KR200354513Y1 - 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인덕션렌지의 전원공급장치에 스위칭회로방식을 적용한 것으로, 더욱 상세하게는 소형화 및 경량화된 인덕션렌지의 설계가 가능한 스위칭방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치에 관한 것이다.

이를 위한 본고안의 구성은 외부전원을 인덕션렌지내에 공급하는 전원부(10)와; 상기 전원부(10)에서 인가되는 전원을 부하(50)에 알맞는 전원으로 변환시키는 스위칭트랜스(30)와; 상기 전원부(10)에서 인가되는 전원을 스위칭하여 상기 스위칭트랜스(30)에 발생되는 유도기전력을 제어하는 스위칭부(20)와; 상기 스위칭트랜스(30)에서 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본고안은, 종래의 리니어트랜스방식을 스위칭방식으로 설계변경을 하여 교류전원의 전압에 관계없이 전원부로부터 인가받은 전원을 안정되게 공급하며 나아가 전원공급장치의 부피와 무게를 줄여 인덕션렌지의 소형화, 경량화를 만드는 효과를 갖으며 또한 대기시간에 불필요한 소모 전력을 없애서 전력낭비를 줄이는 효과도 갖는다.

Description

스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치{Swithcing mode power supply for induction range}

본 고안은 인덕션렌지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소형화 및 경량화된 인덕션렌지의 설계가 가능한 스위칭방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치에 관한 것이다.

인덕션렌지는 통상적으로 500와트에서 수 킬로와트의 전력을 사용하는데, 종래의 인덕션렌지의 전원공급방식은 리니어 트랜스 방식으로 설계하여 적용하고 있는데, 이러한 설계방식으로는 부피가 크고 무거우며 외부에서의 불안정한 전원이 공급될 경우 퓨즈만으로는 내부회로를 보호하지 못하므로 손실이 큰 고가의 부가적인 보호회로를 부착하여야만 한다. 이로 인하여 동작대기시간에도 큰 소모전력이 발생하게 된다.

일반적인 종래의 리니어트랜스방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치에 관해 설명하면 다음과 같다.

종래의 인덕션렌지의 전원공급장치는 제 1 도와 제 2 도에서 보는 바와 같이 외부전원을 인덕션렌지 내로 공급하는 전원부(100)와 상기 전원부(100)에서 인가되는 교류전원을 낮은 교류전원으로 만드는 리니어트랜스(200)와 상기 리니어트랜스(200)에서 출력된 교류전원을 정류시켜 부하(400)에 출력하는 정류부(300)로 구성된다.

이를 상세히 설명하자면, 전원부(100)에서 인가된 교류전원을리니어트랜스(200)의 1차측 권선(T1)에 인가됨으로써 상기 1차측 권선(T1)에 유도기전력이 발생되어 2차측 권선(T2)에 낮은 교류전원이 유기된다.

그러므로 상기 리니어 트랜스(200)의 2차측권선(T2)에 유기된 낮은 교류전원은 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)를 통해 정류부(300)에 인가되어 직류전원으로 변환되고, 변환된 직류전원은 제 1 캐패시터(C1)에 의해 노이즈가 제거되어 부하(400)에 인가된다.

