KR20240030096A - Induction heating device - Google Patents

Induction heating device Download PDF

Info

Publication number
KR20240030096A
KR20240030096A KR1020220108696A KR20220108696A KR20240030096A KR 20240030096 A KR20240030096 A KR 20240030096A KR 1020220108696 A KR1020220108696 A KR 1020220108696A KR 20220108696 A KR20220108696 A KR 20220108696A KR 20240030096 A KR20240030096 A KR 20240030096A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
noise filter
induction heating
heating device
differential mode
capacitor
Prior art date
Application number
KR1020220108696A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박진우
김영진
김현도
김태진
한형구
김우례
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020220108696A priority Critical patent/KR20240030096A/en
Publication of KR20240030096A publication Critical patent/KR20240030096A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements

Abstract

본 명세서는 유도 가열 장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 외부 전원과 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류의 노이즈를 필터링하는 노이즈 필터, 부하를 가열하기 위한 워킹 코일 및 상기 노이즈 필터와 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류를 변환하여 상기 워킹 코일에 교류 전류를 공급하는 인버터를 포함할 수 있다. 실시예들에 따르면, 유도 가열 장치에 포함되는 노이즈 필터 및 인버터를 구성하는 소자의 개수가 종래에 비해 감소하므로 유도 가열 장치의 제조 비용이 낮아진다.This specification relates to induction heating devices. An induction heating device according to an embodiment is connected to an external power source and includes a noise filter that filters noise of the current supplied from the external power source, a working coil for heating a load, and a working coil connected to the noise filter and supplied from the external power source. It may include an inverter that converts current and supplies alternating current to the working coil. According to embodiments, the number of elements constituting the noise filter and inverter included in the induction heating device is reduced compared to the prior art, thereby lowering the manufacturing cost of the induction heating device.

Figure P1020220108696
Figure P1020220108696

Description

유도 가열 장치{INDUCTION HEATING DEVICE}Induction heating device {INDUCTION HEATING DEVICE}

본 명세서는 유도 가열 장치에 관한 것이다.This specification relates to induction heating devices.

유도 가열 장치는 유도 가열의 원리를 이용하여 부하를 가열하는 장치이다. 유도 가열 장치는 전류가 공급되면 자기장을 발생시키는 워킹 코일을 포함한다. 코일에 전류가 공급되면 워킹 코일 주변에 배치되는 부하에 2차 전류가 유도된다. 부하에 2차 전류가 유도되면 부하 자체의 저항 성분에 의하여 줄열이 발생하면서 부하의 온도가 상승한다. 유도 가열 장치가 적용되는 제품의 예시로서 쿡탑, 건조기, 세탁기, 정수기 등을 들 수 있다.An induction heating device is a device that heats a load using the principle of induction heating. An induction heating device includes a working coil that generates a magnetic field when supplied with electric current. When current is supplied to the coil, secondary current is induced in the load placed around the working coil. When a secondary current is induced in the load, Joule heat is generated by the resistance component of the load itself and the temperature of the load rises. Examples of products to which induction heating devices are applied include cooktops, dryers, washing machines, and water purifiers.

도 1은 종래 기술에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.Figure 1 shows the configuration of an induction heating device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 유도 가열 장치(1)는 노이즈 필터(12) 및 인버터(13)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the induction heating device 1 may include a noise filter 12 and an inverter 13.

노이즈 필터(12)는 전원(11)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 노이즈, 즉 불요 전자파를 필터링 또는 차단함으로써 유도 가열 장치(1)의 EMI(Electromagnetic Interference) 성능을 개선시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 노이즈 필터(12)는 노이즈 필터링을 위한 다수의 필터링 소자(예컨대, 초크 또는 커패시터 등)를 포함할 수 있다.The noise filter 12 can improve the EMI (Electromagnetic Interference) performance of the induction heating device 1 by filtering or blocking noise contained in the current supplied from the power source 11, that is, unnecessary electromagnetic waves. Although not shown, the noise filter 12 may include a plurality of filtering elements (eg, chokes or capacitors, etc.) for noise filtering.

인버터(13)는 전원(11)으로부터 공급되는 전류를 이용하여 워킹 코일(WC)에 교류 전류를 공급할 수 있다. 인버터(13)는 전원(11)으로부터 공급되어 노이즈 필터(12)를 통과한 전압을 정류하는 정류 회로(14), 정류 회로(14)로부터 공급되는 전압을 평활화하는 직류 링크 캐패시터(C1), 정류 회로(14)로부터 공급되는 전압의 차동 모드 노이즈를 필터링하기 위한 차동 모드 인덕터(DM-L), 교번적으로 턴 온 및 턴 오프되는 스위칭 소자들(Q1, Q2), 스위칭 소자들(Q1, Q2)과 병렬로 연결되는 커패시터들(C2, C3)을 포함한다.The inverter 13 can supply alternating current to the working coil (WC) using the current supplied from the power source 11. The inverter 13 includes a rectifier circuit 14 that rectifies the voltage supplied from the power source 11 and passed through the noise filter 12, a DC link capacitor C1 that smoothes the voltage supplied from the rectifier circuit 14, and a rectifier. A differential mode inductor (DM-L) for filtering differential mode noise of the voltage supplied from the circuit 14, switching elements (Q1, Q2) that are alternately turned on and off, and switching elements (Q1, Q2) ) and capacitors (C2, C3) connected in parallel.

