KR100293606B1

KR100293606B1 - 마이크로웨이브오븐의마이크로웨이브에너지제어방법과이를적용한마이크로웨이브오븐

Info

Publication number: KR100293606B1
Application number: KR1019930004789A
Authority: KR
Inventors: 팀선드스트롬; 다비드발랜데르
Original assignee: 휠풀유럽베.파우.
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2013-03-26
Also published as: EP0563840B1; SE470120B; DE69315875T2; ES2112925T3; SE9201071D0; DE69315875D1; US5317133A; SE9201071L; JPH0611140A; KR930022012A; ATE161674T1; EP0563840A1

Abstract

펄스화된 마그네트론를 구비한 마이크로웨이브 오븐은, 요리 시간과 마그네트론이 펄스화될 때 펄스 지속 기간을 결정하는 타이밍 회로를 구비한다. 시간 및 전원 설정 장치에 의해, 요리 시간과 펄스 지속 기간은 오븐 챔버에 유입된 음식에 맞게 적용된다. 마그네트론 출력에 영향을 끼치는 적어도 한 파라미터가 측정되며 상기 파라미터의 공칭값과 비교된다. 측정 및 표준 파라미터 값 사이에 차이가 존재하는 경우, 요리 동안 공급된 총 에너지 양의 차이에 대한 효과를 제거하기 위해 설정된 값과 관련하여 요리 시간과 펄스 지속 기간이 정정된다.

Description

마이크로웨이브 오븐의 마이크로웨이브 에너지 제어 방법과 이를 적용한 마이크로웨이브 오븐

제1도는 주전압을 측정함으로써 마이크로웨이브 에너지가 제어되는 마이크로웨이브 오븐을 부분적으로 블럭도로 나타낸 회로도.

제2도는 제1도의 측정된 주전압이 마이크로프로세서에 의하여 측정될 수 있는 펄스 지속 기간으로 어떻게 변환되는 지를 예시하는 시간도.

제3도는 다른 주전압 변화에 대한 마그네트론의 출력 차를 예시하는 표.

제4도는 마그네트론 전류를 측정하고 측정값을 펄스 지속 기간으로 변환시키기 위한 측정 회로도.

제5도는 마그네트론의 온도 또는 오븐 챔버의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 구비하는 측정 회로도.

제6도는 주 전압과 같은 측정된 파라미터의 함수로서 마그네트론의 펄스 지속 기간(스위치 온 간격)을 주로 제어하는 데 마이크로프로세서가 사용되는 본 발명의 실시예를 예시하는 순서도.

제7도는 주전압이 요리 과정 이전의 특정 측정 간격 동안 측정되고, 총 요리 시간을 제어하는 마이크로프로세서를 구비한 실시예를 예시한 대응 순서도.

제8도는 제7도와 유사한 순서도로, 마그네트론의 펄스 지속 기간 및 총 요리 시간 양쪽을 변화시킴으로써 마이크로웨이브 에너지가 제어되는 실시예의 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원 장치 11 : 마그네트론

12 : 변환기 15 : 스위치 수단

16 : 타이머 17 : 출력 설정 장치

20 : 전압 측정 장치 21 : 임계 회로

22 : 소스 23, 46 : 비교 소자

30, 40 : 측정 회로 31 : 측정 저항

32 : 임계 회로 33 : 소스

42 : 안정화 전압원

본 발명은 마그네트론과 같은 마이크로웨이브의 방출원에 의해 마이크로웨이브 오븐의 챔버에 공급된 마이크로웨이브 에너지의 제어 방법에 관한 것으로, 상기 마이크로웨이브의 방출원은 전원 공급 회로 또는 소위 전원 장치에 의해 구동된다.

더욱이, 본 발명은 상기 방법을 적용하기 위한 마이크로웨이브 오븐에 관한 것이다.

마그네트론을 구동시키기 위한 통상적인 전원 장치는 필수적으로 변환기와 캐패시터로 구성되는데, 상기 캐패시터는 변환기의 보조 권선과 함께 직렬의 공진 회로를 형성한다. 그러나, 이와 같은 전원 장치는, 전원 장치가 동작 전압을 방출할 때의 전체 출력 또는 제로 출력중 어느 하나로써만 마그네트론이 구동되는 것을 허용한다. 요리 과정 동안 챔버에 공급된 평균 전원을 조정하기 위하여, 마그네트론은 보통 펄스화되는바, 즉 2가지 상태 사이에서 주기적으로 스위칭되어 작업기간의 스위치 온 간격 동안 전체 출력을 방출하도록 스위치 온되거나 활성으로 유지되고 또, 잔여 작업 기간 동안 제로 출력을 방출하도록 스위치 오프로 유지된다. 이때 평균 출력은, 전체 작업 기간과 관련하여 스위치 온 간격의 지속 기간에 의해 결정되며, 요리 과정 동안 챔버에 공급된 에너지의 양은 요리하는 동안 마그네트론이 스위치 온되는 전체 시간의 크기에 의해 결정된다. 마그네트론이 펄스화되지 않으면, 스위치 온시간은 요리 시간과 같다.

