KR20150084617A - 유도 가열 장치 - Google Patents

Abstract

유도 가열 장치를 개시한다. 본 발명은 유도 가열 장치에서 부하에 의한 전기적 특성 파라미터의 변화에도 강인한 전류 제어를 위해 코일에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 크게해야 하고, 이 경우 스위치의 턴 오프 전류가 커지게 되어 스위칭 손실이 증가하게 된다. 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 코일에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 최소가 되도록 하고, 스위칭 손실을 줄이기 위해 최적 스위칭 동작을 구현하는 것으로 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 유도 가열 장치는, 코일과; 코일에 전력을 공급하기 위해 턴 온/턴 오프 되는 스위치를 구비하는 인버터부와; 코일에 흐르는 코일 전류 및 코일에 인가되는 입력 전압의 정보에 기초하여 제 1 기준 전류를 생성하고, 코일 전류와 제 1 기준 전류의 비교를 통해 클럭 신호를 생성하는 제 1 제어부와; 클럭 신호를 분주하여 인버터부의 스위치를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호를 생성하는 스위치 구동부를 포함한다.

Description

유도 가열 장치{INDUCTION HEATING APPARATUS}

본 발명은 유도 가열 장치에 관한 것으로, 인버터를 구비한 유도 가열 장치에 관한 것이다.

유도 가열 장치는 종래의 가열기로 사용된 가스로 및 중유로보다 가열물의 가열시간이 짧아 열에 의한 변형이 적고, 가열물의 자체 발열이므로 효율이 높아 전체 시스템의 소형화 및 경량화가 가능하다. 최근 대용량 고주파 유도 가열 장치는 스위칭 소자의 보호와 시스템의 안정성 및 정확성을 높이기 위해 아날로그 제어기에서 디지털 제어기로 변화하는 추세이다. 최근에는 IGBT를 비롯한 IGCT, SCR, MOSFET 등 전력용 반도체의 눈부신 발전으로 인해 전력용 반도체 소자를 이용한 고주파 영역의 스위칭을 요구하는 공진형 전력 인버터와 컨버터의 설계가 가능해졌다.

유도 가열 장치는 크게 두 가지 방식으로 나누어진다. 첫째로 전압형 인버터를 이용하는 유도가열 장치가 존재한다. 전압형 인버터 유도 가열 장치의 경우 스위칭 주파수를 가변하여 출력을 조절하며 공진 회로 내에서 무효전력을 이끌어내는 방식으로 원하는 공진 주파수보다 높은 주파수로 스위칭한다. 이로 인해 인가전압에 따른 전류분의 위상이 지연되고 상대적으로 무효 전력이 가감되며, 부하측을 공진으로 구성하고 공진 주파수보다 높은 주파수로 스위칭하게 되면 자동적으로 턴-온시에 영전압 스위칭을 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.

하지만 고주파수로 갈수록 손실이 증가하게 되어 이를 줄이기 위해 보조회로를 구성하는 방식 대신 다른 방식의 회로를 구성하거나, 전력용 반도체 소자에 스트레스를 줄일 수 있는 영전압 스위칭 방식 대신 다른 스위칭 방식 을 사용하여 손실을 감소시켜야 하는 단점이 있다.

이에 반해 두 번째로 고주파 하프브리지 인버터 방식은 영전압 스위칭 방식이 이루어질 수 있다는 장점을 지니고 있을 뿐만 아니라 하프브리지 방식의 특성상 전력용 반도체 소자의 내압이 작으며, 이에 따라 대용량화로의 확장이 용이하여 유도 가열 시스템에 많이 사용되고 있다. 이러한 하프브리지 타입 고주파 인버터를 사용하게 되면 가열 효율이 높기 때문에 경제적이며, 신속한 가열로 인해 생기는 손실이 저감하여 고 효율화를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 뛰어난 안전성과 출력 제어 및 온도 제어가 용이하며, 가열시 생기는 오염 물질의 발생이 없어 청결하다.

이와 같이 구성되는 종래의 유도 가열 장치는 유도 가열용 코일의 인덕턴스 L, 피가열 물체의 저항 R, 역률 보상용 콘덴서의 용량 C 등으로 부하단의 요소로 나눌 수 있으며, 이러한 RLC 부하단의 임피던스와 어드미턴스가 최소가 되는 공진 주파수를 찾아 가장 좋은 효율로 전원단의 전력을 부하로 공급하는 것이 주요 기술들이었다. 즉 유도 가열 장치의 초기 구동 시는 물론 가열 중에 사용자의 조작으로 인해 피가열 물체(예를 들면 냄비, 그릇 등)의 위치가 이동하더라도 공진 상태를 이루게 하는 것이 중요한 요소인 것이다.

이를 위한 종래의 유도 가열 장치에서는 고정된 부하의 RLC를 측정하여 적합한 공진 주파수를 선택하고, 인버터에 고정으로 스위칭하는 방식이었다. 따라서 일단 인버터에 전송하는 스위칭 신호는 고정된 공진 주파수로부터 발신되는 것이므로 변화하는 부하 상태에 따른 상황 변화에 적극 대응하기 곤란하고 이로 인하여 가열 효율이 현저히 저하되는 문제가 있다. 즉 여러 가지 요인에 의하여 RLC 값에 변화가 생기면 공진 주파수가 틀어져서 유도 가열 작동에 있어서 최대 효율을 낼 수 없는 문제가 존재한다.

또한, 유도 가열 장치에서 부하에 의한 전기적 특성 파라미터의 변화에도 강인한 전류 제어를 위해 코일에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 크게해야 하고, 이 경우 스위치의 턴 오프 전류가 커지게 되어 스위칭 손실이 증가하게 된다.

