專利名稱：用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，爐灶通過使用電加熱器或通過燃燒諸如液化石油氣(LPG)或液化天然氣(LNG)之類的燃料產(chǎn)生熱。進(jìn)而，由所產(chǎn)生的熱加熱烹飪?nèi)萜?，從而烹飪預(yù)定類型的食物。
盡管有許多種爐灶，但是能夠使用電產(chǎn)生熱從而烹飪食物的電灶非常方便，因此趨向于廣泛使用。
特別地，已經(jīng)對用作電灶(例如爐圈或爐灶面)的主要熱源的高輸出和高效率感應(yīng)加熱進(jìn)行了積極的研究。
感應(yīng)加熱電灶將高頻電流供應(yīng)至感應(yīng)加熱線圈以產(chǎn)生高頻磁通。該高頻磁通通過感應(yīng)效應(yīng)導(dǎo)入放置于加熱器單元上的烹飪?nèi)萜髦?，以在該烹飪?nèi)萜髦挟a(chǎn)生渦流。由所產(chǎn)生的渦流在該烹飪?nèi)萜鞯碾娮璨糠种挟a(chǎn)生焦耳熱。由所產(chǎn)生的焦耳熱加熱該烹飪?nèi)萜鳌?br> 與使用電加熱器的電灶相比，這種感應(yīng)加熱電灶具有烹飪?nèi)萜髦械募訜嵝屎芨叩膬?yōu)點。
但是，只有由包含鐵成分的磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜骺捎糜谕ㄟ^渦流在該烹飪?nèi)萜鞯碾娮璨糠种挟a(chǎn)生焦耳熱。換言之，因為在由非磁性物質(zhì)(例如陶瓷、玻璃或瓷)制成的烹飪?nèi)萜髦胁划a(chǎn)生焦耳熱，因此不能采用這些材料制成的烹飪?nèi)萜鳌?br> 已經(jīng)對如何克服感應(yīng)加熱電灶的這種限制進(jìn)行了積極的研究。由此開發(fā)出不僅能夠加熱由包含鐵成分的磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞫夷軌蚣訜嵊煞谴判晕镔|(zhì)(例如銅或鋁)制成的烹飪?nèi)萜鞯母袘?yīng)加熱電灶。
由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯拇艑?dǎo)率低于由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯拇艑?dǎo)率。因此，加熱的由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鲗⒃黾庸ぷ黝l率或者感應(yīng)加熱線圈的卷繞數(shù)目以及電流。
但是，與僅能夠加熱由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯碾娫畹母袘?yīng)加熱線圈相比，能夠同樣地加熱由磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯碾娫畹母袘?yīng)加熱線圈具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。此外，在能夠加熱由磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯碾娫钪?，用于為感?yīng)加熱線圈供應(yīng)高頻電流的逆變器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而經(jīng)濟(jì)成本隨之增加。
此外，當(dāng)加熱由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鲿r，加熱效率明顯低于加熱由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鲿r的加熱效率。也就是說，用于加熱由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯碾娫畹募訜嵝实陀谟糜谑褂糜呻娂訜崞魉a(chǎn)生的輻射能加熱烹飪?nèi)萜鞯碾娫畹募訜嵝省?br> 感應(yīng)加熱電灶能夠用于加熱由金屬材料(無論磁性還是非磁性)制成的烹飪?nèi)萜?，但是不能用于加熱由非金屬材?例如陶瓷、玻璃或瓷)制成的烹飪?nèi)萜鳌?br> 使用輻射能加熱烹飪?nèi)萜髟诂F(xiàn)有技術(shù)中是已知的。例如，EP No.1,049,358公開了一種通過由電加熱器產(chǎn)生的輻射熱加熱的烹飪?nèi)萜?。根?jù)該技術(shù)，用于加熱烹飪?nèi)萜鞯碾娂訜崞靼惭b在加熱器單元的中心部分，導(dǎo)電傳感器回路安裝于電加熱器的外圍。此外，由振蕩電路產(chǎn)生的一定頻率的信號根據(jù)是否存在烹飪?nèi)萜鞫a(chǎn)生頻率位移，并且產(chǎn)生電壓和電流之間的相差。
導(dǎo)電傳感器回路檢測具有一定頻率的信號的電壓和電流之間的相差，根據(jù)烹飪?nèi)萜鞯拇嬖诨虿淮嬖诋a(chǎn)生頻率位移，并且比較檢測到的電壓和電流之間的相差與預(yù)設(shè)參考值來確定烹飪?nèi)萜鞯拇嬖诨虿淮嬖?。因而，?dǎo)電傳感器回路基于上述確定結(jié)果能夠確定是否由電加熱器產(chǎn)生熱。
同樣，前述現(xiàn)有技術(shù)僅能夠用于檢測是否存在由金屬制成的烹飪?nèi)萜?，但是不能檢測是否存在由玻璃、陶瓷、瓷或類似物制成的烹飪?nèi)萜?。另一缺點是由于烹飪?nèi)萜饔呻娂訜崞骷訜幔c由感應(yīng)加熱電灶加熱由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯那闆r相比，前述技術(shù)的加熱效率較低。
