JPWO2013038695A1 - 非接触受電装置および非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Abstract
非接触受電装置(6)は、負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置(1)を給電装置として用いており、非接触受電装置における受電側制御部(9)は、状態検出部(20)の検出値が設定値以上になったとき、発光部(21)を発光させて、誘導加熱装置内の負荷温度検知機能を動作させ、当該誘導加熱装置からの非接触受電装置への電力供給を制御するよう構成されている。
Description
本発明は、高周波磁界を利用して被加熱物の加熱を行う誘導加熱装置を給電装置として用いて、その誘導加熱装置上に載置されて、誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置、並びに誘導加熱装置と非接触受電装置とを備える非接触電力伝送装置に関するものである。
給電装置として用いられる誘導加熱装置から電力が供給される従来の非接触受電装置においては、受電装置側にスイッチを設けて使用者が使用状態を見ながら手動にて受電動作と受電停止の切替え操作を行うか、或いはタイマーや温度検出を用いて所定の条件で受電装置側の主回路の接続の一部を切り離すことで受電停止を実現している(例えば、特許文献1)。
また、従来の非接触電力伝送装置においては、受電装置側で消費される電力量や受電装置側における温度などを制御するために、受電装置側に制御信号を送信する専用の信号送信手段を設けるとともに、給電装置側である誘導加熱装置に受電装置側からの信号を受信する専用の信号受信手段を設けることにより、受電装置側の状態を給電装置側に伝えて、受電装置側への供給電力の制御を行う構成があった(例えば、特許文献2参照)。
なお、本明細書の開示において、非接触とは、電気的および機械的に結合された状態となっていない状態を言い、単に装置上に載置された装置同士の接触状態を含むものとする。
しかしながら、前記のような従来の誘導加熱装置により給電される非接触受電装置においては、手動による受電動作の開始/停止という簡易な制御や、予め設定された時間の経過時に自動的に受電停止されるという簡易な制御しかできなかった。また、非接触受電装置における電力制御や温度制御を行うためには、給電装置である誘導加熱装置と非接触受電機器との間で情報の受け渡しが必要である。このため、給電装置となる誘導加熱装置においては情報の受け渡しを行うための専用の機能が必要となるため、給電装置として使用できる誘導加熱装置が制限されるという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、専用の通信手段を機器に組み込む必要がなく、非接触受電装置と誘導加熱装置との間の情報の受け渡しを可能とした非接触受電装置および非接触電力伝送装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明に係る非接触受電装置は、
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置を給電装置として用いる受電装置であって、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を備え、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置を給電装置として用いる受電装置であって、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を備え、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
上記のように構成された本発明に係る非接触受電装置は、通常の誘導加熱装置に備わっている負荷温度検知機能を利用するだけで、温度制御、電圧制御、電流制御などの各種状態制御を行うことができるため、専用の通信手段を装置に組み込む必要がない。このため、本発明に係る非接触受電装置においては、給電装置として用いる誘導加熱装置に対する制限が少なく、利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
また、本発明に係る非接触電力伝送装置は、
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置と、を備える非接触電力伝送装置であって、
前記非接触受電装置は、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を有し、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置と、を備える非接触電力伝送装置であって、
前記非接触受電装置は、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を有し、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
