KR0133085B1 - 전자렌지의 부하 자동 정합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자레인지에서 부하 변동에 대응하여 최적, 최고의 효율을 낼 수 있도록 마이크로 웨이브 출력과 임피던스 정합을 자동 조절해주는 전자레인지의 부하 자동 정합 장치에 관한 것이다. 종래에는 마이크로 웨이브의 출력을 일정한 부하에 매칭시켜 가열실(1)과 웨이브 가이드(6)를 설계, 제작(예를 들면 물 2000cc를 부하로 하여 최고 효율을 낼 수 있는 임피던스로 가열실(1)과 웨이브 가이드(6)를 설계하고 제작)하기 때문에, 음식물의 무게가 변하거나, 또는 음식물의 무게는 동일해도 음식물의 종류가 달라지는 경우에는 마이크로 웨이브 출력이 변동되는 문제점이 있다. 본 발명은 전원부(7)로부터 마그네트론(5)에 공급되는 전류 변화를 검출하여 이로부터 부하 변동을 감지한 신호를 마이컴(8A)에 공급하는 부하 변동 감지수단(10)과, 마이컴(8A)의 제어를 받아 웨이브 가이드(6)내의 임피던스를 가변시켜 부하에 대응하는 최적의 임피던스로 정합시켜 주는 임피던스 정합수단(11)과, 마이컴(8A)의 제어를 받아 상기 임피던스 정합수단(11)을 구동시키는 정합 구동수단(12)을 구동제어함과 함께 상기 턴테이블 모터(4) 및 전원부(7)를 제어하는 마이컴(8A)으로 구성되어, 가열실내의 부하 변동을 감지하고, 이 감지된 부하 변동에 따라 최적, 최고의 효율을 낼 수 있도록 웨이브 가이드의 임피던스 정합을 제어함으로써, 부하 변동에도 불구하고 최적의 요리를 실행할 수 있도록 한 전자레인지의 부하 자동 정합 장치이다.

Description

전자렌지의 부하 자동 정합장치

제1도는 종래의 전자레인지의 구성을 나타낸 도면.

제2도는 종래의 전자레인지에서 부하 변동에 따른 출력 효율의 관계를 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 전자레인지의 부하 자동 정합 장치의 구성을 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 부하 자동 정합 장치에서 부하 변동 감지수단의 실시예 회로도.

제5도는 본 발명의 전자레인지에서 부하 변동에 따른 공급 전류의 관계를 나타낸 도면 .

