本实用新型涉及一种电磁感应加热装置,且特别涉及一种具有锅具检测功能的电磁感应加热装置。
背景技术:
在一些传统的电磁炉中,其检测锅具的方式是,先向谐振电路发出一个激励脉冲,然后计算谐振电路的感应脉冲数量来判断锅具是否已置于其上。然而,前述检测方式容易受杂讯(噪声)干扰而出现误判的问题,影响用户的使用体验。
再者,传统的电磁炉并无法判断锅具的材质,对于不同材质的锅具均使用同一套加热控制参数,若使用者使用不含铁或者含铁量少的锅具,会导致电磁感应加热装置无法对锅具进行加热,或是无法达到电磁炉的最大加热功率。若无法达到电磁炉的最大加热功率,将造成电磁炉的内部电路发热严重的问题,从而导致整个系统运行不稳定,缩短电磁感应加热装置的可使用寿命。
进一步,传统的电磁炉在加热过程判断锅具是否被移走时,最少需要一个市电周期才能判断出锅具是否被移走,判断所需的时间较长,而且传统的移锅判断方式易受电磁炉工作的影响,易出现误判。如出现误判,即锅具移走后,电磁炉未关闭其功率输出,将导致内部电路的温度迅速上升。若使用者又突然地将锅具放回,其内部电路又会产生强大的瞬时电流,如此将造成内部电路发热严重,甚至会损坏电磁炉。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种电磁感应加热装置,特别是一种具有锅具检测功能的电磁感应加热装置。
为达上述目的,本实用新型提供一种电磁感应加热装置,具有一锅具检测模式及一加热模式,其包含:
一电源产生单元,用以产生一直流电源;
一脉冲产生单元,用以在该电磁感应加热装置上电启动后的该锅具检测模式中产生具有一预设检测频率的一第一脉冲宽度调变信号;
一谐振单元,耦接于该电源产生单元与该脉冲产生单元之间,用以根据该直流电源在该锅具检测模式中产生一谐振电流;
一电流检测单元,耦接该谐振单元,用以根据该谐振电流产生一第一电流信号;
一相位检测单元,耦接该脉冲产生单元及该电流检测单元,用以在该锅具检测模式中检测该第一脉冲宽度调变信号的负缘与该第一电流信号的负缘;及
一控制单元,耦接该相位检测单元及该脉冲产生单元,用以在该锅具检测模式中控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号,并计算该第一脉冲宽度调变信号的负缘与该第一电流信号的负缘之间的一第一时间宽度,该控制单元根据该第一时间宽度决定是否控制该脉冲产生单元产生具有一预设工作频率的一第二脉冲宽度调变信号,使该电磁感应加热装置由该锅具检测模式切换至该加热模式。
上述的电磁感应加热装置,其中该控制单元根据该第一时间宽度与该第一脉冲宽度调变信号的一周期时间之间的一比值乘以360度以计算出一第一相位角度,该控制单元判断该第一相位角度是否小于一第一预设角度,当该第一相位角度小于该第一预设角度时,该控制单元控制该脉冲产生单元产生具有该第二脉冲宽度调变信号,使该电磁感应加热装置切换至该加热模式。
上述的电磁感应加热装置,其中当该相位角度大于该第一预设角度时,该控制单元控制该电磁感应加热装置关闭。
上述的电磁感应加热装置,其中该控制单元于等待一预设时间长度后控制该电磁感应加热装置关闭。
上述的电磁感应加热装置,其中当该相位角度小于该第一预设角度时,该控制单元更判断该相位角度是否小于一第二预设角度,该第二预设角度小于该第一预设角度,当该相位角度小于该第二预设角度时,该控制单元在该加热模式中控制该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于一下限频率值,当该相位角度大于该第二预设角度,该控制单元在该加热模式中控制该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于或等于该下限频率值,其中该下限频率值对应该电磁感应加热装置的最大加热功率。