도 1에 도시된 유도 가열 장치(1)는 서로 교번적으로 턴 온 및 턴 오프되는 스위칭 소자들(Q1, Q2) 및 스위칭 소자들(Q1, Q2)과 병렬로 연결되는 커패시터들(C2, C3)을 포함한다. 이러한 구성을 갖는 유도 가열 장치(1)는 다수의 소자들(Q1, Q2, C2, C3)을 포함하므로 제조 비용이 높으며 복잡한 제어를 필요로 한다. The induction heating device 1 shown in FIG. 1 includes switching elements Q1 and Q2 that are alternately turned on and off, and capacitors C2 and C3 connected in parallel with the switching elements Q1 and Q2. ) includes. The induction heating device 1 having this configuration includes a large number of elements Q1, Q2, C2, and C3, and therefore has high manufacturing costs and requires complex control.

또한 노이즈 필터(12)에 포함되는 소자의 수가 많을수록 노이즈 필터(12)의 필터링 성능이 높아져 유도 가열 장치(1)의 EMI 성능이 개선된다. 그러나 노이즈 필터(12)에 포함되는 소자의 수가 많을수록 유도 가열 장치(1)의 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.Additionally, as the number of elements included in the noise filter 12 increases, the filtering performance of the noise filter 12 increases, thereby improving the EMI performance of the induction heating device 1. However, as the number of elements included in the noise filter 12 increases, the manufacturing cost of the induction heating device 1 increases.

본 명세서의 목적은 노이즈 필터 및 인버터에 포함되는 소자의 개수를 감소시킴으로써 유도 가열 장치의 제조 비용을 낮추는 동시에 유도 가열 장치의 EMI 성능 기준을 충족시키는 것이다.The purpose of the present specification is to reduce the manufacturing cost of an induction heating device by reducing the number of elements included in the noise filter and inverter and at the same time meet EMI performance standards for the induction heating device.

본 명세서의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 이하에서 기술되는 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 청구범위에 기재된 구성요소들 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.The purpose of the present specification is not limited to the purposes mentioned above, and other purposes and advantages of the present specification that are not mentioned will be more clearly understood by the examples of the present specification described below. Additionally, the objects and advantages of the present specification can be realized by the components and combinations thereof described in the claims.

일 실시예에 따른 유도 가열 장치는, 외부 전원과 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류의 노이즈를 필터링하는 노이즈 필터, 부하를 가열하기 위한 워킹 코일 및 상기 노이즈 필터와 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류를 변환하여 상기 워킹 코일에 교류 전류를 공급하는 인버터를 포함할 수 있다.An induction heating device according to an embodiment is connected to an external power source and includes a noise filter that filters noise of the current supplied from the external power source, a working coil for heating a load, and a working coil connected to the noise filter and supplied from the external power source. It may include an inverter that converts current and supplies alternating current to the working coil.

일 실시예에서, 상기 노이즈 필터는 제1 차동 모드 노이즈 필터, 제1 공통 모드 노이즈 필터 및 제2 차동 모드 노이즈 필터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the noise filter may include a first differential mode noise filter, a first common mode noise filter, and a second differential mode noise filter.

일 실시예에서, 상기 제1 차동 모드 노이즈 필터는 제1 X-캐패시터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first differential mode noise filter may include a first X-capacitor.

일 실시예에서, 상기 제1 공통 모드 노이즈 필터는 공통 모드 초크, 제1 Y-캐패시터 및 제2 Y-캐패시터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first common mode noise filter may include a common mode choke, a first Y-capacitor, and a second Y-capacitor.

일 실시예에서, 상기 제2 차동 모드 노이즈 필터는 제2 X-캐패시터 및 차동 모드 인덕터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second differential mode noise filter may include a second X-capacitor and a differential mode inductor.

일 실시예에서, 상기 노이즈 필터는 1개의 공통 모드 초크 및 1개의 차동 모드 인덕터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the noise filter may include one common mode choke and one differential mode inductor.

일 실시예에서, 상기 인버터는 Single-Ended 타입 인버터일 수 있다.In one embodiment, the inverter may be a single-ended type inverter.

