CN115517016A - 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法 - Google Patents

感应加热装置以及感应加热装置的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115517016A
CN115517016A CN202180033396.8A CN202180033396A CN115517016A CN 115517016 A CN115517016 A CN 115517016A CN 202180033396 A CN202180033396 A CN 202180033396A CN 115517016 A CN115517016 A CN 115517016A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power value
operating coil
mode
inverter circuit
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180033396.8A
Other languages
English (en)
Inventor
郑视薰
姜桂龙
金汉娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Publication of CN115517016A publication Critical patent/CN115517016A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/04—Sources of current

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Induction Heating Cooking Devices (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及感应加热装置以及感应加热装置的控制方法。在本发明的一实施例中，如果用户将第一工作线圈或第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则控制器确定与第三要求功率值对应的第三驱动频率。本发明的一实施例的控制器计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值，并且比较计算出的差值和预先设定的第一基准范围。如果计算出的差值包含在第一基准范围，则控制器变更第一逆变器电路或第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式，并且将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值。

Description

感应加热装置以及感应加热装置的控制方法
技术领域
本发明涉及感应加热装置以及感应加热装置的控制方法。
背景技术
感应加热装置是利用在工作线圈周边产生的磁场来在金属材质的容器产生涡流(eddy current)以加热容器的装置。如果感应加热装置被驱动，则高频电流施加到工作线圈。由此，在配置于感应加热装置内部的工作线圈的周边产生感应磁场。如果如上所述产生的感应磁场的磁力线通过工作线圈的上部放置的包含金属成分的容器的底部，则在容器底部的内部产生涡流。如果如此产生的涡流流过容器，则容器自身被加热。
感应加热装置可以包括：两个以上的加热区域；以及与其对应的两个以上的工作线圈。例如，如果用户将容器分别放置于两个加热区域并输入加热开始指令，则各个工作线圈以与由用户设定的要求功率值对应的驱动频率驱动。
图1是示出在包括两个工作线圈的感应加热装置驱动时各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
在图1中分别示出了在容器放置于感应加热装置的各个加热区域的状态下，两个工作线圈分别驱动时，各个工作线圈的谐振特性曲线即第一工作线圈的谐振特性曲线31和第二工作线圈的谐振特性曲线32。在图1中，第一工作线圈的谐振频率为fr1，第二工作线圈的谐振频率为fr2。
在图1中，第一工作线圈的第一要求功率值为P1，第二工作线圈的要求功率值为P2。因此，第一工作线圈以与第一要求功率值P1对应的第一驱动频率f1驱动，第二工作线圈以与第二要求功率值P2对应的第二驱动频率f2驱动。
如图1所示，在两个工作线圈同时驱动时，如果各个工作线圈的驱动频率的差值f2-f1包含在可听声音频带(例如，2kHz～20kHz)中，则产生由工作线圈的驱动引起的干扰噪音。这样的干扰噪音会给使用感应加热装置的用户带来较大的不便，并且还可能会成为用户怀疑感应加热装置发生故障的原因。
根据现有技术，为使各个工作线圈的驱动频率的差值f2-f1偏离可听声音频带，而任意地调节两个工作线圈中的至少一个工作线圈的驱动频率。但是，若为了降低干扰噪音而任意调节工作线圈的驱动频率，则存在工作线圈的输出功率值与由用户设定的要求功率值不一致的问题。
发明内容
所要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种在两个工作线圈同时驱动时，在使工作线圈的输出功率值保持为与要求功率值相同的情况下，也能够防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音的感应加热装置以及感应加热装置的控制方法。
另外，本发明的目的在于，提供一种在对具有彼此不同的特性的多个种类的容器进行加热时，能够防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音的感应加热装置以及感应加热装置的控制方法。
本发明的目的并不限定于以上提及的目的，本领域的技术人员能够通过以下的记载明确理解未被提及的本发明的其他目的和优点，并通过本发明的实施例会进一步清楚理解。另外，通过权利要求书中表述的方法以及其组合，能够容易实现本发明的目的和优点。
解决问题的技术方案
本发明的一实施例的感应加热装置包括第一工作线圈和第二工作线圈。第一工作线圈以与用户设定的第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动，第二工作线圈以与用户设定的第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动。
在本发明的一实施例中，如果用户将第一工作线圈或第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则控制器确定与第三要求功率值对应的第三驱动频率。例如，如果用户将第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则第二工作线圈的驱动频率需要变更为第三驱动频率。
但是，如果第二工作线圈以第三驱动频率驱动，则可能会产生由第一工作线圈和第二工作线圈引起的干扰噪音。因此，本发明的一实施例的控制器计算未变更要求功率值的工作线圈(例如，第一工作线圈)的驱动频率和第三驱动频率的差值，并且将计算出的差值与预先设定的第一基准范围(例如，5kHz以上且20kHz以下)进行比较。
计算出的差值包含在第一基准范围是指产生由第一工作线圈和第二工作线圈引起的干扰噪音。因此，为了防止干扰噪音，本发明的一实施例的控制器变更第一逆变器电路或第二逆变器电路的动作模式，或者变更功率控制模式。
在本发明的一实施例中，控制器将第一逆变器电路或第二逆变器电路的动作模式从全桥模式变更为半桥模式。如果第一逆变器电路或第二逆变器电路的动作模式变更为半桥模式，则第一工作线圈或第二工作线圈在整个频带上的输出功率值降低。由此，第一工作线圈的驱动频率和第二工作线圈的驱动频率的差值将大于可听声音频带的边界值(例如，20kHz)。通过这样的控制，防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音。
在本发明的一实施例中，控制器将第一逆变器电路或第二逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式。在本发明的一实施例中，如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则控制器将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式，如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式。
如果将第一逆变器电路或第二逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式，则可以在不变更第一工作线圈或第二工作线圈的驱动频率的情况下，调节第一工作线圈或第二工作线圈的输出功率值。因此，即使第一工作线圈或第二工作线圈的输出功率值被调节为与第三要求功率值相同，也能够防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音。
本发明的一实施例的感应加热装置包括：第一工作线圈；第一逆变器电路，以与所述第一工作线圈的第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动，向所述第一工作线圈供应电流；第二工作线圈；第二逆变器电路，以与所述第二工作线圈的第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动，向所述第二工作线圈供应电流；以及控制器，如果所述第一工作线圈或所述第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则确定与所述第三要求功率值对应的第三驱动频率，计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和所述第三驱动频率的差值，如果所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式，并且将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
在本发明的一实施例中，如果所述第一工作线圈的谐振频率小于所述第二工作线圈的谐振频率且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则所述控制器将所述第一逆变器电路的动作模式变更为半桥模式，并且将所述第一逆变器电路的驱动频率变更为与所述第三要求功率值对应的第四驱动频率。
另外，在本发明的一实施例中，所述第一逆变器电路包括：可变电容器部；以及继电器部，与所述可变电容器部连接，所述控制器通过接通或关断所述继电器部中包括的复数个继电器，来将所述可变电容器部的电容值设定为下述[公式1]的Cr,h。
[公式1]
Figure BDA0003927113160000041
(其中，fr,h是与输入到所述第二逆变器电路的开关信号的频率相同的值，所述Lr是所述第二逆变器电路中包括的第二电感器的电感值)
另外，在本发明的一实施例中，在所述第一逆变器电路的驱动频率变更为所述第四驱动频率后，所述控制器将所述第一逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式。
另外，在本发明的一实施例中，如果所述第一工作线圈的谐振频率和所述第二工作线圈的谐振频率相同且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则所述控制器将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式，并且根据所述功率控制模式，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与所述第三要求功率值相同。
