本發(fā)明涉及用于對電氣設(shè)備傳送電力的非接觸電力傳送裝置、從該非接觸電力傳送裝置被傳送電力的電氣設(shè)備以及具備非接觸電力傳送裝置和電氣設(shè)備的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在以往的非接觸電力傳送裝置中提出有如下非接觸電力傳送裝置:具備判別載置于上板(topplate)的負載是否為電氣設(shè)備的負載判別部,在該負載判別部判別為是電氣設(shè)備的情況下,以與電氣設(shè)備對應(yīng)的方式進行逆變器的控制(例如,參照專利文獻1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻1:國際公開第2013/094174號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在專利文獻1所記載的非接觸電力傳送裝置中,在負載判別部判別為載置于上托板(支承體)的負載是電氣設(shè)備的情況下進行向該電氣設(shè)備供給電力的動作。然而,存在在負載判別部的判別結(jié)果有錯誤時無法向電氣設(shè)備供給適當(dāng)?shù)碾娏Φ恼n題。
本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的,獲得能夠向電氣設(shè)備供給適當(dāng)?shù)碾娏Φ姆墙佑|電力傳送裝置、電氣設(shè)備以及非接觸電力傳送系統(tǒng)。
本發(fā)明涉及一種非接觸電力傳送裝置,用于對能夠發(fā)送信息信號的電氣設(shè)備傳送電力,所述非接觸電力傳送裝置具備:線圈,通過被供給交流電流而產(chǎn)生電磁場;支承體,構(gòu)成為支承所述電磁場內(nèi)的所述電氣設(shè)備;接收裝置,構(gòu)成為接收來自所述電氣設(shè)備的所述信息信號;以及逆變器電路,構(gòu)成為在所述接收裝置接收到所述信息信號時,將所述交流電流供給到所述線圈而對所述電氣設(shè)備傳送電力。
本發(fā)明涉及一種非接觸電力傳送裝置,進行向電氣設(shè)備的電力傳送以及被加熱物的加熱,所述非接觸電力傳送裝置具備:板,載置所述被加熱物或者所述電氣設(shè)備;線圈,配置于所述板之下;逆變器,對所述線圈供給電力;接收裝置,接收從所述電氣設(shè)備發(fā)送的識別信息;以及控制裝置,構(gòu)成為根據(jù)所述識別信息控制所述逆變器,切換對所述電氣設(shè)備傳送電力的供電動作以及對所述被加熱物進行感應(yīng)加熱的加熱動作。
本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)備,從上述非接觸電力傳送裝置接受電力,所述電氣設(shè)備具備:受電線圈,通過電磁感應(yīng)或者磁諧振接受電力;負載電路,通過所述受電線圈所接受的電力進行驅(qū)動;操作部,進行輸入操作;以及發(fā)送裝置,根據(jù)所述操作部的輸入操作發(fā)送該電氣設(shè)備的識別信息。
本發(fā)明涉及一種非接觸電力傳送系統(tǒng),具備:上述非接觸電力傳送裝置以及上述電氣設(shè)備。
本發(fā)明的非接觸電力傳送裝置在接收到信息信號時將交流電流供給到線圈,所以能夠精度良好地判別載置于板的負載,能夠向電氣設(shè)備供給適當(dāng)?shù)碾娏Α?/p>
附圖說明
圖1是示出實施方式1的感應(yīng)加熱烹飪器的分解立體圖。
圖2是示出實施方式1的非接觸電力傳送裝置的驅(qū)動電路的圖。
圖3是示出實施方式1的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是示出實施方式1的非接觸電力傳送系統(tǒng)的供電動作的流程圖。
圖5是示出實施方式1的感應(yīng)加熱烹飪器的其它驅(qū)動電路的圖。
圖6是示出實施方式2的感應(yīng)加熱烹飪器的驅(qū)動電路的一部分的圖。
圖7是示出實施方式3的逆變器電路的驅(qū)動信號的一個例子的圖。
圖8是示出實施方式3的逆變器電路的輸入電力相對于占空比的特性的圖。
圖9是示出實施方式4的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是示出實施方式5的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
(符號說明)
1第一加熱口;2第二加熱口;3第三加熱口;4頂板;5被加熱物;11第一加熱單元;11a線圈;11b受電線圈;12第二加熱單元;13第三加熱單元;21交流電源;22直流電源電路;22a二極管橋;22b電抗器;22c平滑電容器;23逆變器電路;23aigbt;23bigbt;23c二極管;23d二極管;23eigbt;23figbt;23g二極管;23h二極管;24a諧振電容器;25a輸入電流檢測單元;25b線圈電流檢測單元;26電壓檢測單元;30a主發(fā)送接收部;30b副發(fā)送接收部;40a操作部;40b操作部;40c操作部;41a顯示部;41b顯示部;41c顯示部;42通知單元;43a主顯示操作部;43b副顯示操作部;45a主控制部;45b副控制部;50驅(qū)動電路;60受電電路;62蓄電池;63開關(guān);64電氣特性探測部;70負載電路;71變換電路;72插座;73插頭;100感應(yīng)加熱烹飪器;200電氣設(shè)備;300非接觸電力傳送裝置;301支承體。
具體實施方式
以下,說明將本發(fā)明的非接觸電力傳送裝置應(yīng)用于感應(yīng)加熱烹飪器100的實施方式,該感應(yīng)加熱烹飪器100對載置于頂板的鍋等被加熱物進行感應(yīng)加熱。此外,本發(fā)明并不限定于該實施方式。
實施方式1.
