CN109661055A - 烹饪器具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烹饪器具。烹饪器具包括电磁加热电路，电磁加热电路包括整流电路、谐振电路、控制电路与保护电路；整流电路的输入端用于和交流电源连接，以将交流电源的交流电压转换成直流电压；谐振电路的第一端和整流电路的输出端正级连接，谐振电路用于发射电磁能量，谐振电路的谐振频率f1≥60KHZ；控制电路和谐振电路的第二端连接，且控制电路和整流电路的输出端负级连接，以控制电磁加热电路的通断；保护电路与控制电路并联，以用于保护控制电路。由此，采用本发明的烹饪器具，避免了使用者能够听到烹饪器具加热食材时产生的声音，提高了用户体验；同时，铝材质或铜材质制成的锅具在本发明的电磁加热电路中的加热效率高。

Description

烹饪器具

技术领域

本发明总地涉及电加热器具领域，且更具体地涉及一种烹饪器具。

背景技术

现有电磁加热的烹饪器具，其电磁加热电路的谐振频率在20KHZ至30KHZ之间。烹饪器具工作时，锅具会发出频率20KHZ至30KHZ之间的声音。由于人耳听觉的范围一般在20KHZ以下，某些人可能会听到20KHZ以上的频率。因此对于工作频率在20KHZ至30KHZ的烹饪器具，使用者有时候会听到烹饪器具噪音，影响用户体验。

因此，需要提供一种烹饪器具，以至少部分地解决上面提到的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种烹饪器具，烹饪器具包括电磁加热电路，电磁加热电路包括：

整流电路，整流电路的输入端用于和交流电源连接，以将交流电源的交流电压转换成直流电压；

谐振电路，谐振电路的第一端和整流电路的输出端正级连接，谐振电路用于发射电磁能量，谐振电路的谐振频率f1≥60KHZ；

控制电路，控制电路和谐振电路的第二端连接，且控制电路和整流电路的输出端负级连接，以控制电磁加热电路的通断；以及

保护电路，保护电路与控制电路并联，以用于保护控制电路。

优选地，谐振电路的谐振频率f1≤100KHZ。

根据本发明的烹饪器具，烹饪器具在加热食材时，电磁加热电路产生的声音的频率大于人耳能够识别的声音频段，避免了使用者能够听到烹饪器具加热食材时产生的声音，提高了用户体验。同时，铝材质或铜材质制成的锅具在本发明的电磁加热电路中的加热效率高。

优选地，谐振电路包括用于发射电磁能量的电感器，和与电感器并联的电容器，电容器的一端连接至谐振电路的第一端，电容器的另一端连接至谐振电路的第二端，电容器的电容0.1μf≤C≤0.3μf，电感器的电感8μh≤L≤80μh。由此，方便电容器和电感器的制造或选型。

优选地，电感器包括和电容器并联的电感线圈，以及用于容纳待烹饪的食材的锅具，电感线圈在锅具所在的位置产生变化的磁场，电感线圈和锅具的最小距离2cm≤A≤5cm。由此，最大可能的减小电感线圈和锅具之间的距离，进一步降低电感器的电感值，进而降低LC值，提高谐振频率f1。

优选地，锅具的磁导率μ≥0.9H/m。由此，增加锅具材质的选择自由度。

优选地，锅具由铝材质或铜材质制成。由此，锅具的重量小。

优选地，控制电路包括IGBT，IGBT的发射极连接谐振电路的第二端，IGBT的集电极连接整流电路的输出端负极，IGBT的工作频率f2≥50KHZ。由此，IGBT适用于工作频率为60KHZ≤f1≤100KHZ的电磁加热电路，进而能够提高IGBT的使用寿命。

优选地，IGBT的工作电流I≥30A。

优选地，保护电路包括TVS二极管，TVS二极管的负极连接谐振电路的第二端，TVS二极管的正极连接整流电路的输出端负极。由此，TVS二极管保护IGBT，避免电磁加热电路的工作频率过高，而使IGBT的发射极和集电极之间的瞬间电压过高，进而损坏IGBT。

优选地，控制电路还包括控制器、第一电阻与第二电阻，第一电阻的两端分别连接控制器和IGBT的栅极，第二电阻的一端和IGBT的栅极连接，第二电阻的另一端接地，并且第二电阻的另一端连接IGBT的发射极，控制器用于控制IGBT的开启或关闭。