上記のように構成された本発明に係る非接触電力伝送装置においては、通常の誘導加熱装置に備わっている負荷温度検知機能を利用するだけで、温度制御、電圧制御、電流制御などの各種状態制御を行うことができるため、専用の通信手段を装置に組み込む必要がない。このため、本発明に係る非接触電力伝送装置においては、給電装置として用いる誘導加熱装置に対する制限が少なく、簡単な構成で容易に電力伝送装置を構築することができる。
本発明によれば、専用の通信手段を機器に組み込む必要がなく、非接触受電装置と誘導加熱装置との間の情報の受け渡しを可能とし、簡易構成で電力伝送制御を行うことができる利便性の高い非接触受電装置および非接触電力伝送装置を実現することができる。
本発明に係る第1の態様の非接触受電装置は、
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置を給電装置として用いる受電装置であって、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を備え、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置を給電装置として用いる受電装置であって、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を備え、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
上記のように構成された第1の態様の非接触受電装置は、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の状態に応じて誘導加熱装置からの供給電力の制御を行うことができるため、給電装置として用いる誘導加熱装置に予め新たな機能を組み込む必要がなく、簡易構成で電力制御を行うことができる利便性の高い受電装置を実現することができる。
本発明に係る第2の態様の非接触受電装置は、前記の第1の態様の構成が、前記誘導加熱装置からの高周波磁界を受けて前記負荷装置に供給する受電コイルをさらに備え、
前記受電制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置から前記受電コイルへの電力供給が停止されるよう構成されている。
前記受電制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置から前記受電コイルへの電力供給が停止されるよう構成されている。
上記のように構成された第2の態様の非接触受電装置は、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の状態に応じて誘導加熱装置から受電コイルに対する供給電力の制御を確実に行うことができるため、給電装置として用いる誘導加熱装置に予め新たな機能を組み込む必要がなく、簡易構成で電力制御を行うことができる利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
本発明に係る第3の態様の非接触受電装置は、前記の第1の態様または第2の態様における前記状態検出部が前記負荷装置の温度を検出する温度検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記温度検出部により検出した温度が所定の温度範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成されている。
上記のように構成された第3の態様の非接触受電装置は、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の温度に応じて誘導加熱装置からの供給電力の制御を確実に行うことができるため、給電装置として用いる誘導加熱装置に予め新たな機能を組み込む必要がなく、簡易構成で電力制御を行うことができる利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
本発明に係る第4の態様の非接触受電装置は、前記の第1の態様または第2の態様における前記状態検出部が前記負荷装置の電圧を検出する電圧検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記電圧検出部が所定の電圧範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成されている。
上記のように構成された第4の態様の非接触受電装置は、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の電圧に応じて誘導加熱装置からの供給電力の制御を確実に行うことができるため、給電装置として用いる誘導加熱装置に予め新たな機能を組み込む必要がなく、簡易構成で負荷装置の入力電圧などを制御することができ、負荷装置に一定の電圧を供給することができ、使い勝手の良い非接触受電装置を実現することができる。
本発明に係る第5の態様の非接触受電装置は、前記の第1の態様または第2の態様における前記状態検出部が前記負荷装置の電流を検出する電流検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記電流検出部が所定の電流範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成されている。
