CN108968646A - 一种感应加热炊具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应加热炊具，包括：多个加热线圈，用于加热容器；逆变器，具有多个待操作的开关元件，使得高频电压被选择性地供应到多个加热线圈；以及控制单元，用于控制在多个加热线圈中，多个开关元件的操作使得高频电压被时分地提供给加热线圈，容器位于加热线圈上，通过使用一个逆变器操作多个加热线圈的配置，不需要与加热线圈的数量相对应的逆变器这种配置，可以减少逆变器的数量和制造成本。另外，由于炊具的厚度减小，因此可以减小炊具的整体尺寸。

Description

一种感应加热炊具

技术领域

本发明涉及厨具领域，具体是一种感应加热炊具。

背景技术

通常，感应加热炊具能够使高频电流流过加热线圈，在加热线圈中产生强烈的高频磁场，并在与加热器磁耦合的容器中产生涡流。通过高频磁场线圈，使容器被焦耳热加热以烹饪食物，在这种感应加热炊具中，加热线圈固定在主体内部以提供加热源，另外，在主体的上侧设置有放置容器的烹饪板，在该烹饪板上，在与加热线圈对应的位置处形成标记，以使用户能够准确地定位容器，然而，这种方法是不方便的，因为使用者必须将容器准确地定位在烹饪板上的特定位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感应加热炊具，以解决背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案；

一种感应加热炊具，包括：

多个加热线圈，用于加热容器；

具有多个辅助开关元件的逆变器，所述辅助开关元件连接到多个所述加热线圈并且能够选择性地向多个所述加热线圈提供高频电压；

若干主开关元件，通过切换所述主开关元件以将高频电压提供给多个加热线圈中的至少一个加热线圈；

控制单元，用于向所述主开关元件提供具有相同占空比的脉冲宽度调制信号，并控制多个辅助开关元件中的至少一个的操作，使得高频电压被时分地提供给多个所述加热线圈，对容器所在的多个加热线圈中的至少一个加热线圈进行分区控制。

优选的，所述感应加热炊具还包括感测单元，用于感测流过多个所述加热线圈的电流。

优选的，所述感应加热炊具还包括显示单元，用于显示至少一个所述加热线圈的位置信息。

优选的，所述感应加热炊具还包括显示单元输入单元，用于接收至少一个所述加热线圈的功率大小。

优选的，所述控制单元通过改变脉冲宽度调制信号的占空比来控制至少一个所述加热线圈的功率大小，，在多个所述辅助开关元件中的至少一个连续接通的时段期间，提供脉冲宽度调制信号给所述主开关元件。

优选的，当所述容器位于多个所述加热线圈上时，所述控制单元提供脉冲宽度调制信号，每个脉冲宽度调制信号具有与所述主开关元件相同的占空比，并且通过改变至少一个加热线圈的多个辅助开关元件中的至少一个的接通时间，以控制时分控制的至少一个加热线圈的功率大小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过使用一个逆变器操作多个加热线圈的配置，不需要与加热线圈的数量相对应的逆变器，因此，可以减少逆变器的数量和制造成本，另外，由于炊具的厚度减小，因此可以减小炊具的整体尺寸。

附图说明

图1为本发明提供的感应加热炊具的第一种结构示意图；

图2为本发明提供的感应加热炊具的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方面进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明提供的一种实施例：

一种感应加热炊具，包括：多个加热线圈，用于加热容器；具有多个辅助开关元件的逆变器，所述辅助开关元件连接到多个所述加热线圈并且能够选择性地向多个所述加热线圈提供高频电压；若干主开关元件，通过切换所述主开关元件以将高频电压提供给多个加热线圈中的至少一个加热线圈；控制单元，用于向所述主开关元件提供具有相同占空比的脉冲宽度调制信号，并控制多个辅助开关元件中的至少一个的操作，使得高频电压被时分地提供给多个所述加热线圈，对容器所在的多个加热线圈中的至少一个加热线圈进行分区控制。

具体的，所述感应加热炊具包括主体1，在主体1的上侧，设置有烹饪板2，在该烹饪板2上将放置容器3。在主体1中，在烹饪板2的下方设置有多个加热线圈组，每个加热线圈组包括加热线圈L1至L4，以向烹饪板2提供加热源。每个加热线圈组包括例如四个加热线圈L1，L2，L3和L4，它们以2×2矩阵的相同间隔排列。包括加热线圈L1至L4的一个加热线圈组由一个逆变器操作，在本发明的实施例中，高频电压被时分地提供给加热线圈，加热线圈上设置有容器，加热线圈组包括加热线圈L1至L4，以加热位于加热线圈上的容器。用户将容器3放置在烹饪板2上，通过显示窗5检查用于加热的加热线圈L1至L4，并按下操作按钮4以输入其上放置容器的加热线圈L1，L2，L3或L4的功率电平，从而向放置容器的线圈L1，L2，L3或L4提供高频电压用于加热容器3。

如图2所示，本发明实施例的感应加热炊具包括整流器10，平滑单元20至22，逆变器30至32，驱动单元40至42，感测单元50至52，控制单元60，显示器单元70和输入单元80。每个包括加热线圈L1至L4的加热线圈组分别由逆变器30,31和32独立驱动。即，包括加热线圈L1至L4的第一加热线圈组由第一逆变器30驱动，包括加热线圈L1至L4的第二加热线圈组由第二逆变器31驱动，包括加热线圈L1至L4的第三加热线圈由第三逆变器32驱动。整流器10对输入的交流电压进行整流并输出整流后的涡电压，平滑单元20平滑从整流器10接收的涡电压并输出平滑的恒定电压DC。每个逆变器30至32包括主开关元件Q1和Q2，辅助开关元件S1至S4，以及电容器C1和C2。主开关元件Q1和Q2根据驱动单元40至42的开关控制信号交替地切换从平滑单元20至22输出的平滑电压，以向每个加热线圈L1，L2，L3和L4提供高频电压，选择性地接通或断开辅助开关元件S1至S4，使得根据驱动单元40至42的驱动信号选择性地将高频电压提供给每个加热线圈L1，L2，L3或L4，辅助开关元件S1至S4通过连接两个晶体管构成，并在导通时执行双向导通。

第一电容器C1和第二电容器C2使电流流过每个加热线圈L1，L2，L3或L4，同时第一主开关元件Q1断开并且第二主开关元件Q2接通。第二电容器C2设置在第一电容器C1和每个加热线圈L1，L2，L3或L4之间的电流路径中，并且当通过LC串联谐振时，使得谐振电流能够流过每个加热线圈L1，L2，L3或L4，第二主开关元件Q2接通，加热线圈L1，L2，L3和L4并联连接，加热线圈L1，L2，L3或L4的一侧连接到辅助开关元件S1，S2，S3或S4，并且其另一侧连接两个主开关元件Q1和Q2。

也就是说，如果主开关元件Q1接通并且第二主开关元件Q2断开，则高频电流根据提供给加热线圈L1，L2，L3和L4的高频电压连接或断开的辅助开关元件S1，S2，S3，S4或S4。如果主开关元件Q1断开并且第二主开关元件Q2接通，则由LC串联谐振引起的高频电流流过加热线圈以连接或断开辅助开关元件S1，S2，S3或S4。然后，在加热线圈中产生强烈的高频交变磁场，并且在与加热线圈磁耦合的容器3中产生涡电流，使得容器3被由涡电流产生的焦耳热加热。

驱动单元40至42根据控制单元60的控制信号将脉冲宽度调制信号输出到逆变器30至32的主开关元件Q1和Q2，以交替地切换主开关元件Q1和Q2，并输出驱动向辅助开关元件S1至S4发信号以接通或断开辅助开关元件S1至S4。每个感测单元50至52连接到包括加热线圈L1至L4的每个加热线圈组和主开关元件Q1之间，以感测加热线圈的位置，容器3位于加热线圈上的加热线圈的位置。感测单元50包括电流互感器(CT)传感器，用于感测流过每个加热线圈L1，L2，L3或L4的电流。

显示器单元70显示关于感应加热烹饪器的各种信息。具体地，显示器单元70显示加热线圈的位置信息，容器3位于加热线圈上。输入单元80接收用于感应加热炊具的各种命令。具体地，输入单元80接收由用户在其上放置容器的加热线圈中选择的加热线圈的功率水平，显示在显示器单元70上，控制单元60执行感应加热炊具的整体控制。当通过输入单元80输入烹饪命令时，控制单元60通过驱动单元40控制逆变器30的操作，以使电流能够顺序地流过加热线圈组的每个加热线圈L1，L2，L3或L4。为了检测容器是否位于每个加热线圈组的每个加热线圈L1，L2，L3或L4上，控制单元60根据使用每个感测单元50至52感测的电流值确定容器是否位于每个加热线圈组的每个加热线圈L1，L2，L3或L4上。即，每个辅助开关元件S1，S2，S3或S4依次接通，同时通过每个驱动单元40至42交替切换主开关元件Q1和Q2，以使用每个感测单元50至52感测的电流确定容器是否位于每个加热线圈上。

具体的，微小的高频电流依次流过每个加热线圈L1，L2，L3或L4。在这种状态下，控制单元60通过感测单元50感测流过加热线圈的电流的值，如果感测的电流值是预定值，则确定容器位于加热线圈上，否则，确定容器没有放在加热线圈上。此时，如果容器位于加热线圈上，则在加热线圈中产生的高频磁通量在容器中引起涡流，因此相对大的电流流过加热线圈。但是，如果容器没有放在加热线圈上，在加热线圈中产生的高频磁通量不会在容器中被感应，因此很少有电流流过加热线圈。因此，控制单元60检查通过感测单元50流过加热线圈的电流的值，以确定容器是否位于加热线圈上。

另外，控制单元60控制显示器单元70上显示每个加热线圈组的加热线圈的位置信息，其中容器位于其上。然后，用户输入加热线圈的功率电平，其上每个加热线圈组通过输入单元80定位容器。

此外，控制单元60通过驱动单元40至42切换逆变器30的主开关元件Q1和Q2，使得高频电压时间分配地供给加热线圈，容器放置在加热线圈上，并且接通或断开辅助开关元件S1至S4。也就是说，控制单元60在时分控制时间期间仅切换对应于容器所在的加热线圈中的第一加热线圈的第一辅助开关元件，以打开电流路径以使电流能够流动。仅通过第一加热线圈，交替地切换主开关元件Q1和Q2，以将高频电压提供给第一加热线圈，使得仅加热位于第一加热线圈上的容器。

此后，如果在第一辅助开关元件接通之后经过预定时间，则控制单元60关闭第一辅助开关元件并仅切换对应于容器所在的第二加热线圈的第二辅助开关元件，在时分控制时间期间打开电流路径以使电流流过第二加热线圈，并交替切换主开关元件Q1和Q2以将高频电压提供给第二加热线圈，使得仅位于第二加热线圈上的容器被加热。使用该方法，将高频电压依次提供给容器所在的其余加热线圈，以顺序加热位于加热线圈上的容器。

控制单元60可以使用如下所述的两种方法来控制容器所在的时分控制的加热线圈的功率。在第一种方法中，仅接通对应于时分控制的加热线圈的辅助开关元件的时分控制时间，并且提供给主开关元件Q1和Q2的脉冲宽度调制信号的占空比。在时分控制时间期间，根据与加热线圈的功率电平相对应的值改变。此时，对应于容器所在的加热线圈的辅助开关元件的时分控制时间被相等地设定。此时，随着加热线圈的功率电平增加，提供给主开关元件Q1和Q2的脉冲宽度调制信号的占空比增加，并且提供给主开关的脉冲宽度调制信号的占空比增加。随着加热线圈的功率水平降低，元件Q1和Q2减小，高占空比表示高级时段比低级时段相对长，低占空比表示低电平时段比高电平时段相对长。在第二种方法中，提供给主开关元件Q1和Q2的占空比固定为与容器所在的加热线圈的功率电平中的最大功率电平相对应的值，以及该开关元件的导通时间。对应于时分控制的加热线圈的辅助开关元件根据与考虑最大功率电平的时分控制的加热线圈的功率电平相对应的值而变化。因此，主开关元件Q1和Q2根据脉冲宽度调制信号交替地切换，以周期性地改变流过加热线圈的电流的方向，该加热线圈连接到辅助开关中的断开的辅助开关元件S1，S2，S3或S4。

在第一种方法中，对应于时分控制的加热线圈的辅助开关元件接通时的时分控制时间是固定的，并且提供给主开关元件Q1和Q2的脉冲宽度调制信号的占空比是根据在时分控制时间期间对应于加热线圈的功率水平的值而变化。在第二种方法中，提供给主开关元件Q1和Q2的占空比固定为与加热线圈L2，L3和L4的功率电平中的最大功率相对应的值。尽管提供给主开关元件Q1和Q2的脉冲宽度调制信号的占空比被设置为对应于最大功率电平的值，但是本发明的实施例不限于此，并且脉冲宽度的占空比也是如此，调制信号可以设置为感应加热炊具能够输出的最高功率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种感应加热炊具，其特征在于：包括：

多个加热线圈，用于加热容器；

具有多个辅助开关元件的逆变器，所述辅助开关元件连接到多个所述加热线圈并且能够选择性地向多个所述加热线圈提供高频电压；

若干主开关元件，通过切换所述主开关元件以将高频电压提供给多个加热线圈中的至少一个加热线圈；

控制单元，用于向所述主开关元件提供具有相同占空比的脉冲宽度调制信号，并控制多个辅助开关元件中的至少一个的操作，使得高频电压被时分地提供给多个所述加热线圈，对容器所在的多个加热线圈中的至少一个加热线圈进行分区控制。

2.根据权利要求1所述的一种感应加热炊具，其特征在于：所述感应加热炊具还包括感测单元，用于感测流过多个所述加热线圈的电流。

3.根据权利要求2所述的一种感应加热炊具，其特征在于：所述感应加热炊具还包括显示单元，用于显示至少一个所述加热线圈的位置信息。

4.根据权利要求3所述的一种感应加热炊具，其特征在于：所述感应加热炊具还包括显示单元输入单元，用于接收至少一个所述加热线圈的功率大小。

5.根据权利要求4所述的一种感应加热炊具，其特征在于：所述控制单元通过改变脉冲宽度调制信号的占空比来控制至少一个所述加热线圈的功率大小，，在多个所述辅助开关元件中的至少一个连续接通的时段期间，提供脉冲宽度调制信号给所述主开关元件。

6.根据权利要求5所述的一种感应加热炊具，其特征在于：当所述容器位于多个所述加热线圈上时，所述控制单元提供脉冲宽度调制信号，每个脉冲宽度调制信号具有与所述主开关元件相同的占空比，并且通过改变至少一个加热线圈的多个辅助开关元件中的至少一个的接通时间，以控制时分控制的至少一个加热线圈的功率大小。