CN104919894A

CN104919894A - 感应加热炉灶通信系统

Info

Publication number: CN104919894A
Application number: CN201280070964.2A
Authority: CN
Inventors: 亚吉兹·特泽尔; 奥努尔·亚曼; 阿梅特·约卢科格鲁; 塞法·哈兹尔
Original assignee: Arcelik AS
Current assignee: Arcelik AS
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: WO2013098240A1; TR201718728T4; EP2798911B1; PL2798911T3; CN104919894B; EP2798911A1

Abstract

本发明涉及一种通信系统（1），其包括炉灶（2），所述炉灶（2）具有一个或多于一个的感应线圈（4）和控制单元（5）；以及用具（1），其适于无线地操作在炉灶（2）上，用户接口（7）具有显示器和键盘、提供对例如温度、马达速度的操作参数的监视和控制，以及微控制器（8）包含记录在其存储器中的识别信息和操作参数，以及电压调节电路系统（9）给微控制器（8）和用户接口（7）供应低数值电压，功率从感应线圈（4）部分地接收。

Description

感应加热炉灶通信系统

技术领域

本发明涉及一种通信系统，其在感应加热炉灶与感应加热炉灶上的无线厨房用具之间提供数据传输。

背景技术

采用在感应加热炉灶上传输无线功率的原理而操作的厨房用具的使用是已知的。无线厨房用具是例如壶和平底锅的铁磁体加热容器，例如水壶、咖啡机、烤箱的有源加热装置，或者采用电动马达操作的例如混合器、搅拌器的机电装置。例如RFID、WIFI的发送RF通信信号的通信装置用于提供无线厨房用具与感应加热炉灶的通信。通常，发射天线布置在无线厨房用具上，并且接收天线位于感应加热炉灶上并且因此在用具－炉灶之间提供数据传输。因此，炉灶检测其上放置了何种类型的用具，并且使得用具控制炉灶。例如，如果用具是水壶，借由其上的用户接口调整加热温度，并且使得炉灶取决于其上所调整的加热温度而加热用具。在使用例如RFID、WIFI的所述通信装置中遇到了一些问题。例如，由布置在炉灶中的感应线圈产生的磁场不利地影响了通信装置的信号传输。位于炉灶中的控制卡上，RF接收天线可以接触控制卡中的部件并且中断其信号接收。当期望在多区域的炉灶上操作多于一个的用具时，通信信号混合并且无法在炉灶上操作多于一个的用具。RF发射和接收天线从用具和炉灶二者向外突出，并且没有足够面积以用于隐藏天线。此外，所述通信装置的成本是非常高的。

国际专利申请No.WO9941950涉及一种用于感应加热炉灶的烹饪器皿。

国际专利申请No.WO2010080738涉及一种采用感应功率源无线地操作的智能炊具。

美国专利No.US7355150涉及一种采用非接触功率源供能的烹饪用具。

发明内容

本发明的目的在于实现一种通信系统，其不使用例如RFID、WIFI的通信装置而在无线厨房用具与在其上操作所述用具的感应加热炉灶之间提供数据传输。

为了获得本发明的目的而实现的、在第一权利要求及其相应权利要求中所述的通信系统，在感应加热炉灶与无线地操作在炉灶上的例如水壶、咖啡机、混合器或搅拌器的厨房用具之间提供数据传输。

在用具的微控制器中记录关于识别信息和操作参数的数据。

借由布置在用具中的接收器线圈部分地收集从炉灶中的感应线圈传输的功率，并且借由编码单元通过增大/减小而调制由接收器线圈从感应线圈接收到的功率（电流和/或电压）。

布置在炉灶中的解码单元将从编码单元接收到的功率改变数据解码，并且作为导通/关断信号链而输送至炉灶的微控制器。炉灶微控制器取决于从解码单元接收到的信号而检测用具的类型，并且根据从用具中的用户接口输入的操作参数而在炉灶上操作用具。

在本发明的实施例中，编码单元包括与接收器线圈并联连接的电阻器，以及通过激励或者停用电阻器使得由接收器线圈接收的电流改变的切换装置。

在本发明的另一实施例中，编码单元包括与接收器线圈并联连接的谐振电容器，以及通过激励或停用谐振电容器而使得由接收器线圈接收的电流和电压改变的切换装置。

在本发明的另一实施例中，在用具上具有多于一个的接收器线圈，以及借由位于编码单元中的切换装置而通过激励或者停用第一或第二接收器线圈而改变从炉灶感应线圈接收的电压。

在本发明的又一实施例中，解码单元借由测量炉灶感应线圈电流或逆变器电流的电流测量单元而检测由编码单元形成的功率改变。

在本发明的另一实施例中，解码单元借由监控炉灶感应线圈的电流或电压与逆变器电压的零交叉之间相位差的相位差测量单元而检测由编码单元形成的功率改变。

由布置在无线用具中的编码单元和布置在炉灶中的解码单元在感应加热炉灶和操作在其上的用具之间提供了通信。不需要使用高成本通信装置，例如RFID标签、WIFI和接收、发射天线。

