感應(yīng)灶具以及用于使感應(yīng)灶具運(yùn)行的方法
【專利說明】感應(yīng)灶具W及用于使感應(yīng)灶具運(yùn)行的方法
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及感應(yīng)灶具領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明設(shè)及被適配成抑制可聽干擾 噪音的感應(yīng)灶具。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 用于準(zhǔn)備食物的感應(yīng)灶具在本領(lǐng)域中是眾所周知的。感應(yīng)灶具通常包括至少一個(gè) 感應(yīng)加熱器，該感應(yīng)加熱器與至少一個(gè)感應(yīng)線圈相關(guān)聯(lián)。為了加熱放置在感應(yīng)灶具上的一 件炊具，該線圈與用于驅(qū)動(dòng)交流電流通過該感應(yīng)線圈的電子驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)接。所述交流電 流產(chǎn)生時(shí)變磁場。由于在感應(yīng)器線圈與置于感應(yīng)灶具上的那件炊具之間的感應(yīng)聯(lián)接，感應(yīng) 線圈產(chǎn)生的磁場致使在炊具中循環(huán)的滿電流。由于所述炊具件的電阻，所述滿電流的存在 在那件炊具內(nèi)產(chǎn)生熱量。
[0004] 典型地，該電子驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生在人耳的可聽頻譜外的頻率下的交流電流。W此方 式，避免了感應(yīng)灶具運(yùn)行期間產(chǎn)生可聽聲音。然而，相互貼近放置的感應(yīng)線圈甚至可能由于 干擾效應(yīng)而產(chǎn)生可聽噪音。如果第一感應(yīng)線圈W第一頻率被驅(qū)動(dòng)，并且相鄰的第二線圈W 第二頻率被驅(qū)動(dòng)，由于第一頻率和第二頻率的差異可能產(chǎn)生干擾頻率。
[000引感應(yīng)灶具的輸出功率通常通過適配被驅(qū)動(dòng)通過感應(yīng)線圈的交流電流的頻率來改 變。因此，相鄰感應(yīng)線圈的交流電流的頻率差根據(jù)使用者在相應(yīng)的感應(yīng)加熱器處的功率需 求而變化。
[0006] 文件EP 2 469 970 A2披露了一種具有若干感應(yīng)加熱器的烹任設(shè)備。運(yùn)些感應(yīng)加 熱器與為感應(yīng)加熱器供電的驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)接。為了避免干擾噪音并且在運(yùn)些感應(yīng)加熱器實(shí) 現(xiàn)某一輸出功率，第一感應(yīng)加熱器由具有恒定頻率的交流電流驅(qū)動(dòng)，其中，第二感應(yīng)加熱器 由具有交變頻率的交流電流驅(qū)動(dòng)。由此，第二感應(yīng)加熱器的輸出功率也在發(fā)生交變。
[0007] 已知感應(yīng)灶具的缺陷是干擾噪音未被充分抑制。此外，輸出功率的交變引起市電 電源的閃變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的實(shí)施例的目的是在具有至少兩個(gè)感應(yīng)加熱器的感應(yīng)灶具提供用于抑制 干擾噪音而不會(huì)在市電電源上產(chǎn)生任何閃變的有效裝置。該目標(biāo)是通過獨(dú)立權(quán)利要求的特 征來實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中給出了多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。若無另外明確指明，本發(fā)明的多個(gè) 實(shí)施例可W彼此自由組合。