感應加熱爐灶面的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種感應加熱爐灶面，其中檢測放置在其上的容器是否處于適當的加熱位置。
【背景技術】
[0002]感應加熱爐灶面利用感應線圈產生的磁場效應，根據加熱如鑄鐵或者鋼類的鐵磁炊具(例如鍋)的原理來運行。為了驅動產生磁場的感應線圈，大量的電流經過電路板上的電源開關(IGBT絕緣柵雙極晶體管、二極管或者M0SFET)。在現有技術中，通過使用兩個電源開關和兩個諧振電容器形成的半橋串聯諧振(HBSR)電路，以及由一個電源開關和一個諧振電容器形成的單開關準諧振(SSQR)電路，其用于驅動單個感應線圈。由于成本的優(yōu)勢，單開關準諧振電路(SSQR)是優(yōu)選的；然而，它們在較窄的能量頻率范圍中運行，并且僅僅在特定的電壓和功率范圍內向炊具傳送功率。在其中使用單開關準諧振電路(SSQR)的感應加熱爐灶面中，在檢測不同種類炊具以及爐灶面燃燒器上炊具的位置發(fā)生變化時會遇到問題。而且，在主電壓波動以及不同溫度條件下檢測炊具的位置困難會增大。在一些感應加熱爐灶面中，使用多線圈-多區(qū)域結構，可以在整個爐灶面表面維持加熱，并為使用者提供了便利。在這種類型的感應加熱爐灶面中，多種形狀和尺寸的感應線圈位于爐灶面表面。在可變主電壓下，依據功率設置以及可變溫度條件下的輸入電壓，檢測炊具位置以及還有性能特征比如直徑、類型和功率傳送到炊具過程中鐵磁特性對于其中使用多線圈還有單開關準諧振電路(SSQR)的產品是相當關鍵的。如果炊具從爐灶面的滑動或者抬起不能被正確檢測到，則炊具將不能被有效地加熱，并且會損壞控制感應線圈的電路。
[0003]歐洲專利申請N0.EP2282606涉及一種感應裝置控制方法。通過比較諧振電壓和控制單元中預定的固定參考電壓，檢測感應線圈上容器存在與否、及其電阻率和尺寸。
[0004]在歐洲專利申請N0.EP1629698中，闡述了包括功率逆變器、微處理器、保護電路和平底鍋檢測電路的感應烹飪系統(tǒng)。
[0005]在日本專利申請N0.JP4371108中，闡述了包括炊具檢測電路的感應加熱烹飪裝置。
[0006]在日本專利申請N0.JP2011023163中，闡述了一種米飯蒸煮機，其中，在不穩(wěn)定電源電壓條件下，檢測感應加熱器上的平底鍋存在與否或者平底鍋是否位于希望的位置。
[0007]在日本專利申請N0.JP2007066837中，闡述了一種米飯蒸煮機，其中，在電源電壓條件波動下，檢測感應加熱器上廚房用具例如調羹、刀具的存在。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的就是實現一種感應加熱爐灶面，其中在可變主輸入電壓和溫度條件下精確地檢測放置在感應線圈上容器的位置。
[0009]為了獲得在第一個權利要求中和其各自權利要求解釋的本發(fā)明的目的，實現的感應加熱爐灶面包括將交流主電流轉換為直流電流的橋整流器、具有感應線圈和諧振電容器的諧振電路、驅動諧振電路的電源開關，例如IGBT、在其上產生諧振電壓的集電極節(jié)點，以及電流檢測電路，其與感應線圈串聯連接并對線圈電流提供監(jiān)控，通過轉換成電壓數據線圈電流從感應線圈傳遞到容器。
[0010]電流檢測電路是由和感應線圈串聯連接的電流傳感電阻構成，或者由和感應線圈串聯連接的電流互感器和與電流互感器的次級側并聯連接的電流傳感電阻構成。
[0011]通過比較電流檢測電路檢測到的線圈電流并轉化成電壓數據和在電源開關的集電極和發(fā)射極之間形成的諧振電壓之間的相位差時間與在其存儲器記錄的閾值相位差時間，控制單元確定容器是否在感應線圈上存在或者感應線圈上的容器對準是否適當。
[0012]在本發(fā)明的實施例中，第一比較器和電流檢測電阻的端子并聯連接。通過檢測線圈電流的過零，第一比較器產生方波輸出信號。
[0013]通過比較諧振電壓和DC線電壓，連接到集電極節(jié)點和DC線的第二比較器產生方波輸出信號。分壓器連接到集電極節(jié)點和DC線，并通過減少到可測量的低水平比較諧振電壓和DC線電壓。
[0014]第一比較器和第二比較器連接到其上的邏輯AND門，當第一比較器和第二比較器二者的輸出信號是邏輯I時，產生邏輯I輸出信號。
[0015]如果邏輯AND門的邏輯I輸出信號的周期小于在其存儲器記錄的閾值信號時間，控制單元確定感應線圈上容器不存在，或者容器已經從感應線圈滑動到超過了被允許的范圍，并且中斷感應線圈電流。