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가열실 2 : 음식물

3 : 턴테이블 4 : 턴테이블 모터

5 : 마그네트론 6 : 웨이브 가이드

7 : 전원부 8A : 마이컴

9 : 키입력부 10 : 부하 변동 감지수단

11 : 임피던스 정합수단 12 : 정합 구동수단

본 발명은 전자레인지에서 부하 변동에 대응하여 최적, 최고의 효율을 낼 수 있도록 마이크로 웨이브 출력과 임피던스 정합을 자동 조절해주는 전자레인지의 부하 자동 정합 장치에 관한 것이다. 종래의 전자레인지 구성을 간략하게 살펴보면 도면 제1도에 나타낸 바와같이, 음식물이 조리되는 가열실(1)과, 상기 가열실(1)내에서 음식물(2)이 탑재된 상태로 회전되는 턴테이블(3)과, 상기 턴테이블(3)을 구동시키는 턴테이블 모터(4)와, 마이크로 웨이브를 발생시키는 마그네트론(5)과, 상기 마그네트론(5)에서 발생된 마이크로 웨이브를 가열실(1)내로 이송 안내하는 웨이브 가이드(6)와, 상기 마그네트론(7)에 전원을 공급하는 전원부(7)와, 상기 턴테이블 모터(4) 및 전원부(7)를 제어하는 마이컴(8)과, 상기 마이컴(8)에 사용자의 조리 명령을 입력하는 키입력부(9)로 구성되며, 이와같이 구성된 종래의 전자레인지는 다음과 같이 동작한다. 사용자가 요리 종류나 요리 시간정보를 키입력부(9)를 통해 입력하면 마이컴(8)이 키입력 명령을 해독하여 턴테이블 모터(4)를 구동시킴과 함께 전원부(7)를 동작시켜 마이크로웨이브 출력을 조절한다. 턴테이블 모터(4)는 턴테이블(3)을 가열실(1)내에서 소정 회전수로 회전시켜 음식물(2)이 골고루 조리될 수 있게 해주고, 전원부(7)는 마이컴(8)의 제어를 받아 마그네트론(5)의 발진 출력을 조절하며, 마그네트론(5)에서 출력된 마이크로 웨이브는 웨이브 가이드(6)로 가이드되어 가열실(1)내부의 음식물(2)에 공급해 줌으로써, 요리가 진행되는 것이다. 그러나, 상기한 바와같은 종래의 전자레인지에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 종래에는 마이크로 웨이브의 출력을 일정한 부하에 매칭시켜 가열실(1)과 웨이브 가이드(6)를 설계, 제작한다. 예를 들면 물 2000cc를 부하로 하여 최고 효율을 낼 수 있는 임피던스로 가열실(1)과 웨이브 가이드(6)를 설계하고 제작하기 때문에 음식물의 무게가 변하거나, 또는 음식물의 무게는 동일해도 음식물의 종류가 달라지는 경우에는 마이크로 웨이브 출력이 변동된다. 즉, 물 2000cc를 부하로 할 때 마이크로 웨이브 출력이 700w라고 한다면(효율 50%), 물 1500cc에서는 마이크로 웨이브 출력이 620w(효율 40%), 물 275cc에서는 마이크로 웨이브 출력이 350w(효율 32%) 등으로 악 영향을 미치게 된다. 그러므로, 음식물의 양 및 종류에 따라서 가열실(1)의 임피던스가 변하게되어 최적의 효율적인 요리 실행이 불가능하게 되는 문제점이 있다. 예를 들면 사용자가 가장 많이 사용하는 요리인 데우기나 데치기 등의 경우 마이크로 웨이브 출력이 350w 정도이기 때문에 이런 경우에는 상기한 바와같은 임피던스 부정합으로 인해 요리 시간도 오래 걸리게 되고, 요리 상태도 좋지않은 결과를 나타내게 되며, 또한 전압 변동에 따른 출력저하까지 겹치는 경우에는 상기한 문제점이 더욱 증폭되어 나타나게 되는 것이다. 도면 제2도는 이러한 종래의 전자레인지에 의한 부하 ; 임피던스 특성을 나타낸 것으로서, 최적의 임피던스 포인트(desired point)에서 벗어나게 되면 출력이 현저하게 저하되고 있음을 알 수 있다. 본 발명은 마이크로 웨이브가 공급되는 가열실내의 부하 변동을 감지하고, 이 감지된 부하 변동에 따라 최적, 최고의 효율을 낼 수 있도록 웨이브 가이드의 임피던스 정합을 제어함으로써, 상기한 바와같은 종래의 전자레인지가 갖는 문제점을 해결하고, 부하 변동에도 불구하고 최적의 요리를 실행할 수 있도록 한전자레인지의 부하 자동 정합 장치를 제공함을 목적으로 한다. 도면 제3도는 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자레인지의 부하 자동 정합 장치 구성을 나타내며, 이를 참조하면 본 발명은, 음식물이 조리되는 가열실(1)과, 상기 가열실(1)내에서 음식물(2)이 탑재된 상태로 회전되는 턴테이블(3)과, 상기 턴테이블(3)을 구동시키는 턴테이블 모터(4)와, 마이크로 웨이브를 발생시키는 마그네트론(5)과, 상기 마그네트론(5)에서 발생된 마이크로 웨이브를 가열실(1)내로 이송 안내하는 웨이브 가이드(6)와, 상기 마그네트론(7)에 전원을 공급하는 전원부(7)와, 부하 변동 감지수단(10)의 감지 결과를 입력받아, 변동된 부하량에 따라 임피던스 정합을 위해 정합 구동수단(12)을 구동 제어함과 함께 상기 턴테이블 모터(4) 및 전원부(7)를 제어하는 마이컴(8A)과, 상기 마이컴(8A)에 사용자의 조리 명령을 입력하는 키입력부(9)와, 상기 전원부(7)로부터 마그네트론(5)에 공급되는 전류 변화를 검출하여 이로부터 부하 변동을 감지한 신호를 마이컴(8A)에 공급하는 부하 변동 감지수단(10)과, 상기 마이컴(8A)의 제어를 받아 웨이브 가이드(6)내의 임피던스를 가변시켜 부하에 대응하는 최적의 임피던스로 정합시켜 주는 임피던스 정합수단(11)과, 상기 마이컴(8A)의 제어를 받아 상기 임피던스 정합수단(11)을 구동시키는 정합 구동수단(12)으로 구성되며, 이와같이 구성된 본 발명의 전자레인지의 부하 자동 정합 장치에 의한 임피던스 정합 제어 동작은 다음과 같이 이루어진다. 