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明設(shè)及一種感應(yīng)灶具，該感應(yīng)灶具包括至少兩個(gè)感應(yīng)加 熱器，每個(gè)感應(yīng)加熱器與至少一個(gè)感應(yīng)線圈相關(guān)聯(lián)，其中，第一感應(yīng)加熱器與第一類型電子 驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)，該第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置包括第一感應(yīng)線圈、并且被適配成用于驅(qū)動(dòng)交 流電流通過該第一感應(yīng)加熱器的所述第一感應(yīng)線圈，其中，該第二感應(yīng)加熱器與第二類型 電子驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)，該第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置包括第二感應(yīng)線圈、并且被適配成用于驅(qū) 動(dòng)交流電流通過該第二感應(yīng)加熱器的所述第二感應(yīng)線圈，并且，運(yùn)些電子驅(qū)動(dòng)裝置被適配 成用于通過改變通過相應(yīng)感應(yīng)線圈的交流電流的頻率來控制運(yùn)些感應(yīng)加熱器的輸出功率。 每個(gè)電子驅(qū)動(dòng)裝置被適配成引起恒定的電功率流通過該感應(yīng)線圈，并且第一和第二類型電 子驅(qū)動(dòng)裝置具有不同的諧振頻率，運(yùn)樣使得該第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置的諧振頻率比該第二 類型電子驅(qū)動(dòng)裝置的諧振頻率高至少1.4倍。
[0010] 有利的是，即使感應(yīng)加熱器由恒定的（即，非交變的)輸出功率供電，所述諧振頻率 的擴(kuò)展引起由干擾效應(yīng)引起的噪音抑制得到改善。由此，可W避免市電電源的閃變。
[0011] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一和第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置的頻率范圍互不相同和/或不重 疊。由此，可W根據(jù)使用者的需求在寬范圍內(nèi)適配第一和第二感應(yīng)加熱器的輸出功率，而不 產(chǎn)生任何干擾噪音。
[0012] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供了使該第一感應(yīng)加熱器在最大功率下運(yùn)行的第一類型電子 驅(qū)動(dòng)裝置所產(chǎn)生的交流電流的頻率與使該第二感應(yīng)加熱器在該第一感應(yīng)加熱器的最大功 率的40%的功率下運(yùn)行的第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置所產(chǎn)生的交流電流的頻率之間的至少 20k化的頻率差。所述頻譜的擴(kuò)展引起感應(yīng)加熱器在典型范圍內(nèi)適配的廣泛靈活性，并且不 會(huì)出現(xiàn)任何干擾噪音。
[0013] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供了使該第一感應(yīng)加熱器在最大功率下運(yùn)行的第一類型電子 驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的交流電流的頻率與使該第二感應(yīng)加熱器在最小功率下運(yùn)行的第二類型電 子驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的交流電流的頻率之間的至少20kHz的頻率差。W此方式，可W避免在整個(gè) 運(yùn)行條件(即，第一和第二感應(yīng)加熱器所需的輸出功率的）范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾噪音。
[0014] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，控制單元配備有軟件算法，用于將為第一和第二感應(yīng)加熱器供 電的交流電流的頻率差保持在可聽范圍之外。由此，即使在頻率差落入可聽頻譜內(nèi)的不利 的運(yùn)行條件下也可W避免干擾噪音。
[0015] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一和第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置在市電電源的不同相位運(yùn)行。由 于每個(gè)感應(yīng)加熱器的輸出功率都恒定或基本上恒定，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生閃變，所述感應(yīng)加熱器 可W在市電電源的不同相位被供電。所W，也不需要使市電電源的公共相位的功率變化均 衡化。