上述的电磁感应加热装置,其中当该相位角度小于该第一预设角度且小于该第二预设角度时,该控制单元判断置于该电磁感应加热装置的一锅具的材质为304不锈钢,其中当该相位角度小于该第一预设角度且大于该第二预设角度时,该控制单元判断置于该电磁感应加热装置的一锅具的材质为铁或430不锈钢。
上述的电磁感应加热装置,其中该预设检测频率为30khz,该第一预设角度为82度,该第二预设角度为70度。
上述的电磁感应加热装置,其中该控制单元于交流电源达到峰值时的一预设时间点计算该第一时间宽度。
上述的电磁感应加热装置,其中该电流检测单元在该加热模式中更根据该谐振单元产生的另一谐振电流产生一第二电流信号,当该脉冲产生单元在该加热模式中产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于该预设检测频率时,该控制单元根据该第二电流信号的电流值决定是否控制该电磁感应加热装置关闭或控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号。
上述的电磁感应加热装置,其中在该加热模式中,当该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率小于或等于该预设检测频率时,该控制单元于交流电源达到峰值时计算该第二脉冲宽度调变信号的负缘与该第二电流信号的负缘之间的一第二时间宽度,并根据该第二时间宽度决定是否控制该电磁感应加热装置关闭或控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号。
上述的电磁感应加热装置,其中更包含一电源输入端,用以接收一交流电源,其中该电源产生单元耦接在该电源输入端与该谐振单元之间,该电源产生单元根据该交流电源产生该直流电源。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述,但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1为根据本实用新型的电磁感应加热装置操作于锅具检测模式的一实施例的电路示意图;
图2为根据本实用新型的电磁感应加热装置操作于加热模式的另一实施例的电路示意图;
图3为图1、图2的电磁感应加热装置产生的脉冲宽度调变信号及电流信号的波形图;
图4为根据本实用新型的电磁感应加热装置的锅具检测方法的一实施例的流程图;
图5为图4的锅具检测方法的一实施态样的流程图;
图6为根据本实用新型的电磁感应加热装置于加热模式中的锅具检测方法的一实施例的流程图。
其中,附图标记
100电源输入端
1001正极端
1002负极端
101电源产生单元
1011整流单元
1012滤波单元
102脉冲产生单元
103开关单元
1031第一开关
1032第二开关
104谐振单元
1041第一电容
1042第二电容
1043线圈
105电流检测单元
1051感测电路
1052转换电路
106相位检测单元
107控制单元
110市电零点检测单元
c01第一电流信号
c02第二电流信号
c03第三电流信号
c04第四电流信号
gata1第一脉冲宽度调变信号
gata2第二脉冲宽度调变信号
gata3第三脉冲宽度调变信号
gata4第四脉冲宽度调变信号
s1控制信号
s2过零检测信号
t1第一时间宽度
t2第二时间宽度
n1第一连接点
n2第二连接点
s01-s05步骤
s031-s033步骤
s041-s042步骤
s07-s12步骤
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述:
图1及图2分别为根据本实用新型的电磁感应加热装置操作于锅具检测模式及加热模式的一实施例的电路示意图。在电磁感应加热装置上电启动后,电磁感应加热装置先进入锅具检测模式,电磁感应加热装置检测是否有锅具置于其上。待有锅具置于电磁感应加热装置之后,电磁感应加热装置由锅具检测模式切换至加热模式,以对锅具及锅具中的食材加热。