마이크로웨이브 오븐에서 요리하고자 하는 음식에 대한 모든 요리법과 요리용 책은 특정한 양의 음식에 대하여 개략적인 요리 시간을 명시한다. 이와 같은 요리 시간은, 마그네트론이 스위치 온되거나 활성화될 때 공칭 출력, 전형적으로 750W으로 추정되는 소정의 공지된 출력을 방출한다는 사실에 기초하고 있다. 그러나, 마그네트론에 의해 방출되는 실제 출력은 각종 고정 장치의 파라미터 및 제어가 불가능한 동작 파라미터에 좌우되며, 따라서 공칭 출력과 다를 수 있다. 바람직하지 않은 상태에서, 실제 출력은 공칭 출력과는 10% 이상 다를 수도 있다. 마그네트론에 의해 방출된 실제 출력이 공칭 출력보다 훨씬 낮으면, 예컨대 닭고기와 같이 상하기 쉬운 음식은 요리 동안 소정의 총 에너지량이 주어지지 않을 수도 있으며 그리하여 박테리아를 사멸시키는데 필요한 최종 온도에 도달하지 않을 수도 있다. 한편, 실제 출력이 너무 높으면, 음식은 가장자리에서 연소될 수도 있다.

특히, 본 발명은, 요리하는 동안 마그네트론과 같은 마이크로웨이브의 방출원에 의해 마이크로웨이브 오븐의 챔버로 공급된 마이크로웨이브 에너지를 제어하기 위하여 본 명세서의 서두에 설명된 형태의 방법에 관한 것으로, 상기 마이크로웨이브 방출원은, 오븐의 마이크로웨이브 방출원과, 전원 공급 회로 및 오븐 챔버에 존재하는 동작 및 장치 파라미터에 의해 결정되는 전체 출력과 제로 출력 사이에서 전력 공급 회로를 연결 및 분리함으로써 스위칭되고, 상기 마이크로웨이브 방출원은, 요리 과정 동안 총 요리 시간에 걸쳐 전체 출력으로 스위치 온되거나 전체 출력 이하인 소정의 평균 출력을 내기 위해 전체 출력과 제로 출력 사이에서 소정의 주기로 펄스화되며, 요리 시간과 출력 레벨은 요리 과정 동안 마이크로웨이브 방출원에 대하여 오븐 챔버에 유입된 음식에 적합한 총 스위치 온 시간을 부여하는 값으로 설정된다.

본 발명의 목적은, 가열 결과가 본질적으로 상이한 동작 파라미터의 면화와는 관계없도록 하는 방식으로 마이크로웨이브 방출원이 전체 출력과 제로 출력 사이에서 스위칭될 수 있는 요리 과정을 제어하는 것이다.

본 발명에 따라, 상기 목적은, 상기 파라미터중 적어도 하나를 측정하고 이를 상기 파라미터의 공칭값과 관련되어 있는 기준값과 비교하고, 공칭 파라미터값과 측정값 사이에 차이가 존재할 때 설정된 총 스위치 온 시간과 관련하여 수정된 마이크로웨이브 방출원에 대한 유효 스위치 온 시간을 발생시키기 위해 상기 비교 결과를 사용함으로써 달성되며, 이에 따라 요리 과정 동안 공급된 마이크로웨이브 에너지에 미치는 상기 차이의 효과가 실질적으로 제거된다.

스웨덴 특허 SE 8803663-7 호에는 동작 파라미터, 보다 정확하게는 마그네트론의 전류를 측정하고, 측정된 파라미터가 마그네트론을 구동시키는 전원 장치에 영향을 미치게 할 것에 대해 이미 제안되어 있음에 주목하여야 한다. 그러나, 이 경우에, 전원 장치는 전혀 다른 형태, 보다 정확하게는 소위 스위치 모드 장치이다. 이와 같은 전원 장치는, 장치의 스위칭 주파수를 변화시킴으로써 마그네트론의 순간 출력이 쉽게 제어되는 장점이 있다. 상기 SE 특허 명세서에 따르면, 마그네트론 전류는 전류 변환기를 사용하여 측정되며, 측정된 전류는, 마그네트론 전류와 순차적으로 마그네트론 출력이 반드시 일정하게 유지되는 폐쇄 제어 루프를 형성하도록 스위치 주파수에 영향을 주도록 되어 있다. 폐쇄 제어 루프내에서 마그네트론 출력의 이와 같은 효율적인 제어는, 상술된 스위치 모드 장치에서와 같이, 출력이 용이하고도 연속적으로 제어되는 전원 장치가 사용된다는 것을 암시한다. 본 발명은, 전원 장치가 간단하게 스위치 온 및 오프되는 매우 간단하면서도 저렴한 오븐 구조에서 동작 파라미터를 변화시킴으로써 유발된 마그네트론 출력을 변화시키는 문제를 간단하게 해결한다.