另外，在本发明的一实施例中，如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则所述控制器将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式，如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则所述控制器将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式和所述相位偏移模式中的任一种模式。
另外，在本发明的一实施例中，如果所述功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则所述控制器通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
另外，在本发明的一实施例中，如果所述功率控制模式被设定为相位偏移模式，则所述控制器通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
另外，本发明的一实施例的感应加热装置的控制方法包括：使所述第一工作线圈以与第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动的步骤；使所述第二工作线圈以与第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动的步骤；如果所述第一工作线圈或所述第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则确定与所述第三要求功率值对应的第三驱动频率的步骤；计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和所述第三驱动频率的差值的步骤；如果所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则变更向所述第一工作线圈供应电流的第一逆变器电路或向所述第二工作线圈供应电流的第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤；以及将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
在本发明的一实施例中，变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤包括：如果所述第一工作线圈的谐振频率小于所述第二工作线圈的谐振频率且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则将所述第一逆变器电路的动作模式变更为半桥模式的步骤；以及将所述第一逆变器电路的驱动频率变更为与所述第三要求功率值对应的第四驱动频率的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，所述第一逆变器电路包括：可变电容器部；以及继电器部，与所述可变电容器部连接，如果所述第一逆变器电路的动作模式变更为所述半桥模式，则通过接通或关断所述继电器部中包括的复数个继电器，来将所述可变电容器部的电容值设定为下述[公式1]的Cr,h。
[公式1]
Figure BDA0003927113160000061
(其中，fr,h是与输入到所述第二逆变器电路的开关信号的频率相同的值，所述Lr是所述第二逆变器电路中包括的第二电感器的电感值)
另外，本发明的一实施例的感应加热装置的控制方法还包括：在所述第一逆变器电路的驱动频率变更为所述第四驱动频率后，将所述第一逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤包括：如果所述第一工作线圈的谐振频率和所述第二工作线圈的谐振频率相同且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤；以及根据所述功率控制模式，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与所述第三要求功率值相同的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤包括：如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式的步骤；以及如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式和所述相位偏移模式中的任一种模式的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤包括：如果所述功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤包括：如果所述功率控制模式被设定为相位偏移模式，则通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
技术效果
根据本发明的感应加热装置，在感应加热装置中的两个工作线圈同时驱动时，在使工作线圈的输出功率值保持为与要求功率值相同的情况下，也能够防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音。
另外，根据本发明的感应加热装置，在使用感应加热装置来对具有彼此不同的特性的多个种类的容器进行加热时，能够防止由工作线圈的驱动引起的干扰噪音。
附图说明
图1是示出在包括两个工作线圈的感应加热装置驱动时各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图2是本发明的一实施例的感应加热装置的分解立体图。
图3是本发明的一实施例的感应加热装置的电路结构图。
图4分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式时的开关信号、输入电压以及谐振电流的波形。
图5分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
图6分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为相位偏移模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
图7是示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式时的工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图8是分别示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式的状态下，第一逆变器电路的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时、第一逆变器电路的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式时以及第一逆变器电路的功率控制模式被设定为相位偏移模式时的感应加热装置的功率转换效率的曲线图。
图9分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
图10分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
图11是示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式时的工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图12是分别示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式的状态下，第一逆变器电路的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时和第一逆变器电路的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式时的感应加热装置的功率转换效率的曲线图。
图13是示出在本发明的一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此不同的状态下，当第一工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图14是示出在图13的实施例中为了防止干扰噪音而第一工作线圈的动作模式变更为半桥模式时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图15是示出在本发明的另一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此相同的状态下，当第一工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图16是示出在图15的实施例中为了防止干扰噪音而第一工作线圈的功率控制模式变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图17是示出在本发明的另一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此相同的状态下，当第二工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图18是示出在图17的实施例中为了防止干扰噪音而第二工作线圈的功率控制模式变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图19是示出本发明的一实施例的感应加热装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明前述目的、特征以及有优点，由此本领域普通技术人员能够容易实施本发明的技术思想。在说明本发明的过程中，当判断对相关公知技术的具体说明可能使本发明的要旨不清楚时，将省略对其的详细说明。以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中相同的附图标记表示相同或相似的结构要素。
图2是本发明的一实施例的感应加热装置的分解立体图。
参照图2，本发明的一实施例的感应加热装置10包括：壳体102，构成主体；以及盖板104，与壳体102结合，密闭壳体102。
盖板104与壳体102的顶面结合并且相对于外部密闭壳体102的内部形成的空间。盖板104包括可放置用于烹饪食物的容器的上板部106。在本发明的一实施例中，上板部106可以由如陶瓷玻璃的强化玻璃材质形成，但是上板部106的材质可以根据实施例而不同。
在上板部106形成有与工作线圈组件122、124分别对应的加热区域12、14。为使用户能够明确识别出加热区域12、14的位置，可以在上板部106上印刷或标示与加热区域12、14对应的线或图形。
壳体102可以呈上部开放的六面体形状。在形成于壳体102的内部的空间配置有用于加热容器的工作线圈组件122、124。另外，在壳体102的内部设置有界面部114，所述界面部114供用户接通电源，或者具有调节各个加热区域12、14的功率等级(power level)的功能和显示与感应加热装置10相关的信息的功能。界面部114可以由能够实现基于触摸的信息输入和信息显示的触摸面板构成，但是根据实施例，也可以使用具有不同结构的界面部114。