그러나 이러한 종래의 인덕션렌지의 전원공급장치의 정류방식은 리니어트랜스를 적용함으로 특히 외부에서 불안정한 전원이 공급되는 경우에는 퓨즈만으로는 내부회로를 안정적으로 보호하지 못하므로 이를 보완하기 위해서는 전력손실이 커지게 되고 별도의 고가의 부가적인 보호회로를 부착해야하는 부담을 가지게 되었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 교류전원의 전압에 관계없이 전원부로부터 인가 받은 전원을 스위칭회로를 적용함으로서 안정된 전원을 공급하고, 동작대기 시간에 전력소모가 적으며 나아가 전원공급장치의 부피와 무게를 줄여 인덕션렌지의 소형,경량화를 이루도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 자장을 발생하기 위한 코일이 내장되어 상기 코일에 고전압이 인가되면 자장이 유도되어 상기 자장의 영역내에 있는 금속이 가열되는 인덕션전자렌지의 전원공급장치에 있어서, 외부전원을 상기 인덕션렌지내에 공급하여 주는 전원부와; 상기 전원부에서 인가되는 전원을 구동부하에 알맞는 전원으로 변환시키는 스위칭트랜스와; 상기 전원부에서 인가되는 전원을 스위칭하여 상기 스위칭트랜스에 발생되는 유도기전력을 제어하는 스위칭부와; 상기 스위칭트랜스에서 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환하여 상기 부하에 전달하는 정류부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스위칭부는 상기 스위칭 트랜스의 입력단에 연결되어 인가되는 전원을 스위칭함으로써 상기 스위칭트랜지스의 유도기전력을 제어하는 스위칭소자와; 상기 스위칭소자의 입력측에 연결되어 상기 스위칭트랜스의 출력전압을 검출하여 이를 상기 스위칭소자에 전달하는 제 1 다이오드 및 제 1 캐패시터와; 상기 스위칭 트랜스의 입력단에 각각 병렬연결되어 노이즈를 제거하는 제 1 저항 및 제 2 캐패시터와; 상기 스위칭소자의 스위칭펄스를 일방향으로 전달하는 제 2 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정류부는 상기 스위칭트랜스의 출력단에 애노드가 연결되는 제 3 다이오드와; 상기 제 3 다이오드의 캐소드단에 연결되는 인덕터와, 상기 제 3 다이오드와 인덕터 사이에 연결되는 제 3 캐패시터와, 상기 인덕터의 출력측에 연결되는 제 4 다이오드를 포함하여 노이즈를 제거하는 노이즈필터와; 상기 노이즈필터와 상기 부하사이에 연결되어 상기 스위칭트랜스의 출력전압을 안정화시키는 제너다이오드와, 상기 제너다이오드의 애노드에 연결되는 제 2 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

제1도는 종래의 리니어트랜스를 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 블럭구성도이다.

제2도는 종래의 리니어트랜스를 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 회로구성도이다.

제3도는 본 고안의 실시예에 따른 스위칭회로 방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 블럭구성도이다.

제4도는 본 고안의 실시예에 따른 스위칭회로 방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 회로구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전원부 20 : 스위칭부

30 : 스위칭 트랜스 40 : 정류부

50 : 부하

이하, 첨부된 도면에 의해 본 고안의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 고안의 실시예에 따른 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 블록구성도이고, 제 4 도는 본 고안의 실시예에 따른 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치의 회로구성도이다.

제 3 도를 참조하면, 전원부(10)는 외부에서 인가되는 교류전원을 직류전원으로 정류시켜 인덕션렌지와 스위칭부(20)에 공급하고, 스위칭부(20)는 상기 전원부(10)에 공급되는 전원을 스위칭하여 스위칭펄스를 출력하고, 스위칭트랜스(30)는 상기 스위칭부(20)에서 출력된 스위칭펄스전원을 낮은 펄스전원으로 변환하여 출력하고, 정류부(40)는 상기 스위칭트랜스(20)에서 출력되는 낮은 교류전원을 직류로 정류시켜 부하(50)에 출력한다.

여기서 상기 정류부(40)에서 출력되어 부하(50)에 인가되는 구동전원은 다시 스위칭부(20)에 인가되고, 상기 스위칭부(20)는 검출되는 구동전원에 따라서 스위칭을 조절하여 부하(50)에 안정된 전원을 공급할 수 있도록 상기 스위칭트랜스(30)에서 변환되는 펄스전원을 제어한다.

