) may be connected to a connection node of the first resistor (R1) and the second resistor (R2).
  • a plus (+) input terminal of the operational amplifier (OP1) may be connected to a control unit (300).
  • An output terminal of the operational amplifier (OP1) may be connected to one end of a third resistor (R3) and a capacitor (Cdc) connected in parallel.
  • the third resistor (R3) and the capacitor (Cdc) connected in parallel may correspond to a compensation circuit for ensuring the stability of the circuit.
  • the other end of the third resistor (R3) and the capacitor (Cdc) connected in parallel may be connected to a switching element (SW_dc) of the DC converter (130).
  • the circuit structure of the first voltage control circuit (170) is not limited to that illustrated.
  • the control unit (300) can control the first voltage control circuit (170) to adjust the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140).
  • the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) may also be referred to as the output voltage of the DC converter (130).
  • the processor (320) can control the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) by adjusting the reference voltage applied to the first voltage control circuit (170).
  • the switching element (SW_dc) of the DC converter (130) can be controlled by a voltage signal output from the first voltage control circuit (170).
  • the reference voltage applied to the first voltage control circuit (170) may be referred to as a 'first reference voltage'.
  • the voltage applied to the minus (-) input terminal of the operational amplifier (OP1) may change.
  • the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) may change according to the voltage distribution of the first resistor (R1) and the second resistor (R2).
  • the disclosed refrigerator (1) can control the intensity of the electric field generated between the plurality of electrodes (90) by controlling the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140).
  • the reference voltage applied to the first voltage control circuit (170) increases, the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) increases, and the intensity of the electric field may also increase.
  • the RF power supply unit (140) may be provided as a circuit including various elements for generating an RF signal.
  • the RF power supply unit (140) may include an electrolytic capacitor (Cpa11), a capacitor (Cpa12), a plurality of inductors (Lpa11, Lpa12), and a switching element (SW_pa1).
  • the electrolytic capacitor (Cpa11) may connect the Vpa node and the ground (GND).
  • the switching element (SW_pa1) and the inductor (Lpa11) may be connected in series between the Vpa node and the ground (GND).
  • the inductor (Lpa12) and the capacitor (Cpa12) connected in series may be arranged between the N1 node connecting the switching element (SW_pa1) and the inductor (Lpa11) and the impedance matching circuit (150).
  • the switching element (SW_pa1) of the RF power supply unit (140) may be referred to as a ‘third switching element’.
  • the switching element (SW_pa1) of the RF power supply unit (140) may correspond to a transistor.
  • the RF power supply unit (140) may be activated (ON) or deactivated (OFF) depending on the operation of the switching element (SW_pa1).
  • the operation of the RF power supply unit (140) may be controlled depending on the switching signal (VG) applied to the switching element (SW_pa1).
  • the switching element (SW_pa1) When the switching element (SW_pa1) is turned on, the operation of the RF power supply unit (140) may be activated.
  • the switching element (SW_pa1) is turned off, the operation of the RF power supply unit (140) may be deactivated.
  • the frequency control circuit (190) can generate a switching signal (VG) to turn on or off the RF power supply unit (140).
  • the frequency control circuit (190) can be electrically connected to the control unit (300) and can output a switching signal (VG) to control the operation of the RF power supply unit (140) according to the control of the control unit (300).
  • the switching signal (VG) can be output as a sine wave signal.
  • the frequency control circuit (190) can include a voltage controlled oscillator (VCO).
  • the control unit (300) can input an activation signal (EN) to turn on the frequency control circuit (190) to the frequency control circuit (190).
  • the frequency control circuit (190) can be turned on or off based on whether the activation signal (EN) is input.
  • the activation signal (EN) is input to the frequency control circuit (190)
  • the frequency control circuit (190) is turned on and a switching signal can be output.
  • the switching signal can be input to the switching element (SW_pa1) of the RF power supply unit (140).
  • the switching element (SW_pa1) of the RF power supply unit (140) can be repeatedly turned on and off according to the switching signal.
  • the activation signal (EN) is not input to the frequency control circuit (190)
  • the frequency control circuit (190) is turned off and the switching signal is not generated.
  • the control unit (300) may input an activation signal (EN) to the frequency control circuit (190) at a high level (1) or a low level (0). If the activation signal (EN) is 1, the frequency control circuit (190) may be turned on. If the activation signal (EN) is 0, the frequency control circuit (190) may be turned off.
  • the frequency of the switching signal decreases, the period of the switching signal lengthens, and the switching speed of the switching element (SW_pa1) may decrease.
  • the switching speed of the switching element (SW_pa1) decreases, the dielectric heating energy supplied to the food may decrease.
  • the impedance matching circuit (150) may be provided as a circuit in which a plurality of inductors (L), a plurality of capacitors (C), and a plurality of switches (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) are connected in series and/or in parallel.
  • the plurality of switches (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) included in the impedance matching circuit (150) may be opened or closed under the control of the control unit (300). Impedance matching may be performed as the plurality of switches (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) are controlled.
  • the impedance matching circuit (150) is exemplified as including three inductors (L) connected in parallel, three capacitors (C) connected in parallel, and nine switches, but is not limited thereto.
  • the structure of the impedance matching circuit (150) can be varied in various ways depending on the design.
  • the control unit (300) can perform impedance matching corresponding to changes in the impedance of food by controlling the on-off of each of the multiple switches (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9).
  • Fig. 7 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • Fig. 8 illustrates a detailed circuit structure of the circuit system illustrated in Fig. 7.
  • the refrigerator (1) may include a second voltage control circuit (180) connected to the output terminal of the power factor correction circuit (120). Comparing FIGS. 4 and 7, the positions of the voltage control circuits are different. In FIG. 4, the first voltage control circuit (170) is connected to the output terminal of the DC converter (130), and in FIG. 7, the second voltage control circuit (180) is connected to the output terminal of the power factor correction circuit (120).
  • the EMI filter (110), power factor compensation circuit (120), DC converter (130), RF power supply (140), impedance matching circuit (150), voltage current detector (160), and frequency control circuit (190) illustrated in FIGS. 7 and 8 are identical to those described in FIGS. 4, 5, and 6.
  • the circuit structure of the second voltage control circuit (180) may be provided in the same manner as the circuit structure of the first voltage control circuit (170).
  • the second voltage control circuit (180) may be provided as a circuit in which various elements are connected in parallel and/or in series.
  • the second voltage control circuit (180) may include resistors (R1, R2, R3), a capacitor (Cdc), and an operational amplifier (OP-AMP) (OP1).
  • one end of a first resistor (R1) may be connected to one end of a diode (Dpf) included in a power factor correction circuit (120), and the other end of the first resistor (R1) may be connected to a second resistor (R2).
  • a minus (-) input terminal of an operational amplifier (OP1) may be connected to a connection node of the first resistor (R1) and the second resistor (R2).
  • a plus (+) input terminal of the operational amplifier (OP1) may be connected to a control unit (300).
  • An output terminal of the operational amplifier (OP1) may be connected to one end of a third resistor (R3) and a capacitor (Cdc) connected in parallel.
  • the third resistor (R3) and capacitor (Cdc) connected in parallel may correspond to a compensation circuit for ensuring the stability of the circuit.
  • the other end of the third resistor (R3) and capacitor (Cdc) connected in parallel can be connected to the switching element (SW_pf) of the power factor correction circuit (120).
  • the circuit structure of the second voltage control circuit (180) is not limited to that illustrated.
  • the second voltage control circuit (180) is connected to the output terminal of the power factor correction circuit (120) and can adjust the input voltage of the DC converter (130).
  • the control unit (300) can control the second voltage control circuit (180) to adjust the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140).
  • the control unit (300) can adjust the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) by adjusting the reference voltage applied to the second voltage control circuit (180).
  • the switching element (SW_pf) of the power factor compensation circuit (120) can be controlled by a voltage signal output from the second voltage control circuit (180).
  • the reference voltage applied to the second voltage control circuit (180) can be referred to as a 'second reference voltage'.
  • the voltage applied to the minus (-) input terminal of the operational amplifier (OP1) may change.
  • the input voltage of the DC converter (130) may change according to the voltage distribution of the first resistor (R1) and the second resistor (R2).
  • the disclosed refrigerator (1) can control the strength of the electric field generated between the plurality of electrodes (90) by controlling the input voltage of the DC converter (130).
  • the reference voltage applied to the second voltage control circuit (180) increases, the input voltage of the DC converter (130) may increase.
  • the input voltage (V PA ) of the RF power supply (140) increases, and the strength of the electric field may increase.
  • FIG. 9 illustrates a circuit system for genetically heating food according to one embodiment.
  • the refrigerator (1) may include a first voltage control circuit (170) connected to the output terminal of the DC converter (130) and a second voltage control circuit (180) connected to the output terminal of the power factor correction circuit (120).
  • the circuit structure of the first voltage control circuit (170) is the same as that described in Figs. 4 and 5.
  • the circuit structure of the second voltage control circuit (180) is the same as that described in Figs. 7 and 8.
  • the EMI filter (110), power factor compensation circuit (120), DC converter (130), RF power supply (140), impedance matching circuit (150), voltage current detector (160), and frequency control circuit (190) illustrated in FIG. 9 are the same as those described in FIGS. 4, 5, and 6.
  • the processor (320) of the refrigerator (1) can control the first voltage control circuit (170) to adjust the output voltage of the DC converter (130).
  • the processor (320) can control the second voltage control circuit (180) to adjust the input voltage of the DC converter (130).
  • the refrigerator (1) includes both the first voltage control circuit (170) and the second voltage control circuit (180)
  • the input voltage (V PA ) of the RF power supply unit (140) can be controlled in a wider range.
  • the adjustment range of the input voltage (V PA ) applied to the RF power supply unit (140) can increase.
  • FIG. 10 illustrates an example of a switching signal output by a frequency control circuit according to one embodiment.
  • the processor (320) may input an activation signal (EN) to the frequency control circuit (190) at a high level (1) or a low level (0). If the activation signal (EN) is 1, the frequency control circuit (190) may be turned on. If the activation signal (EN) is 0, the frequency control circuit (190) may be turned off.
  • the processor (320) can periodically input an activation signal (EN).
  • the processor (320) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) by adjusting the length of time for which the activation signal (EN) is maintained at a high level for one period.
  • the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) can be defined as the ratio of the on time of the frequency control circuit (190) for one period. As the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) increases, the dielectric heating energy supplied to the food can increase. In order to reduce switching loss, the on/off period of the frequency control circuit (190) can be determined as an integer multiple of the period of the switching signal (VG) generated by the frequency control circuit (190).
  • FIG. 11 is an example of a graph showing changes in temperature of food and changes in food impedance in a non-freezing mode according to one embodiment.
  • the cooling rate of the food may not be constant.
  • the temperature of the food may not change at a constant rate as it cools.
  • the temperature of room temperature food may decrease nonlinearly over time after being placed in a refrigerator (1).
  • the temperature of the food may be inversely proportional to the impedance of the food.
  • the rate of change in the temperature of the food and the rate of change in the impedance of the food may not be constant.
  • Fig. 11 food is placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b), and the operation mode of the receiving space and/or storage room (20) where the food is placed is described as a non-freezing mode.
  • the temperature (Ft) and impedance (It) of the food may appear as a 'solid line'. If the food fails to enter the non-freezing state, the temperature and impedance of the food may appear as a 'dotted line'.
  • the impedance graph may represent the absolute value of the impedance.
  • cooling of food may begin from time t0.
  • the refrigerator (1) may operate the compressor (70) to cool the food.
  • the temperature of the food may rapidly decrease nonlinearly from time t0 and reach a critical temperature (T_th) higher than the reference temperature (T_ref) at time t1.
  • the reference temperature (T_ref) may correspond to the freezing point of the food.
  • the impedance of the food may increase from time t0 and reach the critical impedance (I_th) at time t1.
  • the refrigerator (1) may not apply an RF signal to the plurality of electrodes (90) from time t0 to time t1.
  • the temperature of the food reaches the reference temperature (T_ref), and the impedance of the food reaches the reference impedance (I_ref).
  • the reference temperature (T_ref) can correspond to the freezing point of the food.
  • the rate of change in the impedance of the food at time t2 can correspond to the reference value (di_ref).
  • the refrigerator (1) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) based on the impedance change rate of the food until the time point t2 when the impedance change rate of the food reaches the reference value (di_ref). In other words, the refrigerator (1) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) when the impedance change rate of the food is greater than or equal to the reference value (di_ref).
  • the refrigerator (1) can reduce the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) so that the input voltage of the RF power supply unit (140) decreases based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the reference value (di_ref) regarding the impedance change rate of the food can be set to be smaller than a threshold value (di_th).
  • controlling the input voltage of the RF power supply unit (140) is efficient for controlling the temperature and impedance of the food.
  • the refrigerator (1) can control the input voltage of the RF power supply unit (140) by controlling the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) from time t1 to time t2.
  • the section from time t1 to time t2 may also be referred to as a 'first control section'.
  • the refrigerator (1) can set the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) to a reference duty ratio (e.g., 100%) from time t1 to time t2, and set the frequency of the switching signal to the reference frequency.
  • a reference duty ratio e.g. 100%
  • the frequency control circuit (190) can maintain an on state and continuously output a switching signal.
  • the refrigerator (1) may control the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) to precisely control the dielectric heating energy.
  • the refrigerator (1) may maintain the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) constant from time t2.
  • the section from time t2 to time t3 may be referred to as a 'second control section'.
  • the refrigerator (1) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) when the impedance change rate of the food is less than the reference value (di_ref).
  • the refrigerator (1) can reduce the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) reduces, the on time of the RF power supply unit (140) can reduce and the off time can increase.
  • the reference value (di_ref) at time t2 with respect to the impedance change rate of the food can be referred to as a 'first reference value'.
  • the impedance change rate of the food gradually decreases and may reach a second reference value (e.g., 0) at time t3.
  • the second reference value regarding the impedance change rate of the food may be set to be smaller than the first reference value (di_ref). If the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value (e.g., 0), the refrigerator (1) may determine that the food has entered a non-frozen state. Based on the fact that the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value (e.g., 0), the refrigerator (1) may constantly maintain the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) and/or the frequency of the switching signal.
  • the compressor (70) By operating the compressor (70) to cool the food and appropriately supplying dielectric heating energy to the food, it is possible to store the food in a non-freezing (supercooling) state, where the temperature of the food is lower than the freezing point but the food is not frozen.
  • the temperature of the storage compartment (20) can be lowered further while storing the food in a non-freezing (supercooling) state.
  • the refrigerator (1) can maintain good quality of the food by suppressing spoilage of the food and storing the food in a non-freezing (supercooling) state at the same time.
  • the refrigerator (1) can obtain food information corresponding to food identified by the food sensor (93) from the memory (310) or the user device and electric field control information corresponding to the food information.
  • the refrigerator (1) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) in the first control section based on the electric field control information.
  • the refrigerator (1) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) in the second control section based on the electric field control information.
  • T_lim critical temperature
  • FIG. 12 is another example of a graph showing temperature changes of food in a non-freezing mode according to one embodiment.
  • the graph (1100) of Fig. 12 represents the temperature (Ft) of food and the temperature (St) of the storage compartment (20).
  • the refrigerator (1) can set the target temperature (T_set) of the storage compartment (20) according to the operation mode of the storage compartment (20).
  • the operation mode of the storage compartment (20) may be a non-freezing mode
  • the target temperature (T_set) of the storage compartment (20) may be -18°C.
  • the refrigerator (1) can also stepwise adjust the dielectric heating energy supplied to the food to keep the food in a non-frozen state. For example, if the refrigerator (1) cannot obtain electric field control information, it can stepwise adjust the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) according to the temperature of the food.
  • the refrigerator (1) can operate the compressor (70) to cool the food.
  • the refrigerator (1) can control the compressor (70) to maintain the temperature of the storage compartment (20) at a target temperature (T_set).
  • the refrigerator (1) can apply a reference voltage to at least one voltage control circuit (170, 180) to generate an electric field between a plurality of electrodes (90) based on the temperature of the food.
  • the refrigerator (1) can gradually reduce the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) from the time ta when the temperature of the food reaches the freezing point (T_fp). For example, the refrigerator (1) can determine the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) as the first duty ratio from the time ta to the time tb. The refrigerator (1) can change the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) to the second duty ratio at the time tb, and change the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190) to the third duty ratio at the time tc.