마이크로웨이브 방출원이, 최대 출력 이하인 소정의 평균 출력을 내도록 스위치 온의 작업 기간 동안에 스위치 온되고 나머지 작업 기간 동안 스위치 오프되는 요리 과정 동안 펄스화되면, 본 발명의 실시예에 따라, 비교 결과는 각각의 스위치 온 간격의 설정된 지속 기간을 변화시키는 데 사용될 수도 있다. 이렇게 함으로서 요리 과정 동안 챔버에 공급된 실제 전원, 즉 마이크로웨이브 방출원에 의해 방출된 펄스의 평균 전원은, 펄스 지속 기간이 유지되고 그 대신에 총 요리 시간이 정정된 경우보다도 설정된 전력 레벨로 유지될 수 있다는 이점을 가진다. 이렇게 함으로서 높은 열에 견딜 수 없는 음식이 요리 과정 동안 너무 높은 마이크로 웨이브 전원에 노출되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 설정된 요리 시간을 수정하기 위해, 측정값과 공칭 파라미터값 사이의 비교 결과를 사용하는 것이 가능하게 한다. 설정된 전원이 최대 전원이하이고, 또 마이크로웨이브 방출원이 펄스화되면, 설정된 요리 시간의 끝부분에서 추가적인 마이크로웨이브 펄스가 방출된다. 설정된 전원이 최대 전원과 같고 또 마이크로웨이브 방출원이 지속적으로 구동되면, 상기 요리 시간은 공급된 에너지의 양을 조정하는 데 사용 가능한 유일한 제어량이다.

또한, 요리 사간과 각각의 스위치 온 간격의 지속 기간은 설정된 값에 관련하여 수정될 수 있다.

용이하게, 펄스화된 마이크로웨이브 방출원의 동작 파라미터의 측정과 설정된 요리 시간 및 설정된 전원 레벨(스위치 온 간격의 지속 기간)의 수정 혹은 정정은 요리 과정 동안 지속적으로 수행된다. 그리하여, 가열시키는 동안 관련된 파라미터의 변화가 정정된다. 그러나 보통 마이크로웨이브 방출원의 전원 공급 회로를 구동시키는 주전압에 대해서는 부수적인 가능성이 존재한다. 통상적으로, 주 전압은 매우 서서히 변하며, 게다가 마이크로웨이브 방출원이 스위치 온되거나 그렇지 않은 가에 관계없이 측정될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 오븐을 구동시키기 전의 특정한 측정 간격 동안 주전압이 측정되며 주전압이 측정되고, 측정값과 공칭값의 비교 결과는 이미 오븐이 구동되었을 때의 마이크로웨이브 방출원의 설정된 스위치 온 시간을 수정하는데 사용된다. 이것은, 오븐이 이미 구동되었을 때 나머지 요리 시간을 표시하는 역할을 하는 시간 표시기가 정정된 값으로 설정될 수 있기 때문에, 측정된 주 전압의 함수로서 총 요리 시간이 수정되거나 정정될 때 특히 중요하다. 측정 및 정정 동작이 요리 과정 동안 수행되면, 나머지 요리 시간을 나타내는 표시기는 "잘못된(wrong)" 방향으로 진행함으로써 사용자에게 혼란을 줄 수 있다.

오븐을 구동시킬 때 수행된 스위치 온 시간의 상기 순간적인 수정 또는 정정 동작은 또한 요리 과정 동안 한층 지속적인 정정 동작과 결합하여, 오븐이 구동된 후에도 역시 동작 파라미터가 측정된다. 이와 같은 경우에, 측정된 파라미터는 관련된 파라미터 중의 하나인 예컨대 마그네트론 전류일 수도 있다.

마이크로프로세서로 제어되는 과정에 있어서, 측정된 파라미터값 및 공칭 파라미터값은, 설정된 스위치 온 시간을 정정하기 위해, 측정된 파라미터값을 정정인자를 가진 정정표(a correction table)의 포인터로 사용함으로서 용이하게 비교된다.

본 발명에 따른 방법을 적용한 마이크로웨이브 오븐은, 챔버와, 상기 챔버에마이크로웨이브 에너지를 공급하기 위한 마그네트론과 같은 마이크로웨이브 방출원과, 마이크로웨이브 방출원에 동작 전압을 방출시키기 위한 전원 공급 회로와, 오븐에 존재하는 동작 및 장치 파라미터에 의하여 결정되는 전체 출력을 가진 활성 상태와 제로 출력을 가진 비활성 상태 사이로 마이크로웨이브 방출원을 스위칭시키기 위하여 전원 공급 회로에 따라 작용하는 연결 및 분리 수단 및, 마이크로웨이브 방출원을 스위치 온 오프시킴으로써 요리 시간 동안의 출력 베벨과 요리 시간을 결정하기 위한 시간 및 출력 설정 수단을 가진 타이밍 회로를 포함하고서, 요리 시간과 출력 레벨이 오븐 챔버로 유입된 음식에 맞게 적합하게 되고, 마이크로웨이브 에너지가 요리 과정 동안 마이크로웨이브 방출원의 설정된 총 스위치 온 시간에 의해 결정되는 마이크로웨이브 오븐에 있어서, 상기 파라미터중 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 수단과, 상기 측정된 파라미터값을 문제가 되는 파라미터의 공칭 값과 관련된 기준값과 비교하는 수단을 부가적으로 구비하고서, 측정된 값과 공칭 파라미터값 사이에 차이가 있는 경우, 마이크로웨이브 방출원의 설정된 스위치 온 시간이, 문제가 되는 파파미터값과 마이크로웨이브 방출원으로부터의 출력 사이의 소정의 관게에 따라 수정됨으로서 요리 과정 동안 공급된 마이크로웨이브 에너지의 차에 의한 효과를 실질적으로 제거하는 것을 특징으로 한다.

