KR0152111B1 - 유도가열조리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하여 조리를 행하는 유도가열조리기에 관한 것으로써, 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압의 영전위를 검출하는 영전압검출수단과, 상기 영전압검출수단에 의해 검출된 상용교류전압의 영전위에 동기하여 전체동작을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 발진주파수를 가변하는 가변주파수발진수단과, 상기 가변주파수발진수단으로부터의 발진주파수에 따라 스윗칭소자를 구동하도록 구동신호를 출력하는 인버터구동수단과, 상기 인버터구동수단으로부터 출력되는 구동신호에 따라 정류수단으로부터 입력되는 직류전압을 받아서 고주파신호를 발생하는 인버터수단과, 상기 인버터수단에 의해 구동되는 가열코일에 입력되는 전류변동량을 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 가열코일의 입력전류변동량 및 설정된 기준전류량을 비교하는 비교수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

유도가열조리기

제1도는 종래에 의한 유도가열조리기의 개략적인 제어회로도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 유도가열조리기의 제어블록도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 유도가열조리기의 상세한 회로도.

제4도는 제3도의 각 부분에 있어서의 출력파형도로써,

제4a도는 제3도의 A점에서의 교류입력파형도이고,

제4b도는 제3도의 B점에서의 출력파형도.

제4c도는 동작스위치 온시에 제3도의 C점에서의 출력파형도.

제4d도는 동작스위치 온시에 제3도의 D점에서의 출력파형도.

제4e도는 동작스위치 온시에 제3도의 E점에서의 출력파형도.

제4f도는 동작스위치 오프시에 제3도의 C점에서의 출력파형도.

제4g도는 동작스위치 오프시에 제3도의 D점에서의 출력파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교류전원입력단 10 : 정류수단

20 : 영전압검출수단 30 : 제어수단

40 : 가변주파수발진수단 41 : 주파수발진부

42 : 정상주파수유지부 43 : 최저주파수유지부

50 : 인버터구동수단 60 : 인버터수단

65 : 가열코일 70 : 전류검출수단

71 : 공진전류검출부 73 : 입력전류검출부

80 : 부하설정수단 90 : 비교수단

본 발명은 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하여 조리를 행하는 유도가열조리기에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 유도가열조리기는 일본국 특허공개공보소 56-123686호가 있다.

동공보에 개재된 유도가열조리기는 제1도에 도시한 바와같이, 교류전원입력단(1)으로부터 입력되는 상용교류전압을 직류로 전파정류하는 정류수단(100)과, 상기 정류수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 받아서 고주파신호를 발생하는 인버터수단(110)과, 상기 인버터수단(110)의 스윗칭소자(TR1)를 턴온/턴오프 동작시키도록 구동신호를 출력함은 물론, 상기 유도가열조리기의 전체적인 동작을 제어하는 인버터제어수단(120)과, 상기 인버터수단(110)에 의해 구동되는 가열코일(65)에 입력되는 전류를 감지하도록 상기 가열코일(65)의 구동시에 변화하는 상기 교류전원입력단(1)의 입력전류를 검출하여 상기 인버터제어수단(120)에 출력하는 입력전류검출수단(130)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 유도가열조리기에 있어서, 사용자가 도시되지 않은 동작스위치를 온시키면, 상기 교류전원입력단(1)으로부터 입력되는 상용교류전압이 정류수단(100)의 브리지정류기(101)에 의해 직류전압으로 전파정류된다.

상기 브리지정류기(101)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분은 평활용 캐패시터(C1)를 통해 필터링되면서 그 필터링된 직류전압이 상기 평활용 캐패시터(C1)에 충전된다.

이때, 상기 인버터제어수단(120)으로부터 출력되는 동기제어신호가 인버터수단(110)의 스윗칭소자(TR1)의 베이스단자에 인가되면, 상기 스윗칭소자(TR1)가 턴온되면서 상기 평활용 캐패시터(C1)에 충전딘 전압에 의해 전류가 가열코일(65)을 통해 스윗칭소자(TR1)를 거치면서 공진용 캐패시터(C2)로 흐르게 되어 폐회로가 구성된다.