同時，本發(fā)明的發(fā)明人開發(fā)了一種電灶，其中設(shè)置同時配備有感應(yīng)加熱器和電加熱器的單個加熱器單元，從而使得該感應(yīng)加熱器和該電加熱器能夠選擇性運行，以根據(jù)放置在該加熱器單元上的烹飪?nèi)萜鞯念愋图訜嵩撆腼內(nèi)萜鳌?br> 安裝有設(shè)置在單個加熱器單元中的感應(yīng)加熱器和電加熱器的電灶可以通過根據(jù)烹飪?nèi)萜黝愋偷挠脩艄δ苕I操作而選擇性運行感應(yīng)加熱器或電加熱器。
在用戶選擇性運行感應(yīng)加熱器或電加熱器的情況下，用戶應(yīng)親自確定烹飪?nèi)萜魇怯纱判晕镔|(zhì)還是非磁性物質(zhì)制成的。此外，當(dāng)烹飪?nèi)萜饔纱判晕镔|(zhì)制成時用戶應(yīng)操作用于運行感應(yīng)加熱器的功能鍵，而當(dāng)烹飪?nèi)萜饔煞谴判晕镔|(zhì)制成時用戶應(yīng)操作用于運行電加熱器的功能鍵，這會導(dǎo)致麻煩和不便。
因而，最好首先確定是否存在烹飪?nèi)萜饕约胺胖糜诩訜崞鲉卧系呐腼內(nèi)萜鞯念愋?，并基于確定結(jié)果選擇性運行感應(yīng)加熱器或電加熱器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問題。因而，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法，其能夠檢測烹飪?nèi)萜魇欠穹胖迷诩訜崞鲉卧稀?br> 本發(fā)明的另一目的是提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法，其能夠在烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r準(zhǔn)確地檢測該烹飪?nèi)萜魇怯纱判晕镔|(zhì)還是非磁性物質(zhì)制成的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法，其能夠根據(jù)在加熱器單元上是否放置有烹飪?nèi)萜骷霸撆腼內(nèi)萜鞯念愋瓦x擇性地自動運行感應(yīng)加熱器或電加熱器。
本發(fā)明的再一目的是提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法，其能夠在烹飪?nèi)萜饔纱判晕镔|(zhì)制成時運行感應(yīng)加熱器和電加熱器以使得該烹飪?nèi)萜骺焖偌訜帷?br> 在本發(fā)明中，檢測饋送到感應(yīng)加熱線圈的輸入電流以及流入該感應(yīng)加熱線圈的諧振電流，并通過所檢測的輸入電流和諧振電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋汀?br> 此外，在運行電加熱器時檢測加熱器單元的溫度變化，并通過所檢測的溫度變化確定是否放置有烹飪?nèi)萜鳌?br> 如果確定由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?，則運行感應(yīng)加熱線圈或電加熱器來加熱該烹飪?nèi)萜鳌?br> 此外，如果確定由非磁性物質(zhì)或非金屬物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧希瑒t僅運行電加熱器來加熱該烹飪?nèi)萜鳌?br> 此外，如果確定處于無負(fù)荷狀態(tài)，即沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?，則既不運行感應(yīng)加熱線圈又不運行電加熱器。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方案，提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，包括加熱器單元，設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈和電加熱器；負(fù)荷類型確定單元，用于確定放置在該加熱器單元上的烹飪?nèi)萜黝愋?；?fù)荷狀態(tài)確定單元，用于確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧希患訜崞黩?qū)動確定單元，用于響應(yīng)該負(fù)荷類型確定單元和該負(fù)荷狀態(tài)確定單元的確定信號，確定是否運行感應(yīng)加熱線圈或電加熱器；加熱器驅(qū)動單元，用于響應(yīng)該加熱器驅(qū)動確定單元的確定結(jié)果運行感應(yīng)加熱線圈或電加熱器；以及諧振單元，用于當(dāng)該加熱器驅(qū)動單元運行感應(yīng)加熱線圈時使得諧振電流流入感應(yīng)加熱線圈。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，包括如下步驟當(dāng)運行感應(yīng)加熱線圈時確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜鞯念愋?；?dāng)運行電加熱器時確定該加熱器單元上是否放置有烹飪?nèi)萜?；?dāng)確定烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧锨矣山饘僦瞥蓵r，選擇性運行感應(yīng)加熱線圈或電加熱器；以及當(dāng)烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧锨矣煞墙饘俨牧现瞥蓵r，運行該電加熱器。