另外，在上板部106设置有操作区域118，所述操作区域118配置在与界面部114对应的位置。为了用户的操作，在操作区域118可以预先印刷有文字或图像等。用户可以参考操作区域118上预先印刷的文字或图像，触摸操作区域118的特定部位来执行所希望的操作。另外，由界面部114输出的信息可以通过操作区域118显示。
用户可以利用界面部114来设定各个加热区域12、14的功率等级。功率等级可以在操作区域118上用数字(例如，1、2、3、……、9)来显示。如果设定了针对各个加热区域12、14的功率等级，则与各个加热区域12、14对应的工作线圈的要求功率值和驱动频率被确定。控制器基于所确定的驱动频率，使各个工作线圈驱动为各个工作线圈的输出功率值与用户设定的要求功率值一致。
另外，在形成于壳体102内部的空间配置有用于向工作线圈组件122、124或界面部114供电的电源部112。
作为参考，在图2的实施例中，示例了配置于壳体102内部的两个工作线圈组件即第一工作线圈组件122和第二工作线圈组件124，但是根据实施例，也可以在壳体102内部配置有三个以上的工作线圈组件。
工作线圈组件122、124包括：工作线圈，利用由电源部112供应的高频交流电流来形成感应磁场；以及隔热片，用于保护线圈，以免受从容器产生的热量的影响。例如，在图2中，第一工作线圈组件122包括：第一工作线圈132，用于对放置在第一加热区域12的容器进行加热；以及第一隔热片130。另外，虽然未图示，第二工作线圈组件124包括第二工作线圈和第二隔热片。根据实施例，也可以未配备有隔热片。
另外，在各个工作线圈的中心部配置有温度传感器。例如，在图2中，在第一工作线圈134的中心部配置有温度传感器134。温度传感器感测放置在各个加热区域的容器的温度。在本发明的一实施例中，温度传感器可以是具有电阻值随着容器的温度而变化的可变电阻的热敏电阻温度传感器，但是不限于此。
在本发明的一实施例中，温度传感器输出与容器的温度对应的感测电压，从温度传感器输出的感测电压被传递到控制器。控制器基于从温度传感器输出的感测电压的大小来确认容器的温度，如果容器的温度为预先设定的基准值以上，则执行降低工作线圈的输出功率值或者中断工作线圈的驱动的过热保护动作。
另外，虽然未在图2中示出，但是在形成于壳体102内部的空间可以配置有基板，包括控制器在内的复数个电路或元件安装于该基板。控制器可以根据通过界面部114输入的用户的加热开始指令来驱动各个工作线圈以执行加热动作。如果用户通过界面部114输入加热结束指令，则控制器通过中断工作线圈的驱动来结束加热动作。
图3是本发明的一实施例的感应加热装置的电路结构图。
参照图3，本发明的一实施例的感应加热装置10包括：第一整流电路202、第一平滑电路L1、C1、第一逆变器电路204、第一工作线圈132、第二整流电路212、第二平滑电路L3、C5、第二逆变器电路214、第二工作线圈142、第一驱动电路22、第二驱动电路24以及控制器2。
第一整流电路202包括复数个二极管元件D1、D2、D3、D4。如图3所示，第一整流电路202可以是桥式二极管电路，根据实施例也可以是不同的电路。第一整流电路202对来自电源装置20的交流输入电压进行整流并输出具有脉动波形的电压。
第一平滑电路L1、C1对被第一整流电路202整流的电压进行平滑并输出直流链路电压。第一平滑电路L1、C1包括第一电感器L1和第一直流链路电容器C1。
第一逆变器电路204包括：第一开关元件SW1、第二开关元件SW2、第三开关元件SW3、第四开关元件SW4、第二电感器L2、包括复数个电容器的可变电容器部C2、C3、C4以及继电器部206。如图3所示，本发明的一实施例的感应加热装置10的第一逆变器电路204由包括四个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4的全桥式电路构成。
第一开关元件SW1、第二开关元件SW2、第三开关元件SW3以及第四开关元件SW4分别根据来自第一驱动电路22的第一开关信号S1、第二开关信号S2、第三开关信号S3、第四开关信号S4而被接通和关断。就各个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4而言，在各个开关信号S1、S2、S3、S4为高电平时被接通，而在各个开关信号S1、S2、S3、S4为低电平时被关断。
各个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4中的任意开关元件可以以彼此互补的方式接通和关断。例如，在任意动作模式下，在第一开关元件SW1被接通(关断)的期间，第二开关元件SW2可以被关断(接通)。在本说明书中，将以彼此互补的方式接通和关断的开关元件称作“彼此互补的”开关元件。
另外，各个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4中的任意开关元件可以彼此相同地被接通和关断。例如，在任意动作模式下，第一开关元件SW1可以与第三开关元件SW3在彼此相同的时间点被接通和关断。在本说明书中，可以将在彼此相同的时间点被接通和关断的开关元件称作“彼此对应的”开关元件。
通过第一逆变器电路204中包括的开关元件SW1、SW2、SW3、SW4的接通和关断动作即开关(switching)动作，输入到第一逆变器电路204的直流链路电压被转换为交流电压(交流电流)。通过第一逆变器电路204转换的交流电压(交流电流)向第二电感器L2、第一工作线圈132以及复数个可变电容器部C2、C3、C4供应。如果通过第一逆变器电路204来供应交流电压(交流电流)，则在第一工作线圈132发生谐振现象，从而热能被供应到容器。
在本发明中，第一开关信号S1、第二开关信号S2、第三开关信号S3以及第四开关信号S4分别是具有预先设定的占空比(duty ratio)的PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)信号。
继电器部206包括与各个可变电容器部C2、C3、C4串联连接的复数个继电器。继电器部206中包括的各个继电器可以根据控制器2的控制信号来接通或关断。
在本发明中，可变电容器部C2、C3、C4的整体电容值可以根据因控制器2的控制而被关断的继电器的数量来改变。即，控制器2可以通过接通或关断继电器部206中包括的继电器来调节可变电容器部C2、C3、C4的电容值。
在本发明的一实施例中，控制器2确定第一逆变器电路202的动作模式，并且可以将继电器部206中包括的各个继电器的开闭状态控制为，使可变电容器部C2、C3、C4的电容值与第一逆变器电路202的动作模式对应。如后所述，可以根据可变电容器部C2、C3、C4的电容值来调节工作线圈132中流动的谐振电流的频率。
在图3的实施例中，可变电容器部包括并联连接的三个电容器C2、C3、C4。但是，可变电容器部中包括的电容器的数量可以根据实施例而不同。另外，可变电容器部中包括的电容器的连接状态(串联或并联)可以根据实施例而不同。
再次参照图3，第二整流电路212包括复数个二极管元件D5、D6、D7、D8。如图3所示，第二整流电路212可以是桥式二极管电路，根据实施例也可以是不同的电路。第二整流电路212对来自电源装置20的交流输入电压进行整流并输出具有脉动波形的电压。
第二平滑电路L3、C5对被第二整流电路212整流的电压进行平滑并输出直流链路电压。第二平滑电路L3、C5包括第三电感器L3和第二直流链路电容器C5。
第二逆变器电路214包括：第六电容器C6、第七电容器C7、第五开关元件SW5以及第六开关元件SW6。如图3所示，本发明的一实施例的感应加热装置10的第二逆变器电路214由包括两个开关元件SW5、SW6的半桥式电路构成。但是，在本发明的另一实施例中，第二逆变器电路214也可以与第一逆变器电路204同样地由包括四个开关元件的全桥式电路构成。
第五开关元件SW5和第六开关元件SW6分别基于从第二驱动电路24输出的第五开关信号S5和第六开关信号S6来以互补方式接通和关断。
在图3中示出了各个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6为IGBT元件的实施例，但是根据实施例，各个开关元件SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6也可以是不同类型的开关元件(例如，BJT或FET等)。
通过第二逆变器电路214中包括的开关元件SW5、SW6的接通和关断动作即开关动作，输入到第二逆变器电路214的直流链路电压被转换为交流电压(交流电流)。通过第二逆变器电路214转换的交流电压(交流电流)向第二工作线圈142供应。如果通过第二逆变器电路214来供应交流电压(交流电流)，则在第二工作线圈142发生谐振现象，从而热能被供应到容器。
在本发明中，第五开关信号S5和第六开关信号S6分别是具有预先设定的占空比的PWM信号。
如果从各个逆变器电路204、214输出的交流电流供应到工作线圈132、142，则各个工作线圈132、142被驱动。如果各个工作线圈132、142驱动，则在放置于各个工作线圈132、142的上部的容器中流动有涡流，从而容器被加热。在各个工作线圈132、142驱动时，供应到容器的热能的大小根据实际产生的功率的大小即各个工作线圈132、142的输出功率值而不同。
控制器2将各个工作线圈132、142的驱动频率确定为与用户对加热区域设定的功率等级对应。在本发明的一实施例中，控制器2可以参照记录有与各个功率等级对应的驱动频率的表格或各个功率等级和驱动频率之间的关系式来确定各个工作线圈132、142的驱动频率。另外，各个工作线圈132、142需要输出的功率的大小即要求功率值根据用户设定的功率等级来确定。
控制器2将与所确定的驱动频率对应的控制信号供应给各个驱动电路22、44。各个驱动电路22、24基于从控制器2输出的控制信号，来输出具有与由控制器2确定的驱动频率对应的占空比的开关信号S1、S2、S3、S4、S5、S6。
如果用户操作感应加热装置10的界面部将感应加热装置10变更为电源接通(Power On)状态，则从电源装置20供电到感应加热装置，从而感应加热装置10处于驱动待机状态。接着，用户将容器放置于感应加热装置10的各个工作线圈132、142的上部，并且通过设定对容器的功率等级，来输入对各个工作线圈132、142的加热开始指令。如果用户输入加热开始指令，则根据用户设定的功率等级，各个工作线圈132、142所需的功率值即要求功率值被确定。
接收到用户的加热开始指令的控制器2确定与各个工作线圈132、142的要求功率值对应的驱动频率，并将与所确定的驱动频率对应的控制信号供应给各个驱动电路22、24。由此，从各个驱动电路22、24输出开关信号S1、S2、S3、S4、S5、S6，并且在开关信号S1、S2、S3、S4、S5、S6分别输入到开关元件SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6的同时，各个工作线圈132、142被驱动。如果各个工作线圈132、142被驱动，则在容器产生涡流并对容器进行加热。
另一方面，在第一工作线圈132和第二工作线圈142分别以第一驱动频率和第二驱动频率驱动来对容器进行加热时，用户可以将第一工作线圈132或第二工作线圈142的要求功率值变更为第三要求功率值。例如，如果第一工作线圈132的要求功率值从第一要求功率值(例如，2000W)变更为第三要求功率值(例如，500W)，则控制器2需要将第一工作线圈132的驱动频率变更为与第三要求功率值(例如，500W)对应的第三驱动频率。
如上所述，如果第一工作线圈132或第二工作线圈142的驱动频率变更为第三驱动频率，则可能因未变更驱动频率的其余工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值而产生干扰噪音。
在本发明的一实施例中，如果第一工作线圈132或第二工作线圈142的要求功率值变更为第三要求功率值，则控制器2确定与第三要求功率值对应的第三驱动频率。为了防止如前所述的干扰噪音，控制器2计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值。在本发明中，两个驱动频率之间的差值是指两个驱动频率中的大值减去小值的值。