请合并参照图1及图2,电磁感应加热装置包含电源产生单元101、谐振单元104、脉冲产生单元102、电流检测单元105、相位检测单元106及控制单元107。谐振单元104耦接在电源产生单元101与脉冲产生单元102之间,脉冲产生单元102耦接控制单元107。电流检测单元105耦接谐振单元104与相位检测单元106。相位检测单元106耦接在脉冲产生单元102与控制单元107之间,且耦接在电流检测单元105与控制单元107之间。
电源产生单元101产生直流电源,谐振单元104根据直流电源进行谐振以产生谐振电流。电流检测单元105根据谐振单元104在锅具检测模式中产生的谐振电流产生电流信号c01(以下称为第一电流信号c01)。
脉冲产生单元102受控于控制单元107。在锅具检测模式中,如图1所示,脉冲产生单元102可受控制单元107发送的控制信号s1控制而产生具有预设检测频率的脉冲宽度调变(pulsewidthmodulation;pwm)信号gata1(以下称为第一脉冲宽度调变信号gata1);如图2所示,在加热模式中,脉冲产生单元102可受控制单元107发送的控制信号s1控制而产生具有预设工作频率的脉冲宽度调变信号gata2(以下称为第二脉冲宽度调变信号gata2)。
相位检测单元106在锅具检测模式中接收电流检测单元105产生的第一电流信号c01,且接收脉冲产生单元102产生的第一脉冲宽度调变信号gata1。相位检测单元106检测第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘。当相位检测单元106检测出第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘时,相位检测单元106检测第一电流信号c01的负缘,以产生第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘与第一电流信号c01的负缘之间的时间宽度t1(以下称为第一时间宽度t1),如图3所示。
在运作上,请合并参照图1至图4,图4为根据本实用新型的电磁感应加热装置的锅具检测方法的一实施例的流程图。在锅具检测模式中,控制单元107控制脉冲产生单元102产生前述具有预设检测频率的第一脉冲宽度调变信号gata1(步骤s01),控制单元107计算第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘与第一电流信号c01的负缘之间的第一时间宽度t1(步骤s02),控制单元107根据第一时间宽度t1判断是否已有锅具置于其上(步骤s03),以决定是否控制脉冲产生单元102产生前述具有预设工作频率的第二脉冲宽度调变信号gata2(步骤s04),也就是当控制单元107判定已有锅具置于其上时(判断结果为「是」),控制单元107控制脉冲产生单元102产生第二脉冲宽度调变信号gata2,使电磁感应加热装置由锅具检测模式切换至加热模式。基此,本实用新型可防止因未放置锅具而电磁感应加热装置却开启功率,导致电磁感应加热装置工作在不稳定的状态。
在一实施例中,电磁感应加热装置更包含电源输入端100,电源输入端100可具有正极端1001及负极端1002。电源输入端100耦接电源产生单元101,且电源产生单元101耦接在电源输入端100与谐振单元104之间。电源输入端100可接收来自外部电源的一交流电源,电源产生单元101可自电源输入端100接收前述的交流电源,并转换交流电源而产生直流电源,使谐振单元104产生谐振电流。
再者,电磁感应加热装置更包含零点检测单元110,零点检测单元110耦接于电源输入端100的正极端1001与负极端1002,且零点检测单元110耦接于电源输入端100与控制单元107之间。零点检测单元110可检测交流电源(即,市电)的过零点(zero-crossing)并产生过零检测信号s2,零点检测单元110并将过零检测信号s2发送至控制单元107,控制单元107根据过零检测信号s2自过零点计数一预设时间长度,使市电达到峰值。以50hz频率的ac电源为例,预设时间长度可为5ms,以60hz频率的ac电源为例,预设时间长度可为4.17ms。在锅具检测模式中,控制单元107系于市电达到峰值时的一预设时间点执行步骤s02以计算第一时间宽度t1。