從以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實施例的說明中，本發(fā)明的上述及其它目的、特點和優(yōu)點將更為清楚，附圖中圖1為示出本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備中使用的加熱器單元構(gòu)造的立體圖；圖2為示出本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備中使用的加熱器單元構(gòu)造的放大剖視圖；圖3為本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備的電路圖；以及圖4為示出本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)方法的信號流程圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備及方法的優(yōu)選實施例。為使本發(fā)明的范圍清楚起見，這里將省略對本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
圖1和圖2分別為示出本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備中使用的加熱器單元構(gòu)造的立體圖和放大剖視圖。參照圖1和圖2，本發(fā)明的加熱器單元包括電加熱部分100和感應(yīng)加熱部分110。
電加熱部分100包括反射板101和電加熱器103。反射板101將由電加熱器103產(chǎn)生的輻射能反射到置于加熱器單元上的烹飪?nèi)萜?圖中未示出)以提高加熱效率。
在電加熱部分100的中心形成空腔，感應(yīng)加熱部分110位于該空腔內(nèi)。
必要時可以以多種方式修改電加熱部分100的結(jié)構(gòu)和材料。此外，電加熱器103由于電力的供應(yīng)而產(chǎn)生熱，并采用環(huán)形。優(yōu)選地，電加熱器103由碳加熱器制成，該碳加熱器由于使用碳加熱元件而具有相對較高的加熱效率。應(yīng)該清楚必要時可以使用包括輻射加熱器的各種類型的加熱器。
在感應(yīng)加熱部分110的結(jié)構(gòu)中，感應(yīng)加熱線圈111以圓盤的形式卷繞。高頻電流饋送至感應(yīng)加熱線圈111，并根據(jù)該高頻電流從感應(yīng)加熱線圈111產(chǎn)生高頻磁通。所產(chǎn)生的高頻磁通由于感應(yīng)效應(yīng)而引入烹飪?nèi)萜?，從而在該烹飪?nèi)萜髦挟a(chǎn)生渦流。進(jìn)而，由該渦流在烹飪?nèi)萜鞯碾娮璨糠种挟a(chǎn)生焦耳熱，從而加熱該烹飪?nèi)萜鳌?br> 電加熱部分100不僅可用于加熱由包含鐵成分的磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜骱陀砂氰F成分的非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜?，而且可用于加熱由非金屬材?例如陶瓷、玻璃或瓷)制成的烹飪?nèi)萜?。此外，?dāng)加熱由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鲿r，感應(yīng)加熱部分110能夠具有高于電加熱部分100的加熱效率。
此外，在感應(yīng)加熱部分110的中心安裝用于檢測加熱器單元溫度的溫度傳感器120。
圖3為本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備的電路圖。這里，標(biāo)識符AC指示交流(AC)電源，標(biāo)號300指示電源單元。電源單元300將交流(AC)電源轉(zhuǎn)換為直流(DC)電源，并供應(yīng)所轉(zhuǎn)換的DC電源作為感應(yīng)加熱線圈111的驅(qū)動電源。
標(biāo)號310指示負(fù)荷類型確定單元。負(fù)荷類型確定單元310包括第一確定單元，用于確定是否存在與由金屬材料或非金屬材料制成的烹飪?nèi)萜飨鄬?yīng)的負(fù)荷；和第二確定單元，用于確定是否存在與由磁性物質(zhì)或非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜飨鄬?yīng)的負(fù)荷。
第一確定單元包括輸入電流檢測單元311，使用安裝于一線路中的電流檢測元件CT1(例如電流變換器)檢測輸入電流，其中AC電源通過該線路輸入到電源單元300；以及金屬容器負(fù)荷確定單元313，用于使用由輸入電流檢測單元311所檢測的輸入電流確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜魇欠裼山饘僦瞥伞?br> 第二確定單元包括諧振電流檢測單元315，用于使用電流檢測元件CT2檢測流入感應(yīng)加熱線圈111的諧振電流；以及磁性容器負(fù)荷確定單元317，用于使用由諧振電流檢測單元315所檢測的諧振電流確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜魇欠裼纱判晕镔|(zhì)制成。
標(biāo)號320指示負(fù)荷狀態(tài)確定單元。負(fù)荷狀態(tài)確定單元320包括溫度檢測單元321，使用安裝在加熱器單元中的溫度傳感器120檢測該加熱器單元的溫度；溫度梯度檢測單元323，用于檢測由溫度檢測單元321所檢測的溫度的單位時間梯度；以及無負(fù)荷確定單元325，用于使用由溫度梯度檢測單元323所檢測的溫度梯度確定電灶是否處于無負(fù)荷狀態(tài)，該無負(fù)荷狀態(tài)是指烹飪?nèi)萜魑捶胖迷诩訜崞鲉卧稀?br> 標(biāo)號330指示加熱器驅(qū)動確定單元。如果由負(fù)荷狀態(tài)確定單元320確定電灶處于無負(fù)荷狀態(tài)，即烹飪?nèi)萜魑捶胖迷诩訜崞鲉卧?，則加熱器驅(qū)動確定單元330使得電加熱器103和感應(yīng)加熱線圈111均不運行。此外，如果在負(fù)荷狀態(tài)確定單元320中確定電灶處于加負(fù)荷狀態(tài)，即烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?，則加熱器驅(qū)動確定單元330根據(jù)由負(fù)荷類型確定單元310確定的負(fù)荷類型使得電加熱器103或感應(yīng)加熱線圈111被驅(qū)動。
