CN111108812A - 包括电磁干扰滤波器的感应灶具 - Google Patents
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Abstract
披露了一种感应灶具，该感应灶具包括AC功率输入端(2)和功率转换机构(3)，该功率转换机构被适配成向感应线圈提供高频电流，其中，电磁滤波部分(1)设置在所述AC功率输入端(2)与所述功率转换机构(3)之间，所述电磁滤波部分(1)包括共模滤波器件和差模滤波器件，其中，所述电磁滤波部分(1)包括闭合磁芯元件(4)，至少两个线圈(5，6)围绕该闭合磁芯元件设置，所述闭合磁芯元件(4)和所述线圈(5，6)提供所述共模滤波器件，并且其中，所述差模滤波器件被配置成使每个线圈(5，6)的线圈端部(5.1，5.2，6.1，6.2)之间实现正向磁通量以便获得差模滤波效果。
Description
本发明总体上涉及感应灶具领域。更具体地，本发明涉及一种包括用于对感应灶具的功率单元中出现的干扰进行滤波的电磁干扰滤波器的感应灶具。
背景技术
用于制备食物的感应灶具在现有技术中是众所周知的。典型地，感应灶具包括至少一个加热区，该至少一个加热区与至少一个感应线圈相关联。为了加热放置在加热区上的炊具，感应线圈与用于驱动交流(AC)电流通过感应元件的电子驱动装置(以下称为功率单元)耦合。所述功率单元可以包括AC功率输入端以及向感应线圈提供高频电流的功率转换机构。
不利地，在所述功率单元内产生高频噪声。所述高频噪声例如对AC市电电压具有有害影响。因此，使用电磁干扰滤波器来减小高频噪声的影响。所述电磁干扰滤波器可以包括多个电气部件以便实现共模滤波能力和差模滤波能力。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种包括滤波器复杂度减小的电磁干扰滤波器的感应灶具。该目的是通过独立权利要求的特征来解决的。从属权利要求中给出了优选实施例。如果没有另外明确指出，则本发明的实施例和所述实施例的单独特征可以彼此自由组合。
根据一方面，本发明涉及一种感应灶具，该感应灶具包括AC功率输入端(即市电电压输入端)和功率转换机构，该功率转换机构被适配成向感应线圈提供高频电流。电磁滤波部分设置在所述AC功率输入端与所述功率转换机构之间。优选地，所述电磁滤波部分包括共模滤波器件和差模滤波器件。所述电磁滤波部分可以特别地包括闭合磁芯元件，至少两个线圈围绕该闭合磁芯元件设置。所述闭合磁芯元件和所述线圈优选地提供所述共模滤波器件。所述差模滤波器件更优选地被适配成使每个线圈的线圈端部之间实现正向磁通量以便获得差模滤波效果。
因为所述电磁滤波部分在单一部件中提供共模滤波能力和差模滤波能力，因此所述感应灶具是有利的。由此，可以减小滤波部分的安装空间和制造成本。
根据实施例，所述闭合磁芯元件包括环状或多边形形状。所述闭合磁芯元件可以由单一芯元件构建或可以包括多个芯元件部分，这些芯元件部分被组装好从而构建了闭合磁芯元件。
根据实施例，所述差模滤波器件包括布置在所述线圈之间的棒形或板形芯元件。基于所述棒形或板形芯元件，创建了磁通量的捷径，所述捷径布置在这些电磁线圈之间。所述棒形或板形芯元件向由闭合磁芯元件和一对线圈形成的共模滤波器添加了差模滤波能力。
根据实施例，气隙设置在所述棒形或板形芯元件与所述闭合磁芯元件之间的一侧或每一侧。由此，滤波部分的滤波行为可以根据所需的需求来设计。具体地，共模滤波能力与差模滤波能力之间的关系可以通过包括一个或两个气隙、相应地通过选择气隙的宽度来进行调整。
根据实施例，所述闭合磁芯元件包括芯突出部，这些芯突出部在该闭合磁芯元件的相对部分处面向彼此，所述芯突出部形成用于使所述线圈之间的磁通量闭合的所述器件。因此，换言之，所述芯突出部部分地减小芯元件部分之间的缝隙，这些芯元件在所述两个线圈的线圈端部之间延伸。所述芯突出部可以在闭合磁芯元件处一体地形成。优选地，单一气隙设置在所述两个线圈之间的以及所述芯突出部之间的中央区域中。