이와같은 본 고안의 구성을 도 4의 회로도를 통해 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 전원부(10)는 외부전원을 인가하는 전원(11)과 상기 전원에서 인가되는 교류전원을 직류로 변환시키는 브릿지다이오드(12)와 상기 브릿지다이오드(12)의 출력전압에서 노이즈를 제거하고 정류하는 제 5 캐패시터(C5)로 구성된다.

또한, 상기 스위칭부(10)는 브릿지 다이오드(12)의 출력단에 병렬연결되는 제 1 저항(R1)과 제 2 캐패시터(C2)와, 상기 제 1 저항(R1)에 캐소드단이 연결되는 제 2 다이오드(D2)와, 상기 제 2 다이오드(D2)의 애노드단과 연결되는 스위칭소자(21)와, 상기 스위칭소자(21)의 입력측에 연결되는 제 1 다이오드(D1)와, 상기 제 1 다이오드(D1)와 스위칭소자(21)사이에 연결되는 제 1 캐패시터(C1)를 포함한다.

그리고 상기 스위칭트랜스(30)는 1차측 권선(T1)이 상기 스위칭부(20)의 제 1 저항(R1)과 제 2 다이오드(D2)에 각각 연결되며, 2차측 권선(T2)은 정류부(40)와 연결된다.

아울러 상기 정류부(40)는 상기 스위칭트랜스(30)의 2차측권선(T2)에 애노드가 연결되는 제 3 다이오드(D3)와, 상기 제 3 다이오드(D3)의 캐소드단에 연결되는 인덕터(L1)와, 상기 제 3 다이오드(D3)와 인덕터(L1)사이에 연결되는 제 3 캐패시터(C3)와, 상기 인덕터(L1)의 출력측에 병렬 연결되는 제 4 캐패시터(C4)와, 상기 인덕터(L1)의 출력측에서 상기 인덕터(L1)와 부하(50)사이에 연결되는 제너다이오드(ZD)와, 상기 제너다이오드(ZD)의 애노드단에 연결되는 제 2 저항(R2)을 포함한다. 여기서 상기 제 2 저항(R2)과 제너다이오드(ZD) 사이에는 상기 제 1 다이오드(D1)의 애노드가 연결된다.

상기와 같은 구성에서, 전원에서 인가되는 교류전원은 브릿지다이오드(11)를 통해 정류되고, 제 5 캐패시터(C5)에 의해 직류전원으로 변환되어 스위칭부(20)에인가된다. 그러므로 스위칭소자(21)는 인가되는 전원을 수십 Khz에 이르는 스위칭을 하므로써 상기 스위칭트랜스(30)에 스위칭펄스를 인가한다. 이때 상기 스위칭트랜스(30)의 1차측(T1)에 인가되는 스위칭펄스는 제 1 저항(R1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 통해 노이즈가 제거되어 스위칭트랜스(30)의 1차측권선(T1)에 인가된다.

따라서 1차측 권선(T1)에는 상기와 같은 스위칭펄스가 인가됨에 유도기전력이 발생되어 2차측권선(T2)에 낮은 교류전원이 유기된다. 그러므로 상기 스위칭트랜스(30)의 2차측권선(T2)에 유기된 낮은 교류전원은 제 3 다이오드(D3), 인덕터(L1)와 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)로 구성되는 정류회로에 의해 낮은 교류전원은 직류전원으로 변환된다.

또한, 상기 인덕터(L1)의 출력측에 연결되는 제너다이오드(ZD)와 제 2 저항(R2)은 전압을 안정화시켜 상기 부하(50)측에 출력한다.

이때 상기 제너다이오드(ZD)와 제 2 저항(R2)사이에 연결되는 제 1 다이오드(D1)는 상기 정류부(40)에서 출력되는 전원을 검출하여 이를 상기 스위칭소자(21)에 인가한다. 그러므로 상기 스위칭소자(21)는 검출된 상기 정류부(40)의 출력전원에 따라 스위칭을 조절한다.