  • the first duty ratio may be the largest, and the third duty ratio may be the smallest.
  • the second duty ratio may be smaller than the first duty ratio and larger than the third duty ratio.
  • the dielectric heating energy supplied to the food may also gradually reduce.
  • the refrigerator (1) can maintain the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) at a constant fourth duty ratio, which is lower than the third duty ratio. Accordingly, the food can be maintained in a non-frozen state.
  • the temperature of the food can be maintained higher than the limit temperature (T_lim).
  • FIG. 13 is an example of a graph showing temperature changes of food in refrigeration mode in a refrigerator according to one embodiment.
  • the operation mode of the storage space where food is placed may be set to a refrigeration mode, and the operation mode of the storage compartment (20) may be set to a freezing mode.
  • the refrigerator (1) may operate the compressor (70) to maintain the temperature (St) of the storage compartment (20) at a first target temperature (T_set1).
  • the refrigerator (1) may control the operation of the RF power supply unit (140) to converge the temperature (Ft) of the food to a second target temperature (T_set2).
  • the first target temperature (T_set1) may be -18°C
  • the second target temperature (T_set2) may be 3°C.
  • the refrigerator (1) can refrigerate food even in a freezing environment where the food may be frozen by appropriately supplying genetic heating energy to the food.
  • Fig. 14 is an example of a graph showing temperature changes of food in a defrosting mode according to one embodiment.
  • the operation mode of the storage space where food is placed may be set to a defrosting mode.
  • the operation mode of the storage compartment (20) may be set to a freezing mode.
  • the refrigerator (1) may operate the compressor (70) to maintain the temperature (St) of the storage compartment (20) at a first target temperature (T_set1).
  • the refrigerator (1) may control the operation of the RF power supply unit (140) to converge the temperature (Ft) of the food to a second target temperature (T_set2).
  • the first target temperature (T_set1) may be -18°C
  • the second target temperature (T_set2) may be 20°C.
  • the temperature (Ft) of the food may be lower than the freezing point (T_ft).
  • an electric field is applied to the food, the food may be heated and the temperature (Ft) of the food may increase. Heating food can cause a phase change in the food (e.g., solid state -> liquid state).
  • the refrigerator (1) can thaw food even in a frozen environment where the food may be frozen by appropriately supplying genetic heating energy to the food.
  • Fig. 15 is a flowchart illustrating a method for controlling a refrigerator according to one embodiment.
  • the processor (320) of the refrigerator (1) can operate the compressor (70) to supply refrigerant to the evaporator (81, 82) to cool the storage compartment (20) (1401).
  • the processor (320) can set a first target temperature of the storage compartment (20) according to the operating mode.
  • the processor (320) can control the compressor (70) so that the temperature of the storage compartment (20) is maintained at the first target temperature.
  • a plurality of electrodes (90) may be arranged within the storage chamber (20).
  • the plurality of electrodes (90) may be arranged parallel to each other and spaced apart from each other.
  • a first electrode (90a) and a second electrode (90b) may be arranged parallel to each other and spaced apart from each other within the storage chamber (20).
  • Each of the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be included in a shelf.
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may be fixed to the inner case (11) or may be provided to be detachable.
  • Food may be placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may divide the storage chamber (20) into a plurality of storage spaces.
  • Food may be placed in the storage spaces between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • a storage container (26, 36) containing food may also be placed between the first electrode (90a) and the second electrode (90b).
  • the processor (320) can detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a) through the voltage/current detector (160) (1402).
  • the processor (320) can control the voltage/current detector (160) to periodically detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a).
  • the voltage/current detector (160) can detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a) at time intervals set by the processor (320).
  • the processor (320) can determine the impedance change rate of the food based on the output voltage and output current of the electrode (90) that are periodically detected (1403).
  • the impedance change rate of the food can represent the amount of impedance change of the food per unit time.
  • the impedance change rate of the food can be described by the slope of the impedance graph.
  • the impedance of the food can vary depending on various factors such as the type of food, the size of the food, the amount of water contained in the food, and the temperature of the storage compartment (20) where the food is placed. For example, the higher the moisture content of the food, the lower the impedance of the food. Additionally, the lower the temperature of the food, the higher the impedance of the food.
  • the impedance of the food can be inversely proportional to the temperature of the food. As the food cools, the impedance change rate of the food can gradually decrease. As the food cools, the impedance of the food can nonlinearly increase and then converge to a specific impedance.
  • Fig. 16 is a flowchart explaining in more detail the control method of the refrigerator described in Fig. 15.
  • the processor (320) of the refrigerator (1) can operate the compressor (70) to supply refrigerant to the evaporator (81, 82) to cool the storage compartment (20) (1501).
  • the processor (320) can detect the output voltage between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) and the output current of the first electrode (90a) through the voltage/current detector (160) (1502).
  • the processor (320) can determine the impedance change rate of the food based on the output voltage and output current of the electrode (90) detected periodically (1503).
  • Operations 1501, 1502, and 1503 correspond to operations 1401, 1402, and 1403 described in FIG. 15.
  • the processor (320) can apply a reference voltage to at least one voltage control circuit (170, 180) to generate an electric field between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) (1504). At this time, the processor (320) can set the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) to a reference duty ratio (e.g., 100%) and set the frequency of the switching signal to the reference frequency. When the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) is set to the reference duty ratio, the frequency control circuit (190) can maintain an on state and continuously output the switching signal.
  • a reference duty ratio e.g. 100%
  • the refrigerator (1) may not apply an RF signal to the first electrode (90a) and the second electrode (90b) to prevent cooling delay and/or cooling failure of the food.
  • the processor (320) can identify whether the impedance change rate of the food is greater than or equal to a first reference value (1505). If the impedance change rate of the food is greater than or equal to the first reference value, the processor (320) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) (1506). The first reference value may be less than the threshold value described in operation 1504.
  • the processor (320) may reduce the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) so that the input voltage of the RF power supply (140) decreases based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the intensity of the electric field generated between the first electrode (90a) and the second electrode (90b) may decrease. Since the control range of the RF power increases in a section where the temperature change of the food and the impedance change of the food are relatively large, controlling the input voltage of the RF power supply (140) is efficient for controlling the temperature of the food and the impedance of the food.
  • the processor (320) can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) if the impedance change rate of the food is less than the first reference value (1507). In addition, the processor (320) can further adjust the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) if the impedance change rate of the food is less than the first reference value.
  • the refrigerator (1) can maintain the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) constant while adjusting the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190).
  • the refrigerator (1) can precisely control the dielectric heating energy by adjusting the on-off duty ratio of the frequency control circuit (190).
  • the processor (320) can identify whether the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value that is smaller than the first reference value (1508). Based on the fact that the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value that is smaller than the first reference value, the processor (320) can maintain the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) at a constant level (1509). In addition, the processor (320) can maintain the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) at a constant level based on the fact that the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value.
  • the second reference value regarding the impedance change rate of the food may correspond to 0.
  • the impedance change rate of the food is within the error range of the second reference value, it can be indicated that the food is in a non-frozen state. Therefore, to maintain the non-frozen state of the food, it is desirable to keep the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) and/or the frequency of the switching signal constant.
  • the refrigerator (1) can maintain the good quality of the food by suppressing food spoilage and simultaneously storing the food in a non-freezing (supercooling) state.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method that can be added to the control method of a refrigerator described in FIG. 15.
  • the processor (320) of the refrigerator (1) can obtain food information corresponding to food identified by the food sensor (93) from the memory (310) or the user device (1601).
  • the food information may include various information such as the type, size, volume, and/or quantity of the food.
  • the processor (320) can obtain electric field control information corresponding to food information from the memory (310) or the user device (1602).
  • the electric field control information may include the magnitude of the input voltage of the RF power supply (140) corresponding to the impedance value of the food and/or the impedance change rate of the food, and the on/off duty ratio of the RF power supply (140).
  • the processor (320) can adjust the reference voltage applied to at least one voltage control circuit (170, 180) or the on/off duty ratio of the frequency control circuit (190) based on the electric field control information (1603). In addition, the processor (320) can adjust the frequency of the switching signal generated by the frequency control circuit (190) based on the electric field control information.
  • a refrigerator may include: a storage compartment; an evaporator for cooling the storage compartment; a compressor for supplying refrigerant to the evaporator; a first electrode disposed within the storage compartment; a second electrode disposed spaced apart from the first electrode within the storage compartment; an RF power supply unit for applying an RF signal to the first electrode and the second electrode; at least one voltage control circuit for controlling an input voltage of the RF power supply unit; a frequency control circuit for generating a switching signal for turning on or off the RF power supply unit; a voltage-current detector for detecting an output voltage between the first electrode and the second electrode and an output current of the first electrode; a memory for storing instructions; and at least one processor connected to the compressor, the at least one voltage control circuit, the frequency control circuit, the voltage-current detector, and the memory.
  • the refrigerator can operate the compressor to cool the storage compartment, identify an impedance change rate of food placed between the first electrode and the second electrode based on the output voltage and the output current periodically detected by the voltage/current detector, and adjust a reference voltage applied to the at least one voltage control circuit or an on/off duty ratio of the frequency control circuit based on the impedance change rate of the food.
  • the refrigerator can adjust the reference voltage applied to the at least one voltage control circuit if the impedance change rate of the food is greater than or equal to a reference value, and can adjust the on/off duty ratio of the frequency control circuit if the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • the refrigerator can reduce the reference voltage so that the input voltage decreases based on a decrease in the impedance change rate of the food, and reduce the on-off duty ratio of the frequency control circuit.
  • the refrigerator can further adjust the frequency of the switching signal if the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • the refrigerator can reduce the frequency of the switching signal based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the above reference value may be a first reference value.
  • the refrigerator may maintain the on/off duty ratio of the frequency control circuit at a constant level based on the impedance change rate of the food being within an error range of a second reference value that is smaller than the first reference value.
  • the refrigerator may apply the reference voltage to the at least one voltage control circuit to generate an electric field between the first electrode and the second electrode if the impedance change rate of the food is less than or equal to a threshold value after the operation of the compressor starts.
  • the threshold value may be greater than the reference value.
  • the refrigerator may further include a food sensor for identifying the food.
  • the refrigerator may obtain food information corresponding to the identified food and electric field control information corresponding to the food information from a memory or a user device, and determine a reference voltage applied to the at least one voltage control circuit or an on/off duty ratio of the frequency control circuit based on the electric field control information.
  • the refrigerator may further include a DC converter for applying voltage to the RF power supply; and a power factor correction circuit for delivering power factor-compensated power to the DC converter.
  • the at least one voltage control circuit may be connected to at least one of the DC converter and the power factor correction circuit.
  • a method for controlling a refrigerator comprising: a storage compartment; an evaporator for cooling the storage compartment; a compressor for supplying refrigerant to the evaporator; a first electrode disposed within the storage compartment; a second electrode disposed spaced apart from the first electrode within the storage compartment; an RF power supply unit for applying an RF signal to the first electrode and the second electrode; a DC converter for applying voltage to the RF power supply unit; and a power factor correction circuit for transmitting power factor-compensated power to the DC converter, the method comprising: operating the compressor to supply refrigerant to the evaporator to cool the storage compartment; identifying an impedance change rate of food disposed between the first electrode and the second electrode based on an output voltage between the first electrode and the second electrode and an output current of the first electrode, which are periodically detected by a voltage/current detector; And, based on the impedance change rate of the food, it may include adjusting a reference voltage applied to at least one voltage control circuit for adjusting the input voltage of the RF power
  • Adjusting the reference voltage or the on-off duty ratio may include adjusting the reference voltage applied to the at least one voltage control circuit when the impedance change rate of the food is greater than or equal to the reference value; and adjusting the on-off duty ratio of the frequency control circuit when the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • Adjusting the reference voltage may include reducing the reference voltage so that the input voltage decreases based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • Adjusting the on-off duty ratio may include reducing the on-off duty ratio based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the above control method may further include adjusting the frequency of the switching signal when the impedance change rate of the food is less than the reference value.
  • Adjusting the frequency of the switching signal may include reducing the frequency of the switching signal based on a decrease in the impedance change rate of the food.
  • the control method may further include applying the reference voltage to the at least one voltage control circuit to generate an electric field between the first electrode and the second electrode when the impedance change rate of the food is less than or equal to a threshold value after the operation of the compressor begins.
  • the threshold value may be greater than the reference value.
  • the disclosed refrigerator and its control method can directly and precisely control the temperature of food using dielectric heating.
  • the disclosed refrigerator and its control method can not only refrigerate and freeze food, but also maintain food in a non-frozen (supercooled) state and even thaw food. Furthermore, the disclosed refrigerator and its control method can also ripen food.
  • the disclosed refrigerator and its control method can maintain a non-frozen (supercooled) state of food, thereby enabling long-term storage of food without deterioration in quality of the food.
  • the disclosed refrigerator and its control method can defrost frozen food, so that when a user needs to cook frozen food, the food can be quickly provided in a cookable state.
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a storage medium storing computer-executable instructions.
  • the instructions may be stored in the form of program code, and when executed by the processor (320), may generate program modules to perform the operations of the disclosed embodiments.
  • a device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transitory storage medium simply means a tangible device that does not contain signals (e.g., electromagnetic waves). This term does not distinguish between cases where data is permanently stored in the storage medium and cases where data is temporarily stored.
  • a “non-transitory storage medium” may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • the methods according to various embodiments disclosed in this document may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded as a product between a seller and a buyer.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., compact disc read-only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play StoreTM) or directly between two user devices (e.g., smartphones).
  • an application store e.g., Play StoreTM
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Abstract

일 실시예에 따른 냉장고는 저장실; 증발기; 압축기; 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극; 상기 제1 전극과 이격되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부; 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 전압 제어회로; 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류를 검출하는 전압전류검출기; 및 상기 압축기를 동작시키고, 상기 출력전압과 상기 출력전류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고, 상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여 상기 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절하는 프로세서;를 포함할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어 방법
개시된 발명은 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
냉장고는 저장실을 갖는 캐비닛과, 저장실에 냉기를 공급하는 냉기 공급 시스템을 구비하여 식품을 신선하게 보관하는 기기이다. 냉장고는 식품을 보관하기 위한 복수의 저장실을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저장실은 대략 섭씨 0도 내지 5 도로 유지되고 식품을 냉장 보관하기 위한 냉장실을 포함할 수 있다. 또한 저장실은 대략 섭씨 0도 내지 영하 30도로 유지되고 식품을 냉동 보관하기 위한 냉동실을 포함할 수 있다. 캐비닛의 전면에는 도어가 마련되어 저장실을 개폐할 수 있다. 냉장고는 냉장실의 냉각과 냉동실의 냉각을 독립적으로 수행할 수 있다.
또한, 저장실은 선반 또는 용기에 의해 복수의 저장공간으로 구분될 수 있고, 복수의 저장공간 각각의 온도가 서로 다르게 조절될 수도 있다. 복수의 저장공간 각각의 온도를 서로 다르게 하기 위해 복수의 저장공간 각각을 냉각하기 위한 복수의 증발기가 마련될 수 있다. 그러나, 복수의 증발기를 냉장고에 배치하는 것은 비효율적이고 구조를 복잡하게 한다. 또한 증발기만으로는 저장공간 내에 배치된 식품의 온도를 정밀하게 조절하기 어렵다.
육류, 어류, 과채류와 같은 신선 식품은 상대적으로 짧은 소비기한을 갖기 때문에 장기 보관이 필요한 경우 주로 냉동 보관을 하게 된다. 냉동 보관은 식품의 부패를 억제시키지만 식품 내 수분 동결에 의한 식품의 세포막 손상 및 수분 손실로 인해 식품의 품질을 저하시킨다.
개시된 발명은 유전 가열을 이용하여 식품의 온도를 직접적으로 정밀하게 조절할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제공한다.
개시된 발명은 식품의 냉장과 냉동 뿐만 아니라 식품을 무동결(과냉각) 상태로 유지할 수 있고 식품의 해동까지 수행할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 냉장고는 저장실; 상기 저장실을 냉각하는 증발기; 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기; 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극; 상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부; 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로; 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류를 검출하는 전압전류검출기; 명령어들을 저장하는 메모리; 및 상기 압축기, 상기 적어도 하나의 전압 제어 회로, 상기 주파수 제어 회로, 상기 전압-전류 검출기 및 상기 메모리와 연결되는 적어도 하나의 프로세서;를 포함할 수 있다. 상기 명령어들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 저장실을 냉각하도록 상기 압축기를 동작시키고, 상기 전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 출력전압과 상기 출력전류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고, 상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다.