上記のように構成された第5の態様の非接触受電装置は、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の電流に応じて誘導加熱装置からの供給電力の制御を確実に行うことができるため、給電装置として用いる誘導加熱装置に予め新たな機能を組み込む必要がなく、負荷装置に流れる電流や消費される電力などを制御することができ、使い勝手の良い非接触受電装置を実現することができる。
本発明に係る第6の態様の非接触電力伝送装置は、負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置と、を備える非接触電力伝送装置であって、
前記非接触受電装置は、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を有し、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
前記誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置と、を備える非接触電力伝送装置であって、
前記非接触受電装置は、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を有し、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成されている。
上記のように構成された第6の態様の非接触電力伝送装置においては、誘導加熱装置が備える機能を使用して、非接触受電装置内の負荷装置の状態に応じて誘導加熱装置からの供給電力の制御を行う構成であるため、給電装置として用いる誘導加熱装置として特別の機能を有する装置を用いることがなく、簡易構成で電力伝送制御を行うことができる利便性の高い電力伝送装置を実現することができる。
以下、本発明に係る非接触受電装置および非接触電力伝送装置の一実施の形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。例えば、既に良く知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
以下の実施の形態の非接触受電装置および非接触電力伝送装置においては給電装置として誘導加熱調理器を用いた例について説明するが、この構成は例示であり、本発明は、以下の実施の形態において説明する構成に限定されるものではなく、本発明の技術的特徴を有する非接触受電装置および非接触電力伝送装置を含むものである。また、本発明には、以下に述べる各実施の形態において説明する任意の構成を適宜組み合わせることを含むものであり、組み合わされた構成においてはそれぞれの効果を奏するものである。
(実施の形態1)
以下、本発明に係る実施の形態1の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について添付の図面を参照しながら説明する。
以下、本発明に係る実施の形態1の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、実施の形態1の非接触電力伝送装置の内部構成を回路ブロックで示しており、誘導加熱装置(誘導加熱調理器)上に非接触受電装置が載置された状態を示す構成図である。図1に示すように、非接触受電装置6は、給電装置として用いられる誘導加熱装置1である誘導加熱調理器の天板5上に載置される。天板5は結晶化ガラスなどで形成された光透過性を有する板材で構成されている。誘導加熱装置1の天板5上に非接触受電装置6が載置された状態において、誘導加熱装置1内に設けられた受光部22と、非接触受電装置6内に設けられた発光部21が対向する位置に配置される。
誘導加熱装置1は、給電コイルとなる加熱コイル2と、当該加熱コイル2に高周波電力を供給するインバータ3と、赤外線検出を行う受光部22と、加熱側制御部4とを備えている。受光部22は、天板5上に載置された鍋などの負荷の温度を、当該負荷から発生する赤外線の放射量により検出するものである。加熱側制御部4は、受光部22からの出力などに応じてインバータ3内の半導体スイッチの制御を行っている。
また、非接触受電装置6は、容器などの負荷装置10と、当該負荷装置10の温度などの状態を検出する状態検出部20と、状態検出部20により検出された状態に応じて発光する発光部21と、状態検出部20による検出結果が入力され、発光部21の発光状態を制御する受電側制御部9と、を備えている。
次に、以上にように構成された実施の形態1の非接触受電装置が、給電装置として用いられる誘導加熱装置1に載置された状態の非接触電力伝送装置における動作および作用について説明する。
誘導加熱装置1内の加熱側制御部4は、図示していない交流電源から供給された電力をインバータ3内の半導体スイッチを用いて20kHz〜100kHzの高周波電力に変換し、変換された高周波電力が加熱コイル2に供給される。加熱コイル2に供給された高周波電力は、非接触受電装置6内の負荷装置10に伝達される。
なお、誘導加熱装置1内に設けた受光部22は、天板5上に鍋などの負荷が載置されて、誘導加熱を行ったとき、加熱コイル2から発生した高周波磁界により負荷が発熱して、負荷から発生した赤外線を、天板5を通して検出するものである。受光部22の検出値は、加熱側制御部4に入力され、加熱側制御部4において温度制御などに用いられる。