[0016] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，第一和第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置被定位成相互緊鄰。
[0017] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，在諧振頻率下運(yùn)行的第一和/或第二感應(yīng)加熱器的輸出功率比 在最高頻率下運(yùn)行的第一和/或第二感應(yīng)加熱器的輸出功率高4到15倍。此外，所述范圍的 所有中間值都是有可能的。由此，感應(yīng)加熱器的輸出功率可W在寬范圍內(nèi)改變W滿足使用 者的功率需求。
[0018] 根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該感應(yīng)灶具包括至少=個(gè)感應(yīng)加熱器，每個(gè)感應(yīng)加熱器由不同 類型的電子驅(qū)動(dòng)裝置供電。所述電子驅(qū)動(dòng)裝置可W被適配成使得由相應(yīng)電子驅(qū)動(dòng)裝置影響 的頻率寬度根據(jù)上述實(shí)施例充分間隔開。
[0019] 根據(jù)第二方面，本發(fā)明設(shè)及一種用于使感應(yīng)灶具運(yùn)行的方法，該感應(yīng)灶具包括至 少兩個(gè)感應(yīng)加熱器，每個(gè)感應(yīng)加熱器與至少一個(gè)感應(yīng)線圈相關(guān)聯(lián)，其中，第一感應(yīng)加熱器與 第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)，該第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置包括第一感應(yīng)線圈、并且被適配 成用于驅(qū)動(dòng)交流電流通過第一感應(yīng)加熱器的所述第一感應(yīng)線圈，其中，第二感應(yīng)加熱器與 第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)，該第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置包括第二感應(yīng)線圈、并且被適配 成用于驅(qū)動(dòng)交流電流通過第二感應(yīng)加熱器的所述第二感應(yīng)線圈，并且其中，運(yùn)些感應(yīng)加熱 器的輸出功率通過改變通過相應(yīng)感應(yīng)線圈的交流電流的頻率而被控制。每個(gè)電子驅(qū)動(dòng)裝置 被運(yùn)行，運(yùn)樣使得提供通過該感應(yīng)線圈的恒定的電功率流，并且該第一和第二類型電子驅(qū) 動(dòng)裝置具有不同的諧振頻率，運(yùn)樣使得該第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置的諧振頻率比該第二類型 電子驅(qū)動(dòng)裝置的諧振頻率高至少1.4倍。
[0020] 在本發(fā)明中使用的術(shù)語"基本上"或"大致"是指與準(zhǔn)確值偏差+/-10%、優(yōu)選地+/-5%，和/或呈對功能無關(guān)緊要的變化形式的偏差。
[0021] 附圖簡要說明
[0022] 從W下詳細(xì)說明和附圖中將容易理解本發(fā)明的運(yùn)些不同方面，包括其具體特征和 優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：
[0023] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)灶具的示意圖；
[0024] 圖2示出了用于為感應(yīng)線圈供電的半橋式變換器；
[0025] 圖3示出了兩種不同類型的電子驅(qū)動(dòng)裝置的功率-頻率曲線圖；
[0026] 圖4示出了呈不對稱構(gòu)型的兩對感應(yīng)加熱器的線性安排;并且
[0027] 圖5示出了呈不對稱構(gòu)型的兩對感應(yīng)加熱器的矩形安排。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 現(xiàn)在將參照運(yùn)些附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，在附圖中示出了多個(gè)示例性實(shí) 施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為局限于在此闡述的運(yùn)些實(shí)施例。貫穿W下說明，當(dāng)適用 時(shí)，使用類似的參考數(shù)字來表示類似的元件、部件、物件或特征。