저장실, 상기 저장실을 냉각하는 증발기, 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기, 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극, 상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부, 상기 RF 전원공급부에 전압을 인가하는 DC 컨버터 및 상기 DC 컨버터에 역률 보상된 전력을 전달하는 역률보상회로를 포함하는 냉장고의 제어 방법에 있어서, 상기 제어 방법은, 상기 저장실을 냉각하기 위해 상기 증발기로 냉매를 공급하도록 상기 압축기를 동작시키고; 전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류에 기초하여, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고; 및 상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압을 조절하거나, 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절하는 것;을 포함할 수 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 유전 가열(dielectric heating)을 이용하여 식품의 온도를 직접적으로 정밀하게 조절할 수 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품의 냉장과 냉동 뿐만 아니라 식품을 무동결(과냉각) 상태로 유지할 수 있고 식품의 해동까지 수행할 수 있다. 또한, 개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품을 숙성시킬 수도 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품의 무동결(과냉각) 상태를 유지할 수 있고, 그에 따라 식품의 품질 저하 없이 식품의 장기 보관을 가능하게 한다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 냉동 식품을 해동할 수 있으므로, 사용자가 냉동 식품의 조리를 필요로 할 때 신속하게 식품을 조리 가능한 상태로 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 도어가 개방된 냉장고를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면을 개략적으로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 회로 시스템의 상세 회로 구조를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 회로 시스템의 상세 회로 구조를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 주파수 제어회로가 출력하는 스위칭 신호의 일 예를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 무동결 모드에서 식품의 온도 변화 및 식품 임피던스의 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 12는 일 실시예에 따른 무동결 모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 다른 예이다.
도 13은 일 실시예에 따른 냉장모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 14는 일 실시예에 따른 해동모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 15는 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 도 15에서 설명된 냉장고의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.
도 17은 도 15에서 설명된 냉장고의 제어 방법에 추가될 수 있는 방법을 설명하는 순서도이다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 구성요소들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 구성요소들 중의 어느 구성요소를 포함한다.
"제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.
또한, 본 개시에서 사용한 '전면', '후면', '상면', '하면', '측면', '좌측', '우측', '상부', '하부' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
"포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 본 문서에 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 않는다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합", "지지" 또는 "접촉"되어 있다고 할 때, 이는 구성요소들이 직접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우뿐 아니라, 제3 구성요소를 통하여 간접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우를 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
일 실시예에 따른 냉장고(1)는 캐비닛을 포함할 수 있다.
"캐비닛"은 내상과, 내상의 외측에 배치되는 외상과, 내상과 외상의 사이에 마련되는 단열재를 포함할 수 있다.
"내상"은 저장실을 형성하는 케이스(case), 플레이트(plate), 패널(panel) 또는 라이너(liner) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 내상은 하나의 몸체로 형성될 수도 있으며 또는 복수의 플레이트들이 조립되어 형성될 수 있다. "외상"은 캐비닛의 외관을 형성할 수 있으며, 내상과 외상의 사이에 단열재가 배치되도록 내상의 외측에 결합될 수 있다.
"단열재"는 저장실 내부의 온도가 저장실 외부 환경에 의해 영향을 받지 않고 설정된 적정 온도로 유지될 수 있도록 저장실 내부와 저장실 외부를 단열할 수 있다. 일 실시예에 따르면 단열재는 발포 단열재를 포함할 수 있다. 내상과 외상의 사이에 폴리우레탄과 발포제가 혼합된 우레탄폼을 주입 및 발포시킴으로써 발포 단열재를 성형할 수 있다.
일 실시예에 따르면 단열재는 발포 단열재 이외에 추가로 진공 단열재를 포함하거나, 단열재는 발포 단열재 대신 진공 단열재만으로 구성될 수도 있다. 진공 단열재는 심재와, 심재를 수용하고 내부를 진공 또는 진공에 가까운 압력으로 밀봉하는 외피재를 포함할 수 있다. 다만, 단열재는 상기한 발포 단열재 또는 진공 단열재에 한정되는 것은 아니고 단열을 위해 사용될 수 있는 다양한 소재를 포함할 수 있다.
"저장실"은 내상에 의해 한정되는 공간을 포함할 수 있다. 저장실은 저장실에 대응되는 공간을 한정하는 내상을 더 포함할 수 있다. 저장실에는 식품, 약품, 화장품 등 다양한 물품이 저장될 수 있으며, 저장실은 물품을 출납하기 위해 적어도 일 측이 개방되도록 형성될 수 있다.
냉장고(1)는 한 개 또는 그 이상의 저장실을 포함할 수 있다. 냉장고(1)에 2 개 이상의 저장실이 형성될 때 각각의 저장실은 서로 다른 용도를 가질 수 있으며 서로 다른 온도로 유지될 수 있다. 이를 위해 각각의 저장실은 단열재를 포함하는 격벽에 의해 서로 구획될 수 있다.
저장실은 용도에 따라 적정한 온도 범위에서 유지되도록 마련될 수 있으며, 그 용도 및/또는 온도 범위에 따라 구분되는 "냉장실", "냉동실" 또는 "변온실"을 포함할 수 있다. 냉장실은 물품을 냉장 보관하기에 적정한 온도로 유지될 수 있고, 냉동실은 물품을 냉동 보관하기에 적정한 온도로 유지될 수 있다. "냉장"은 물품을 얼지 않는 한도에서 차갑게 냉각하는 것을 의미할 수 있으며, 일례로 냉장실은 섭씨 0도에서 섭씨 영상 7도 범위에서 유지될 수 있다. "냉동"은 물품을 얼리거나 언 상태로 유지되도록 냉각하는 것을 의미할 수 있으며, 일례로 냉동실은 섭씨 영하 20도 내지 섭씨 영하 1도 범위에서 유지될 수 있다. 변온실은 사용자의 선택 또는 이와 무관하게 냉장실 또는 냉동실 중 어느 하나로 사용될 수 있다.
저장실은 "냉장실", "냉동실" 및 "변온실" 등의 명칭 이외에도 "야채실", "신선실", "쿨링실" 및 "제빙실" 등 다양한 명칭으로 불릴 수 있으며, 이하에서 사용되는 "냉장실", "냉동실" 및 "변온실" 등의 용어는 각각 대응되는 용도 및 온도 범위를 갖는 저장실을 포괄하는 의미로 이해되어야 할 것이다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 저장실의 개방된 일 측을 개폐하도록 구성되는 적어도 하나의 도어를 포함할 수 있다. 도어는 한 개 또는 그 이상의 저장실 각각을 개폐하도록 구비되거나, 도어 하나가 복수의 저장실을 개폐하도록 구비될 수 있다. 도어는 캐비닛의 전면에 회전 또는 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.
"도어"는 도어가 닫힐 시에 저장실을 밀폐하도록 구성될 수 있다. 도어는 도어가 닫힐 시에 저장실을 단열하도록 캐비닛과 마찬가지로 단열재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 도어는 도어의 전면을 형성하는 도어 외판과, 도어의 후면을 형성하고 저장실을 마주보는 도어 내판과, 상부 캡과, 하부 캡 및 이들의 내부에 마련되는 도어 단열재를 포함할 수 있다.
도어 내판의 테두리에는 도어가 닫혔을 때 캐비닛의 전면에 밀착됨으로써 저장실을 밀폐하는 가스켓이 마련될 수 있다. 도어 내판은 물품을 보관할 수 있는 도어 바스켓이 장착되도록 후방으로 돌출되는 다이크(dyke)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 도어는 도어 바디와, 도어 바디의 전측에 분리 가능하게 결합되고 도어의 전면을 형성하는 전방 패널을 포함할 수 있다. 도어 바디는 도어 바디의 전면을 형성하는 도어 외판, 도어 바디의 후면을 형성하고 저장실을 마주보는 도어 내판, 상부 캡, 하부 캡 및 이들의 내부에 마련되는 도어 단열재를 포함할 수 있다.
냉장고(1)는 도어 및 저장실의 배치에 따라 프렌치 도어 타입(French Door Type), 사이드 바이 사이드 타입(Side-by-side Type), BMF(Bottom Mounted Freezer), TMF(Top Mounted Freezer) 또는 1도어 냉장고(1) 등으로 구별될 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 저장실에 냉기를 공급하도록 마련되는 냉기 공급 장치를 포함할 수 있다.
"냉기 공급 장치"는 냉기를 생성하고 냉기를 안내하여 저장실을 냉각할 수 있는 기계, 기구, 전자 장치 및/또는 이들을 조합한 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉기 공급 장치는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 포함하는 냉각 사이클을 통해 냉기를 생성할 수 있다. 이를 위해 냉기 공급 장치는 냉각 사이클을 구동시킬 수 있는 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 갖는 냉각 사이클 시스템을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 냉기 공급 장치는 열전 소자와 같은 반도체를 포함할 수 있다. 열전 소자는 펠티어 효과를 통한 발열 및 냉각 작용으로 저장실을 냉각할 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 냉기 공급 장치에 속한 적어도 일부 부품들이 배치되도록 마련되는 기계실을 포함할 수 있다.
"기계실"은 기계실에 배치되는 부품에서 발생되는 열이 저장실에 전달되는 것을 방지하기 위해 저장실과 구획 및 단열되도록 마련될 수 있다. 기계실 내부에 배치된 부품을 방열하도록 기계실 내부는 캐비닛의 외부와 연통되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 물 및/또는 얼음을 제공하도록 도어에 마련되는 디스펜서를 포함할 수 있다. 디스펜서는 사용자가 도어를 개방하지 않고 접근 가능하도록 도어에 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 얼음을 생성하도록 마련되는 제빙 장치를 포함할 수 있다. 제빙 장치는 물을 저수하는 제빙 트레이와, 제빙 트레이로부터 얼음을 분리시키는 이빙 장치와, 제빙 트레이에서 생성된 얼음을 저장하는 아이스 버킷을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 냉장고(1)는 냉장고(1)를 제어하기 위한 제어부를 포함할 수 있다. 냉장고(1)는 적어도 하나의 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 냉기 공급 방치의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서로부터 저장실의 온도 정보를 수신하고, 저장실의 온도 정보에 기초하여 냉기 공급 장치의 동작을 제어하기 위한 냉각 제어 신호를 생성할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
각 순서도의 블록 및 순서도의 조합은 명령어를 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 전체가 단일 메모리 장치에 저장될 수도 있고, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 여러 부분으로 나누어져 여러 개의 메모리 장치에 저장될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 기능 또는 연산은 하나의 프로세서 또는 프로세서들의 조합에 의해 처리될 수 있다. 하나의 프로세서 또는 프로세서들의 조합은 처리를 수행하는 회로이며, 애플리케이션 프로세서(AP, 예: 중앙 처리 장치(CPU)), 통신 프로세서(CP, 예: 모뎀), 그래픽 처리 유닛(GPU), 신경 처리 유닛(NPU)(예: 인공지능(AI) 칩), 무선 피델리티(Wi-Fi) 칩, 블루투스 칩, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 칩, 근거리 무선 통신(NFC) 칩, 연결 칩, 센서 컨트롤러, 터치 컨트롤러, 지문 센서 컨트롤러, 디스플레이 드라이버 집적 회로(IC), 오디오 코덱 칩, 범용 직렬 버스(USB) 컨트롤러, 카메라 컨트롤러, 이미지 처리 IC, 마이크로프로세서 유닛(MPU), 시스템 온 칩(SoC), IC 등과 같은 회로를 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 도어가 개방된 냉장고를 도시한다. 도 2는 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면을 개략적으로 도시한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 냉장고(1)는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10) 내부에 상하로 구획되어 형성되는 저장실(20)과, 저장실(20)을 개폐하는 도어(30)를 포함할 수 있다. 또한, 냉장고(1)는 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 장치를 포함할 수 있다.
캐비닛(10)은 저장실(20)을 형성하는 내상(11)과, 내상(11)의 외측에 결합되어 외관을 형성하는 외상(12)과, 내상(11)과 외상(12) 사이에 발포되어 저장실(20)을 단열시키는 단열재(13)를 포함할 수 있다.
저장실(20)은 파티션(15)에 의해 복수의 저장실(22, 23, 24)로 구획될 수 있다. 예를 들면, 저장실(20)은 파티션(15)에 의해 복수의 저장실(22, 23, 24)로 분할될 수 있다. 파티션(15)은 제1 파티션(17)과 제2 파티션(19)을 포함할 수 있다. 제1 파티션(17)과 제2 파티션(19)이 결합되면 파티션(15)은 T자 형상을 가질 수 있다. 파티션(15)은 저장실(20)을 3개의 공간으로 분할할 수 있다.
제1 파티션(17)은 저장실(20) 내부에 가로로 결합되어 저장실(20)을 상부 저장실(22)과 하부 저장실(23, 24)로 분할할 수 있다. 제2 파티션(19)은 하부 저장실(23, 24)에 세로로 결합되어 하부 저장실(23, 24)을 제1 하부 저장실(23)과 제2 하부 저장실(24)로 분할할 수 있다. 상부 저장실(22)은 냉장실로 사용될 수 있다. 2개 하부 저장실(23, 24) 중 적어도 하나는 냉동실로 사용될 수 있다.
예를 들면, 제1 하부 저장실(23)과 제2 하부 저장실(24) 모두가 냉동실로 사용될 수 있다. 제1 하부 저장실(23)은 냉동실로 사용되고 제2 하부 저장실(24)은 냉장실로 사용될 수도 있다. 제1 하부 저장실(23)은 냉동실로 사용되고 제2 하부 저장실(24)은 냉장실로 사용될 수도 있다. 제1 하부 저장실(23)과 제2 하부 저장실(24)이 모두 냉장실로 사용될 수도 있다.
저장실(20)은 예시된 것으로 제한되지 않는다. 저장실(20)은 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 저장실(20)의 내부에는 음식물 등을 저장할 수 있도록 복수의 선반(25) 및 저장용기(26, 36)가 마련될 수 있다. 저장용기(26, 36)는 복수 개 마련될 수 있다. 복수의 저장용기(26, 36) 각각이 저장실로 정의될 수도 있다. 예를 들면, 하나의 저장용기가 하나의 저장실로 설명될 수도 있다. 상부 저장실(22)에 제1 저장용기(26)가 마련될 수 있고, 하부 저장실(23, 24)에 제2 저장용기(36)가 마련될 수 있다. 복수의 선반(25)은 하나의 저장실을 복수의 수용공간으로 구분할 수 있다. 또한, 복수의 저장용기(26, 36) 각각이 수용공간에 배치될 수 있다.
냉장고(1)는 도어(30)를 포함할 수 있다. 도어(30)는 상부 저장실(22)과 하부 저장실(23, 24) 각각을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 도어(30)는 캐비닛(10)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 도어(30)는 한 쌍의 상부 도어(31)와, 한 쌍의 하부 도어(33)를 포함할 수 있다. 상부 도어(31)는 상부 저장실(22)을 개폐할 수 있다. 하부 도어(33)는 하부 저장실(23, 24)을 개폐할 수 있다.
한 쌍의 상부 도어(31)에는 제1 도어 손잡이(32a)와 제2 도어 손잡이(32b)가 마련될 수 있다. 한 쌍의 상부 도어(31) 중 적어도 하나에 의해 상부 저장실(22)의 일부 또는 상부 저장실(22)의 전부가 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 한 쌍의 하부 도어(33) 각각에는 냉동실 도어 손잡이(34)가 마련될 수 있다. 하부 도어(33)는 슬라이딩 도어로 마련될 수도 있다.
상부 도어(31)가 폐쇄되었을 때, 상부 도어(31) 사이에 틈이 발생되지 않고 밀폐될 수 있도록 한 쌍의 상부 도어(31) 중 적어도 하나에는 회전바(35)가 마련될 수 있다. 회전바(35)는 한 쌍의 상부 도어(31) 중 적어도 하나에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전바(35)는 상부 도어(31)의 개폐에 따라 캐비닛(10)에 형성된 회전가이드(14)에 의해 회전할 수 있다.
상부 도어(31)와 하부 도어(33)의 배면에는 식품을 수납할 수 있는 도어 선반(31a, 33a)이 마련될 수 있다. 상부 도어(31)와 하부 도어(33) 각각에는 도어 선반(31a, 33a) 각각의 좌측과 우측을 지지하는 선반 지지부(31b, 33b)가 마련될 수 있다. 선반 지지부(31b, 33b)는 각각의 도어(31, 33)에 분리 가능하게 마련될 수도 있다.
