具有单个自由区燃烧器的电灶及其控制方法与流程

1.本发明涉及具有单个自由区燃烧器的电灶及其控制方法，更详细地，涉及一种用于防止包括两个以上的工作线圈的单个自由区燃烧器进行工作时产生的干扰噪音的电灶及其及其控制方法。


背景技术：

2.在家庭或餐厅，为了加热食物而使用各种方式的烹饪装置。以往，广泛使用以煤气为燃料的燃气灶，但最近，不利用煤气，而利用电对容器，例如锅等烹饪容器进行加热的电灶正在普及。
3.这种电灶利用电对容器进行加热的方式大致分为电阻加热方式及感应加热方式。其中，电阻加热方式为如下的方式：通过散热或电导向容器传递电流在非金属发热体(如金属电阻线或碳化硅)中流通时产生的热量，从而对容器进行加热。并且，感应加热方式为如下的方式：当将规定大小的高频功率施加给工作线圈时，利用在工作线圈周围产生的电磁场在由金属成分制成的容器产生涡流(eddy current)，从而使容器本身加热。
4.以下，更具体地说明感应加热方式的原理。首先，当向电灶施加电源时，将规定大小的高频功率施加给工作线圈。由此，在配置于电灶内部的工作线圈的周围产生感应电磁场。当通过如上所述的方式产生的感应电磁场的磁力线通过放置于电灶上部的包含金属成分的容器底部时，在容器底部的内部产生涡流。当通过这种方式产生的涡流在容器底部流通时，使容器本身加热。
5.电灶包括：多个燃烧器，包括工作线圈；多个逆变器，向工作线圈输出高频功率；以及控制部，向多个逆变器输出输出电平信号。
6.在使用电灶的使用人员为了在多个燃烧器分别放置容器并同时烹饪而设置多个燃烧器的输出电平的情况下，控制部将输出电平信号依次输出至多个逆变器，多个逆变器根据输出电平信号向多个工作线圈分别输出高频功率。
7.如上所述，当将输出电平信号依次输出给各逆变器时，向各工作线圈输出的高频功率的输出时间点也不同，由此，在到达目标输出之前的初始输出区间产生各工作线圈的谐振频率差。当这种谐振频率的差值包含在可听频带中时，产生各工作线圈的驱动引起的干扰噪音。通过如上所述的方式产生的干扰噪音对使用电灶的使用人员造成不适感，并成为使用人员怀疑电灶发生故障的原因。
8.gnics的韩国授权专利公报第10-1735754号“高频逆变器感应线圈驱动电路”公开了如下的内容：在包括多个工作线圈的感应加热装置中，通过时分依次开启或断开与各个感应线圈相连的开关元件，由此，即使多个工作线圈同时驱动，也能阻隔干扰噪音。但是，若任意调节火力或工作频率，则具有难以提供使用人员向各个燃烧器发出加热命令时所需的输出的问题。
9.作为可减少具有多个工作线圈的电灶的干扰噪音的另一方法，具有尽可能远的隔开工作线圈之间的距离的方法。即，若工作线圈之间的距离隔开规定距离以上，则与谐振频
率的大小无关地，减少干扰噪音。但是，工作线圈之间的距离越增加，电灶的体积及大小增加，因此，为了减少干扰噪音而增加工作线圈之间的距离是有限的。


技术实现要素：

10.要解决的技术问题
11.为了解决如上所述的现有技术的问题，本发明的目的在于，利用同步信号使多个逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同，从而防止因多个工作线圈的谐振频率之差产生的干扰噪音。
12.并且，本发明的目的在于，当将输出电平信号输出至多个逆变器中的一个逆变器时，将同步信号输出至与此不同的逆变器，从而使多个逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同。
13.并且，本发明的目的在于，即使多个逆变器中的一个逆变器接收输出电平信号，直到接收与此不同的逆变器的同步信号为止，使输出等待，从而使逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同。
14.本发明所要解决的技术问题并不局限于以上所提及的技术问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载明确理解未提及的其他技术问题。
15.用于解决问题的手段