誘導加熱装置1の天板5上に非接触受電装置6が載置されて、当該誘導加熱装置1を給電装置として用いる場合、非接触受電装置6の負荷装置10に対して加熱コイル2から高周波磁界を供給することにより、負荷装置10は電力の供給を受けることになる。そして、この電力供給に応じて、負荷装置10の状態(例えば、温度、電圧、電流など)を検出する状態検出部20の検出値が変化する。状態検出部20による検出値が設定値の上限に達した場合には、受電側制御部9は発光部21を発光させて、赤外線成分を有する光を放射させる。
この結果、天板5を挟んで発光部21と対向する受光部22に赤外線成分を有する光エネルギーが照射され、受光部22は加熱側制御部4に対して高温検知の信号を出力する。受光部22から高温検知の信号が入力された加熱側制御部4は、インバータ3の動作を停止させ、電力供給を停止する。
上記のように、インバータ3の動作が停止されて、電力供給が停止した後、状態検出部20の検出値が設定値の下限に達したとき、受電側制御部9は、発光部21の発光を停止する。その結果、加熱側制御部4は、受光部22からの高温検知の信号が入力されなくなるため、即ち、高温検知が解除されるため、インバータ3が駆動されて、負荷装置10への電力供給が再開される。
以上の動作を継続させることにより、実施の形態1の非接触電力伝送装置においては、負荷装置10に対して所望の電力供給を実現することが可能となる。
発光部21としては、天板5を透過し、受光部22に到る赤外線成分を持つ発光素子であれば良く、特に限定されるものではなく、例えば、LEDなどの発光素子を使用しても良い。また、発光部21の発光量としては、受光部22が充分高温、例えば300℃以上の温度であると判断して、高温検知の信号を出力する光量であれば良い。
受光部22としては、誘導加熱装置に搭載されているフォトダイオードなどの量子型の赤外線センサー、或いはサーモパイルなどの熱電型の赤外線センサーなどを用いることができるが、非接触受電装置からの光エネルギーを、天板5を通して検出できる方式のものであれば良い。
なお、負荷装置10が金属容器の場合には、状態検出部20は金属容器の温度を検出する温度検出部とすることにより、受電側制御部9は温度検出部で検出された温度が設定温度範囲内に収まるように発光部21の発光時間を制御する。このように構成することにより、金属容器である負荷装置10への温度制御が可能となる。
図2は、実施の形態1における非接触受電装置の内部構成例を回路ブロックで示す図である。図2に示す非接触受電装置6においては、誘導加熱装置1の加熱コイル2から供給された高周波磁界を受電コイル7が受けて、電力を出力するよう構成されている。この非接触受電装置6においては、負荷装置10が受電コイル7から電力を供給される方式である。
受電コイル7が負荷装置10に電力を供給しているとき、負荷装置10の温度は状態検出部としての温度検出部23により検出されており、検出された温度情報は受電側制御部9に入力されている。受電側制御部9は温度検出部23により検出された温度が設定温度範囲内に収まるように、発光部21の発光時間を制御している。
上記のように構成されているため、図2に示した非接触受電装置において、負荷装置10に対する温度制御が可能となる。温度検出部23としては、サーミスタなどの抵抗値で検出するものや、放射エネルギーの光量で検出するものを用いることができるが、特に限定されるものではない。
図3は、実施の形態1における非接触受電装置の別の内部構成例を回路ブロックで示す図である。図3に示す非接触受電装置においては、受電コイル7の両端電圧、または負荷装置10内の回路の電圧を検出する状態検出部として電圧検出部24を設けた構成である。このように、状態検出部として電圧検出部24を設けることにより、受電側制御部9は、電圧検出部24で検出された電圧値が設定範囲内に収まるように、発光部21の発光時間を制御する構成である。このように構成された非接触受電装置においては、負荷装置10に対する定電圧供給が可能となる。
図4は、実施の形態1における非接触受電装置の更に別の内部構成例を回路ブロックで示す図である。図4に示す非接触受電装置においては、状態検出部として電流検出部25が設けられている。受電コイル7を流れる電流や負荷装置10内の電流をカレントトランス(CT)などで構成された電流検出部25により検出するよう構成されている。このように構成することにより、受電側制御部9は、電流検出部25で検出される電流値が設定範囲内の値となるように、発光部21の発光時間を制御している。
上記のように、実施の形態1における非接触受電装置の状態検出部20として、温度検出部23、電圧検出部24、および/または電流検出部25を設けることにより負荷装置10に対する各種の制御が可能となる。
以上のように、実施の形態1の非接触受電装置6においては、通常の誘導加熱装置1に備えられている、負荷からの赤外線(光)を検出して負荷温度を検知し、負荷が所定温度以上(高温度)のとき当該誘導加熱装置1の加熱動作を制御、例えば停止させる負荷温度検知機能を利用するものである。このように実施の形態1の非接触受電装置6は、誘導加熱装置1に備えられた赤外線温度検知に基づく加熱動作制御機能を利用して、非接触受電装置6における受電電力を制御するよう構成されている。
実施の形態1の非接触受電装置6においては、非接触受電装置6における負荷装置10の状態に応じて光信号を発生する発光部21を設けて、負荷装置10が所定の状態に達したとき、発光部21を発光させることにより、誘導加熱装置1を運転停止状態とし、電力供給を停止させている。なお、負荷装置10が所定の状態に達したとき、誘導加熱装置は、発光部21からの光を受けて、電力供給を低減するよう構成されたものでも良い。また、負荷装置10において所定の条件を脱した状態となったとき、発光部21を消灯させて、誘導加熱装置1において電力供給を再開させて、電力調整を行うことができるよう構成されている。したがって、実施の形態1の構成によれば、簡易構成で電力制御を行うことができる、利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
(実施の形態2)
以下、本発明に係る実施の形態2の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について図5を参照しながら説明する。図5は、実施の形態2の非接触電力伝送装置の構成を示す図であり、回路ブロックで示している。
以下、本発明に係る実施の形態2の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について図5を参照しながら説明する。図5は、実施の形態2の非接触電力伝送装置の構成を示す図であり、回路ブロックで示している。
実施の形態2の構成において、前述の実施の形態1の構成と異なる点は、加熱コイル2からの高周波磁界を受けた受電コイル7が、ヒータ11とそのヒータ11の近傍上部に配置された受け皿12とで構成された負荷装置10に対して電力を供給している点、および、受け皿12またはその受け皿12の近傍の温度、或いはヒータ11の温度などをサーミスタなどの温度検出部23により検出している点である。
次に、以上にように構成された実施の形態2の非接触受電装置が、給電装置として用いられる誘導加熱装置1に載置された非接触電力伝送装置における動作および作用について説明する。
誘導加熱装置1内の加熱側制御部4は、図示していない交流電源から供給された電力をインバータ3内の半導体スイッチを用いて20kHz〜100kHzの高周波電力に変換し、変換された高周波電力が加熱コイル2に供給される。加熱コイル2に供給された高周波電力は、非接触受電装置6内の受電コイル7に伝達される。
受電コイル7に供給された電力は、ヒータ11に供給され、ヒータ11が発熱する。この結果、ヒータ11の直上または近傍に配置された受け皿12が加熱され、受け皿12に載置された食材が加熱される。
上記のように受け皿12上の食材が加熱されているとき、受け皿12の近傍またはヒータ11の近傍の温度が温度検出部23により検出されている。温度検出部23の検出温度が設定値に達すると、受電側制御部9は発光部21を発光させて、赤外線成分を有する光を放射させる。
この結果、天板5を挟んで発光部21と対向する受光部22に赤外線成分を有する光エネルギーが照射され、受光部22は加熱側制御部4に対して高温検知の信号を出力する。受光部22から高温検知の信号が入力された加熱側制御部4は、インバータ3の動作を停止させ、電力供給を停止する。
上記のように、インバータ3の動作が停止されて、電力供給が停止した後、温度検出部23の検出値が設定値の下限に達したとき、受電側制御部9は、発光部21の発光を停止する。その結果、加熱側制御部4は、受光部22からの高温検知の信号が入力されなくなるため、即ち、高温検知が解除されるため、インバータ3が駆動されて、ヒータ11への電力供給が再開される。
以上の動作を継続させることにより、実施の形態2の非接触電力伝送装置においては、ヒータ11に対して所望の電力供給を実現することが可能となり、適切な温度制御を行うことが可能となる。
なお、実施の形態2では温度制御を例に説明したが、受電コイル7の電流を検出して、その検出電流に応じて受電側制御部9が発光部21の発光時間を制御することにより、所望の電力制御が可能な構成となる。
本発明の構成においては、非接触受電装置6の負荷の状態を検出して、その検出結果に応じて発光部21の発光時間を決定する方式であれば、特に限定されるものではない。
また、実施の形態2ではヒータ11と受け皿12とを例に用いて説明したが、受電コイル7に接続された受電側加熱コイルを設けて、その受電側加熱コイルの直上に磁性金属の受け皿を配置する加熱方式、或いは受け皿12の代わりに金属容器を配置する加熱方式などの構成においても同様の効果を奏する。
以上のように、実施の形態2の非接触受電装置6においては、通常の誘導加熱装置1に備えられている、負荷からの赤外線(光)を検出して負荷温度を検知し、負荷が所定温度以上(高温度)のとき当該誘導加熱装置1の加熱動作を制御、例えば停止させる負荷温度検知機能を利用するものである。このように実施の形態2の非接触受電装置6は、誘導加熱装置1に備えられた赤外線温度検知に基づく加熱動作制御機能を利用して、非接触受電装置6における受電電力を制御するよう構成されている。