상부 도어(31)와 하부 도어(33) 각각의 배면 테두리에는 도어(31, 33)가 닫힌 상태에서 캐비닛(10)과의 틈을 밀폐시키는 제1 개스킷(31c, 33c)이 마련될 수 있다. 제1 개스킷(31c, 33c)은 각 도어(31, 33)의 배면 테두리를 따라 루프 형태로 설치될 수 있고, 내부에는 마그넷이 포함될 수 있다.
상부 도어(31)는 제1 도어(40) 및 제2 도어(50)를 포함하는 이중 도어로 마련될 수 있다. 제1 도어(40)는 힌지에 의해 캐비닛(10)에 회전 가능하게 연결되며, 상부 저장실(22)을 개폐할 수 있다. 전술한 도어 선반(31a)과, 선반 지지부(31b)와, 제1 개스킷(31c)은 제1 도어(40)에 마련될 수 있다.
제1 도어(40)는 개구(41)를 포함할 수 있다. 사용자는 제1 도어(40)가 닫힌 상태에서 개구(41)를 통해 도어 선반(31a)에 식품을 수납하거나 도어 선반(31a)으로부터 식품을 꺼낼 수 있다. 개구(41)는 제1 도어(40)를 관통하고, 제2 도어(50)에 의해 개폐될 수 있다.
제2 도어(50)는 제1 도어(40)의 개구(41)를 개폐할 수 있도록 제1 도어(40)의 전방에 마련된다. 제2 도어(50)는 제1 도어(40)와 동일한 방향으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들면, 제2 도어(50)는 제1 도어(40)에 설치된 힌지에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 힌지는 캐비닛(10)에 설치될 수도 있다.
제2 도어(50)는 제1 도어(40)와의 기밀을 유지하기 위한 제2 개스킷을 포함할 수 있다. 제2 개스킷은 제2 도어(50)의 배면의 테두리를 따라 루프 형태로 설치될 수 있고, 내부에는 마그넷이 포함될 수 있다.
캐비닛(10)의 후방 하측에는 기계실(27)이 형성될 수 있다. 기계실(27)에는 냉각 사이클 시스템이 배치될 수 있다. 냉각 사이클 시스템은 냉매를 압축하는 압축기(70), 냉매를 응축하는 응축기, 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치, 저장실(20)의 후방에 설치되어 주변 공기를 냉각하는 증발기(81, 82) 및 증발기(81, 82)에 의해 냉각된 공기를 저장실(20)로 이동시키는 팬(F2, F3)을 포함할 수 있다. 냉장고(1)는 팬(F2, F3)의 동작에 따라 유동하는 냉기를 저장실(20)로 안내하는 냉기덕트(61, 62)를 포함할 수 있다. 냉기덕트(61, 62)는 저장실(20)의 후측에 마련될 수 있다.
제1 냉기덕트(61), 제1 증발기(81) 및 제1 팬(F1)은 상부 저장실(22)의 후방에 배치될 수 있다. 제1 증발기(81)에 의해 냉각된 공기는 제1 팬(F1)의 동작에 따라 제1 냉기덕트(61)를 통해 상부 저장실(22)로 이동할 수 있다. 제2 냉기덕트(62), 제2 증발기(82) 및 제2 팬(F2)은 하부 저장실(23, 24)의 후방에 배치될 수 있다. 제2 증발기(82)에 의해 냉각된 공기는 제2 팬(F2)의 동작에 따라 제2 냉기덕트(62)를 통해 하부 저장실(23, 24)로 이동할 수 있다.
저장실(20) 내에는 복수의 전극(90)이 배치될 수 있다. 복수의 전극(90)은 서로 평행하게 이격 배치될 수 있다. 예를 들면, 냉장고(1)는 하부 저장실(23, 24) 내에 배치되는 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)을 포함할 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 서로 이격되고 평행하게 배치될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 서로 마주보게 배치될 수 있다. 제1 전극(90a)은 제2 전극(90b)의 상측에 위치할 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 저장실(20)의 상면 및 하면과 평행하게 배치될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 각각은 선반에 포함될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 내상(11)에 고정되거나 탈착 가능하게 마련될 수 있다.
전극(90)의 개수와 위치는 예시된 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 하부 저장실(23, 24) 내에 3개 이상의 전극이 서로 평행하게 이격 배치될 수 있다. 상부 저장실(22) 내에도 복수의 전극(90)이 평행하게 이격 배치될 수 있다. 또한, 전극(90)의 길이, 면적 및/또는 두께도 설계에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
복수의 전극(90) 각각은 후술되는 RF 전원공급부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 전극(90)에 RF 신호가 인가되면 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 전기장이 생성될 수 있다. 전기장은 식품에 포함된 유전체(예: 물 분자)를 진동시킬 수 있다. 유전체(예: 물 분자)가 진동하면 쌍극자 마찰열이 발생하여 유전체가 가열될 수 있다.
제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 식품이 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 저장실(20)을 복수의 수용공간으로 구분할 수 있다. 식품은 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 수용공간에 배치될 수 있다. 식품을 수용한 저장용기(26, 36)가 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치될 수도 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 전기장이 생성되면 식품이 가열될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치된 식품의 온도는 저장실(20)의 온도와 독립적으로 조절될 수 있다.
복수의 전극(90) 각각에 인가되는 RF 신호의 위상에 따라 복수의 전극(90) 각각의 극성이 결정될 수 있다. 복수의 전극(90) 각각의 극성에 따라 복수의 전극(90) 사이에 전기장이 생성되거나 생성되지 않을 수 있다. 복수의 전극(90) 사이에 생성되는 전기장의 크기는 복수의 전극(90)에 인가되는 RF 신호의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(90a)의 극성은 플러스(+)가 되고 제2 전극(90b)의 극성은 마이너스(-)가 될 수 있다. 이 경우 제2 전극(90b)은 접지 전극에 대응하고, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 전기장이 생성될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 냉장고(1)는 제어부(300)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 프로세서(320)와 메모리(310)를 포함할 수 있다. 메모리(310)는 휘발성 메모리(예를 들면, S-램, D-램)와 비휘발성 메모리(예를 들면, 롬, 이피롬)를 포함할 수 있다. 프로세서(320)와 메모리(310)는 별도의 칩으로 구현되거나, 단일의 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 프로세서들과 복수의 메모리들이 마련될 수도 있다.
제어부(300) 및/또는 프로세서(320)는 냉장고(1)의 각종 전자 장치 및/또는 전자 부품과 전기적으로 연결될 수 있고, 전자 장치 및/또는 전자 부품을 제어할 수 있다. 제어부(300) 및/또는 프로세서(320)는 냉장고(1)의 동작을 제어할 수 있다.
프로세서(320)는 메모리(310)에 저장된 인스트럭션, 데이터, 프로그램 및/또는 소프트웨어를 이용하여 다양한 데이터와 다양한 신호를 처리할 수 있다. 프로세서(320)는 냉장고(1)의 구성요소들을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(320)는 하나의 코어를 포함하거나 복수의 코어를 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 냉장고(1)의 다양한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(320)는 메모리(310)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션(instruction), 알고리즘, 프로그램 및/또는 소프트웨어를 실행함으로써, 다양한 실시예에 따른 냉장고(1)의 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 냉장고(1)의 구성요소 중 하나 또는 임의의 조합을 제어할 수 있다. 프로세서(320)는 메인 프로세서와 적어도 하나의 서브 프로세서를 포함할 수 있다. 냉장고(1)의 각종 전자 장치 및/또는 전자 부품은 각각 별개의 프로세서에 의해 제어되거나 하나의 통합 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
프로세서(320)는 다양한 종류의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(320)는 CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), APU (Accelerated Processing Unit), MIC (Many Integrated Core), DSP (Digital Signal Processor), NPU (Neural Processing Unit), 하드웨어 가속기 또는 머신 러닝 가속기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
개시된 냉장고(1)는 저장실(20)을 냉각하기 위한 냉각 사이클 시스템 및 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 포함할 수 있다. 냉장고(1)는 저장실(20)의 냉각과 식품의 가열을 독립적으로 수행할 수 있다. 냉장고(1)는 저장실(20)을 냉각하면서 저장실(20) 내에 배치된 식품에 전기장을 인가하여 식품을 직접적으로 가열할 수 있다. 따라서 냉장고(1)는 식품을 다양한 온도로 보관할 수 있고, 식품의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.
냉각 사이클 시스템은 냉매를 압축하는 압축기(70), 냉매를 응축하는 응축기, 응축기로부터 토출되는 냉매의 유로를 전환하는 유로전환밸브(74), 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치, 상부 저장실(22)로 공급되는 공기를 냉각하는 제1 증발기(81), 하부 저장실(23, 24)로 공급되는 공기를 냉각하는 제2 증발기(82), 상부 저장실(22)로 냉각된 공기를 이동시키는 제1 팬(F1), 하부 저장실(23, 24)로 냉각된 공기를 이동시키는 제2 팬(F2) 및 응축기로 공기를 공급하는 제3 팬(F3)을 포함할 수 있다.
압축기(70)는 냉매를 흡입하고, 흡입한 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체로 변화시킬 수 있다. 냉매의 흡입은 내장된 모터의 회전력을 이용하여 수행될 수 있다. 압축기(70)는 흡입되는 저온 저압의 냉매를 압축하고, 고온 고압의 냉매를 토출할 수 있다. 냉매는 기체 상태로 압축기(70)에서 토출된다. 압축기(70)가 냉매를 흡입 및 토출함으로써 냉매가 냉각 사이클 내에서 순환할 수 있다.
압축기(70)에서 토출되는 고온 고압의 냉매는 응축기로 전달된다. 응축기는 압축기(70)의 토출구에 연결되어 압축기(70)에서 토출되는 기체 상태의 냉매를 주변 공기와 열교환하여 액체 상태로 응축시킨다. 응축기 내에서 냉매는 액화하면서 열을 외부로 방출하게 되고, 이에 따라 냉매의 온도가 낮아질 수 있다.
프로세서(320)는 압축기(70)의 운전 주파수 및/또는 회전수(RPM)를 조절할 수 있다. 압축기(70)의 운전 주파수 및/또는 회전수(RPM)가 증가할수록, 응축기 주위로 방출되는 열이 증가할 수 있다.
유로전환밸브(74)는 냉장고(1)의 동작모드(예: 냉장모드 또는 냉동모드)에 따라 응축기로부터 토출되는 냉매의 유로를 전환할 수 있다. 프로세서(320)는 냉장고(1)의 동작모드(예: 냉장모드 또는 냉동모드)에 따라 냉매를 제1 증발기(81) 또는 제2 증발기(82)로 안내하도록 유로전환밸브(74)를 제어할 수 있다. 유로전환밸브(74)는 응축기로부터 토출되는 냉매를 제1 증발기(81) 또는 제2 증발기(82)로 안내할 수 있다. 상부 저장실(22)을 냉각하기 위한 냉장운전 시 유로전환밸브(74)는 냉매를 제1 증발기(81)로 안내할 수 있다. 하부 저장실(23, 24)을 냉각하기 위한 냉동운전 시 유로전환밸브(74)는 냉매를 제2 증발기(82)로 안내할 수 있다. 유로전환밸브(74)를 이용하여 상부 저장실(22)을 냉각하기 위한 냉장운전과 하부 저장실(23, 24)을 냉각하기 위한 냉동운전이 독립적으로 수행될 수 있다.
팽창장치는 냉장실 팽창장치와 냉동실 팽창장치를 포함할 수 있다. 팽창장치는 유로전환밸브(74)로부터 유입되는 액체 상태의 냉매를 팽창시킬 수 있다. 냉매의 온도와 압력은 팽창장치를 통과하면서 낮아질 수 있다. 팽창장치에서 팽창된 냉매는 액체 성분과 기체 성분을 포함하는 2상 상태의 냉매일 수 있다.
팽창장치는 팽창밸브로 마련될 수 있다. 팽창밸브는 바이메탈의 변형을 이용하는 열전식 전자 팽창 밸브, 봉입 왁스의 가열에 의한 체적 팽창을 이용하는 열동식 전자 팽창 밸브, 펄스 신호에 의해 솔레노이드 밸브를 개폐하는 펄스 폭 변조 방식 전자 팽창 밸브 또는 모터를 이용하여 밸브를 개폐하는 스템 모터 방식의 전자 팽창 밸브와 같은 다양한 종류의 밸브를 포함할 수 있다.
팽창장치는 모세관(Capillary tube)으로 형성될 수도 있다. 모세관은 가느다란 관에 의해 구현될 수 있으며, 모세관을 통과한 냉매는 강압되어 증발기(81, 82)로 전달된다.
제1 증발기(81)와 제2 증발기(82) 각각은 공기를 냉각할 수 있다. 증발기(81, 82) 내부를 흐르는 냉매는 증발기(81, 82)의 주변 공기와 열교환하여 주변 공기의 열을 흡수하므로, 냉매와 열교환 한 공기가 냉각될 수 있다. 냉각된 공기는 팬(F1, F2)의 동작에 따라 저장실(20)로 공급될 수 있다.
제1 팬(F1)은 제1 증발기(81)에 의해 냉각된 공기를 상부 저장실(22)로 이동시킬 수 있다. 제2 팬(F2)은 제2 증발기(82)에 의해 냉각된 공기를 하부 저장실(23, 24)로 이동시킬 수 있다. 프로세서(320)는 제1 팬(F1)과 제2 팬(F2) 각각의 회전속도를 조절할 수 있다. 제1 팬(F1)이 동작함에 따라 제1 증발기(81) 내부를 흐르는 냉매와 공기 간 열교환이 원활하게 일어날 수 있다. 제2 팬(F2)이 동작함에 따라 제2 증발기(82) 내부를 흐르는 냉매와 공기 간 열교환이 원활하게 일어날 수 있다.
제3 팬(F3)은 응축기의 주변에 위치하고, 응축기를 향해 공기를 공급할 수 있다. 제3 팬(F3)의 동작은 압축기(70)의 동작과 동기화될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(320)는 압축기(70)의 기동 시 제3 팬(F3)을 동작시키고, 압축기(70)의 정지 시 제3 팬(F3)을 정지시킬 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 압축기(70)의 운전 주파수 및/또는 회전수(RPM)가 증가할 때 제3 팬(F3)의 회전속도를 증가시킬 수 있다. 제3 팬(F3)이 동작함에 따라 응축기 내부를 흐르는 냉매와 공기 간 열교환이 더 빠르게 수행될 수 있다.
냉장고(1)는 제1 온도센서(91), 제2 온도센서(92) 및 식품센서(93)를 포함할 수 있다. 제1 온도센서(91)는 '냉장실 온도센서'에 대응하고 제2 온도센서(92)는 '냉동실 온도센서'에 대응할 수 있다.
제1 온도센서(91)는 상부 저장실(22)의 온도를 검출할 수 있다. 제1 온도센서(91)는 상부 저장실(22) 내부에 위치할 수 있다. 제1 온도센서(91)는 상부 저장실(22)의 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(320)에 전송할 수 있다. 프로세서(320)는 제1 온도센서(91)로부터 전송되는 전기적 신호에 기초하여 상부 저장실(22)의 온도를 식별할 수 있다.
제2 온도센서(92)는 하부 저장실(23, 24)의 온도를 검출할 수 있다. 제2 온도센서(92)는 하부 저장실(23, 24) 내부에 위치할 수 있다. 제2 온도센서(92)는 하부 저장실(23, 24)의 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(320)에 전송할 수 있다. 프로세서(320)는 제2 온도센서(92)로부터 전송되는 전기적 신호에 기초하여 하부 저장실(23, 24)의 온도를 식별할 수 있다.
식품센서(93)는 식품을 식별하기 위한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 식품센서(93)는 카메라, 광센서(예: 적외선 센서), 무게센서 및/또는 온도센서를 포함할 수 있다. 식품센서(93)는 식품의 이미지 데이터, 식품의 무게 데이터 및/또는 식품의 온도 데이터를 획득할 수 있다.
