一種感應加熱爐灶的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種感應加熱爐灶，其中，可以檢測位于其上的容器是否處于適當?shù)奈恢谩?br>【背景技術】
[0002]感應加熱爐灶按照采用由感應線圈產(chǎn)生的磁場效應加熱鑄鐵或者鋼的鐵磁炊具(例如壺)的原理來工作?，F(xiàn)有技術中，由一個功率開關和一個諧振電容器形成的單開關準諧振(SSQR)電路用于驅動單個感應線圈。由于成本優(yōu)勢，單開關準諧振電路(SSQR)是優(yōu)選的；然而，它們運行在較窄的能量頻率范圍內(nèi)，并且僅僅能夠在一定的電壓和功率范圍內(nèi)為炊具傳輸功率。在使用單開關準諧振電路(SSQR)的感應加熱爐灶中，在檢測不同種類的炊具和炊具在爐灶頭上的位置變化方面會遇到問題。此外，在干線電壓波動和在不同溫度條件下檢測炊具的位置會出現(xiàn)困難。在一些感應加熱爐灶中，使用了多線圈-多區(qū)域結構，熱量能夠保持在爐灶的整個表面上，從而為用戶提供了靈活性。在這種類型的感應加熱爐灶中，各種形狀和尺寸的感應線圈被設置在爐灶表面上。在可變的干線電壓，依賴于功率設定的輸入電壓，并且在可變的溫度條件下，在向炊具傳輸功率期間，炊具位置以及另外的特征要素(例如直徑、類型和鐵磁特性)的檢測對于使用了多線圈和單開關準諧振電路(SSQR)的產(chǎn)品來說是相當關鍵的。在感應加熱爐灶中，位于感應線圈上的容器的位置一般由繪制于爐灶表面上的圓形邊界線限定。如果按照預定的邊界線與感應線圈對準，則容器能夠被高效地加熱。用戶被允許將容器滑動到所述邊界線外側少許，從而只要容器位于高效加熱區(qū)，就可以以期望的功率設定來加熱容器。在處于高效加熱區(qū)的條件下，容器應當按照由用戶選擇的功率設定被加熱，并且不會受到可變的干線電壓和溫度條件的影響，如果容器滑動出高效加熱區(qū)，則這種狀況應當被檢測到，并且應當中斷向容器傳輸能量。如果沒有檢測到容器滑出高效加熱區(qū)，則容器不能按照所選擇的功率設定被加熱，并且電路板會被損壞。
[0003]歐洲專利申請N0.EP2282606涉及一種感應裝置控制方法。通過在控制單元內(nèi)比較諧振電壓與預定的固定參考電壓來檢測感應線圈上是否存在容器、其電阻率和尺寸。
[0004]在歐洲專利N0.EP1629698中，說明了一種感應烹飪系統(tǒng)，其包括功率逆變器、微處理器、保護電路和鍋檢測電路。
[0005]在日本專利申請n0.JP4371108中，說明了一種感應加熱烹飪設備，其包括炊具檢測電路。
[0006]在日本專利申請n0.JP2011023163中，說明了一種飯煲，其中，在不穩(wěn)定的電源電壓條件下，檢測鍋是否位于感應加熱器上，或者檢測鍋是否位于指定的位置。
[0007]在日本專利申請N0.JP2007066837中，說明了一種飯煲，其中，在波動的電源電壓條件下，檢測諸如勺子、刀具之類的廚具是否位于感應加熱器上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種感應加熱爐灶，其中，在可變的干線輸入電壓和溫度條件下，檢測位于感應線圈上的容器的位置。
[0009]為了達到本發(fā)明的目的而實現(xiàn)的感應加熱爐灶(在第一權利要求及其各自的權利要求中說明)包括橋式整流器、諧振電路、功率開關(例如IGBT)、集電極節(jié)、電流監(jiān)測電路和電壓監(jiān)測電路，橋式整流器將交變干線電流轉換為直流，諧振電路具有感應線圈和諧振電容器，功率開關驅動諧振電路，在集電極節(jié)上產(chǎn)生諧振電壓，電流監(jiān)測電路串聯(lián)連接至感應線圈，提供線圈電流，該線圈電流流過感應線圈，通過將該線圈電流轉換為電壓數(shù)據(jù)對其進行監(jiān)測，電壓監(jiān)測電路提供對產(chǎn)生在集電極節(jié)上的諧振電壓(功率開關電壓)的監(jiān)測。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，電流監(jiān)測電路包括電流檢測電阻器，該電流檢測電阻器串聯(lián)連接至感應線圈，并且在本發(fā)明的另一個實施例中包括電流互感器和電流檢測電阻器，該電流互感器串聯(lián)連接至感應線圈，該電流檢測電阻器并聯(lián)連接至電流互感器的次級側。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，電壓監(jiān)測電路包括分壓器，該分壓器降低諧振電壓，從而能使其容易測量。
[0012]控制單元判定容器位于爐灶的上板上的高效加熱區(qū)內(nèi)，其中，如果借助于電流監(jiān)測電路監(jiān)測到的線圈電流變化大于針對經(jīng)由用戶界面選擇的不同功率等級預先記錄在其內(nèi)存中的極限線圈電流變化，則容器被允許少量滑出感應線圈的水平。
[0013]一旦檢測到容器位于高效加熱區(qū)內(nèi)，則控制單元將借助于電壓監(jiān)測電路監(jiān)測到的諧振電壓保持恒定，如果低則增加諧振電壓，如果高則減小它，因此只要容器處于高效加熱區(qū)內(nèi)，即使少量滑出感應線圈的水平，傳輸至容器的功率也能夠保持恒定。
[0014]—旦檢測到容器滑出高效加熱區(qū)，則控制單元停止感應加熱爐灶的運行。
[0015]在本發(fā)明的感應加熱爐灶中，在可變的干線電壓和溫度條件下，控制單元依照經(jīng)由用戶界面選擇的加熱設定來保持傳輸給容器的功率恒定。通過精確地檢測感應線圈上的容器的對準，防止了驅動感應線圈的功率開關以及其他的電子元件損壞。
【附圖說明】
[0016]為了達到本發(fā)明的目的而實現(xiàn)的感應加熱爐灶在附圖中示出，其中:
[0017]圖1為感應加熱爐灶的俯視示意圖。
[0018]圖2為感應加熱爐灶的控制電路的示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明一個實施例中的感應加熱爐灶的控制電路的示意圖。
[0020]圖中示出的元件的附圖標記如下:
[0021]1.感應加熱爐灶
[0022]2.橋式整流器
[0023]3.濾波電路
[0024]4.感應線圈
[0025]5.諧振電容器
[0026]6.諧振電路
[0027]7.功率開關
[0028]8.集電極節(jié)
[0029]9.驅動電路
[0030]10.用戶界面
[0031]11.控制單元
[0032]12.電流監(jiān)測電路
[0033]13.電壓監(jiān)測電路
[0034]14.電流檢測電阻器
[0035]15.電流互感器
[0036]16.分壓器
【具體實施方式】
[0037]感應加熱爐灶I包括橋式整流器2、高頻濾波電路3以及一個或多個感應線圈4，該橋式整流器2將從干線接收的交流轉換為直流，該高頻濾波電路3位于橋式整流器2的輸出端，在位于感應加熱爐灶I的上板P上從而處于高效加熱區(qū)B內(nèi)的容器K的加熱期間，線圈電流V流過該一個或多個感應線圈4。
[0038]容器K或其他鐵磁炊具容器被放置在感應加熱爐灶I的上板P上，從而處于高效加熱區(qū)B內(nèi)，該高效加熱區(qū)B允許它們少量超出在感應線圈4水平處限定了其位置的邊界線S，并且為其提供高效的加熱(圖1)。
[0039]感應加熱爐灶I包括諧振電路6、功率開關7、集電極節(jié)8、驅動電路9、用戶界面10和控制單元11 (例如微處理器)，該諧振電路6具有諧振電容器5，該諧振電容器5并聯(lián)連接至感應線圈4，該功率開關7例如是IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)，具有集電極、發(fā)射極和續(xù)流二極管，該功率開關7驅動諧振電路6，也就是說，在關斷位置呈導通狀態(tài)，使諧振電容器5在導通時間期間充電，在打開位置中斷導通，使諧振電容器5在非導通時間期間放電，并且將功率從感應線圈4傳輸至容器K，在功率開關7的非導通(打開)時間期間，在該集電極節(jié)8上產(chǎn)生諧振電壓Vce或者換句話說功率開關7的集電-發(fā)射電壓，該驅動電路9以處于所需電平的驅動電壓Vge驅動功率開關7，該用戶界面10以期望的功率水平加熱容器K，用戶通過該用戶界面10調(diào)節(jié)加熱設定，該控制單元11按照經(jīng)由用戶界面10選擇的加熱設定借助于驅動電路9調(diào)節(jié)功率開關7的運行(圖2、圖3)。
[0040]只要位于感應加熱爐灶I的上板P上的容器K處于比標在上板P上的邊界線S具有更大直徑的高效加熱區(qū)B內(nèi)，則容器K通過按照經(jīng)由用戶界面10選擇的加熱設定(功率等級)接收恒定的功率而被加熱。用戶被允許少量滑動容器K超出感應線圈4的水平。如果容器K滑動到高效加熱區(qū)B外，則中斷從感應線圈4傳輸給容器K的功率。
[0041]在感應加熱爐灶I中，功率開關7處于關斷位置的導通時間通過經(jīng)由用戶界面10選擇的加熱設定來確定。功率開關7處于打開位置的非導通時間取決于位于感應線圈4上的容器K的特征要素、容器K在感應線圈4上的對準、干線電壓