標(biāo)號340指示加熱器驅(qū)動單元。加熱器驅(qū)動單元340根據(jù)加熱器驅(qū)動確定單元330的確定結(jié)果運行電加熱器103或感應(yīng)加熱線圈111。
標(biāo)號350指示諧振單元。在加熱器驅(qū)動單元340產(chǎn)生用于運行感應(yīng)加熱線圈111的驅(qū)動信號的情況下，諧振單元350響應(yīng)該驅(qū)動信號而使得諧振電流流入感應(yīng)加熱線圈111。
在諧振單元350中，在電源單元300的輸出端子之間分別串聯(lián)連接電容器C1、C2和電容器C3、C4，并在電容器C1、C2和電容器C3、C4的連接點之間連接感應(yīng)加熱線圈111。此外，在電源單元300的輸出端子之間串聯(lián)連接諸如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的開關(guān)元件SWD1，SWD2。此外，所述開關(guān)元件SWD1、SWD2的連接點連接至電容器C3、C4和感應(yīng)加熱線圈111的連接點，并且加熱器驅(qū)動單元340連接至開關(guān)元件SWD1、SWD2的柵極，使得從加熱器驅(qū)動單元340輸出的驅(qū)動信號施加至開關(guān)元件的柵極。
在如此配置的本發(fā)明負(fù)荷感應(yīng)設(shè)備中，當(dāng)用戶發(fā)出指令使電灶運行時，電源單元300整流并平滑化交流電源(AC)以輸出直流電源(DC)。
此外，加熱器驅(qū)動確定單元330確定為，加熱器驅(qū)動單元340致使感應(yīng)加熱線圈111運行預(yù)定時間段。
然后，加熱器驅(qū)動單元340將驅(qū)動信號輸出至感應(yīng)加熱線圈111，因此開關(guān)元件SWD1、SWD2響應(yīng)輸出驅(qū)動信號而交替運行。
當(dāng)開關(guān)元件SWD1導(dǎo)通時，從電源單元300輸出的DC電源順序流經(jīng)開關(guān)元件SWD1、感應(yīng)加熱線圈111和電容器C2。此外，當(dāng)開關(guān)元件SWD2導(dǎo)通時，從電源單元300輸出的DC電源順序流經(jīng)電容器C1、感應(yīng)加熱線圈111和開關(guān)元件SWD2。電容器C3、C4的作用是減少在開關(guān)元件SWD1，SWD2中的每一個進(jìn)行開關(guān)運行時所產(chǎn)生的開關(guān)損耗。
這里，隨著開關(guān)元件SWD1、SWD2的開關(guān)速度增加，高頻電流流入感應(yīng)加熱線圈111而產(chǎn)生高頻磁通。
在這種狀態(tài)下，負(fù)荷類型確定單元310的輸入電流檢測單元311使用電流檢測元件CT1檢測流入感應(yīng)加熱線圈111的輸入電流，金屬容器負(fù)荷確定單元313基于所檢測的輸入電流的大小確定是否存在金屬容器負(fù)荷。
此外，當(dāng)由金屬材料制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r，從感應(yīng)加熱線圈111所產(chǎn)生的高頻磁通被引入由金屬材料制成的烹飪?nèi)萜饕宰鳛闇u流。因此，大量輸入電流流入感應(yīng)加熱線圈111。
此外，當(dāng)無負(fù)荷(即沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?時或者當(dāng)由非金屬材料(例如陶瓷、玻璃或瓷)制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r，由感應(yīng)加熱線圈111所產(chǎn)生的高頻磁通未被引入烹飪?nèi)萜?，從而僅有極少量的輸入電流流入感應(yīng)加熱線圈111。
金屬容器負(fù)荷確定單元313比較由輸入電流檢測單元311檢測的輸入電流與預(yù)設(shè)參考電流。如果確定輸入電流大于參考電流，則金屬容器負(fù)荷確定單元313確定為，放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔山饘俨牧现瞥?，并產(chǎn)生指示金屬容器負(fù)荷存在的確定信號，而將所述確定信號輸出到加熱器驅(qū)動確定單元330。
如果確定輸入電流小于參考電流，則金屬容器負(fù)荷確定單元313確定為，放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔煞墙饘俨牧现瞥桑a(chǎn)生指示非金屬容器負(fù)荷存在的確定信號，而將所述確定信號輸出到加熱器驅(qū)動確定單元330。
此外，在負(fù)荷類型確定單元310中，諧振電流檢測單元315使用電流檢測元件CT2檢測流入感應(yīng)加熱線圈111的諧振電流。然后，磁性容器負(fù)荷確定單元317基于所檢測的諧振電流的大小確定存在磁性容器負(fù)荷。
換言之，當(dāng)由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r，感應(yīng)加熱線圈111在渦流從感應(yīng)加熱線圈111引入由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞯耐瑫r被諧振，從而使得極少量的諧振電流流入感應(yīng)加熱線圈111。此外，在沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧系臒o負(fù)荷狀態(tài)時或者當(dāng)由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r，感應(yīng)加熱線圈111未進(jìn)行諧振，從而使得大量諧振電流流入感應(yīng)加熱線圈111。