(結(jié)構(gòu))
圖1是示出實施方式1的感應(yīng)加熱烹飪器的分解立體圖。
如圖1所示,在作為非接觸電力傳送裝置的感應(yīng)加熱烹飪器100的上部具有頂板4,該頂板4載置鍋等被加熱物5或者電氣設(shè)備200(參照圖3)等負載。在圖1中,說明作為負載而載置有被加熱物5的例子。頂板4作為用于對被加熱物5進行感應(yīng)加熱的加熱口而具備第一加熱口1、第二加熱口2、第三加熱口3,對應(yīng)于各加熱口,具備第一加熱單元11、第二加熱單元12、第三加熱單元13,能夠?qū)Ω鱾€加熱口載置被加熱物5而進行感應(yīng)加熱。
在本實施方式1中,在主體的跟前側(cè)左右排列地設(shè)置第一加熱單元11和第二加熱單元12,將第三加熱單元13設(shè)置于主體內(nèi)側(cè)的大致中央位置。
此外,各加熱口的配置不限于此。例如,也可以將3個加熱口大致直線狀地橫向排列配置。另外,也可以配置成第一加熱單元11的中心與第二加熱單元12的中心在進深方向的位置不同。
頂板4整體由耐熱鋼化玻璃或晶化玻璃等透過紅外線的材料構(gòu)成,在與感應(yīng)加熱烹飪器100主體的上表面開口外周之間隔著橡膠墊圈或密封材料而被固定為不透水狀態(tài)。在頂板4,對應(yīng)于第一加熱單元11、第二加熱單元12以及第三加熱單元13的加熱范圍(加熱口),通過涂敷涂料或印刷等形成有表示鍋的大致的載置位置的圓形的鍋位置顯示。
在頂板4的跟前側(cè)設(shè)置有操作部40a、操作部40b以及操作部40c(以下,有時統(tǒng)稱為操作部40)來作為用于設(shè)定通過第一加熱單元11、第二加熱單元12以及第三加熱單元13對被加熱物5進行加熱時的接入火力(接入電力)以及烹飪菜單(沸水模式、油炸模式等)的輸入裝置。另外,在操作部40的附近,作為通知單元42設(shè)置有顯示感應(yīng)加熱烹飪器100的動作狀態(tài)以及來自操作部40的輸入和操作內(nèi)容等的顯示部41a、顯示部41b以及顯示部41c。
此外,操作部40a~40c和顯示部41a~41c有針對每個加熱口設(shè)置的情況以及匯總加熱口而設(shè)置操作部40和顯示部41的情況等,并不特別限定。此外,操作部40a~40c例如包括按鍵開關(guān)、觸控開關(guān)等機械性的開關(guān)或者根據(jù)電極的靜電電容的變化來探測輸入操作的觸摸開關(guān)等。另外,顯示部41a~41c例如包括lcd(liquidcrystaldevice,液晶器件)或led等。
此外,在以下說明中,說明設(shè)置一體地構(gòu)成操作部40和顯示部41的主顯示操作部43a的情況。主顯示操作部43a例如包括在lcd的上表面配置觸摸開關(guān)而成的觸摸面板等。
在頂板4的下方且主體的內(nèi)部具備第一加熱單元11、第二加熱單元12以及第三加熱單元13,各個加熱單元包括線圈11a(參照圖2)。此外,在將電氣設(shè)備200載置于頂板4之上時,加熱單元11~13作為通過電磁感應(yīng)或磁共振來供給電力的供電單元進行動作。詳細情況在后面敘述。
在感應(yīng)加熱烹飪器100的主體的內(nèi)部設(shè)置有將高頻電力供給到第一加熱單元11、第二加熱單元12以及第三加熱單元13的線圈11a的驅(qū)動電路50以及用于控制包括驅(qū)動電路50在內(nèi)的感應(yīng)加熱烹飪器整體的動作的主控制部45a。
線圈11a具有大致圓形的平面形狀,通過在圓周方向上纏繞導(dǎo)電線構(gòu)成,該導(dǎo)電線包括被施以絕緣涂層的任意的金屬(例如銅、鋁等)。通過驅(qū)動電路50將高頻電力供給到線圈11a,從而線圈11a產(chǎn)生高頻磁場。
圖2是示出實施方式1的非接觸電力傳送裝置的驅(qū)動電路的圖。
此外,驅(qū)動電路50是針對每個加熱單元而設(shè)置的,但其電路結(jié)構(gòu)既可以相同,也可以針對每個加熱單元而改變。在圖2中僅圖示有1個驅(qū)動電路50。如圖2所示,驅(qū)動電路50具備直流電源電路22、逆變器電路23以及諧振電容器24a。
輸入電流檢測單元25a例如包括電流傳感器,檢測從交流電源(商用電源)21向直流電源電路22輸入的電流,向主控制部45a輸出與輸入電流值相當(dāng)?shù)碾妷盒盘枴?/p>
直流電源電路22具備二極管橋22a、電抗器22b、平滑電容器22c,將從交流電源21輸入的交流電壓變換成直流電壓,輸出給逆變器電路23。
逆變器電路23是將作為開關(guān)元件的igbt23a、igbt2323b串聯(lián)連接于直流電源電路22的輸出的所謂的半橋型的逆變器,將二極管23c、二極管23d分別與igbt23a、igbt23b并聯(lián)連接起來作為續(xù)流二極管。根據(jù)從主控制部45a輸出的驅(qū)動信號對igbt23a和igbt23b進行導(dǎo)通或截止驅(qū)動。主控制部45a在使igbt23a導(dǎo)通的期間將igbt23b設(shè)為截止狀態(tài),在使igbt23a截止的期間將igbt23b設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài),輸出交替地導(dǎo)通或截止的驅(qū)動信號。由此,逆變器電路23將從直流電源電路22輸出的直流電力變換成20khz~80khz左右的高頻的交流電力,將電力供給到包括線圈11a和諧振電容器24a的諧振電路。
利用串聯(lián)連接的諧振電容器24a和線圈11a形成諧振電路,該諧振電路具有與線圈11a的電感以及諧振電容器24a的電容等相應(yīng)的諧振頻率。此外,在被加熱物5(金屬負載)磁耦合時,線圈11a的電感根據(jù)金屬負載的特性而變化,與該電感的變化相應(yīng)地諧振電路的諧振頻率變化。
通過這樣構(gòu)成,在線圈11a中流過幾十a(chǎn)左右的高頻電流,通過由流動的高頻電流產(chǎn)生的高頻磁通對載置于線圈11a的正上方的頂板4上的被加熱物5進行感應(yīng)加熱。作為開關(guān)元件的igbt23a、igbt23b例如由包含硅系的半導(dǎo)體的構(gòu)成,但也可以是使用碳化硅或者氮化鎵系材料等寬帶隙半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。
通過將寬帶隙半導(dǎo)體用作開關(guān)元件,能夠減少開關(guān)元件的通電損耗,并且即使將開關(guān)頻率(驅(qū)動頻率)設(shè)為高頻(高速),驅(qū)動電路的耐熱特性也良好,所以能夠?qū)Ⅱ?qū)動電路的散熱片小型化,能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動電路的小型化以及低成本化。
線圈電流檢測單元25b與包括線圈11a和諧振電容器24a的諧振電路連接。線圈電流檢測單元25b例如包括電流傳感器,檢測在線圈11a中流過的電流,將與線圈電流值相當(dāng)?shù)碾妷盒盘栞敵龅街骺刂撇?5a。
圖3是示出實施方式1的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖3中示出將電氣設(shè)備200載置于感應(yīng)加熱烹飪器100的頂板4之上的狀態(tài)。
如圖3所示,非接觸電力傳送系統(tǒng)包括電氣設(shè)備200以及作為非接觸電力傳送裝置的感應(yīng)加熱烹飪器100。
作為非接觸電力傳送裝置的感應(yīng)加熱烹飪器100在頂板4之下配置有線圈11a、主發(fā)送接收部30a、主顯示操作部43a、主控制部45a以及驅(qū)動電路50。
主發(fā)送接收部30a例如包括適合于無線lan、bluetooth(注冊商標)、紅外線通信等任意的通信標準的無線通信接口。主發(fā)送接收部30a與電氣設(shè)備200的副發(fā)送接收部30b進行雙向的信息通信。
主控制部45a包括微型計算機或者dsp(數(shù)字信號處理器)等。主控制部45a根據(jù)來自主顯示操作部43a的操作內(nèi)容以及從主發(fā)送接收部30a接收到的通信信息控制驅(qū)動電路50。另外,主控制部45a根據(jù)動作狀態(tài)等進行向主顯示操作部43a的顯示。
電氣設(shè)備200例如包括具有馬達的果汁機(攪拌器)、具有加熱器的烘烤裝置等。電氣設(shè)備200載置于感應(yīng)加熱烹飪器100的頂板4之上,以非接觸方式從感應(yīng)加熱烹飪器100接受電力。
電氣設(shè)備200具有通過電磁感應(yīng)接受電力的受電線圈11b、對受電線圈11b所接受的電力進行整流以及平滑化的受電電路60以及對由受電電路60平滑而獲得的電力進行蓄電的蓄電池62。另外,在本實施方式1中,具備利用由受電電路60平滑而獲得的電力(直流電力)進行動作的負載電路70。此外,也可以做成不經(jīng)由受電電路60而向負載電路70供給受電線圈11b所接受的電力(交流電力)的結(jié)構(gòu)。
另外,電氣設(shè)備200具有副發(fā)送接收部30b、副顯示操作部43b和副控制部45b。
副發(fā)送接收部30b包括適合于主發(fā)送接收部30a的通信標準的無線通信接口。副發(fā)送接收部30b與感應(yīng)加熱烹飪器100的主發(fā)送接收部30a進行雙向的信息通信。
副控制部45b包括微型計算機或者dsp(數(shù)字信號處理器)等。副控制部45b根據(jù)來自副顯示操作部43b的操作內(nèi)容,從副發(fā)送接收部30b發(fā)送通信信息。另外,副控制部45b根據(jù)電氣設(shè)備200的動作狀態(tài)或從主發(fā)送接收部30a接收到的通信信息等進行向副顯示操作部43b的顯示。
副發(fā)送接收部30b、副顯示操作部43b、副控制部45b在受電線圈11b未受電的狀態(tài)下,也能夠利用蓄電池62所蓄積的電力進行動作。此外,在本實施方式1中,說明將受電線圈11b所接受的電力蓄積到蓄電池62的結(jié)構(gòu),但本發(fā)明不限于此。例如,也可以使用一次電池而不使用蓄電池62。
另外,電氣設(shè)備200具有對受電線圈11b與受電電路60之間的連接進行開閉的開關(guān)63以及控制該開關(guān)63的電氣特性探測部64。
通過將開關(guān)63設(shè)為打開狀態(tài),停止供給受電線圈11b所感應(yīng)出的電力。
電氣特性探測部64探測從感應(yīng)加熱烹飪器100供給的電力(高頻電力)的電氣特性,根據(jù)探測結(jié)果控制開關(guān)63。作為電氣特性,例如能夠使用受電線圈11b所接受的電力、受電線圈11b所感應(yīng)出的電壓、受電線圈11b中流過的電流等。該電氣特性探測部64例如包括根據(jù)電壓傳感器、電流傳感器等各種傳感器以及該傳感器的探測結(jié)果來控制開關(guān)63的微型計算機等。
此外,頂板4相當(dāng)于本發(fā)明中的“支承體”。
此外,主控制部45a相當(dāng)于本發(fā)明中的“控制裝置”。另外,副顯示操作部43b相當(dāng)于本發(fā)明中的“操作部”。
另外,電氣特性探測部64相當(dāng)于本發(fā)明中的“第2控制裝置”。
(動作)
接下來,說明本實施方式1的感應(yīng)加熱烹飪器100的加熱動作和供電動作(電力傳送動作)。
(加熱動作)
由使用者將被加熱物5載置到加熱口,在主顯示操作部43a指示加熱開始(火力接入)。主控制部45a根據(jù)所設(shè)定的電力(火力)控制逆變器電路23。對逆變器電路23的igbt23a以及igbt23b輸入例如20khz~80khz左右的高頻的驅(qū)動信號,使igbt23a以及igbt23b交替地進行導(dǎo)通或截止的開關(guān)動作,從而將高頻電流供給到包括線圈11a和諧振電容器24a的諧振電路。當(dāng)高頻電流流過線圈11a時產(chǎn)生高頻磁場,在被加熱物5的底部,渦電流向抵消磁通變化的方向流動,利用該流動的渦電流的損耗對被加熱物5進行加熱。
(供電動作)
圖4是示出實施方式1的非接觸電力傳送系統(tǒng)的供電動作的流程圖。
使用者將電氣設(shè)備200載置到感應(yīng)加熱烹飪器100的加熱口。使用者接通感應(yīng)加熱烹飪器100的電源開關(guān),設(shè)成感應(yīng)加熱烹飪器100的各結(jié)構(gòu)部能夠進行動作的狀態(tài)(備用狀態(tài))。
電氣設(shè)備200的副控制部45b確認有沒有來自副顯示操作部43b的輸入操作(s1)。該輸入操作例如能夠通過接通電氣設(shè)備200的電源開關(guān)或者接通開始電氣設(shè)備200的動作的開始開關(guān)等任意方法來實現(xiàn)。
副控制部45b在判斷為有來自副顯示操作部43b的輸入操作的情況下,經(jīng)由副發(fā)送接收部30b發(fā)送固有識別信號(s2)。該固有識別信號例如是包括mac地址等固有地賦予給該電氣設(shè)備200的信息、表示電氣設(shè)備200的設(shè)備種類的信息或者額定電力、額定電壓、額定頻率等與設(shè)備規(guī)格相關(guān)的信息等預(yù)先設(shè)定的任意信息的通信信號(信息信號)。
