TWI600348B - 智慧型烹飪用具 - Google Patents

Description

智慧型烹飪用具

本發明有關一種烹飪用具，尤其是智慧型烹任用具。

感應烹飪界面已經變得更加便直而使得它們更受歡迎。它們並不依賴火焰或者其他直接熱源，所以它們在某些方面係更加安全，且典型地具有全面性能，包括較快的加熱時間。

大多數的感應加熱表面係藉由AC電源經由一感應元件而產生一磁場而加以操作。當一金屬烹飪用具(例如煎鍋)安放在該場中時，鍋上產生渦流。來自渦流的能源被消散成為熱能，造成煎鍋以及(藉由傳導)其內容物被加熱。

大多數的習知烹飪表面包含控制器以調整加熱量。例如，許多烤箱、爐灶、微波爐及烤面包機，包含旋鈕或者數字鍵盤，令使用者能夠手動調整所施加的熱(例如烤箱溫度)及烹飪時間。在電爐方面，該控制器使傳輸到電熱元件上的能源受到改變。在瓦斯爐方面，該控制器使火焰大小受到改變。在這兩個例子中，煎鍋的溫度係未直接受到測量。

在某些感應烹飪表面上，烹飪用具的溫度係受到微處理器之控制，其調整電流量以回應所選的加熱水準。被應用應到感應烹飪表面的AC電源的當下測值，提供直接的回饋，指示出被消散能量，及鍋中所產生的熱。缺乏直接溫度控制回饋時，很難以所要的精確度來預測鍋溫。

對於增強感應烹飪表面之控制的一個嚐試，係使用一熱耦合的觸摸板。熱耦合的觸摸板係附著在感應烹飪表面上，並在煎鍋被安置在烹飪表面上時，接觸煎鍋底部，以便在操作期間提供直接的熱能回饋至感應烹飪表面微處理器。這種類型的回饋典型地係在過熱情況下用於關閉感應烹飪表面。熱耦合觸摸板及煎鍋底部的物理接觸，在沒有對準及不良功能之下，可能造成問題。

藉由提供無線電源給予被安裝在烹飪用具上之加熱電子零件，而不是直接激發金屬煎鍋底部，某些感應烹飪表面已經解決了這些問題。亦即，烹飪用具可將所接收到的無線電源應用到一內部電加熱元件上。在這種構形中，因為使用電加熱元件，許多伴隨著電爐的缺點仍存在。這種途徑的感應烹飪表面的一個實施例係描述在美國專利第7355150號中，其在此併入以參照全文。

在本發中，上述的問題係受到解決，其中一無線電源供應係用於1)無線地加熱一用具至所要的溫度；及2)無線地提供所要的能量至該用具。

一無線電源供應，1)當用具的金屬部係安置靠近無線電源供應時，無線地加熱用具金屬部至所要的溫度；及2)當用具的二級線圈係安置靠近該無線電源供應時，無線地提供所要的能量至該二級線圈。在某些實施例中，無線電源供應同時地加熱該用具，而在不同時段下提供電源至二級線圈。在可更換的實施例中，電源係供應來加熱用具或者供能至二級線圈。無線電源供應的控制係能夠提供用具金屬部的溫度控制及傳輸到用具二級線圈的電量。

可選擇地，傳輸到用具二級線圈的電能係可儲存在一能量儲存電路中，例如，電容或電池。在操作期間，能量儲存電路可提供電能至用具內的其他電路，例如在用具受到加熱時。這樣提供一個簡單的解決方式，其允許用具藉由相同的無線電源供應進行加熱及充電。可更換地，不具有電源儲存電路的用具能夠接收二級線圈內的電能，同時該無線電源供應對該用具加熱。

在一實施例中，該無線電源供應係一感應電源供應及該用具為一具有智慧型把手的烹飪用具。在一構形中，烹飪用具的金屬部係可安置在感應電源供應所生的磁場內，以便加熱該烹飪用具。在另一構形中，智慧型把手內的二級線圈係可安置在感應電源供應所生的磁場內，以便充電該智慧型把手。亦即，感應電源供應感應地加熱該烹飪用具或者充電該智慧型把手，這取決於何者靠近該感應電源供應。已充電的智慧型把手在烹飪時能夠提供多種特徵，包含但不限於：與感應電源供應進行通訊、溫度監視、溫度控制及溫度顯示。

在另一實施例中，無線電源供應係一感應電源供應，及該用具係具有智慧型把手的烹飪用具。在本實施例中，金屬部及二級線圈可同時地安置在感應電源供應所生的磁場內。金屬部及二級線圈係安置靠近該感應電源供應，其允許感應電源供應同時加熱該烹飪用具及提供電源至智慧型把手。

本發明的一個優點為：使用相同於烹飪用具加熱用(直接或間接)的感應電源供應，而供電至烹飪用具電子零件的能力。在某些實施例中，這個電源係用於供電至一位在烹飪用具上的直接熱耦合溫度回饋，其最終能夠提供較佳的加熱控制。

本發明的這些目的、優點及特徵，在參照圖式的詳細描述之下，將會變得更輕易受到理解。

第一圖顯示一感應烹飪系統1的實施例，其包含一感應電源供應2及一烹飪用具4。烹飪用具4包含一第一部，其用於接收來自感應電源供應2的電源而加熱烹飪用具4；及一第二部，其用於接收來自感應電源供應2的電源而供電至該烹飪用具4。在所示的實施例中，烹飪用具4係一煎鍋，其包含一主體20及一智慧型把手30。在所示的實施例中，用於接收電源而加熱烹飪用具4的第一部包含該烹飪用具4主體20至少一部份的金屬，及用於接收電源而供電至該烹飪用具4的第二部包含烹飪用具4智慧型把手30內的二級線圈。感應電源供應4可包含一感應充電表面50，其具有一或更多的充電區51，用於無線地供電至烹飪用具4。在可更換的實施例中，感應電源供應包含一單一充電區51，其能夠用於充電該智慧型把手30及烹飪用具的主體20，此係取決於構形。