附图说明

为了获得本发明的目的而实现的通信系统示出在附图中，其中：

图1 是由感应加热炉灶和操作在其上的无线厨房用具形成的通信系统的示意图。

图2 是在本发明的实施例中的通信系统的示意图。

图3 是在本发明另一实施例中的通信系统的示意图。

附图中所示元件标注如下：

1．通信系统

2．炉灶

3．用具

4．感应线圈

5．控制单元

6．逆变器

7．用户接口

8．微控制器

9．电压调节电路

10．接收器线圈

11．编码单元

12．解码单元

13．113、213 切换装置

14．电流测量单元

15．相位差测量单元。

具体实施方式

通信系统（1）包括感应加热炉灶（2）（下文中称作“炉灶”）以及适于用在炉灶（2）上的厨房用具（3）（下文中称作“用具”）。

炉灶（2）包括一个或多于一个感应线圈（4），例如微处理器的控制单元（5），通过切换将AC主电源电压转换为DC电压并且驱动感应线圈（4）的逆变器（6）。

用具（3）包括用户接口（7），其具有显示器和键盘，提供对例如温度、电动马达速度的操作参数的监视和控制；一个或多于一个传感器的（图中未示出）；微控制器（8），在其存储器中记录关于用具（3）的识别信息和操作参数的数据；以及电压调节电路系统（9），其给微控制器（8）、用户接口（7）和传感器供应低数值DC电压，功率从感应线圈（4）部分地接收。

本发明的通信系统（1）包括接收器线圈（10），其布置在用具（3）中，部分地接收由感应线圈（4）产生的功率；编码单元（11），其取决于微控制器（8）的存储器中的用具（3）识别信息以及借由用户接口（7）输入的操作参数而通过不止一次地增大/减小而改变由接收器线圈（10）从感应线圈（4）接收到功率；以及解码单元（12），其布置在炉灶（2）中，对从编码单元（11）接收到的功率改变数据解码并且输送至控制单元（5），由此取决于由控制单元（5）检测的识别信息以及从用户接口（7）输入的操作参数而使感应线圈（4）向用具（3）传输功率。

在本发明的实施例中，解码单元（12）通过改变为导通/关断信号链而对从编码单元（11）接收的功率改变信息解码。控制单元（5）根据导通/关断信号链（例如导通/关断信号的数目、每个信号的周期）的特性而识别用具（3），检测从用户接口（7）输入的操作参数，并且控制感应线圈（4）向用具（3）输送功率的操作。

当用具（3）操作在炉灶（2）上时，首先将炉灶（2）上的功率调整按钮拨到任何调整位置，例如最低水平，并且功率从感应线圈（4）传输至用具（3）。借由电压调节电路系统（9）而供能的微控制器（8）根据位于其存储器中的用具（3）识别信息以及借由用户接口（7）输入的操作参数而操作编码单元（11）。编码单元（11）通过增大/减小由接收器线圈（10）从感应线圈（4）接收的功率而通过感应线圈（4）再次将功率改变数据输送至解码单元（12）。解码单元（12）对从编码单元（11）接收到的功率改变数据解码，并且转换为控制单元（5）可以评估的导通/关断信号链。因此，控制单元（5）检测放置在炉灶（2）上的用具（3）的识别信息以及借由用户接口（7）输入的操作参数，例如温度设定或者马达速度，并且使用具（3）在期望功率水平下操作在炉灶（2）上。炉灶（2）上的功率调整按钮仅用于初始对用具（3）供能。用具（3）取决于从用户接口（7）输入的操作参数而控制炉灶（2）。例如，如果用具（3）是水壶，则例如“导通/关断/导通/导通/关断/关断”的信号链在解码单元（12）中产生，并且控制单元（5）检测到用具（3）是水壶。例如当借由用户接口（7）期望增大功率时，在解码单元（12）中产生了“关断/导通/导通/导通/导通/导通”的信号链，并且控制单元（5）增大从感应线圈（4）传输的功率。通信系统（1）不使用例如RFID、WIFI的通信装置而使得由炉灶（2）识别用具（3）的识别信息和操作参数。

在本发明的另一实施例中，编码单元（11）包括与接收器线圈（10）并联连接的一个或多于一个的电阻器（R1，R2），以及由微控制器（8）控制的、与电阻器（R1，R2）串联连接的一个或多于一个切换装置（13），其通过激活或者停用电阻器（R1，R2）而使得由接收器线圈（10）接收的电流改变。

