JP2015506742A

JP2015506742A - 誘導加熱調理器上で動作される無線台所器具

Info

Publication number: JP2015506742A
Application number: JP2014549395A
Authority: JP
Inventors: ヤーマン，オヌル; ヨリュコグル，アフメット; ハジール，セファ
Original assignee: アルチュリク・アノニム・シルケチ
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: EP2798909A1; US10182472B2; US20140332523A1; CN104137648A; CN104137648B; EP2798909B1; WO2013098040A1; JP5908993B2

Abstract

本発明は、プログラム可能なマイクロコントローラ（２）と、台所器具（１）が動作される誘導加熱調理器（Ｋ）との通信を提供する、通信手段、ユーザーインターフェース、およびセンサを制御するようにマイクロコントローラ（２）をもたらす１つまたは複数の電子回路（３）と、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に低レベルのＤＣ電圧を供給する電力制御回路（４）と、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する整流器（５）と、整流器（５）の出口におけるＤＣ電圧をろ波する緩衝コンデンサ（６）とを備える、誘導加熱調理器（Ｋ）上で無線で動作されるに適している台所器具（１）に関する。【選択図】図１

Description

[0001]本発明は、誘導加熱調理器上で動作される無線台所器具に関する。

[0002]無線電力伝送の原理による誘導加熱調理器上で台所器具を使用することが知られている。無線台所器具は、深鍋や平鍋などの受動加熱装置、やかんやコーヒーメーカ、トースターなどの能動加熱装置、またはモータにより動作される混合器（mixer）やミキサ（blender）などの電気機械装置である。一部の実施形態において、誘導加熱調理器との通信を提供し、「スマート」機能をこのような器具に追加する、ユーザーインターフェース、センサおよびＲＦＩＤなどの通信手段が、無線台所器具上に配設される。無線台所器具上の電子回路およびこのような回路を制御するマイクロプロセッサに通電するために低レベルの電力が必要である。この電力は、受信コイルを用いて誘導加熱調理器内の誘導コイルから供給される。マイクロコントローラおよび他の電子回路には、中断のない一定の電圧が供給されねばならない。このような構成部品を給電する電源の電圧レベルが、必要とされる電圧よりも低いまたは高い場合、マイクロコントローラおよび他の電子回路の動作は、中断され、無線台所器具は、所望の方法で誘導加熱調理器上で動作することができない。通常の加熱動作のために強磁性体容器が誘導加熱調理器上に配置され、使用者は様々な電力レベル、例えば１から９までの間に目盛り付けされたつまみを用いて加熱することができる。強磁性体容器に使用されるこの電力目盛設定は、無線台所器具にも使用される。無線台所器具が、例えば、やかんである場合、抵抗性ヒータの電力調整を行うことができ、モータの速度がモータ付混合器などの器具において調整される。誘導加熱調理器の電力目盛設定が使用者によって変更されたとき、電源回路に供給される電圧も変化し、所望の連続的な一定の電圧を得ることができない。さらに、誘導加熱調理器が接続された主電源電圧における変動は、電力制御回路に悪影響を与える。従来技術において、電力制御回路によって供給される電圧を一定に維持するために、電池などの電力貯蔵要素が使用されるが、しかし、電池の消耗、交換、または充電のために別個の構造を必要とするなどの不都合が生じる。電池の代わりにスーパーキャパシタを使用することもできるが、しかし、費用が極めて高い。