일 실시예에서, 상기 인버터는 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전압을 정류하는 정류 회로, 상기 정류 회로부터 출력되는 전압을 평활화하는 직류 링크 캐패시터, 상기 워킹 코일과 병렬로 연결되는 공진 캐패시터 및 스위칭 신호의 입력에 따라서 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자를 포함할 수 있다.In one embodiment, the inverter includes a rectifier circuit that rectifies the voltage supplied from the external power source, a direct current link capacitor that smoothes the voltage output from the rectifier circuit, a resonance capacitor connected in parallel with the working coil, and an input of a switching signal. Accordingly, it may include a switching element that performs a switching operation.

실시예들에 따르면, 유도 가열 장치에 포함되는 노이즈 필터 및 인버터를 구성하는 소자의 개수가 종래에 비해 감소하므로 유도 가열 장치의 제조 비용이 낮아진다.According to embodiments, the number of elements constituting the noise filter and inverter included in the induction heating device is reduced compared to the prior art, thereby lowering the manufacturing cost of the induction heating device.

또한 실시예들에 따르면, 노이즈 필터를 구성하는 소자의 개수가 감소하더라도 노이즈 필터에 의한 노이즈 필터링 효과는 그대로 유지되므로 유도 가열 장치의 EMI 규격 조건을 충족시킬 수 있다.In addition, according to embodiments, even if the number of elements constituting the noise filter is reduced, the noise filtering effect by the noise filter is maintained, and thus the EMI standard conditions of the induction heating device can be satisfied.

도 1은 종래 기술에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 유도 가열 장치의 EMI 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 유도 가열 장치의 EMI 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 1 shows the configuration of an induction heating device according to the prior art.
Figure 2 shows the configuration of an induction heating device according to one embodiment.
Figure 3 shows the configuration of an induction heating device according to another embodiment.
FIG. 4 is a graph showing EMI test results of the induction heating device shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a graph showing EMI test results of the induction heating device shown in FIG. 3.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서의 실시예들을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 명세서를 설명함에 있어서 본 명세서와 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.The above-mentioned objectives, features and advantages will be described in detail later with reference to the attached drawings, and thus, those skilled in the art will be able to easily implement the embodiments of the present specification. In describing the present specification, if it is determined that a detailed description of known technology related to the present specification may unnecessarily obscure the gist of the present specification, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, identical reference numerals indicate identical or similar components.

도 2는 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.Figure 2 shows the configuration of an induction heating device according to one embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 유도 가열 장치(2)는 노이즈 필터(22) 및 인버터(23)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the induction heating device 2 according to one embodiment may include a noise filter 22 and an inverter 23.

노이즈 필터(22)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 노이즈, 즉 불요 전자파를 필터링 또는 차단함으로써 유도 가열 장치(1)의 EMI 성능을 개선시킬 수 있다. The noise filter 22 can improve the EMI performance of the induction heating device 1 by filtering or blocking noise included in the current supplied from the power source 21, that is, unnecessary electromagnetic waves.

노이즈 필터(22)는 제1 차동 모드 노이즈 필터(221), 제1 공통 모드 노이즈 필터(222), 제2 차동 모드 노이즈 필터(223), 제2 공통 모드 노이즈 필터(224)를 포함할 수 있다.The noise filter 22 may include a first differential mode noise filter 221, a first common mode noise filter 222, a second differential mode noise filter 223, and a second common mode noise filter 224. .

제1 차동 모드 노이즈 필터(221)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 차동 모드 노이즈(Differential Mode Noise)를 필터링할 수 있다. 차동 모드 노이즈는 차동 모드 전류 성분에 의해 발생하고 선로 사이에 존재하는 노이즈이다. 제1 차동 모드 노이즈 필터(221)는 차동 모드 노이즈에 대한 단락 경로를 구성함으로써 차동 모드 노이즈가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 제1 차동 모드 노이즈 필터(221)는 선로 사이에 연결되는 제1 X-커패시터(XC1)를 포함할 수 있다.The first differential mode noise filter 221 may filter differential mode noise included in the current supplied from the power supply 21. Differential mode noise is noise that occurs between differential mode current components and exists between lines. The first differential mode noise filter 221 can prevent differential mode noise from leaking to the outside by configuring a short-circuit path for differential mode noise. The first differential mode noise filter 221 may include a first X-capacitor (XC1) connected between lines.

제1 공통 모드 노이즈 필터(222)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 공통 모드 노이즈(Common Mode Noise)를 필터링할 수 있다. 공통 모드 노이즈는 기생 캐패시터 등을 통해서 누설되는 노이즈 전류가 그라운드를 경유하여 선로로 돌아옴으로 인해서 발생하는 노이즈이다. The first common mode noise filter 222 can filter common mode noise included in the current supplied from the power supply 21. Common mode noise is noise that occurs when noise current leaking through parasitic capacitors returns to the line via the ground.