在一實施例中，感應烹飪系統1具有至少兩個構形。第一構形的一個實施例係顯示於第一圖。用於接收電源而加熱烹飪用具的第一部，在第一圖中為烹任用具4的主體20，係安置在感應電源供應2所生磁場內之感應充電表面50附近。第二構形的一個實施例係顯示於第五圖。用於接收電源而供電至該烹飪用具的第二部，在第五圖中為烹飪用具4的智慧型把手30，係安置在感應電源供應2所生磁場內之感應充電表面50附近。在本實施例中，感應烹飪系統1能夠在至少兩個構形之間加以切換，以便加熱烹飪用具4的主體20，或者充電烹飪用具4的智慧型把手30。在可更換的實施例中，烹飪用具4的主體可同時地加熱及充電該智慧型把手。

雖然所示的實施例係關於感應烹飪系統，可理解的是，本發明並未受限於此。任何使用無線電源供應而1)無線地加熱用具至所要溫度、及2)無線地提供所要的電量至該用具的系統，均在本發明的範圍之內。再者，無數的不同的感應技術係可用於產生熱能。例如，初級線圈所產生的直接或間接熱，可用於加熱烹飪用具。在一直接加熱的實施例中，磁性地感應出之渦流在烹飪用具的金屬表面上產生熱。在間接加熱的實施例中，初級線圈或其他電路元件係加以選擇，而在電源施加至線圈時，經由損失(loss)而產生熱。在另一實施例中，感應電源供應提供電源至感應烹飪用具的二級線圈，接著其供應電源至與其電通訊的加熱元件。

再者，圖式中所示的感應烹飪系統只是本發明範圍內之感應烹飪系統的一個例子。可更換的感應烹飪系統亦在考慮之內。例如，可瞭解的是，烹飪用具不一定是圖式中所示之具有智慧型把手的煎鍋。該烹飪用具可為智慧型烤面包機、智慧型咖啡機、智慧型烤肉架、或能夠藉由感應電源供應而加熱至所想要溫度及利用該接收自感應電源供應的能源之任何其他智慧型用具。

本發明係適合與大多數的感應電源供應一同使用。因此，感應電源供應2並不詳加描述。只要這麼說就夠了：第四圖所示的感應電源供應2包含整流及電源調節電路84、一控制器86、一反相器82、通訊電路88、及形成槽路的初級線圈80及電容81。感應電源供應2產生及供應交流電至初級線圈80。藉由感應電源供應施加交流電的結果是，初級線圈80產生一電磁場。感應電源供應可為基本上能夠供應交流電至初級線圈80的任何電路。

令人想要的是，使用一種感應電源供應，其包含：揭示於國專利第6825620號中的感應電源供應系統的共振尋找電路，該專利的名稱為”Inductively Coupled Ballast Circuit”，於2004年十一月三十日頒發給Kuennen等人；美國專利第7212414號的適應感應電源供應，其發明名稱為”Adaptive Inductive Power Supply”，2007年五月一日頒給Baarman；2003年十月二十日由Baarman所提申之美國專利申請第10/689148號，其發明名稱為”Adaptive Inductive Power Supply with Communication”；Baarman於2007年九月14日所提申之美國專利申請第11/855710號，其發明名稱為”System and Method for Charging a Battery”；Baarman等人於2007年十二月二十七日所提申的美國專利申請第11/965085號，其發明名稱為”Adaptive Inductive Power Supply with Device Identification”；Baarman於2008年元月七日提申之美國專利申請第61/019411號，其發明名稱為”Adaptive Inductive Power Supply with Duty Cycle Control”；以上所有專利在本文中併入以供參考其全文。

參照第二圖，所示的烹飪用具4係一煎鍋，其包含一主體20，其能夠藉由感應電源供應加熱；及一智慧型把手30，其能夠接收及利用來自感應電源供應的電能。在本實施例中，主體20係由金屬製成，尤其是該主體包含不鏽鋼側壁及一由不鏽鋼、軟鋼及鋁所製之積層的底板。但是，該系統並不局限於這種型式的煎鍋。例如，鑄鐵煎鍋能夠連同一感應爐灶共同工作。在可更換的實施例中，主體可由多種其他材料製成，例如：鑄鐵、鋁、銅、經電鍍的鋁、不锈鋼或者能夠藉由感應電源供應來加熱的一些其他材料。煎鍋的主體20具有大約8~12英吋的直徑，其直立側約1~2英吋高。可更換的實施例當然可具有不同的尺寸。

在可更換的實施例中，主有一部份的主體20能夠藉由感應電源供應來加熱。亦即，一部份的主體20可被傳導及另一部份不受導熱。例如，一部份的主體20係為金屬及另一部份為橡膠。在一實施例中，如第七圖所示，烹飪用具4的主體20包含橡膠腳22。橡膠腳係由熱絕緣矽膠所製，但也能由任何材料所製。由於鍋子係由磁感應來加熱，感應電源供應可嵌入一櫃台表面(counter surface)，例如，磁磚、石頭、合成石頭等等。橡膠腳22係作為支架，允許被加熱的煎鍋從烹飪區移到享用區而不會燒到享用區。在一可更換的實施例中，橡膠支架係由一覆蓋全部煎鍋底面的襯墊加以取代。