일 측면에 따르면 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 코일에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 최소가 되도록 하고, 스위칭 손실을 줄이기 위해 최적 스위칭 동작을 구현하는 것으로 목적으로 한다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 유도 가열 장치는, 코일과; 코일에 전력을 공급하기 위해 턴 온/턴 오프 되는 스위치를 구비하는 인버터부와; 코일에 흐르는 코일 전류 및 코일에 인가되는 입력 전압의 정보에 기초하여 제 1 기준 전류를 생성하고, 코일 전류와 제 1 기준 전류의 비교를 통해 클럭 신호를 생성하는 제 1 제어부와; 클럭 신호를 분주하여 인버터부의 스위치를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호를 생성하는 스위치 구동부를 포함한다. 공진점 추적 제어부(410)와 스위치 구동부(402)는 마이컴으로 구현할 수 있다.

또한, 상술한 유도 가열 장치는, 코일 전류가 제 1 기준 전류보다 작은 구간에서 클럭 신호의 하이 레벨 구간이 형성된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 제어부는 제 1 비교기를 포함하고; 제 1 비교기에서, 반전 입력단에는 코일 전류의 크기 정보가 입력되며, 비반전 입력단에는 제 1 기준 전류가 입력된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 기준 전류는, 코일 전류의 피크 값을 입력 전압으로 나눈 값에 비례하도록 결정된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 기준 전류는, 스위치의 최소 오프 전류가 유지될 수 있는 크기로 결정된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 스위치 구동부는, 클럭 신호가 클럭 단자에 입력되고, 부 논리 출력이 데이터 입력단에 연결되는 디 플립플롭과; 디 플립플롭의 정 논리 출력과 부 논리 출력을 이용하여 인버터부의 스위치를 구동하기 위한 스위치 구동 신호를 발생시키는 논리 게이트를 포함한다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 논리 게이트는, 디 플립플롭의 정 논리 출력을 2분주하여 스위치 구동 신호를 생성하는 앤드 게이트를 포함한다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 인버터부는 하프-브리지 인버터이다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 제어부와 스위치 구동부는 마이컴으로 구현할 수 있다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 유도 가열 장치는, 코일과; 코일에 전력을 공급하기 위해 턴 온/턴 오프 되는 스위치를 구비하는 인버터부와; 코일에 흐르는 코일 전류 및 코일에 인가되는 입력 전압의 정보에 기초하여 제 1 기준 전류를 생성하고, 코일 전류와 제 1 기준 전류의 비교를 통해 클럭 신호를 생성하는 제 1 제어부와; 클럭 신호를 분주하여 인버터부의 스위치를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호를 생성하는 스위치 구동부와; 제 1 제어부에서 출력되는 클럭 신호가 스위치 구동부로 입력될 때 사용자 설정 출력 정보에 기초하여 스위치 구동부로의 클럭 신호의 입력을 선택적으로 제한하기 위한 인에이블 신호를 생성하는 제 2 제어부를 포함한다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 코일 전류가 제 1 기준 전류보다 작은 구간에서 클럭 신호의 하이 레벨 구간이 형성된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 제어부는 제 1 비교기를 포함하고; 제 1 비교기에서, 반전 입력단에는 코일 전류의 크기 정보가 입력되며, 비반전 입력단에는 제 1 기준 전류가 입력된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 기준 전류는, 코일 전류의 피크 값을 입력 전압으로 나눈 값에 비례하도록 결정된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 기준 전류는, 스위치의 최소 오프 전류가 유지될 수 있는 크기로 결정된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 스위치 구동부는, 클럭 신호가 클럭 단자에 입력되고, 부 논리 출력이 데이터 입력단에 연결되는 디 플립플롭과; 디 플립플롭의 정 논리 출력과 부 논리 출력을 이용하여 인버터부의 스위치를 구동하기 위한 스위치 구동 신호를 발생시키는 논리 게이트를 포함한다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 논리 게이트는, 디 플립플롭의 정 논리 출력을 2분주하여 스위치 구동 신호를 생성하는 앤드 게이트를 포함한다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 인버터부는 하프-브리지 인버터이다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 2 제어부는 제 2 비교기를 포함하고; 제 2 비교기에서, 비반전 입력단에는 코일 전류의 절대 값과 제 2 기준 전류의 차(差)를 비례 적분 제어한 비례 적분 제어 값이 입력되고, 반전 입력단에는 톱니파 신호가 입력된다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 2 기준 전류는 사용자가 설정한 유도 가열 장치의 목표 출력을 대표하는 전류 값이다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 2 제어부는, 비례 적분 제어 값이 톱니파보다 큰 구간에서는 하이 레벨의 값을 갖고 비례 적분 제어 값이 톱니파보다 작거나 같은 구간에서는 로우 레벨의 값을 갖는 펄스 신호를 인에이블 신호로서 발생시킨다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 인에이블 신호가 하이레벨 구간일 때 스위치 구동부에서 클럭 신호의 분주가 이루어진다.

또한, 상술한 유도 가열 장치에서, 제 1 제어부와 스위치 구동부, 제 2 제어부는 마이컴으로 구현할 수 있다.

일 측면에 따르면 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 코일에 인가되는 전압과 전류의 위상차를 최소가 되도록 하고, 스위칭 손실을 줄이기 위해 최적 스위칭 동작을 구현할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 가열 조리기를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 코일의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 가열 원리를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 고주파 전력 공급부의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 나타낸 고주파 전력 공급부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기 고주파 전력 공급부 회로의 스위칭 파형을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5에 나타낸 공진점 추적 제어부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 고주파 전력 공급부의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 나타낸 고주파 전력 공급부의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 나타낸 공진점 추적 제어부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 9에 나타낸 전류 제어부의 동작을 나타낸 도면이다.