상기 경우에 전원 장치는 단지 스위치 온 및 오프될 수 있기 때문에, 공급된 에너지의 양은 총요리 시간의 지속 기간 또는 각 스위치 온 간격의 지속 기간을 수정함으로써만이 조정될 수 있다. 이는, 시간의 조정 및 정정의 결과가 요리 과정을 제어하기 위한 제어량으로 복귀될수 없기 때문에 조정 동작은 반드시 개방 제어 루프에서 수행되어야 한다는 것을 의미한다.

따라시 조정 동작은, 각 파라미터값의 차이와 마이크로웨이브 방출원에서 나오는 결과적인 출력의 차이 사이의 공지된 관계에 따라 수행되어야 한다. 그리하여, 본 발명은 각 파라미터에 대한 상기 관계를 정확하게 결정하고, 이에 따라 비교 수단을 프로그래밍, 예컨대 파라미터값의 각각의 차이에 대한 출력의 차이를 표시하는 표의 형식으로 프로그래밍하는 것을 포함한다.

마그네트론이 마이크로웨이브 방출원으로서 사용될 때, 본 발명에 따른 마이크로웨이브 오븐의 일실시예의 측정 수단은 마그네트론의 전류를 측정하는 장치를 구비할 수 있다. 이 전류는 마그네트론의 순간적인 출력을 직접 표시하고, 그리고 본질적으로 특수한 곡선형상의 펄스화된 직류인 상기 전류를 정확하게 측정하는 것이 가능하다고 가정하면, 특히 모니터하는데 적합하다.

스웨덴 특허 SE 8803663-7 호에는 마그네트론을 통과하는 전류를 측정하기 위하여 어떻게 전류 변환기를 사용하는지가 개시되어 있다. 이 경우, 특수한 전류 곡선형상에서 교류 성분은 직류 성분에 대한 적절한 측정이기 때문에 이것은 가능하다. 본 발명의 경우에도 적용할 수 있는 마그네트론 전류를 측정하기 위한 보다 간단한 방법에 있어서, 전류 측정 장치는 마그네트론 전류의 순간 값을, 기준 레벨을 초과하는 마그네트론 전류가 측정되는 동안의 시간 간격의 지속 기간인 기준값과 비교하는 회로이다. 이와 같은 지속 기간은 결과적인 직류에 대한 적절한 측정이며 용이하게 디지탈 형식으로 된다.

또한, 전류 변환기는 본 발명의 경우에서도 역시 마그네트론 전류를 측정하는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 오븐의 다른 실시예에서, 측정 수단은 주전압을 측정하는 장치를 구비한다. 주 전압의 변화는 주로 마그네트론 전류에 영향을 미치지만, 또한 마그네트론이 스위치 온될 때마다 요구되는 시동 시간, 즉 스위치 온의 개시와 실제 스위치 온 사이에 경과하는 시간에도 큰 영향을 미친다. 시동시의 이와 같은 변화는 마그네트론을 펄스화 구동하는데에 매우 중요할 수도 있다.

또한 주전압은, 순간 전압을 기준 레벨과 비교하여 주전압이 기준 레벨을 초과하는 시간 간격의 지속 기간을 결정함으로서 측정될 수 있다.

마그네트론 출력은, 마그네트론이 차가울 때 최대이며, 마그네트론이 동작 온도에 접근함에 따라 감소한다. 이것을 보상하기 위해, 본 발명에 따른 오븐의 측정 수단은 마그네트론의 온도를 측정하는 센서를 구비할 수 있다. 이와 같은 온도의 측정은 마그네트론 전류와 주전압의 측정과 결합될 수 있으나, 마그네트론 전류의 측정 대신에 주전압의 측정의 측정과 단독으로 결합할 수 있다.

오븐 챔버의 환기는 가열되는 음식에 냉각 효과를 가진다. 냉각 공기가 따뜻해질수록, 요리하는 동안 소정의 최종 온도에 도달하는 데 보다 에너지가 필요로 된다. 이에 따라 본 발명에 따른 오븐의 일실시예에서는, 측정 수단이 오븐 챔버의 온도를 측정하기 위한 센서를 구비할 수도 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면과 관련하여 실시예로서 보다 상세히 설명한다. 제 1 도에는 주전압(V)에 의해 구동되어, 마그네트론(11)에 동작 전압을 방출하는 전원 장치(10)가 도시되어 있다. 통상적인 형태인 상기 전원 장치는 트랜스(12)와 캐패시터(13)와 다이오드(14)를 구비하고 있다. 상기 트랜스의 보조 권선(12a)은 상기 캐패시터(13)와 다이오드(14)를 통해 정류된 고전압 펄스를 상기 마그네트론(11)에 방출하고, 다른 보조 권선(12b)은 상기 마그네트론의 열이온성 캐소드에 히터 전류를 방출한다. 상기 전원 장치는 또한 예컨대 트라이액(triac) 또는 릴레이와 같은 스위치 수단(15)을 구비하고 있다. 이 스위치 수단(15)에 의해, 상기 마그네트론은 전체 출력(ful1 output)과 제로 출력(zero output) 사이에서 스위칭된다. 상기 스위치는 제어 입력(15a)을 통해 타이머(16)에 의해 제어된다. 상기 타이머에 의해 표시된 시간은, 통상적인 방식으로 총 요리 시간(T)을 주로 결정하는 설정 수단을 포함하고 있는 시간 및 출력 설정 장치(17)에 의해 결정된다. 요리과정 동안에 원하는 전원 레벨(P)을 결정하기 위한 설정 수단이 또한 제공되어 있다. 설정된 전원 레벨이 최대이면, 상기 마그네트론은 총 요리 시간 동안에 전체 출력을 방출할 수 있기 위하여 스위치 온될 수 있다. 상기 설정된 전원 레벨이 최대 이하이면, 상기 마그네트론은 펄스화되는데, 즉 전체 출력과 제로 출력 사이에서 주기적으로 스위칭되며, 각각의 작업 기간의 스위치 온 간격과 스위치 오프 간격의 관계가, 얻어진 평균 출력을 결정한다. 이때, 각각의 설정된 전원 레벨은 상기 스위치 온 간격의 소정의 지속 기간에 대응되게 된다.