프로세서(320)는 식품센서(93)에 의해 획득되는 이미지 데이터, 무게 데이터 및/또는 온도 데이터를 이용하여 저장실(20)에 배치된 식품을 식별할 수 있다. 프로세서(320)는 다양한 인공지능 알고리즘(예: 딥 러닝 알고리즘)을 이용하여 이미지 데이터, 무게 데이터 및/또는 온도 데이터를 처리할 수 있고, 이미지 데이터, 무게 데이터 및/또는 온도 데이터로부터 식품을 식별할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 식품센서(93)에 의해 획득되는 다양한 데이터를 처리하여 식품의 종류, 양, 부피 및/또는 크기를 식별할 수 있다.
식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템은 EMI(Electro Magnetic Interference) 필터(110), 역률보상회로(120), DC 컨버터(130), RF 전원공급부(140), 임피던스 매칭회로(150), 전극(90)을 포함할 수 있다. 또한, 회로 시스템은 전극(90)의 출력전압과 출력전류를 검출하기 위한 전압전류검출기(160), RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180) 및 RF 전원공급부(140)를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로(190)를 포함할 수 있다.
EMI(Electro Magnetic Interference) 필터(110)는 상용전원(AC)으로부터 공급되는 AC 전력에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. EMI 필터(110)는 캐퍼시터, 인덕터 및 다이오드와 같은 다양한 전자 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. EMI 필터(110)는 접지선을 통해 AC 전력에 포함된 노이즈를 배출할 수 있다. EMI 필터(110)는 수동필터(passive filter) 또는 능동필터(active filter)로 마련될 수 있다.
역률보상회로(120)는 AC 전력의 역률을 보상할 수 있다. 역률보상회로(120)는 AC 전력을 구성하는 유효전력과 무효전력 중 무효전력을 줄이거나 제거함으로써 역률을 보상할 수 있다. 역률을 보상함으로써 전력 손실이 감소할 수 있다. 역률보상회로(120)는 커패시터, 인덕터 및 다이오드와 같은 다양한 전자 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 역률보상회로(120)는 제어부(300)에 의해 제어될 수 있다.
DC 컨버터(130)는 역률보상회로(120)로부터 출력되는 전력을 RF 전원공급부(140)에 적합한 DC 전력으로 변환할 수 있다. DC 컨버터(130)는 변환된 DC 전력을 RF 전원공급부(140)에 전달할 수 있다. DC 컨버터(130)는 RF 전원공급부(140)에 전압을 인가할 수 있다. DC 컨버터(130)는 트랜지스터, 인덕터 및 다이오드와 같은 다양한 전자 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다.
RF 전원공급부(140)는 RF 신호를 생성할 수 있고, RF 신호를 전극(90)에 인가할 수 있다. RF 신호에 의해 전극(90)에는 정현파 전력이 인가될 수 있다. 제어부(300)는 복수의 전극(90) 사이에 전기장을 생성하기 위해 RF 전원공급부(140)를 제어할 수 있다. RF 전원공급부(140)의 동작에 따라 복수의 전극(90) 사이에 배치된 식품의 유전 가열을 위한 전기장이 생성될 수 있다.
임피던스 매칭회로(150)는 RF 전원공급부(140)와 전극(90) 사이에 마련될 수 있다. RF 전원공급부(140)에 의해 생성된 RF 신호는 임피던스 매칭회로(150)를 통해 전극(90)에 전달될 수 있다.
임피던스 매칭회로(150)는 RF 전원공급부(140)의 출력 임피던스와 전극(90)의 전극 임피던스를 정합할 수 있다. RF 전원공급부(140)의 출력 임피던스와 전극(90)의 전극 임피턴스 간 차이가 있으면 전극(90)으로부터 반사 전력이 발생하고, 전력 전송 효율이 감소한다. 반사 전력을 최소화하기 위해 RF 전원공급부(140)의 출력 임피던스와 전극(90)의 전극 임피던스의 매칭이 수행될 필요가 있다. 제어부(300)는 임피던스 매칭회로(150)를 제어하여 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
전극 임피던스는 복수의 전극(90) 사이에 배치된 식품의 상태에 따라 다르게 나타날 수 있다. 예를 들면, 식품의 종류, 식품의 크기, 식품에 포함된 물의 양 및 식품이 배치된 저장실(20)의 온도와 같은 다양한 요인에 의해 전극 임피던스가 달라질 수 있다. 따라서 전극 임피던스는 식품의 임피던스에 대응할 수 있다.
제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 높은 유전율을 갖는 유전체(예: 수분 함량이 높은 식품)가 존재하면, 유전체에 전하가 축적되기 때문에 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 형성되는 전기장의 세기가 감소할 수 있다. 전기장의 세기가 감소하면 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에서 검출되는 출력전압의 크기가 감소할 수 있고, 식품의 임피던스가 작게 결정될 수 있다.
식품의 수분 함량이 높을수록 식품의 임피던스가 작게 나타날 수 있다. 또한, 식품의 온도가 낮을수록 식품의 임피던스는 크게 나타날 수 있다. 식품의 온도가 낮아지면 물 분자와 용해된 이온의 운동 에너지가 감소하고, 이온의 이동도(mobility)가 감소하여 전하 이동이 더 어려워지므로, 전기 전도도가 감소하고 임피던스가 증가할 수 있다. 다시 말해, 식품의 임피던스는 식품의 온도에 반비례할 수 있다.
전압전류검출기(160)는 전극(90)의 출력전압과 출력전류를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전압전류검출기(160)는 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 검출할 수 있다. 전압전류검출기(160)는 미리 정해진 시간간격마다 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 검출할 수 있다. 전압전류검출기(160)는 검출한 전극(90)의 출력전압과 출력전류에 대응하는 전기적 신호를 제어부(300)에 전송할 수 있다. 프로세서(320)는 전압전류검출기(160)로부터 획득한 전극(90)의 출력전압과 출력전류에 기초하여 식품의 임피던스를 결정할 수 있다.
프로세서(320)는 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 주기적으로 검출하도록 전압전류검출기(160)를 제어할 수 있다. 프로세서(320)는 주기적으로 검출되는 전극(90)의 출력전압과 출력전류에 기초하여 식품의 임피던스 변화율을 식별할 수 있다. 식품의 임피던스 변화율은 단위 시간 동안 식품의 임피던스 변화량을 나타낼 수 있다.
예를 들면, 식품이 하부 저장실(23, 24) 내에서 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치되고, 하부 저장실(23, 24)의 동작모드가 냉동모드로 설정되는 경우, 식품의 온도는 비선형적으로 감소하다가 특정 온도(예: 목표 온도)에 수렴할 수 있다. 식품이 냉각됨에 따라 식품의 임피던스 변화율은 점점 감소할 수 있다. 식품이 냉각되면 식품의 임피던스는 비선형적으로 증가하다가 특정 임피던스에 수렴할 수 있다.
적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)는 DC 컨버터(130) 및 역률보상회로(120) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 예를 들면, 냉장고(1)는 DC 컨버터(130)의 출력단에 연결되는 제1 전압 제어회로(170) 및 역률보상회로(120)의 출력단에 연결되는 제2 전압 제어회로(180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(320)는 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)를 제어하여 RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절할 수 있다. 프로세서(320)는 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절함으로써 RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절할 수 있다. RF 전원공급부(140)의 입력 전압이 조절되면 복수의 전극(90)에 공급되는 RF 전력의 크기가 조절되고, 복수의 전극(90) 사이에 생성되는 전기장의 세기가 조절될 수 있다.
주파수 제어회로(190)는 RF 전원공급부(140)를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비는 주파수 제어회로(190)의 온 시간과 오프 시간의 비율을 나타낼 수 있다. 주파수 제어회로(190)가 온 되면 스위칭 신호가 출력되고, 주파수 제어회로(190)가 오프 되면 스위칭 신호의 출력이 정지될 수 있다. 온오프 듀티비가 클수록 스위칭 신호의 출력시간이 증가할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비는 RF 전원공급부(140)의 온오프 듀티비로 설명될 수도 있다.
또한, 프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 스위칭 신호의 주파수는 '스위칭 주파수'로 호칭될 수도 있다. 스위칭 신호의 주파수가 클수록 스위칭 신호의 주기가 짧아진다. 스위칭 신호의 주파수가 증가할수록 RF 전원공급부(140)에 포함되는 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 증가할 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 증가할수록 RF 전원공급부(140)로부터 전극(90)으로 많은 RF 전력이 공급될 수 있다.
냉장고(1)는 사용자 인터페이스(210)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(210)는 사용자와 냉장고(1) 간 상호작용을 수행할 수 있다. 사용자 인터페이스(210)는 사용자 입력을 획득할 수 있고, 냉장고(1)에 관한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 사용자 인터페이스(210)는 냉장고(1)의 다양한 위치에 마련될 수 있다. 사용자 인터페이스(210)는 적어도 하나의 입력 인터페이스(211)와 적어도 하나의 출력 인터페이스(212)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 입력 인터페이스(211)는 사용자로부터 수신된 감각 정보(sensory information)를 전기적인 신호로 전환할 수 있다. 입력 인터페이스(211)는 다양한 버튼, 스위치 및/또는 다이얼을 포함할 수 있다. 예를 들면, 입력 인터페이스(211)는, 택트 스위치(tact switch), 푸시 스위치, 슬라이드 스위치, 토클 스위치, 마이크로 스위치, 터치 스위치, 터치 패드, 터치 스크린, 조그 다이얼, 및/또는 마이크로폰 등을 포함할 수 있다.
출력 인터페이스(212)는 사용자에게 냉장고(1)의 동작에 관련된 정보를 시각적으로 및/또는 청각적으로 전달할 수 있다. 출력 인터페이스(212)는 사용자에게 냉장고(1)의 동작에 관련된 정보를 시각적으로 및/또는 청각적으로 전달할 수 있다. 냉장고(1)의 동작에 관한 정보는 이미지, 텍스트, 인디케이터 및/또는 음성으로 출력될 수 있다. 또한, 출력 인터페이스(212)는 냉장고(1)의 제어를 가능하게 하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface)를 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이는 아이콘(Icon)과 같은 UI 엘리먼트(User Interface Element)를 표시할 수 있다. 출력 인터페이스(212)는, 디스플레이와 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이는 터치 스크린을 포함하여 입력 장치로도 사용될 수 있다.
통신 인터페이스(220)는 네트워크를 통해 사용자 기기(예: 모바일 기기, 스마트폰) 및/또는 서버와 연결을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 통신 인터페이스(220)를 통해 사용자 기기 및/또는 서버로부터 다양한 정보, 다양한 신호 및/또는 다양한 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(220)는 사용자 기기로부터 원격 제어 신호를 수신할 수 있다. 프로세서(320)는 통신 인터페이스(220)를 통해 서버로부터 냉장고(1)의 동작을 위한 펌웨어 및/또는 소프트웨어를 획득할 수 있다.
통신 인터페이스(220)는 다양한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(220)는 무선 통신 회로 및/또는 유선 통신 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 랜(wireless local area network), 홈 RF(Home Radio Frequency), 적외선 통신, UWB(Ultra-wide band) 통신, 와이파이, 블루투스 및 지그비(Zigbee)와 같은 무선 통신 방식을 지원하는 통신 회로가 마련될 수 있다.
프로세서(320)는 사용자 인터페이스(210) 또는 사용자 기기를 통해 획득되는 사용자 입력에 기초하여 냉장고(1)의 동작모드를 설정할 수 있다. 냉장고(1)의 동작모드는 다양하게 제공될 수 있다. 예를 들면, 냉장고(1)의 동작모드는 냉장모드, 냉동모드, 무동결모드(과냉각모드) 및 해동모드를 포함할 수 있다.
냉장고(1)의 동작모드는 복수의 저장실(20) 각각에 설정될 수 있다. 복수의 저장실(20) 각각에 설정되는 동작모드는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 상부 저장실(22)에 냉장모드가 설정되고, 하부 저장실(23, 24)에 냉동모드가 설정될 수 있다.
냉장고(1)의 동작모드는 선반(25), 저장용기(26, 36) 및/또는 전극(90)에 의해 형성되는 복수의 수용공간 각각에 설정될 수도 있다. 복수의 수용공간 각각에 설정되는 동작모드는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 상부 저장실(22) 내에서 선반(25)과 제1 저장용기(26)에 의해 구분되는 복수의 수용공간 각각에 냉장모드가 설정될 수 있다. 하부 저장실(23, 24) 내 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 형성되는 수용공간에 무동결모드(과냉각모드)가 설정되고, 하부 저장실(23, 24) 내의 다른 수용공간에 냉동모드가 설정될 수 있다.
복수의 저장실(20) 각각의 목표온도 및/또는 복수의 수용공간 각각에 배치되는 식품의 목표온도는 설정되는 동작모드에 따라 다르게 결정될 수 있다. 냉각된 공기가 저장실(20) 내부로 공급되므로, 일반적으로 저장실(20) 내에 배치되는 식품의 온도는 저장실(20)의 온도를 따라간다. 그런데 식품이 복수의 전극(90) 사이에 배치되는 경우, 복수의 전극(90) 사이에 전기장을 생성하여 식품을 유전 가열하면, 식품의 온도는 저장실(20)의 온도와 달라질 수 있다. 따라서 저장실(20)의 온도와 식품의 온도가 독립적으로 관리될 수 있다.
냉장모드와 냉동모드에서 저장실(20)의 목표온도는 식품의 목표온도와 동일하게 설정되거나 식품의 목표온도보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들면, 냉장모드에서 식품의 목표온도는 3℃ 내지 4℃로 설정될 수 있다. 냉동모드에서 식품의 목표온도는 -18℃ 내지 -20℃로 설정될 수 있다. 전기장을 이용하는 유전 가열이 수행되면, 식품의 온도는 저장실(20)의 온도보다 높게 유지될 수 있다.
무동결모드(과냉각모드)와 해동모드에서 저장실(20)의 목표온도는 식품의 목표온도보다 낮게 설정될 수 있다. 예를 들면, 하부 저장실(23, 24)에 냉동모드가 설정되고, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 형성되는 수용공간에 무동결모드(과냉각모드)가 설정되는 경우, 프로세서(320)는 하부 저장실(23, 24)의 목표온도를 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치된 식품의 목표온도보다 낮게 설정할 수 있다.
무동결모드(과냉각모드)에서 식품의 목표온도는 식품의 어는점보다 낮게 설정될 수 있다. 무동결모드(과냉각모드)에서 식품의 온도는 어는점보다 낮지만 식품은 얼지 않은 상태로 유지될 수 있다. 일반적으로 식품 내 물 분자들은 0℃보다 낮은 온도에서 서로 결합하여 빙결이 진행된다. 그러나, 전기장을 이용하는 유전 가열이 수행되면, 식품이 배치된 저장실(20)의 온도가 식품을 얼리기에 충분히 낮은 온도로 유지되더라도, 식품 내 물 분자의 결합이 방해되고 빙결이 이루어지지 않을 수 있다.
해동모드는 냉동 상태의 식품을 녹이기 위한 동작모드이다. 해동모드에서 식품의 목표온도는 상온(예: 20℃)으로 설정될 수 있다. 전기장을 이용하는 유전 가열이 수행되면, 식품의 조직 손상 없이 식품의 해동이 이루어질 수 있다. 냉장고(1) 내에서 식품의 해동이 가능하게 되므로, 사용자는 식품을 냉장고(1)에서 꺼낸 후 식품을 별도로 해동하는 과정을 생략할 수 있다. 따라서 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
제어부(300) 및/또는 프로세서(320)와 전기적으로 연결되는 냉장고(1)의 구성요소는 예시된 것으로 한정되지 않는다. 냉장고(1)는 설명된 구성 요소들 외에 다른 구성을 더 포함할 수도 있다.
프로세서(320)는 동작모드에 따라 저장실(20)의 제1 목표온도와 복수의 전극(90) 사이에 배치되는 식품의 제2 목표온도를 설정할 수 있다. 프로세서(320)는 저장실(20)의 온도가 제1 목표온도로 유지되도록 압축기(70)를 제어할 수 있다. 프로세서(320)는 저장실(20)의 제1 목표온도와 식품의 제2 목표온도에 기초하여, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)와 주파수 제어회로(190)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(320)는 저장실(20)의 제1 목표온도와 식품의 제2 목표온도에 기초하여 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 프로세서(320)는 식품의 제2 목표온도가 높게 설정될수록, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비, 및/또는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 크게 설정할 수 있다.