사용자가 요리 종류나 요리 시간 정보를 키입력부(9)를 통해 입력하면 마이컴(8A)이 키입력 명령을 해독하여 턴테이블 모터(4)를 구동시킴과 함께 전원부(7)를 동작시켜 마이크로 웨이브 출력을 조절한다. 턴테이블 모터(4)는 턴테이블(3)을 가열실(1)내에서 소정 회전수로 회전시켜 음식물(2)이 골고루 조리될 수 있게해주고, 전원부(7)는 마이컴(8A)의 제어를 받아 마그네트론(5)의 발진 출력을 조절하며, 마그네트론(5)에서 출력된 마이크로 웨이브는 웨이브 가이드(6)로 가이드되어 가열실(1)내부의 음식물(2)에 공급해 줌으로써, 요리가 진행되는 것이다. 이와같이 요리가 진행될 때 부하 변동 감지수단(10)은 음식물(2)의 종류나 무게 등에 따른 가열실(1)내의 부하 변동을 감지하고, 감지된 부하 변동 정보를 마이컴(8A)에 공급하며, 마이컴(8A)은 입력된 부하 변동 정보를 이용해서 음식물(2)의 종류나 무게에 따른 임피던스의 변화, 즉, 마이크로 웨이브 출력의 변화를 최소화하여 항상 일정한 최대 출력이 공급될 수 있도록 정합 구동수단(12)을 제어한다. 정합 구동수단(12)은 마이컴(8A)의 제어를 받아 임피던스 정합수단(11)을 구동시켜 웨이브 가이드(6)로부터 가열실(1)에 이르는 임피던스를 최대 마이크로 웨이브 출력이 나올 수 있도록 가변시켜 주게된다. 예를 들면, 임피던스 정합수단(11)은 팬으로 구성하고, 정합 구동수단(12)은 모터로 구성하여, 마이컴(8A)에서 상기 변동된 부하에 대응하는 최적 임피던스(최대 효율)를 만족하는 위치로 모터(12)를 구동시켜 팬(11)을 회전시킨다. 즉, 부하 변동 감지수단(10)으로 감지된 가열실(12)내의 임피던스 변화에 의해서 팬(11)의 회전 각도를 결정하고, 팬 회전은 0도, 45도, 90도...., 360도, 계속 회전 등으로 구분하여 임피던스에 맞게 마이컴(8A)에 의해서 제어하게 되는 것이다. 이와같이 하면 가열실(1)내의 음식물(2) 무게나 종류에 따라 변화되는 부하량을 부하 변동 감지수단(10)에서 감지한 결과에 따라, 최적, 최고의 효율과 마이크로 웨이브 출력을 낼 수 있는 임피던스로 정합시켜 줄 수 있게 된다. 상기한 바와같은 부하 변동 감지수단(10)의 실시예 회로 구성을 도면 제4도에 나타내었다. 제4도에서 보는 바와 같이, 상기 전원부(7)로부터 마그네트론(5)에 공급되는 부하 전류(ip)의 변화를 감지하는 변류기(CT1)로 가지된 전류(ip')를 직류로 정류하여 마이컴(8A)에 공급하는 정류회로(10A)로 구성된다. 상기 전원부(7)는 고압트랜스(T0)와, 상기 트랜스 2차측에 유기된 고압을 정류 및 평활하여 마그네트론(5)에 공급하는 콘덴서(C1) 및 다이오드(D1)로 구성되고, dl 전원 트랜스(T0)에서 마그네트론(5)에 공급되는 전류(ip)를 감지함에 있어, 변류기(CT1)에서 다이오드(D1)에 의한 정류루프상에서의 전류(ip)를 부하 변동에 따라 변동되는 전류(ip)로 검출하게 된다. 이는, ip와 ip'가 거의 비례하기 때문에 변류기(CT1)로 측정되는 전류(ip')를 측정하더라도 결과적으로는 ip값을 측정한 것과 동일한 효과가 보장되기 때문이며, 이와같이 변류기(CT1)로 측정되는 전류(ip)를 정류회로(10A)에서 직류신호로 정류하면, 부하 변동에 따라 변화되는 전류(ip, ip')를 그 변동분에 대응하는 레벨의 직류 성분으로 변환시켜 마이컴(8A)에 공급할 수 있게 되고, 마이컴(8A)은 정류회로(10A)로부터 입력된 직류 레벨을 검색하여 부하 변동분을 판정할 수 있게 되며, 판정된 부하 변동에 따라 최적의 효율을 낼수 있는 상기 임피던스 정합수단(11)의 회전 각도를 결정하고, 이 각도로 정합 구동수단(12)을 구동 제어하여 임피던스 정합수단(11)을 회전시켜 임피던스를 정합시켜 줄 수 있게 되는 것이다. 여기서, 부하 변동에 따른 전류(ip, ip')의 변화를 살펴보면, 도면 제5도에 나타낸 바와같이, 임피던스가 변함에 따라 ip(또는 ip')의 피이크: 피이크(PEAK TO PEAK) 전류치나, 평균값(iavg)이 달라지게 되기 때문에 이러한 전류 변화를 임피던스(부하 변동)로 대응시켜 부하 변동을 감지할 수 있게 되는 것이다. 상기 제4도에, ACV는 110V/220V 교류 전원이고, F1은 퓨즈이며, S1은 도어 스위치로서 전자레인지 도어를 열면 오프되어 전원(ACV) 공급을 차단시켜 주기 위한 안전 스위치로 동작한다. 그리고, TH는 과전류 차단기로서, 트랜스(T0)측으로 과도한 전류가 흐를 때 오프되며, RY1, RY2는 마이컴(8A)에 의해서 온, 오프되는 릴레이 스위치로서, 트랜스(T0)에 공급되는 전원(ACV)을 통제함과 함께 스위칭 주기를 조절하여 출력 조절을 하기 위한 소자이다. 상기한 바와같이 하여 부하 변동에 따라 임피던스를 정합시켜 준 실험 결과, 물 2000cc의 부하에서 마이크로 웨이브 출력은 700w, 물 1000cc의 부하에서 마이크로 웨이브 출력은 700w, 물 275cc의 부하에서 마이크로 웨이브 출력은 680w 이상을 얻을 수 있었다. 이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 전자레인지의 부하 자동 정합 장치에 의하면 부하 변동에 따라 최적의 마이크로 웨이브 출력을 낼 수 있기 때문에 조리 시간의 단축과, 효율 향상에 따른 절전, 최적의 조리 프로그램 진행을 보장할 수 있게 되며, 이에 따른 전자레인지 요리의 신뢰성 향상을 확보할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (2)