磁性容器負(fù)荷確定單元317比較由諧振電流檢測單元315檢測的諧振電流與預(yù)設(shè)參考電流。如果確定諧振電流大于參考電流，則磁性容器負(fù)荷確定單元317確定為，放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔纱判晕镔|(zhì)制成，并產(chǎn)生指示磁性容器負(fù)荷存在的確定信號，而將所述確定信號輸出到加熱器驅(qū)動確定單元330。此外，如果確定諧振電流小于參考電流，則磁性容器負(fù)荷確定單元317確定為，放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔煞谴判晕镔|(zhì)制成，并產(chǎn)生指示非磁性容器負(fù)荷存在的確定信號，而將所述確定信號輸出到加熱器驅(qū)動確定單元330。
此外，加熱器驅(qū)動確定單元330確定為，加熱器驅(qū)動單元340致使電加熱器103運行預(yù)定時間段。
然后，加熱器驅(qū)動單元340供應(yīng)電源至電加熱器103以使得從電加熱器103產(chǎn)生熱。
在這種情況下，負(fù)荷狀態(tài)確定單元320的溫度檢測單元321使用溫度傳感器120檢測加熱器單元的溫度，并且溫度梯度檢測單元323基于由溫度檢測單元321檢測的溫度來檢測溫度梯度。
如果檢測到溫度梯度，則無負(fù)荷確定單元325基于所檢測的溫度梯度確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧稀?br> 換言之，當(dāng)烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r，從電加熱器103所產(chǎn)生的熱傳輸至烹飪?nèi)萜鳌Ｒ虼?，由于溫度變化較小，溫度梯度隨之也較低。此外，如果無負(fù)荷(即沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?，則從電加熱器103所產(chǎn)生的熱不傳輸至烹飪?nèi)萜鳌Ｒ虼?，由于溫度變化較大，則溫度梯度也較高。
無負(fù)荷確定單元325比較由溫度梯度檢測單元323檢測的溫度梯度與預(yù)設(shè)溫度梯度。如果確定所檢測的溫度梯度大于預(yù)設(shè)溫度梯度，則無負(fù)荷確定單元325確定電灶處于無負(fù)荷狀態(tài)。如果確定所檢測的溫度梯度小于預(yù)設(shè)溫度梯度，則電灶不處于無負(fù)荷狀態(tài)。因此，無負(fù)荷確定單元325通過確定電灶處于無負(fù)荷狀態(tài)而產(chǎn)生確定信號。從無負(fù)荷確定單元325產(chǎn)生的確定信號輸入到加熱器驅(qū)動確定單元330。
如果金屬容器負(fù)荷確定單元313辨別出烹飪?nèi)萜鞑皇墙饘偃萜髫?fù)荷，則加熱器驅(qū)動確定單元330確定感應(yīng)加熱線圈111和電加熱器103不被運行。
此外，如果金屬容器負(fù)荷確定單元313確定烹飪?nèi)萜鳛榻饘偃萜髫?fù)荷，則磁性容器負(fù)荷確定單元317辨別該烹飪?nèi)萜魇谴判匀萜髫?fù)荷還是非磁性容器負(fù)荷。
如果磁性容器負(fù)荷確定單元317確定存在磁性容器負(fù)荷，則加熱器驅(qū)動確定單元330確定運行感應(yīng)加熱線圈111和電加熱器103。然后，加熱器驅(qū)動單元340響應(yīng)加熱器驅(qū)動確定單元330的確定結(jié)果運行電加熱器103以產(chǎn)生熱，輸出驅(qū)動信號到諧振單元350，并響應(yīng)所輸出的驅(qū)動信號，通過在交替導(dǎo)通和切斷開關(guān)元件SWD1、SWD2的同時使得高頻電流流入感應(yīng)加熱線圈111而運行諧振單元350。
或者，如果磁性容器負(fù)荷確定單元317確定存在非磁性容器負(fù)荷，則加熱器驅(qū)動確定單元330確定運行電加熱器103。然后，加熱器驅(qū)動單元340響應(yīng)加熱器驅(qū)動確定單元330的確定結(jié)果運行電加熱器103以產(chǎn)生熱。
此外在選擇性運行感應(yīng)加熱線圈111或電加熱器103中，當(dāng)確定烹飪?nèi)萜饔煞谴判越饘僦瞥蓵r運行該電加熱器103；以及當(dāng)確定烹飪?nèi)萜饔纱判越饘僦瞥蓵r運行該感應(yīng)加熱線圈111。
優(yōu)選地，當(dāng)烹飪?nèi)萜饔纱判越饘僦瞥蓵r，同時運行電加熱器103與感應(yīng)加熱線圈111。而當(dāng)沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧蠒r，既不運行感應(yīng)加熱線圈111也不運行電加熱器103。
同時，圖4為示出本發(fā)明的負(fù)荷感應(yīng)方法的信號流程圖。參照圖4，當(dāng)輸入電灶的驅(qū)動指令時，加熱器驅(qū)動單元340輸出驅(qū)動信號至諧振單元350，以響應(yīng)加熱器驅(qū)動確定單元330的確定結(jié)果運行感應(yīng)加熱線圈111(S400)。
在這種狀態(tài)下，輸入電流檢測單元311使用電流檢測元件CT1，根據(jù)感應(yīng)加熱線圈111的運行來檢測輸入電流(S402)。進(jìn)而，金屬容器負(fù)荷確定單元313比較所檢測的輸入電流與第一預(yù)設(shè)參考電流，以確定輸入電流是否大于第一參考電流(S404)。
如果確定輸入電流大于第一參考電流，則金屬容器負(fù)荷確定單元313確定由金屬材料制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?，并產(chǎn)生指示金屬容器負(fù)荷存在的確定信號，而將所產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)發(fā)到加熱器驅(qū)動確定單元330。