도시된 상기 전원 장치에 있어서, 캐패시터는 상기 트랜스의 보조 권선과 직렬 공진 회로를 형성한다. 이 회로는 마그네트론에 동작 전류를 공급하며, 이 동작 전류는 상기 캐패시터의 캐패시턴스 및 상기 트랜스의 보조 권선의 인덕턴스와 같은 여러 가지 고정된 장치 파라미터뿐만이 아니라, 주전압, 마그네트론 전류, 마그네트론 온도 및 오븐 챔버 내의 온도와 같은 다수의 가변 동작 파라미터에 의해 영향을 받는다. 상기 파라미터 중에서, 주전압은 마그네트론 전류, 결국 출력에 직접 영향을 미치기 때문에 수된 파라미터이다. 마그네트론에 동작 전압을 방출하는 주전압으로 동작되는 전원 장치도 역시 마그네트론의 열이온성 캐소드에 히터 전류를 공급하기 때문에, 주전압의 수정은 캐소드를 가열시키고, 이어서 마그네트론을 시동시키는 데 걸리는 시간, 즉 시동의 개시와 실제 시동 사이의 경과시간에 영향을 미친다. 시동시간의 변화는, 마그네트론이 펄스화되고 전원 레벨이 낮을때 평균 출력에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 스웨덴 특허 SE 8800323-1 호에는 실제 시동 시간을 감지함으로써 시동시간의 변화로 유발된 평균 출력 에러를 보상하는 방법이 게재되어 있다.

제 1 도에 도시된 본 발명에 따른 마이크로웨이브 오븐의 실시예에서, 주 전압은, 임계 회로(21)와, 기준 전압(Vref)을 방출하는 소스(22)로 구성된 전압 측정 장치(20)에 의해 측정된다. 임계 회로(21)에서, 상기 주전압(V)은 기준 전압(Vref)과 비교되며, 상기 회로로부터의 출력 전압은, 상기 주전압이 상기 기준 전압을 초과하는 간격 동안에 얻어진다. 제 2 도에서, 상부 곡선은 a) 주전압(V)을 시간(t)의 함수로서 나타내고, 하부 곡선은 b)임계 회로로부터의 출력 전압(V_m)을 나타낸다. 상기 출력 신호는, 펄스의 지속 기간(t_m)이 선택된 기준 전압과 주전압의 진폭에 좌우되는 펄스 신호이다· 이와 같이, 펄스 지속 기간(t_m)은 측정시 주전압의 진폭을 나타내는 양이다. 측정된 양(t_m)을 포함하는 펄스 신호(V_m)는 비교 소자(23)로 보내시며, 여기서 펄스 지속 기간(t_m)은 주전압이 공칭값과 같을 때 tm의 값과 동일한 공칭값(t_nom)과 비교된다. 비교 소자(23)에서 이루어진 상기 비교의 결과로 타이머가 영향을 받게됨으로써 타이머에 의해 방출된 실제 시간은 t_m이 t_nom와 다를 때 설정된 시간과 다르게 된다. 설정된 시간의 수정 또는 정정은, 마그네트론 출력과 주전압의 관계를 나타내는 소정의 신중하게 결정된 함수에 따라 이루어진다. 이와 같은 관계는 제 3 도에 예시되어 있고, 여기서 좌측 열은 주 전압과 공칭 전압 사이의 차(ΔV)를 나타내며, 우측 열은 마그네트론 출력의 차(ΔP₀)를 나타낸다. 이제, 타이머에 설정된 시간의 비교 회로에 의해 수행된 정정 동작은, 요리 과정 동안, 마그네트론에 대한 총 스위치 온 시간(즉, 마그네트론이 지속적으로 동작할 때의 총 요리 시간과 마그네트론이 펄스화될 때의 스위치 온 간격의 합계)이 제 3 도의 우측열과 좌측열에 따른 주전압 변화의 반대 부호에 따라 수정되는 방식으로 실시된다. 이에 따라, 주 전압의 변화가 요리 과정 동안 공급된 에너지의 전체량에 미치는 영향이 제거된다. 상기 주 전압은 오븐을 시동하기 전의 간격동안 및 요리 과정 그 자체 동안에 측정될 수도 있다.