[0003]国際公開第９９４１９５０号は、誘導加熱レンジ台上面において使用される料理用容器に関する。

[0004]国際公開第２０１００８０７３８号は、誘導電源により無線で動作されるスマート調理器具に関する。

[0005]米国特許第７３５５１５０号は、非接触電源により通電される調理機器に関する。

[0006]本発明の目的は、誘導加熱調理器上で無線で動作され、電子回路が電圧変化によって影響されることから防止される台所器具の実現にある。

[0007]最初の請求項およびそのそれぞれの請求項で詳説されている、本発明の目的を達成するために実現された台所器具は、誘導加熱調理器上で無線で動作される、調理容器、やかん、コーヒーメーカまたは混合器などの器具である。誘導加熱調理器との通信を提供する、ユーザーインターフェース、センサ、および通信構成要素が、台所器具内に配設される。このような構成要素を動作させる電子回路、スイッチ等は、マイクロコントローラによって制御される。マイクロコントローラおよび他の電子回路は、低レベルのＤＣ電圧を有する電力制御回路によって通電される。台所器具は、誘導加熱調理器内の誘導コイルによって発生された電力を部分的に集め、電力制御回路への伝達を行う複数の受信コイルと、１つまたは複数の受信コイルを活性化または非活性化されるようにもたらすスイッチング手段とを備える。

[0008]台所器具上において、受信コイルは、一方が他方の中または一方が他方の上に配置され、互いに直列または並列に接続される。

[0009]本発明の一実施形態において、電圧変化は、整流器と緩衝コンデンサとの間に配設されたピーク電圧トラッカを用いて検知される。マイクロコントローラは、ピーク電圧トラッカのフィードバックによりスイッチング手段を作動させ、１つまたは複数の受信コイルを活性化または非活性化されるようにもたらす。

[0010]本発明の別の一実施形態において、台所器具は、受信コイルと整流器との間に配設された変圧器と、変圧器の後に配設された共振回路とを備える。

[0011]本発明の別の一実施形態において、マイクロコントローラは、誘導加熱調理器が低電力設定で動作される状況において台所器具における高電力を引き出す、ＬＥＤやディスプレイ、バックライトなどの構成部品を非活性化する。

[0012]本発明の台所器具において、マイクロコントローラおよび他の電子回路は、一定の中断のないＤＣ電圧が供給されるようにもたらされる。電力制御回路に外部から印加された電圧が変化する状態の下で、マイクロコントローラおよび電子回路における誤りの発生は防止され、マイクロコントローラおよび電子回路は、可変電圧状態から保護される。電力制御回路によって提供される電圧レベルを一定に維持するために、電池やスーパーキャパシタなどの要素は、必要とされない。

[0013]本発明の目的を達成するために実現された台所器具を添付の図に示す。

[0014]誘導加熱調理器上で動作される無線台所器具の概略図である。 [0015]本発明の別の一実施形態における、誘導加熱調理器上で動作される無線台所器具の概略図である。 [0016]本発明の別の一実施形態における、誘導加熱調理器上で動作される無線台所器具の概略図である。

[0017]図に示す諸要素は、以下のように付番する。
１．台所器具
２．マイクロコントローラ
３．電子回路
４．電力制御回路
５．受信コイル
６．緩衝コンデンサ
７．受信コイル
８．１０８、２０８スイッチング手段
９．ピーク電圧トラッカ
１０．変圧器
１１．共振回路
１２．高電力受信コイル
[0018]台所器具（１）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された電力により誘導加熱調理器（Ｋ）上で無線で動作されるのに適している。誘導加熱調理器（Ｋ）内に位置する誘導コイル（Ｂ）は、従来技術におけるように、ＡＣ主電源電圧をＤＣ電圧に変換する電源ユニット（Ｕ）によって動作される。

[0019]台所器具（１）は、プログラム可能なマイクロコントローラ（２）と、台所器具（１）が動作される誘導加熱調理器（Ｋ）との通信を提供する、ＲＦＩＤなどの通信および／または手段（Ｅ）、ユーザーインターフェースおよびセンサを制御するようにマイクロコントローラ（２）をもたらす１つまたは複数の電子回路（３）と、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に低レベルのＤＣ電圧を供給する電力制御回路（４）と、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する、電力制御回路（４）内に配設された整流器（５）と、整流器（５）の出口におけるＤＣ電圧をろ波する緩衝コンデンサ（６）とを備える。