이하에서는 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 유도 가열 장치의 다양한 실시 예들을 개시하고자 한다. 도 1 내지 도 12에서는 유도 가열 장치의 한 종류인 유도 가열 조리기를 실시 예로서 개시하였는데, 본 발명은 조리기에 한정되지 않고, 프린터의 정착기에서 토너를 가열하기 위한 가열 장치와, 금속의 표면 강화를 위한 열 처리 장치 등과 같이, 유도 가열이 사용될 수 있는 다른 여러 산업 분야에 응용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도 가열 조리기를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유도 가열 조리기는 본체(1)를 구비한다. 본체(1)의 상부에는 조리 용기(52)를 올려놓을 수 있도록 마련된 조리판(2)이 설치된다. 조리판(2)은 세라믹 재질일 수 있다. 본체(1)의 내부에는 조리판(2) 하부에 설치되어 조리판(2)에 열원을 제공하기 위한 복수의 코일(54)이 마련된다. 이 코일(54)들은 조리판(2)의 전체 면적에 걸쳐 그 하부에 동일한 간격으로 배치된다. 본 발명의 실시 예에서는 16개의 코일(54)이 4X4 행렬 형태로 배치된 경우를 예로 들어 설명하도록 한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시 예와는 달리 코일(54)들이 조리판(2)의 전체 면적에 걸쳐 그 하부에 균일하지 않은 간격으로 배치될 수도 있다. 또한, 조리판(2)의 하부에는 코일(54)들을 구동하기 위한 제어 장치(3)가 마련된다. 본체(1)의 상부에는 코일(54)들을 구동시키기 위해 제어 장치(3)에 해당 명령을 입력하기 위한 복수의 조작 버튼으로 구성된 입력부(80) 및 유도 가열 조리기의 작동과 관련된 정보를 표시하는 표시부(90)를 포함하는 컨트롤 패널(4)이 마련된다.

도 2는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 코일의 구조를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 조리판(2)의 아래쪽에는 코일(54)이 나선형으로 설치되고, 코일(54)에는 고주파 전력 공급부(206)가 전기적으로 연결된다. 고주파 전력 공급부(206)는 코일(54)에 고주파 전류를 인가한다.

조리판(2)의 위쪽에는 조리물이 담긴 조리 용기(52)가 놓일 수 있다. 유도 가열 조리기가 동작하는 동안 코일(54)에 고주파 전류가 공급되면, 코일(54)에는 참조 부호 202로 나타낸 것과 같은 방향으로 자력선이 형성되고, 이 자력선에 의해 조리판(2)의 위의 조리 용기(52)의 바닥에 참조 부호 204로 나타낸 것과 같은 와류 형태의 유도 전류가 형성된다.

도 3은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 가열 원리를 나타낸 도면이다. 유도 가열 조리기는 전자 유도 법칙에 의해 발생한 와전류와 전기 저항을 이용하여 조리 용기(52) 내부의 식품을 가열한다.

앞서 도 2에서, 코일(54)에 고주파 전류를 흘려주면 코일(54) 주변에 자력선이 형성되고, 이 자력선이 조리 용기(52)의 바닥에 와류 형태의 유도 전류를 발생시키는 것을 설명한 바 있다. 고주파 전류의 주파수는 20kHz 내지 35kHz 일 수 있다. 코일(54)의 주변에 형성되는 자력선이 미치는 범위 내에 금속 재질의 조리 용기(52)를 두면 코일(54) 주변의 자력선이 조리 용기(52)의 바닥을 통과하여 전자 유도 법칙에 따라 와류 형태의 유도 전류를 발생시킨다. 이러한 와류 형태의 유도 전류와 조리 용기(52)의 전기 저항의 상호 작용에 의해 조리 용기(52)에서 열이 발생하여 조리 용기(52) 내부의 조리물의 가열될 수 있다. 이와 같은 유도 가열 조리기에서는 조리 용기(52) 자체가 발열원으로 작용하기 때문에, 조리 용기(52)의 재질은 금속성인 철이나 스테인리스 스틸, 니켈 등이 사용될 수 있다. 단, 알루미늄이나 도자기, 유리 등은 전기 저항이 작아 발열이 쉽게 일어나지 않기 때문에 유도 가열 조리기에서 사용하기 위한 조리 용기(52)로는 적합하지 않다.

도 4는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 고주파 전력 공급부의 제 1 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 4에서, 인버터부(402)는 도 2 및 도 3에 나타내었던 코일(54)을 포함한다. 교류 전원(406)의 교류 전력이 필터부(406)와 정류부(408)를 통해 인버터부(402)의 코일(54)에 공급될 때, 공진점 추적 제어부(410)(제 1 제어부) 및 스위치 구동부(412)는 인버터부(402)로의 전력 공급에 관여하여 인버터부(402)에서 발생할 수 있는 전력 손실이 최소화되도록 한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 교류 전원(404)은 예를 들면 325V 50Hz의 상용 교류 전력을 공급하는 전원일 수 있다. 교류 전원(404)으로부터 공급되는 전력은 필터부(406)를 거치면서 노이즈가 제거된 후 정류부(408)에 전달된다. 정류부(408)는 전달된 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 다음 후단의 인버터부(402)로 직류 전력을 전달한다. 인버터부(402)에 전달되는 전력은 인버터부(402) 내부에서의 스위칭 작용에 의해 고주파 전력으로 변환되어 코일(54)에 인가된다.

공진점 추적 제어부(410)는 코일(54)의 전기적 파라미터(등가 인덕턴스 및 등가 저항)가 변화하더라도 코일(54)로의 전력 공급을 위한 스위칭 작용의 최적화를 구현하여 전력 손실이 최소화되도록 스위치 구동부(412)를 제어한다. 스위치 구동부(412)는 인버터부(402) 내부에서 스위칭 작용이 이루어질 수 있도록 스위치 구동 신호(P1)(P2)를 생성하여 인버터부(402)에 제공한다. 인버터부(402)에서는 이 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 의해 스위칭 작용이 이루어진다.