根据实施例，闭合磁芯元件的布置在所述线圈之间的部分包括E形或基本上E形的形状。例如，E形磁芯元件部分的上腿和下腿延伸进入所述线圈的内部分中，并且中央腿形成芯突出部，该芯突出部延伸进入布置在所述线圈之间的中央部分中。
根据实施例，所述闭合磁芯元件和/或所述棒形或板形芯元件是注射成型元件或粉末压制成型元件。
根据实施例，所述闭合磁芯元件和/或所述棒形或板形芯元件由铁氧体或层压金属板制成。
根据实施例，所述线圈包括相同数量的绕组。优选地，所述线圈包括相同的缠绕方向。由此，获得了对称的滤波效果。
根据其他实施例，所述线圈包括不同的匝数。由此，增强了差分滤波效果。
根据实施例，所述闭合磁芯元件和/或所述棒形或板形芯元件的磁导率被选择为以便实现期望的滤波效果。由此，可以获得感应灶具应用的期望的滤波能力。
根据另一方面，提供了一种用于增大感应灶具中的差分滤波效果的方法。所述感应灶具包括AC功率输入端和功率转换机构，该功率转换机构被适配成向感应线圈提供高频电流。所述感应灶具进一步包括设置在所述AC功率输入与所述功率转换机构之间的电磁滤波部分。所述电磁滤波部分包括共模滤波器件和差模滤波器件。所述电磁滤波部分包括闭合磁芯元件，至少两个线圈围绕该闭合磁芯元件设置。所述闭合磁芯元件和所述线圈提供所述共模滤波。所述差模滤波器件使每个线圈的线圈端部之间实现正向磁通量以便获得差模滤波效果。
在本发明中使用的术语“基本上”、“大体上”或“大致”是指与准确值偏差+/-10％、优选地+/-5％、和/或对功能而言无关紧要的变化形式的偏差。
附图说明
从以下详细说明和附图中将容易理解本发明的各个方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1示出了感应灶具的功率单元的电路示意图；
图2示出了电磁滤波部分，该电磁滤波部分包括基于设置在线圈之间的附加芯部分的共模滤波能力和差模滤波能力；
图3展示了包括一对线圈和环形芯元件的扼流圈中的磁通量的抵消；
图4展示了另外包括棒形芯元件的扼流圈的差模滤波能力；
图5示出了具有棒形芯元件的扼流圈的实施例，该棒形芯元件借助于气隙与环形芯元件相距一定距离；并且
图6示出了包括线圈之间的芯突出部的电磁滤波部分的另一实施例，这些芯突出部由中央气隙间隔开。
具体实施方式
现在将参照这些附图对本发明进行更全面的描述，在附图中示出了示例性实施例。然而，本发明不应当被解释为局限于本文中阐述的这些实施例。贯穿以下说明，当适用时，使用类似的附图标记来表示类似的元件、零件、物件或特征。
图1展示了包括在感应灶具中的功率单元电路系统的等效电路示意图。
电路系统包括AC功率输入端2、功率转换机构3以及电磁滤波部分1，该电磁滤波部分被包括在所述AC功率输入端2与所述功率转换机构3之间。所述AC功率输入端2向功率转换机构3提供AC市电功率以便能够向与功率转换机构3耦合的感应线圈提供电功率。所述功率转换机构3可以提供用于驱动AC电流穿过感应线圈的电子驱动器件。例如，功率转换机构3可以包括开关部分，该开关部分包括一个或多个开关元件(比如IGBT)以及借助于开关部分而振荡的谐振部分。
为了避免或抑制AC功率输入端2与功率转换机构3之间的干扰，所述电磁滤波部分1提供电滤波能力。具体地，所述电磁滤波部分1被适配成抑制功率转换机构3中产生的并且对AC功率输入端2具有不利影响的高频干扰。
为了面对共模干扰和差模干扰，电磁滤波部分1包括共模滤波器件和差模滤波器件。
在现有技术的包括在感应灶具中的电磁滤波部分中，共模滤波器件和差模滤波器件由不同的滤波部分提供，即在图1的等效电路示意图中用虚线框突出显示的共模滤波部分1.1和差模滤波部分1.2。此外，所述共模滤波部分1.1和所述差模滤波部分1.2可以包括用于实现所述滤波部分1.1、1.2的不同电子元件。
图2示出了将共模滤波能力和差模滤波能力组合在单一电子装置中的电磁滤波部分1的实施例。电磁滤波部分1包括扼流圈，该扼流圈包括共模滤波器件和差模滤波器件。