优选地，烹饪器具为电饭煲。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为根据本发明的一个优选实施方式的电磁加热电路的示意图。

附图标记说明：

100： 电磁加热电路 110： 整流电路

120： 谐振电路 121： 电感器

121a： 电感线圈 121b： 锅具

122： 电容器 130： 控制电路

131： IGBT 132： 控制器

133： 第一电阻 134： 第二电阻

140： 保护电路 141： TVS二极管

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

以下对本发明的优选实施方式的烹饪器具进行说明。可以理解，根据本发明的烹饪器具可以为IH电饭煲、或其它电加热器具，且根据本发明的烹饪器具除具有煮米饭的功能以外，还可以具有煮粥等各种功能。

本优选实施方式中，烹饪器具主要包括煲体和盖体。煲体基本上呈圆角长方体形状，并且具有圆筒形状的锅具收纳部，锅具121b可以自由地放入锅具收纳部或从锅具收纳部取出，以方便对锅具121b进行清洗。锅具121b的上表面具有圆形开口，用于向中锅具121b盛放待加热的食材，诸如米、汤等。盖体基本上呈圆角长方体形状，并且与煲体的形状基本上对应。盖体以可开合的方式枢转连接至煲体，用于盖合煲体。当盖体盖合在煲体上时，盖体和锅具121b之间构成烹饪空间。

如图1所示，本优选实施方式中，烹饪器具包括电磁加热电路100，电磁加热电路100包括整流电路110、谐振电路120、控制电路130与保护电路140。

本优选实施方式的烹饪器具由市电提供交流电压，以加热待烹饪的食材。如图1所示，整流电路110的输入端分别连接市电的N线(火线)和L线(零线)，以将市电的交流电压转换成直流电压，以供谐振电路120工作。本文中的市电指居民用电。

本优选实施方式中，如图1所示，谐振电路120的第一端和整流电路110的输出端正级连接，谐振电路120的第二端通过控制电路130和保护电路140连接整流电路110的输出端负级。如此，当电磁加热电路100中存在电流时，谐振电路120向锅具121b发射电磁能量，以加热锅具121b。

具体地，如图1所示，谐振电路120包括电感器121和电容器122。其中电感器121包括和电容器122并联的电感线圈121a，以及用于容纳待烹饪的食材的锅具121b。在谐振电路120中，电容器122的一端连接至谐振电路120的第一端。也就是说，整流电路110的输出端正极和电容器122的一端连接。电容器122的另一端连接至谐振电路120的第二端，即电容器122的另一端通过控制电路130和保护电路140连接整流电路110的输出端。电感线圈121a的一端连接电容器122的一端，电感线圈121a的另一端连接电容器122的另一端，以使电感线圈121a和电容器122并联。

由此，当电磁加热电路100中存在电流时，电磁加热电路100在电感线圈121a和电容器122之间发生谐振，这样电感线圈121a在锅具121b所在的位置产生大小和方向不断变化的磁场。锅具121b在变化的磁场内切割磁感线。如此，锅具121b产生感应电动势，锅具121b底部产生涡流，即锅具121b底部产生交变的电流，涡流使锅具121b产生热能，从而起到加热锅具121b内的食材的效果。即谐振电路120通过电感线圈121a向锅具121b发射电磁能量，进而使锅具121b发热。

本优选实施方式中，谐振电路120的谐振频率f1≥60KHZ。由此，由于谐振电路120的谐振频率f1≥f′(人耳能够识别的声音频段f′≤20KHZ)，因而烹饪器具在加热食材时，电磁加热电路100产生的声音的频率大于人耳能够识别的声音频段，避免了使用者能够听到烹饪器具加热食材时产生的声音，提高了用户体验。

需要说明的是，电磁加热技术中，磁感应强度B的计算公式为：

B＝u*H

其中，B为磁感应强度；u为导体的磁导率；H为磁场强度。

磁感应强度B的大小和导体(锅具121b)发热的效率成正比。换句话说，磁感应强度B越大，则导体的发热效率越高，磁感应强度B越小，则导体的发热效率越低。

根据上述磁感应强度B的计算公式，磁感应强度B和导体的磁导率u成正比。而铸铁材质的磁导率u近似为200至400H/m。硅钢材质的磁导率u近似为7000至10000H/m。铝材质的磁导率近似为1H/m。铜材质的磁导率小于1H/m。由于铝材质的磁导率μ低于铁材质或硅钢材质，因此在同样磁场强度H下，铝材质制成的锅具121b产生的磁感应强度B低于铸铁材质或硅钢材质制成的锅具121b产生的磁感应强度B。也就是说，同样磁场强度H下，采用铝材质制成的锅具121b的烹饪器具的加热效率低。