如果金屬容器負(fù)荷確定單元313確定存在金屬容器負(fù)荷，則諧振電流檢測單元315使用電流檢測元件CT2檢測流入感應(yīng)加熱線圈111的諧振電流(S406)。隨后，磁性容器負(fù)荷確定單元317比較由諧振電流檢測單元315檢測的諧振電流與第二預(yù)設(shè)參考電流(S408)。
在諧振電流大于第二參考電流的情況下，磁性容器負(fù)荷確定單元317確定金屬容器負(fù)荷是由非磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜?S410)，并產(chǎn)生指示非磁性容器負(fù)荷存在的確定信號，以輸出所述確定信號至加熱器驅(qū)動確定單元330。
接下來，加熱器驅(qū)動確定單元330響應(yīng)磁性容器負(fù)荷確定單元317的確定信號而確定運行電加熱器103，并且加熱器驅(qū)動單元340響應(yīng)磁性容器負(fù)荷確定單元317的確定結(jié)果，供應(yīng)電源到電加熱器103以運行電加熱器103(S412)。
在步驟S408的比較中諧振電流小于第二參考電流的情況下，磁性容器負(fù)荷確定單元317確定金屬容器負(fù)荷是由磁性物質(zhì)制成的烹飪?nèi)萜?S414)，并產(chǎn)生指示磁性容器負(fù)荷存在的確定信號，以輸出所述確定信號至加熱器驅(qū)動確定單元330。
然后，加熱器驅(qū)動確定單元330響應(yīng)來自磁性容器負(fù)荷確定單元317的確定信號，確定運行感應(yīng)加熱線圈111和電加熱器103。加熱器驅(qū)動單元340響應(yīng)加熱器驅(qū)動確定單元330的確定結(jié)果，供應(yīng)電源到電加熱器103以運行電加熱器103，同時輸出驅(qū)動信號到諧振單元350以運行感應(yīng)加熱線圈111(S416)。
這里，如果確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔纱判晕镔|(zhì)制成，則僅驅(qū)動感應(yīng)加熱線圈111，而不是感應(yīng)加熱線圈111和電加熱器103都運行。
此外，如果在步驟S404確定輸入電流小于第一參考電流，即如果確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜饔煞谴判晕镔|(zhì)制成或者無負(fù)荷，則加熱器驅(qū)動確定單元330使得加熱器驅(qū)動單元340運行電加熱器103預(yù)定時間段(S418)。
在這種情況下，如果電加熱器103運行，則溫度檢測單元321使用溫度傳感器120檢測溫度(S420)，并且隨后溫度梯度檢測單元323基于由溫度檢測單元321檢測的溫度來檢測溫度梯度(S422)。
如果檢測到溫度梯度，則無負(fù)荷確定單元325確定所檢測的溫度梯度是否大于預(yù)設(shè)溫度梯度(S424)。如果確定所檢測的溫度梯度大于預(yù)設(shè)溫度梯度，則無負(fù)荷確定單元325確定當(dāng)前狀態(tài)為無負(fù)荷狀態(tài)(即沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧?(S426)，從而使得加熱器驅(qū)動確定單元330能夠確定不運行感應(yīng)加熱線圈111和電加熱器103。
此外，如果確定所檢測的溫度梯度小于預(yù)設(shè)溫度梯度，則作為確定結(jié)果，當(dāng)前狀態(tài)被確定為由非金屬材料制成的烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧系臓顟B(tài)(S428)。然后，加熱器驅(qū)動確定單元330確定運行電加熱器103，并致使加熱器驅(qū)動單元340運行電加熱器103(S430)。
同時，在前述說明中，首先確定烹飪?nèi)萜鞯念愋?，如果未確定出烹飪?nèi)萜鞯念愋蛣t確定烹飪?nèi)萜魇欠穹胖迷诩訜崞鲉卧稀?br> 本發(fā)明并不限于前述說明。換言之，也可以首先確定烹飪?nèi)萜魇欠穹胖迷诩訜崞鲉卧?，然后?dāng)烹飪?nèi)萜鞣胖迷诩訜崞鲉卧蠒r確定烹飪?nèi)萜鞯念愋汀?br> 但是，與先確定烹飪?nèi)萜鞯念愋腿缓蟠_定是否存在烹飪?nèi)萜飨啾龋却_定是否存在烹飪?nèi)萜魅缓蟠_定烹飪?nèi)萜鞯念愋驮陂_始加熱烹飪?nèi)萜髦靶枰^多時間。
換言之，如果如上所述確定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖?，則電加熱器應(yīng)該首先運行，然后應(yīng)該檢測由電加熱器產(chǎn)生的熱導(dǎo)致的溫度梯度變化，從而使得需要相當(dāng)長的時間才能檢測到所述溫度梯度變化。另一方面，由于如上所述基于輸入電流和諧振電流的大小確定烹飪?nèi)萜鞯念愋停钥梢栽诜浅６痰臅r間內(nèi)確定烹飪?nèi)萜鞯念愋汀?br> 因此，如果首先確定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖谌缓蟠_定烹飪?nèi)萜鞯念愋?，則在確定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖谥敖?jīng)過相當(dāng)長時間之后才開始加熱烹飪?nèi)萜鳎蟠_定烹飪?nèi)萜鞯念愋汀?br> 但是，如果首先確定烹飪?nèi)萜鞯念愋腿缓蟠_定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖?，則可以在確定烹飪?nèi)萜鞯念愋椭罅⒓醇訜崤腼內(nèi)萜?。此外，即使未確定出烹飪?nèi)萜鞯念愋?，在已?jīng)確定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖谥笠部梢约訜崤腼內(nèi)萜鳌Ｒ虼?，即使這樣，也可以在經(jīng)過與首先確定烹飪?nèi)萜魇欠翊嬖谌缓蟠_定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷那闆r相同的時間之后開始加熱烹飪?nèi)萜鳌?br> 因而，如在本發(fā)明上述說明所述，優(yōu)選地，先確定烹飪?nèi)萜鞯念愋腿缓蟠_定是否存在烹飪?nèi)萜鳌?br> 如上所述，本發(fā)明的配置方式為在設(shè)置有感應(yīng)加熱線圈和電加熱器的電灶中，首先確定是否存在負(fù)荷以及烹飪?nèi)萜鞯念愋?，然后根?jù)確定結(jié)果選擇性運行感應(yīng)加熱線圈或電加熱器。