更详细地，扼流圈包括闭合磁芯元件4和布置在所述闭合磁芯元件4处的一对线圈5、6。更详细地，闭合磁芯元件4包括第一线圈部分4.1和第二线圈部分4.2，所述线圈5、6设置在第一线圈部分和第二线圈部分处。具体地，线圈5的绕组缠绕在所述第一线圈部分4.1上，并且线圈6的绕组缠绕在所述第二线圈部分4.2上。所述第一线圈部分4.1和第二线圈部分4.2可以彼此相对布置。
此外，所述闭合磁芯元件4包括一对联接部分4.3、4.4，所述联接部分4.3、4.4在相反侧联接第一线圈部分和第二线圈部分4.1、4.2。更详细地，联接部分4.3可以被布置在线圈5、6的自由端部5.1、6.1之间，并且联接部分4.4可以被布置在线圈5、6的自由端部5.2、6.2之间。由此提供了闭合磁芯元件4。
所述闭合磁芯元件4可以包括环状、圆形或多边形(具体为矩形或方形)形状。
包括用于实现AC功率输入端2与功率转换机构3之间的电耦合的一对线圈5、6的闭合磁芯元件4用作共模滤波扼流圈，因为沿相同方向流动的电噪声信号在扼流圈内引起高阻抗并且因此被抑制。
但是，共模滤波扼流圈并不包括差分滤波能力，因为如图3所示，差模电流(I1，I2)引起的磁通量彼此抵消并且因此差模电流的阻抗是低的。
为了增强差模滤波能力，扼流圈包括板形或棒形芯元件7(参见图1)。所述板形或棒形芯元件7可以对称地布置在所述线圈5、6之间。芯元件7可以在联接部分4.3、4.4之间提供磁通量。根据实施例，芯元件7的自由端部可以邻接在联接部分4.3、4.4处。
如图4所示，差模电流(I1，I2)引起的磁通量在板形或棒形芯元件7中具有相同的流动方向，这提高了差模滤波能力。
图5示出了实现共模滤波能力和差模滤波能力的扼流圈的另一个实施例。鉴于图2的实施例，根据图5的实施例的主要区别在于，气隙8设置在闭合磁芯元件4与板形或棒形芯元件7之间。所述气隙8可以设置在芯元件7的一个自由端部处，即设置在联接部分4.3、4.4之一处，或设置在芯元件7的两个自由端部处，即设置在靠近联接部分4.3布置的自由端部和靠近联接部分4.4布置的自由端部处。
电磁滤波部分1的滤波响应可以通过芯元件7的材料和尺寸、相应地通过气隙8来选择。芯元件7的长度、宽度和/或厚度越大，差模滤波效果的效果就越大，因为穿过芯元件7的磁通量增大并且因此衰减增大。
反过来，闭合磁芯元件4与板形或棒形芯元件7之间的一个或多个气隙8使穿过芯元件7的磁通量减小并且因此降低衰减，相应地降低差模滤波效果。
图6示出了电磁滤波部分1的另一实施例。与上述实施方式相比，基于一对芯突出部4a、4b而消除了板形或棒形芯元件7。第一芯突出部4a可以设置在第一联接部分4.3处，并且第二芯突出部4b可以设置在第二联接部分4.4处。芯突出部4a、4b可以朝向扼流圈的自由中心定向并且可以面向彼此。因此，换言之，芯突出部4a、4b可以在线圈5、6之间的区域中减小第一联接部分4.3与第二联接部分4.4之间的距离。优选地，气隙8设置在芯突出部4a、4b的自由端部之间。
如之前所提及的，芯突出部4a、4b的尺寸(长度、宽度和/或高度)和气隙8的尺寸对扼流圈、相应地对电磁滤波部分1的差模滤波效果具有影响并且可以根据期望的滤波效果来确定尺寸。
闭合磁芯元件4和/或板形或棒形芯元件7可以通过注射成型或粉末压制成型来制造。替代性地或此外，闭合磁芯元件4和/或板形或棒形芯元件7可以由铁氧体或层压金属板制成。
线圈5、6可以包括相同的匝数和相同的缠绕方向(参见图3和图4)。根据其他实施例，线圈5、6的匝数可以是不同的，以便增强差分滤波效果。
应注意的是，说明书和附图仅展示了所提出的发明的原理。本领域技术人员将能够实施体现本发明的原理的尽管没有在本文中明确地描述或示出的各种布置。
附图标记清单
1 电磁滤波部分
1.1 共模滤波部分
1.2 差模滤波部分
2 AC电力输入端
3 功率转换机构
4 闭合磁芯元件
4a，4b 芯突出部