식품을 무동결 상태(즉, 과냉각 상태)로 만들기 위해서는 식품에 인가되는 전기장을 정밀하게 조절할 필요가 있다. 식품의 온도와 식품의 임피던스는 식품의 종류, 식품의 크기, 식품에 포함된 물의 양 및 식품이 배치된 저장실(20)의 온도와 같은 다양한 요인에 영향을 받기 때문에, 식품에 인가되는 전기장을 정밀하게 조절하지 않으면, 식품을 무동결 상태로 만들기 어렵다.
개시된 냉장고(1)는 식품을 유전 가열할 수 있는 회로 시스템을 이용하여 식품을 무동결(과냉각) 상태로 만들고 식품의 무동결 상태를 유지할 수 있다. 예를 들면, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 전압전류검출기(160)에 의해 주기적으로 검출되는 출력전압과 출력전류에 기초하여 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별할 수 있다. 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 이를 통해, 냉장고(1)는 식품의 무동결(과냉각) 상태를 유지할 수 있다. 그에 따라 식품의 품질 저하 없이 식품의 장기 보관이 가능할 수 있다.
프로세서(320)는 압축기(70)의 동작이 시작된 후 식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 작거나 같아지면, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 전기장을 생성하기 위해 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 기준전압을 인가할 수 있다. 이 때 프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 기준 듀티비(예: 100%)로 설정하고, 스위칭 신호의 주파수를 기준 주파수로 설정할 수 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 크거나 같으면, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절할 수 있다. 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 작으면, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 작으면, 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 더 조절할 수 있다. 여기서 기준값은 '제1 기준값'으로 호칭될 수 있다. 제1 기준값은 임계값보다 작을 수 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, RF 전원공급부(140) 입력 전압이 감소하도록 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 감소시킬 수 있다. 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 감소시킬 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여 스위칭 신호의 주파수를 감소시킬 수도 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지할 수 있다. 식품의 임피던스 변화율이 제2 기준값의 오차범위 내에 있는 경우, 식품이 무동결 상태인 것을 나타낼 수 있다. 따라서 식품의 무동결 상태를 유지하기 위해 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
프로세서(320)는 메모리(310) 또는 사용자 기기로부터 식품센서(93)에 의해 식별된 식품에 대응하는 식품정보 및 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(320)는 전기장 제어 정보에 기초하여 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 결정할 수 있다.
개시된 냉장고(1)는 RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180) 및 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로(190)를 제어함으로써, 식품에 공급되는 유전 가열 에너지를 직접적으로 정밀하게 조절할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다. 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 회로 시스템의 상세 회로 구조를 도시한다.
도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, EMI 필터(110)는 상용전원(AC)과 연결되고, 상용전원(AC)으로부터 공급되는 AC 전력의 노이즈를 제거할 수 있다. EMI 필터(110)는 노이즈를 제거한 AC 전력을 역률보상회로(120)에 제공할 수 있다. EMI 필터(110)는 다양한 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, EMI 필터(110)는 병렬로 연결되는 복수의 캐퍼시터(C1, C2), 트랜스포머를 구현하는 복수의 인덕터(L1, L2) 및 브릿지를 형성하는 복수의 다이오드(D1, D2, D3, D4)를 포함할 수 있다. EMI 필터(110)의 회로 구조는 예시된 것으로 한정되지 않는다. EMI 필터(110)의 회로 구조는 설계에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
역률보상회로(120)는 EMI 필터(110)로부터 제공되는 AC 전력의 역률을 보상할 수 있다. 역률보상회로(120)는 역률을 보상한 전력을 DC 컨버터(130)에 제공할 수 있다. 역률보상회로(120)는 다양한 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, 역률보상회로(120)는 복수의 전해 커패시터(Cpf1, Cpf2), 인덕터(Lpf), 다이오드(Dpf) 및 스위칭 소자(SW_pf)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(SW_pf)는 트랜지스터에 해당할 수 있다. 트랜지스터는 전압의 인가에 따라 전류의 흐름을 허용하거나 차단할 수 있다. 역률보상회로(120)의 스위칭 소자(SW_pf)는 '제1 스위칭 소자'로 호칭될 수 있다. 역률보상회로(120)의 회로 구조는 예시된 것으로 한정되지 않는다. 역률보상회로(120)의 회로 구조는 설계에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
DC 컨버터(130)는 역률보상회로(120)로부터 출력되는 전력을 DC 전력으로 변환할 수 있다. DC 컨버터(130)는 변환된 DC 전력을 RF 전원공급부(140)에 전달할 수 있다. DC 컨버터(130)는 다양한 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, DC 컨버터(130)는 스위칭 소자(SW_dc), 인덕터(Ldc) 및 다이오드(Ddc)를 포함할 수 있다. 스위칭 소자(SW_dc)는 트랜지스터에 해당할 수 있다. 스위칭 소자(SW_dc)와 인덕터(Ldc)는 직렬 연결될 수 있다. 다이오드(Ddc)는 스위칭 소자(SW_dc)와 인덕터(Ldc)의 연결 노드에 연결될 수 있다. DC 컨버터(130)의 스위칭 소자(SW_dc)는 '제2 스위칭 소자'로 호칭될 수 있다. DC 컨버터(130)의 회로 구조는 예시된 것으로 한정되지 않는다. DC 컨버터(130)의 회로 구조는 설계에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
제1 전압 제어회로(170)는 DC 컨버터(130)의 출력단에 연결되고, 제어부(300)의 제어 하에 RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절할 수 있다. 제1 전압 제어회로(170)는 다양한 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, 제1 전압 제어회로(170)는 저항(R1, R2, R3), 커패시터(Cdc) 및 연산증폭기(OP-AMP)(OP1)를 포함할 수 있다.
제1 저항(R1)의 일 단은 DC 컨버터(130)에 포함된 인덕터(Ldc)의 일 단에 연결되고, 제1 저항(R1)의 타 단은 제2 저항(R2)에 연결될 수 있다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 연결 노드에는 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자가 연결될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 플러스(+) 입력단자는 제어부(300)에 연결될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 출력단자는 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)의 일 단과 연결될 수 있다. 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)는 회로의 안정성을 확보하기 위한 보상회로에 해당할 수 있다. 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)의 타 단은 DC 컨버터(130)의 스위칭 소자(SW_dc)에 연결될 수 있다. 제1 전압 제어회로(170)의 회로 구조는 예시된 것으로 한정되지 않는다.
제어부(300)는 제1 전압 제어회로(170)를 제어하여 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 조절할 수 있다. RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)은 DC 컨버터(130)의 출력전압으로 호칭될 수도 있다. 프로세서(320)는 제1 전압 제어회로(170)에 인가되는 기준전압을 조절하여 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 조절할 수 있다. DC 컨버터(130)의 스위칭 소자(SW_dc)는 제1 전압 제어회로(170)로부터 출력되는 전압신호에 의해 제어될 수 있다. 제1 전압 제어회로(170)에 인가되는 기준전압은 '제1 기준전압'으로 호칭될 수 있다.
연산증폭기(OP1)의 플러스(+) 입력단자에 인가되는 기준전압이 변경되면, 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자에 인가되는 전압이 변경될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자에 인가되는 전압이 변경되고, DC 컨버터(130)의 스위칭 소자(SW_dc)가 제어되면, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 전압 분배에 따라 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)이 변경될 수 있다. 개시된 냉장고(1)는 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 조절함으로써 복수의 전극(90) 사이에 생성되는 전기장의 세기를 조절할 수 있다. 제1 전압 제어회로(170)에 인가되는 기준전압이 증가하면 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)이 증가하고, 전기장의 세기도 증가할 수 있다.
RF 전원공급부(140)는 RF 신호를 생성하기 위한 다양한 소자를 포함하는 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, RF 전원공급부(140)는 전해 커패시터(Cpa11), 커패시터(Cpa12), 복수의 인덕터(Lpa11, Lpa12) 및 스위칭 소자(SW_pa1)를 포함할 수 있다. 전해 커패시터(Cpa11)는 Vpa 노드와 접지(GND)를 연결할 수 있다. Vpa 노드와 접지(GND) 사이에 스위칭 소자(SW_pa1)와 인덕터(Lpa11)가 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 직렬로 연결되는 인덕터(Lpa12)와 커패시터(Cpa12)는 스위칭 소자(SW_pa1)와 인덕터(Lpa11)를 연결하는 N1 노드와 임피던스 매칭회로(150) 사이에 배치될 수 있다. RF 전원공급부(140)의 스위칭 소자(SW_pa1)는 '제3 스위칭 소자'로 호칭될 수 있다.
RF 전원공급부(140)의 스위칭 소자(SW_pa1)는 트랜지스터에 해당할 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)의 동작에 따라 RF 전원공급부(140)가 활성화(ON)되거나 비활성화(OFF)될 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)에 인가되는 스위칭 신호(VG)에 따라 RF 전원공급부(140)의 동작이 제어될 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)가 온(ON) 되면 RF 전원공급부(140)의 동작이 활성화될 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)가 오프(OFF) 되면 RF 전원공급부(140)의 동작이 비활성화될 수 있다.
주파수 제어회로(190)는 RF 전원공급부(140)를 온 또는 오프 하기 위한 스위칭 신호(VG)를 생성할 수 있다. 주파수 제어회로(190)는 제어부(300)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제어부(300)의 제어에 따라 RF 전원공급부(140)의 동작를 제어하기 위한 스위칭 신호(VG)를 출력할 수 있다. 스위칭 신호(VG)는 정현파 신호로 출력될 수 있다. 주파수 제어회로(190)는 전압 제어 오실레이터(VCO, Voltage Controlled Oscillator)를 포함할 수 있다.
제어부(300)는 주파수 제어회로(190)를 온 하기 위한 활성화 신호(EN)를 주파수 제어회로(190)에 입력할 수 있다. 주파수 제어회로(190)는 활성화 신호(EN)의 입력 여부에 기초하여 온 또는 오프 될 수 있다. 주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)가 입력되면 주파수 제어회로(190)가 온 되고, 스위칭 신호가 출력될 수 있다. 스위칭 신호는 RF 전원공급부(140)의 스위칭 소자(SW_pa1)에 입력될 수 있다. RF 전원공급부(140)의 스위칭 소자(SW_pa1)는 스위칭 신호에 따라 온오프를 반복할 수 있다. 주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)가 입력되지 않으면 주파수 제어회로(190)가 오프 되고, 스위칭 신호가 생성되지 않는다.
제어부(300)는 주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)를 하이 레벨(High level, 1) 또는 로우 레벨(Low level, 0)로 입력할 수도 있다. 활성화 신호(EN)가 1이면 주파수 제어회로(190)가 온 될 수 있다. 활성화 신호(EN)가 0이면 주파수 제어회로(190)가 오프 될 수 있다.
제어부(300)는 활성화 신호(EN)를 주기적으로 입력할 수 있다. 제어부(300)는 한 주기 동안 활성화 신호(EN)를 하이 레벨로 유지하는 시간 길이를 조절하여 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비는 한 주기 동안 주파수 제어회로(190)의 온 시간 비율로 정의될 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 클수록 식품에 공급되는 유전 가열 에너지가 증가할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수 있다. 스위칭 신호의 주파수는 '스위칭 주파수'로 호칭될 수도 있다. 제어부(300)는 스위칭 신호의 주파수를 조절하기 위해 주파수 선택 신호(FS)를 주파수 제어회로(190)에 입력할 수 있다. 스위칭 신호의 주파수는 주파수 선택 신호(FS)에 기초하여 결정될 수 있다. 스위칭 신호의 주파수가 커지면 스위칭 신호의 주기가 짧아지고, 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 증가할 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 증가하면 식품에 공급되는 유전 가열 에너지가 증가할 수 있다. 반대로 스위칭 신호의 주파수가 작아지면 스위칭 신호의 주기가 길어지고, 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 감소할 수 있다. 스위칭 소자(SW_pa1)의 스위칭 속도가 감소하면 식품에 공급되는 유전 가열 에너지가 감소할 수 있다.
임피던스 매칭회로(150)는 복수의 인덕터(L), 복수의 커패시터(C) 및 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9)가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 임피던스 매칭회로(150)에 포함된 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9)는 제어부(300)의 제어 하에 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9)가 제어됨에 따라 임피던스 매칭이 수행될 수 있다. 임피던스 매칭회로(150)는 병렬 연결되는 3개의 인덕터(L), 병렬 연결되는 3개의 커패시터(C) 및 9개의 스위치를 포함하는 것으로 예시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 임피던스 매칭회로(150)의 구조는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 제어부(300)는 복수의 스위치(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) 각각의 온-오프를 제어함으로써 식품의 임피던스 변화에 대응하는 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다. 도 8은 도 7에 도시된 회로 시스템의 상세 회로 구조를 도시한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 냉장고(1)는 역률보상회로(120)의 출력단에 연결되는 제2 전압 제어회로(180)를 포함할 수 있다. 도 4와 도 7을 비교하면, 전압 제어회로의 위치가 상이하다. 도 4에서는 DC 컨버터(130)의 출력단에 제1 전압 제어회로(170)가 연결되어 있고, 도 7에서는 역률보상회로(120)의 출력단에 제2 전압 제어회로(180)가 연결되어 있다.
도 7과 도 8에 도시된 EMI 필터(110), 역률보상회로(120), DC 컨버터(130), RF 전원공급부(140), 임피던스 매칭회로(150), 전압전류검출기(160) 및 주파수 제어회로(190)는 도 4, 도 5 및 도 6에서 설명된 것들과 동일하다.
제2 전압 제어회로(180)의 회로 구조는 제1 전압 제어회로(170)의 회로 구조와 동일하게 마련될 수 있다. 제2 전압 제어회로(180)는 다양한 소자가 병렬 및/또는 직렬로 연결된 회로로 마련될 수 있다. 예를 들면, 제2 전압 제어회로(180)는 저항(R1, R2, R3), 커패시터(Cdc) 및 연산증폭기(OP-AMP)(OP1)를 포함할 수 있다.
도 8에서, 제1 저항(R1)의 일 단은 역률보상회로(120)에 포함된 다이오드(Dpf)의 일 단에 연결되고, 제1 저항(R1)의 타 단은 제2 저항(R2)에 연결될 수 있다. 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 연결 노드에는 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자가 연결될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 플러스(+) 입력단자는 제어부(300)에 연결될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 출력단자는 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)의 일 단과 연결될 수 있다. 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)는 회로의 안정성을 확보하기 위한 보상회로에 해당할 수 있다. 병렬 연결된 제3 저항(R3) 및 커패시터(Cdc)의 타 단은 역률보상회로(120)의 스위칭 소자(SW_pf)에 연결될 수 있다. 제2 전압 제어회로(180)의 회로 구조는 예시된 것으로 한정되지 않는다.
제2 전압 제어회로(180)는 역률보상회로(120)의 출력단에 연결되고, DC 컨버터(130)의 입력 전압을 조절할 수 있다. DC 컨버터(130)의 입력 전압이 변경되면 DC 컨버터(130)의 출력 전압이 변경되므로, RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)이 변경될 수 있다. 다시 말해, 제어부(300)는 제2 전압 제어회로(180)를 제어하여 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 조절할 수 있다. 제어부(300)는 제2 전압 제어회로(180)에 인가되는 기준전압을 조절하여 RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 조절할 수 있다.
역률보상회로(120)의 스위칭 소자(SW_pf)는 제2 전압 제어회로(180)로부터 출력되는 전압신호에 의해 제어될 수 있다. 제2 전압 제어회로(180)에 인가되는 기준전압은 '제2 기준전압'으로 호칭될 수 있다.
연산증폭기(OP1)의 플러스(+) 입력단자에 인가되는 기준전압이 변경되면, 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자에 인가되는 전압이 변경될 수 있다. 연산증폭기(OP1)의 마이너스(-) 입력단자에 인가되는 전압이 변경되고, 역률보상회로(120)의 스위칭 소자(SW_pf)가 제어되면, 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)의 전압 분배에 따라 DC 컨버터(130)의 입력 전압이 변경될 수 있다. 개시된 냉장고(1)는 DC 컨버터(130)의 입력 전압을 조절함으로써 복수의 전극(90) 사이에 생성되는 전기장의 세기를 조절할 수 있다. 제2 전압 제어회로(180)에 인가되는 기준전압이 증가하면 DC 컨버터(130)의 입력 전압이 증가할 수 있다. DC 컨버터(130)의 입력 전압이 증가하면, RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)이 증가하고, 전기장의 세기가 증가할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 식품을 유전 가열하기 위한 회로 시스템을 도시한다.