도 5는 도 4에 나타낸 고주파 전력 공급부의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 필터부(406)는 변압기와 커패시터로 구성되어 교류 전원(404)으로부터 공급되는 전력에 혼입되는 노이즈를 제거한다. 정류부(408)는 복수의 다이오드가 브리지 정류 회로를 구성한다. 필터부(406)를 통과한 교류 전력은 정류부(408)의 복수의 다이오드의 정류 작용에 의해 직류로 변환된다.

인버터부(402)는 기본적으로 복수의 스위칭 소자(Q1)(Q2)와 복수의 커패시터(Cr1)(Cr2)로 이루어지는 하프-브리지 회로(Half-Bridge Circuit)를 기반으로 한다. 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 스위치 구동부(412)에서 생성되는 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 의해 턴 온/턴 오프 된다. 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)일 수 있다. 인버터부(502)에서, 입력 전압(Vi)이 동일한 용량의 커패시터(Cr1)(Cr2)에 의해 균등하게 분압되어 양단에 커패시터(Cr1)(Cr2) 각각의 양단에 Vi/2의 전압이 걸린다. 스위치(Q1)(Q2)에는 유도성 부하에 연속적으로 전류를 흘리기 위해 피드백 다이오드가 마련된다. 인버터부(402)에서 복수의 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 서로 교번하여 턴 온/턴 오프 됨으로써 코일(54)에 소정 주파수의 교류 전류가 공급되도록 한다. 코일(54)과 커패시터(Q1)(Q2) 사이의 전류 경로에는 전류 센서(502)가 설치된다. 이 전류 센서(502)는 코일(54)에 흐르는 전류 즉 코일 전류(IL)의 크기를 검출한다. 전류 센서(502)에 의해 검출된 코일 전류(IL)의 정보(예를 들면 코일 전류(IL)의 크기에 대한 정보)는 공진점 추적 제어부(410)에 제공된다. 또한, 코일(54)에 인가되는 전압의 정보(예를 들면, 직렬 연결되는 두 개의 커패시터(Cr1)(Cr2) 양단 사이의 입력 전압(Vi)에 대한 정보)도 공진점 추적 제어부(410)에 제공된다.

이와 같은 인버터부(402)에서, 코일(54)에 인가되는 고주파 전류의 주파수는 하나의 값으로 고정되거나, 또는 사용자의 설정에 따라 특정 값을 가질 수 있다. 이 고주파 전류의 주파수는 코일(54) 주변의 자기장의 세기를 결정하고, 이 자기장의 세기에 비례하여 조리 용기(52)에서의 유도 전류가 형성되기 때문에, 결국 코일(54)에 인가되는 고주파 전류의 주파수에 비례하여 조리 용기(52)에서의 발열량이 결정된다.

공진점 추적 제어부(410)는 비교기(504)(제 1 비교기)를 이용하여 코일 전류(IL)에 관련된 정보와 입력 전압(Vi)에 관련된 정보를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 주파수가 결정되는 클럭 신호(CLK)를 생성한다. 공진점 추적 제어부(410)에 입력되는 코일 전류(IL)의 절대 값이 비교기(504)의 반전 입력단(-)에 입력된다. 비교기(504)의 비반전 입력단(+)에는 기준 전류(Ith)(제 1 기준 전류)가 입력된다. 따라서 비교기(504)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)는 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 크면 로우 레벨 구간이 형성되고 반대로 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 작거나 같으면 하이 레벨 구간이 형성된다. 공진점 추적 제어기(410)의 비교기(504)의 비반전 입력단(+)에 입력되는 기준 전류(Ith)는 코일 전류(IL)의 피크 값(ILPK)을 입력 전압(Vi)으로 나눈 값(즉 ILPK/Vi)으로 결정될 수 있다. 또한, 기준 전류(Ith)에 비례 상수 K를 곱한 값을 비교기(504)의 비반전 입력단(+)에 입력되도록 할 수 있다. 공진점 추적 제어부(410)의 구체적인 동작에 대해서는 후술하게 될 도 8의 설명에서 자세히 다루고자 한다.

스위치 구동부(412)는 공진점 추적 제어부(410)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)를 분주하여 복수의 스위치 구동 신호(P1)(P2)를 생성한다. 이 복수의 스위치 구동 신호(P1)(P2)가 앞서 설명한 인버터부(402)의 스위치(Q1)(Q2)를 턴 온/턴 오프 시킨다. 공진점 추적 제어부(410)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)는 스위치 구동부(412)의 디 플립플롭(D Flip-Flop)(506)에 클럭 신호로서 입력된다. 디 플립플롭(506)의 입력단(D)은 디 플립플롭(506)의 부 논리 출력단(Q’)에 연결된다. 이와 같은 디 플립플롭(506)은 공진점 추적 제어부(410)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)를 2분주한다. 디 플립플롭(506)의 정 논리 출력(Q)은 딜레이(508)와 앤드 게이트(510)를 거쳐 스위치(Q1)를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호(P1)로서 출력되고, 디 플립플롭(506)의 부 논리 출력(Q’)은 딜레이(518)와 앤드 게이트(520)를 거쳐 스위치(Q2)를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호(P2)로서 출력된다. 디 플립플롭(506)의 작용에 의해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2) 각각은 서로 반대의 위상을 갖는다. 또한, 딜레이(508)(518)의 작용에 의해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2) 사이에는 데드 타임(Dead Time)이 형성되는데, 이로 인해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 서로 중첩되는 구간이 존재하지 않음으로써 인버터부(402)의 두 개의 스위치(Q1)(Q2)가 동시에 턴 온 되는 상황은 발생하지 않는다.

도 6은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 등가 회로를 나타낸 도면이다. 유도 가열 조리기는 코일(54)과 부하(예를 들면 조리 용기(52))를 각각 1차 측과 2차 측으로 하는 변압기 등가 모델로 표현할 수 있다. 이 등가 모델은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 하나의 등가 인덕턴스 Leq와 등가 저항 Req의 직렬연결로 나타낼 수 있다. 도 6의 등가 회로는 다음의 식 1과 같이 나타낼 수 있다.