再者,在步骤s03中,控制单元107是将第一时间宽度t1转换为相位角度(以下称为第一相位角度),控制单元107比较第一相位角度与一预设角度(以下称为第一预设角度),控制单元107再根据比较结果决定是否执行步骤s04。详细而言,控制单元107是根据第一时间宽度t1与第一脉冲宽度调变信号gata1的周期时间(第一脉冲宽度调变信号gata1的周期时间与预设检测频率之间是互为倒数)之间计算出一比值,控制单元107将前述比值乘以360度以计算出第一相位角度(步骤s031),控制单元107接着判断第一相位角度是否小于第一预设角度(步骤s032),当第一相位角度小于第一预设角度时(判断结果为「是」),表示已有锅具置于电磁感应加热装置,控制单元107控制脉冲产生单元102产生第二脉冲宽度调变信号gata2(步骤s04),使电磁感应加热装置根据第二脉冲宽度调变信号gata2运作而对锅具及锅具中的食材进行加热。
举例来说,以第一时间宽度t1及第一脉冲宽度调变信号gata1的周期时间分别为6μs及33μs为例,控制单元107在步骤s031中是根据6μs与33μs之间为0.18的比值乘以360度而计算出为65度的第一相位角度,若第一预设角度为82度,控制单元107在步骤s032中判断出为65度的第一相位角度小于为82度的第一预设角度(判断结果为「是」),控制单元107即控制脉冲产生单元102产生第二脉冲宽度调变信号gata2(步骤s04)。
在一实施例中,在步骤s032中,当控制单元107判断出第一相位角度大于第一预设角度时(判断结果为「否」),例如第一相位角度为90度,表示无锅具置于电磁感应加热装置,此时,控制单元107可控制电磁感应加热装置关闭(步骤s05)。或者,在其他的实施例中,控制单元107亦可等待一预设时间长度,例如,一分钟,控制单元107在一分钟内控制脉冲产生单元102继续产生第一脉冲宽度调变信号gata1(步骤s01),控制单元107在一分钟内于市电达到峰值时计算第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘与第一电流信号c01的负缘之间的第一时间宽度t1(步骤s02),并计算第一相位角度(步骤s031),控制单元107判断第一相位角度是否小于第一预设角度(步骤s032)。若控制单元107在一分钟内均未判断出第一相位角度小于第一预设角度,控制单元107始控制电磁感应加热装置关闭(步骤s05)。
基此,本实用新型以相位角度检测有无锅具置于其上,相较于现有技术,其检测方式较不易受杂讯干扰,较不容易出现误判的情况,具有较高的检测准确度而提升用户的使用体验。
在一实施例中,如图1及图2所示,谐振单元104包含第一电容1041、第二电容1042及线圈1043,线圈1043可以电感来实现。第一电容1041耦接第二电容1042。线圈1043的一端耦接第一开关1031及第二开关1032之间的第一连接点n1,线圈1043的另一端耦接第一电容1041及第二电容1042之间的第二连接点n2,也就是线圈1043耦接在第一连接点n1与第二连接点n2之间。基此,在脉冲宽度调变信号gata1、gata2及其他脉冲宽度调变信号的动作期间,线圈1043进行谐振,线圈1043于第一开关1031与第二开关1032交互导通时根据电源产生单元101产生的直流电源与第一电容1041及第二电容1042交互产生振荡,谐振单元104产生谐振电流。
再者,电磁感应加热装置更可包含开关单元103,开关单元103耦接在谐振单元104与脉冲产生单元102之间。开关单元103接收脉冲产生单元102产生的脉冲宽度调变信号,脉冲宽度调变信号是作为开关单元103导通或截止的开关控制信号。举例来说,在锅具检测模式中,开关单元103是根据第一脉冲宽度调变信号gata1的高位准导通,在加热模式中,开关单元103是根据第二脉冲宽度调变信号gata2的高位准导通。谐振单元104在开关单元103导通时可根据直流电源产生谐振电流。