제1 공통 모드 노이즈 필터(222)는 제1 공통 모드 초크(CM1), 제2 공통 모드 초크(CM2), 제1 Y-캐패시터(YC1), 제2 Y-캐패시터(YC2)를 포함할 수 있다. 제1 공통 모드 초크(CM1) 및 제2 공통 모드 초크(CM2)는 각각 1개의 코어에 2개의 권선이 배치되는 소자로서, 권선에 전류가 흐르면 코어에 자속이 발생하여 급격한 전류 변화가 발생할 때 전류를 흐르기 어렵게 한다. 제1 Y-캐패시터(YC1) 및 제2 Y-캐패시터(YC2)의 일단은 각각 선로에 연결되고, 제1 Y-캐패시터(YC1) 및 제2 Y-캐패시터(YC2)의 타단은 각각 접지 단자에 연결된다. The first common mode noise filter 222 may include a first common mode choke (CM1), a second common mode choke (CM2), a first Y-capacitor (YC1), and a second Y-capacitor (YC2). . The first common mode choke (CM1) and the second common mode choke (CM2) are devices in which two windings are placed on one core, respectively. When current flows through the windings, magnetic flux is generated in the core and a sudden change in current occurs. makes it difficult to flow. One end of the first Y-capacitor (YC1) and the second Y-capacitor (YC2) are each connected to a line, and the other ends of the first Y-capacitor (YC1) and the second Y-capacitor (YC2) are each connected to a ground terminal. connected.

제2 차동 모드 노이즈 필터(223)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 차동 모드 노이즈를 필터링할 수 있다. 제2 차동 모드 노이즈 필터(223)는 선로 사이에 연결되는 제2 X-캐패시터(XC2)를 포함할 수 있다.The second differential mode noise filter 223 may filter differential mode noise included in the current supplied from the power source 21. The second differential mode noise filter 223 may include a second X-capacitor (XC2) connected between lines.

제2 공통 모드 노이즈 필터(224)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 공통 모드 노이즈를 필터링할 수 있다. 제2 공통 모드 노이즈 필터(224)는 제3 공통 모드 초크를 포함할 수 있다. The second common mode noise filter 224 may filter common mode noise included in the current supplied from the power source 21. The second common mode noise filter 224 may include a third common mode choke.

인버터(23)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류를 이용하여 워킹 코일(WC)에 교류 전류를 공급할 수 있다. 인버터(23)는 정류 회로(24), 직류 링크 캐패시터(C1), 차동 모드 인덕터(DM-L), 스위칭 소자(Q), 공진 캐패시터(C2)를 포함한다.The inverter 23 can supply alternating current to the working coil (WC) using the current supplied from the power source 21. The inverter 23 includes a rectifier circuit 24, a direct current link capacitor (C1), a differential mode inductor (DM-L), a switching element (Q), and a resonance capacitor (C2).

정류 회로(24)는 전원(21)으로부터 공급되어 노이즈 필터(22)를 통과한 전압을 정류할 수 있다. 정류 회로(24)는 서로 직렬로 연결되는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와, 서로 직렬로 연결되며 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와는 병렬로 연결되는 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)를 포함할 수 있다.The rectifier circuit 24 can rectify the voltage supplied from the power source 21 and passed through the noise filter 22. The rectifier circuit 24 includes a first diode (D1) and a second diode (D2) connected in series with each other, and a second diode connected in series with each other and in parallel with the first diode (D1) and the second diode (D2). It may include a third diode (D3) and a fourth diode (D4).

직류 링크 캐패시터(C1)는 정류 회로(24)로부터 공급되는 전압을 평활화할 수 있다. The direct current link capacitor C1 can smooth the voltage supplied from the rectifier circuit 24.

차동 모드 인덕터(DM-L)는 정류 회로(14)로부터 공급되는 전압의 차동 모드 노이즈를 필터링할 수 있다. 차동 모드 인덕터(DM-L)는 정류 회로(24)와 직류 링크 캐패시터(C1) 사이에 연결될 수 있다.The differential mode inductor (DM-L) can filter differential mode noise of the voltage supplied from the rectifier circuit 14. The differential mode inductor (DM-L) may be connected between the rectifier circuit 24 and the direct current link capacitor (C1).