感應(yīng)加熱烹飪器100的主發(fā)送接收部30a接收從電氣設(shè)備200發(fā)送的通信信號(s11)。主控制部45a判定主發(fā)送接收部30a是否接收到來自電氣設(shè)備200的固有識別信號(s12)。在未接收到固有識別信號的情況下,返回到步驟s11。
另一方面,在接收到固有識別信號的情況下,主控制部45a根據(jù)所接收到的固有識別信號控制驅(qū)動電路50,開始向電氣設(shè)備200的供電動作(s13)。
在供電動作(電力傳送動作)中,主控制部45a例如控制逆變器電路23的驅(qū)動信號以使輸入到線圈11a的電力為預(yù)先設(shè)定的電力。
此外,供電動作中的逆變器電路23的控制不限于預(yù)先設(shè)定的電力,也可以進行與固有識別信號的內(nèi)容相應(yīng)的控制。例如,主控制部45a也可以與多個電氣設(shè)備200各自的固有識別信號對應(yīng)地存儲所供給的電力、電壓、頻率等,并控制逆變器電路23以進行對應(yīng)于所接收到的固有識別信號的供電。另外,也可以根據(jù)電氣設(shè)備200的種類、設(shè)備規(guī)格等預(yù)先存儲多個供電模型(pattern)的信息,并與所接收到的固有識別信號對應(yīng)地控制逆變器電路23。
通過逆變器電路23的驅(qū)動,線圈11a產(chǎn)生高頻磁場(電磁場),電氣設(shè)備200的受電線圈11b產(chǎn)生由電磁感應(yīng)引起的電動勢。然后,流過受電線圈11b的高頻電流由受電電路60整流以及平滑化,被供給到負載電路70。另外,將從受電電路60輸出的電力的一部分蓄積到蓄電池62。
電氣設(shè)備200的電氣特性探測部64探測受電線圈11b所接受的電力的電氣特性(s3),判定該受電電力的電氣特性是否適當(dāng)(s4)。在電氣特性適當(dāng)?shù)那闆r下,將開關(guān)63設(shè)為閉合狀態(tài)而使電氣設(shè)備200進行受電(s7),返回到步驟s3。關(guān)于電氣特性是否適當(dāng)?shù)呐卸?,例如在受電線圈11b所接受的電力、受電線圈11b所感應(yīng)出的電壓或者流過受電線圈11b的電流等的值未超過閾值的情況下,判定為適當(dāng)。
電氣特性探測部64在判定為電氣特性不適當(dāng)?shù)那闆r下,將開關(guān)63設(shè)為打開狀態(tài)(s5)。由此,切斷受電線圈11b與受電電路60(負載電路70)之間的連接,停止受電。
在開關(guān)63進行動作而停止受電時,副控制部45b經(jīng)由副發(fā)送接收部30b發(fā)送受電停止信號(s6),返回到步驟s1。此外,副控制部45b也可以例如從副顯示操作部43b通知停止了受電的意思。
感應(yīng)加熱烹飪器100的主發(fā)送接收部30a接收從電氣設(shè)備200發(fā)送的通信信號(s14)。主控制部45a判定主發(fā)送接收部30a是否接收到來自電氣設(shè)備200的受電停止信號(s15)。在未接收到受電停止信號的情況下返回到步驟s14。
另一方面,在接收到受電停止信號的情況下,主控制部45a使驅(qū)動電路50的逆變器電路23的動作停止,停止向電氣設(shè)備200的供電動作(s16),返回到步驟s11。此外,主控制部45a也可以例如從主顯示操作部43a通知停止了供電動作的意思。
這樣,通過使電氣設(shè)備200的開關(guān)63進行動作,能夠防止對電氣設(shè)備200不適當(dāng)?shù)墓╇?。另外,在感?yīng)加熱烹飪器100的主發(fā)送接收部30a接收到受電停止信號的情況下,主控制部45a停止線圈11a的通電,從而能夠抑制無用電力的通電。
此外,也可以省略步驟s3~s6以及步驟s14~s16。另外,也可以僅省略步驟s6、s14~s16,并省略感應(yīng)加熱烹飪器100側(cè)的供電的停止動作。
如上所述,在本實施方式1中,根據(jù)從電氣設(shè)備200發(fā)送的固有識別信號進行供電動作,所以能夠精度良好地判斷電氣設(shè)備200被載置于頂板4的狀態(tài),能夠向電氣設(shè)備200供給適當(dāng)?shù)碾娏?。另外,通過來自電氣設(shè)備200的副顯示操作部43b的輸入操作,發(fā)送固有識別信號,所以能夠精度良好地判斷將電氣設(shè)備200載置于頂板4的狀態(tài),能夠向電氣設(shè)備200供給適當(dāng)?shù)碾娏?。因此,能夠獲得高可靠性的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
另外,電氣設(shè)備200具備蓄電池62,副發(fā)送接收部30b、副顯示操作部43b以及副控制部45b利用該蓄電池62的電力進行動作,所以,在沒有來自感應(yīng)加熱烹飪器100的供電的狀態(tài)下,也能夠從電氣設(shè)備200發(fā)送固有識別信號。因此,能夠獲得消除了載置于頂板4的電氣設(shè)備200的判別錯誤的、高可靠性的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
(其它驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)例)
圖5是示出實施方式1的感應(yīng)加熱烹飪器的其它驅(qū)動電路的圖。
圖5所示的驅(qū)動電路50包括所謂的全橋型的逆變器,在該全橋型的逆變器中,相對于圖2的逆變器電路23追加連接有作為開關(guān)元件的igbt23e、igbt23f以及作為續(xù)流二極管的二極管23g、二極管23h。此外,其它結(jié)構(gòu)與圖2相同,對同一部分附加同一符號。
主控制部45a輸出驅(qū)動逆變器電路23的各開關(guān)元件(igbt23a、23b、23e、23f)的驅(qū)動信號,與上述動作同樣地,將向線圈11a輸入的電力控制成在加熱動作中設(shè)定的電力以及在供電動作中設(shè)定的電力。在這樣的結(jié)構(gòu)中,也能夠獲得相同的效果。
實施方式2.
以下,以與上述實施方式1的不同點為中心,說明本實施方式2中的感應(yīng)加熱烹飪器100的結(jié)構(gòu)以及動作。此外,在與上述實施方式1相同的結(jié)構(gòu)中,對同一部分附加同一符號。
圖6是示出實施方式2的感應(yīng)加熱烹飪器的驅(qū)動電路的一部分的圖。
此外,在圖6中僅圖示出圖2所示的驅(qū)動電路50的一部分結(jié)構(gòu)。
如圖6所示,在逆變器電路23的輸出側(cè)設(shè)置有電壓檢測單元26。電壓檢測單元26例如包括電壓傳感器,檢測施加到包括線圈11a和諧振電容器24a的諧振電路的電壓,向主控制部45a輸出與檢測到的電壓值相當(dāng)?shù)碾妷盒盘枴?/p>
其它結(jié)構(gòu)與上述實施方式1相同。
在這里,有時電氣設(shè)備200例如是果汁機或攪拌器等,作為負載電路70具備換向器馬達(以下稱為馬達)。在這樣的電氣設(shè)備200中,在進行電力控制以使供電電力恒定的情況下,馬達的轉(zhuǎn)速根據(jù)馬達的負載(在這里是攪拌器內(nèi)部的被烹飪物的量)而變化。即,當(dāng)在輕負載的狀態(tài)下進行電力控制時,馬達將在達到預(yù)定電力之前提升轉(zhuǎn)速,有可能超過馬達的容許最大轉(zhuǎn)速。
因此,本實施方式2的感應(yīng)加熱烹飪器100的主控制部45a在供電動作中,控制逆變器電路23以使施加到線圈11a的電壓成為與固有識別信號相應(yīng)的電壓值。
例如,主控制部45a與多個電氣設(shè)備200各自的固有識別信號對應(yīng)地預(yù)先存儲電壓的信息,控制逆變器電路23以使得成為對應(yīng)于所接收到的固有識別信號的電壓。
通過進行這樣的動作,在輕負載的情況下能夠以低電力進行驅(qū)動,所以作為負載電路70,馬達不會超過容許最大轉(zhuǎn)速而進行驅(qū)動,能夠獲得高可靠性的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
另外,在使用將由電氣特性探測部64探測到的電壓信息從副發(fā)送接收部30b發(fā)送到主發(fā)送接收部30a、并根據(jù)該電壓信息通過主控制部45a控制逆變器電路23的方式的情況下,也能夠獲得高可靠性的非接觸電力傳送系統(tǒng)。
實施方式3.
以下,以與上述實施方式1的不同點為中心,說明本實施方式3中的感應(yīng)加熱烹飪器100的結(jié)構(gòu)以及動作。此外,在與上述實施方式1相同的結(jié)構(gòu)中,對同一部分附加同一符號。
如上所述,感應(yīng)加熱烹飪器100通過使高頻電流流過線圈11a而產(chǎn)生高頻磁通,通過受電線圈11b的電磁感應(yīng)進行向電氣設(shè)備200的供電。
在這里,線圈11a所產(chǎn)生的高頻磁通(高頻電波)的一部分泄漏到感應(yīng)加熱烹飪器100的周圍。這樣的泄漏磁通(泄漏電波)到達電氣設(shè)備200或其它電氣設(shè)備等,根據(jù)其頻帶,有可能對電氣設(shè)備200、其它電氣設(shè)備等造成影響。
為了抑制這樣的泄漏磁通,可考慮對感應(yīng)加熱烹飪器100設(shè)置噪聲濾波器。但是,在以多個驅(qū)動頻率驅(qū)動逆變器電路23時,感應(yīng)加熱烹飪器100的噪聲濾波器變得昂貴,并且伴隨著噪聲濾波器的大型化,感應(yīng)加熱烹飪器100自身也大型化。
因此,本實施方式3中的感應(yīng)加熱烹飪器100的主控制部45a在供電動作中,在將逆變器電路23的驅(qū)動頻率固定為預(yù)先設(shè)定的頻率的狀態(tài)下,使逆變器電路23的驅(qū)動信號的占空比可變,進行供電電力的控制。
以下,使用圖7以及圖8來具體說明。
圖7是示出實施方式3的逆變器電路的驅(qū)動信號的一個例子的圖。
圖7的(a)是電力大的狀態(tài)下的各開關(guān)的驅(qū)動信號的例子,圖7的(b)是電力小的狀態(tài)下的各開關(guān)的驅(qū)動信號的例子。
主控制部45a將預(yù)先設(shè)定的頻率的驅(qū)動信號輸出到逆變器電路23的igbt23a以及igbt23b。通過在固定該驅(qū)動信號的頻率的狀態(tài)下使占空比可變,從而使逆變器電路23的輸出增加或減少。
圖8是示出實施方式3的逆變器電路的輸入電力相對于占空比的特性的圖。
圖8示出在固定逆變器電路23的驅(qū)動頻率的狀態(tài)下使驅(qū)動信號的占空比變化時的輸入電力。
如圖8所示,在驅(qū)動頻率固定(恒定)的情況下,通過改變占空比,能夠使輸入電力(逆變器電路23的輸出電力)增加或減少。在該情況下,一般在0至0.5的范圍或者0.5至1的范圍利用占空比來控制輸入電力。在使占空比從0變化至0.5的情況下,能夠通過提高占空比來提高輸入電力。
在圖7所示的驅(qū)動信號中,在圖7的(a)的例子中圖示出驅(qū)動信號的1個周期中的igbt23a的導(dǎo)通時間t11a(igbt23b的截止時間)與igbt23a的截止時間t11b(igbt23b的導(dǎo)通時間)的比率相同的情況即占空比為0.5的情況。
另外,在圖7的(b)的例子中圖示出驅(qū)動信號的1個周期中的igbt23a的截止時間t11d(igbt23b的導(dǎo)通時間)比igbt23a的導(dǎo)通時間t11c(igbt23b的截止時間)長的情況(占空比為0.4的情況)。
在這里,由于圖7的(a)、(b)的驅(qū)動信號的1個周期的時間t11相同,即驅(qū)動信號的驅(qū)動頻率相同,所以可知圖7的(a)是比圖7的(b)的輸入電力高的狀態(tài)。
通過以上動作,在將逆變器電路23的驅(qū)動頻率固定為預(yù)先設(shè)定的頻率的狀態(tài)下使逆變器電路23的驅(qū)動信號的占空比可變,所以能夠控制向電氣設(shè)備200供給的電力。另外,由于將驅(qū)動頻率固定為預(yù)先設(shè)定的頻率,所以用于抑制泄漏磁通的噪聲濾波器變得廉價且小型化。另外,能夠抑制泄漏磁通對電氣設(shè)備200以及其它電氣設(shè)備等的影響。
此外,在上述說明中說明了固定為預(yù)先設(shè)定的頻率的情況,但本發(fā)明不限于此,也可以并用預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)的頻率控制以及上述的占空控制。在這樣的結(jié)構(gòu)下,與以寬范圍的驅(qū)動頻率驅(qū)動逆變器電路23的情況相比,作為用于抑制泄漏磁通的噪聲濾波器也能夠使用廉價且小型的噪聲濾波器。
此外,在作為逆變器電路23的結(jié)構(gòu)而應(yīng)用圖5所示的全橋型的逆變器的情況下,與圖2所示的半橋型的逆變器相比,將頻率固定而驅(qū)動時的能夠控制的電力范圍較寬,從低電力至高電力都能夠以將頻率固定的狀態(tài)進行控制。
實施方式4.