如果计算出的差值包含在预先设定的第一基准范围(例如，5kHz以上且20kHz以下)，则控制器2变更第一逆变器电路204或第二逆变器电路214的动作模式或功率控制模式以防止干扰噪音。
在本发明的一实施例中，如果第一工作线圈132的谐振频率小于第二工作线圈142的谐振频率，并且未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值包含在预先设定的第一基准范围，则控制器2将第一逆变器电路204的动作模式从全桥模式变更为半桥模式，并确定与第三要求功率值对应的第一工作线圈132的第四驱动频率，以防止干扰噪音。控制器2将第一逆变器电路204的驱动频率变更为第四频率。
如果第一逆变器电路204的动作模式从全桥模式变更为半桥模式，则在第一工作线圈132的整个频带中，第一工作线圈132的输出功率值降低。因此，与第三要求功率值对应的第一工作线圈132的驱动频率即第四驱动频率降低。由此，第一工作线圈132的驱动频率(第四驱动频率)和第二工作线圈142的驱动频率(第二驱动频率)之间的差值将达到预先设定的噪音回避值(例如，22kHz)以上的值。在本发明中，噪音回避值可以被设定为比可听声音频带的边界值中的最大值(例如，20kHz)更大的值，并且可以根据实施例而不同地设定。
在本发明的一实施例中，如果第一工作线圈132的谐振频率与第二工作线圈142的谐振频率相同，并且未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值包含在预先设定的第一基准范围，则控制器2将变更要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式，并且根据变更的功率控制模式，将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与第三要求功率值相同。
在本发明的一实施例中，如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则控制器2可以将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式。另外，在本发明的一实施例中，如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则控制器2可以将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式。
在本发明的一实施例中，如果功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则控制器2可以通过调节用于驱动变更要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值。
另外，在本发明的一实施例中，如果功率控制模式被设定为相位偏移模式，则控制器2可以通过调节用于驱动变更要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值。
如上所述，如果在功率控制模式变更后，工作线圈的输出功率值根据变更的功率控制模式而变更为第三要求功率值，则变更要求功率值的工作线圈的驱动频率原样保持而不会变更。由此，第一工作线圈132的驱动频率和第二工作线圈142的驱动频率的差值将偏离可听声音频带，从而防止干扰噪音。
在本发明的另一实施例中，如果未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值包含在预先设定的第二基准范围(例如，2kHz以上且小于5kHz)，则控制器2可以将第一工作线圈132的驱动频率和第二工作线圈142的驱动频率设定为相同。通过这样的控制，来防止由第一工作线圈132和第二工作线圈142的驱动引起的干扰噪音的产生。
另外，在本发明的另一实施例中，如果未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值不包含在第一基准范围和第二基准范围，则控制器2将变更要求功率值的工作线圈的驱动频率设定为第三驱动频率，并且不变更未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率。这是因为，如果未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值不包含在第一基准范围和第二基准范围，则不会产生干扰噪音。
作为参考，第一基准范围和第二基准范围的边界值可以根据实施例而不同地设定。
图4分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式时的开关信号、输入电压以及谐振电流的波形。
在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式时，控制器2向驱动电路22施加控制信号，以输出具有如图4所示的波形的开关信号S1、S2、S3、S4。
另外，如图4所示，为了在开关信号S1、S2、S3、S4的一个周期TS1期间，使供应到第一工作线圈132的谐振电流输出一次，换言之，使供应到第一工作线圈132的谐振电流的频率达到开关信号S1、S2、S3、S4的频率的一倍，如下述[公式1]所示，控制器2将可变电容器部C1、C2、C3的电容值设定为Cr,f。
[公式1]
Figure BDA0003927113160000171
在[公式1]中，fr,f与开关信号S1、S2、S3、S4的频率相同，Lr表示第二电感器L2的电感值。
控制器2分别接通或关断继电器部206中包括的复数个继电器，以使可变电容器部C1、C2、C3的整体电容值与[公式1]的电容值Cr,f一致。如果可变电容器部C1、C2、C3的电容值调节完毕，则控制器2通过第一驱动电路22将具有图4所示的波形的开关信号S1、S2、S3、S4供应给第一逆变器电路204。由此，执行对容器的加热。
如图4所示，各个开关信号在一个周期TS1内具有接通区间和关断区间。在本发明中，将接通区间的时间称作接通时间TS11，将关断区间的时间称作关断时间TS12。另外，将相对于一个周期TS1的接通时间TS11的比率称作开关信号的占空比(duty ratio)。例如，在第一开关信号S1的一个周期TS1为1秒，接通时间TS11为0.5秒的情况下，第一开关信号S1的占空比为50％(或0.5)。
参照图4，第一开关元件SW1以与第二开关元件SW2彼此互补的方式接通和关断。另外，第三开关元件SW3以与第四开关元件SW4彼此互补的方式接通和关断。
图4示出了作为在图4的电路图中的a节点和b节点之间的电压的大小的Vab的波形。在此，Vab与作为输入到第一工作线圈132的输入电压的大小的输入电压值Vin相同。另外，图4示出了输入到第一工作线圈132的输入电流即谐振电流的波形。
如图4所示，在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式时，输入电压Vab和谐振电流具有彼此相同的频率。另外，输入电压Vab和谐振电流的频率与开关信号S1、S2、S3、S4的频率相同。由此，第一工作线圈132的电压增益保持为最大值(例如，1)，因此能够对容器稳定地供电。
图5分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
如果第一逆变器电路204的功率控制模式被确定为非对称脉冲宽度调制模式，则控制器2调节开关信号S1、S2、S3、S4的占空比。如图5所示，根据第一开关信号S1及第四开关信号S4的接通时间TS11(或第二开关信号S2及第三开关信号S3的关断时间)和第二开关信号S2及第三开关信号S3的接通时间TS12(或第一开关信号S1及第四开关信号S4的关断时间)，输入电压的大小Vab和谐振电流的大小将分别不同。由于第一工作线圈132的输出功率值根据输入电压的大小Vab和谐振电流的大小而改变，因此控制器2可以通过调节第一开关信号S1和第四开关信号S4的接通时间TS11，即第一开关信号S1和第四开关信号S4的占空比来调节第一工作线圈132的输出功率值。
例如，控制器2可以通过增加第一开关信号S1和第四开关信号S4的接通时间TS11，换言之，通过增加第一开关信号S1和第四开关信号S4的占空比，来增加第一工作线圈132的输出功率值。相反，控制器2可以通过减小第一开关信号S1和第四开关信号S4的接通时间TS11，换言之，通过减小第一开关信号S1和第四开关信号S4的占空比，来减小第一工作线圈132的输出功率值。
在图5的实施例中，第一开关信号S1和第四开关信号S4的占空比小于图4的实施例的第一开关信号S1和第四开关信号S4的占空比。因此，在图5的实施例中，第一工作线圈132的实际功率值小于图4的实施例的第一工作线圈132的实际功率值。
图6分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为相位偏移模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
如果第一逆变器电路204的功率控制模式被确定为相位偏移模式，则控制器2调节彼此对应的复数个开关信号之间的相位差。如图15所示，根据彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差(或第二开关信号S2和第三开关信号S3之间的相位差)，输入电压的大小Vab和谐振电流的大小分别改变。由于第一工作线圈132的输出功率值根据输入电压的大小Vab和谐振电流的大小而改变，因此控制器2可以通过调节彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差，来调节第一工作线圈132的输出功率值。
例如，控制器2可以通过减小彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差，来增加第一工作线圈132的输出功率值。相反，控制器2可以通过增加彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差，来减小第一工作线圈132的输出功率值。
在图6的实施例中，彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差(90°)大于图13的实施例的彼此对应的第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差(0°)。因此，在图6的实施例中，第一工作线圈132的实际功率值小于图4的实施例的第一工作线圈132的实际功率值。
在本发明的一实施例中，在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式时，控制器2可以比较第一工作线圈132的要求功率值和预先设定的基准功率值，并将第一逆变器电路204的功率控制模式确定为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式。例如，如果第一工作线圈132的要求功率值小于基准功率值，则控制器2可以将第一逆变器电路204的功率控制模式确定为非对称脉冲宽度调制模式，如果第一工作线圈132的要求功率值不小于基准功率值，则可以将第一逆变器电路204的功率控制模式确定为相位偏移模式。
图7是示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式时的工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
图7分别示出了在全桥模式下第一开关信号S1的占空比为50％时的第一工作线圈132的谐振特性曲线41以及在全桥模式下第一开关信号S1的占空比为30％时的第一工作线圈132的谐振特性曲线42。在图7中，fr是第一工作线圈132的谐振频率。