在一实施例中,在步骤s05中,控制单元107可控制脉冲产生单元102产生具有责任周期(dutycycle)为零的脉冲宽度调变信号(即,零位准信号),以控制开关单元103截止而关闭电磁感应加热装置。
在一实施例中,当锅具置于电磁感应加热装置时,在步骤s03中,控制单元107更可根据前述的第一相位角度判断出锅具的材质,并根据锅具的材质对应控制脉冲产生单元102在加热模式中产生的脉冲宽度调变信号的预设工作频率的下限值,因脉冲宽度调变信号的预设工作频率系与电磁感应加热装置的加热功率成反比。详细而言,请合并参照图1至图5,当控制单元107在步骤s032中判断出第一相位角度小于第一预设角度时(判断结果为「是」),控制单元107进一步判断第一相位角度是否小于另一预设角度(以下称为第二预设角度)(步骤s033)。
当第一相位角度大于第二预设角度时(即,第一相位角度位于第一预设角度与第二预设角度之间)(判断结果为「否」),表示锅具的材质为铁或430不锈钢,此时,控制单元107控制脉冲产生单元102在加热模式中产生的第二脉冲宽度调变信号gata2的预设工作频率可达到对应于电磁感应加热装置的最大加热功率的一下限频率值(步骤s042),即预设工作频率系大于或等于下限频率值,也就是电磁感应加热装置可以最大加热功率对材质为铁或430不锈钢的锅具进行加热;另一方面,当第一相位角度小于第二预设角度时(即,第一相位角度小于第一预设角度且小于第二预设角度)(判断结果为「是」),表示锅具的材质为304不锈钢,此时,控制单元107控制脉冲产生单元102在加热模式中产生的第二脉冲宽度调变信号gata2的预设工作频率是大于下限频率值(步骤s041),也就是电磁感应加热装置是以较小的加热功率对材质为304不锈钢的锅具进行加热。
如此一来,可避免因材质为304不锈钢的锅具而造成电磁感应加热装置无法达到最大加热功率的问题,以及开关单元103以及线圈1043因电磁感应加热装置无法达到最大加热功率而严重发热的问题,进而避免系统的运行不稳定而缩短电磁感应加热装置的可使用寿命。
在一实施例中,电磁感应加热装置的设计者可设计控制单元107控制脉冲产生单元102产生为30khz的预设检测频率,并将材质为430不锈钢、铁或304不锈钢的锅具分别置于电磁感应加热装置,设计者可以控制单元107根据各不同材质的锅具计算出对应的第一相位角度,并据以设定第一预设角度及第二预设角度。举例来说,控制单元107根据材质为430不锈钢或铁的锅具计算出的第一相位角度是位在70度至80度的范围间,控制单元107根据材质为304不锈钢的锅具计算出的第一相位角度是位在60度至70度的范围间。于此,第一预设角度可为82度,第二预设角度可为70度,控制单元107即可根据为82度的第一预设角度及为70度的第二预设角度判断出锅具的材质,以产生对应的控制信号s1来控制脉冲产生单元102。
在一实施例中,在加热模式中,电磁感应加热装置具有一移锅检测功能,控制单元107可判断锅具是否自电磁感应加热装置移开,以判断是否需控制电磁感应加热装置由加热模式切换至锅具检测模式,或控制电磁感应加热装置关闭。详细而言,如图2所示,电流检测单元105在加热模式中更可根据谐振单元104产生的谐振电流产生电流信号c02(以下称为第二电流信号c02),在加热模式中,当第二脉冲宽度调变信号gata2的工作频率系大于前述的预设检测频率时(例如工作频率及预设检测频率分别为40khz及30khz,为40khz的工作频率是大于为30khz的预设检测频率),控制单元107是根据第二电流信号c02的电流值判断是否需控制电磁感应加热装置离开加热模式。
