專利名稱：具有至少兩個加熱感應器的灶臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的具有至少兩個加熱感應器的灶臺以及一種用于根據權利要求10的前序部分所述的用于運行這種灶臺的方法。
背景技術：
從EP 0 986 287 A2中已知一種具有兩個加熱感應器的灶臺，所述加熱感應器分別與單獨的振蕩回路電容器串聯。在傳統的灶臺中，通常對于每個要運行的感應加熱體形成無關的振蕩回路。由此可以以簡單的方式彼此無關地為所涉及的感應加熱體選擇加熱電流的頻率和/或幅度，以便彼此無關地調整加熱功率。但是，為了滿足有關的閃變(Flicker)準則并且為了避免干擾交流聲，在很多情況下相鄰的加熱感應器以相同頻率的加熱電流運行。但是為了能夠實現不同的加熱功率，部分地以時分多路復用方法來運行加熱元件。在該時分多路復用方法中于是可以在不同的、 周期性重復的時間窗中選擇不同的頻率。但是該方法是耗費的并且可能由于在時間窗之間轉換時的電壓跳躍而導致具有閃變的問題。
發明內容
本發明所基于的任務尤其是，提供一種成本低的灶臺和一種用于運行這種灶臺的方法。該任務尤其是通過具有獨立權利要求1的特征的灶臺和通過具有獨立權利要求 10的特征的方法來解決。本發明的其他有利的擴展方案和改進方案由從屬權利要求得出。本發明涉及一種具有至少兩個加熱感應器的灶臺，所述加熱感應器分別與至少一個振蕩回路電容器串聯成振蕩回路。尤其是建議，至少一個共同的振蕩回路電容器與兩個加熱感應器串聯。由此可以減少振蕩回路電容器的數目并且可以實施用于控制灶臺的新式調節策略，所述調節策略避免用于無關地調整不同的加熱感應器的加熱功率的時分多路復用方法。最后，可以避免由于在無關的振蕩回路之間的干擾引起的交流聲和避免具有閃變的問題。就此而言，與加熱感應器串聯的電容器應該被稱為振蕩回路電容器，所述電容器布置在串聯振蕩回路中。在振蕩回路電容器和加熱感應器之間的連接尤其是可以是固定接線的連接。串聯振蕩回路由逆變器供應高頻加熱電流。加熱電流的頻率確定加熱感應器的加熱功率，所述加熱感應器產生高頻交變磁場。交變磁場在安置在灶臺上的炊具元件的底部中產生渦流，所述渦流加熱所述底部。通過使用共同的振蕩回路電容器，形成由加熱感應器和振蕩回路電容器耦合的系統，所述系統需要新式的控制策略，以便能夠調整不同的加熱功率。如果灶臺包括用于分別給加熱感應器之一供應加熱電流的兩個逆變器，則這些新的控制策略尤其是可以簡單地被實施。尤其是，加熱感應器中的每一個應該連接到單獨的逆變器的輸出端上。另外建議，給灶臺裝備控制單元，所述控制單元可以實施新式的控制方法。為此，控制單元可以被設計用于在至少一個運行模式下以相同的頻率運行逆變器，使得避免干擾。另外，控制單元可以被設計用于通過調整兩個逆變器的切換信號之間的相移來控制兩個加熱感應器的加熱功率的比例。 因此給兩個加熱感應器供應相同頻率的加熱電流，但是所述加熱電流可以具有不同的相位。在兩個分別包括一個加熱感應器的子系統之間的對稱性由此被打破，并且出現具有不同幅度的加熱電流，所述子系統經由共同的振蕩回路電容器耦合。所述幅度的比例和從而加熱功率的比例因此取決于所選擇的相移，所述相移可以由控制單元按照操作者的愿望被調整。總加熱功率因此可以通過選擇加熱電流的頻率來調整并且加熱功率的比例可以通過選擇相移來調整，使得總之可以至少在大的值域中彼此無關地調整至少兩個加熱感應器的加熱功率。如果控制單元至少在參數的范圍中可以通過調整由逆變器產生的加熱電流脈沖的脈沖長度來控制加熱功率的比例，則附加的自由度可以被開啟。如果兩個逆變器的脈沖長度被調整到相同的值并且該值在預先給定的頻率的情況下與所希望的加熱功率的比例有關地被選擇，則加熱電流中的直流分量在這種情況下可以被避免。