즉, 스위칭소자(21)는 상기 정류부(40)의 출력전원을 감지하여, 예를들면, 출력전원이 정격보다 높을 경우는 스위칭온시간을 짧게 하여 펄스폭을 감소시켜 상기 스위칭트랜스(30)의 출력전원을 감소시키고, 반대로 정격보다 높을 경우에는 스위칭온시간을 연장하므로 펄스폭을 증가시켜 상기 스위칭트랜스(30)의 1차측권선(T1)에 출력함으로써 2차측권선(T2)에 유기되는 전원을 감소시킨다.

이때 발생하는 스위칭 펄스잡음은 제 2 다이오드(D2)에 유입되고, 상기 제 2 다이오드(D2)에 연결된 제 2 캐패시터(C2)와 제 1 저항(R1)에 의하여 펄스잡음이 제거된다.

따라서 인덕션렌지내의 각 부하에 안정된 전원이 공급될 수 있으며, 상기와 같은 스위칭방식을 적용함에 따라 종래에 비하여 소형화 및 경량화된 인덕션렌지가 구성될 수 있다.

본 고안의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 고안의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이와 같이 작용하는 본 고안은 종래의 리니어트랜스방식을 스위칭방식으로 설계변경을 하여 교류전원의 전압에 관계없이 전원부로부터 인가 받은 전원을 안정되게 공급하며 나아가 전원공급장치의 부피와 무게를 줄여 인덕션렌지의 소형화, 경량화를 만드는 효과를 갖으며 또한 대기시간에 불필요한 소모 전력을 없애서 전력낭비를 줄이는 효과도 갖는다.

Claims (3)

1. 자장을 발생하기 위한 코일이 내장되어 상기 코일에 고전압이 인가되면 자장이 유도되어 상기 자장의 영역내에 있는 금속이 가열되는 인덕션전자렌지의 전원공급장치에 있어서,

   외부전원을 상기 인덕션렌지내에 공급하는 전원부(10)와;

   상기 전원부(10)에서 인가되는 전원을 부하(50)에 알맞는 전원으로 변환시키는 스위칭트랜스(30)와;

   상기 전원부(10)에서 인가되는 전원을 스위칭하여 상기 스위칭트랜스(30)에 발생되는 유도기전력을 제어하는 스위칭부(20)와;

   상기 스위칭트랜스(30)에서 인가되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부(20)는

   상기 스위칭 트랜스(30)의 입력단에 연결되어 인가되는 전원을 스위칭하여 상기 스위칭트랜지스(30)에 스위칭펄스를 인가함으로써 유도기전력을 제어하는 스위칭소자(21)와;

   상기 스위칭소자(21)의 입력측에 연결되어 상기 스위칭트랜스(30)의 출력전압을 검출하여 이를 상기 스위칭소자(21)에 전달하는 제 1 다이오드(D1) 및 제 1캐패시터(C1)와;

   상기 스위칭 트랜스(30)의 입력단에 각각 병렬연결되어 노이즈를 제거하는 제 1 저항(R1) 및 제 2 캐패시터(C2)와;

   상기 스위칭소자(21)의 스위칭펄스를 일방향으로 전달하는 제 2 다이오드(D2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 정류부(40)는

   상기 스위칭트랜스(30)의 출력단에 애노드가 연결되는 제 3 다이오드(D3)와;

   상기 제 3 다이오드(D3)의 캐소드단에 연결되는 인덕터(L1);

   상기 제 3 다이오드(D3)와 인덕터(L1) 사이에 연결되는 제 3 캐패시터(C3)와;

   상기 인덕터(L1)의 출력측에 연결되는 제 4 캐패시터(C4)와;

   상기 인덕터(L1)와 상기 부하(50)사이에 연결되어 상기 스위칭트랜스(30)의 출력전압을 안정화시키는 제너다이오드(ZD)와;

   상기 제너다이오드(ZD)의 애노드에 연결되는 제 2 저항(R2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위칭회로방식을 적용한 인덕션렌지의 전원공급장치.