以下,以與上述實施方式1的不同點為中心,說明本實施方式4的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及動作。此外,在與上述實施方式1相同的結(jié)構(gòu)中,對同一部分附加同一符號。
圖9是示出實施方式4的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
在圖9中示出將電氣設(shè)備200載置于感應(yīng)加熱烹飪器100的頂板4之上的狀態(tài)。
如圖9所示,實施方式4的電氣設(shè)備200具備變換電路71以及插座(電源插座)72。
變換電路71將由受電電路60整流以及平滑化而獲得的電力變換成預(yù)先設(shè)定的頻率的交流電壓。例如,變換成100v50hz的交流電壓。
對插座72連接外部設(shè)備的插頭73,將變換電路71的輸出電壓供給到外部設(shè)備。
此外,其它結(jié)構(gòu)以及供電動作與上述實施方式1~3中的任意的實施方式相同。
通過這樣的結(jié)構(gòu),能夠從電氣設(shè)備200向其它電氣設(shè)備供給電力。例如,電氣設(shè)備200能夠作為電源裝置發(fā)揮功能,對不具備受電線圈11b的攪拌器等電氣設(shè)備供給電力。因此,能夠提高使用者的便利性。
此外,在上述實施方式1~4中,作為本發(fā)明的非接觸電力傳送裝置的一個例子,以感應(yīng)加熱烹飪器100為例進行了說明,但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明能夠應(yīng)用于通過感應(yīng)加熱進行加熱烹飪的電飯鍋等采用感應(yīng)加熱方式的任意的設(shè)備。
實施方式5.
在上述實施方式1~4中,說明了向電氣設(shè)備傳送電力以及加熱被加熱物的非接觸電力傳送裝置。在本實施方式5中,說明省略加熱被加熱物的功能而僅向電氣設(shè)備傳送電力的非接觸電力傳送裝置。
圖10是示出實施方式5的非接觸電力傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖10所示,實施方式5的非接觸電力傳送系統(tǒng)包括非接觸電力傳送裝置300以及電氣設(shè)備200。
非接觸電力傳送裝置300具備支承體301,該支承體301構(gòu)成為在從線圈11a產(chǎn)生的高頻磁場(電磁場)內(nèi)支承電氣設(shè)備200。
電氣設(shè)備200的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1~4中的任意的實施方式相同。
另外,非接觸電力傳送裝置300的線圈11a、主發(fā)送接收部30a、主顯示操作部43a、主控制部45a以及驅(qū)動電路50的結(jié)構(gòu)與上述實施方式1~4中的任意的實施方式相同。本實施方式5的非接觸電力傳送裝置300進行上述的供電動作。
這樣,非接觸電力傳送裝置300的支承體301也可以構(gòu)成為在非接觸電力傳送裝置300的下方支承電氣設(shè)備200。此外,本發(fā)明不限于此,也可以相對于非接觸電力傳送裝置300在任意位置支承電氣設(shè)備200。
另外,非接觸電力傳送裝置300也可以是不進行加熱動作的結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)也能夠向電氣設(shè)備200供給適當(dāng)?shù)碾娏ΑA硗?,由于通過來自電氣設(shè)備200的副顯示操作部43b的輸入操作發(fā)送固有識別信號,所以能夠精度良好地判斷將電氣設(shè)備200支承于支承體301的狀態(tài),能夠向電氣設(shè)備200供給適當(dāng)?shù)碾娏ΑR虼?,能夠獲得高可靠性的非接觸電力傳送系統(tǒng)。