(1)

식 1에서 M은 상호 인덕턴스이다. 식 1을 I2에 대해 정리하면 아래의 식 2와 같이 나타낼 수 있다.

(2)

식 1과 식 2에 의해 등가 회로의 파라미터는 아래의 식 3과 같이 나타낼 수 있다.

(3)

이와 같이 등가화된 파라미터 Leq와 Req는 가열 부하(즉 조리 용기(52))의 크기와 위치, 코일(54)과 가열 부하 사이의 거리, 가열 부하의 도전율과 투자율, 동작 주파수 등에 따라 변화한다. 파라미터 Leq 및 Req의 변화에 강인한 코일(54)의 전류 제어를 위해서는 스위치(Q1)(Q2)의 스위칭 주파수(Fsw)가 공진 주파수(Fr)보다 커야 한다. 또한 변화하는 파라미터 Leq 및 Req의 변화에 강인한 코일(54)의 전류 제어를 위해 코일(54)에 인가되는 전압과 전류의 위상차 Φ가 커야 한다. 다만, 위상차 Φ가 커질수록 스위치(Q1)(Q2)의 턴 오프 전류(Ioff)도 함께 커져서 스위칭 손실을 증가시킨다.

도 7은 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기 고주파 전력 공급부 회로의 스위칭 파형을 나타낸 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 스위치(Q1)(Q2)가 턴 온/턴 오프를 반복할 때 스위치(Q1)(Q2)의 드레인-소스 전압(VDS)과 콜렉터-에미터 전류(ICE)(코일 전류 IL과 동일함)의 위상차 Φ가 클수록 스위칭 손실은 증가한다. 따라서 본 발명의 제 1 실시 예에서는, 스위칭 손실을 최소로 하기 위해 전압과 전류의 위상차 Φ를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

도 8은 도 5에 나타낸 공진점 추적 제어부의 동작을 나타낸 도면이다. 앞서 도 5의 설명에서 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유도 가열 조리기의 공진점 추적 제어부(410)의 구성에 대해 설명한 바 있다. 도 8은 이 공진점 추적 제어부(410)가 어떻게 위상차 Φ를 최소화하는지를 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 코일 전류(IL)의 절대 값과 기준 전류(Ith)를 비교하여 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 큰 구간에서는 클럭 신호(CLK)의 로우 레벨 구간이 형성되고 반대로 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 작거나 같은 구간에서는 클럭 신호(CLK)의 하이 레벨 구간이 형성된다. 기준 전류(Ith)가 작을수록 클럭 신호(CLK)의 하이 레벨 구간도 짧아져서 스위치(Q1)(Q2) 각각의 드레인-소스 전압(VDS1)(VDS2)과 코일 전류(IL)의 위상 차 Φ가 감소함을 알 수 있다. 여기서 기준 전류(Ith)는 스위치(Q1)(Q2)의 최소 오프 전류가 유지될 수 있도록 하기 위해 ILPK/Vi에 비례하도록 설정하는 것이 바람직하다. 여기서 ILPK는 코일 전류(IL)의 피크 값이고, Vi는 입력 전압이다.

도 9는 도 1에 나타낸 유도 가열 조리기의 고주파 전력 공급부의 제 2 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 9에서, 인버터부(902)는 도 2 및 도 3에 나타내었던 코일(54)을 포함한다. 교류 전원(906)의 교류 전력이 필터부(906)와 정류부(908)를 통해 인버터부(902)의 코일(54)에 공급될 때, 공진점 추적 제어부(910)(제 1 제어부)와 전류 제어부(914)(제 2 제어부) 및 스위치 구동부(912)는 인버터부(902)로의 전력 공급에 관여하여 인버터부(902)에서 발생할 수 있는 전력 손실이 최소화되도록 한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 교류 전원(904)은 예를 들면 325V 50Hz의 상용 교류 전력을 공급하는 전원일 수 있다. 교류 전원(904)으로부터 공급되는 전력은 필터부(906)를 거치면서 노이즈가 제거된 후 정류부(908)에 전달된다. 정류부(908)는 전달된 교류 전력을 직류 전력으로 변환한 다음 후단의 인버터부(902)로 직류 전력을 전달한다. 인버터부(902)에 전달되는 전력은 인버터부(902) 내부에서의 스위칭 작용에 의해 고주파 전력으로 변환되어 코일(54)에 인가된다.

공진점 추적 제어부(910)는 코일(54)의 전기적 파라미터(등가 인덕턴스 및 등가 저항)가 변화하더라도 코일(54)로의 전력 공급을 위한 스위칭 작용의 최적화를 구현하여 전력 손실이 최소화되도록 스위치 구동부(912)를 제어한다. 스위치 구동부(912)는 인버터부(902) 내부에서 스위칭 작용이 이루어질 수 있도록 스위치 구동 신호(P1)(P2)를 생성하여 인버터부(902)에 제공한다. 인버터부(902)에서는 이 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 의해 스위칭 작용이 이루어진다.

전류 제어부(914)는 펄스 폭 변조 방식(PWM)의 저주파 스위칭 동작을 통해 코일(54)의 평균 전류를 제어하기 위한 구성 요소이다. 이를 위해 공진점 추적 제어부(910)로부터 코일 전류(IL)의 절대 값(크기)에 대한 정보를 입력받아 공진점 추적 제어부(910)에서 출력되는 클럭 신호(CLK)가 스위치 구동부(912)로 입력되도록 하기 위한 인에이블 신호(EN)를 생성한다.