參照第二圖，主體20也包含一螺栓48，用於固定智慧型把手30至主體20。在可更換的實施例中，該螺栓可由不同的固定器元件加以取代或移除。

參照第二~三圖及第六圖，現在將要詳細描述烹飪用具4之智慧型把手30的一個實施例。在所示的實施例中，智慧型把手30包含一把手主體31、把手取用板32、一螺絲46及一智慧型把手電路40。把手主體31及把手取用板32係可釋開地扣合在一起而封閉及保護該智慧型把手電路40。在本實施例中，把手主體31包含一穿孔33，允許智慧型把手電路40的使用者界面可經由把手主體31加以使用。其他用於封閉及保護智慧型把手電路40的系統可取代把手主體31及把手取用板32。在可更換的實施例中，把手主體31及把手取用板32可加以省略，及該智慧型把手電路可與烹飪用具4整合在一起。

智慧型把手30係由螺入主體20之螺栓48內的螺絲46而固定至烹飪用具4的主體20。其他的固定系統可取代示於該實施例中的簡單螺絲及螺栓構形。在可更換的實施例中，智慧型把手30及主體20可一體形成及可省去固定系統。

所示實施例的智慧型把30係一簡單的棒狀煎鍋把手。在可更換的實施例中，其他的智慧型把手構形可取代或輔助該簡單的棒狀煎鍋把手。例如，額外的智慧型把手可附著在烹飪用具上，或者一或更多的鍋墊可取代棒狀煎鍋把手。

此外，在某些實施例中，智慧型把手30係可加以省略，及電路40係可移放至其他場所。例如，在一實施例中，該電路係移放至鍋蓋(未示)。在其他可更換的實施例中，該電路可安置在烹飪用具4的主體20之內，或者以無把手構形而附著至烹飪用具4。在一實施例中，如第十圖所示，該電路係安置在一個與烹飪用具分離的輔助控制器53之中。輔助控制器53能夠與智慧型把手或感應電源供應直接地進行通訊。在輔助控制器係與感應電源供應直接地進行通訊的實施例中，該智慧型把手係可完全省略。

本實施例的智慧型把手40係相關於第四圖的方塊圖來進行描述。該智慧型把40包含一二級線圈45、整流電路62、電源控制電路64、控制器68、通訊電路72、溫度感應器74、及使用者界面70。在可更換的智慧型把手電路實施例中，可使用額外的、不同的或較少的元件。

所示實施例中的二級線圈45係一種二級線圈，當慧智型把手30被安置在感應電源供應2所生磁場內之感應充電表面50附近時，其能夠被感應式地供能。初級線圈及二級線圈係加以設計而提供足夠量的電源一段足夠的時間而取得想要的結果。

本實施例包含整流電路62。整流電路係為人所熟知的，因而並不詳加描述。這麼說就夠了：本實施例中的整流電路將接收自二級線圈的AC電能轉換成DC電能。在可更換的實施例中，整流電路可加以去除，及該智慧型把手可由AC電源進行供電。

電源控制電路64，控制供應至智慧型把其他部位的電量。在一主動烹調的實施例中，於烹飪模式期間，該電源控制電路64控制被傳送到煎鍋的電量。在被動或主動烹飪實施例中，於充電模式期間，電源控制電路64控制被傳送到智慧型把手的電量。在某些實施例中，該電源控制電路可包含人工智慧，例如加熱設定檔、供電設定檔或充電設定檔。該設定檔可儲存在記憶體中，由二級線圈加以控制，或由遠方裝置加以控制(如PDA或輔助遙控)。

本發明係適合與多種電能儲存電路一同使用。因此，電能儲存電路66係不詳細描述。該電能儲存電路66係能夠儲存接收自二級線圈45之電能以供較遲時段之使用。電能儲存電路66的一個例子為電容充電，其揭示於2008年七月九日由Baarman提申的美國專利申請第61/079301號，其在本文中併入以供參考。在可更換的實施例中，電能儲存電路66係一電池。

本發明係適合與多種進行程式以提供各種不同功能的控制器一同使用。因此，控制器68係不詳細描述。在一實施例中，控制器68係PIC30F3010微處理器，其由位在Chandler,Arizona的Microchip公司所製。控制器68能夠加以程式化，與溫度感應器44、通訊電路72及使用者界面70相互影響，而執行多種不同的功能，其相關於溫度監視、與感應電源供應之通訊、接收來自使用者的溫度控制輸入、及顯示溫度資訊給予使用者。

控制器68可包含記憶體(未示)。該記憶體可包含相關於該烹飪用具4之烹飪特徵的資訊。例如，該記憶體可包含煎鍋的加熱曲線，辨識初級線圈所需以加熱該煎鍋至某溫度的電流。這樣可允許使用者將所想要的煎鍋溫度加以程控。接著，該系統決定最大效率方法而使煎鍋到達所想要的溫度及維持煎鍋於所想要的溫度。這樣的程序係牽涉到在一段時間內以不同電量及不同頻率供電至煎鍋。

一般而言，第八圖及第九圖圖解一個演算範例，其可藉由控制器68及感應電源供應2之間的合作而加以實行，及在某些例子中係為輔助控制器53。

第十一圖描述一方法實施例，其用於操作具有感應電源供應之感應烹飪系統，及具有智慧型把手的烹飪用具。感應電源供應中的電子控制器偵測初級線圈132，及解析初級線圈上的負載，而決定標的是否存在134。任何由一已存在之標的所反射的負載，係可經由初級線圈之偵測，而翻譯給予感應電源供應。如果標的係不存在，感應電源供應靜待136，及周期性地偵測132，以檢查是否有標的被拿到感應電源供應附近134。如果標的出現，該系統嚐試著辨識標的138。