[0016]在本發(fā)明的感應加熱爐灶面中，在AC主輸入電壓變化的不利條件下在整個加熱過程中可靠地檢測容器是否存在于感應線圈上以及感應線圈上的對準位置。
【附圖說明】
[0017]在附圖中描述為了獲得本發(fā)明的目的實現的感應加熱爐灶面，其中:
[0018]圖1是感應加熱爐灶面的控制電路的示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的實施例中的感應加熱爐灶面的控制電路的示意圖。
[0020]圖3是示出感應加熱爐灶面的控制電路中電源開關上產生的感應線圈電流和電壓隨時間變化的圖形。
[0021]圖4是示出感應加熱爐灶面的控制電路中使用的第一和第二比較器的輸出信號的圖形。
[0022]圖5是示出感應加熱爐灶面的控制電路中使用的邏輯AND門的輸出信號的圖形。
[0023]在圖中示出的元件用下述附圖標記標示:
[0024]1.感應加熱爐灶面
[0025]2.橋整流器
[0026]3.濾波電路
[0027]4.感應線圈
[0028]5.諧振電容器
[0029]6.諧振電路
[0030]7.電源開關
[0031]8.續(xù)流二極管
[0032]9.集電極節(jié)點
[0033]10.驅動電路
[0034]11.控制單元
[0035]12.電流檢測電路
[0036]13.電流檢測電阻
[0037]14.電流互感器
[0038]15.第一比較器
[0039]16.第二比較器
[0040]17.AND 門
[0041]18.第一分壓器
[0042]19.第二分壓器。
【具體實施方式】
[0043]感應加熱爐灶面(I)包括將從主線接收到的交流電流轉換成直流電流的橋整流器(2)、設置在橋整流器(2)的出口處包括DC線電容器和DC線電感器的高頻濾波電路(3)，其通過對DC線上產生的電壓濾波在特定的頻率范圍內傳送DC電壓、諧振電路(6)，其具有對放置在其上的容器(K)提供加熱的感應線圈(4)和與感應線圈(4)并聯連接的諧振電容器(5)、驅動諧振電路￠)的具有集電極和發(fā)射極的電源開關(7)，例如IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，在關斷位置其是導電狀態(tài)，在關斷時間期間為諧振電容器(5)充電，在接通位置中斷導電，在不導電(接通)時間使諧振電容器(5)放電，并從感應線圈⑷傳送能量到容器(K)、和電源開關(7)并聯連接的續(xù)流二極管(8)，在電源開關(7)的不導電(接通)時間，其在諧振電路(6)中提供連續(xù)的感應線圈⑷電流(IJ (下文中將稱為“線圈電流(IJ”)、集電極節(jié)點(9)，其上的諧振電壓(VJ或者換句話說電源開關(7)的集電極-發(fā)射極電壓產生在電源開關(7)的不導電(接通)時間期間、驅動電路(10)，其以所需水平的驅動電壓驅動電源開關(7)，和控制單元(11)，比如微處理器，其通過控制驅動電路(10)調節(jié)電源開關(7)的操作。
[0044]在感應加熱爐灶面(I)中實施的加熱工藝中，其中電源開關(7)在關斷位置的導通時間是由用戶設置的功率尺度所確定的。其中電源開關(7)在接通位置的不導電時間是由依賴于放置在感應線圈(4)上的容器(K)的特性特征的控制單元(11)、感應線圈(4)上容器(K)的對準、AC主電壓條件和容器(K)的溫度確定的。諧振電容器(5)首先被充電，然后在電源開關不導電(接通)的時間期間放電，并且線圈電流(IJ通過續(xù)流二極管(8)，同時諧振電容器(5)放電。在集電極節(jié)點(9)處產生諧振電壓(Vce)，并把能量從感應線圈(4)傳送到容器(K)。在諧振電壓(Vce)最低水平時，電源開關(7)從接通位置變換到關斷位置，換句話說，從不導通電流狀態(tài)到電流導通狀態(tài)，在導通時間期間，同時電源開關(7)在關斷位置時，能量存儲在感應線圈(4)中。
[0045]本發(fā)明的感應加熱爐灶面⑴包括位于諧振電路(6)中和感應線圈(4)串聯連接的電流檢測電路(12)，其中電源開關(7)在接通位置的不導電時間其將從感應線圈(4)到容器(K)的線圈電流(IJ轉化成電壓數據，并提供被監(jiān)控的線圈電流(IJ，和控制單元
(11)，其通過比較從電流檢測電路(12)接收到的線圈電流(IJ轉換成電壓數據和在集電極節(jié)點(9)上產生的諧振電壓(Vce)之間的相位差時間(T)和記錄在其存儲器中的閾值相位