如图7所示，在全桥模式下第一工作线圈132的驱动频率为f1时，如果第一开关信号S1的占空比被设定为50％，则第一工作线圈132的实际功率值将为P1。但是，如果控制器2将第一工作线圈132的驱动频率保持为f1，并且将第一开关信号S1的占空比从50％减小到30％，则第一工作线圈132的实际功率值将减小为P2。因此，控制器2可以在全桥模式下将第一工作线圈132的驱动频率保持为相同的值的情况下，仅通过根据非对称脉冲宽度调制方式调节第一开关信号S1的占空比，就能够调节第一工作线圈132的实际功率值。
另外，图7的曲线图也可以是第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差为0°时的谐振特性曲线41以及第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差为90°时的谐振特性曲线42。
如图7所示，在全桥模式下第一工作线圈132的驱动频率为f1时，如果第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差被设定为0°，则第一工作线圈132的实际功率值将为P1。但是，如果控制器2将第一工作线圈132的驱动频率保持为f1，并且将第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差增加到90°，则第一工作线圈132的实际功率值将减小为P2。因此，控制器2可以在全桥模式下将第一工作线圈132的驱动频率保持为相同的值的情况下，仅通过根据相位偏移方式调节第一开关信号S1和第三开关信号S3之间的相位差，就能够调节第一工作线圈132的输出功率值。
图8是分别示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为全桥模式的状态下，第一逆变器电路的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时、第一逆变器电路的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式时以及第一逆变器电路的功率控制模式被设定为相位偏移模式时的感应加热装置的功率转换效率的曲线图。
图8示出了在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式的状态下，第一逆变器电路204的功率控制模式为脉冲频率调制模式时，即控制器2通过调节第一工作线圈132的驱动频率来调节第一工作线圈132的输出功率值时的针对各个输入功率值的功率转换效率的曲线图43。
另外，图8示出了在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式的状态下，第一逆变器电路204的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时，即控制器2不变更第一工作线圈132的驱动频率而通过调节开关信号的占空比，来调节第一工作线圈132的输出功率值时的针对各个输入功率值的功率转换效率的曲线图44。
另外，图8示出了在第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式的状态下，第一逆变器电路204的功率控制模式为相位偏移模式时，即控制器2不变更第一工作线圈132的驱动频率而通过调节彼此对应的复数个开关信号之间的相位差，来调节第一工作线圈132的输出功率值时的针对各个输入功率值的功率转换效率的曲线图45。
如图8所示，在输入功率值的整个范围内，第一逆变器电路204的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式或相位偏移模式时的功率转换效率大于第一逆变器电路204的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时的功率转换效率。因此，通过在第一逆变器电路204的动作模式被设定为全桥模式的状态下，将第一工作线圈132的输出功率值调节为非对称脉冲宽度调制方式或相位偏移方式，与现有技术的感应加热装置相比，提高第一工作线圈132的功率转换效率。
图9分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
如果第一逆变器电路204的动作模式被确定为半桥模式，则控制器2向第一驱动电路22施加控制信号，以输出具有如图9所示的波形的开关信号S1、S2、S3、S4。
另外，如图9所示，为了在开关信号S1、S2、S3、S4的一个周期TS2期间，使供应到第一工作线圈132的谐振电流输出一次，换言之，使供应到第一工作线圈132的谐振电流的频率达到开关信号S1、S2、S3、S4的频率的一倍，如下述[公式2]所示，控制器2将可变电容器部C1、C2、C3的电容值设定为Cr,h。
[公式2]
Figure BDA0003927113160000211
在[公式2]中，fr,h与开关信号S1、S2、S3、S4的频率相同，Lr表示第二电感器L2的电感值。
控制器2分别接通或关断继电器部206中包括的复数个继电器，以使可变电容器部C1、C2、C3的整体电容值与[公式8]的电容值Cr,h一致。如果可变电容器部C1、C2、C3的电容值调节完毕，则控制器2通过第一驱动电路22将具有如图9所示的波形的开关信号S1、S2、S3、S4供应给逆变器电路204。由此，执行对容器的加热。
参照图9，第一开关元件SW1以与第二开关元件SW2彼此互补的方式接通和关断。另外，第三开关元件SW3持续保持接通状态，第四开关元件SW4持续保持关断状态。
图9示出了作为图4的电路图中的a节点和b节点之间的电压的大小的Vab的波形。在此，Vab与作为输入到第一工作线圈132的输入电压的大小的输入电压值Vin相同。另外，图9示出了输入到第一工作线圈132的输入电流即谐振电流的波形。
如图9所示，在第一逆变器电路204的动作模式为半桥模式时，输入电压Vab和谐振电流具有彼此相同的频率。另外，输入电压Vab和谐振电流的频率与开关信号S1、S2、S3、S4的频率相同。由此，第一工作线圈132的电压增益保持为最大值(例如，1)，因此能够对容器稳定地供电。
另一方面，如果第一逆变器电路204的动作模式被确定为半桥模式，则控制器2将第一逆变器电路204的功率控制模式确定为非对称脉冲宽度调制模式。在非对称脉冲宽度调制模式下，控制器2可以在原样保持开关信号S1、S2、S3、S4的频率的情况下，通过调节开关信号S1、S2、S3、S4的占空比来调节第一工作线圈132的输出功率值。
图10分别示出了在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式且第一逆变器电路的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时的开关信号、输入电压、谐振电流的波形。
如果第一逆变器电路204的功率控制模式被确定为非对称脉冲宽度调制模式，则控制器2调节开关信号S1、S2、S3、S4的占空比。如图10所示，根据第一开关信号S1的接通时间TS21(或者第二开关信号S2的关断时间)和第二开关信号S2的接通时间TS22(或者第一开关信号S1的关断时间)，输入电压的大小Vab和谐振电流的大小分别改变。由于第一工作线圈132的输出功率值根据输入电压的大小Vab和谐振电流的大小而改变，因此控制器2可以通过调节第一开关信号S1的接通时间TS21即第一开关信号S1的占空比，来调节第一工作线圈132的输出功率值。
例如，控制器2可以通过增加第一开关信号S1的接通时间TS21，换言之，通过增加第一开关信号S1的占空比，来增加第一工作线圈132的输出功率值。相反，控制器2可以通过减小第一开关信号S1的接通时间TS21，换言之，通过减小第一开关信号S1的占空比，来减小第一工作线圈132的输出功率值。
在图10的实施例中，第一开关信号S1的占空比小于图9的实施例的第一开关信号S1的占空比。因此，在图10的实施例中，第一工作线圈132的输出功率值小于图9的实施例的第一工作线圈132的输出功率值。
图11是示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式时的工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
在图11分别示出了在半桥模式下第一开关信号S1的占空比为50％时的第一工作线圈132的谐振特性曲线51以及在半桥模式下第一开关信号S1的占空比为30％时的第一工作线圈132的谐振特性曲线52。在图11中，fr是第一工作线圈132的谐振频率。
如图11所示，在半桥模式下第一工作线圈132的驱动频率为f1时，如果第一开关信号S1的占空比被设定为50％，则第一工作线圈132的实际功率值将为P1。但是，如果控制器2将第一工作线圈132的驱动频率保持为f1，并且将第一开关信号S1的占空比从50％减小到30％，则第一工作线圈132的实际功率值将减小为P2。因此，控制器2可以在半桥模式下将第一工作线圈132的驱动频率保持为相同的值的情况下，仅通过根据非对称脉冲宽度调制方式调节第一开关信号S1的占空比，就能够调节第一工作线圈132的实际功率值。
图12是分别示出在本发明的一实施例中第一逆变器电路的动作模式为半桥模式的状态下，第一逆变器电路的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时和第一逆变器电路的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式时的感应加热装置的功率转换效率的曲线图。
图12示出了在第一逆变器电路204的动作模式为半桥模式的状态下，第一逆变器电路204的功率控制模式为脉冲频率调制模式时，即控制器2通过调节第一工作线圈132的驱动频率，来调节第一工作线圈132的输出功率值时的针对各个输入功率值的功率转换效率的曲线图53。
另外，图12示出了在第一逆变器电路204的动作模式为半桥模式的状态下，第一逆变器电路204的功率控制模式为非对称脉冲宽度调制模式时，即控制器2不变更第一工作线圈132的驱动频率而通过调节开关信号的占空比，来调节第一工作线圈132的输出功率值时的针对各个输入功率值的功率转换效率的曲线图54。
如图12所示，在输入功率值的整个范围内，第一逆变器电路204的功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式时的功率转换效率大于第一逆变器电路204的功率控制模式被设定为脉冲频率调制模式时的功率转换效率。因此，通过在第一逆变器电路204的动作模式被设定为半桥模式的状态下，将第一工作线圈132的输出功率值调节为非对称脉冲宽度调制方式，与现有技术的感应加热装置相比，提高第一工作线圈132的功率转换效率。
如上所述，本发明的感应加热装置10可以通过将第一逆变器电路204的动作模式设定为全桥模式或半桥模式来加热容器。因此，能够在不产生干扰噪音的情况下加热具有多样的特性的容器。
以下，参照附图说明本发明的感应加热装置的控制方法的实施例。
图13是示出在本发明的一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此不同的状态下，当第一工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。另外，图14是示出在图13的实施例中为了防止干扰噪音而第一工作线圈的动作模式变更为半桥模式时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