而现有技术中的IT电饭煲的电磁加热电路100的谐振频率f1′低(f1′的范围为20KHZ-30KHZ)。因此现有技术中的锅具121b的材质多数为铸铁，硅钢，以提高烹饪器具的加热效率。

根据磁感应强度B的计算公式，磁感应强度B和磁场强度H成正比。通过增加磁场强度H也可以增加磁感应强度B，进而增加导体的发热效率。

本优选实施方式中，锅具121b在变化的磁场内做切割磁感线运动。而磁场变化的频率越高，即谐振频率越高，锅具121b切割磁感线的速度越快，锅具121b内的交变电流越大，锅具121b的感应磁场强度H越大，锅具121b的发热效率越高。也就是说，对于同一种材质制成的锅具121b，本优选实施方式的谐振频率高，锅具121b的发热效率高，加热食材的效率高。因此，对于磁导率低的材质制成的锅具121b，例如铝材质或铜材质制成的锅具121b，本优选实施方式的电磁加热电路100的加热效率高。

优选地，谐振电路120的谐振频率f1≤100KHZ。也就是说，烹饪器具的谐振频率60KHZ≤f1≤100KHZ。

需要说明的是，谐振电路120的谐振频率的公式为：

其中f1是谐振频率

π＝3.14

L是电感器121的电感值。

C是电容器122的电容值。

根据上述公式，当谐振频率f1＝30KHZ(现有技术中的电磁加热电路的谐振频率)的时候，LC＝28.49uH*uF。当谐振频率f1＝60KHZ的时候，LC＝7.2uH*uF。当谐振频率f1＝100KHZ的时候，LC＝2.6uH*uF。

因此，本优选实施方式中，将烹饪器具的谐振频率f1＝30KHZ调整到60KHZ≤f1≤100KHZ范围内，即将LC值由LC＝28.49uH*uF调整到2.6uH*uF≤LC≤7.2uH*uF范围内。

优选地，本优选实施方式中，电容器122的电容值范围为0.1μf≤C≤0.3μf，电感器121的电感值范围为8μh≤L≤80μh。由此，由于电容器122的电容值不能制作的过小，因此上述设置方便电容器122和电感器121的制造或选型。

申请人在工作的过程中，发现电感值L受电感线圈121a和锅具121b之间的距离影响，距离越小，电感值L越小，即电感线圈121a和锅具121b之间的距离和电感值L成正比。因此，本优选实施方式中，如图1所示，电感线圈121a和锅具121b的最小距离2cm≤A≤5cm。由此，最大可能的减小电感线圈121a和锅具121b之间的距离，进一步降低电感器121的电感值L，进而降低LC值，提高谐振频率f1。

锅具121b的磁导率μ和电感器121的电感值L成正比。因此，为了降低电感器121的电感值L，进而提高谐振频率f1。本优选实施方式中，锅具121b的磁导率μ≥0.9H/m。优选地，锅具121b可以是铝材质制成或铜材质制成。本优选实施方式中，锅具121b由铝材质制成。由此，相对于采用铁材质制成锅具121b，或在铝材质制成的锅具121b上附着铁材质。本优选实施方式的锅具121b的重量小，并且材料成本低。

本优选实施方式中，控制电路130和谐振电路120的第二端连接，且控制电路130和整流电路110的输出端负级连接。由此，控制电路130控制电磁加热电路100的通断。