如果灶臺包括用于存儲至少兩維的特性曲線族的存儲單元，則加熱功率可以與用戶的預設有關地在無耗費的計算的情況下被調整。特性曲線族與要操縱的加熱功率的比例和兩個加熱感應器的總加熱功率有關地存儲要調整的相移和/或脈沖長度。通過使用兩個共同的振蕩回路電容器，所述振蕩回路電容器與兩個加熱感應器串聯，其中兩個振蕩回路電容器中的每一個與電流供應單元的極連接并且逆變器分別構成兩個極之間的半橋電路，可以改善灶臺的電磁放射特性。如果共同的振蕩回路電容器是具有可變總電容的共同的振蕩回路電容器裝置的部分，則振蕩回路或總系統的諧振頻率可以被改變。為此，例如可以將共同的振蕩回路電容器接通或從所述系統分開。發明思想可以毫無顧忌地一般化到具有三個或更多加熱感應器的灶臺，所述加熱感應器與一個或多個共同的電容器串聯成振蕩回路。本發明的另一方面涉及一種用于運行具有至少兩個加熱感應器的灶臺的方法，所述加熱感應器與至少一個電容器串聯成振蕩回路。灶臺此外包括兩個用于為加熱感應器產生加熱電流的逆變器。建議，共同的電容器與兩個加熱感應器串聯，并且通過調整在兩個逆變器的切換信號之間的相移和/或通過在預先給定的周期持續時間情況下調整加熱電流的脈沖長度控制兩個加熱感應器的加熱功率的比例。
其他的優點由下面的附圖描述得出。在所述附圖中，示出本發明的實施例。附圖、 說明書和權利要求書以組合的方式包含大量特征。技術人員適宜地也將單獨地考慮所述特征并且概括成有意義的其他組合。圖1示出具有兩個加熱感應器和一對共同使用的振蕩回路電容器的灶臺的示意構造，圖2示出根據本發明控制方法由圖1的灶臺的兩個逆變器產生的加熱電流的脈沖形
狀，
圖3示出根據圖1和圖2的灶臺的兩個加熱感應器的加熱功率的比例的兩維特性曲線
族，
圖4示出用于確定本發明灶臺的兩個加熱感應器的總加熱功率的兩維特性曲線族，和圖5示出具有帶有可變總電容的振蕩回路電容器裝置的按照本發明的可替代擴展方案的本發明灶臺的示意構造。
具體實施例方式圖1示意性示出具有兩個加熱感應器10a、10b的感應灶臺的構造，所述加熱感應器分別連接到逆變器12a、12b的輸出端上。逆變器12a、12b由電流供應單元供應直流。電流供應單元包含濾波器14和整流器16。濾波器14平滑從家用電網的相18得到的50 Hz 交流電壓，所述交流電壓被整流器16轉換成直流。在整流器16和逆變器12a、12b的每一個之間分別布置阻尼電容器20a、20b，所述阻尼電容器作為低通濾波器起作用并且防止由逆變器12a、12b產生的高頻加熱電流反饋到家用電網中。逆變器12a、12b在半橋電路中布置在經整流的供應電壓的兩個極之間。逆變器 12a、12b分別由一對具有反并聯布置的自振蕩二極管的IGBT或MOSFET組成并且被運行用于產生具有典型地為20至200 kHz的頻率的高頻加熱電流。為此，控制單元交替地接通和關斷逆變器12a、12b的兩個半導體開關。在此，控制單元22不僅可以彼此無關地確定接通和關斷過程的周期T而且可以彼此無關地確定接通和關斷階段的相對持續時間和從而其脈沖長度I^、Pb。根據本發明，加熱感應器10a、10b的輸出端聚集在一起并且與共同的振蕩回路電容器裝置M連接，所述振蕩回路電容器裝置包括兩個分別與兩個加熱感應器10a、IOb相連接的振蕩回路電容器^aJ6b。振蕩回路電容器與兩個加熱感應器10a、10b串聯并且另一方面分別與包括濾波器14和整流器16的電流供應單元的極連接。兩個振蕩回路電容器^5a、26b等效于在連接線路觀中布置的共同的電容器，所述共同的電容器于是必須具有兩倍的電容并且其電容與加熱感應器10a、10b之一的電感一起將會確定振蕩回路的諧振頻率。在圖1中的圖示尤其是被簡化，因為灶臺也可以包括多于兩個的感應器，所述感應器或者可以成對地與共同的振蕩回路電容器裝置M連接或者也可以以三個或更多的加熱感應器的組而被分配給共同的振蕩回路電容器裝置對。