제 4 도에는, 순간 출력의 직접 측정값인 마그네트론 전류를 측정하기 위한 간단한 측정 회로(30)가 예시되어 있다. 마그네트론 전류는 요리 과정 동안에만 측정될 수 있다. 제 4 도에 도시된 바와 같이, 상기 측정 회로(30)는, 트랜스(12)의 보조 권선(12a)에 직렬로 연결된 작은 측정 저항(31)과, 임계 회로(32)와, 기준전압(V'ref)을 위한 소스(33)로 구성되어 있다. 임계 회로(32)에는 저항(31)을 통과한 전압과 기준 전압(V'ref)이 공급되며, 임계 회로(32)는, 제 1 도의 임계 회로(21)와 같이 측정된 전압이 기준 전압을 초과할 때 출력 펄스를 방출한다. 이때, 임계 회로(32)에서 나오는 출력 펄스의 지속 기간(t'm)은 마그네트론 전류를 가리킨다. 상기 임계 회로(32)로부터의 출력 펄스는 비교 회로(34)에 공급되며, 여기서 펄스 지속 기간(t'_m)은 공칭값(t'_nom'), 즉 마그네트론 전류가 공칭값을 가지고 있으면 측정된 펄스가 갖게 될 지속 기간과 비교된다. 상기 회로(34)에서 행해진 비교 결과는, 출력의 차이와 마그네트론 전류를 나타내는 측정된 양(t'm)의 차이 사이의 소정의 관계에 따라 설정된 시간과 관련하여 타이머에 의하여 방출된 실제 시간을 정정하기 위하여 이전에 언급한 방법으로 사용된다.

제 5 도에는 마그네트론 온도 또는 오븐 챔버의 온도를 측정하기 위한 측정 회로(40)가 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 측정 회로(40)는 반도체 센서 또는 서미스터(41)와, 안정화 전압원(42)과, 저항(43, 44)으로 구성된 선형화 회로와, 아날로그/디지탈 변환기(45)로 구성되어 있다. 상기 전압원(42)은 선형화 회로(43, 44)를 통해 전류를 선달하며, 여기서 서미스터(41)는 저항(44)에 대하여 병렬 저항으로서 연결되어 있다. 따라서, 접속점(0)의 전압은 서미스터 값, 결국 감지된 온도에 좌우된다. 접속점(0)에서의 전압은 변환기(45)에서 디지탈화되며, 변환기(45)는 마그네트론 또는 오븐 챔버의 순간 온도를 나타내는 이진수(nT)를 포함하고 있는 신호를 전달한다. 상기 이진수들은 비교 소자(46)에 전송되며, 여기서 문제가 되는 파라미터의 공칭값을 나타내는 수(n_nom)와 비교된다· 다음에, 설정된 시간이 위에서 설명한 방식으로 정정된다.

제 6 도는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 오븐의 마이크로프로세서 제어 실시예를 예시하는 순서도이며, 여기서 공급된 에너지의 양은 마그네트론이 펄스화될때 마그네트론의 스위치 온 간격(마그네트론 펄스의 지속 기간)을 정정함으로써 조정된다. 이 경우에, 선택된 파라미터는 요리 과정 동안에 반복적으로 측정될 수 있으며, 어떠한 파라미터라도 측정될 수 있다.

상기 과정은 블럭(100)에서 시작된다. 블럭(101)에서 선택된 파라미터가 측정되며, 예컨대 주전압의 펄스 지속 기간(t_m)이 결정된다. 블럭(102)에서, 마지막으로 측정된 10개의 측정값에 대한 평균 값(T_m)이 결정된 다음에, 제 6 도의 블럭(103)의 오른쪽열에 도시된 정정표(104)의 포인터(어드레스)로서 블럭(103)에서 사용된다. 상기 정정표는 측정된 양, 즉 평균값(T_m)에 대한 열과 각각의 측정 값의 정정 계수(k)에 대한 열을 가진다. 정정표에서, 공칭값(t_nom)은 정정 계수 1.00의 맞은편에 기억되어 있다. 측정값의 평균값이 설정될 때마다, 이 값은 정정표에서 어드레스로서 사용되며, 대응하는 정정 계수가 표로부터 읽혀진다. 정정표(104)를 가진 블럭(103)은, 상기 실시예에서 측정값이 공칭값과 비교되는 비교 회로에 해당한다. 블럭(105)에서, 설정된 마그네트론 펄스 지속 기간은 판독된 정정 계수가 곱해지며, 블럭(106)에서, 새롭게 정정된 시간은 타이머를 재설정하는데 이용된다. 제어 과정은 블럭(107)에서 종료된다.

제 7 도는 본 발명에 따른 오븐의 마이그로프로세서로 제어되는 실시예를 예시하는 순서도로서, 여기서 오븐이 시동되기 전의 특정한 측정 간격 동안 주 전압이 측정되며, 공급된 에너지 양은 총 요리 시간을 정정함으로써 조정된다. 블럭(200)(제 7 도)에서, 주 전압의 측정이 시작된다. 블록(201, 202)에서, 상술된 방법으로 측정 및 평균값 산출이 수행되며, 블럭(203)에서, 결과로 나타나는 평균값은 정정표(104)로부터 정정 계수를 얻기 위한 포인터로서 사용된다. 이 단계에서, 마이크로프로세서는 측정이 계속됨에 따라 갱신될 수도 있는 정정 계수를 특정한 메모리 장소에 기억시킨다. 박스(205)는 '가열이 시작되었는가'라고 질문한다. '아니오'이면, 보다 양호한 정정 계수의 값을 내도록 주전압은 계속 측정된다. '예'이면, 마지막으로 판독되어 기억된 정정 계수가 정정되며, 블럭(106)에서, 설정된 요리 시간이 곱해진다. 블럭(207)에서, 이때 새로이 정정된 요리 시간은 타이머를 재설정하는데 사용되며, 제어 과정은 블럭(208)에서 종료된다. 이 경우, 이렇게하여 설정된 요리 시간을 오븐이 시동될 때 순간적으로 정정된다.

제 8 도는 제 7 도의 순서도와 유사한 순서도이다. 그러나, 이 경우에, 공급된 에너지 양은, 펄스화될 때 총 요리 시간은 물론 마그네트론의 펄스 지속 기간을 정정함으로써 조정된다. 주전압은 마그네트론이 구동되기 전의 특정한 측정 간격 동안 측정된다고 가정한다. 시동의 측정과, 측정 및 평균값 산출 상기에서와 같이 블록(200, 201, 202)에서 수행한다. 블럭(210)에서, 얻어진 평균값은 정정표(211)에서 포인터로서 사용되며, 블럭(212)에서 마그네트론의 설정된 펄스 지속 기간(설정된 마그네트론의 평균 출력)은 표(211)로부터 판독된 정정 계수가 곱해진다. 블럭(202)에서 얻어진 평균값은 또한 블럭(213)에서 다른 정정 계수를 판독하고 기억시키기 위한 다른 정정표(214)의 포인터로서 사용된다. 그리하여 이 단계에서, 마그네트론에 대한 정정된 펄스 지속 기간과 정정 계수(요리 시간에 대한)가 존재한다. 상기에서와 같이, 블럭(205)은 '가열이 시작되었는가'라고 질문한다. '아니오'이면, 측정이 계속된다. '예'이면, 판독된 정정 계수는 블릭(106)에서 설정된 요리 시간이 곱해진다. 새로운 요리 시간은 사용되거나 블력(107)에 기억되며 제어 과정은 블럭(208)에서 종료된다.

제 8 도에 도시된 예에서, 마그네트론의 펄스 지속 기간은 표(211)로부터 판독된 정정 계수에 의해 정정되며, 총 요리 시간은 표(214)로부터 판독된 정정 계수에 의해 정정된다. 2개의 표(211, 214)가 이와 같이 작성됨으로써 2개의 정정 계수는 함께 요리 과정 동안 공급된 에너지의 양에 대한 요구되는 정정 결과, 즉 제 7 도의 표(204)로부터 판독된 정정 계수만에 의해 달성된 것과 동일한 정정 결과가 얻어진다.

2 단계 정정을 이용하는 상기 예의 바람직한 변형은 오븐이 시동 전의 특정한 측정 간격 동안 주 전압을 측정하고, 오븐을 시동시킬 때 측정된 값을 사용하여 설정된 요리 시간을 가능한 최상으로 정정하는 것으로 구성된다. 주 전압의 변화는 마그네트론 출력을 변화시키는 주요 원인이기 때문에, 요구되는 정정의 주요 부분은 시동시에 이미 수행된다. 그러나, 오븐을 시동시킬 때 제어 과정을 종료시키는 대신에, 요리 과정 동안 측정은 계속될 수 있고 사소한 정정이 수행될 수 있으며, 이와 같은 정정은 요리 과정 동안 변화하는 동작 환경으로 인해 종종 필요하다. 주 전압을 측정하는 대신에 마그네트론 출력과, 요구되는 정정, 예컨대 마그네트론과 오븐 챔버의 온도의 측정과 선택적으로 결합하는 마그네트론 전류를 더 양호하게 지시하는 파라미터를 측정할 수도 있다. 마그네트론이 펄스화되면, 요리 시간 대신에, 요리 과정 동안 얻어진 측정 결과에 의해 마그네트론의 펄스 지속 기간을 정정하는 것이 적설할 수도 있다.

Claims

요리 과정 동안에 마이크로웨이브 오븐의 챔버에 마그네트론과 같은 마이크로웨이브 방출원에 의해 공급되는 마이크로웨이브 에너지를 제어하는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법으로서,

상기 마이크로웨이브 방출원은, 전원 공급 회로를 연결 및 분리함으로써, 상기 오븐의 마이크로웨이브 방출원, 상기 전원 공급 회로, 및 상기 오븐의 챔버의 존재하는 동작 및 장치 파라미터에 의해 결정되는 전체 출력과 제로 출력 사이에서 스위칭되고,

요리 과정 동안에, 상기 마이크로웨이브 방출원은, 총 요리 시간 동안에 전체 출력으로 스위치 온되고, 또는 전체 출력보다 낮은 원하는 평균 출력을 제공하기 위하여 전체 출력과 제로 출력 사이에서 소정의 주기로 펄스화되며,

상기 요리 시간과 출력 레벨은 상기 오븐 챔버에 유입된 음식에 적합한 상기 요리 과정 동안의 상기 마이크로웨이브 방출원의 총 스위치 온 시간을 부여하는 값으로 설정되는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법에 있어서,