도 10은 도 9에 나타낸 고주파 전력 공급부의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 필터부(906)는 변압기와 커패시터로 구성되어 교류 전원(904)으로부터 공급되는 전력에 혼입되는 노이즈를 제거한다. 정류부(908)는 복수의 다이오드가 브리지 정류 회로를 구성한다. 필터부(906)를 통과한 교류 전력은 정류부(908)의 복수의 다이오드의 정류 작용에 의해 직류로 변환된다.

인버터부(902)는 기본적으로 복수의 스위칭 소자(Q1)(Q2)와 복수의 커패시터(Cr1)(Cr2)로 이루어지는 하프-브리지 회로(Half-Bridge Circuit)를 기반으로 한다. 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 스위치 구동부(912)에서 생성되는 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 의해 턴 온/턴 오프 된다. 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)일 수 있다. 인버터부(1002)에서, 입력 전압(Vi)이 동일한 용량의 커패시터(Cr1)(Cr2)에 의해 균등하게 분압되어 양단에 커패시터(Cr1)(Cr2) 각각의 양단에 Vi/2의 전압이 걸린다. 스위치(Q1)(Q2)에는 유도성 부하에 연속적으로 전류를 흘리기 위해 피드백 다이오드가 마련된다. 인버터부(902)에서 복수의 스위칭 소자(Q1)(Q2)는 서로 교번하여 턴 온/턴 오프 됨으로써 코일(54)에 소정 주파수의 교류 전류가 공급되도록 한다. 코일(54)과 커패시터(Q1)(Q2) 사이의 전류 경로에는 전류 센서(1002)가 설치된다. 이 전류 센서(1002)는 코일(54)에 흐르는 전류 즉 코일 전류(IL)의 크기를 검출한다. 전류 센서(1002)에 의해 검출된 코일 전류(IL)의 정보(즉, 코일 전류(IL)의 크기에 대한 정보)는 공진점 추적 제어부(910)에 제공된다. 또한, 코일(54)에 인가되는 전압의 정보(예를 들면, 직렬 연결되는 두 개의 커패시터(Cr1)(Cr2) 양단 사이의 입력 전압(Vi)에 대한 정보)도 공진점 추적 제어부(910)에 제공된다.

이와 같은 인버터부(902)에서, 코일(54)에 인가되는 고주파 전류의 주파수는 하나의 값으로 고정되거나, 또는 사용자의 설정에 따라 특정 값을 가질 수 있다. 이 고주파 전류의 주파수는 코일(54) 주변의 자기장의 세기를 결정하고, 이 자기장의 세기에 비례하여 조리 용기(52)에서의 유도 전류가 형성되기 때문에, 결국 코일(54)에 인가되는 고주파 전류의 주파수에 비례하여 조리 용기(52)에서의 발열량이 결정된다.

공진점 추적 제어부(910)는 비교기(1004)(제 1 비교기)를 이용하여 코일 전류(IL)에 관련된 정보와 입력 전압(Vi)에 관련된 정보를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 주파수가 결정되는 클럭 신호(CLK)를 생성한다. 공진점 추적 제어부(910)에 입력되는 코일 전류(IL)의 절대 값이 비교기(1004)의 반전 입력단(-)에 입력된다. 비교기(1004)의 비반전 입력단(+)에는 기준 전류(Ith)(제 1 기준 전류)가 입력된다. 따라서 비교기(1004)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)는 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 크면 로우 레벨 구간이 형성되고 반대로 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 작거나 같으면 하이 레벨 구간이 형성된다. 공진점 추적 제어기(910)의 비교기(1004)의 비반전 입력단(+)에 입력되는 기준 전류(Ith)는 코일 전류(IL)의 피크 값(ILPK)을 입력 전압(Vi)으로 나눈 값(즉 ILPK/Vi)으로 결정될 수 있다. 또한, 기준 전류(Ith)에 비례 상수 K를 곱한 값을 비교기(1004)의 비반전 입력단(+)에 입력되도록 할 수 있다. 공진점 추적 제어부(910)의 구체적인 동작에 대해서는 후술하게 될 도 11의 설명에서 자세히 다루고자 한다.

전류 제어부(914)에서는, 공진점 추적 제어부(910)로부터 코일 전류(IL)의 절대 값(크기)에 대한 정보를 입력받고, 기준 전류(ILREF)(제 2 기준 전류)를 입력받아서, 코일 전류(IL)의 절대 값과 기준 전류(ILREF)의 차(差)를 비례 적분 제어(PI)하고, 비례 적분 제어의 결과인 비례 적분 제어 값(Pref)이 비교기(1058)(제 2 비교기)의 비반전 입력단(+)에 입력되도록 한다. 비교기(1058)의 반전 입력단(-)에는 저주파(예를 들면 1Hz)의 톱니파(sawtooth wave)(1056)가 입력되도록 한다. 여기서 기준 전류(ILREF)는 사용자가 설정한 유도 가열 조리기의 목표 출력을 대표하는 전류 값이다. 전류 제어부(914)는 이와 같은 구조를 통해, 비례 적분 제어 값(Pref)이 톱니파보다 큰 구간에서는 하이 레벨의 값을 갖고 비례 적분 제어 값(Pref)이 톱니파보다 작거나 같은 구간에서는 로우 레벨의 값을 갖는 펄스 신호를 인에이블 신호(EN)로서 발생시킨다. 전류 제어부(914)에서 발생한 인에이블 신호(EN)는 스위치 구동부(912)의 앤드 게이트(1060)에 입력된다.

스위치 구동부(912)는 공진점 추적 제어부(910)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)를 분주하여 복수의 스위치 구동 신호(P1)(P2)를 생성한다. 이 복수의 스위치 구동 신호(P1)(P2)가 앞서 설명한 인버터부(902)의 스위치(Q1)(Q2)를 턴 온/턴 오프 시킨다. 공진점 추적 제어부(910)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)는 스위치 구동부(912)의 앤드 게이트(1060)에 입력된다. 앤드 게이트(1060)에서, 앞서 설명한 전류 제어부(914)에서 발생한 인에이블 신호(EN)가 또 다른 입력 신호가 된다. 이로 인해, 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간에서는 클럭 신호(CLK)가 그대로 앤드 게이트(1060)의 출력 신호가 되고, 인에이블 신호(EN)의 로우 레벨 구간에서는 앤드 게이트(1060)에서 로우 레벨의 신호만이 출력된다. 결국, 인에이블 신호(EN)는 공진점 추적 제어부(910)에서 출력되는 클럭 신호(CLK)를 선별적으로 스위치 구동부(912)의 디 플립플롭(1006)에 전달되도록 하는 것임을 알 수 있다. 앤드 게이트(1060)의 출력 신호는 디 플립플롭(D Flip-Flop)(1006)에 클럭 신호로서 입력된다. 디 플립플롭(1006)의 입력단(D)은 디 플립플롭(1006)의 부 논리 출력단(Q’)에 연결된다. 이와 같은 디 플립플롭(1006)은 공진점 추적 제어부(910)에서 생성되는 클럭 신호(CLK)(더 정확하게는 앤드 게이트(1060)를 통과한 신호)를 2분주한다. 디 플립플롭(1006)의 정 논리 출력(Q)은 딜레이(1008)와 앤드 게이트(1010)를 거쳐 스위치(Q1)를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호(P1)로서 출력되고, 디 플립플롭(1006)의 부 논리 출력(Q’)은 딜레이(1018)와 앤드 게이트(1020)를 거쳐 스위치(Q2)를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호(P2)로서 출력된다. 디 플립플롭(1006)의 작용에 의해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2) 각각은 서로 반대의 위상을 갖는다. 또한, 딜레이(1008)(1018)의 작용에 의해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2) 사이에는 데드 타임(Dead Time)이 형성되는데, 이로 인해 두 개의 스위치 구동 신호(P1)(P2)에 서로 중첩되는 구간이 존재하지 않음으로써 인버터부(902)의 두 개의 스위치(Q1)(Q2)가 동시에 턴 온 되는 상황은 발생하지 않는다.

도 11은 도 10에 나타낸 공진점 추적 제어부의 동작을 나타낸 도면이다. 앞서 도 10의 설명에서 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유도 가열 조리기의 공진점 추적 제어부(910)의 구성에 대해 설명한 바 있다. 도 11은 이 공진점 추적 제어부(910)가 어떻게 위상차 Φ를 최소화하는지를 설명하기 위한 도면이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 코일 전류(IL)의 절대 값과 기준 전류(Ith)를 비교하여 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 큰 구간에서는 클럭 신호(CLK)의 로우 레벨 구간이 형성되고 반대로 코일 전류(IL)의 절대 값이 기준 전류(Ith)보다 작거나 같은 구간에서는 클럭 신호(CLK)의 하이 레벨 구간이 형성된다. 기준 전류(Ith)가 작을수록 클럭 신호(CLK)의 하이 레벨 구간도 짧아져서 스위치(Q1)(Q2) 각각의 드레인-소스 전압(VDS1)(VDS2)과 코일 전류(IL)의 위상 차 Φ가 감소함을 알 수 있다. 여기서 기준 전류(Ith)는 스위치(Q1)(Q2)의 최소 오프 전류가 유지될 수 있도록 하기 위해 ILPK/Vi에 비례하도록 설정하는 것이 바람직하다. 여기서 ILPK는 코일 전류(IL)의 피크 값이고, Vi는 입력 전압이다.

도 12는 도 9에 나타낸 전류 제어부의 동작을 나타낸 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 전류 제어부(914)에서는, 비례 적분 제어의 결과인 비례 적분 제어 값(Pref)과 저주파(예를 들면 1Hz)의 톱니파(sawtooth wave)(1056)를 비교하여, 비례 적분 제어 값(Pref)이 톱니파보다 큰 구간에서는 하이 레벨의 값을 갖고 비례 적분 제어 값(Pref)이 톱니파보다 작거나 같은 구간에서는 로우 레벨의 값을 갖는 펄스 신호를 인에이블 신호(EN)로서 발생시킨다. 스위치 구동부(912)에서는 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간에서만 클럭 신호(CLK)를 분주하여 생성한 스위치 구동 신호(P1)(P2)를 이용하여 스위치(Q1)(Q2)를 턴 온/턴 오프 시킴으로써, 도 12에의 하단에 나타낸 것처럼 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간에서만 코일(54)에 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)가 인가되도록 한다. 결국 코일(54)에 인가되는 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)의 양은 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간의 크기(즉 펄스 폭)에 따라 결정되는 것을 알 수 있다.

만약 전류 제어부(914)에서, 기준 전류(ILREF)의 크기가 커서 비례 적분 제어 값(Pref)이 증가하면 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간의 크기도 커져서 더 많은 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)가 코일(54)에 인가될 수 있지만, 반대로 기준 전류(ILREF)의 크기가 작아서 비례 적분 제어 값(Pref)이 감소하면 인에이블 신호(EN)의 하이 레벨 구간의 크기도 작아져서 상대적으로 더 적은 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)가 코일(54)에 인가된다. 이처럼 사용자 설정 목표 출력을 대표하는 기준 전류(ILREF)의 양에 따라 코일(54)에 인가되는 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)의 양이 제어되는 한편, 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)의 주파수는 변동없이 그대로 유지될 수 있음을 알 수 있다. 유도 가열 조리기에 마련되는 복수의 코일(54)이 동작할 때 각 코일(54)의 주파수가 서로 다르면 이 주파수의 차이로 인해 소음이 발생할 수 있다. 이 경우 본 발명에서와 같이, 복수의 코일(54) 각각에서의 전압(Vi) 및 코일 전류(IL)의 주파수를 그대로 유지한 채 도 12에 나타낸 것처럼 펄스 폭 제어를 통한 통전 구간만을 제어함으로써 목적하는 전류를 인가할 수 있게 되어 소음 저감 효과를 얻을 수 있다.