在本发明的另一实施例中，编码单元（11）包括与接收器线圈（10）并联连接的一个或多于一个的谐振电容器（C1，C2），以及由微控制器（8）控制、与谐振电容器（C1，C2）串联连接的一个或多个切换装置（113），其通过激活或者停用谐振电容器（C1，C2）而使得由接收器线圈（10）接收的电流和电压改变。

在本发明另一实施例中，通信系统（1）包括两个接收器线圈（10，110），并且编码单元（11）包括电阻器（R3）和由微控制器（8）控制的切换装置（213），其通过激活或者停用第一或第二接收器线圈（10，110）而使得从感应线圈（4）接收的电压改变。

在本发明的又一实施例中，解码单元（12）包括电流测量单元（14），例如尖峰电流检测器，通过测量感应线圈（4）的电流或者逆变器（6）的电流而提供对由编码单元（11）形成的功率改变的检测和解码。

在本发明另一实施例中，解码单元（12）包括相位差测量单元（15），其通过监控在感应线圈（4）电流或电压与逆变器（6）电压的零交叉（ZC）之间的相位差（时间）而提供对由编码单元（11）形成的功率改变的检测和解码。

用具（3）是例如水壶、烤箱的具有电阻加热器的有源加热用具，或者例如混合器、切碎机、混合器、搅拌器、食品处理器的采用电动马达操作的机电用具。

在本发明的通信系统（1）中，借由布置在用具（3）中的编码单元（11）和布置在炉灶（2）中的解码单元（12）而将用具（3）的识别信息和操作参数输送至炉灶（2），并且无需在用具（3）和炉灶（2）上使用高成本和难用的例如RFID、WIFI的通信装置来提供数据。

应该理解的是，本发明不限于如上公开的实施例，并且本领域技术人员可以易于引入不同实施例。这些应该视作落入由本发明权利要求所公开的保护范围内。

Claims

1.一种通信系统（1），其包括炉灶（2），所述炉灶（2）具有一个或多于一个的感应线圈（4），驱动所述感应线圈（4）的逆变器和控制器（5）；以及用具（3），其适于无线地操作在炉灶（2）上，具有对操作参数提供监视和控制的用户接口（7），并且具有微控制器（8），所述微控制器（8）包含在其存储器中记录的识别信息和操作参数，其特征在于，

－接收器线圈（10），其布置在所述用具（3）中，部分地接收由所述感应线圈（4）产生的功率，

－编码单元（11），其通过增大/减小而改变由所述接收器线圈（10）从所述感应线圈（4）接收的功率，以及

－解码单元（12），其布置在所述炉灶（2）中，将从所述编码单元（11）接收的功率改变数据解码，并且输送至所述控制单元（5）。

2.根据权利要求1所述的通信系统（1），其特征在于，所述解码单元（12）通过改变为连续的导通/关断信号链而将从所述编码单元（11）接收的所述功率改变数据解码。

3.根据权利要求1或2所述的通信系统，其特征在于，所述编码单元（11）包括与所述接收器线圈（10）并联连接的一个或多于一个的电阻器（R1，R2），以及串联连接至所述电阻器（R1，R2）的一个或多于一个的切换装置（13），所述切换装置（13）通过激励或停用所述电阻器（R1，R2）而使得由所述接收器线圈（10）接收的电流改变。

4.根据权利要求1或2所述的通信系统（1），其特征在于，所述编码单元（11）包括与所述接收器线圈（10）并联连接的一个或多于一个的谐振电容器（C1，C2），以及串联连接至所述谐振电容器（C1，C2）的一个或多于一个的切换装置（113），所述切换装置（113）通过激励或者停用所述谐振电容器（C1，C2）而使得由所述接收器线圈（10）接收的电流或者电压改变。

5.根据权利要求1或2所述的通信系统（1），其特征在于，两个接收器线圈（10，110）和编码单元（11）包括由所述微控制器（8）控制的切换装置（213），所述切换装置通过激励或者停用所述第一或第二接收器线圈（10，110）而使得从所述感应线圈（4）接收的电压改变。

6.根据前述权利要求任一项所述的通信系统（1），其特征在于，所述解码单元（12）包括电流测量单元（14），其通过测量所述感应线圈（4）的电流或者所述逆变器（6）的电流而提供对由所述编码单元（11）形成的功率改变的检测。

7.根据权利要求1至5任一项所述的通信系统（1），其特征在于，所述解码单元（12）包括相位差测量单元（15），其通过监控所述感应线圈（4）的电流或电压与所述逆变器（6）的零交叉之间的相位差而提供对由所述编码单元（11）形成的功率改变的检测。