도 9를 참조하면, 냉장고(1)는 DC 컨버터(130)의 출력단에 연결되는 제1 전압 제어회로(170) 및 역률보상회로(120)의 출력단에 연결되는 제2 전압 제어회로(180)를 포함할 수 있다. 제1 전압 제어회로(170)의 회로 구조는 도 4와 도 5에서 설명된 것과 동일하다. 제2 전압 제어회로(180)의 회로 구조는 도 7과 도 8에서 설명된 것과 동일하다.
도 9에 도시된 EMI 필터(110), 역률보상회로(120), DC 컨버터(130), RF 전원공급부(140), 임피던스 매칭회로(150), 전압전류검출기(160) 및 주파수 제어회로(190)는 도 4, 도 5 및 도 6에서 설명된 것들과 동일하다.
전술된 바와 같이, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 제1 전압 제어회로(170)를 제어하여 DC 컨버터(130)의 출력 전압을 조절할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 제2 전압 제어회로(180)를 제어하여 DC 컨버터(130)의 입력 전압을 조절할 수 있다. 냉장고(1)가 제1 전압 제어회로(170)와 제2 전압 제어회로(180)를 모두 포함하는 경우, RF 전원공급부(140)의 입력전압(VPA)을 더 넓은 범위로 제어할 수 있다. 다시 말해, 제1 전압 제어회로(170)와 제2 전압 제어회로(180)를 모두 이용하면, RF 전원공급부(140)에 인가되는 입력전압(VPA)의 조절 범위가 증가할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 주파수 제어회로가 출력하는 스위칭 신호의 일 예를 도시한다.
도 10의 그래프(900)를 참조하면, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)를 온 하기 위한 활성화 신호(EN)를 주파수 제어회로(190)에 입력할 수 있다. 주파수 제어회로(190)는 활성화 신호(EN)의 입력 여부에 기초하여 온 또는 오프 될 수 있다.
주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)가 입력되면, 주파수 제어회로(190)가 온 되고, 스위칭 신호(VG)가 출력될 수 있다. 스위칭 신호(VG)는 RF 전원공급부(140)에 입력될 수 있다. RF 전원공급부(140)는 스위칭 신호(VG)에 따라 온오프를 반복할 수 있다. 주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)가 입력되지 않으면, 주파수 제어회로(190)가 오프 되고, 스위칭 신호(VG)가 출력되지 않는다. 주파수 제어회로(190)로부터 스위칭 신호(VG)가 출력되지 않으면, RF 전원공급부(140)는 오프 될 수 있다.
프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)에 활성화 신호(EN)를 하이 레벨(High level, 1) 또는 로우 레벨(Low level, 0)로 입력할 수도 있다. 활성화 신호(EN)가 1이면 주파수 제어회로(190)가 온 될 수 있다. 활성화 신호(EN)가 0이면 주파수 제어회로(190)가 오프 될 수 있다.
프로세서(320)는 활성화 신호(EN)를 주기적으로 입력할 수 있다. 프로세서(320)는 한 주기 동안 활성화 신호(EN)를 하이 레벨로 유지하는 시간 길이를 조절하여 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비는 한 주기 동안 주파수 제어회로(190)의 온 시간 비율로 정의될 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 클수록 식품에 공급되는 유전 가열 에너지가 증가할 수 있다. 스위칭 손실을 줄이기 위해, 주파수 제어회로(190)의 온오프 주기는 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호(VG)의 주기의 정수배로 결정될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 무동결 모드에서 식품의 온도 변화 및 식품 임피던스의 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
식품이 냉각될 때 식품의 냉각 속도는 일정하지 않을 수 있다. 다시 말해, 식품이 냉각될 때 식품의 온도는 일정한 속도로 변화하지 않을 수 있다. 예를 들면, 상온의 식품이 냉장고(1) 내에 투입된 후 시간이 지남에 따라 식품의 온도는 비선형적으로 감소할 수 있다. 식품의 온도는 식품의 임피던스에 반비례 할 수 있다. 식품의 온도가 낮아지면 물 분자와 용해된 이온의 운동 에너지가 감소하고, 이온의 이동도(mobility)가 감소하여 전하 이동이 더 어려워지므로, 전기 전도도가 감소하고 임피던스가 증가할 수 있다. 식품의 온도 및 식품의 임피던스가 평형 상태에 도달할 때까지 식품의 온도 변화율과 식품의 임피던스 변화율은 일정하지 않을 수 있다.
식품의 온도와 식품의 임피던스는 식품의 종류, 식품의 크기, 식품에 포함된 물의 양 및 식품이 배치된 저장실(20)의 온도와 같은 다양한 요인에 영향을 받기 때문에, 식품에 인가되는 전기장을 정밀하게 조절하지 않으면, 식품을 무동결 상태로 만들기 어렵다. 식품이 무동결 상태에 진입하더라도 전술된 다양한 요인에 의해 무동결 상태가 깨질 수 있다. 무동결 상태가 깨지면 식품은 동결되고 무동결 상태로 돌아갈 수 없다. 따라서 식품의 무동결 상태를 안정적으로 유지하려면 식품에 인가되는 전기장을 정밀하게 조절할 필요가 있다. 냉장고(1)는 전극(90)에 공급되는 RF 전력을 조절하여 식품에 인가되는 전기장의 조절할 수 있다.
도 11에서 식품은 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치되어 있고, 식품이 배치된 수용공간 및/또는 저장실(20)의 동작모드는 무동결 모드인 것으로 설명된다. 도 11의 그래프(1000)를 참조하면, 식품이 무동결 상태에 성공적으로 진입하는 경우, 식품의 온도(Ft)와 임피던스(It)는 '실선'과 같이 나타날 수 있다. 식품이 무동결 상태로 진입하는 것을 실패하는 경우, 식품의 온도와 식품의 임피던스는 '점선'과 같이 나타날 수 있다. 임피던스 그래프는 임피던스의 절대값을 나타낼 수 있다.
도 11의 그래프(1000)를 참조하면, t0 시점부터 식품의 냉각이 시작될 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 냉각을 위해 압축기(70)를 동작시킬 수 있다. 식품의 온도는 t0 시점부터 비선형적으로 빠르게 감소하고 t1 시점에 기준온도(T_ref)보다 높은 임계온도(T_th)에 도달할 수 있다. 기준온도(T_ref)는 식품의 어는점에 대응할 수 있다. 식품의 임피던스는 t0 시점부터 증가하고 t1 시점에 임계 임피던스(I_th)에 도달할 수 있다.
식품의 냉각 시작과 동시에 식품을 유전 가열 에너지를 공급하면, 식품의 냉각이 지연되거나 식품이 냉각되지 않을 수 있다. 따라서 냉장고(1)는 t0 시점부터 t1 시점까지 복수의 전극(90)에 RF 신호를 인가하지 않을 수 있다.
식품의 임피던스 변화율은 임피던스 그래프의 기울기로 설명될 수 있다. t1 시점에 식품의 임피던스 변화율은 임계값(di_th)에 대응할 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 임계값(di_th)보다 작거나 작아지면, 복수의 전극(90) 사이에 전기장을 생성하기 위해 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 기준전압을 인가할 수 있다. 식품에 전기장이 인가되면 식품에 유전 가열 에너지가 공급되고, 식품이 가열될 수 있다. 따라서 식품의 냉각 속도가 느려질 수 있다. 식품의 냉각 속도를 감소시켜줌으로써 식품을 무동결(과냉각) 상태로 만드는 것이 더 용이해질 수 있다.
t2 시점에 식품의 온도는 기준온도(T_ref)에 도달하고, 식품의 임피던스는 기준 임피던스(I_ref)에 도달할 수 있다. 기준온도(T_ref)는 식품의 어는점에 대응할 수 있다. t2 시점에 식품의 임피던스 변화율은 기준값(di_ref)에 대응할 수 있다.
냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값(di_ref)에 도달하는 t2 시점까지, 식품의 임피던스 변화율에 기초하여 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절할 수 있다. 다시 말해, 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값(di_ref)보다 크거나 같으면, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절할 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, RF 전원공급부(140) 입력 전압이 감소하도록 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 감소시킬 수 있다. 식품의 임피던스 변화율에 관한 기준값(di_ref)은 임계값(di_th)보다 작게 설정될 수 있다.
식품의 온도 변화와 식품의 임피던스 변화가 상대적으로 큰 구간(예: t1 시점부터 t2 시점까지)에서는 RF 전력의 조절 범위가 커지기 때문에, RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절하는 것이 식품의 온도 조절 및 식품의 임피던스 조절에 효율적이다. 냉장고(1)는 t1 시점부터 t2 시점까지 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절함으로써 RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절할 수 있다. t1 시점부터 t2 시점까지는 '제1 제어 구간'으로 호칭될 수도 있다.
냉장고(1)는 t1 시점부터 t2 시점까지 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 기준 듀티비(예: 100%)로 설정하고, 스위칭 신호의 주파수를 기준 주파수로 설정할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 기준 듀티비로 설정되면, 주파수 제어회로(190)는 온 상태를 유지하고 스위칭 신호를 계속 출력할 수 있다.
식품의 온도가 기준온도(T_ref)에 도달하는 t2 시점부터 식품의 수분 함량과 유전율의 변화가 감소할 수 있다. t2 시점부터 식품의 온도 변화율과 식품의 임피던스 변화율이 크게 감소할 수 있다. 식품의 온도 변화와 식품의 임피던스 변화가 상대적으로 작은 구간(예: t2 시점부터 t3 시점까지)에서는, 식품에 인가되는 RF 전력의 크기를 조절하기보다 식품에 공급되는 유전 가열 에너지를 정밀하게 조절할 필요가 있다. 냉장고(1)는 유전 가열 에너지를 정밀하게 조절하기 위해 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 냉장고(1)는 t2 시점부터 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가하는 기준전압을 일정하게 유지할 수 있다. t2 시점부터 t3 시점까지는 '제2 제어 구간'으로 호칭될 수도 있다.
냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 기준값(di_ref)보다 작으면, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 감소시킬 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 감소하면 RF 전원공급부(140)의 온 시간이 감소하고 오프 시간이 증가할 수 있다. 식품의 임피던스 변화율에 관한 t2 시점의 기준값(di_ref)은 '제1 기준값'으로 호칭될 수 있다.
식품의 임피던스 변화율은 점점 감소하고 t3 시점에 제2 기준값(예: 0)에 도달할 수 있다. 식품의 임피던스 변화율에 관한 제2 기준값은 제1 기준값(di_ref)보다 작게 설정될 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 제2 기준값(예: 0)의 오차범위 내이면, 식품이 무동결 상태에 진입한 것으로 판단할 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 임피던스 변화율이 제2 기준값(예: 0)의 오차범위 내인 것에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지할 수 있다.
이와 같이, 식품을 냉각시키기 위해 압축기(70)를 동작시키면서 식품에 유전 가열 에너지를 적절히 공급하면, 식품의 온도는 어는점보다 낮지만 식품을 동결시키지 않는 무동결(과냉각) 보관이 가능하다. 또한, 저장실(20)로 공급되는 냉기와 유전 가열 에너지의 열평형을 이용하면, 저장실(20)의 온도를 더 낮게 하면서 식품을 무동결(과냉각) 상태로 보관할 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 부패를 억제함과 동시에 식품을 무동결(과냉각) 상태로 보관함으로써 식품의 좋은 품질을 유지할 수 있다.
한편, 냉장고(1)는 메모리(310) 또는 사용자 기기로부터 식품센서(93)에 의해 식별된 식품에 대응하는 식품정보 및 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 획득할 수 있다. 냉장고(1)는 전기장 제어 정보에 기초하여 제1 제어 구간에서 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절할 수 있다. 냉장고(1)는 전기장 제어 정보에 기초하여 제2 제어 구간에서 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다.
식품에 유전 가열 에너지가 공급되지 않으면, 식품은 계속 냉각되므로, 식품의 온도는 한계온도(T_lim)까지 내려갈 수 있다. 식품의 온도가 한계온도(T_lim)에 도달하는 시점(예: t3 시점)부터 식품의 상태 변화가 일어나 식품이 동결될 수 있다. 식품의 상태 변화가 일어나는 동안 식품의 온도는 어는점(T_ref)으로 유지될 수 있다. 식품의 상태 변화가 일어나면 식품의 임피던스도 크게 증가하고 일정하게 유지될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 무동결 모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 다른 예이다.
도 12의 그래프(1100)는 식품의 온도(Ft)와 저장실(20)의 온도(St)를 나타낸다. 도 12의 그래프(1100)를 참조하면, 냉장고(1)는 저장실(20)의 동작모드에 따라 저장실(20)의 목표온도(T_set)를 설정할 수 있다. 예를 들면, 저장실(20)의 동작모드는 무동결 모드일 수 있고, 저장실(20)의 목표온도(T_set)는 -18℃일 수 있다.
냉장고(1)는 식품을 무동결 상태로 만들기 위해 식품에 공급되는 유전 가열 에너지를 단계적으로 조절할 수도 있다. 예를 들면, 냉장고(1)는 전기장 제어 정보를 획득하지 못하는 경우, 식품의 온도에 따라 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 단계적으로 조절할 수 있다.
냉장고(1)는 식품의 냉각을 위해 압축기(70)를 동작시킬 수 있다. 냉장고(1)는 저장실(20)의 온도를 목표온도(T_set)로 유지하기 위해 압축기(70)를 제어할 수 있다. 또한, 냉장고(1)는 식품의 온도에 기초하여 복수의 전극(90) 사이에 전기장을 생성하기 위해 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 기준전압을 인가할 수 있다.
냉장고(1)는 식품의 온도가 어는점(T_fp)에 도달하는 ta 시점부터 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 단계적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 냉장고(1)는 ta 시점부터 tb 시점까지 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 제1 듀티비로 결정할 수 있다. 냉장고(1)는 tb 시점에 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 제2 듀티비로 변경하고, tc 시점에 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 제3 듀티비로 변경할 수 있다. 제1 듀티비가 가장 크고, 제3 듀티비가 가장 작을 수 있다. 제2 듀티비는 제1 듀티비보다 작소 제3 듀티비보다 클 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 단계적으로 감소함에 따라 식품에 공급되는 유전 가열 에너지도 단계적으로 감소할 수 있다.
식품이 무동결 상태에 진입하면, 냉장고(1)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 제3 듀티비보다 작은 제4 듀티비로 일정하게 유지할 수 있다. 그에 따라 식품은 얼지 않은 무동결 상태로 유지될 수 있다. 식품의 온도는 한계온도(T_lim)보다 높게 유지될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 냉장고가 냉장모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 13의 그래프(1200)를 참조하면, 식품이 배치된 수용공간의 동작모드는 냉장모드로 설정되고, 저장실(20)의 동작모드는 냉동모드로 설정될 수 있다. 냉장고(1)는 저장실(20)의 온도(St)를 제1 목표온도(T_set1)로 유지하기 위해 압축기(70)를 동작시킬 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 온도(Ft)를 제2 목표온도(T_set2)에 수렴시키기 위해 RF 전원공급부(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 목표온도(T_set1)는 -18℃일 수 있고, 제2 목표온도(T_set2)는 3℃일 수 있다.
이와 같이, 냉장고(1)는 식품에 유전 가열 에너지를 적절히 공급함으로써, 식품이 동결될 수 있는 냉동 환경에서도 식품을 냉장 보관할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 해동모드에서 식품의 온도 변화를 나타내는 그래프의 일 예이다.
도 14의 그래프(1300)를 참조하면, 식품이 배치된 수용공간의 동작모드는 해동모드로 설정될 수 있다. 저장실(20)의 동작모드는 냉동모드로 설정될 수 있다. 냉장고(1)는 저장실(20)의 온도(St)를 제1 목표온도(T_set1)로 유지하기 위해 압축기(70)를 동작시킬 수 있다. 냉장고(1)는 식품의 온도(Ft)를 제2 목표온도(T_set2)에 수렴시키기 위해 RF 전원공급부(140)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 목표온도(T_set1)는 -18℃일 수 있고, 제2 목표온도(T_set2)는 20℃일 수 있다. 식품이 냉동된 상태에서 식품의 온도(Ft)는 어는점(T_ft)보다 낮을 수 있다. 식품에 전기장이 인가되면 식품이 가열되고 식품의 온도(Ft)가 증가할 수 있다. 식품의 가열에 따라 식품의 상변화(예: 고체 상태 -> 액체 상태)가 일어날 수 있다.