[0020]本発明の台所器具（１）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された電力を部分的に集め、電力制御回路（４）への伝達を行う、複数の受信コイル（７、１０７）と、マイクロコントローラ（２）によって制御され、誘導コイル（Ｂ）によって送達された電圧が変化する状況において、１つまたは複数の受信コイル（７、１０７）を活性化または非活性化することによって受信コイル（７、１０７）の出口において電圧を調節し、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に一定の中断のない電圧を供給するように電力制御回路（４）をもたらすスイッチング手段（８）とを備える。

[0021]本発明の台所器具において、誘導加熱調理器（Ｋ）上の電力目盛設定が変更されたとき、誘導コイル（Ｂ）から受信コイル（７、１０７）に伝達された電圧レベルが変化する。具体的には、低電力目盛が選択された場合、誘導コイル（Ｂ）のデューティレシオが減少し、電力が断続的に受信コイル（７、１０７）に伝達され、伝達された電圧レベルがマイクロコントローラ（２）および電子回路（３）を動作させることができるレベルより低下する。高電力目盛が誘導加熱調理器（Ｋ）において選択された場合、誘導コイル（Ｂ）のデューティレシオが増加し、電力が受信コイル（７、１０７）に不断に供給されるが、しかし、この状況において、伝達された電圧レベルがマイクロコントローラ（２）および電子回路（３）を損傷し得るレベルまで上昇する。誘導コイル（Ｂ）から伝達された電圧が変化する状況において、マイクロコントローラ（２）によって作動されるスイッチング手段（８）を用いて活性化または非活性化される１つまたは複数の受信コイル（７、１０７）により、電圧レベルが低い場合、増加され、高い場合、減少され、それにより、電力制御回路（４）は、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に一定の、中断のない、およびリップルのないＤＣ電圧（例えば５Ｖ）を供給するようにもたらされる。マイクロコントローラ（２）は、可変電圧状態の下のいかなるときでもリセットすることにより、台所器具（１）において実施されるプログラムに関連したデータを消去することから防止され、電子回路（３）は、正常に動作されるようにもたらされ、変動する電圧から保護され、不調から防止される。

[0022]本発明の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された磁界内にあるように、台所器具（１）上に、例えば、台所器具（１）の底部に、別々に配置される（図２）。

[0023]本発明の別の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、直列に接続され、共通端部（Ｃ）を有する（図１）。

[0024]本発明の別の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された磁界内にあるように、台所器具（１）上で一方が他方の中に配置される（図３）。

[0025]本発明の別の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された磁界内にあるように、台所器具（１）上で一方が他方の上に配置される。

[0026]本発明の別の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、並列に接続される。

[0027]本発明の別の一実施形態において、受信コイル（７、１０７）は、巻線の数が互いに異なる。

[0028]本発明の一実施形態において、台所器具（１）は、整流器（５）と緩衝コンデンサ（６）との間に配設され、整流器（５）の出口において電圧のピーク値をトラッキングし、マイクロコントローラ（２）にフィードバックさせるピーク電圧トラッカ（９）を備える。

[0029]マイクロコントローラ（２）は、電力目盛設定の変化、誘導コイル（Ｂ）を動作させるＡＣ主電源電圧の変動の状況において、および電子回路（３）の可変電力要件において、ピーク電圧トラッカ（９）のフィードバックによりスイッチング手段（８）を作動させることによって減少／増加されるように所望される電圧レベルに対して１つまたは複数の受信コイル（７、１０７）の活性化または非活性化をもたらす。

[0030]マイクロコントローラ（２）は、ピーク電圧トラッカ（９）によって検知されフィードバックされた電圧レベルが、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）が活動状態に維持される電圧レベルより高い場合、スイッチング手段（８）を用いて活性化される受信コイル（７、１０７）の数を減少させ、電圧が減少するようにもたらす。