[0029] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)灶具1的示意圖。感應(yīng)灶具1包括至少兩個(gè)感應(yīng)加熱 器，即，第一感應(yīng)加熱器2和第二感應(yīng)加熱器3，運(yùn)些感應(yīng)加熱器優(yōu)選地被提供在共用的灶具 板9處。在灶具板9的下方安排有兩個(gè)感應(yīng)線圈4、5,其中，第一感應(yīng)線圈4與第一感應(yīng)加熱器 2相關(guān)聯(lián)，而第二感應(yīng)線圈5與第二加熱器3相關(guān)聯(lián)。第一感應(yīng)線圈4與第一類型第一電子驅(qū) 動(dòng)裝置6相聯(lián)接，其中，所述電子驅(qū)動(dòng)裝置6與市電電源10相聯(lián)接。類似地，第二感應(yīng)線圈5與 第二類型第二電子驅(qū)動(dòng)裝置7相聯(lián)接，其中，所述電子驅(qū)動(dòng)裝置7與市電電源10相聯(lián)接。此 夕h提供了用于控制電子驅(qū)動(dòng)裝置6、7的運(yùn)行、特別是用于調(diào)節(jié)感應(yīng)線圈4、5的輸出功率的 控制單元。
[0030] 為了避免由第一電子驅(qū)動(dòng)裝置6提供W便為第一感應(yīng)線圈4供電的交流電流的頻 率與第二電子驅(qū)動(dòng)裝置7提供W便為第二感應(yīng)線圈5供電的交流電流的頻率之間的干擾引 起可聽噪音，電子驅(qū)動(dòng)裝置6、7W不對稱的方式區(qū)別配置，即，提供給第一感應(yīng)線圈4的交流 電流的頻率寬度與提供給第二感應(yīng)線圈5的交流電流的頻率寬度是不相同的。優(yōu)選地，電子 驅(qū)動(dòng)裝置6、7被配置成使得為第一和第二感應(yīng)線圈4、5供電的交流電流的頻率寬度不重疊。 由此，第一和第二感應(yīng)加熱器2、3的輸出功率可W通過改變?yōu)榈谝缓偷诙袘?yīng)線圈4、5供電 的交流電流的頻率來調(diào)節(jié)，其中運(yùn)些頻率是分開的，運(yùn)樣使得避免可聽干擾噪音。有利的 是，運(yùn)些感應(yīng)加熱器2、3的所需輸出功率僅通過調(diào)節(jié)提供給感應(yīng)線圈4、5的頻率來獲得而不 改變不同功率級(jí)之間的電力分級(jí)，W便實(shí)現(xiàn)某一平均功率級(jí)。
[0031] 優(yōu)選地，電子驅(qū)動(dòng)裝置6、7形成了與相應(yīng)感應(yīng)線圈4、5相關(guān)聯(lián)的諧振變換器，該諧 振變換器在輸出端提供被施加于諧振電路的電壓方波，該諧振電路包括感應(yīng)線圈4、5本身 W及一個(gè)或多個(gè)電容器。
[0032] 圖2示出了可W用于為感應(yīng)線圈4、5供電的諧振半橋式變換器20的示意圖。該諧振 半橋式變換器20包括：由晶體管T1、T2形成的兩個(gè)開關(guān)電路;和由電容器C1、C2形成的諧振 電路;和分別由感應(yīng)線圈4和感應(yīng)線圈5構(gòu)成的電感器L。該諧振電路由晶體管T1、T2持續(xù)驅(qū) 動(dòng)，運(yùn)樣使得通過感應(yīng)線圈4、5的電流流動(dòng)方向發(fā)生交變。感應(yīng)線圈4、5中所產(chǎn)生的的交流 電流為借助于感應(yīng)線圈4、5與一件炊具之間的感應(yīng)聯(lián)接來加熱被置于感應(yīng)加熱器2、3處的 那件炊具提供所需要的時(shí)變電磁場。所述炊具件可W由鍋具、平底鍋、砂鍋菜或其它烹任器 皿構(gòu)成。典型地，在感應(yīng)線圈4、5與待加熱炊具件之間的功率傳遞取決于流過感應(yīng)線圈4、5 的交流電流的頻率。
[0033]為了避免可聽噪音，在電子驅(qū)動(dòng)裝置6、7內(nèi)形成的諧振電路的諧振頻率是不相同 的。在圖2中所示的半橋式變換器的諧振頻率(fres)的計(jì)算如下：
[0035] 式中，L是感應(yīng)線圈4、5的電感值，而Cl和C2是電容器C1、C2的電容值。第一和第二 類型電子驅(qū)動(dòng)裝置6、7的諧振頻率至少相差1.4倍，即，第一類型電子驅(qū)動(dòng)裝置6的諧振頻率 比第二類型電子驅(qū)動(dòng)裝置7的諧振頻率高至少1.4倍(fres(類型l)=fres(類型2)*1，4)。由 此，獲得了為第一和第二感應(yīng)線圈4、5供電的