공진 캐패시터(C2)는 워킹 코일(WC)과 병렬로 연결될 수 있다. 공진 캐패시터(C2)와 워킹 코일(WC)은 공진 회로를 구성할 수 있다. 워킹 코일(WC)에 교류 전류가 공급되면 공진 현상이 발생하면서 워킹 코일(WC) 주변에 자기장이 발생할 수 있다. 워킹 코일(WC) 주변에 발생하는 자기장에 의해서 워킹 코일(WC) 주변에 배치되는 부하(예컨대, 조리용기 또는 드럼통)가 가열될 수 있다.The resonant capacitor (C2) may be connected in parallel with the working coil (WC). The resonance capacitor (C2) and the working coil (WC) can form a resonance circuit. When alternating current is supplied to the working coil (WC), a resonance phenomenon may occur and a magnetic field may be generated around the working coil (WC). A load (eg, a cooking vessel or drum) placed around the working coil (WC) may be heated by the magnetic field generated around the working coil (WC).

스위칭 소자(Q)에는 스위칭 신호(예컨대, PWM(Pulse Width Modulation) 신호)가 입력될 수 있다. 스위칭 소자(Q)는 스위칭 신호에 의해서 반복적으로 턴 온 및 턴 오프될 수 있다. 스위칭 소자(Q)의 반복적인 턴 온 및 턴 오프 동작은 스위칭 동작으로 지칭될 수 있다.A switching signal (eg, a pulse width modulation (PWM) signal) may be input to the switching element Q. The switching element Q may be repeatedly turned on and off by a switching signal. The repetitive turn-on and turn-off operation of the switching element Q may be referred to as a switching operation.

일 실시예에서, 인버터(23)는 1개의 스위칭 소자(Q)만을 포함하는 Single-Ended 타입의 인버터일 수 있다. In one embodiment, the inverter 23 may be a single-ended type inverter that includes only one switching element (Q).

도 3은 다른 실시예에 따른 유도 가열 장치의 구성을 나타낸다.Figure 3 shows the configuration of an induction heating device according to another embodiment.

도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 유도 가열 장치(3)는 노이즈 필터(32) 및 인버터(33)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, an induction heating device 3 according to another embodiment may include a noise filter 32 and an inverter 33.

노이즈 필터(32)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 노이즈, 즉 불요 전자파를 필터링 또는 차단함으로써 유도 가열 장치(1)의 EMI 성능을 개선시킬 수 있다. The noise filter 32 can improve the EMI performance of the induction heating device 1 by filtering or blocking noise included in the current supplied from the power source 21, that is, unnecessary electromagnetic waves.

노이즈 필터(32)는 제1 차동 모드 노이즈 필터(321), 제1 공통 모드 노이즈 필터(322), 제2 차동 모드 노이즈 필터(323)를 포함할 수 있다.The noise filter 32 may include a first differential mode noise filter 321, a first common mode noise filter 322, and a second differential mode noise filter 323.

제1 차동 모드 노이즈 필터(321)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 차동 모드 노이즈를 필터링할 수 있다. 제1 차동 모드 노이즈 필터(321)는 차동 모드 노이즈에 대한 단락 경로를 구성함으로써 차동 모드 노이즈가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 제1 차동 모드 노이즈 필터(321)는 선로 사이에 연결되는 X-커패시터(XC1)를 포함할 수 있다.The first differential mode noise filter 321 may filter differential mode noise included in the current supplied from the power source 21. The first differential mode noise filter 321 can prevent differential mode noise from leaking to the outside by forming a short-circuit path for differential mode noise. The first differential mode noise filter 321 may include an X-capacitor (XC1) connected between lines.

제1 공통 모드 노이즈 필터(322)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 공통 모드 노이즈를 필터링할 수 있다.The first common mode noise filter 322 may filter common mode noise included in the current supplied from the power source 21.

제1 공통 모드 노이즈 필터(322)는 공통 모드 초크(CM1), 제1 Y-캐패시터(YC1), 제2 Y-캐패시터(YC2)를 포함할 수 있다. 공통 모드 초크(CM1)는 1개의 코어에 2개의 권선이 배치되는 소자로서, 권선에 전류가 흐르면 코어에 자속이 발생하여 급격한 전류 변화가 발생할 때 전류를 흐르기 어렵게 한다. 제1 Y-캐패시터(YC1) 및 제2 Y-캐패시터(YC2)의 일단은 각각 선로에 연결되고, 제1 Y-캐패시터(YC1) 및 제2 Y-캐패시터(YC2)의 타단은 각각 접지 단자에 연결된다. The first common mode noise filter 322 may include a common mode choke (CM1), a first Y-capacitor (YC1), and a second Y-capacitor (YC2). The common mode choke (CM1) is a device in which two windings are arranged on one core. When current flows through the windings, magnetic flux is generated in the core, making it difficult to flow current when a sudden change in current occurs. One end of the first Y-capacitor (YC1) and the second Y-capacitor (YC2) are each connected to a line, and the other ends of the first Y-capacitor (YC1) and the second Y-capacitor (YC2) are each connected to a ground terminal. connected.