请合并参照图1至图3及图6,在加热模式中,当第二脉冲宽度调变信号gata2的工作频率是大于预设检测频率时,控制单元107判断电流检测单元105在先后两时间点产生的第二电流信号c02之间的电流差值是否大于一预设差值(步骤s11),当前述的电流差值大于预设差值时(判断结果为「是」),表示锅具已自电磁感应加热装置移开,此时,控制单元107再控制电磁感应加热装置由加热模式切换至锅具检测模式,或控制电磁感应加热装置关闭(步骤s12);当前述的电流差值小于预设差值时(判断结果为「否」),表示锅具未自电磁感应加热装置移开,此时,控制单元107控制电磁感应加热装置继续操作在加热模式(步骤s10)而不需控制电磁感应加热装置改变其操作模式。
另一方面,在加热模式中,当脉冲产生单元102产生的第二脉冲宽度调变信号gata2的工作频率小于或等于预设检测频率(例如,工作频率及预设检测频率是分别为25khz及30khz,为25khz的工作频率是小于为30khz的预设检测频率)时,控制单元107在加热模式中是根据第二脉冲宽度调变信号gata2的负缘与第二电流信号c02的负缘之间的时间宽度t2(以下称为第二时间宽度t2)判断锅具是否自电磁感应加热装置移开,以判断是否需控制电磁感应加热装置改变其操作模式。
详细而言,在加热模式中,如图3及图6所示,相位检测单元106更检测第二脉冲宽度调变信号gata2的负缘与第二电流信号c02的负缘,控制单元107在加热模式中更于市电达到峰值时计算第二脉冲宽度调变信号gata2的负缘与第二电流信号c02的负缘之间的第二时间宽度t2(步骤s07),并根据第二时间宽度t2与第二脉冲宽度调变信号gata2的周期时间(例如,具有25khz的工作频率的第二脉冲宽度调变信号gata2的周期时间为40μs)之间的比值计算出相位角度(以下称为第二相位角度)(步骤s08),控制单元107判断第二相位角度是否小于第一预设角度(步骤s09),当第二相位角度小于第一预设角度时(判断结果为「是」),表示锅具未自电磁感应加热装置移开,此时,控制单元107控制电磁感应加热装置继续操作在加热模式(步骤s10)而不需控制电磁感应加热装置改变其操作模式;当第二相位角度大于或等于第一预设角度时(判断结果为「否」),表示锅具已自电磁感应加热装置移开,此时,控制单元107控制电磁感应加热装置由加热模式切换至锅具检测模式,或控制电磁感应加热装置关闭(步骤s12)。其中,步骤s07、s08的计算已详述于前,于此不再赘述。
如此一来,前述的移锅检测功能可避免因使用者频繁地将锅具自电磁感应加热装置移开后又将锅具置于电磁感应加热装置而容易造成线圈1043和开关单元103严重发热的问题,严重者甚至会造成开关管损坏而使电磁感应加热装置无法正常运作。
在一实施例中,在步骤s12中,若控制单元107控制电磁感应加热装置操作于锅具检测模式,控制单元107可等待预设时间长度,例如前述的一分钟,若在一分钟内电流检测单元105产生的第二电流信号c02均小于预设电流值,表示一分钟内均无锅具置于电磁感应加热装置,控制单元107始控制电磁感应加热装置关闭。
在一实施例中,如图1及图2所示,电流检测单元105可包含感测电路1051及转换电路1052,电流检测单元105产生的第一电流信号c01及第二电流信号c02是为数字信号。电源产生单元101包含整流单元1011及滤波单元1012。整流单元1011耦接电源输入端100,整流单元1011可以全桥整流器实现。滤波单元1012耦接于整流单元1011与谐振单元104之间,滤波单元1012可包含电感以及耦接于电感的电容。整流单元1011能将自电源输入端100输入的交流电源进行整流而产生直流电源。滤波单元1012能对整流单元1011产生的直流电源进行滤波。谐振单元104的线圈1043接着再根据滤波后的直流电源产生加热信号。
在一实施例中,脉冲产生单元102是产生互为反相的两脉冲宽度调变信号。如图1所示,在锅具检测模式中,脉冲产生单元102更产生第三脉冲宽度调变信号gata3,第三脉冲宽度调变信号gata3与第一脉冲宽度调变信号gata1之间是互为反相,也就是在相同时间点,当第一脉冲宽度调变信号gata1处于高位准时,第三脉冲宽度调变信号gata3系处于低位准,当第一脉冲宽度调变信号gata1处于低位准时,第三脉冲宽度调变信号gata3是处于高位准。如图2所示,在加热模式中,脉冲产生单元102更产生第四脉冲宽度调变信号gata4,第四脉冲宽度调变信号gata4与第二脉冲宽度调变信号gata2之间是互为反相。