[0031]マイクロコントローラ（２）は、ピーク電圧トラッカ（９）によって検知されフィードバックされた電圧レベルが、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）が活動状態に維持される電圧レベルより低い場合、スイッチング手段（８）を用いて活性化される受信コイル（７、１０７）の数を増加させ、電圧が増加するようにもたらす。

[0032]本発明の別の一実施形態において、台所器具（１）は、受信コイル（７、１０７）と整流器（５）との間に配設され、一次巻線（Ｐ）および複数の二次巻線（Ｓ１、Ｓ２）を有する変圧器（１０）と、切り換えることにより二次巻線（Ｓ１、Ｓ２）を活性化または非活性化するスイッチング手段（１０８）と、変圧器（１０）の後に配設され、変圧器（１０）の二次巻線（Ｓ１、Ｓ２）と共振する複数の共振コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）を有する共振回路（１１）と、共振コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）を活性化または非活性化する１つまたは複数のスイッチング手段（２０８）とを備える（図３）。

[0033]この実施形態において、複数の受信コイル（７、１０７）−変圧器（１０）−共振回路（１１）の三つ組（triplet）により、電圧最適化がもたらされ、電力制御回路（４）は、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に一定の、中断のない、およびリップルのない電圧を供給するようにもたらされる。

[0034]誘導コイル（Ｂ）から送達された電圧が高い場合、まず、スイッチング手段（８）を用いて活性化される受信コイル（７、１０７）の数が減少され、次いで、変圧器（１０）上の第２のスイッチング手段（１０８）を用いて活性化される二次巻線（Ｓ１、Ｓ２）の数が減少され、最後に、共振回路（１１）上の第３のスイッチング手段（２０８）を用いて活性化される共振コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）の数が減少され、それにより、電圧が減少される。誘導コイル（Ｂ）から送達された電圧が低い場合、上述のプロセスは、逆の方法で実施され、まず、活性化される受信コイル（７、１０７）の数が増加され、次いで、変圧器（１０）上で活性化される二次巻線（Ｓ１、Ｓ２）の数が増加され、最後に、共振回路（１１）上で活性化される共振コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）の数が増加される。

[0035]誘導加熱調理器（Ｋ）が使用者によって低電力設定で動作されたとき、特にオン／オフの方法で動作する誘導コイル（Ｂ）が「オフ」である持続時間が引き延ばされ、この場合、中断のない電圧をマイクロコントローラ（２）に供給することが困難になる。誘導加熱調理器（Ｋ）が低電力設定で動作される状況において、緩衝コンデンサ（６）に蓄積された電力が一定の電圧レベルをマイクロコントローラ（２）に供給するのに十分でない場合、台所器具（１）に配設され、高電力を引き出す、ＬＥＤやディスプレイ、バックライトなどの構成部品は、マイクロコントローラ（２）によって非活性化され、緩衝コンデンサ（６）の負荷を減少させ、マイクロコントローラ（２）は、中断のない電圧が供給されるようにもたらされる。

[0036]本発明の一実施形態において、台所器具（１）は、誘導コイル（Ｂ）によって発生された誘導エネルギにより加熱される強磁性体の調理容器である。

[0037]本発明の別の一実施形態において、台所器具（１）は、やかんやトースターなどの抵抗性ヒータを有する能動加熱器具である。

[0038]本発明の別の一実施形態において、台所器具（１）は、混合器やミキサ、フードプロセッサなどモータによって動作される電気機械器具である。

[0039]本発明の一実施形態において、台所器具（１）は、自動コーヒーメーカであり、赤外線センサによって調理制御を提供し、電力制御回路（４）は、電子回路（３）およびマイクロコントローラ（２）に電力供給し、複数の受信コイル（７、１０７）を用いて中断のない一定の電圧で赤外線センサを制御する。