제2 차동 모드 노이즈 필터(223)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류에 포함되는 차동 모드 노이즈를 필터링할 수 있다. 제2 차동 모드 노이즈 필터(223)는 선로 사이에 연결되는 제2 X-캐패시터(XC2) 및 차동 모드 인덕터(DM-L)를 포함할 수 있다.The second differential mode noise filter 223 may filter differential mode noise included in the current supplied from the power source 21. The second differential mode noise filter 223 may include a second X-capacitor (XC2) and a differential mode inductor (DM-L) connected between lines.

인버터(33)는 전원(21)으로부터 공급되는 전류를 이용하여 워킹 코일(WC)에 교류 전류를 공급할 수 있다. 인버터(33)는 정류 회로(34), 직류 링크 캐패시터(C1), 스위칭 소자(Q), 공진 캐패시터(C2)를 포함한다.The inverter 33 can supply alternating current to the working coil (WC) using the current supplied from the power source 21. The inverter 33 includes a rectifier circuit 34, a direct current link capacitor (C1), a switching element (Q), and a resonance capacitor (C2).

정류 회로(34)는 전원(21)으로부터 공급되어 노이즈 필터(32)를 통과한 전압을 정류할 수 있다. 정류 회로(34)는 서로 직렬로 연결되는 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와, 서로 직렬로 연결되며 제1 다이오드(D1) 및 제2 다이오드(D2)와는 병렬로 연결되는 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)를 포함할 수 있다.The rectifier circuit 34 can rectify the voltage supplied from the power source 21 and passed through the noise filter 32. The rectifier circuit 34 includes a first diode (D1) and a second diode (D2) connected in series with each other, and a second diode connected in series with each other and in parallel with the first diode (D1) and the second diode (D2). It may include a third diode (D3) and a fourth diode (D4).

직류 링크 캐패시터(C1)는 정류 회로(34)로부터 공급되는 전압을 평활화할 수 있다. The direct current link capacitor C1 can smooth the voltage supplied from the rectifier circuit 34.

공진 캐패시터(C2)는 워킹 코일(WC)과 병렬로 연결될 수 있다. 공진 캐패시터(C2)와 워킹 코일(WC)은 공진 회로를 구성할 수 있다. 워킹 코일(WC)에 교류 전류가 공급되면 공진 현상이 발생하면서 워킹 코일(WC) 주변에 자기장이 발생할 수 있다. 워킹 코일(WC) 주변에 발생하는 자기장에 의해서 워킹 코일(WC) 주변에 배치되는 부하(예컨대, 조리용기 또는 드럼통)가 가열될 수 있다.The resonant capacitor (C2) may be connected in parallel with the working coil (WC). The resonance capacitor (C2) and the working coil (WC) can form a resonance circuit. When alternating current is supplied to the working coil (WC), a resonance phenomenon may occur and a magnetic field may be generated around the working coil (WC). A load (eg, a cooking vessel or drum) placed around the working coil (WC) may be heated by the magnetic field generated around the working coil (WC).

스위칭 소자(Q)에는 스위칭 신호(예컨대, PWM 신호)가 입력될 수 있다. 스위칭 소자(Q)는 스위칭 신호에 의해서 반복적으로 턴 온 및 턴 오프될 수 있다. 스위칭 소자(Q)의 반복적인 턴 온 및 턴 오프 동작은 스위칭 동작으로 지칭될 수 있다.A switching signal (eg, PWM signal) may be input to the switching element Q. The switching element Q may be repeatedly turned on and off by a switching signal. The repetitive turn-on and turn-off operation of the switching element Q may be referred to as a switching operation.

일 실시예에서, 인버터(33)는 1개의 스위칭 소자(Q)만을 포함하는 Single-Ended 타입의 인버터일 수 있다. In one embodiment, the inverter 33 may be a single-ended type inverter that includes only one switching element (Q).

도 3에 도시된 노이즈 필터(32)는 도 2에 도시된 노이즈 필터(22)에 비해서 보다 적은 수의 소자를 포함한다. 즉, 도 2에 도시된 노이즈 필터(22)는 2개의 X-캐패시터(XC1, XC2), 3개의 공통 모드 초크(CM1, CM2, CM3), 2개의 Y-캐패시터(YC1, YC2)를 포함한다. 그러나 도 3에 도시된 노이즈 필터(32)는 2개의 X-캐패시터(XC1), 1개의 공통 모드 초크(CM1), 2개의 Y-캐패시터(YC1, YC2), 1개의 차동 모드 인덕터(DM-L)를 포함한다.The noise filter 32 shown in FIG. 3 includes fewer elements than the noise filter 22 shown in FIG. 2. That is, the noise filter 22 shown in FIG. 2 includes two X-capacitors (XC1, XC2), three common mode chokes (CM1, CM2, CM3), and two Y-capacitors (YC1, YC2). . However, the noise filter 32 shown in Figure 3 includes two X-capacitors (XC1), one common mode choke (CM1), two Y-capacitors (YC1, YC2), and one differential mode inductor (DM-L). ) includes.