4.1 线圈部分
4.2 线圈部分
4.3 联接部分
4.4 联接部分
5 线圈
5.1 线圈端部
5.2 线圈端部
6 线圈
6.1 线圈端部
6.2 线圈端部
7 板形/棒形芯元件
8 气隙
Claims (15)
1.一种感应灶具，包括AC功率输入端(2)和功率转换机构(3)，该功率转换机构被适配成向感应线圈提供高频电流，其中，所述AC功率输入端(2)与所述功率转换机构(3)之间设置电磁滤波部分(1)。
2.根据权利要求1所述的感应灶具，其中，所述电磁滤波部分(1)包括共模滤波器件和差模滤波器件，并且其中，所述电磁滤波部分(1)优选地包括闭合磁芯元件(4)，更优选地，至少两个线圈(5，6)围绕该闭合磁芯元件设置。
3.根据权利要求1或2中任一项、尤其根据权利要求2所述的感应灶具，其中，所述共模滤波器件以所述闭合磁芯元件(4)和所述线圈(5，6)的形式提供。
4.根据前述权利要求中任一项、尤其根据权利要求2所述的感应灶具，其中，所述差模滤波器件被适配成使每个线圈(5，6)的线圈端部(5.1，5.2，6.1，6.2)之间实现正向磁通量以便获得差模滤波效果。
5.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述闭合磁芯元件(4)包括环状或多边形形状。
6.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述差模滤波器件包括被布置在所述线圈(5，6)之间的棒形或板形芯元件(7)。
7.根据权利要求3所述的感应灶具，其中，气隙(8)设置在所述棒形或板形芯元件(7)与所述闭合磁芯元件(4)之间的一侧或每一侧。
8.根据权利要求1或2所述的感应灶具，其中，所述闭合磁芯元件(4)包括芯突出部(4a，4b)，这些芯突出部在该闭合磁芯元件(4)的相对部分处面向彼此，所述芯突出部(4a，4b)形成用于使所述线圈(5，6)之间的磁通量闭合的所述器件。
9.根据权利要求5所述的感应灶具，其中，该闭合磁芯元件的布置在所述线圈(5，6)之间的部分包括E形或基本上E形的形状。
10.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述闭合磁芯元件(4)和/或所述棒形或板形芯元件(7)是注射成型元件或粉末压制成型元件。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的感应灶具，其中，所述闭合磁芯元件(4)和/或所述棒形或板形芯元件(7)由铁氧体或层压金属板制成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述线圈(5，6)包括相同的匝数或不同的匝数。
13.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述线圈(5，6)包括相同的缠绕方向。
14.根据前述权利要求中任一项所述的感应灶具，其中，所述闭合磁芯元件(4)和/或所述棒形或板形芯元件(7)的磁导率被选择为以便实现感应灶具应用的期望滤波能力。
15.一种用于增大感应灶具中的差分滤波效果的方法，所述感应灶具包括AC功率输入端(2)和功率转换机构(3)，该功率转换机构被适配成向感应线圈提供高频电流，所述感应灶具进一步包括设置在所述AC功率输入端(2)与所述功率转换机构(3)之间的电磁滤波部分(1)，所述电磁滤波部分(1)包括共模滤波器件和差模滤波器件，其中，所述电磁滤波部分(1)包括闭合磁芯元件(4)，至少两个线圈(5，6)围绕该闭合磁芯元件设置，所述闭合磁芯元件(4)和所述线圈(5，6)提供所述共模滤波，并且其中，所述差模滤波器件使每个线圈(5，6)的线圈端部(5.1，5.2，6.1，6.2)之间实现正向磁通量以便获得差模滤波效果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |