Aparato de cocción mediante calentamiento por inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente,

que comprende:

una unidad de suministro de corriente (10) para rectificar/filtrar una señal de suministro de corriente CA, y que proporciona un circuito del aparato de cocción mediante calentamiento por inducción con una señal de suministro de corriente;

una unidad inversora (20) para realizar una operación de conmutación al recibir una señal de entrada (Vin) de la unidad de suministro de corriente (10) y transmitir una señal de corriente a una bobina sobre la cual se apoya un recipiente de cocción, caracterizado porque presenta

un controlador de salida constante (30) para generar una señal de control de la duración del impulso (Vc) para variar la duración de un impulso de excitación aplicado a la unidad inversora (20) según una señal de entrada, para permitir a la unidad inversora (20) generar un señal de salida constante, reduciendo la señal de control de la duración del impulso (Vc) la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es superior a la señal de control de salida constante de referencia, e incrementando la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es igual o inferior a la señal de control de salida constante de referencia,

un detector de carga reducida (40) conectado a un terminal de salida del controlador de salida constante, para determinar la ausencia de una carga de cocción cuando la señal de entrada (Vin) es inferior a la señal de referencia (Vref) que es la señal de control de la duración del impulso (Vc) dividida por la relación entre resistencias y generar una señal de realimentación (Vfd) para interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20); y

un microprocesador (50) para transmitir una señal de control de salida constante al controlador de salida constante para permitir que la unidad inversora (20) genere la señal de salida constante, e interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20) cuando la señal de control de realimentación (Vfd) es cero

Aparato de cocción mediante calentamiento por inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un aparato de cocción mediante calentamiento por inducción para determinar la presencia o ausencia de un estado sin carga en el cual, en una operación de calentamiento normal, el recipiente se desplaza a una posición de excentricidad saliendo completamente de la zona de cocción, interrumpir el funcionamiento de un circuito inversor si se determina la presencia de un estado sin carga e incrementar de este modo la estabilidad de un sistema de circuitos.

Generalmente, un dispositivo de cocción (también denominado aparato de cocción) comprende: un cuerpo principal que presenta un tablero de control que permite determinar si se recibe una señal de suministro de corriente al recibir una señal de mando de un usuario; un recipiente de cocción depositado sobre el cuerpo principal para contener alimentos; y un calentador de cocción instalado en la parte inferior del recipiente de cocción o en un lado interior del cuerpo principal para cocer los alimentos introducidos en el recipiente de cocción.

Un esquema de calentamiento por inducción aplica una señal de corriente a una bobina formada en el cuerpo principal que permite generar una corriente de inducción en un recipiente magnético gracias al campo magnético generado por la señal de corriente aplicada a la bobina, calentando el recipiente. Se han diseñado diversos dispositivos de cocción, por ejemplo ollas arroceras, cacerolas, placas, sartenes, ollas de cocción lenta, etc. para utilizar el esquema de calentamiento por inducción arriba citado.

Un circuito inversor para utilizar en el aparato de cocción mediante calentamiento por inducción anteriormente mencionado conecta o desconecta un conmutador formado por un IGTB (transistor bipolar de puerto aislado), aplica una corriente de alta frecuencia de alta potencia a la bobina y calienta el recipiente situado sobre la bobina.

En particular, el aparato eléctrico para cocción de arroz calentado por inducción ha sido diseñado para evitar que el recipiente incurra en excentricidad respecto al centro de la bobina al depositar el recipiente (es decir, la olla interior) en la caja exterior del cuerpo principal. No obstante, también en otros aparatos tales como las placas vitrocerámicas puede tener lugar la excentricidad del recipiente distanciándolo de la zona de cocción predeterminada, de modo que cambia la inductancia de resonancia según el grado de excentricidad del recipiente. Como resultado, los alimentos pueden cocerse de forma desigual, o puede producirse un fallo del circuito.

En el ínterin, un aparato de cocción mediante calentamiento por inducción comprende: un cuerpo principal; un recipiente depositado en el cuerpo principal para contener los alimentos; y una bobina instalada en la parte inferior del recipiente o en la parte interior del cuerpo principal para proporcionar al recipiente calor para cocer los alimentos contenidos en el mismo.

El aparato de cocción mediante calentamiento por inducción comprende un unidad de entrada mediante botón para introducir una orden de cocción para guisar/cocer o calentar los alimentos, contenidos en el recipiente; un circuito inversor conectado a la unidad de entrada mediante botón para ajustar una corriente aplicada a la bobina según la orden de cocción; y un microprocesador para controlar la frecuencia operativa del circuito inversor.

En este caso, el circuito inversor se ha diseñado para presenta un valor único de la bobina que actúa como un inductor y un valor de resistencia único, de modo que tiene una inductancia de resonancia igual a la frecuencia de la fuente de alimentación de CA. El circuito inversor cambia la inductancia según las categorías de un recipiente magnético conectado a la bobina o del grado de excentricidad del recipiente, dando como resultado un diseño complicado del circuito.

Si un aparato de cocción tal como la placa de cocina de la figura 1 comprende un recipiente que presenta una excentricidad y se calienta, la inductancia de resonancia cambia y es diferente de la inductancia predeterminada diseñada en el circuito, de modo que los alimentos pueden cocerse de forma desigual o puede producirse un fallo.

En otras palabras, si se fija el radio de una zona de cocción en un radio predeterminado D, aumenta la resonancia, a la vez que se reduce la resistencia, proporcionalmente a la distancia D desde el centro de la zona de cocción al centro del punto de apoyo del recipiente calentado. A continuación se describe, haciendo referencia a la figura 2, una variación de la potencia de salida dependiendo de las características anteriormente mencionadas. En la figura 2, en el eje x se representa la frecuencia operativa dependiendo de la variación de la inductancia de resonancia debida a la excentricidad del recipiente, y en el eje y se representa la potencia de salida dependiendo de la misma.

Tal como muestra la figura 2, la frecuencia operativa del inversor es inversamente proporcional a la potencia de salida. El circuito inversor reduce la frecuencia operativa de la frecuencia operativa inicial (F1) de 40 kHz para un funcionamiento inicial de accionamiento estable, a una frecuencia operativa normal (F2) de 23 kHz en la cual se genera una potencia normal. Si la tensión (es decir, una tensión de entrada Vin) entre los dos extremos de una bobina conectada a un recipiente es inferior a la tensión de referencia Vref, los circuitos inversores detienen el accionamiento. Esto se denomina un estado de detección de carga reducida. Si se detecta una carga de cocción inferior a la carga de referencia, se utiliza el estado de detección de carga reducida para bloquear el circuito y evitar que se accione, obteniendo un incremento de la estabilidad del circuito.

Cuando se genera una potencia normal porque la frecuencia inicial F1 cambia a la frecuencia de funcionamiento normal F2, si el valor de D aumenta, un circuito inversor convencional reduce la frecuencia operativa inversora proporcionalmente a la inductancia de resonancia, de modo que realiza una función de control de salida constante.

Cuando el grado de excentricidad aumenta y el recipiente calentado se deposita en un punto específico completamente separado de una zona de cocción predeterminada, se estable un estado sin carga. En este caso, el circuito inversor convencional reduce la frecuencia operativa inversora a una frecuencia operativa máxima (F3) de 20 kHz, como representa la línea de puntos en negrita de la figura 2.

En la figura 2, G1 indica el estado en el cual el recipiente calentado se encuentra dispuesto en el centro de la zona de cocción, G2 indica el estado en el cual el recipiente calentado se encuentra dispuesto excéntricamente en un valor predeterminado de D/2, G3 indica el estado en el cual el recipiente calentado se encuentra dispuesto excéntricamente en un valor predeterminado de D, y G4 indica la relación entre la frecuencia operativa y la potencia de salida cuando el recipiente calentado sale completamente de la zona de cocción por el punto D. Por lo tanto, cuando aumenta el grado de excentricidad del recipiente calentado, la línea de puntos en negrita se desplaza desde la línea G1 a la línea G4.

Tal como muestra la figura 3, el circuito inversor reduce la frecuencia operativa cuando el recipiente se desplaza desde un período inicial de accionamiento T1 a un intervalo operativo normal T2 según la variación de la tensión de entrada Vin, de modo que realiza una función constante de control de la salida capaz de mantener la potencia de salida en un nivel predeterminado, dotando al recipiente de un suministro de calor constante.

Si la excentricidad del recipiente se produce en T3, la tensión de entrada Vin aplicada al circuito se reduce y la frecuencia operativa disminuye para establecer una función de control de salida constante. La frecuencia operativa no se reduce a la frecuencia operativa mínima o frecuencia inferior F3 definida por el diseñador de circuitos, de modo que la operación de conmutación del inversor se mantiene y se genera la potencia P3. Por lo tanto, cuando el diseñador determina un estado sin carga se genera una potencia superior a la potencia mínima P1.

Así pues, si el recipiente de cocción incurre en una excentricidad elevada y sale de una zona de cocción predeterminada, tal como se representa mediante T4...

1. Aparato de cocción mediante calentamiento por inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente, que comprende:

una unidad de suministro de corriente (10) para rectificar/filtrar una señal de suministro de corriente CA, y que proporciona un circuito del aparato de cocción mediante calentamiento por inducción con una señal de suministro de corriente;

una unidad inversora (20) para realizar una operación de conmutación al recibir una señal de entrada (Vin) de la unidad de suministro de corriente (10) y transmitir una señal de corriente a una bobina sobre la cual se apoya un recipiente de cocción, caracterizado porque presenta

un controlador de salida constante (30) para generar una señal de control de la duración del impulso (Vc) para variar la duración de un impulso de excitación aplicado a la unidad inversora (20) según una señal de entrada, para permitir a la unidad inversora (20) generar un señal de salida constante, reduciendo la señal de control de la duración del impulso (Vc) la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es superior a la señal de control de salida constante de referencia, e incrementando la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es igual o inferior a la señal de control de salida constante de referencia,

un detector de carga reducida (40) conectado a un terminal de salida del controlador de salida constante, para determinar la ausencia de una carga de cocción cuando la señal de entrada (Vin) es inferior a la señal de referencia (Vref) que es la señal de control de la duración del impulso (Vc) dividida por la relación entre resistencias y generar una señal de realimentación (Vfd) para interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20); y

un microprocesador (50) para transmitir una señal de control de salida constante al controlador de salida constante para permitir que la unidad inversora (20) genere la señal de salida constante, e interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20) cuando la señal de control de realimentación (Vfd) es cero.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la unidad de suministro de corriente (10) comprende:

una unidad de suministro de corriente CA (11) para proporcionar al aparato de cocción mediante calentamiento por inducción la señal de suministro de corriente CA;

un rectificador (12) para rectificar la señal de suministro de corriente CA recibida de la unidad de suministro de corriente CA (11); y

un filtro (13) para filtrar la señal de suministro de corriente CA rectificada recibida del rectificador (12) y transmitir la señal de suministro de corriente CA filtrada que actúa como señal de entrada al circuito.

3. Aparato según la reivindicación 2, que comprende además:

un generador de impulsos (70) para hacer funcionar un transistor al recibir la señal de control de la duración del impulso (Vc) del controlador de salida constante (30), ajustar la resistencia de un oscilador para variar la duración del impulso y generar el impulso de excitación.

4. Aparato según la reivindicación 3, que comprende además:

un accionador de conmutador (80) para transmitir el impulso de excitación generado por el generador de impulsos (70) a un puerto de un conmutador contenido en la unidad inversora (20) y conmutar el conmutador a la posición de conexión.

5. Aparato según la reivindicación 1, que comprende además:

un detector de señal de entrada (60) conectado a la unidad de suministro de corriente, para detectar la señal de entrada (Vin) que varía con la carga de cocción.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el que el detector de carga reducida (40) comprende un amplificador diferencial en el cual la señal de control de la duración del impulso (Vc) generada por el controlador de salida constante (30) se divide por una relación entre resistencias, y el resultado de la división se aplica a un terminal negativo (-), y la señal de entrada (Vin) detectada por el detector de señal de entrada (60) se aplica a un terminal positivo (+).

7. Aparato según la reivindicación 5, en el que el controlador de salida constante (30) comprende un amplificador diferencial en el cual la señal de entrada (Vin) detectada por el detector de señal de entrada (60) se aplica a un terminal negativo (-), y la señal de control de salida constante generada por el microprocesador se aplica a un terminal positivo (+).