특히 도 3에 도시된 노이즈 필터(32)는 도 2에 도시된 노이즈 필터(22)에 비해서 보다 적은 수의 공통 모드 초크를 포함한다. 공통 모드 초크는 다른 소자들에 비해 단가가 높은 부품이므로, 도 3에 도시된 노이즈 필터(32)의 제조 단가는 도 2에 도시된 노이즈 필터(22)에 비해 낮아질 수 있다.In particular, the noise filter 32 shown in FIG. 3 includes fewer common mode chokes compared to the noise filter 22 shown in FIG. 2. Since the common mode choke is a component with a higher unit cost than other devices, the manufacturing cost of the noise filter 32 shown in FIG. 3 can be lower than that of the noise filter 22 shown in FIG. 2.

또한 도 2에 도시된 인버터(23)는 차동 모드 인덕터(DM-L)를 포함하나, 도 3에 도시된 인버터(33)는 차동 모드 인덕터(DM-L)를 포함하지 않는 대신에 노이즈 필터(32)의 제2 차동 모드 노이즈 필터(223)에 차동 모드 인덕터(DM-L)가 배치된다. 후술하는 바와 같이, 차동 모드 인덕터(DM-L)가 인버터(33)가 아닌 제2 차동 모드 노이즈 필터(223)에 배치되더라도 유도 가열 장치의 EMI 성능이 저하되지 않는다.Additionally, the inverter 23 shown in FIG. 2 includes a differential mode inductor (DM-L), but the inverter 33 shown in FIG. 3 does not include a differential mode inductor (DM-L), but instead includes a noise filter ( A differential mode inductor (DM-L) is disposed in the second differential mode noise filter 223 of 32). As will be described later, even if the differential mode inductor DM-L is disposed in the second differential mode noise filter 223 rather than the inverter 33, the EMI performance of the induction heating device does not deteriorate.

도 4는 도 2에 도시된 유도 가열 장치의 EMI 테스트 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 3에 도시된 유도 가열 장치의 EMI 테스트 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the EMI test results of the induction heating device shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a graph showing the EMI test results of the induction heating device shown in FIG. 3.

도 4 및 도 5에 도시된 그래프는 각각 챔버 내부에 배치되는 유도 가열 장치에 공급되는 전류의 주파수를 점차 증가시키면서 구동시킬 때 선로에서 방출되는 전자파의 세기를 측정한 결과를 나타낸다. 도 4 및 도 5에는 각각 쿼지 피크(Quasi peak) 기준값(41, 51) 및 전자파 측정 결과값(42, 52)이 도시되어 있다.The graphs shown in FIGS. 4 and 5 show the results of measuring the intensity of electromagnetic waves emitted from the line when the induction heating device disposed inside the chamber is driven while gradually increasing the frequency of the current supplied to it. 4 and 5 show quasi peak reference values 41 and 51 and electromagnetic wave measurement results 42 and 52, respectively.

도 4에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 유도 가열 장치(2)의 전자파 측정 결과값(42)은 모든 주파수 대역에서 쿼지 피크 기준값(41)보다 낮다. As shown in FIG. 4, the electromagnetic wave measurement result value 42 of the induction heating device 2 shown in FIG. 2 is lower than the quasi-peak reference value 41 in all frequency bands.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 도 3에 도시된 유도 가열 장치(2)의 전자파 측정 결과값(52)은 모든 주파수 대역에서 쿼지 피크 기준값(51)보다 낮다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 노이즈 필터(32)를 구성하는 소자의 개수가 감소하고 차동 모드 인덕터(DM-L)가 인버터(33)가 아닌 제2 차동 모드 노이즈 필터(223)에 배치되더라도 유도 가열 장치(3)가 EMI 규격을 충족시킴을 확인할 수 있다.Also, as shown in FIG. 5, the electromagnetic wave measurement result value 52 of the induction heating device 2 shown in FIG. 3 is lower than the quasi-peak reference value 51 in all frequency bands. Therefore, as shown in FIG. 3, even though the number of elements constituting the noise filter 32 is reduced and the differential mode inductor (DM-L) is disposed in the second differential mode noise filter 223 rather than the inverter 33, the induced It can be confirmed that the heating device 3 meets EMI standards.

이상과 같이 본 명세서에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 명세서가 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있을 것이다. 아울러 앞서 본 명세서의 실시예를 설명하면서 본 명세서의 구성에 따른 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 한다.As described above, the present specification has been described with reference to the illustrative drawings, but the present specification is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art. In addition, even if the effects of the configuration of the present specification were not explicitly described and explained in the above description of the embodiments of the present specification, the predictable effects of the configuration should also be recognized.