反射阻抗可加以使用來辨識該標的是否為烹飪用具的主體或者為智慧型把手，因為煎鍋主體之反射阻抗係異於把手內的二級線圈者。可更換的辨識方法也可加以使用來辨識標的。在本實施例中，感應電源供應包含一位在控制器內的臨界值檢查表，其可用於決定何種 操作模式應予使用(如關閉、操作模式、或充電模式)。如果感應電源供應無法辨識該標的為加熱用具或充電裝置，則感應電源供應回到偵測，以檢查是否該煎鍋係存在132。如果該標的經辨識為一煎鍋或其他用於加熱的烹飪用具140，則該系統進入加熱模式166。在加熱模式期間，低電量係供應至初級線圈142。該演算法持續地檢查是否該煎鍋已被移除144，是否存有外來物體146，是否有來自把手之新的指令被接收148。在一可更換的實施例中，如果未從把手接收到指令，則該系統可轉移至安全操作模式而等待使用者給予指令。該演算法持續進行，一直到有外來物體被偵測到為止。

如果該標的經辨識為一智慧型把手或其他用於充電的裝置152，則該系統進入充電模式168。在充電模式中，該系統決定該己充電標的是否被移除154。如果己被移除，系統離開充電模式168及進入關閉模式或偵測模式132。如果該標的係存在，則該系統決定是否存有外來物體156。如果外來物體係存在，則系統離開充電模式168及進入關閉模式或偵測模式132。如果外來物體係不存在，則系統決定該電量是否低158。如果電量係低的，例如，在臨界值以下，則系統調整供應至初級線圈的電能160，及持續地檢查該把手是否已經移除或者有外來物體。如果電量係不低的，則系統決定該二級線圈誤差是否大於零。如果該二級線圈誤差係大於零，則該系統調整供應至初級線圈的電量164，及持續該循環。如果該二級線圈誤差係不大於零，則該系統持續地進行該循環，等待該把手被移除，或者有外來物體來到其附近。該系統當然可包含其他的因子，而使系統離開充電模式。例如，該系統可包含一充電模式內的時間限制，或者一位在智慧型把手或感應電源供應上的物理開關，讓使用者決定是否該標的應該充電。

第八圖圖解一方法實施例，其用於操作具有感應電源供應之感應烹飪系統、具有智慧型把手的烹飪用具、及一輔助控制器。該方法係 相似於第十一圖所示的方法。主要的差異在於：在加熱模式期間，該系統能夠接收來自輔助控制器的新指令110，及基於該指令而調整供應至初級線圈的電量114。

具體地說，在第八圖中，感應電源供應中的電子控制器偵測初級線圈92，及解析初級線圈上的負載以決定是否存在有標的94。如果標的不存在，則感應電源供應靜待136，及周期性地偵測132，以檢查是否有標的被移到感應電源供應附近134。如果出現標的，則該系統嚐試辨識該標的98。

如果感應電源供應無法辨識該標的為加熱用具或充電裝置，則感應電源供應回到偵測，以檢查是否該煎鍋係存在132。

如果該標的經辨識為一煎鍋或其他用於加熱的烹飪用具100，則該系統進入加熱模式。在加熱模式期間，低電量係供應至初級線圈102。該演算法持續地檢查是否該煎鍋已被移除104，是否存有外來物體106，是否有來自把手之新的指令被接收或輔助控制器108、110。如果有接收到指令，則依照指令，將供應至初級線圈的電量加以調整112、114。該演算法持續進行。

如果該標的經辨識為一智慧型把手或其他用於充電的裝置101，則該系統進入充電模式及對該智慧型把手進行充電103。一充電方法已經描述在第十一圖中。只要這麼說就足夠：第十一圖所述的該設定點控制充電方法只是一個範例，實際上任何充電演算法可用於實施而將電力由感應電源供應轉移至智慧型把手。如所示的實施例，一旦充電完成，該系統可回到偵測初級線圈92。在可更換的實施例中，該系統可持續地充電該智慧型把手，一直到該系統接收到另一指令為止、直到該智慧型把手被移除為止、直來一外來物體被安置在感應電源供應的附近時為止。在另一可更換的實施例中，感應電源供應可依照一低充電模式來保持充電該裝置。在另一可更換的實施例中，該系統可 進入一待待模式，其中該系統等待來自使用者的輸入。

第九圖圖解一狀態圖表的實施例，其用於加熱感應烹飪系統的烹飪工具。除錯狀態為自動關閉狀態122。在接收到一個自動致能訊號時，例如使用者操作使用者界面，該系統移至非活化狀態124。一旦使用者利用使用者界面選擇一個溫度之後，該系統進入煎鍋等待狀態129。如果，使用者並未選擇一溫度，在一段時間之後，該系統返回至自動關閉狀態。在煎鍋等待狀態時，該系統等待下一個偵測時間。如果偵測時來到，則該系統移至煎鍋偵測狀態128。如果在偵測時間之前該煎鍋等待結束到來，則系統返回到不活化狀態124。在煎鍋偵測狀態128期間，初級線圈係以偵測頻加以供能，並且做出一個煎鍋是否存在的決定。決定煎鍋是否存在的邏輯係顯示在第九B圖中。如果該煎鍋係不存在，則該系統返回到煎鍋等待狀態126。如果煎鍋溫度係大於目標溫度減去滯後臨界值(hysteresis threshold)，則該系統也返回至煎鍋等待狀態126。