16.为了解决前述的问题，本发明提供一种具有单个自由区燃烧器的电灶，其用于防止包括两个以上的工作线圈的单个自由区燃烧器进行工作时产生的干扰噪音，上述电灶包括：单个自由区燃烧器，包括第一工作线圈及第二工作线圈；控制部，当设置用于以所设高频功率驱动第一工作线圈及第二工作线圈的输出电平时，输出包括与输出电平对应的第一输出电平信号及第一同步信号的第一输出信号，输出包括与输出电平对应的第二输出电平信号及第二同步信号的第二输出信号；电源部，用于输出直流电；第一逆变器，依次接收第一输出信号及第二同步信号，根据第一输出电平信号将直流电转换为第一高频功率并输出至第一工作线圈；以及第二逆变器，依次接收第一同步信号及第二输出信号，根据第二输出电平信号将直流电转换为第二高频功率，并输出至第二工作线圈，当第一同步信号及第二同步信号均被接收时，第一逆变器及第二逆变器同时输出第一高频功率及第二高频功率。
17.其中，当向第一逆变器输出第一输出信号时，控制部向第二逆变器输出第一同步信号。
18.并且，当向第二逆变器输出第二输出信号时，控制部向第一逆变器输出第二同步信号。
19.并且，即使接收第一输出信号，直到接收第二同步信号为止，第一逆变器使第一高频功率的输出等待。
20.并且，当输入第二同步信号时，第一逆变器输出第一高频功率，当输入第二输出信号时，第二逆变器输出上述第二高频功率。
21.并且，控制部依次输出第一输出信号及第二输出信号。
22.并且，本发明提供一种具有单个自由区燃烧器的电灶的控制方法，上述电灶用于防止包括第一工作线圈及第二工作线圈的单个自由区燃烧器进行工作时产生的干扰噪音，上述电灶的控制方法包括下述步骤：设置用于以所设高频功率驱动第一工作线圈及第二工
作线圈的输出电平；向第一逆变器输出包括与输出电平对应的第一输出电平信号及第一同步信号的第一输出信号，向第二逆变器输出第一同步信号；向第二逆变器输出包括与输出电平对应的第二输出电平信号及第二同步信号的第二输出信号，向第一逆变器输出第二同步信号；当接收第一输出信号及第二同步信号时，第一逆变器根据第一输出电平信号将直流电转换为第一高频功率并输出至第一工作线圈；以及当接收第一同步信号及第二输出信号时，第二逆变器根据第二输出电平信号将直流电转换为第二高频功率并输出至第二工作线圈。
23.其中，设置输出电平的步骤为如下的步骤：当设置用于驱动第一工作线圈的输出电平及用于驱动第二工作线圈的输出电平中的一个时，另一个也被设置。
24.发明效果
25.根据本发明，利用同步信号使多个逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同，从而可防止因多个工作线圈的谐振频率之差产生的干扰噪音。
26.并且，根据本发明，当将输出电平信号输出至多个逆变器中的一个逆变器时，将同步信号输出至与此不同的逆变器，从而使多个逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同。
27.并且，根据本发明，即使多个逆变器中的一个逆变器接收输出电平信号，直到接收与此不同的逆变器的同步信号为止，使输出等待，从而使逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同
28.可通过本发明获得的效果并不局限于以上所提及的效果，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下记载明确理解未提及的其他效果。
附图说明
29.图1为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的立体图。
30.图2为用于说明本发明实施例的单个自由区燃烧器的使用例的图。
31.图3为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的控制装置的框图。
32.图4为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的控制装置的电路图。
33.图5至图8为例示性地示出本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶中的输出信号的表。
34.图9为模拟以往的电灶中的两个工作线圈的谐振频率之差的图表。
35.图10为模拟本发明实施例的电灶中的两个工作线圈的初始输出区间的谐振频率之差的图表。
具体实施方式
36.为了充分了解本发明的结构及效果，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。但是，本发明并不限定于以下所公开的实施例，本发明能够以各种方式实现，且可进行各种变更。但关于本实施例的说明仅使本发明的公开更加完整，且为了使本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知发明的范畴而提供。在附图中，为了便于说明，组件与实际大小相比放大示出，且各组件的比例可被夸张或缩小。