Claims (7)

외부 전원과 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류의 노이즈를 필터링하는 노이즈 필터;
부하를 가열하기 위한 워킹 코일; 및
상기 노이즈 필터와 연결되며 상기 외부 전원으로부터 공급되는 전류를 변환하여 상기 워킹 코일에 교류 전류를 공급하는 인버터를 포함하고,
상기 노이즈 필터는
제1 차동 모드 노이즈 필터, 제1 공통 모드 노이즈 필터 및 제2 차동 모드 노이즈 필터를 포함하는
유도 가열 장치.
a noise filter connected to an external power source and filtering noise of current supplied from the external power source;
Working coil for heating the load; and
An inverter connected to the noise filter and converting the current supplied from the external power source to supply alternating current to the working coil,
The noise filter is
comprising a first differential mode noise filter, a first common mode noise filter, and a second differential mode noise filter.
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 제1 차동 모드 노이즈 필터는
제1 X-캐패시터를 포함하는
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The first differential mode noise filter is
Comprising a first X-capacitor
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 제1 공통 모드 노이즈 필터는
공통 모드 초크, 제1 Y-캐패시터 및 제2 Y-캐패시터를 포함하는
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The first common mode noise filter is
Comprising a common mode choke, a first Y-capacitor and a second Y-capacitor.
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 제2 차동 모드 노이즈 필터는
제2 X-캐패시터 및 차동 모드 인덕터를 포함하는
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The second differential mode noise filter is
Comprising a second X-capacitor and a differential mode inductor
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 노이즈 필터는
1개의 공통 모드 초크 및 1개의 차동 모드 인덕터를 포함하는
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The noise filter is
Includes 1 common mode choke and 1 differential mode inductor
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 인버터는 Single-Ended 타입 인버터인
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The inverter is a single-ended type inverter.
Induction heating device.
 제1항에 있어서,
상기 인버터는
상기 외부 전원으로부터 공급되는 전압을 정류하는 정류 회로;
상기 정류 회로부터 출력되는 전압을 평활화하는 직류 링크 캐패시터;
상기 워킹 코일과 병렬로 연결되는 공진 캐패시터; 및
스위칭 신호의 입력에 따라서 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 소자를 포함하는
유도 가열 장치.
According to paragraph 1,
The inverter is
a rectifier circuit that rectifies the voltage supplied from the external power source;
A direct current link capacitor that smoothes the voltage output from the rectifier circuit;
A resonance capacitor connected in parallel with the working coil; and
Comprising a switching element that performs a switching operation according to the input of a switching signal
Induction heating device.
KR1020220108696A 2022-08-29 2022-08-29 Induction heating device KR20240030096A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220108696A KR20240030096A (en) 2022-08-29 2022-08-29 Induction heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220108696A KR20240030096A (en) 2022-08-29 2022-08-29 Induction heating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240030096A true KR20240030096A (en) 2024-03-07

Family

ID=90272372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220108696A KR20240030096A (en) 2022-08-29 2022-08-29 Induction heating device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240030096A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4652983B2 (en) Induction heating device
US3973165A (en) Power supply for a microwave magnetron
EP1734791B1 (en) High-frequency heating device
US20050275368A1 (en) Filter network
EP1821396A2 (en) Switching power supply circuit
JP5872235B2 (en) Electromagnetic induction heating device
CA2724496A1 (en) Series-parallel resonant inverters
WO2014033773A1 (en) Induction heating cooker
JP2004319296A (en) Electromagnetic induction heating device
CN108183616B (en) low-stress high-frequency DC/DC power converter based on transformer leakage inductance
Crisafulli et al. New control method to increase power regulation in a AC/AC quasi resonant converter for high efficiency induction cooker
TWI631803B (en) Reduced noise power converter using novel shield and power conversion method
JPH07194122A (en) D.c. voltage generating circuit device
KR20240030096A (en) Induction heating device
JP3986462B2 (en) High frequency heating device
JP3703989B2 (en) Fixing device using inverter circuit for induction heating
JP2006344469A (en) Induction heating cooker
JP2007267516A (en) Switching power supply circuit
JP3932976B2 (en) Induction heating apparatus, induction heating cooker and rice cooker using the same
Amrhein Induction heating of aluminum cookware
JP3937918B2 (en) Induction heating apparatus, induction heating cooker and rice cooker using the same
Muthu et al. SEPIC Converter for Power Factor Correction in Free Biomass Induction Heating System
CN113765385B (en) Converter and design method of converter EMI buffer circuit capacitor
JP4462262B2 (en) Switching power supply circuit
JP6832810B2 (en) Power converter