因此，用戶無需謹(jǐn)慎確定烹飪?nèi)萜鞯念愋?，并且也省卻了在確定后在感應(yīng)加熱線圈和電加熱器之間進(jìn)行選擇的麻煩。
此外，即使用戶不慎在無負(fù)荷狀態(tài)下運行了電灶，也可以自動感應(yīng)無負(fù)荷狀態(tài)，從而防止感應(yīng)加熱線圈和電加熱器運行。因此，可在第一時間避免安全意外的發(fā)生。
盡管已經(jīng)結(jié)合具體實施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解可在本發(fā)明的技術(shù)精神和范圍內(nèi)對其做出各種修改和變化。很明顯所述修改和變化均落入由所述權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，包括加熱器單元，包括感應(yīng)加熱線圈和電加熱器；負(fù)荷類型確定單元，用于確定放置在該加熱器單元上的烹飪?nèi)萜黝愋?；?fù)荷狀態(tài)確定單元，用于確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧?；加熱器?qū)動確定單元，用于響應(yīng)該負(fù)荷類型確定單元和該負(fù)荷狀態(tài)確定單元的確定信號，確定是否運行該感應(yīng)加熱線圈或該電加熱器；加熱器驅(qū)動單元，用于響應(yīng)該加熱器驅(qū)動確定單元的確定結(jié)果運行該感應(yīng)加熱線圈或該電加熱器；以及諧振單元，用于當(dāng)該加熱器驅(qū)動單元運行該感應(yīng)加熱線圈時使得諧振電流流入該感應(yīng)加熱線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，其中該負(fù)荷類型確定單元包括第一確定單元，用于確定烹飪?nèi)萜魇怯山饘俨牧现瞥蛇€是由非金屬材料制成；以及第二確定單元，用于確定烹飪?nèi)萜魇怯纱判晕镔|(zhì)制成還是由非磁性物質(zhì)制成。
3.如權(quán)利要求2所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，其中所述第一確定單元包括輸入電流檢測單元，用于當(dāng)運行該感應(yīng)加熱線圈時檢測交流電源的輸入電流；以及金屬容器負(fù)荷確定單元，用于根據(jù)由該輸入電流檢測單元所檢測的輸入電流大小來確定烹飪?nèi)萜魇欠裼山饘僦瞥伞?br> 4.如權(quán)利要求2所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，其中所述第二確定單元包括諧振電流檢測單元，用于檢測流入該感應(yīng)加熱線圈的諧振電流；以及磁性容器負(fù)荷確定單元，用于根據(jù)由該諧振電流檢測單元所檢測的諧振電流大小來確定烹飪?nèi)萜魇欠裼纱判晕镔|(zhì)制成。
5.如權(quán)利要求1所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，其中該負(fù)荷狀態(tài)確定單元包括溫度傳感器，其安裝在該加熱器單元上；溫度檢測單元，用于使用該溫度傳感器檢測該加熱器單元的溫度；溫度梯度檢測單元，用于檢測由該溫度檢測單元所檢測的溫度的梯度；以及無負(fù)荷確定單元，用于根據(jù)該溫度梯度檢測單元所檢測的溫度梯度，確定電灶是否處于無負(fù)荷狀態(tài)，該無負(fù)荷狀態(tài)是指沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧稀?br> 6.如權(quán)利要求1所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，其中該諧振單元包括兩個開關(guān)元件，響應(yīng)由該加熱器驅(qū)動單元輸出的驅(qū)動信號而交替導(dǎo)通和切斷；以及兩個電容器，與該感應(yīng)加熱線圈諧振，以當(dāng)所述兩個開關(guān)元件選擇性導(dǎo)通時使得諧振電流流入該感應(yīng)加熱線圈。
7.如權(quán)利要求6所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備，還包括兩個電容器，分別與所述兩個開關(guān)元件并聯(lián)連接，用以減少在所述兩個開關(guān)元件交替導(dǎo)通或切斷時所產(chǎn)生的開關(guān)損耗。
8.一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，包括如下步驟當(dāng)運行感應(yīng)加熱線圈時確定放置在加熱器單元上的烹飪?nèi)萜鞯念愋?；在未確定出烹飪?nèi)萜鞯念愋偷那闆r下，當(dāng)運行電加熱器時確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖糜谠摷訜崞鲉卧希划?dāng)確定烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧锨矣山饘俨牧现瞥蓵r，選擇性運行該感應(yīng)加熱線圈或該電加熱器；以及當(dāng)烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧锨矣煞墙饘俨牧现瞥蓵r，運行該電加熱器。