実施の形態2の非接触受電装置6においては、ヒータ11または受け皿12近傍の温度を検出する温度検出部23と、温度検出部23の検出値に応じて光信号を発生する発光部21とを設けて、温度検出部23の検出値が設定値の上限に達したとき、発光部21を発光させることにより、誘導加熱装置1の運転停止状態として、電力供給を停止させている。なお、温度検出部23の検出値が設定値の上限に達したとき、誘導加熱装置は、発光部21からの光を受けて、電力供給を低減するよう構成されたものでも良い。そして、また、温度検出部23の検出値が設定値の下限に達したとき、発光部21を消灯させて、誘導加熱装置1において電力供給を再開させ、電力調整を行うことができるよう構成されている。したがって、実施の形態2の構成によれば、簡易構成で電力制御を行うことができる、利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
(実施の形態3)
以下、本発明に係る実施の形態3の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について図6を参照しながら説明する。図6は、実施の形態3の非接触電力伝送装置の構成を示す図であり、回路ブロックで示している。
以下、本発明に係る実施の形態3の非接触受電装置、および非接触受電装置と誘導加熱装置(誘導加熱調理器)とにより構成される非接触電力伝送装置について図6を参照しながら説明する。図6は、実施の形態3の非接触電力伝送装置の構成を示す図であり、回路ブロックで示している。
実施の形態3の構成において、前述の実施の形態1および実施の形態2の構成と異なる点は、受電コイル7が電源回路15を介して負荷装置10に接続されている点である。
実施の形態3の非接触受電装置における電源回路15は、受電コイル7の電圧を整流する整流部16、整流部16の出力を所定の電圧値に制御する昇降圧部17、負荷装置10への出力電圧を平滑化する平滑部18、および出力電圧などを検出する電圧検出部24を備えている。
次に、以上のように構成された実施の形態3の非接触受電装置6が給電装置としての誘導加熱装置1に載置されて給電動作を行う非接触電力伝送装置における動作および作用について説明する。
誘導加熱装置1内の加熱側制御部4は、図示していない交流電源から供給された電力をインバータ3内の半導体スイッチを用いて20kHz〜100kHzの高周波電力に変換して、変換された高周波電力が加熱コイル2に供給される。加熱コイル2に供給された高周波電力は、非接触受電装置6内の受電コイル7に伝達される。
電源回路15においては、受電コイル7から入力された高周波電力が、整流部16で整流されて、昇降圧部17に入力される。昇降圧部17においては必要とされる電圧値を有する電圧が形成され、平滑部18で平滑化されて、負荷回路10に対して所望の直流電圧が出力される。
上記のように直流電圧が形成されているとき、電圧検出部24は出力電圧(平滑部18の電圧)および整流部16の電圧を検出し、受電側制御部9は、前記出力電圧が予め設定された一定値になるように昇降圧部17の動作を制御するとともに、整流部16の電圧が所定の範囲内に収まるように発光部21の発光時間を制御する。
即ち、電圧検出部24の検出電圧が設定範囲の上限値に達すると、発光部21の発光を開始して、受光部22を介して加熱側制御部4がインバータ3を停止させ、誘導加熱装置1からの電力供給を停止させる。
上記のようにインバータ3が一時停止された後において、電圧検出部24の検出電圧が低下して、設定範囲の下限値に達すると、発光部21の発光を停止し、受光部22を介して加熱側制御部4がインバータ3の動作を再開させ、誘導加熱装置1からの電力供給を再開させる。
以上の動作を繰り返すことにより、誘導加熱装置1からの電力供給量を制御することができ、電源回路15の入力電圧も一定範囲に収めることが可能となる。なお、電源回路15から電力供給を受ける負荷装置10としては、モータ機器や充電電池用の充電機など直流電圧で動作する機器であれば特に限定するものではない。
また、負荷装置10の出力が大きい場合には、使用者が誘導加熱装置1の入力電圧を調整する、即ち、設定値を上げることにより、所望の出力を得ることが可能となる。
以上のように、実施の形態3の非接触受電装置6においては、通常の誘導加熱装置1に備えられている、負荷からの赤外線(光)を検出して負荷温度を検知し、負荷が所定温度以上(高温度)のとき当該誘導加熱装置1の加熱動作を制御、例えば停止させる負荷温度検知機能を利用するものである。このように実施の形態3の非接触受電装置6は、誘導加熱装置1に備えられた赤外線温度検知に基づく加熱動作制御機能を利用して、非接触受電装置6における受電電力を制御するよう構成されている。
実施の形態3の非接触受電装置6においては、電源回路15内の電圧を検出する電圧検出部24の検出電圧に応じて光信号を発生する発光部21を設けて、電圧検出部24の検出値が設定値の上限に達したとき、発光部21を発光させることにより、誘導加熱装置1の運転停止状態として、電力供給を停止させている。なお、電圧検出部24の検出値が設定値の上限に達したとき、誘導加熱装置は、発光部21からの光を受けて、電力供給を低減するよう構成されたものでも良い。そして、電圧検出部24の検出値が設定値の下限に達したとき、発光部21を消灯させて、電力供給を再開させ、電力調整を行うことができるよう構成されている。したがって、実施の形態3の構成によれば、簡易構成で電圧制御を行うことができる、利便性の高い非接触受電装置を実現することができる。
以上のように、各実施の形態において説明したように、本発明は、誘導加熱装置から電力を受電する非接触受電装置が、誘導加熱装置に備えられた負荷に対する赤外線温度検出手段による高温度検知機能を利用して、誘導加熱装置からの供給電力を制御する構成である。このため、本発明に係る非接触受電装置においては、負荷装置の状態に応じて光信号を発生する発光部を設け、負荷装置が所定の状態に達した場合には、発光部を発光させることにより、当該誘導加熱装置は負荷が高温度状態であると認識して加熱動作を停止し、給電動作を停止させる。また、非接触受電装置においては、所定の条件を脱したとき、発光部を消灯させることにより、給電動作を再開させて、電力調整を行うことができる。このため、本発明においては、通常の誘導加熱装置に付随した機能を使用するため、予め誘導加熱装置に新たな機能を組み込む必要がなく、簡易構成で電力伝送制御を行うことができる利便性の高い非接触受電装置および非接触電力伝送装置を実現することができる。
本発明に係る非接触受電装置は、負荷からの赤外線を検出して負荷が所定温度以上のとき加熱動作を停止する誘導加熱装置が有する負荷温度検知機能を利用するものであり、精度の高い温度制御が可能であるため、自動調理用のなべなどの温度検知機能を備えた高機能なべなどの用途にも適用でき、汎用性が高く、各種の誘導加熱装置を給電装置として用いることができる。
1 誘導加熱装置
2 加熱コイル
3 インバータ
4 加熱側制御部
5 天板
6 非接触受電装置
7 受電コイル
9 受電側制御部
10 負荷装置
11 ヒータ
12 受け皿
15 電源回路
16 整流部
17 昇降圧部
18 平滑部
20 状態検出部
21 発光部
22 受光部
23 温度検出部
24 電圧検出部
25 電流検出部
2 加熱コイル
3 インバータ
4 加熱側制御部
5 天板
6 非接触受電装置
7 受電コイル
9 受電側制御部
10 負荷装置
11 ヒータ
12 受け皿
15 電源回路
16 整流部
17 昇降圧部
18 平滑部
20 状態検出部
21 発光部
22 受光部
23 温度検出部
24 電圧検出部
25 電流検出部
Claims (6)
- 負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置を給電装置として用いる非接触受電装置であって、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を備え、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成された非接触受電装置。 - 前記誘導加熱装置からの高周波磁界を受けて前記負荷装置に供給する受電コイルをさらに備え、
前記受電制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置から前記受電コイルへの電力供給が停止されるよう構成された請求項1に記載の非接触受電装置。 - 前記状態検出部が前記負荷装置の温度を検出する温度検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記温度検出部により検出した温度が所定の温度範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成された請求項1または2に記載の非接触受電装置。
- 前記状態検出部が前記負荷装置の電圧を検出する電圧検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記電圧検出部が所定の電圧範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成された請求項1または2に記載の非接触受電装置。
- 前記状態検出部が前記負荷装置の電流を検出する電流検出部で構成され、前記受電側制御部は、前記電流検出部が所定の電流範囲内となるように、前記発光部の発光時間を制御するよう構成された請求項1または2に記載の非接触受電装置。
- 負荷からの光を検出して負荷温度を検知し、負荷温度が所定温度以上のとき誘導加熱動作を制御する負荷温度検知機能を備えた誘導加熱装置と、
前記誘導加熱装置からの高周波磁界を利用して電力が給電される非接触受電装置と、を備える非接触電力伝送装置であって、
前記非接触受電装置は、
前記誘導加熱装置から高周波電力を供給される負荷装置と、
前記負荷装置の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部が検出した前記負荷装置の状態を示す検出信号に応じて光信号を発生する発光部と、
前記発光部を制御する受電側制御部と、を有し、
前記受電側制御部は、前記状態検出部の検出値が設定値以上になったとき、前記発光部を発光させて、前記誘導加熱装置内の前記負荷温度検知機能を動作させ、前記誘導加熱装置からの電力供給を制御するよう構成された非接触電力伝送装置。
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Legal Events
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