상기 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 측정하고, 이 측정된 값을 상기 파라미터의 공칭값과 관련된 기준값과 비교하는 단계와,

상기 마이크로웨이브 방출원의 유효 스위치 온 시간을 발생하는데 상기 비교의 결과를 이용하는 단계로서, 상기 공칭값과 상기 측정된 값간에 차이가 있을 때, 설정된 총 스위치 온 시간과 관련하여 상기 유효 스위치 온 시간이 수정되어, 상기 요리 과정 동안에 공급되는 상기 마이그로웨이브 에너지에 미치는 상기 차이의 영향이 실질적으로 제거되는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 마이크로웨이브 방출원은 복수의 작업 기간으로 분할된 요리 과정 동안에 펄스화되고,

상기 마이크로웨이브 방출원은 원하는 평균 출력을 제공하기 위하여 작업 기간의 스위치 온 간격 동안에는 스위치 온되고, 상기 작업 기간의 나머지 동안에는 스위치 오프되며,

각각의 스위치 온 간격의, 선택된 출력 레벨에 의해 설정된 지속 기간을 수정하는데 상기 비교의 결과를 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크르웨이브 에너지 제어 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 설정된 요리 시간을 수정하는데 상기 비교의 결과를 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법.
제 3 항에 있어서,

요리 시간 및 선택된 출력 레벨의 설정된 값 각각과 관련하여, 상기 요리 시간 및 각각의 스위치 온 간격의 지속 기간을 수정하는데 상기 비교의 결과를 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법.
제 1항에 있어서,

전원 공급 회로가 주전압에 의해 구동되고,

오븐을 시동시키기 전에 특정한 측정 간격 동안에 주전압을 측정하고, 상기 오븐이 이미 시동된 때 상기 마이크로웨이브 방출원의 설정된 스위치 온 시간을 수정하는데 상기 주전압의 상기 측정된 값과 공칭값간의 비교의 결과를 이용하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 에너지 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 과정을 제어하는데 마이크로프로세서가 사용되고,

설정된 스위치 온 시간을 정정하는데 정정 계수를 가진 정정표의 포인터로서 측정된 파라미터값을 이용하여 상기 측정된 파라미터 값과 상기 공칭 파라미터 값을 비교하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 에너지 제이 방법.
챔버와;

상기 챔버에 마이크로웨이브 에너지를 공급하기 위한 마그네트론 같은 마이크로웨이브 방출원과;

상기 마이크로웨이브 방출원에 동작 전압을 공급하는 전원 공급 회로와;

제로 출력을 가진 비활성 상태와 오븐에 존재하는 동작 및 장치 파라미터에 의해 결정되는 전체 출력을 가진 활성 상태 사이에서 상기 마이크로웨이브 방출원을 스위칭하기 위해 상기 전원 공급 회로에 작용하는 연결 및 분리 수단과;

상기 마이크로웨이브 방출원을 스위치 온 및 오프시킴으로써 요리 시간 동안에 요리 시간과 출력 레벨을 결정하기 위한 시간 및 출력 설정 수단을 가진 타이밍 회로를 구비하고 있고,

상기 요리 시간과 출력 레벨은 오븐 챔버에 유입된 음식에 적합하도록 되며,

상기 공급된 마이크로웨이브 에너지는 상기 요리 과정 동안에 상기 마이크로웨이브 방출원의 설정된 총 스위치 온 시간에 의해 결정되는 마이크로웨이브 오븐에 있어서,

상기 파라미터 중 적어도 하나의 파라미터를 측정하는 수단과;

상기 측정된 파라미터 값을 문제가 되는 파라미터(parameter at issue)의 공칭값에 관련된 기준값과 비교하는 수단을 구비하고 있으며,

측정된 파라미터 값과 상기 공칭 파라미터 값간에 차이가 있는 경우에, 상기 마이크로웨이브 방출원의 설정된 스위치 온 시간이 문제가 되는 파라미터값과 상기 마이크로웨이브 방출원으로부터의 출력간의 소정의 관계에 따라 수정되어, 상기 요리 과정 동안에 공급된 마이크로웨이브 에너지에 미치는 상기 차이의 영향이 실질적으로 제거되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
제 7 항에 있어서,

마그네트론이 마이크로웨이브 방출원으로서 사용되고,

상기 측정 수단은 상기 마그네트론을 통해 흐르는 전류를 측정하는 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
제 8 항에 있어서,

상기 전류 측정 장치는, 마그네트론 전류가 기준 전류 레벨을 초과하는 동안에 상기 시간 간격의 지속 기간을 측정하도록 설계된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐,
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

전원 공급 회로가 상기 주 전압에 의해 구동되고,

상기 측정 수단은 상기 주 전압을 측정하는 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
제 10 항에 있어서,

상기 전압 측정 장치는, 주 전압이 기준 전압 레벨을 초과하는 동안에 상기 시간 간격의 지속 기간을 측정하도록 설계된 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
제 7 항에 있어서,

마그네트론이 마이크로웨이브 방출원으로서 사용되고,

상기 측정 수단은 상기 마그네트론의 온도를 감지하도록 된 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.
제 7 항에 있어서,

상기 측정 수단은 상기 오븐 챔버의 온도를 감지하도록 된 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 오븐.