따라서, 상기 가열코일(65)에는 공진전류가 흐르면서 이 전류에 의해 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)의 표면에 와전류가 발생되어 조리용기(66)가 가열되기 시작한다.

그런데, 이와같은 유도가열조리기에 있어서는 상기 인버터수단에 1개의 스윗칭소자를 사용하여 가열코일을 구동시킴으로써 높은 공진전압이 발생하기 때문에 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압이 220V인 경우에는 상기 스윗칭소자의 스윗칭속도가 늦어지면서도 내압이 상승되어 스윗칭소자가 파손될 수 있을 뿐만 아니라, 기기의 안전을 보장할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 전류검출수단에 의해 가열코일에 입력되는 전류변동량을 검출함으로써 입력전원전압의 변동시에도 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하여 조리를 행할 수 있는 유도가열조리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 유도가열조리기의 초기동작시 스윗칭소자를 통해 공진용 캐패시터에 흐르는 돌입전류(rush current)를 작게하여 상기 스윗칭소자 및 가열코일의 파손을 방지함과 동시에 기기의 안전을 보장할 수 있는 유도가열조리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 공진전류검출부에 의해 가열코일에 흐르는 공진전류를 검출함으로써 비금속조리용기의 사용할 때에는 발진주파수를 가변하여 출력전력을 안정화시킴으로써 기기를 안전하게 구동할 수 있는 유도가열조리기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유도가열조리기는 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압을 직류전압으로 전파정류하는 정류수단과, 상기 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압의 영전위를 검출하는 영전압검출수단과, 상기 영전압검출수단에 의해 검출된 상용교류전압의 영전위에 동기하여 상기 유도가열조리기의 전체적인 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 발진주파수를 출력하는 가변주파수발진수단과, 상기 가변주파수발진수단으로부터 출력되는 발진주파수에 따라 스윗칭소자를 구동하도록 구동신호를 출력하는 인버터구동수단과, 상기 인버터구동수단으로부터의 구동신호에 따라 상기 정류수단으로부터 출력되는 직류전압을 입력받아 고주파신호를 발생하는 인버터수단과, 상기 인버터수단에 의해 구동되는 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하도록 상기 가열코일에 입력되는 전류변동량을 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 가열코일의 입력전류변동량 및 부하설정수단에 의해 설정된 기준전류량을 비교하여 발진주파수를 가변하도록 비교전압신호를 상기 가변주파수발진수단에 출력하는 비교수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도에 도시한 바와같이, 정류수단(10)은 교류전원입력단(1)으로부터 입력되는 상용교류전압을 직류로 전파정류하는 것으로써, 이 정류수단(10)은 상기 교류전원입력단(1)으로부터의 상용교류전압을 직류로 전파정류하는 브리지정류기(11)와, 상기 브리지정류기(11)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분을 필터링함과 동시에 그 전파정류된 직류전압을 충전하도록 상기 브리지정류기(11)의 출력단에 접속된 평활용캐패시터(C1)와, 상기 브리지정류기(11)의 정류효율을 높여주도록 일측이 상기 브리지정류기(11)에 접속되고 타측이 상기 평활용캐패시터(C1)에 접속된 초오크코일(L1)로 구성되어 있다.

영전압검출수단(20)은 상기 교류전원입력단(1)으로부터 입력되는 상용교류전압의 영전위를 검출하고, 제어수단(30)은 상기 영전압검출수단(20)으로부터 출력되는 영전압검출신호를 입력받아 상용교류전압의 영전위에 동기하여 유도가열조리기를 온 또는 오프시킴은 물론, 상기 유도가열조리기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이다.

그리고, 가변주파수발진수단(40)은 가열코일(65)에 따라 발진주파수를 가변하도록 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 일정한 가변주파수를 발진하는 것으로써, 이 가변주파수발진수단(40)은 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 동기제어신호를 받아서 가열코일(65)에 따라 가변된 발진주파수를 발생하는 주파수발진부(41)와, 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 동기제어신호를 받아서 상기 주파수발진부(41)에서 발생되는 발진주파수가 정상주파수상태를 유지하도록 상기 주파수발진부(41)에 입력되는 전압을 하강시키는 정상주파수유지부(42)와, 상기 주파수발진부(41)에서 발생되는 발진주파수가 가청주파수이하로 내려가는 것을 방지하도록 상기 발진주파수의 최저주파수를 유지하는 최저주파수유지부(43)로 구성되어 있다.

또한, 인버터구동수단(50)은 상기 가변주파수발진수단(40)으로부터 발진되는 가변주파수에 따라 후술하는 인버터수단의 스윗칭소자(TR1,TR2)를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시키도록 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 베이스단자에 구동신호를 출력한다.

또, 인버터수단(60)은 상기 인버터구동수단(50)으로부터 출력되는 구동신호에 따라 상기 정류수단(10)으로부터 입력되는 직류전압을 받아서 고주파신호를 발생하는 것으로써, 이 인버터수단(60)은 상기 인버터구동수단(50)으로부터 출력되는 구동신호를 입력받아 가열코일(65)에 공진전류를 발생하도록 교번으로 턴온/턴오프 동작하는 스윗칭소자(TR1,TR2)와, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프 동작시에 상기 정류수단(10)의 평활용 캐패시터(C1)에 충전된 전압을 인가받아 충반전하면서 전압원을 형성하도록 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)에 병렬접속된 공진용 캐패시터(C2,C3)와, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 초기턴온동작시 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)에 흐르는 돌입전류를 감소하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2) 및 가열코일(65)을 보호하도록 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)에 병렬접속된 분압저항(R1,R2)과, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴오프동작시에 발생하는 역기전력을 바이패스하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)를 보호하도록 스윗칭소자(TR1,TR2)의 컬렉터단자와 에미터단자에 각각 병렬접속된 보호용 다이오드(D1,D2)로 구성되어 있다.

한편, 상기 가열코일(65)은 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프동작에 의해 발생되는 정현파 교류전류에 따라 조리용기(66)에 와전류를 발생하여 상기 조리용기(66)내의 조리물을 가열하도록 일측이 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 접속점에 접속되고 타측이 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)의 접속점에 직렬접속되어 있다.

그리고, 전류검출수단(70)은 상기 인버터수단(60)에 의해 구동되는 가열코일(65)에 입력되는 전류변동량을 검출하는 것으로써, 이 전류검출수단(70)은 상기 인버터수단(60)에 의해 구동되는 가열코일(65)에 일정한 공진전류를 공급하도록 상기 가열코일(65)의 변화하는 공진전류를 검출하는 공진전류검출부(71)와, 상기 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)가 적정용기인지를 판별하도록 상기 교류전원입력단(1)의 변화하는 전류변동량을 검출하여 상기 제어수단(30)에 출력하는 입력전류검출부(73)로 구성되어 있다.

상기 공진전류검출부(71)는 상기 인버터수단(60)에 의해 구동되는 가열코일(65)의 공진전류변동량을 검출하는 변류기(CT1)와, 상기 변류기(CT1)에 의해 검출된 공진전류변동량을 전압으로 변환하도록 상기 변류기(CT1)의 2차측에 병렬접속된 저항(R3)과, 상기 저항(R3)에 의해 변환된 전압신호를 받아서 반파정류하는 다이오드(D3)와, 상기 다이오드(D3)에 의해 반파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분을 필터링하도록 상기 다이오드(D3)의 캐소드단자에 일측이 접속되고 타측이 접지된 저항(R6) 및 캐패시터(C4)로 구성되어 있다.

또한, 상기 입력전류검출부(73)는 상기 교류전원입력단(1)으로부터 출력되는 상용교류전압을 받아서 상기 가열코일(65)의 구동시에 변화하는 교류전원입력단(1)의 입력전류변동량을 검출하는 변류기(CT2)와, 상기 변류기(CT2)에 의해 검출된 입력전류변동량을 전압으로 변환하도록 상기 변류기(CT2)의 2차측에 병렬접속된 저항(R4)과, 상기 저항(R4)에 의해 변환된 전압신호를 직류로 전파정류하는 브리지정류기(731)와, 상기 브리지정류기(731)에 의해 전파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분을 필터링하도록 상기 브리지정류기(731)의 출력단에 병렬접속된 저항(R5) 및 캐패시터(C5)로 구성되어 있다.

또, 부하설정수단(80)은 상기 인버터수단(60)에 의해 구동되는 가열코일(65)에 일정한 공진전류를 공급하도록 상기 가열코일(65)의 기준전류량인 전류리미트를 설정하는 가변저항(VR)으로써, 이 부하설정수단(80)은 설계자가 제품출하시 제품사양에 따라 전류리미트를 설정하는 것이다.

또한 도면에 있어서, 비교수단(90)은 상기 전류검출수단(70)에 의해 검출된 가열코일(65)에 입력되는 전류변동량에 비례하는 전압신호를 비반전단자(+)에서 입력받음과 동시에 상기 부하설정수단(80)에 의해 전류리미트가 설정된 기준전압신호를 반전단자(-)에서 받아서 상기 가변주파수발진수단(40)에 입력되는 전압을 가변하도록 이를 비교하는 비교기이다.

한편, 미설명 부호 5는 상기 유도가열조리기를 온 또는 오프시키는 동작스위치이다.

제4도는 제3도의 각 부분에 있어서의 출력파형도로써, 제4a도는 제3도의 A점에서의 교류입력파형도이고, 제4b도는 제3도의 B점에서의 출력파형도이고, 제4c도는 동작스위치 온시에 제3도의 C점에서의 출력파형도이고, 제4d도는 동작스위치 온시에 제3도의 D점에서의 출력파형도이고, 제4e도는 동작스위치 온시에 제3도의 E점에서의 출력파형도이고, 제4f도는 동작스위치 오프시에 제3도의 C점에서의 출력파형도이고, 제4g도는 동작스위치 오프시에 제3도의 D점에서의 출력파형도이다.

이하, 상기와 같이 구성된 유도가열조리기의 작용효과를 설명한다.

먼저, 유도가열조리기에 전원이 공급되면, 교류전원입력단(1)으로부터 제4a도의 파형(제3도의 A점에서의 교류입력 파형도)으로 표시되는 상용교류입력전압이 정류수단(10)에 공급된다.

상기 정류수단(10)에 공급된 상용교류전압(제4a도의 파형)은 브리지정류기(11)를 통해 직류전압으로 전파정류되고, 그 전파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분은 평활용 캐패시터(C1)를 통해 필터링되면서 그 필터링된 직류전압이 상기 평활용 캐패시터(C1)에 충전된다.

상기 평활용 캐패시터(C1)에 충전된 전압은 인버터수단(60)의 분압저항(R1,R2)을 통해 분압되어 공진용 캐패시터(C2,C3)에 각각 1/2씩 걸린다.

한편, 영전압검출수단(20)에서는 상기 교류전원입력단(1)으로부터 공급되는 상용교류전압(제4a도의 파형)의 영전위를 검출하여 제4b도의 파형(제3도의 B점에서의 출력파형도)으로 표시되는 영전압검출신호를 제어수단(30)에 출력한다.

이때, 사용자가 동작스위치(5)를 온시키면, 제4c도의 파형(제3도의 C점에서의 출력파형도)으로 표시되는 스위치 온신호가 상기 제어수단(30)에 입력된다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 스위치 온신호(제4c도의 파형)의 입력시에 상기 영전압검출수단(20)으로부터 출력되는 영전압검출신호(제4b도의 파형)를 입력받아 상용교류전압의 영전위에 동기하여 상기 유도가열조리기를 동작시키도록 제4d도의 파형(제3도의 D점에서의 출력파형도)으로 표시되는 동기제어신호를 가변주파수발진수단(40)의 주파수발진부(41)와 정상주파수유지부(42)에 출력한다.

이에 따라, 상기 주파수발진부(41)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 동기제어신호(제4d도의 파형)를 입력받아 가열코일(65)을 구동하기 위한 발진주파수를 발생한다.

상기 주파수발진부(41)에 의해 발생된 발진주파수는 상기 제어수단(30)으로부터의 동기제어신호(제4e도의 파형)입력시에 주파수발진부(41)에 입력되는 제4e도의 파형(제3도에서의 E점에서의 출력파형도)으로 표시되는 전압에 따라 결정된다.

즉, 상기 주파수발진부(41)에 입력되는 전압(제4e도의 파형)이 상승하면 발진주파수도 상승하고, 상기 주파수발진부(41)에 입력되는 전압(제4e도의 파형)이 하강하면 발진주파수도 하강함으로써 가변되는 발진주파수(약, 20∼30KHz)가 인버터구동수단(50)에 입력된다.

이때, 상기 정상주파수유지부(42)는 제어수단(30)으로부터 출력되는 동기제어신호(제4d도의 파형)를 입력받아 상기 주파수발진부(41)에 입력되는 전압(제4e도의 파형)을 높은 전압에서 낮은 전압으로 하강시킴으로써 상기 주파수발진부(41)에서 발생되는 발진주파수가 정상주파수상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 주파수발진부(41)에서 발생된 발진주파수(약, 20∼30KHz)가 인버터구동수단(50)에 입력되면, 상기 인버터구동수단(50)에서는 주파수발진부(41)에서 발생된 발진주파수에 따라 가열코일(65)을 구동하기 위한 구동신호를 인버터수단(60)에 출력한다.

따라서, 상기 인버터수단(60)에서는 상기 인버터구동수단(50)으로부터 출력되는 구동신호를 스윗칭소자(TR1,TR2)의 베이스단자에서 입력받아 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)가 교번으로 턴온 또는 턴오프동작하게 된다.

상기 스윗칭소자(TR1)가 턴온동작하면, 상기 정류수단(10)의 평활용 캐패시터(C1)에 충전된 전압에 의해 전류가 스윗칭소자(TR1)를 통해 가열코일(65)과 변류기(CT1)를 거치면서 공진용 캐패시터(C3)로 흐른다.

이때, 상기 가열코일(65)에 공급되는 공진전류는 가열코일(65)과 공진용 캐패시터(C3)에 의해 결정된 시정수만큼 증가했다가 감소하게 되는데, 상기 시정수에 의해 결정된 전류량이 제로(0)가 되는 시점에서 상기 스윗칭소자(TR1)가 턴오프되면서 스윗칭소자(TR2)가 턴온된다.

상기 스윗칭소자(TR1)가 턴온동작하면, 상기 정류수단(10)의 평활용 캐패시터(C1)에 충전된 전압에 의해 전류가 공진용 캐패시터(C2)를 통해 상기 변류기(CT1)와 가열코일(65)을 거치면서 스윗칭소자(TR2)로 흐른다.

이때, 상기 가열코일(65)에 공급되는 공진전류는 가열코일(65)과 공진용 캐패시터(C2)에 의해 결정된 시정수만큼 증가했다가 감소하게 되는데, 상기 시정수에 의해 결정된 전류량이 제로(0)가 되는 시점에서 상기 스윗칭소자(TR2)가 턴오프되면서 스윗칭소자(TR1)가 턴온된다.

상기와 같은 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프 교번동작에 의해 가열코일(65)에는 20∼30KHz의 정현파 교류전류가 흐르고, 이 전류에 의해 상기 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)의 표면에 와전류가 발생되면서 조리용기(66)가 가열되기 시작한다.

한편, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 초기턴온동작시에는 상기 평활용 캐패시터(C1)에 충전된 전압의 1/2전압이 공진용 캐패시터(C2,C3)에 각각 걸려있기 때문에 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)에 흐르는 돌입전류를 감소하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)와 가열코일(65)의 파손을 방지하게 된다.

이때, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프 교번동작에 따른 가열코일(65)의 구동시에 변화하는 공진전류변동량을 공진전류검출부(71)의 변류기(CT1)에서 검출하고, 그 검출된 공진전류변동량은 저항(R3)에 의해 전압변동량으로 변환된다.

상기 저항(R3)에 의해 전압변동량으로 변환된 전압신호는 다이오드(D3)를 통해 반파정류되면서 비교수단(90)의 비반전단자(+)에 입력된다.

또한, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프 교번동작에 따른 가열코일(65)의 구동시에 변화하는 상기 교류전원입력단(1)의 입력전류변동량을 입력전류검출부(73)의 변류기(CT2)에서 검출하고, 그 검출된 입력전류변동량은 저항(R4)을 통해 전압변동량으로 변환된다.

상기 저항(R4)에 의해 전압변동량으로 변환된 전압신호는 브리지정류기(731)를 통해 직류전압으로 전파정류되면서 상기 비교수단(90)의 비반전단자(+)에 입력됨과 동시에 상기 제어수단(30)에 입력된다.

따라서, 상기 비교수단(90)은 상기 공진전류검출부(71)에 의해 검출된 가열코일(65)의 공진전류변동량 및 상기 입력전류검출부(73)에 의해 검출된 교류전원입력단(1)의 입력전류변동량에 비례하는 전압신호를 비반전단자(+)에서 입력받음과 동시에 부하설정수단(80)에 의해 전류리미트가 설정된 기준전압신호를 반전단자(-)에서 받아서 이를 비교한다.

상기 비교수단(90)에 의해 비교된 전압신호는 상기 주파수발진부(41)에 피드백되어 발진주파수를 가변시킨다.

이때, 최저주파수유지부(43)에서는 상기 비교수단(90)에 의해 가변된 비교전압신호가 너무 낮아져 발진주파수가 가청주파수이하로 떨어지지 않도록 상기 주파수발진부(41)에 입력되는 전압신호의 하강을 방지하여 제4e도의 파형에 표시된 바와같이, 최저주파수를 유지시킨다.

한편, 제어수단(30)에서는 상기 입력전류검출부(73)에 의해 검출된 교류전원입력단(1)의 입력전류에 비례하는 전압신호를 입력받아 상기 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)가 적정부하임을 판단한다.

만약, 상기 가열코일(65)에 조리용기(66)가 재치되어 있지 않거나 숟가락, 젓가락 등이 재치되어 있으면, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)에는 순간적으로 과도한 전류가 흐르지만 상기 교류전원입력단(1)으로부터 입력되는 전류의 변동량은 무시할 정도로 아주 작다.

따라서, 상기 입력전류검출부(73)에서는 교류전원입력단(1)의 변화하는 입력전류를 변류기(CT2)를 통해 검출하여 제어수단(30)에 출력한다.

이에 따라, 상기 제어수단(30)에서는 도시되지 않은 표시수단을 통해 상기 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)가 적정용기가 아님을 나타내는 동작에러를 표시한다.

그리고, 상기 제어수단(30)에서는 상기 영전압검출수단(20)에 의해 검출된 상용교류전압의 영전위에 동기하여 제4g도의 파형(제3도의 D점에서의 출력파형도)으로 표시되는 동기제어신호를 가변주파수발진수단(40)에 출력함으로써 상기 유도가열조리기의 동작을 중단시켜 회로를 안전하게 보호한다.

또한, 상기 가열코일(65)에 재치된 조리용기(66)가 비금속조리용기와 알루미늄조리용기인 경우에는, 임피던스가 낮아져 상기 가열코일(65)의 공진전류가 증가하게 되는데 이를 상기 공진전류검출부(71)의 변류기(CT1)에서 검출하여 상기 비교수단(90)에 출력한다.