参照图13，用户在将容器放置于第一加热区域12后输入加热开始指令。与用户对第一加热区域12设定的功率等级(power level)对应的第一工作线圈132的第一要求功率值为P1，与第一要求功率值P1对应的驱动频率为16kHz。由此，控制器2将第一逆变器电路204的动作模式设定为全桥模式，将第一工作线圈132的第一驱动频率设定为16kHz，并向第一驱动电路22供应控制信号。由此，第一工作线圈132表现出如谐振特性曲线61的谐振特性。第一工作线圈132以16kHz的驱动频率驱动，第一工作线圈132的输出功率值将为P1。此时，第一工作线圈204的谐振频率为14kHz。
另外，用户在将容器放置于第二加热区域14后输入加热开始指令。与用户对第二加热区域14设定的功率等级对应的第二工作线圈142的第二要求功率值为P2，与第二要求功率值P2对应的驱动频率为37kHz。由此，控制器2将第二工作线圈142的第二驱动频率设定为37kHz，并向第二驱动电路24供应控制信号。由此，第二工作线圈142表现出如谐振特性曲线62的谐振特性。第二工作线圈142以37kHz的驱动频率驱动，第二工作线圈142的输出功率值将为P2。此时，第二工作线圈142的谐振频率为35kHz。
在第一工作线圈132和第二工作线圈142分别驱动而加热容器时，用户减小第一加热区域12的功率等级。如果第一加热区域12的功率等级变低，则第一工作线圈132的要求功率值从P1降低至P3。
控制器2确定作为与第三要求功率值P3对应的驱动频率的第三驱动频率，所述第三要求功率值P3是变更要求功率值的工作线圈即第一工作线圈132的新的要求功率值。如图13所示，与第三要求功率值P3对应的第三频率被确定为19kHz。
控制器2计算变更要求功率值的工作线圈的第三驱动频率和未变更要求功率值的工作线圈(第二工作线圈142)的驱动频率(第二驱动频率)的差值。在图13的实施例中，第三驱动频率(19kHz)和第二驱动频率(37kHz)的差值为18。
控制器2确认计算出的差值18是否包含在预先设定的第一基准范围(例如，5kHz以上且20kHz以下)。由于计算出的差值18包含在第一基准范围，因此控制器2将第一逆变器电路204的动作模式变更为半桥模式。由此，具有如图9所示的波形的开关信号S1、S2、S3、S4分别输入到第一逆变器电路204。
如果第一逆变器电路204以半桥模式驱动，则在第一工作线圈132的整个频率范围，第一工作线圈132的输出功率值减小。由此，第一工作线圈132具有如图14所示的谐振特性曲线63那样的新的谐振特性。
控制器2在将第一逆变器电路204的动作模式变更为半桥模式后，确定与第三要求功率值P3对应的第四驱动频率。如图14所示，与第三要求功率值P3对应的第四驱动频率为15kHz。
如果第一工作线圈132的驱动频率因第一逆变器电路204的动作模式变更而变更为第四驱动频率，则第二工作线圈142的第二驱动频率(37kHz)和第一工作线圈132的第四驱动频率(15kHz)的差值22达到预先设定的噪音回避值(例如，22)以上的值，从而将偏离第二基准范围。因此，控制器2使第一工作线圈132以第四驱动频率(15kHz)驱动，并使第二工作线圈142以第二驱动频率(37kHz)驱动。通过这样的控制，即使第一工作线圈132的输出功率值从P1变更为P3，也不会产生由第一工作线圈132和第二工作线圈142的驱动引起的干扰噪音。
另一方面，如图10所示，如果在第一逆变器电路204的动作模式变更为半桥模式后，第一工作线圈132的要求功率值变更，则控制器2可以将第一逆变器电路204的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式。即，控制器2可以在不变更第一工作线圈132的驱动频率的情况下，通过变更输入到第一逆变器电路204的开关信号的占空比，来变更第一工作线圈132的输出功率值。但是，在本发明的另一实施例中，如图10所示，在第一逆变器电路204的动作模式变更为半桥模式后，并且第一工作线圈132的要求功率值变更后，控制器2也可以通过变更第一工作线圈132的驱动频率来变更第一工作线圈132的输出功率值。
图15是示出在本发明的另一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此相同的状态下，当第一工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。另外，图16是示出在图15的实施例中为了防止干扰噪音而第一工作线圈的功率控制模式变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
参照图15，用户在将容器放置于第一加热区域12后输入加热开始指令。与用户对第一加热区域12设定的功率等级对应的第一工作线圈132的第一要求功率值为P1，与第一要求功率值P1对应的驱动频率为22kHz。由此，控制器2将第一逆变器电路204的动作模式设定为全桥模式，将第一工作线圈132的第一驱动频率设定为22kHz，并向第一驱动电路22供应控制信号。由此，第一工作线圈132表现出如谐振特性曲线65的谐振特性。第一工作线圈132以22kHz的驱动频率驱动，第一工作线圈132的输出功率值将为P1。此时，第一工作线圈204的谐振频率为20kHz。
另外，用户在将容器放置于第二加热区域14后输入加热开始指令。与用户对第二加热区域14设定的功率等级对应的第二工作线圈142的第二要求功率值为P2，与第二要求功率值P2对应的驱动频率为22kHz。由此，控制器2将第二工作线圈142的第二驱动频率设定为22kHz，并向第二驱动电路24供应控制信号。由此，第二工作线圈142表现出如谐振特性曲线65的谐振特性。第二工作线圈142以22kHz的驱动频率驱动，第二工作线圈142的输出功率值将为P2。此时，第二工作线圈142的谐振频率为22kHz。即，在图15的实施例中，第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此相同。
在第一工作线圈132和第二工作线圈142分别驱动而加热容器时，用户减小第一加热区域12的功率等级。如果第一加热区域12的功率等级变低，则第一工作线圈132的要求功率值从P1降低至P3。
控制器2确定作为与第三要求功率值P3对应的驱动频率的第三驱动频率，所述第三要求功率值P3是变更要求功率值的工作线圈即第一工作线圈132的新的要求功率值。如图15所示，与第三要求功率值P3对应的第三频率被确定为30kHz。
控制器2计算变更要求功率值的工作线圈的第三驱动频率和未变更要求功率值的工作线圈(第二工作线圈142)的驱动频率(第二驱动频率)的差值。在图13的实施例中，第三驱动频率(22kHz)和第二驱动频率(30kHz)的差值为8。
控制器2确认计算出的差值8是否包含在预先设定的第一基准范围(例如，5kHz以上且20kHz以下)。由于计算出的差值18包含在第一基准范围且第一逆变器电路204的动作模式为全桥模式，因此控制器2将第一逆变器电路204的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式。
如果第一逆变器电路204的功率控制模式变更，则控制器2将第一工作线圈132的驱动频率原样保持为第一驱动频率(22kHz)，并且通过调节输入到第一逆变器电路204的复数个开关信号的占空比或者输入到第一逆变器电路204的复数个开关信号之间的相位差，来将第一工作线圈132的输出功率值调节为P3。控制器2减小输入到第一逆变器电路204的复数个开关信号的占空比或者增加输入到第一逆变器电路204的复数个开关信号之间的相位差，使得第一工作线圈132的输出功率值减小，从而第一工作线圈132具有如图16所示的谐振特性曲线66那样的新的谐振特性。
其结果，如图16所示，即使第一工作线圈132的输出功率值变更为P3，第一工作线圈132的驱动频率和第二工作线圈142的驱动频率也彼此相同。通过这样的控制，即使第一工作线圈132的输出功率值从P1变更为P3，也不会产生由第一工作线圈132和第二工作线圈142的驱动引起的干扰噪音。
在图15和图16的实施例中，第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此相同，并且第一工作线圈132的第一要求功率值P1和第二工作线圈142的第二要求功率值P2彼此相同。但是，即使第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此不相同，并且第一工作线圈132的第一要求功率值P1和第二工作线圈142的第二要求功率值P2彼此不相同，也可以应用本发明的感应加热装置的控制方法。
图17是示出在本发明的另一实施例中第一工作线圈的谐振频率和第二工作线圈的谐振频率彼此相同的状态下，当第二工作线圈的要求功率值变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。另外，图18是示出在图17的实施例中为了防止干扰噪音而第二工作线圈的功率控制模式变更时的各个工作线圈的谐振特性曲线的曲线图。
参照图17，用户在将容器放置于第一加热区域12后输入加热开始指令。与用户对第一加热区域12设定的功率等级对应的第一工作线圈132的第一要求功率值为P1，与第一要求功率值P1对应的驱动频率为22kHz。由此，控制器2将第一逆变器电路204的动作模式设定为全桥模式，将第一工作线圈132的第一驱动频率设定为22kHz，并向第一驱动电路22供应控制信号。由此，第一工作线圈132表现出如谐振特性曲线65的谐振特性。第一工作线圈132以22kHz的驱动频率驱动，第一工作线圈132的输出功率值将为P1。此时，第一工作线圈204的谐振频率为20kHz。
另外，用户在将容器放置于第二加热区域14后输入加热开始指令。与用户对第二加热区域14设定的功率等级对应的第二工作线圈142的第二要求功率值为P2，与第二要求功率值P2对应的驱动频率为22kHz。由此，控制器2将第二工作线圈142的第二驱动频率设定为22kHz，并向第二驱动电路24供应控制信号。由此，第二工作线圈142表现出如谐振特性曲线65的谐振特性。第二工作线圈142以22kHz的驱动频率驱动，第二工作线圈142的输出功率值将为P2。此时，第二工作线圈142的谐振频率为22kHz。即，在图15的实施例中，第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此相同。
在第一工作线圈132和第二工作线圈142分别驱动而加热容器时，用户减小第二加热区域14的功率等级。如果第二加热区域14的功率等级变低，则第二工作线圈142的要求功率值从P2降低至P3。
控制器2确定作为与第三要求功率值P3对应的驱动频率的第三驱动频率，所述第三要求功率值P3是变更要求功率值的工作线圈、即第二工作线圈142的新要求功率值。如图18所示，与第三要求功率值P3对应的第三频率被确定为30kHz。
控制器2计算变更要求功率值的工作线圈的第三驱动频率和未变更要求功率值的工作线圈(第一工作线圈132)的驱动频率(第一驱动频率)的差值。在图13的实施例中，第三驱动频率(22kHz)和第一驱动频率(30kHz)的差值为8。
控制器2确认计算出的差值8是否包含在预先设定的第一基准范围(例如，5kHz以上且20kHz以下)。由于计算出的差值18包含在第一基准范围且第二逆变器电路214的动作模式为半桥模式，因此控制器2将第二逆变器电路214的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式。
如果第二逆变器电路214的功率控制模式变更，则控制器2在将第二工作线圈142的驱动频率原样保持为第二驱动频率(22kHz)的情况下，通过调节输入到第二逆变器电路214的复数个开关信号的占空比，来将第二工作线圈142的输出功率值调节为P3。控制器2减小输入到第二逆变器电路214的复数个开关信号的占空比，从而第二工作线圈122具有如图18所示的谐振特性曲线67那样的新的谐振特性。