[0037]“第一”、“第二”等术语用于说明各种组件，但上述组件不应限定于上述术语。上述
术语仅用于区分一组件与另一组件。例如，在不超出本发明的权利范围的情况下，“第一组件”可命名为“第二组件”，与此类似地，“第二组件”也可命名为“第一组件”。并且，除非在上下文中明确表示不同，否则单数的表达包括复数的表达。除非另行定义，否则在本发明的实施例中使用的术语可解释为本技术领域的普通技术人员通常所知道的含义。
[0038]
图1为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的立体图。
[0039]
参照图1，本发明实施例的电灶100可包括壳体101、盖体102、放置板103、第一工作线圈111、第二工作线圈112、第三工作线圈121及界面131。
[0040]
电灶100可具有自由区燃烧器(free zone)110及单个燃烧器120。其中，自由区燃烧器110包括两个以上的工作线圈，单个燃烧器120包括一个工作线圈。
[0041]
以下，以自由区燃烧器110包括第一工作线圈111及第二工作线圈112且单个燃烧器120包括第三工作线圈121的情况为例进行说明，单个燃烧器120为与常规电灶100相同的结构，因此，将省略与此相关的详细说明。
[0042]
壳体101在内部收容第一工作线圈111、第二工作线圈112、第三工作线圈121及界面131，盖体102与壳体101相结合来覆盖壳体101的上部。
[0043]
放置板103配置于盖体102的上部，放置用于烹饪被加热物体，即，食物的容器。其中，放置板103可由透明、耐热的材料，例如陶瓷玻璃的强化玻璃材料制成。
[0044]
优选地，为了向整个自由区燃烧器110均匀地传递热量，第一工作线圈111及第二工作线圈112形成为边角为曲线的四边形。这是因为，若第一工作线圈111及第二工作线圈112形成为圆形，则热量相对少的传递至第一工作线圈111和第二工作线圈112相向的区域。
[0045]
第三工作线圈121可形成为常规容器形状的圆形，但并不限定于此，可根据需求形成为各种形状。
[0046]
第一工作线圈111及第二工作线圈112沿着一方向并排配置，第三工作线圈121可配置于第一工作线圈111或第二工作线圈112的一侧。
[0047]
盖体102可在上部表面显示自由区燃烧器区域113及单个燃烧器区域122。其中，自由区燃烧器区域113可在与第一工作线圈111及第二工作线圈112对应的位置以包围第一工作线圈111及第二工作线圈112的形状显示，为了区分第一工作线圈111及第二工作线圈112，可在第一工作线圈111与第二工作线圈112之间显示边界线。
[0048]
并且，单个燃烧器区域可在与第三工作线圈121对应的位置以包围第三工作线圈121的形状显示。
[0049]
例如，自由区燃烧器区域113以各边角为曲线的四边形显示，以便在内部包括第一工作线圈111及第二工作线圈112，第三工作线圈121能够以圆形显示，以便在内部包括第三工作线圈121。
[0050]
与此不同地，自由区燃烧器区域113及单个燃烧器区域122还可形成于放置板103的下部表面或上部表面。
[0051]
由此，可通过视觉从外部确认自由区燃烧器区域113及单个燃烧器区域122，当使用人员在放置板103上放置容器时，可较准确地将容器放置于第一工作线圈111、第二工作线圈112及第三工作线圈121的位置。
[0052]
界面131可配置于第一工作线圈111或第二工作线圈112的一侧，并显示与电灶100相关的各种信息。并且，界面131在使用人员向电灶100施加电源或调节第一工作线圈111、
第二工作线圈112及第三工作线圈121的输出电平时使用。其中，界面131可由通过使用人员的触摸输入及显示信息的触摸板实现。
[0053]
盖体102可在上部表面的与界面131对应的位置以与界面131对应形状显示操作区域132。在这种操作区域132可显示用于显示使用人员的操作或信息的特定文字或图像等，可根据使用人员的操作或电灶100的工作显示界面131所输出的各种信息。
[0054]
由此，使用人员参考在操作区域132中显示的文字或图像来触摸操作区域132的特定位置，由此可执行电灶100的操作，并可确认界面131所输出的各种信息。
[0055]
图2为用于说明本发明实施例的自由区燃烧器的使用例的图。
[0056]
参照图2，自由区燃烧器区域113可分为在放置板103的下部设置第一工作线圈111的第一加热区域113a以及在放置板103的下部设置第二工作线圈112的第二加热区域113b。
[0057]
其中，如图2的(a)部分所示，使用人员可将与第一加热区域113a对应的大小的第一容器1放置于第一加热区域113a并使第一工作线圈111进行工作，并可将与第二加热区域113b对应的大小的第二容器2放置于第二加热区域113b并使第二工作线圈112进行工作。
[0058]
并且，如图2的(b)部分所示，使用人员可将第一加热区域113a及第二加热区域113b，即，与整个自由区燃烧器区域113对应的大小的第三容器3放置于第一加热区域113a及第二加热区域113b，并可使第一工作线圈111及第二工作线圈112分别进行工作。
[0059]
如上所述，本发明实施例的电灶100可将单个自由区燃烧器110放置于多个容器并同时烹饪，可利用单个自由区燃烧器110对各种大小的容器进行加热，由此，可向使用人员提供便利性。
[0060]
图3为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的控制装置的框图，图4为本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶的控制装置的电路图。
[0061]
参照图3及图4，具有单个自由区燃烧器的电灶100的控制装置101可包括电源部140、控制部150、第一逆变器161及第二逆变器162。这种控制装置101的各结构可收容在壳体101的内部中。
[0062]
电源部140从常用电源10接收交流电并将其转换为直流电，并向第一逆变器161及第二逆变器161输出。
[0063]
第一逆变器161包括串联连接的第一开关sw1及第二开关sw2，通过第一开关sw1及第二开关sw2的开启或断开，将直流电转换为第一高频功率。并且，第二逆变器162包括串联连接的第三开关sw3及第四开关sw4，通过第三开关sw3及第四开关sw4的开启或断开，将直流电转换为第二高频功率。
[0064]
第一工作线圈111与包括在第一逆变器161中的第一开关sw1及第二开关sw2的连接节点相连接来接收第一高频功率，第二工作线圈112与包括在第二逆变器162中的第三开关sw3及第四开关sw4的连接节点相连接来接收第二高频功率。
[0065]
当以所设高频功率设置用于驱动第一工作线圈111及第二工作线圈112的输出电平时，控制部150输出包括与所设的输出电平对应的第一输出电平信号及第一同步信号的第一输出信号，并输出包括与所设的输出电平对应的第二输出电平信号及第二同步信号的第二输出信号。其中，控制部150依次输出第一输出信号及第二输出信号。
[0066]
第一输出电平信号为用于控制第一逆变器161的输出电平的信号，其为调节第一开关sw1和第二开关sw2的开启或断开占空比的信号，第二输出电平信号为用于控制第二逆
变器162的输出电平的信号，其为调节第三开关sw3及第四开关sw4的开启或断开占空比的信号。
[0067]
第一同步信号及第二同步信号用于使第一逆变器161输出第一高频功率的时间点和第二逆变器162输出第二高频功率的时间点同步的信号。
[0068]
当向第一逆变器161输出第一输出信号时，控制部150向第二逆变器162输出第一同步信号，并且，在向第二逆变器162输出第二输出信号时，向第一逆变器161输出第二同步信号。
[0069]
第一逆变器161从控制部150依次接收第一输出信号及第二同步信号。具体地，第一逆变器161先从控制部150同时接收第一输出电平信号及第一同步信号，之后，当控制部150向第二逆变器162输出第二输出信号时，接收从第二输出信号分离的第二同步信号。
[0070]
另外，即使接收第一输出信号，直到接收第二同步信号为止，第一逆变器161使第一高频功率的输出等待，之后，当输入第二同步信号时，输出第一高频功率。
[0071]
第二逆变器162从控制部150依次接收第一同步信号及第二输出信号。具体地，首先，当控制部150向第一逆变器161输出第一输出信号时，第二逆变器162接收从第一输出信号分离的第一同步信号，之后，从控制部150同时接收第二输出电平信号及第二同步信号。
[0072]
其中，第二逆变器162在接收第二输出信号之前已经接收了第一同步信号，因此，当输入第二输出信号时，直接输出第二高频功率。
[0073]
当输入第二同步信号时，第一逆变器161根据从控制部150接收的第一输出电平信号将直流电转换为第一高频功率，并输出至第一工作线圈111。与此同时，当输入第二输出信号时，第二逆变器162根据从控制部150接收的第二输出电平信号将直流电转换为第二高频功率，并输出至第二工作线圈112。
[0074]
即，当第一同步信号及第二同步信号均被接收时，第一逆变器161及第二逆变器162同时输出第一高频功率及第二高频功率。
[0075]
图5至图8为例示性示出本发明实施例的具有单个自由区燃烧器的电灶中的输出信号的表。具体地，图5及图8为示出向第一逆变器161输出的输出信号的表，图6及图7为示出向第二逆变器162输出的输出信号的表。
[0076]
以下，参照图5至图8，对本发明实施例的具有自由区燃烧器的电灶的控制方法进行说明。
[0077]
输出信号包括输出电平信号及同步信号。其中，输出电平信号包括由多个阶段(例如，8个阶段)组成的第一输出电平信号及第二输出电平信号，同步信号包括第一同步信号及第二同步信号。
[0078]
其中，由虚线框表示第一输出电平信号及第一同步信号，由实线框表示第二输出电平信号及第二同步信号。并且，输出电平由共8个阶段构成，但可少于或多于此。
[0079]
首先，使用人员在自由区燃烧器110放置容器2，通过界面131选择自由区燃烧器110的工作，以所设高频功率设置用于同时驱动第一工作线圈111及第二工作线圈112输出电平(例如，7阶段)。此时，第一工作线圈111及第二工作线圈112的输出电平相同，使用人员可通过界面131，仅由一次操作同时设置第一工作线圈111及第二工作线圈112的输出电平。即，当使用人员设置用于驱动第一工作线圈111的输出电平及用于驱动第二工作线圈112的输出电平中的一个时，另一侧同时被设置。
[0080]
之后，如图5所示，控制部150将与所设输出电平相对应的7阶段的第一输出电平信号及第一同步信号s1输出至第一逆变器161，与此同时，如图6所示，将第一同步信号s1输出至第二逆变器162。此时，第一逆变器161虽接收了7阶段的第一输出电平信号，但还未接收第二同步信号s2，因此，使第一高频功率的输出等待。
[0081]
接着，如图7所示，控制部150将与所设输出电平相对应的7阶段的第二输出电平信号及第二同步信号s2输出至第二逆变器162，与此同时，如图8所示，将第二同步信号s2输出至第一逆变器161。此时，第一逆变器161处于接收7阶段的第一输出电平信号、第一同步信号s1及第二同步信号s2的状态，第二逆变器162处于接收7阶段的第二输出电平信号、第一同步信号s1及第二同步信号s2的状态。
[0082]
由此，第一逆变器161在接收第二同步信号s2的时间点，根据7阶段的第一输出电平信号将直流电转换为第一高频功率并输出至第一工作线圈111，第二逆变器162在接收第二同步信号s2的时间点，根据7阶段的第二输出电平信号将直流电转换为第二高频功率并输出至第二工作线圈112。
[0083]
即，当第一同步信号s1及第二同步信号s2均被接收时，第一逆变器161及第二逆变器162同时输出第一高频功率及第二高频功率。
[0084]
图9为模拟现有的电灶中的两个工作线圈的谐振频率之差的图表，图10为模拟本发明实施例的电灶中的两个工作线圈的初始输出区间的谐振频率之差的图表。
[0085]
在图9及图10中，横轴示出时间(time)(秒钟(s)，纵轴示出谐振频率差值(frequency)(khz)。
[0086]
首先，参照图9可确认，在现有的电灶中，随着将输出电平信号依次输出至两个逆变器，向各工作线圈输出的高频功率的输出时间点也变得不同，初始输出区间(0秒钟～30秒钟)中产生的各工作线圈的谐振频率差值较大。
[0087]
接着，参照图10可确认，本发明实施例的电灶使两个逆变器向各工作线圈输出的高频功率的输出时间点相同，初始输出区间(0秒钟～30秒钟)中的工作线圈的谐振频率差值与现有的电灶相比大大减少。
[0088]
如上所述，本发明实施例的具有自由区燃烧器的电灶利用同步信号使多个逆变器所输出的高频功率的输出时间点相同，从而可防止多个工作线圈的谐振频率之差产生的干扰噪音。
[0089]
在本发明的详细说明中，说明了具体实施例，但在不超出本发明的范围内，还可进行各种变形。因此，本发明的范围并不局限于所说明的实施例，应有发明要求保护范围及与发明要求保护范围等同的技术方案定义。
[0090]
产业上的可利用性
[0091]
本发明的具有单个自由区燃烧器的电灶及其控制方法可在用于家宅或产业现场的各种家电设备及用于控制其的控制器中实现，因此，具有产业上的可利用性。