基此,开关单元103可包含第一开关1031及第二开关1032。第二开关1032与第一开关1031之间是择一地导通。在锅具检测模式中,第一开关1031接收第一脉冲宽度调变信号gata1并根据第一脉冲宽度调变信号gata1的高电位导通,第二开关1032接收第三脉冲宽度调变信号gata3并根据第三脉冲宽度调变信号gata3的高电位导通。在加热模式中,第一开关1031系接收第二脉冲宽度调变信号gata2并根据第二脉冲宽度调变信号gata2的高电位导通,第二开关1032接收第四脉冲宽度调变信号gata4并根据第四脉冲宽度调变信号gata4的高电位导通。
于是,在锅具检测模式中,电流检测单元105可在第一开关1031导通时根据谐振电流产生第一电流信号c01,并在第二开关1032导通时根据谐振电流产生第三电流信号c03。如图1所示,相位检测单元106接收脉冲宽度调变信号gata1、gata3及电流信号c01、c03,控制单元107即可根据第一脉冲宽度调变信号gata1的负缘及第一电流信号c01的负缘之间的第一时间宽度t1进行锅具有无及锅具材质的检测,且根据第三脉冲宽度调变信号gata3的负缘及第三电流信号c03的负缘之间的第三时间宽度进行锅具有无及锅具材质的检测。
同样地,在加热模式中,电流检测单元105可在第一开关1031导通时根据谐振电流产生第二电流信号c02,并在第二开关1032导通时根据谐振电流产生第四电流信号c04。如图2所示,相位检测单元106接收脉冲宽度调变信号gata2、gata4及电流信号c02、c04,控制单元107即可根据第二脉冲宽度调变信号gata2的负缘及第二电流信号c02的负缘之间的第二时间宽度t2执行其移锅检测功能,且根据第四脉冲宽度调变信号gata4的负缘及第四电流信号c04的负缘之间的第四时间宽度执行其移锅检测功能。
在一实施例中,第一开关1031及第二开关1032可以绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartransistor;igbt)实现;控制单元107可为微控制器、内嵌式控制器或中央处理单元,控制单元107可执行固件(firmware)以执行计算及判断步骤等;电磁感应加热装置可为电磁炉或电磁灶。
综上所述,根据本实用新型的电磁感应加热装置的一实施例,电磁感应加热装置可以定时地测量相位角度,以检测有无锅具置于其上,其检测方式较不易受杂讯干扰,具有较高的准确度;并且,相位角度与锅具材质之间呈高度相关,电磁感应加热装置可由相位角度辨识锅具的材质,并对应地调整加热参数,使电磁感应加热装置运行在安全稳定的状态,以延长其可使用寿命,且相位角度受锅具大小、形状等因素影响较小,在判断锅具材质上准确率更高。进一步,电磁感应加热装置还具有移锅检测功能,电磁感应加热装置可即时且自动地关闭或切换至锅具检测模式,保护电磁感应加热装置。基此,本实用新型具有杂讯干扰较小、准确率高、实现成本低、无需复杂的演算法及响应速度快的优点。
当然,本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
1.一种电磁感应加热装置,具有一锅具检测模式及一加热模式,其特征在于,包含:
一电源产生单元,用以产生一直流电源;
一脉冲产生单元,用以在该电磁感应加热装置上电启动后的该锅具检测模式中产生具有一预设检测频率的一第一脉冲宽度调变信号;
一谐振单元,耦接于该电源产生单元与该脉冲产生单元之间,用以根据该直流电源在该锅具检测模式中产生一谐振电流;
一电流检测单元,耦接该谐振单元,用以根据该谐振电流产生一第一电流信号;
一相位检测单元,耦接该脉冲产生单元及该电流检测单元,用以在该锅具检测模式中检测该第一脉冲宽度调变信号的负缘与该第一电流信号的负缘;及
一控制单元,耦接该相位检测单元及该脉冲产生单元,用以在该锅具检测模式中控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号,并计算该第一脉冲宽度调变信号的负缘与该第一电流信号的负缘之间的一第一时间宽度,该控制单元根据该第一时间宽度决定是否控制该脉冲产生单元产生具有一预设工作频率的一第二脉冲宽度调变信号,使该电磁感应加热装置由该锅具检测模式切换至该加热模式。
2.根据权利要求1所述的电磁感应加热装置,其特征在于,该控制单元根据该第一时间宽度与该第一脉冲宽度调变信号的一周期时间之间的一比值乘以360度以计算出一第一相位角度,该控制单元判断该第一相位角度是否小于一第一预设角度,当该第一相位角度小于该第一预设角度时,该控制单元控制该脉冲产生单元产生具有该第二脉冲宽度调变信号,使该电磁感应加热装置切换至该加热模式。
3.根据权利要求2所述的电磁感应加热装置,其特征在于,当该相位角度大于该第一预设角度时,该控制单元控制该电磁感应加热装置关闭。
4.根据权利要求3所述的电磁感应加热装置,其特征在于,该控制单元于等待一预设时间长度后控制该电磁感应加热装置关闭。
5.根据权利要求2所述的电磁感应加热装置,其特征在于,当该相位角度小于该第一预设角度时,该控制单元更判断该相位角度是否小于一第二预设角度,该第二预设角度小于该第一预设角度,当该相位角度小于该第二预设角度时,该控制单元在该加热模式中控制该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于一下限频率值,当该相位角度大于该第二预设角度,该控制单元在该加热模式中控制该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于或等于该下限频率值,其中该下限频率值对应该电磁感应加热装置的最大加热功率。
6.根据权利要求5所述的电磁感应加热装置,其特征在于,当该相位角度小于该第一预设角度且小于该第二预设角度时,该控制单元判断置于该电磁感应加热装置的一锅具的材质为304不锈钢,其中当该相位角度小于该第一预设角度且大于该第二预设角度时,该控制单元判断置于该电磁感应加热装置的一锅具的材质为铁或430不锈钢。
7.根据权利要求6所述的电磁感应加热装置,其特征在于,该预设检测频率为30khz,该第一预设角度为82度,该第二预设角度为70度。
8.根据权利要求1所述的电磁感应加热装置,其特征在于,该控制单元于交流电源达到峰值时的一预设时间点计算该第一时间宽度。
9.根据权利要求1所述的电磁感应加热装置,其特征在于,该电流检测单元在该加热模式中更根据该谐振单元产生的另一谐振电流产生一第二电流信号,当该脉冲产生单元在该加热模式中产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率大于该预设检测频率时,该控制单元根据该第二电流信号的电流值决定是否控制该电磁感应加热装置关闭或控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号。
10.根据权利要求9所述的电磁感应加热装置,其特征在于,在该加热模式中,当该脉冲产生单元产生的该第二脉冲宽度调变信号的该预设工作频率小于或等于该预设检测频率时,该控制单元于交流电源达到峰值时计算该第二脉冲宽度调变信号的负缘与该第二电流信号的负缘之间的一第二时间宽度,并根据该第二时间宽度决定是否控制该电磁感应加热装置关闭或控制该脉冲产生单元产生该第一脉冲宽度调变信号。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电磁感应加热装置,其特征在于,更包含一电源输入端,用以接收一交流电源,其中该电源产生单元耦接在该电源输入端与该谐振单元之间,该电源产生单元根据该交流电源产生该直流电源。
技术总结