9.如權(quán)利要求8所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中確定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷牟襟E包括如下步驟當(dāng)運行該感應(yīng)加熱線圈時檢測交流電源的輸入電流；檢測流入該感應(yīng)加熱線圈的諧振電流；以及根據(jù)所檢測的輸入電流和諧振電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋汀?br> 10.如權(quán)利要求9所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中根據(jù)所檢測的輸入電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷牟襟E包括確定烹飪?nèi)萜魇怯山饘俨牧现瞥蛇€是由非金屬材料制成。
11.如權(quán)利要求9所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中根據(jù)所檢測的輸入電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷牟襟E包括如下步驟比較該輸入電流與第一預(yù)設(shè)參考電流；當(dāng)確定該輸入電流大于所述第一參考電流時，確定該烹飪?nèi)萜饔山饘俨牧现瞥?；以及?dāng)確定該輸入電流小于所述第一參考電流時，確定烹飪?nèi)萜饔煞墙饘俨牧现瞥伞?br> 12.如權(quán)利要求9所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中根據(jù)所檢測的諧振電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷牟襟E包括確定烹飪?nèi)萜魇怯纱判晕镔|(zhì)制成還是由非磁性物質(zhì)制成。
13.如權(quán)利要求9所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中根據(jù)所檢測的諧振電流確定烹飪?nèi)萜鞯念愋偷牟襟E包括如下步驟比較該諧振電流與第二預(yù)設(shè)參考電流；當(dāng)確定該諧振電流大于所述第二參考電流時，確定烹飪?nèi)萜饔煞谴判晕镔|(zhì)制成；以及當(dāng)確定該諧振電流小于所述第二參考電流時，確定烹飪?nèi)萜饔纱判晕镔|(zhì)制成。
14.如權(quán)利要求8所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧系牟襟E根據(jù)該加熱器單元在該電加熱器運行時的溫度變化進(jìn)行。
15.如權(quán)利要求8所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧系牟襟E包括如下步驟根據(jù)該電加熱器的運行檢測該加熱器單元的溫度；檢測所檢測的溫度的溫度梯度；以及根據(jù)所檢測的溫度梯度確定是否有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧稀?br> 16.如權(quán)利要求8所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，其中選擇性運行該感應(yīng)加熱線圈或該電加熱器的步驟包括如下步驟當(dāng)確定烹飪?nèi)萜饔煞谴判越饘僦瞥蓵r運行該電加熱器；以及當(dāng)確定烹飪?nèi)萜饔纱判越饘僦瞥蓵r運行該感應(yīng)加熱線圈。
17.如權(quán)利要求16所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，還包括如下步驟當(dāng)烹飪?nèi)萜饔纱判越饘僦瞥蓵r，同時運行該電加熱器與該感應(yīng)加熱線圈。
18.如權(quán)利要求8所述的用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的方法，還包括如下步驟當(dāng)沒有烹飪?nèi)萜鞣胖迷谠摷訜崞鲉卧蠒r，既不運行該感應(yīng)加熱線圈也不運行該電加熱器。
全文摘要
提供一種用于感應(yīng)電灶的負(fù)荷的設(shè)備和方法，并提供一種加熱器單元，該加熱器單元裝配有根據(jù)放置在該加熱器單元上的烹飪?nèi)萜髫?fù)荷的類型和狀態(tài)選擇性運行的感應(yīng)加熱線圈和電加熱器。通過當(dāng)負(fù)荷類型確定單元致使該感應(yīng)加熱線圈運行時輸入的輸入電流以及流入該感應(yīng)加熱線圈的諧振電流確定上述類型。當(dāng)負(fù)荷狀態(tài)確定單元使得電加熱器產(chǎn)生熱時，通過加熱器單元的溫度變化確定所述狀態(tài)，并且根據(jù)所確定的負(fù)荷類型和狀態(tài)選擇性運行感應(yīng)加熱線圈和電加熱器。因而，用戶無需謹(jǐn)慎確定烹飪?nèi)萜鞯念愋?，并且在無負(fù)荷狀態(tài)下不運行電灶，以防止安全意外的發(fā)生。
文檔編號H05B6/12GK1976551SQ20061013983
公開日2007年6月6日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者金義成, 柳承喜, 吳枓容, 樸炳旭 申請人:Lg電子株式會社