주파수 추종기능을 갖는 고주파유도가열조리기의 구현 (Implementataion of High Frequency Induction Heating Appliance with Frequency Tracking Fucntion)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 6권 / 6호 / 180 ~ 186페이지
· 저자명 : 임영도

초록

인버터를 이용한 고주파유도가열조리기에 있어서 인버터의 부하는 가열코일L과 공진콘덴서C를 이용한 직렬공진회로로 구성되고, 기존의 방식에서는 일정한 스윗칭주파수를 갖는 인버터의 출력이 부하에 공급될 때 직렬공진주파수는 시간적으로 변화하므로서 부하의 전력효율이 저하된다.
본 논문에서는 인버터의 부하효율을 향상하기 위하여 인버터의 스윗칭주파수가 시간적으로 변화하는 부하인 LC직렬공진회로의 공진주파수에 추종(tracking)시키는 PLL방식을 제안하고, 부하의 전력을 전 범위에 걸쳐서 안정적으로 제어하기 위한 PWM방식을 제안한다.
PWM방식의 실현을 위해서 필요한 직렬공진주파수를 추종하는 톱니파형발생회로의 설계는 복잡하나, PLL회로에 사용된 전압제어 발진기에 접속된 콘덴서C4의 양단에서 발생하는 톱니파전압을 이용함으로서 회로의 간소화를 기하였다. 인버터의 게이트신호에 대한 동작모드를 기술하고, 실험을 통해 제안한 PLL방식과 PWM방식으로 구현된 고주파유도가열조리기가 안정하게 동작함을 보여 주었다.

영어초록

In a high frequency induction heating appliance exploiting inverter, the load of inverter consists of serial resonance circuits with heating coil L and resonance condenser C, and in the conventional methods when the output power of inverter with constant switching frequency provides the load, a serial resonance frequency is time-varying and thus the power efficiency of the load is degraded.
In this paper, in order to improve the power efficiency of the load of inverter, we propose a PLL approach, in which the switching frequency of the inverter tracks the time-varying resonance frequency of a LC serial resonance circuit and we also present a PWM method to stably control the load power over all the ranges.
It is complex to design a sawtooth wave generation circuit tracking the serial resonance frequency, which is necessary to implement PWM scheme, however, the circuit is simplified by using the sawtooth wave voltage generated in both ends of Condenser C4, which is connected to a voltage control oscillator employed in a PLL circuit.
We describe operational modes related to the gate signal of the inverter and it is shown via experiments that the high frequency induction heating appliance implemented with the proposed PLL scheme and PWM approach stably operates.

참고자료

· 없음