一般而言，具有滯後的系統係為一種可處於任何數目之狀態的系統，其無關於系統之輸入。具有滯後的系統展現出路徑依附性(path-dependence)，或者”速率無關的記憶”(rate-independent memory)。在本實施例中，於加熱模式期間，加熱速率(或者電力傳輸速率)，係依照系統有多接近目標而改變。當煎鍋實際溫度小於目標減去滯後臨界值的兩倍時，該系統知道其”遠”離於該目標，及應該以較高的速率加以供電(或熱)。當實際溫度係在目標減去滯後臨界值的一倍時，該系統知道要降低加熱速率。滯後臨界值的使用，有助於降低或除去目標溫度的超越。

如果煎鍋等待時間結束，則系統返回至不活化狀態124。亦即，當煎鍋係存在及不夠熱之下，該系統接收兩個訊號。首先，偵測告知系統，該煎鍋係存在的。其次，該溫度回饋係加以通訊。如果煎鍋係存在的及該溫度係小於設定點，則該系統應該傳送更多的電能。如果該煎鍋存在及該溫度係在設定點或之上，則該系統應該停止傳送電力(亦即在煎鍋等待時)。如果時間太長，則系統應關機(亦即在煎鍋等待時間結束)。如果煎鍋並未存在，則偵測上的反射阻抗並不指示出煎鍋的存在(亦即煎鍋不存在)。如果在初級線圈開啟時煎鍋被移除，則下一個偵測指示出該煎鍋被移除(亦即煎鍋不存在)。如果煎鍋存在及溫度不接近目標溫度，則進入加熱全功率狀態130，其中該線圈係全功率供電，監視煎鍋的存在，及監視煎鍋溫度。如果煎鍋存在及該溫度係接近目標溫度，則進入加熱半功率狀態128，其中該線圈係以一半功率供電，監視煎鍋溫度及監視煎鍋的存在。一旦到達目標溫度，系統返回到煎鍋等待狀態126。如果在任何狀態期間，有外來物體被偵測到，則該系統返回至不活化狀態124。如果任何狀態期間，該煎鍋消失，則該系統返回到煎鍋等待狀態126。

本實施例的通訊電路72、88，可為任何能夠無線地送出及/或接收通訊的電路。在一些單向通訊即已足夠的實施例中，該收發器可由接收器或傳輸器加以取代。本實施例使用一ANT RF協定進行通訊。在可更換的實施例中，通訊電路72可為無線通訊系統，其使用RF、藍芽、無線電源技術(eCoupled) 802.11b、802.11g，或任何其他私人所有的(proprietary)或開放的無線通訊協定。

所示的智慧型把手30也包含溫度感應器44或熱耦合，用於測量烹飪用具4的溫度。烹飪用具4的溫度可用熱耦合直接地測量。該感應器能夠轉述熱資訊(也指溫度)至控制器，使控制器能夠監視及調整溫度。亦即，該智慧型把手能夠傳送溫度測值至感應電源供應2，或者監視溫度測值及命令該感應電源供應2調整(藉由改變感應電源供應之電力輸出特徵)烹飪用具4的溫度至一想要的溫度。烹飪用具本身藉由併入一熱耦合，許多在習知感應烹飪表面上伴隨著監視烹飪用具溫度的挑戰，已經避免。在可更換的實施例中，智慧型把手並不包含溫度感應器。

例如，使用來自烹飪用具的資訊，烹飪用具或感應電源供應能夠決定被傳送到該用具之電量，而使該用具取得想要的結果。例如，如果該烹飪用具係一煎鍋，及該煎鍋想要加熱至250℉，則該系統能夠計算加熱該煎鍋至所要溫度的能量，及任何其他資訊，例如，加熱煎鍋至所要溫度的時間。如果該煎鍋包含一溫度感應器，則該煎鍋能夠提供溫度至該系統，因而允許一個煎鍋所用的封閉循環控制系統。

本發明係適合與多種不同的使用者界定一同使用。所示實施例的使用者界面，包含一顯示器43及控制器36、37、38。在本實施例中，控制器36、37、38係與控制器68共同合作，以便提供使用者關於烹飪用具溫度的輸出，及關於烹飪用具所要溫度的輸入。在另一實施例中，使用者界面可以顯示不同的輸出或者不同的輸入。在可更換的實施例中，使用者界面也可包含能與使用互動的額外的使用者界面元件。

在一構形中，如最佳地顯示於第一圖者，使用者安置該烹飪用具主體20靠近該感應電源供應2，及藉由智慧型把手30輸入一想要的溫度或者溫度排程。接著，智慧型把手30藉由通訊電路72、88，將相關於所要溫度及烹飪用具目前溫度的資訊傳送至感應電源供應。控制器86調整感應電源供應2提供至初級線圈80的電能，允許精準地控制烹飪用具4之內的溫度。

在其他構形中，也許最佳地顯示於第五圖者，使用者安放智慧型把手30靠近感應電源供應2，及感應電源供應2對智慧型把手30內的電能儲存電路進行充電。在這種構形中，顯示器43可以指出：該智慧型把手係正在充電。

在一可更換的實施例中，如第十圖所示，烹飪用具主體20可安置在一充電區51之附近，同時該智慧型把手30係安置在不同之充電區51附近。因此，電能可提供至智慧型把手及在此同時熱能提供至烹飪用具主體20。