圖2示出切換信號，其中控制單元22經由這里未示出的控制線路將所述切換信號傳輸給逆變器12a、12b的半導體開關。在圖2中的上面的曲線Ql對應于在圖1中上面的逆變器12a的上面的開關的信號，第二曲線Q2示出上面的逆變器1 的下面的開關的切換信號，并且曲線Q3和Q4示出下面的逆變器12b的兩個單極、雙向半導體開關的切換信號。控制單元22交變地以周期T接通和關斷開關中的每一個。周期T和從而由逆變器12a、12b產生的加熱電流的頻率對于兩個逆變器12a、12b是相同的。由此可以不發生干擾。但是切換脈沖彼此相對被移相延遲d，兩個逆變器的脈沖長度I^alb不同，并且尤其是可能也與常見的選擇Ι^=Τ/2或I^b=T/2不同。通過選擇延遲d和脈沖長度Pa、Pb，控制單元22可以靈活地調整流經加熱感應器10a、10b的加熱電流的幅度并且從而確定加熱感應器10a、10b的加熱功率。圖3示意性示出兩維特性曲線族，其被存放在控制單元22的存儲單元30中并且由控制單元22使用用于確定加熱功率的比例。特性曲線族與加熱電流的頻率和延遲d有關地說明加熱功率的比例，其中延遲d作為周期T的一小部分被說明。在圖3中示出的線是具有恒定的加熱功率比例的線。圖4示出來自存儲單元30的另一兩維特性曲線族，其根據頻率和延遲d對周期T 的分量d/T來說明加熱感應器10a、10b的總加熱功率。在圖4中同樣示出具有恒定總加熱功率的線。圖3和4涉及簡化的情況I^=Pb=T/2，其中死時間tl至t4 (圖2)以適當的方式被考慮。死時間tl至t4對應于以下時間即在所述時間中相應的半導體開關雖然是打開的，但是電流在與該半導體開關反并聯布置的自振蕩二極管的自振蕩方向上流動。逆變器 12a、12b的半導體開關一般在所述階段期間被打開，以便避免接通損耗。但是這僅在確定的參數范圍中是可能的，該參數范圍在圖3和4中處于斜線示出的禁止的區域B之外。在該禁止的區域B之內，出現硬切換過程，其中電流突然被中斷并且導致切換損耗。控制單元22在加熱感應器10a、10b的預先給定的額定加熱功率的情況下首先計算所希望的總加熱功率并且將該總加熱功率分配給具有恒定總加熱功率的在圖4中所示的等值線之一。接著，控制單元22確定加熱感應器10a、10b的兩個額定加熱功率的比例并且在圖3中的特性曲線族中確定相應的等值線。所述兩個等值線的交點被確定并且其坐標被確定，以便從而確定由控制單元22要操縱的頻率和延遲d。該過程當然也可以提前對于所希望的加熱功率的所有對執行，使得可以直接分別從特性曲線族中確定頻率和延遲d。如果交點處于禁止的區域B之內，則改變脈沖長度I^、Pb，以便從而在預先給定的脈沖長度Pa、Pb的情況下對于適當的加熱頻率確定適當的延遲d。在存儲單元30中為此對于脈沖長度Pa、Pb的不同的比例來存放特性曲線族。圖5示出具有可切換的振蕩回路電容器裝置M的本發明的另一可替代實施例，所述振蕩回路電容器裝置總計包括四個振蕩回路電容器^aJ6bJ6cJ6d。振蕩回路電容器 26c、26d可以與所希望的諧振頻率有關地借助于開關32被接通或切斷，由此可以避免切換損耗并且可以推移具有高切換損耗的禁止的區域B。不言而喻，也可以設想具有連續可調節的電容器或具有總電容的多于兩個的不同的可能值的振蕩回路電容器裝置M。附圖標記 10加熱感應器 12逆變器
14濾波器 16整流器 18相
20阻尼電容器 22控制單元 24振蕩回路電容器裝置26振蕩回路電容器 28連接線路 30存儲單元 32開關 B區域 d延遲 Ql曲線 Q2曲線 Q3曲線 Q4曲線 Pa脈沖長度 Pb脈沖長度 T周期
權利要求
1.具有至少兩個加熱感應器(10a，IOb)的灶臺，所述加熱感應器分別與至少一個振蕩回路電容器(26a，26b)串聯成振蕩回路，其特征在于，至少一個共同的振蕩回路電容器 (26a, 26b)與兩個加熱感應器(10a, IOb)連接。