其结果，如图18所示，即使第二工作线圈142的输出功率值变更为P3，第二工作线圈142的驱动频率和第一工作线圈132的驱动频率也彼此相同。通过这样的控制，即使第二工作线圈142的输出功率值从P2变更为P3，也不会产生由第一工作线圈132和第二工作线圈142的驱动引起的干扰噪音。
在图17和图18的实施例中，第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此相同，并且第一工作线圈132的第一要求功率值P1和第二工作线圈142的第二要求功率值P2彼此相同。但是，即使第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率彼此不相同，并且第一工作线圈132的第一要求功率值P1和第二工作线圈142的第二要求功率值P2彼此不相同，也可以应用本发明的感应加热装置的控制方法。
图19是示出本发明的一实施例的感应加热装置的控制方法的流程图。
本发明的一实施例的感应加热装置10的控制器2将第一工作线圈132以与用户设定的第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动(步骤702)。另外，控制器2将第二工作线圈142以与用户设定的第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动(步骤704)。
在第一工作线圈132和第二工作线圈142驱动的状态下，如果用户将第一工作线圈132或第二工作线圈142的要求功率值变更为第三要求功率值，则控制器2确定与第三要求功率值对应的第三驱动频率(步骤706)。
控制器2计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值(步骤708)。
如果计算出的差值包含在预先设定的第一基准范围，则控制器2变更第一逆变器电路204或第二逆变器电路214的动作模式或功率控制模式(步骤710)。
在本发明的一实施例中，变更第一逆变器电路204或第二逆变器电路214的动作模式或功率控制模式的步骤710包括：如果第一工作线圈132的谐振频率小于第二工作线圈142的谐振频率且未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值包含在预先设定的第一基准范围，则将第一逆变器电路204的动作模式变更为半桥模式的步骤；以及将第一逆变器电路204的驱动频率变更为与第三要求功率值对应的第四驱动频率的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，变更第一逆变器电路204或第二逆变器电路214的动作模式或功率控制模式的步骤710包括：如果第一工作线圈132的谐振频率和第二工作线圈142的谐振频率相同且未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和第三驱动频率的差值包含在预先设定的第一基准范围，则将变更要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤；以及根据变更的功率控制模式来将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与第三要求功率值相同的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，变更第一逆变器电路204或第二逆变器电路214的动作模式或功率控制模式的步骤710包括：如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式的步骤；以及如果变更要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则将功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤。
再次参照图19，通过步骤710，动作模式或功率控制模式的变更完毕后，控制器2将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值(步骤712)。
在本发明的一实施例中，将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值的步骤712包括：如果功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则通过调节用于驱动变更要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值的步骤。
另外，在本发明的一实施例中，将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值的步骤712包括：如果功率控制模式被设定为相位偏移模式，则通过调节用于驱动变更要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为第三要求功率值的步骤。
另外，虽未图示，本发明的感应加热装置的控制方法还可以包括：在第一逆变器电路132的驱动频率变更为第四驱动频率之后，将第一逆变器电路132的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式的步骤。
虽然如上所述参照例示的附图对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于本说明书中披露的实施例和附图，而是显而易见的可以由普通技术人员在本发明的技术思想的范围内进行多样的变形。并且，即使在前面对本发明的实施例进行说明的过程中未明示性地记载说明与本发明的结构元件对应的作用效果，由相应的结构元件可预测的效果也应当被认定。

Claims (16)

1.一种感应加热装置，其中，
包括：
第一工作线圈；
第一逆变器电路，以与所述第一工作线圈的第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动，向所述第一工作线圈供应电流；
第二工作线圈；
第二逆变器电路，以与所述第二工作线圈的第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动，向所述第二工作线圈供应电流；以及
控制器，如果所述第一工作线圈或所述第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则确定与所述第三要求功率值对应的第三驱动频率，计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和所述第三驱动频率的差值，如果所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式，并且将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，
如果所述第一工作线圈的谐振频率小于所述第二工作线圈的谐振频率且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则所述控制器将所述第一逆变器电路的动作模式变更为半桥模式，并且将所述第一逆变器电路的驱动频率变更为与所述第三要求功率值对应的第四驱动频率。
3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，
所述第一逆变器电路包括：
可变电容器部；以及
继电器部，与所述可变电容器部连接，
所述控制器通过接通或关断所述继电器部中包括的复数个继电器，来将所述可变电容器部的电容值设定为以下公式1的Cr,h：
公式1
Figure FDA0003927113150000011
其中，fr,h是与输入到所述第二逆变器电路的开关信号的频率相同的值，所述Lr是所述第二逆变器电路中包括的第二电感器的电感值。
4.根据权利要求2所述的感应加热装置，其中，
在所述第一逆变器电路的驱动频率变更为所述第四驱动频率后，所述控制器将所述第一逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式。
5.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，
如果所述第一工作线圈的谐振频率和所述第二工作线圈的谐振频率相同且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则所述控制器将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式，并且根据所述功率控制模式，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与所述第三要求功率值相同。
6.根据权利要求5所述的感应加热装置，其中，
如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则所述控制器将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式，
如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则所述控制器将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式和所述相位偏移模式中的任一种模式。
7.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，
如果所述功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则所述控制器通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其中，
如果所述功率控制模式被设定为相位偏移模式，则所述控制器通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值。
9.一种感应加热装置的控制方法，其中，
包括：
使第一工作线圈以与第一要求功率值对应的第一驱动频率驱动的步骤；
使第二工作线圈以与第二要求功率值对应的第二驱动频率驱动的步骤；
如果所述第一工作线圈或所述第二工作线圈的要求功率值变更为第三要求功率值，则确定与所述第三要求功率值对应的第三驱动频率的步骤；
计算未变更要求功率值的工作线圈的驱动频率和所述第三驱动频率的差值的步骤；
如果所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则变更向所述第一工作线圈供应电流的第一逆变器电路或向所述第二工作线圈供应电流的第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤；以及
将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
10.根据权利要求9所述的感应加热装置的控制方法，其中，
变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤包括：
如果所述第一工作线圈的谐振频率小于所述第二工作线圈的谐振频率且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则将所述第一逆变器电路的动作模式变更为半桥模式的步骤；以及
将所述第一逆变器电路的驱动频率变更为与所述第三要求功率值对应的第四驱动频率的步骤。
11.根据权利要求10所述的感应加热装置的控制方法，其中，
所述第一逆变器电路包括：
可变电容器部；以及
继电器部，与所述可变电容器部连接，
如果所述第一逆变器电路的动作模式变更为所述半桥模式，则通过接通或关断所述继电器部中包括的复数个继电器，来将所述可变电容器部的电容值设定为以下公式1的Cr,h：
公式1
Figure FDA0003927113150000031