[0040]本発明の別の一実施形態において、台所器具（１）は、ヒータまたはモータなど高電流を引き出す構成要素（Ｍ）を動作させるために誘導コイル（Ｂ）から電力を送達する１つまたは複数の高電力受信コイル（１２）を備える（図１、図２）。

[0041]本発明の台所器具（１）において、受信コイル（７、１０７）から伝達された電圧は、複数の受信コイル（７、１０７）によって調節され、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）に一定の中断のない電圧が供給されるようにもたらす。使用者が誘導加熱調理器（Ｋ）の設定を変更する状況においておよび可変主電源ＡＣ電圧の状態において、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）における誤りの発生は防止され、マイクロコントローラ（２）および電子回路（３）は、可変電圧の状態から保護される。電池やスーパーキャパシタなど費用が高く、使用が難しい構成部品は、電力制御回路（４）によって供給される電圧レベルを一定に維持するのに必要とされない。

[0042]本発明は上記に開示された諸実施形態によって限定されるものでなく、当業者が様々な実施形態を容易に導入できることを理解されたい。これらは、本発明の特許請求の範囲によって要求される保護の範囲内にあるとみなすべきである。

Claims

誘導コイル（Ｂ）によって発生された電力により誘導加熱調理器（Ｋ）上で無線で動作されるのに適した台所器具（１）において、マイクロコントローラ（２）と、前記マイクロコントローラ（２）によって制御される通信および／または制御手段（Ｅ）を提供する１つまたは複数の電子回路（３）と、前記マイクロコントローラ（２）および前記電子回路（３）に低レベルのＤＣ電圧を供給する電力制御回路（４）と、前記電力制御回路（４）内に配設され、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する整流器（５）と、前記整流器（５）の出口におけるＤＣ電圧をろ波する緩衝コンデンサ（６）とを備え、誘導コイル（Ｂ）によって発生された電力を部分的に集め、前記電力制御回路（４）への伝達を行う、複数の受信コイル（７、１０７）と、前記マイクロコントローラ（２）によって制御され、１つまたは複数の受信コイル（７、１０７）を活性化または非活性化することによって一定の中断のない電圧を前記マイクロコントローラ（２）および前記電子回路（３）に供給するように前記電力制御回路（４）をもたらすスイッチング手段（８）とを特徴とする、台所器具（１）。
別々に配置された前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１に記載の台所器具（１）。
一方が他方の中に配置された前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１に記載の台所器具（１）。
一方が他方の上に配置された前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１に記載の台所器具（１）。
直列に接続された前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の台所器具（１）。
並列に接続された前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の台所器具（１）。
巻線の数が互いに異なる前記受信コイル（７、１０７）を特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の台所器具（１）。
前記整流器（５）と前記緩衝コンデンサ（６）との間に配設され、前記整流器（５）の出口において電圧のピークの値をトラッキングし、前記マイクロコントローラ（２）にフィードバックさせるピーク電圧トラッカ（９）を特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の台所器具（１）。
前記ピーク電圧トラッカ（９）から受け取ったフィードバックにより前記スイッチング手段（８）を作動させることによって１つまたは複数の受信コイル（７、１０７）の活性化または非活性化をもたらす前記マイクロコントローラ（２）を特徴とする、請求項８に記載の台所器具（１）。
前記受信コイル（７、１０７）と前記整流器（５）との間に配設される変圧器（１０）と共振回路（１１）とを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の台所器具（１）。
前記誘導コイル（Ｂ）によって発生された誘導エネルギにより加熱される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の強磁性体調理容器。
抵抗性ヒータを有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の能動加熱器具。
モータによって動作される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電気機械器具。
調理制御が赤外線センサによって提供される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のコーヒーメーカ。
前記ヒータまたはモータなどの構成要素（Ｍ）を動作させるために前記誘導コイル（Ｂ）から電力を伝達する１つまたは複数の高電力受信コイル（１２）を特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の台所器具（１）。