优选地，如图1所示，控制电路130包括IGBT131、控制器132、第一电阻133与第二电阻134。在控制电路130中，IGBT131的集电极和谐振电路120的第二端连接，IGBT131的发射极和整流电路110的输出端负极连接，IGBT131的栅极和控制器132连接。由此，控制器132向IGBT131发送控制信号，控制IGBT131的开启或断开。控制器132通过控制IGBT131的开启时间或关闭时间，进而控制电磁加热电路100的通电时间，以控制电感线圈121a在锅具121b处产生变化磁场的时间，以达到控制加热时间的目的。也就是说，控制器132关闭IGBT131后，电磁加热电路100处于断路的状态，此时市电不能为谐振电路120提供能量。由于谐振电路120的电容器122和电感线圈121a之间的能量，因用于使锅具121b发热而逐渐损耗，这样电容器122和电感线圈121a之间的回路上的电流逐渐减弱直至消失。此时控制器132向IGBT131的栅极发送控制信号，打开IGBT131以接通电磁加热电路100，即可使市电为谐振电路120供应新的能量，以加热锅具121b内的食材。

本优选实施方式中，第一电阻133的一端连接IGBT131的栅极，第一电阻133的另一端连接控制器。第二电阻134的第一端连接IGBT131的栅极，第二电阻134的第一端连接控制器，并且第二电阻134的第二端连接IGBT131的发射极，同时第二电阻134的第二端接地。

为了使IGBT131适用于工作频率为60KHZ≤f1≤100KHZ的电磁加热电路100，本优选实施方式中，IGBT的工作频率f2≥50KHZ。进一步优选地，IGBT的工作电流I≥30A。

本优选实施方式中，如图1所示，保护电路140与控制电路130并联。具体地，保护电路140包括TVS二极管141，TVS二极管141的正极和IGBT131的发射极连接，即TVS二极管141的正极连接整流电路110的输出端负极。TVS二极管141的负极连接IGBT131的集电极，即TVS二极管141的负极的连接谐振电路120的第二端。由此，TVS二极管141保护IGBT131，避免电磁加热电路100的工作频率过高，而使IGBT131的发射极和集电极之间的瞬间电压过高，进而损坏IGBT131。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (11)

1.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括电磁加热电路，所述电磁加热电路包括：

整流电路，所述整流电路的输入端用于和交流电源连接，以将所述交流电源的交流电压转换成直流电压；

谐振电路，所述谐振电路的第一端和所述整流电路的输出端正级连接，所述谐振电路用于发射电磁能量，所述谐振电路的谐振频率f1≥60KHZ；

控制电路，所述控制电路和所述谐振电路的第二端连接，且所述控制电路和所述整流电路的输出端负级连接，以控制所述电磁加热电路的通断；以及

保护电路，所述保护电路与所述控制电路并联，以用于保护所述控制电路。

2.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述谐振电路的谐振频率f1≤100KHZ。

3.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述谐振电路包括用于发射电磁能量的电感器，和与所述电感器并联的电容器，所述电容器的一端连接至所述谐振电路的第一端，所述电容器的另一端连接至所述谐振电路的第二端，所述电容器的电容0.1μf≤C≤0.3μf，所述电感器的电感8μh≤L≤80μh。

4.根据权利要求3所述的烹饪器具，其特征在于，所述电感器包括和所述电容器并联的电感线圈，以及用于容纳待烹饪的食材的锅具，所述电感线圈在所述锅具所在的位置产生变化的磁场，所述电感线圈和所述锅具的最小距离2cm≤A≤5cm。

5.根据权利要求4所述的烹饪器具，其特征在于，所述锅具的磁导率μ≥0.9H/m。

6.根据权利要求4所述的烹饪器具，其特征在于，所述锅具由铝材质或铜材质制成。

7.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述控制电路包括IGBT，所述IGBT的发射极连接所述谐振电路的所述第二端，所述IGBT的集电极连接所述整流电路的所述输出端负极，所述IGBT的工作频率f2≥50KHZ。

8.根据权利要求7所述的烹饪器具，其特征在于，所述IGBT的工作电流I≥30A。

9.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述保护电路包括TVS二极管，所述TVS二极管的负极连接所述谐振电路的所述第二端，所述TVS二极管的正极连接所述整流电路的所述输出端负极。

10.根据权利要求7所述的烹饪器具，其特征在于，所述控制电路还包括控制器、第一电阻与第二电阻，所述第一电阻的两端分别连接所述控制器和所述IGBT的栅极，所述第二电阻的一端和所述IGBT的栅极连接，所述第二电阻的另一端接地，并且所述第二电阻的所述另一端连接所述IGBT的所述发射极，所述控制器用于控制所述IGBT的开启或关闭。

11.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具为电饭煲。