Claims (22)

1. 코일과;
   상기 코일에 전력을 공급하기 위해 턴 온/턴 오프 되는 스위치를 구비하는 인버터부와;
   상기 코일에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일에 인가되는 입력 전압의 정보에 기초하여 제 1 기준 전류를 생성하고, 상기 코일 전류와 상기 제 1 기준 전류의 비교를 통해 클럭 신호를 생성하는 제 1 제어부와;
   상기 클럭 신호를 분주하여 상기 인버터부의 상기 스위치를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호를 생성하는 스위치 구동부를 포함하는 유도 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일 전류가 상기 제 1 기준 전류보다 작은 구간에서 상기 클럭 신호의 하이 레벨 구간이 형성되는 유도 가열 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 제어부는 제 1 비교기를 포함하고;
   상기 제 1 비교기에서, 반전 입력단에는 상기 코일 전류의 크기 정보가 입력되며, 비반전 입력단에는 상기 제 1 기준 전류가 입력되는 유도 가열 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 기준 전류는, 상기 코일 전류의 피크 값을 상기 입력 전압으로 나눈 값에 비례하도록 결정되는 유도 가열 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 기준 전류는, 상기 스위치의 최소 오프 전류가 유지될 수 있는 크기로 결정되는 유도 가열 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 구동부는,
   상기 클럭 신호가 클럭 단자에 입력되고, 부 논리 출력이 데이터 입력단에 연결되는 디 플립플롭과;
   상기 디 플립플롭의 정 논리 출력과 부 논리 출력을 이용하여 상기 인버터부의 스위치를 구동하기 위한 스위치 구동 신호를 발생시키는 논리 게이트를 포함하는 유도 가열 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 논리 게이트는,
   상기 디 플립플롭의 정 논리 출력을 2분주하여 상기 스위치 구동 신호를 생성하는 앤드 게이트를 포함하는 유도 가열 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 인버터부는 하프-브리지 인버터인 유도 가열 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 제어부와 상기 스위치 구동부는 마이컴으로 구현하는 하프-브리지 인버터인 유도 가열 장치.
10. 코일과;
    상기 코일에 전력을 공급하기 위해 턴 온/턴 오프 되는 스위치를 구비하는 인버터부와;
    상기 코일에 흐르는 코일 전류 및 상기 코일에 인가되는 입력 전압의 정보에 기초하여 제 1 기준 전류를 생성하고, 상기 코일 전류와 상기 제 1 기준 전류의 비교를 통해 클럭 신호를 생성하는 제 1 제어부와;
    상기 클럭 신호를 분주하여 상기 인버터부의 상기 스위치를 턴 온/턴 오프 시키기 위한 스위치 구동 신호를 생성하는 스위치 구동부와;
    상기 제 1 제어부에서 출력되는 상기 클럭 신호가 상기 스위치 구동부로 입력될 때 사용자 설정 출력 정보에 기초하여 상기 스위치 구동부로의 상기 클럭 신호의 입력을 선택적으로 제한하기 위한 인에이블 신호를 생성하는 제 2 제어부를 포함하는 유도 가열 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코일 전류가 상기 제 1 기준 전류보다 작은 구간에서 상기 클럭 신호의 하이 레벨 구간이 형성되는 유도 가열 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 제어부는 제 1 비교기를 포함하고;
    상기 제 1 비교기에서, 반전 입력단에는 상기 코일 전류의 크기 정보가 입력되며, 비반전 입력단에는 상기 제 1 기준 전류가 입력되는 유도 가열 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 전류는, 상기 코일 전류의 피크 값을 상기 입력 전압으로 나눈 값에 비례하도록 결정되는 유도 가열 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 기준 전류는, 상기 스위치의 최소 오프 전류가 유지될 수 있는 크기로 결정되는 유도 가열 장치.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 스위치 구동부는,
    상기 클럭 신호가 클럭 단자에 입력되고, 부 논리 출력이 데이터 입력단에 연결되는 디 플립플롭과;
    상기 디 플립플롭의 정 논리 출력과 부 논리 출력을 이용하여 상기 인버터부의 스위치를 구동하기 위한 스위치 구동 신호를 발생시키는 논리 게이트를 포함하는 유도 가열 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 논리 게이트는,
    상기 디 플립플롭의 정 논리 출력을 2분주하여 상기 스위치 구동 신호를 생성하는 앤드 게이트를 포함하는 유도 가열 장치.
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 인버터부는 하프-브리지 인버터인 유도 가열 장치.
18. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 제어부는 제 2 비교기를 포함하고;
    상기 제 2 비교기에서, 비반전 입력단에는 상기 코일 전류의 절대 값과 제 2 기준 전류의 차(差)를 비례 적분 제어한 비례 적분 제어 값이 입력되고, 반전 입력단에는 톱니파 신호가 입력되는 유도 가열 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 기준 전류는 사용자가 설정한 유도 가열 장치의 목표 출력을 대표하는 전류 값인 유도 가열 장치.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 제어부는, 상기 비례 적분 제어 값이 상기 톱니파보다 큰 구간에서는 하이 레벨의 값을 갖고 상기 비례 적분 제어 값이 상기 톱니파보다 작거나 같은 구간에서는 로우 레벨의 값을 갖는 펄스 신호를 상기 인에이블 신호로서 발생시키는 유도 가열 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 인에이블 신호가 하이레벨 구간일 때 상기 스위치 구동부에서 상기 클럭 신호의 분주가 이루어지는 유도 가열 장치.
22. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 제어부와 스위치 구동부, 제 2 제어부는 마이컴으로 구현하는 하프-브리지 인버터인 유도 가열 장치.

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