상기 비교수단(90)에서는 공진전류검출부(71)에 의해 검출된 공진전류에 비례하는 전압신호를 상기 부하설정수단(80)에 의해 설정된 기준전압신호와 비교하여 가변된 전압신호를 주파수발진부(41)에 출력한다.

따라서, 상기 주파수발진부(41)에서는 비교수단(90)에 의해 가변된 전압신호를 입력받아 변화하는 가열코일(65)의 상태에 따라 발진주파수를 가변시킨다.(약, 60∼70KHz)

이에 따라, 인버터구동수단(50)에서는 상기 주파수발진부(41)에 의해 가변된 발진주파수에 따라 스윗칭소자(TR1,TR2)를 구동시키기 위한 구동신호를 상기 인버터수단(60)에 출력함으로써 금속용기가 아닌 비금속조리용기에 대해서도 안정화된 출력전력을 공급하여 기기를 안전하게 보호할 수 있다.

상기와 같은 유도가열조리기의 동작시에 사용자가 동작스위치(5)를 오프시키면, 제4f도의 파형(제3도의 C점에서의 출력파형도)으로 표시되는 스위치오프신호가 상기 제어수단(30)에 입력된다.

따라서, 상기 제어수단(30)에서는 스위치오프신호(제4f도의 파형)의 입력시에 상기 영전압검출수단(20)으로부터 출력되는 영전압검출신호(제4b도의 파형)를 입력받아 상용교류전압의 영전위에 동기하여 제4g도의 파형(제3도의 D점에서의 출력파형도)으로 표시되는 동기제어신호를 가변주파수발진수단(40)에 출력한다.

이에 따라, 상기 가변주파수발진수단(40)에서는 제어수단(30)으로부터 출력되는 동기제어신호(제4g도의 파형)를 입력받아 주파수발진을 중단한다.

상기 주파수발진수단(40)에서 주파수발진이 중단되면, 상기 인버터구동수단(50)에서는 스윗칭소자(TR1,TR2)의 베이스단자에 구동신호를 더 이상 출력하지 않으므로 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)는 턴오프된다.

따라서, 상기 교류전원입력단(1)으로부터 공급되는 상용교류전압의 영전위에 동기하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)가 턴오프동작되어 스윗칭소자(TR1,TR2)에 흐르는 전류가 최소일 때 유도가열조리기를 정지시킴으로써 스윗칭소자(TR1,TR2)를 보호하게 된다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 유도가열조리기에 의하면, 전류검출수단에 의해 가열코일에 입력되는 전류변동량을 검출함으로써 입력전원전압의 변동시에도 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하여 조리를 행할 수 있고, 유도가열조리기의 초기동작시 스윗칭소자를 통해 공진용 캐패시터에 흐르는 돌입전류를 작게하여 상기 스윗칭소자 및 가열코일의 파손을 방지함과 동시에 기기의 안전을 보장할 수 있다는 효과가 있으며, 공진전류검출부에 의해 가열코일에 흐르는 공진전류를 검출함으로써 비금속조리용기의 사용할 때에는 발진주파수를 가변하여 출력전력을 안정화시킴으로써 기기를 안전하게 구동할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (6)