2.根據權利要求1所述的灶臺，其特征在于兩個逆變器(1 ，12b)，用于分別給加熱感應器(10a, IOb)之一供應加熱電流。
3.根據權利要求2所述的灶臺，其特征在于控制單元(22)，所述控制單元被設計用于在至少一個運行模式下以相同的頻率運行逆變器(1 , 12b)，并且通過調整在兩個逆變器 (12a, 12b)的切換信號(Q1-Q4)之間的相移(d)來控制兩個加熱感應器(10a，10b)的加熱功率的比例。
4.根據權利要求3所述的灶臺，其特征在于，所述控制單元(22)被設計用于在至少一個參數范圍中通過調整由逆變器(1 , 12b)產生的加熱電流脈沖的脈沖長度(Pajb)來控制加熱感應器(10a，10b)的加熱功率的比例。
5.根據權利要求4所述的灶臺，其特征在于，所述控制單元(22)被設計用于將兩個逆變器(1 ，12b)的脈沖長度(Pa，Pb)調整到相同的值，并且在預先給定的頻率的情況下與加熱感應器(10a，10b)的額定加熱功率的比例有關地選擇所述值。
6.根據權利要求3至5之一所述的灶臺，其特征在于存儲單元(30)，用于存儲至少一個至少兩維的特性曲線族，所述特性曲線族包含與兩個加熱感應器(10a, IOb)的要操縱的加熱功率的比例和總加熱功率有關地要調整的相移(d)。
7.根據權利要求2至6之一所述的灶臺，其特征在于至少兩個共同的振蕩回路電容器 (26a_26e)，所述振蕩回路電容器與兩個加熱感應器(10a，IOb)串聯，其中兩個振蕩回路電容器(26a, 26b)中的每一個與電流供應單元的極相連接并且逆變器(1 ，12b)分別形成兩個極之間的半橋電路。
8.根據前述權利要求之一所述的灶臺，其特征在于，共同的振蕩回路電容器(26a， 26b)是具有可變總電容的共同的振蕩回路電容器裝置(24)的部分。
9.根據前述權利要求之一所述的灶臺，其特征在于三個或更多加熱感應器(10a， 10b),所述加熱感應器與共同的振蕩回路電容器(26a，26b)串聯。
10.用于運行具有至少兩個加熱感應器(10a，10b)和具有至少兩個用于為加熱感應器 (10a，IOb)產生加熱電流的逆變器(1 , 12b)的灶臺的方法，所述加熱感應器與至少一個振蕩回路電容器(26a，26b)串聯成振蕩回路，其特征在于，至少一個共同的振蕩回路電容器 (26a, ^b)與兩個加熱感應器(10a, IOb)連接，并且通過調整在兩個逆變器(1 , 12b)的切換信號之間的相移來控制兩個加熱感應器(10a，10b)的加熱功率的比例。
全文摘要
本發明涉及一種具有至少兩個加熱感應器(10a，10b)的灶臺，所述加熱感應器分別與至少一個振蕩回路電容器(26a，26b)連接成振蕩回路。為了提供節省成本的灶臺建議，至少一個共同的振蕩回路電容器(26a，26b)與兩個加熱感應器(10a，10b)連接。
文檔編號H05B6/06GK102598849SQ201080050025
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月29日 優先權日2009年11月5日
發明者A.梅迪亞諾赫雷迪亞, C.伯納爾魯伊斯, C.卡雷特羅查馬羅, D.安頓法爾康, D.普亞爾普恩特, D.納瓦羅塔伯內羅, D.莫羅斯桑斯, F.蒙特德阿斯納爾, I.烏里薩帕羅奎, I.米蘭塞拉諾, J.I.阿爾蒂加斯梅斯特雷, J.J.帕里西奧阿斯科納, J.M.布爾迪奧皮尼拉, J.M.德拉庫爾達奧爾廷, J-R.加西亞希梅內斯, L.A.巴拉岡佩雷斯, O.盧西亞吉爾, O.希梅內斯納瓦斯庫斯, P.J.赫南德斯布拉斯科, S.洛倫特吉爾 申請人:Bsh博世和西門子家用電器有限公司