이와 같이, 냉장고(1)는 식품에 유전 가열 에너지를 적절히 공급함으로써, 식품이 동결될 수 있는 냉동 환경에서도 식품을 해동할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 15를 참조하면, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 저장실(20)을 냉각하기 위해 증발기(81, 82)로 냉매를 공급하도록 압축기(70)를 동작시킬 수 있다(1401). 예를 들면, 프로세서(320)는 동작모드에 따라 저장실(20)의 제1 목표온도를 설정할 수 있다. 프로세서(320)는 저장실(20)의 온도가 제1 목표온도로 유지되도록 압축기(70)를 제어할 수 있다.
저장실(20) 내에는 복수의 전극(90)이 배치될 수 있다. 복수의 전극(90)은 서로 평행하게 이격 배치될 수 있다. 예를 들면, 저장실(20) 내에 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)이 서로 이격되고 평행하게 배치될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 각각은 선반에 포함될 수 있다. 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 내상(11)에 고정되거나 탈착 가능하게 마련될 수 있다.
제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 식품이 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)은 저장실(20)을 복수의 수용공간으로 구분할 수 있다. 식품은 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 수용공간에 배치될 수 있다. 식품을 수용한 저장용기(26, 36)가 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 배치될 수도 있다.
프로세서(320)는 전압전류검출기(160)를 통해 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 검출할 수 있다(1402). 프로세서(320)는 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 주기적으로 검출하도록 전압전류검출기(160)를 제어할 수 있다. 전압전류검출기(160)는 프로세서(320)에 의해 설정되는 시간 간격마다 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 검출할 수 있다.
프로세서(320)는 주기적으로 검출되는 전극(90)의 출력전압과 출력전류에 기초하여 식품의 임피던스 변화율을 결정할 수 있다(1403). 식품의 임피던스 변화율은 단위 시간 동안 식품의 임피던스 변화량을 나타낼 수 있다. 식품의 임피던스 변화율은 임피던스 그래프의 기울기로 설명될 수 있다. 식품의 종류, 식품의 크기, 식품에 포함된 물의 양 및 식품이 배치된 저장실(20)의 온도와 같은 다양한 요인에 의해 식품의 임피던스가 달라질 수 있다. 예를 들면, 식품의 수분 함량이 높을수록 식품의 임피던스가 작게 나타날 수 있다. 또한, 식품의 온도가 낮을수록 식품의 임피던스는 크게 나타날 수 있다. 식품의 임피던스는 식품의 온도에 반비례할 수 있다. 식품이 냉각됨에 따라 식품의 임피던스 변화율은 점점 감소할 수 있다. 식품이 냉각되면 식품의 임피던스는 비선형적으로 증가하다가 특정 임피던스에 수렴할 수 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압 또는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다(1404). 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율에 기초하여 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수도 있다. 이를 통해, 냉장고(1)는 식품의 무동결(과냉각) 상태를 유지할 수 있다. 그에 따라 식품의 품질 저하 없이 식품의 장기 보관이 가능할 수 있다.
도 16은 도 15에서 설명된 냉장고의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.
도 16을 참조하면, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 저장실(20)을 냉각하기 위해 증발기(81, 82)로 냉매를 공급하도록 압축기(70)를 동작시킬 수 있다(1501). 프로세서(320)는 전압전류검출기(160)를 통해 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이의 출력전압과 제1 전극(90a)의 출력전류를 검출할 수 있다(1502). 프로세서(320)는 주기적으로 검출되는 전극(90)의 출력전압과 출력전류에 기초하여 식품의 임피던스 변화율을 결정할 수 있다(1503). 1501, 1502 및 1503 동작은 도 15에서 설명된 1401, 1402 및 1403 동작에 대응한다.
프로세서(320)는 식품의 냉각이 시작된 후 식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 작거나 같아지면, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 전기장을 생성하기 위해 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 기준전압을 인가할 수 있다(1504). 이 때 프로세서(320)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 기준 듀티비(예: 100%)로 설정하고, 스위칭 신호의 주파수를 기준 주파수로 설정할 수 있다. 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비가 기준 듀티비로 설정되면, 주파수 제어회로(190)는 온 상태를 유지하고 스위칭 신호를 계속 출력할 수 있다.
식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 큰 경우, 냉장고(1)는 식품의 냉각 지연 및/또는 냉각 실패를 방지하기 위해 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b)에 RF 신호를 인가하지 않을 수 있다.
식품에 전기장이 인가되면 식품에 유전 가열 에너지가 공급되고, 식품이 가열될 수 있다. 따라서 식품의 냉각 속도가 느려질 수 있다. 식품의 냉각 속도를 감소시켜줌으로써 식품을 무동결(과냉각) 상태로 만드는 것이 더 용이해질 수 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 크거나 같은지 식별할 수 있다(1505). 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 크거나 같으면, 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 조절할 수 있다(1506). 제1 기준값은 1504 동작에서 설명된 임계값보다 작을 수 있다.
예를 들면, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, RF 전원공급부(140) 입력 전압이 감소하도록 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압을 감소시킬 수 있다. RF 전원공급부(140) 입력 전압이 감소하면, 제1 전극(90a)과 제2 전극(90b) 사이에 생성되는 전기장의 세기가 감소할 수 있다. 식품의 온도 변화와 식품의 임피던스 변화가 상대적으로 큰 구간에서는 RF 전력의 조절 범위가 커지기 때문에, RF 전원공급부(140)의 입력 전압을 조절하는 것이 식품의 온도 조절 및 식품의 임피던스 조절에 효율적이다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 작으면, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다(1507). 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 작으면, 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 더 조절할 수 있다. 냉장고(1)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절하는 동안 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가하는 기준전압을 일정하게 유지할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 감소시킬 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여 스위칭 신호의 주파수를 감소시킬 수도 있다.
식품이 냉각될수록 식품의 수분 함량과 식품의 유전율이 감소한다. 식품이 냉각될수록 식품의 온도 변화율과 식품의 임피던스 변화율이 감소한다. 식품의 온도 변화와 식품의 임피던스 변화가 상대적으로 작은 구간에서는, 식품에 인가되는 RF 전력의 크기를 조절하기보다 식품에 공급되는 유전 가열 에너지를 정밀하게 조절할 필요가 있다. 냉장고(1)는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절함으로써 유전 가열 에너지를 정밀하게 조절할 수 있다.
프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인지 식별할 수 있다(1508). 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 일정하게 유지할 수 있다(1509). 또한, 프로세서(320)는 식품의 임피던스 변화율이 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지할 수 있다. 식품의 임피던스 변화율에 관한 제2 기준값은 0에 대응할 수 있다.
식품의 임피던스 변화율이 제2 기준값의 오차범위 내에 있는 경우, 식품이 무동결 상태인 것을 나타낼 수 있다. 따라서 식품의 무동결 상태를 유지하기 위해 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비 및/또는 스위칭 신호의 주파수를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 식품을 냉각시키기 위해 압축기(70)를 동작시키면서 식품에 유전 가열 에너지를 적절히 공급하면, 식품의 온도는 어는점보다 낮지만 식품을 동결시키지 않는 무동결(과냉각) 보관이 가능하다. 냉장고(1)는 식품의 부패를 억제함과 동시에 식품을 무동결(과냉각) 상태로 보관함으로써 식품의 좋은 품질을 유지할 수 있다.
도 17은 도 15에서 설명된 냉장고의 제어 방법에 추가될 수 있는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 17을 참조하면, 냉장고(1)의 프로세서(320)는 메모리(310) 또는 사용자 기기로부터 식품센서(93)에 의해 식별된 식품에 대응하는 식품정보를 획득할 수 있다(1601). 예를 들면, 식품정보는 식품의 종류, 크기, 부피 및/또는 개수와 같은 다양한 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 메모리(310) 또는 사용자 기기로부터 획득할 수 있다(1602). 예를 들면, 전기장 제어 정보는 식품의 임피던스값 및/또는 식품의 임피던스 변화율에 대응하는 RF 전원공급부(140)의 입력 전압의 크기 및 RF 전원공급부(140)의 온오프 듀티비를 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 전기장 제어 정보에 기초하여 적어도 하나의 전압 제어회로(170, 180)에 인가되는 기준전압 또는 주파수 제어회로(190)의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다(1603). 또한, 프로세서(320)는 전기장 제어 정보에 기초하여 주파수 제어회로(190)에 의해 생성되는 스위칭 신호의 주파수를 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 냉장고는 저장실; 상기 저장실을 냉각하는 증발기; 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기; 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극; 상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부; 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로; 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류를 검출하는 전압전류검출기; 인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및 상기 압축기, 상기 적어도 하나의 전압 제어 회로, 상기 주파수 제어 회로, 상기 전압-전류 검출기 및 상기 메모리와 연결되는 적어도 하나의 프로세서;를 포함할 수 있다. 상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 저장실을 냉각하도록 상기 압축기를 동작시키고, 상기 전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 출력전압과 상기 출력전류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고, 상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절할 수 있다.
상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 크거나 같으면, 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 상기 기준전압을 조절하고, 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 조절할 수 있다.
상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 입력 전압이 감소하도록 상기 기준전압을 감소시키고, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 감소시킬 수 있다.
상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 스위칭 신호의 주파수를 더 조절할 수 있다.
상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 스위칭 신호의 주파수를 감소시킬 수 있다.
상기 기준값은 제1 기준값일 수 있다. 상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 일정하게 유지할 수 있다.
상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 상기 압축기의 동작이 시작된 후 상기 식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 작거나 같으면, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전기장을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 상기 기준전압을 인가할 수 있다. 상기 임계값은 상기 기준값보다 클 수 있다.
상기 냉장고는 상기 식품을 식별하는 식품센서;를 더 포함할 수 있다. 상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는, 메모리 또는 사용자 기기로부터 상기 식별된 식품에 대응하는 식품정보 및 상기 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 획득하고, 상기 전기장 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 결정할 수 있다.
상기 냉장고는 상기 RF 전원공급부에 전압을 인가하는 DC 컨버터; 및 상기 DC 컨버터에 역률 보상된 전력을 전달하는 역률보상회로;를 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 전압 제어회로는 상기 DC 컨버터 및 상기 역률보상회로 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
저장실, 상기 저장실을 냉각하는 증발기, 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기, 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극, 상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부, 상기 RF 전원공급부에 전압을 인가하는 DC 컨버터 및 상기 DC 컨버터에 역률 보상된 전력을 전달하는 역률보상회로를 포함하는 냉장고의 제어 방법에 있어서, 상기 제어 방법은, 상기 저장실을 냉각하기 위해 상기 증발기로 냉매를 공급하도록 상기 압축기를 동작시키고; 전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류에 기초하여, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고; 및 상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압을 조절하거나, 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 기준전압을 조절하거나 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 크거나 같으면, 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 상기 기준전압을 조절하고; 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 기준전압을 조절하는 것은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 입력 전압이 감소하도록 상기 기준전압을 감소시키는 것;을 포함할 수 있다. 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 온오프 듀티비를 감소시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어 방법은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 스위칭 신호의 주파수를 조절하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭 신호의 주파수를 조절하는 것은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 스위칭 신호의 주파수를 감소시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 기준값은 제1 기준값일 수 있다. 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은, 상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 일정하게 유지하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어 방법은, 상기 압축기의 동작이 시작된 후 상기 식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 작거나 같으면, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전기장을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 상기 기준전압을 인가하는 것;을 더 포함할 수 있다. 상기 임계값은 상기 기준값보다 클 수 있다.
상기 제어 방법은, 식품센서에 의해 상기 식품을 식별하고; 메모리 또는 사용자 기기로부터 상기 식별된 식품에 대응하는 식품정보 및 상기 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 획득하는 것;을 더 포함할 수 있다. 상기 기준전압을 조절하거나 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은, 상기 전기장 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 상기 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 유전 가열(dielectric heating)을 이용하여 식품의 온도를 직접적으로 정밀하게 조절할 수 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품의 냉장과 냉동 뿐만 아니라 식품을 무동결(과냉각) 상태로 유지할 수 있고 식품의 해동까지 수행할 수 있다. 또한, 개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품을 숙성시킬 수도 있다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 식품의 무동결(과냉각) 상태를 유지할 수 있고, 그에 따라 식품의 품질 저하 없이 식품의 장기 보관을 가능하게 한다.
개시된 냉장고 및 그 제어 방법은 냉동 식품을 해동할 수 있으므로, 사용자가 냉동 식품의 조리를 필요로 할 때 신속하게 식품을 조리 가능한 상태로 제공할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서(320)에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 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 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 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 두개의 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.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 저장실;
    상기 저장실을 냉각하는 증발기;
    상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기;
    상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극;
    상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부;
    상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로;
    상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류를 검출하는 전압전류검출기;
    인스트럭션들을 저장하는 메모리; 및
    상기 압축기, 상기 적어도 하나의 전압 제어 회로, 상기 주파수 제어 회로, 상기 전압-전류 검출기 및 상기 메모리와 연결되는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 냉장고는,
    상기 저장실을 냉각하도록 상기 압축기를 동작시키고,
    상기 전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 출력전압과 상기 출력전류에 기초하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고,
    상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절하게 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 크거나 같으면, 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 상기 기준전압을 조절하고,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 조절하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 입력 전압이 감소하도록 상기 기준전압을 감소시키고, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 감소시키는 냉장고.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 스위칭 신호의 주파수를 더 조절하는 냉장고.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 스위칭 신호의 주파수를 감소시키는 냉장고.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기준값은 제1 기준값이고,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 일정하게 유지하는 냉장고.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    상기 압축기의 동작이 시작된 후 상기 식품의 임피던스 변화율이 임계값보다 작거나 같으면, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전기장을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 상기 기준전압을 인가하고,
    상기 임계값은 상기 기준값보다 큰 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 식품을 식별하는 식품센서;를 더 포함하고,
    상기 인스트럭션들이 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 냉장고는,
    메모리 또는 사용자 기기로부터 상기 식별된 식품에 대응하는 식품정보 및 상기 식품정보에 대응하는 전기장 제어 정보를 획득하고,
    상기 전기장 제어 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압 또는 상기 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 결정하는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 RF 전원공급부에 전압을 인가하는 DC 컨버터; 및
    상기 DC 컨버터에 역률 보상된 전력을 전달하는 역률보상회로;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전압 제어회로는
    상기 DC 컨버터 및 상기 역률보상회로 중 적어도 하나에 연결되는 냉장고.
  10. 저장실, 상기 저장실을 냉각하는 증발기, 상기 증발기로 냉매를 공급하는 압축기, 상기 저장실 내에 배치되는 제1 전극, 상기 저장실 내에서 상기 제1 전극과 이격 배치되는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 RF 신호를 인가하는 RF 전원공급부, 상기 RF 전원공급부에 전압을 인가하는 DC 컨버터 및 상기 DC 컨버터에 역률 보상된 전력을 전달하는 역률보상회로를 포함하는 냉장고에 의해 수행되는 제어 방법에 있어서,
    상기 저장실을 냉각하기 위해 상기 증발기로 냉매를 공급하도록 상기 압축기를 동작시키고;
    전압전류검출기에 의해 주기적으로 검출되는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 출력전압과 상기 제1 전극의 출력전류에 기초하여, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 식품의 임피던스 변화율을 식별하고; 및
    상기 식품의 임피던스 변화율에 기초하여, 상기 RF 전원공급부의 입력 전압을 조절하기 위한 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 기준전압을 조절하거나, 상기 RF 전원공급부를 온 또는 오프하기 위한 스위칭 신호를 생성하는 주파수 제어회로의 온오프 듀티비를 조절하는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기준전압을 조절하거나 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 기준값보다 크거나 같으면, 상기 적어도 하나의 전압 제어회로에 인가되는 상기 기준전압을 조절하고;
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 조절하는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준전압을 조절하는 것은,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 입력 전압이 감소하도록 상기 기준전압을 감소시키는 것;을 포함하고,
    상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 온오프 듀티비를 감소시키는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 기준값보다 작으면, 상기 스위칭 신호의 주파수를 조절하는 것;을 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스위칭 신호의 주파수를 조절하는 것은,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 감소함에 기초하여, 상기 스위칭 신호의 주파수를 감소시키는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기준값은 제1 기준값이고,
    상기 온오프 듀티비를 조절하는 것은,
    상기 식품의 임피던스 변화율이 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값의 오차범위 내인 것에 기초하여, 상기 주파수 제어회로의 상기 온오프 듀티비를 일정하게 유지하는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
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