在另一實施例中，如第十二~十六圖所示，烹飪用具204包含一智慧型把手230、主體220及一基座。與前述實施例之教示前後一致的是，主體220能夠藉由感應電源供應2來加熱，及該智慧型把手230能夠接收及利用來自該感應電源供應2的電能。例如，在先前討論的實施例中，智慧型把230包含一二級線圈，其能夠感應耦合而接收來自感應電源供應2的電能。在另一實施例中，智慧型把手230可接收來自二級線圈245的能源，該二級線圈245係位在智慧型把手230的外部但與之連接。在本實施例中，基座係一煎鍋基座205，其包含一二級線圈245及一熱感應器244，該熱感應器244係電連接至該智慧型把手230。這樣允許一感應電源供應2同時傳輸能源至主體220及智慧型把手230。關於前述的實施例，可更換的感應烹飪系統實施例也加以考慮。例如，烹飪用具204不一定為圖式中所示的具有智慧型把手的煎鍋。烹飪用具204可加以構形而採取多種先前所討論的形式。

參照第十四圖及第十六圖，煎鍋基座205可由具有充足磁通透性的材料加以製成，而允許感應能源傳輸至二級線圈245及主體220。煎鍋基座205材料也可為非傳導性的。亦即，煎鍋基座205可允許受加熱的主體220從烹飪區移動到享用區而不會燒壞該享用區。例如，符合這些條件的某些材料包含橡膠或高溫塑膠。所示煎鍋基座205包含凹洞以便收容該二級線圈245、溫度感應器244、磁鐵207，及由該智慧型把手230延伸至溫度感應器244及二級線圈的導線用通道。在這個實施例中，煎鍋基座205係使用膠黏劑而永久地附著在主體220上。在可更換的實施例中，不同的固定系統可加以使用，及該介於主體220及煎鍋基座205之間的連接係可為非永久性的。

參照第十六圖，一絕緣層209可安置在煎鍋基座205及主體220 之間。絕緣層209保護元件不受到起因於與主體220直接接觸的熱損害。這些元件包含二線圈245、磁鐵207及延伸至二級線圈245與熱感應器244的金屬導線。在本實施例中，絕緣層209包含一穿孔而允許熱感應器244直接地接觸該主體220，以取得精確的溫度。亦即，延伸至熱感應器244的導線係在絕緣層209相對於所示主體220的下方，但該熱感應器244能夠經由穿孔而直接接觸該主體220。絕緣層可由陶磁材料或磁性可通透的其他絕緣材料加以製成。

在所示的實施例中，磁鐵207係加以圖解。該磁鐵可用於協助感應電源供應2及烹飪用具204之對齊。在可更換的實施例中，磁鐵係可加以省略。對齊係可由其他方法來協助，或者該系統能夠維持有效的電能傳輸而無需感應電源供應2及烹飪用具204精確的對齊。

本實施例的二級線圈245係加以構形而接收來自感應電源供應2之感應電能，而主體220同時地接收能源。本實施例中二級線圈245的構形包含一介於感應電源供應2及二級線圈245之間的較低的交互感應，以致於二級線圈245接收一適當的能量而感應電源供應2同時地供應一合適的能量至主體220以供加熱。例如，二級線圈245具有一相對較少數目的匝數，以致於其接收微量之感應電源供應輸出至烹飪用具204的能源。在感應電源供應2及二級線245之耦合方面，二級線圈245的直徑，也扮演一個角色。因此，二級線圈245的直徑係加以選擇，以確保適量的能源被提供至線圈。二級線圈245的直徑，可於製造期間，在比較於感應電源供應2初級線圈下，而加以調整，以便調節該二級線圈245所接收的能量。

本實施例的智慧型把手230係相似於前述的智慧型把手30。在本實施例中，智慧型把手230能夠電連接至位在煎鍋基座205之內的二級線圈245及溫度感應器244。智慧型把手230並不包含把手內的二級線圈245，及其可選擇性地包含電能儲存電路66。其餘的電路及操作基本上係相同於前文所述者。智慧型把手可可含相同或不同的使用者界面，其如前文中相關於智慧型把30所述者。參照第十二圖及第十三圖，該界面可包含指示器276、277、278，如發光二極體，而將烹飪用具204的目前加熱水準設定，通訊至使用者。該智慧型把手230也可包含一開關275或按鈕，其允許使用在加熱水準設定以及關閉位置之間加以選擇。加熱水準設定可對應於預定的溫度設定，其可經由溫度感應器244加以監視。例如，開關的每一次活化，可在關閉、低溫加熱、中溫加熱及高溫加熱狀態之間加以切換。在本實施例中，對應於每一狀態(關閉狀態除外)之指示器276、277、278，在該狀態受到選擇時會發亮。在這個例子中，當烹飪用具204係處於關閉狀態時，所有的指示器276、277、278係關閉。在可更換的實施例中，預定的頻率係附帶於每一狀態，及頻率的跳換造成烹飪用具204溫度改變。

本實施例之烹飪用具204的一個操作方法係相似於第八圖第十一圖所述者。主要的差異在於，標的辨識步驟138包含將具有二級線圈之烹飪用具204辨識成為標的，其在加熱模式期間能夠接收電能。再者，本實施例並不需要將智慧型把手辨識成為標的及進入充電模式之步驟。如果具有煎鍋基座205的烹飪用具204受到指認，則該系統進入加熱模式。在這個實施例中，加熱模式包含同時地提供能源至煎鍋主體220及位在煎鍋基座205內的二級線圈245。在加熱模式期間，所傳輸的能量係可加以調整而大於先前的實施例，因為感應電源供應2係提供能量至二級線圈及主體220。如前文所述，二級線圈245的構形，可決定有多少額外的能量被供應至烹飪用具204。除了上述的變型之外，本實施例的方法係與先前所討論者可相互比擬的。

以上的描述係本發明的一實施例。在不離開如後附申請專利範圍所界定之本發明精神及較大觀點下，可以製成許多變型及改變，而該申請專利範圍係依照專利法原則(包含均等論)而加以解釋。專利申請項中所有以單數出現的參考符號，例如冠詞”a”、”an”、”the”或”said”均不解釋為限制該元件為單數。

1．．．感應烹飪系統

2．．．感應電源供應

4．．．烹飪用具

20．．．主體

22．．．橡膠腳

30．．．智慧型把手

31．．．把手主體

32．．．把手取用板

33．．．穿孔

36、37、38．．．控制器

46．．．螺

40．．．智慧型把手電路

43．．．顯示器

44．．．溫度感應器

45．．．二級線圈

48．．．螺栓

50．．．感應充電表面

51．．．充電區

53．．．輔助控制器

62．．．整流電路

64．．．電源控制電路

68．．．控制器

70．．．使用者界面

72．．．通訊電路

74．．．溫度感應器

80．．．初級線圈

81．．．電容

82．．．反相器

84．．．整流及電源調節電路

86．．．控制器

88．．．通訊電路

92．．．偵測初級線圈

94．．．決定是否存在有標的

98．．．系統嚐試辨識該標的

100．．．標的經辨識為一煎鍋或其他用於加熱的烹飪用具

102．．．低電量係供應至初級線圈

104．．．檢查是否該煎鍋已被移除

106．．．是否存有外來物體

108、110．．．是否有來自把手之新的指令被接收或輔助控制器

110．．．接收來自輔助控制器的新指令

112、114．．．將供應至初級線圈的電量加以調整112、114

114．．．調整供應至初級線圈的電量

122．．．自動關閉狀態

124．．．非活化狀態

126．．．偵煎鍋等待狀態

128．．．煎鍋偵測狀態

129．．．煎鍋等待狀態

130．．．加熱全功率狀態

132．．．偵測初級線圈

134．．．決定標的是否存在

136．．．感應電源供應靜待

138．．．辨識標的

140．．．標的經辨識為一煎鍋或其他用於加熱的烹飪用具

142．．．低電量係供應至初級線圈

144．．．檢查是否該煎鍋已被移除

146．．．是否存有外來物體

148．．．是否有來自把手之新的指令被接收

152．．．標的經辨識為一智慧型把手或其他用於充電的裝置

154．．．系統決定該己充電標的是否被移除

156．．．系統決定是否存有外來物體

158．．．系統決定該電量是否低

160．．．系統調整供應至初級線圈的電能

164．．．系統調整供應至初級線圈的電量

166．．．加熱模式

168．．．充電模式

204．．．烹飪用具

205．．．煎鍋基座

207．．．磁鐵

209．．．絕緣層

220．．．主體

230．．．智慧型把手

244．．．熱感應器

245．．．二級線圈

275．．．開關

276、277、278．．．指示器

第一圖係本發明第一種構形下的感應烹飪系統實施例之透視圖。

第二圖係第一圖實施例之烹飪用具之分解視圖。

第三圖係第一圖實施例之智慧型把手之爆炸總成隱藏線視圖。

第四圖係感應電源供應及智慧型把手的方塊圖。

第五圖係第二種構形下之第一圖的感應烹飪系統實施例的透視圖。

第六圖係第一圖實施例的烹飪用具智慧型把手的頂視圖。

第七圖係另一感應烹飪系統實施例的透視圖。

第八圖係用於操作感應電源供應系統之方法實施例的流程圖。

第九圖係用於控制感應電源供應之方法實施例的狀態圖表。

第十圖係本發明包含有輔助控制器之感應烹飪系統實施例的透視圖。

第十一圖係用於操作感應電源供應系統之方法實施例的流程圖。

第十二圖係另一感應烹飪系統實施例的透視圖。

第十三圖係第十二圖實施例的烹飪用具的隱藏線視圖。

第十四圖係第十二圖實施例的烹飪用具的煎鍋基座之透視圖。

第十五圖係第十二圖實施例的烹飪用具的分解視圖。

第十六圖係第十二圖實施例的烹飪用具的另一分解視圖。

1．．．感應烹飪系統

2．．．感應電源供應

4．．．烹飪用具

20．．．主體

30．．．智慧型把手

50．．．感應充電表面

51．．．充電區

Claims (21)

1. 一種用以接收來自一感應電源供應之電力的烹飪用具，該烹飪用具可被移至一鄰近該感應電源供應的電力接收位置，該感應電源供應具有一可產生電磁場的初級線圈，用以將電力傳送至位於該電力接收位置的該烹飪用具，該烹飪用具包含：一第一感應電源接收部，該第一感應電源接收部係被配置成與該初級線圈感應耦合，其中該第一感應電源接收部加熱該烹飪用具；一二級線圈，該二級線圈被配置成與該初級線圈感應耦合，其中該二級線圈提供電力給予該烹飪用具的電路，該電路包含一位在該烹飪用具把手的使用者介面；其中該二級線圈與該第一感應電源接收部被設置於彼此相對的位置上，如此使得處於該電力接收位置時，該二級線圈係位於該第一電源接收部與該感應電源供應之該初級線圈之間；以及一絕緣部，位於該第一感應電源接收部與該二級線圈之間，其中該絕緣部保護該二級線圈免於受到來自該第一感應電源接收部的熱破壞。
2. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中該第一感應電源接收部包含一金屬部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中該第一感應電源接收部包含一個與一加熱元件進行通訊的感應線圈。
4. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中該第一感應電源接收部所接收到的電量係加以調節，以回應與一感應電源供應進行通訊的該烹飪用具。
5. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中進一步包括一溫度感應器，其由該二級線圈加以供電。
6. 如申請專利範圍第5項所述的烹飪用具，其中進一步包括一控 制器，其係程控至以下之至少一者，經由通訊電路通訊溫度至該感應電源供應而控制溫度，使用該溫度感應器監視溫度，或經由該使用者界面顯示溫度資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中進一步包括一能源儲存元件，其能夠藉由該二級線圈加以充電。
8. 如申請專利範圍第7項所述的烹飪用具，其中該能源儲存元件係一電池。
9. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，進一步包含一熱感應器，其直接與該第一感應電源接收部接觸，以便獲取溫度數值，其中該絕緣部包含一穿孔，導線可經由該熱感應器通過該穿孔，並可受到該絕緣部的保護，阻隔由該第一感應電源供應所產生的熱。
10. 如申請專利範圍第1項所述的烹飪用具，其中該第一感應電源接收部及該二級線圈係加以安置而同時地接收來自一感應電源供應的電源。
11. 一種烹飪系統，包括：一感應電源供應及一烹飪用具，該烹飪用具能夠藉由該感應電源供應進行加熱並能夠藉由該感應電源供應進行供電，其中該烹飪用具可被移至一鄰近該感應電源供應的電力接收位置，其中於該電力接收位置時，該烹飪用具會被該感應電源供應加熱與供電至少其中之一者；其中該感應電源供應包含：一槽路，具有一初級線圈，用於傳輸電力至該烹飪用具；一初級通訊電路，用於接收來自該烹飪用具的資訊；一控制器，已加以程控而用來控制該感應電源供應的操作，以便回應該接收自該烹飪用具的資訊；其中該烹飪用具包含： 一第一感應電源接收部，該第一感應電源接收部係被配置成與該初級線圈感應耦合，其中該第一感應電源接收部加熱該烹飪用具；一二級線圈，該二級線圈係被配置成與該初級線圈感應耦合，其中該二級線圈提供電力給予該烹飪用具的電路；其中該二級線圈與該第一感應電源供應接收部被設置於彼此相對的位置上，如此使得處於該電力接收位置時，該二級線圈係位於該第一電源接收部與該感應電源供應之該初級線圈之間；一絕緣部，位於該第一感應電源接收部與該二級線圈之間，其中該絕緣部保護該二級線圈免於受到來自該第一感應電源接收部的熱破壞；一溫度感應器，用於監視該烹飪用具的目前溫度；一使用者界面，係可被配置用來選擇所想要的該烹飪用具的溫度設定；及二級通訊電路，用於傳輸至少以下一者至該感應電源供應：相關於該所想要溫度、相關於該目前溫度的資訊、及一用於改變電力輸出特徵的指令。
12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中該第一感應電源接收部包含一金屬部，其中該感應電源供應能夠在該金屬部內感應電流而產生熱。
13. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中該第一感應電源接收部包含一個二級線圈，其能夠傳輸電源至該烹飪用具內的加熱元件。
14. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中該初級通訊電路包含一接收器，其能夠與該二級通訊電路進行RF通訊，其中該二級通訊電路包含一傳輸器。
15. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中該溫度感應器直接與 該第一感應電源接收部接觸以便獲取溫度數值，其中該絕緣部包含一穿孔，導線可經由該熱感應器通過該穿孔，並可受到該絕緣部的保護，阻隔由該及該感應電源接收部所產生的熱。
16. 一種接收來自一感應電源供應的感應烹飪用具，該感應烹飪用具可被移至一鄰近該感應電源供應的電力接收位置，該感應電源供應具有一可產生電磁場的初級線圈，用以將電力傳送至位於該電力接收位置的該感應烹飪用具，該感應烹飪用具包含：一第一感應電源接收部，該第一感應電源接收部係被配置成與該初級線圈感應式耦合，其中該第一感應電源接收部加熱該感應烹飪用具；一二級線圈，該二級線圈被配置成與該初級線圈感應耦合，其中該二級線圈提供電力給予該感應烹飪用具的電路，該電路包含一位在該感應烹飪用具把手的使用者介面；其中該二級線圈與該第一感應電源接收部被設置於彼此相對的位置上，如此使得處於該電力接收位置時，該二級線圈係位於該第一電源接收部與該感應電源供應之該初級線圈之間；一絕緣部，位於該第一感應電源接收部與該二級線圈之間，其中該絕緣部保護該二級線圈免於受到來自該第一感應電源接收部的熱破壞；以及一烹飪用具基座，其附著至該第一感應電源接收部，其中該烹飪用具基座具有充分的磁通透性，可允許該第一感應電源接收部經由該烹飪用具基座接收電力，其中該烹飪用具基座實質上為非熱傳導性。
17. 如申請專利範圍第16項的感應烹飪用具，其包含：一溫度感應器，用於監測該感應烹飪用具的溫度，其中該溫度感應器直接與該第一感應電源接收部接觸，以便獲取溫度數值，其中該絕緣部包含一穿孔，導線可經由該溫度感應器通過該穿孔，並可受 到該絕緣部的保護，阻隔由該第一感應電源供應所產生的熱。
18. 如申請專利範圍第17項的感應烹飪用具，其中該烹飪用具基座包含凹洞用以收容該二級線圈、該溫度感應器與一磁鐵。
19. 如申請專利範圍第18項的感應烹飪用具，其中該把手為一智慧型把手，該烹飪用具基座包含有通道，可使電導線經由該智慧型把手延伸至該溫度感應器與該二級線圈。
20. 如申請專利範圍第16項的感應烹飪用具，其中該感應烹飪用具係永久附著至該感應電源接收部，且其中該烹飪用具基座可作為一支架。
21. 如申請專利範圍第16項的感應烹飪用具，其中該烹飪用具基座可選自由包含以下群組中：橡膠腳與覆蓋該感應烹飪用具底面的襯墊。