1. 음식물이 조리되는 가열실(1)과, 상기 가열실(1)내에서 음식물(2)이 탑재된 상태로 회전되는 턴테이블(3)과, 상기 턴테이블(3)을 구동시키는 턴테이블 모터(4)와, 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론(5)과, 상기 마그네트론(5)에서 발생된 마이크로 웨이브를 가열실(1)내로 이송 안내하는 웨이브 가이드(6)와, 상기 마그네트론(7)에 전원을 공급하는 전원부(7)와, 사용자의 조리 명령을 입력하는 키입력부(9)로 구성된 전자레인지에 있어서, 상기 전원부(7)로부터 마그네트론(5)에 공급되는 전류 변화를 검출하여 이로부터 부하변동을 감지한 신호를 마이컴(8A)에 공급하는 부하 변동 감지수단(10)과, 마이컴(8A)의 제어를 받아 웨이브 가이드(6)내의 임피던스를 가변시켜 부하에 대응하는 최적의 임피던스로 정합시켜 주는 임피던스 정합수단(11)과, 마이컴(8A)의 제어를 받아 상기 임피던스 정합수단(11)을 구동시키는 정합 구동수단(12)과, 부하 변동 감지수단(10)의 감지 결과를 입력받아, 변동된 부하량에 따라 임피던스 정합을 위해 정합 구동수단(12)을 구동 제어함과 함께 상기 턴테이블 모터(4) 및 전원부(7)를 제어하는 마이컴(8A)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 부하 자동 정합 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 부하 변동 감지수단(10)은, 상기 전원부(7)로부터 마그네트론(5)에 공급되는 부하 전류(ip)의 변화를 감지하는 변류기(CT1)와, 상기 변류기(CT1)로 감지된 전류(ip')를 직류로 정류하여 마이컴(8A)에 공급하는 정류회로(10A)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자레인지의 부하 자동 정합 장치.