1. 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압을 직류전압으로 전파정류하는 정류수단과, 상기 교류전원입력단으로부터 입력되는 상용교류전압의 영전위를 검출하는 영전압검출수단과, 상기 영전압검출수단에 의해 검출된 상용교류전압의 영전위에 동기하여 상기 유도가열조리기의 전체적인 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 발진주파수를 출력하는 가변주파수발진수단과, 상기 가변주파수발진수단으로부터 출력되는 발진주파수에 따라 스윗칭소자를 구동하도록 구동신호를 출력하는 인버터구동수단과, 상기 인버터구동수단으로부터 출력되는 구동신호에 따라 상기 정류수단으로부터 입력되는 직류전압을 받아서 고주파신호를 발생하는 인버터수단과, 상기 인버터수단에 의해 구동되는 가열코일에 일정한 공진전류를 공급하도록 상기 가열코일에 입력되는 전류변동량을 검출하는 전류검출수단과, 상기 전류검출수단에 의해 검출된 가열코일의 입력전류변동량 및 부하설정수단에 의해 설정된 기준전류량을 비교하여 발진주파수를 가변하도록 비교전압신호를 상기 가변주파수발진수단에 출력하는 비교수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
2. 제1항에 있어서, 상기 가변주파수발진수단은 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 발진주파수를발생하는 주파수발진부와, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 주파수발진부에서 발생되는 발진주파수가 정상주파수상태를 유지하도록 상기 주파수발진부에 입력되는 전압을 하강시키는 정상주파수유지부와, 상기 주파수발진부에서 발생되는 발진주파수가 가청주파수이하로 내려가는 것을 방지하도록 상기 발진주파수의 최저주파수를 유지하는 최저주파수유지부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
3. 제1항에 있어서, 상기 인버터수단은 상기 인버터구동수단으로부터 출력되는 구동신호를 입력받아 가열코일에 공진전류를 발생하도록 교번하여 턴온/턴오프동작하는 스윗칭소자(TR1,TR2)와, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴온/턴오프동작시에 평활용 캐패시터(CI)에 충전된 전압을 인가받아 충방전하면서 전압원을 형성하도록 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)에 병력접속된 공진용 캐패시터(C2,C3)와, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 초기턴온작동시 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)에 흐르는 돌입전류를 감소하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2) 및 가열코일을 보호하도록 상기 공진용 캐패시터(C2,C3)에 병렬접속된 분압저항(R1,R2)과, 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)의 턴오프동작시에 발생하는 역기전력을 바이패스하여 상기 스윗칭소자(TR1,TR2)를 보호하도록 스윗칭소자(TR1,TR2)의 컬렉터단자와 에미터단자에 각각 별렬접속된 보호용 다이오드(D1,D2)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
4. 제1항에 있어서, 전류검출수단은 상기 인버터수단에 의해 구동되는 가열코일에 일정한 공전류를 공급하도록 상기 가열코일의 변화는 공진전류를 검출하는 공진전류검출부와, 상기 가열코일에 재치된 조리용기가 적정용기인지를 판별하도록 상기 교류전원입력단의 변화하는 입력전류를 검출하는 입력전류검출부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
5. 제4항에 있어서, 상기 공진전류검출부는 상기 인버터수단에 의해 구동되는 가열코일의 공진전류변동량을 검출하는 변류기(CTI)와, 상기 변류기(CT1)에 의해 검출된 공진전류변동량을 전압으로 변환하도록 상기 변류기(CTI)의 2차측에 병렬접속된 저항(R3)과, 상기 저항(R3)에 의해 변환된 전압신호를 받아서 반파정류하는 다이오드(D3)와, 상기 다이오드(D3)에 의해 반파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분을 필터링하도록 상기 다이오드(D3)의 캐소드단자에 일측이 접속되고 타측이 접지된 저항(R6) 및 캐패시터(C4)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.
6. 제4항에 있어서, 상기 압력전류검출부는 상기 교류전원입력단으로부터 출력되는 상용교류전압을 받아서 상기 가열코일의 구동시에 변화하는 교류전원입력의 입력전류변동량을 검출하는 변류기(CT2)와, 상기 변류기(CT2)에 의해 검출된 전류변동량을 전압으로 변환하도록 상기 변류기(CT2)의 2차측에 병렬접속된 저항(R4)과, 상기 저항(R4)에 의해 변환된 전압신호를 직류로 전파정류하는 브리지정류기와, 상기 브리지정류기에 의해 전파정류된 직류전압에 포함되어 있는 리플성분을 필터링하도록 상기 브리지정류기의 출력단에 병렬접속된 저항(R5) 및 캐패시터(C5)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열조리기.