其中，fr,h是与输入到所述第二逆变器电路的开关信号的频率相同的值，所述Lr是所述第二逆变器电路中包括的第二电感器的电感值。
12.根据权利要求10所述的感应加热装置的控制方法，其中，
还包括：
在所述第一逆变器电路的驱动频率变更为所述第四驱动频率后，将所述第一逆变器电路的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式的步骤。
13.根据权利要求9所述的感应加热装置的控制方法，其中，
变更所述第一逆变器电路或所述第二逆变器电路的动作模式或功率控制模式的步骤包括：
如果所述第一工作线圈的谐振频率和所述第二工作线圈的谐振频率相同且所述差值包含在预先设定的第一基准范围，则将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤；以及
根据所述功率控制模式，将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值调节为与所述第三要求功率值相同的步骤。
14.根据权利要求13所述的感应加热装置的控制方法，其中，
将变更所述要求功率值的工作线圈的功率控制模式变更为非对称脉冲宽度调制模式和相位偏移模式中的任一种模式的步骤包括：
如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为半桥模式，则将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式的步骤；以及
如果变更所述要求功率值的工作线圈的动作模式为全桥模式，则将所述功率控制模式变更为所述非对称脉冲宽度调制模式和所述相位偏移模式中的任一种模式的步骤。
15.根据权利要求9所述的感应加热装置的控制方法，其中，
将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤包括：
如果所述功率控制模式被设定为非对称脉冲宽度调制模式，则通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的开关信号的占空比，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
16.根据权利要求9所述的感应加热装置的控制方法，其中，
将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤包括：
如果所述功率控制模式被设定为相位偏移模式，则通过调节用于驱动变更所述要求功率值的工作线圈的复数个开关信号之间的相位差，来将变更所述要求功率值的工作线圈的输出功率值变更为所述第三要求功率值的步骤。
CN202180033396.8A 2020-05-06 2021-05-06 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法 Pending CN115517016A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0054014 2020-05-06
KR1020200054014A KR20210135854A (ko) 2020-05-06 2020-05-06 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
PCT/KR2021/005645 WO2021225373A1 (ko) 2020-05-06 2021-05-06 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115517016A true CN115517016A (zh) 2022-12-23

Family

ID=75825713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180033396.8A Pending CN115517016A (zh) 2020-05-06 2021-05-06 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11882640B2 (zh)
EP (1) EP3908077A1 (zh)
KR (1) KR20210135854A (zh)
CN (1) CN115517016A (zh)
AU (1) AU2021268495A1 (zh)
WO (1) WO2021225373A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR122021007351B1 (pt) * 2018-10-09 2022-09-20 Lg Electronics Inc Método de codificação de imagem baseado em predição intra usando lista de mpm e dispositivo para o mesmo
DE102022200166A1 (de) 2022-01-10 2023-07-13 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Leistung an einer Induktionsheizspule

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5183781U (zh) 1974-12-27 1976-07-05
JP4521337B2 (ja) 2005-09-16 2010-08-11 日立アプライアンス株式会社 誘導加熱調理器
US9634577B2 (en) * 2008-11-11 2017-04-25 Massachusetts Institute Of Technology Inverter/power amplifier with capacitive energy transfer and related techniques
JP2011150799A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Panasonic Corp 誘導加熱装置
JP5832129B2 (ja) * 2011-04-18 2015-12-16 三菱電機株式会社 誘導加熱調理器
JP5183781B2 (ja) * 2011-08-11 2013-04-17 三菱電機株式会社 誘導加熱調理器
JP5844017B1 (ja) * 2014-04-16 2016-01-13 三菱電機株式会社 誘導加熱調理器およびその制御方法
KR102382949B1 (ko) 2015-12-23 2022-04-06 쿠쿠전자 주식회사 유도 가열 조리기
KR102172413B1 (ko) * 2017-10-11 2020-10-30 엘지전자 주식회사 유도 가열 장치
EP3845032A4 (en) * 2018-08-30 2022-05-11 LG Electronics Inc. INDUCTION HEATING DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF
KR102607284B1 (ko) 2018-08-30 2023-11-27 엘지전자 주식회사 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
KR102620662B1 (ko) * 2018-10-18 2024-01-04 삼성전자주식회사 조리 기기 및 이의 제어 방법
KR102178518B1 (ko) 2018-11-09 2020-11-13 한국생산기술연구원 수지 조성물 및 이를 이용한 필름

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210135854A (ko) 2021-11-16
EP3908077A1 (en) 2021-11-10
WO2021225373A1 (ko) 2021-11-11
US11882640B2 (en) 2024-01-23
US20210352773A1 (en) 2021-11-11
AU2021268495A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0405611B1 (en) Induction heating cooker
CN115553063A (zh) 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法
EP3890439A1 (en) Induction heating apparatus and method of controlling the same
EP1667491B1 (en) Inverter circuit for an induction heating apparatus, cooking appliance having such circuit, and operating method
CN115517016A (zh) 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法
CN115553064A (zh) 感应加热装置以及感应加热装置的控制方法
JP2003257604A (ja) インバータ調理器
EP4132220A1 (en) Inductive heating device and method for controlling inductive heating device
EP4044768A1 (en) Induction heating apparatus and method for controlling induction heating apparatus
US20220232673A1 (en) Induction heating apparatus and method for controlling the same
EP4048026A1 (en) Induction heating apparatus and method for controlling the same
KR20220159126A (ko) 유도 가열 장치
EP4044770A1 (en) Induction heating apparatus and method for controlling induction heating apparatus
US20230217554A1 (en) Induction heating device and method of controlling induction heating device
KR20220105601A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
EP4061095A1 (en) Induction heating apparatus and method for controlling the same
KR20230106062A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
KR20220114906A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
JP3201150B2 (ja) ジャー炊飯器
KR20210106227A (ko) 유도 가열 장치 및 유도 가열 장치의 제어 방법
JPH03280388A (ja) 高周波加熱調理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination