专利名称：具有至少两个加热感应器的灶台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有至少两个加热感应器的灶台以及一种用于根据权利要求10的前序部分所述的用于运行这种灶台的方法。
背景技术：
从EP 0 986 287 A2中已知一种具有两个加热感应器的灶台，所述加热感应器分别与单独的振荡回路电容器串联。在传统的灶台中，通常对于每个要运行的感应加热体形成无关的振荡回路。由此可以以简单的方式彼此无关地为所涉及的感应加热体选择加热电流的频率和/或幅度，以便彼此无关地调整加热功率。但是，为了满足有关的闪变(Flicker)准则并且为了避免干扰交流声，在很多情况下相邻的加热感应器以相同频率的加热电流运行。但是为了能够实现不同的加热功率，部分地以时分多路复用方法来运行加热元件。在该时分多路复用方法中于是可以在不同的、 周期性重复的时间窗中选择不同的频率。但是该方法是耗费的并且可能由于在时间窗之间转换时的电压跳跃而导致具有闪变的问题。
发明内容
本发明所基于的任务尤其是，提供一种成本低的灶台和一种用于运行这种灶台的方法。该任务尤其是通过具有独立权利要求1的特征的灶台和通过具有独立权利要求 10的特征的方法来解决。本发明的其他有利的扩展方案和改进方案由从属权利要求得出。本发明涉及一种具有至少两个加热感应器的灶台，所述加热感应器分别与至少一个振荡回路电容器串联成振荡回路。尤其是建议，至少一个共同的振荡回路电容器与两个加热感应器串联。由此可以减少振荡回路电容器的数目并且可以实施用于控制灶台的新式调节策略，所述调节策略避免用于无关地调整不同的加热感应器的加热功率的时分多路复用方法。最后，可以避免由于在无关的振荡回路之间的干扰引起的交流声和避免具有闪变的问题。就此而言，与加热感应器串联的电容器应该被称为振荡回路电容器，所述电容器布置在串联振荡回路中。在振荡回路电容器和加热感应器之间的连接尤其是可以是固定接线的连接。串联振荡回路由逆变器供应高频加热电流。加热电流的频率确定加热感应器的加热功率，所述加热感应器产生高频交变磁场。交变磁场在安置在灶台上的炊具元件的底部中产生涡流，所述涡流加热所述底部。通过使用共同的振荡回路电容器，形成由加热感应器和振荡回路电容器耦合的系统，所述系统需要新式的控制策略，以便能够调整不同的加热功率。如果灶台包括用于分别给加热感应器之一供应加热电流的两个逆变器，则这些新的控制策略尤其是可以简单地被实施。尤其是，加热感应器中的每一个应该连接到单独的逆变器的输出端上。另外建议，给灶台装备控制单元，所述控制单元可以实施新式的控制方法。为此，控制单元可以被设计用于在至少一个运行模式下以相同的频率运行逆变器，使得避免干扰。另外，控制单元可以被设计用于通过调整两个逆变器的切换信号之间的相移来控制两个加热感应器的加热功率的比例。 因此给两个加热感应器供应相同频率的加热电流，但是所述加热电流可以具有不同的相位。在两个分别包括一个加热感应器的子系统之间的对称性由此被打破，并且出现具有不同幅度的加热电流，所述子系统经由共同的振荡回路电容器耦合。所述幅度的比例和从而加热功率的比例因此取决于所选择的相移，所述相移可以由控制单元按照操作者的愿望被调整。总加热功率因此可以通过选择加热电流的频率来调整并且加热功率的比例可以通过选择相移来调整，使得总之可以至少在大的值域中彼此无关地调整至少两个加热感应器的加热功率。如果控制单元至少在参数的范围中可以通过调整由逆变器产生的加热电流脉冲的脉冲长度来控制加热功率的比例，则附加的自由度可以被开启。如果两个逆变器的脉冲长度被调整到相同的值并且该值在预先给定的频率的情况下与所希望的加热功率的比例有关地被选择，则加热电流中的直流分量在这种情况下可以被避免。如果灶台包括用于存储至少两维的特性曲线族的存储单元，则加热功率可以与用户的预设有关地在无耗费的计算的情况下被调整。特性曲线族与要操纵的加热功率的比例和两个加热感应器的总加热功率有关地存储要调整的相移和/或脉冲长度。通过使用两个共同的振荡回路电容器，所述振荡回路电容器与两个加热感应器串联，其中两个振荡回路电容器中的每一个与电流供应单元的极连接并且逆变器分别构成两个极之间的半桥电路，可以改善灶台的电磁放射特性。如果共同的振荡回路电容器是具有可变总电容的共同的振荡回路电容器装置的部分，则振荡回路或总系统的谐振频率可以被改变。为此，例如可以将共同的振荡回路电容器接通或从所述系统分开。发明思想可以毫无顾忌地一般化到具有三个或更多加热感应器的灶台，所述加热感应器与一个或多个共同的电容器串联成振荡回路。本发明的另一方面涉及一种用于运行具有至少两个加热感应器的灶台的方法，所述加热感应器与至少一个电容器串联成振荡回路。灶台此外包括两个用于为加热感应器产生加热电流的逆变器。建议，共同的电容器与两个加热感应器串联，并且通过调整在两个逆变器的切换信号之间的相移和/或通过在预先给定的周期持续时间情况下调整加热电流的脉冲长度控制两个加热感应器的加热功率的比例。
其他的优点由下面的附图描述得出。在所述附图中，示出本发明的实施例。附图、 说明书和权利要求书以组合的方式包含大量特征。技术人员适宜地也将单独地考虑所述特征并且概括成有意义的其他组合。图1示出具有两个加热感应器和一对共同使用的振荡回路电容器的灶台的示意构造，图2示出根据本发明控制方法由图1的灶台的两个逆变器产生的加热电流的脉冲形
状，
图3示出根据图1和图2的灶台的两个加热感应器的加热功率的比例的两维特性曲线
族，
图4示出用于确定本发明灶台的两个加热感应器的总加热功率的两维特性曲线族，和图5示出具有带有可变总电容的振荡回路电容器装置的按照本发明的可替代扩展方案的本发明灶台的示意构造。
具体实施例方式图1示意性示出具有两个加热感应器10a、10b的感应灶台的构造，所述加热感应器分别连接到逆变器12a、12b的输出端上。逆变器12a、12b由电流供应单元供应直流。电流供应单元包含滤波器14和整流器16。滤波器14平滑从家用电网的相18得到的50 Hz 交流电压，所述交流电压被整流器16转换成直流。在整流器16和逆变器12a、12b的每一个之间分别布置阻尼电容器20a、20b，所述阻尼电容器作为低通滤波器起作用并且防止由逆变器12a、12b产生的高频加热电流反馈到家用电网中。逆变器12a、12b在半桥电路中布置在经整流的供应电压的两个极之间。逆变器 12a、12b分别由一对具有反并联布置的自振荡二极管的IGBT或MOSFET组成并且被运行用于产生具有典型地为20至200 kHz的频率的高频加热电流。为此，控制单元交替地接通和关断逆变器12a、12b的两个半导体开关。在此，控制单元22不仅可以彼此无关地确定接通和关断过程的周期T而且可以彼此无关地确定接通和关断阶段的相对持续时间和从而其脉冲长度I^、Pb。根据本发明，加热感应器10a、10b的输出端聚集在一起并且与共同的振荡回路电容器装置M连接，所述振荡回路电容器装置包括两个分别与两个加热感应器10a、IOb相连接的振荡回路电容器^aJ6b。振荡回路电容器与两个加热感应器10a、10b串联并且另一方面分别与包括滤波器14和整流器16的电流供应单元的极连接。两个振荡回路电容器^5a、26b等效于在连接线路观中布置的共同的电容器，所述共同的电容器于是必须具有两倍的电容并且其电容与加热感应器10a、10b之一的电感一起将会确定振荡回路的谐振频率。在图1中的图示尤其是被简化，因为灶台也可以包括多于两个的感应器，所述感应器或者可以成对地与共同的振荡回路电容器装置M连接或者也可以以三个或更多的加热感应器的组而被分配给共同的振荡回路电容器装置对。图2示出切换信号，其中控制单元22经由这里未示出的控制线路将所述切换信号传输给逆变器12a、12b的半导体开关。在图2中的上面的曲线Ql对应于在图1中上面的逆变器12a的上面的开关的信号，第二曲线Q2示出上面的逆变器1 的下面的开关的切换信号，并且曲线Q3和Q4示出下面的逆变器12b的两个单极、双向半导体开关的切换信号。控制单元22交变地以周期T接通和关断开关中的每一个。周期T和从而由逆变器12a、12b产生的加热电流的频率对于两个逆变器12a、12b是相同的。由此可以不发生干扰。但是切换脉冲彼此相对被移相延迟d，两个逆变器的脉冲长度I^alb不同，并且尤其是可能也与常见的选择Ι^=Τ/2或I^b=T/2不同。通过选择延迟d和脉冲长度Pa、Pb，控制单元22可以灵活地调整流经加热感应器10a、10b的加热电流的幅度并且从而确定加热感应器10a、10b的加热功率。图3示意性示出两维特性曲线族，其被存放在控制单元22的存储单元30中并且由控制单元22使用用于确定加热功率的比例。特性曲线族与加热电流的频率和延迟d有关地说明加热功率的比例，其中延迟d作为周期T的一小部分被说明。在图3中示出的线是具有恒定的加热功率比例的线。图4示出来自存储单元30的另一两维特性曲线族，其根据频率和延迟d对周期T 的分量d/T来说明加热感应器10a、10b的总加热功率。在图4中同样示出具有恒定总加热功率的线。图3和4涉及简化的情况I^=Pb=T/2，其中死时间tl至t4 (图2)以适当的方式被考虑。死时间tl至t4对应于以下时间即在所述时间中相应的半导体开关虽然是打开的，但是电流在与该半导体开关反并联布置的自振荡二极管的自振荡方向上流动。逆变器 12a、12b的半导体开关一般在所述阶段期间被打开，以便避免接通损耗。但是这仅在确定的参数范围中是可能的，该参数范围在图3和4中处于斜线示出的禁止的区域B之外。在该禁止的区域B之内，出现硬切换过程，其中电流突然被中断并且导致切换损耗。控制单元22在加热感应器10a、10b的预先给定的额定加热功率的情况下首先计算所希望的总加热功率并且将该总加热功率分配给具有恒定总加热功率的在图4中所示的等值线之一。接着，控制单元22确定加热感应器10a、10b的两个额定加热功率的比例并且在图3中的特性曲线族中确定相应的等值线。所述两个等值线的交点被确定并且其坐标被确定，以便从而确定由控制单元22要操纵的频率和延迟d。该过程当然也可以提前对于所希望的加热功率的所有对执行，使得可以直接分别从特性曲线族中确定频率和延迟d。如果交点处于禁止的区域B之内，则改变脉冲长度I^、Pb，以便从而在预先给定的脉冲长度Pa、Pb的情况下对于适当的加热频率确定适当的延迟d。在存储单元30中为此对于脉冲长度Pa、Pb的不同的比例来存放特性曲线族。图5示出具有可切换的振荡回路电容器装置M的本发明的另一可替代实施例，所述振荡回路电容器装置总计包括四个振荡回路电容器^aJ6bJ6cJ6d。振荡回路电容器 26c、26d可以与所希望的谐振频率有关地借助于开关32被接通或切断，由此可以避免切换损耗并且可以推移具有高切换损耗的禁止的区域B。不言而喻，也可以设想具有连续可调节的电容器或具有总电容的多于两个的不同的可能值的振荡回路电容器装置M。附图标记 10加热感应器 12逆变器
14滤波器 16整流器 18相
20阻尼电容器 22控制单元 24振荡回路电容器装置26振荡回路电容器 28连接线路 30存储单元 32开关 B区域 d延迟 Ql曲线 Q2曲线 Q3曲线 Q4曲线 Pa脉冲长度 Pb脉冲长度 T周期
权利要求
1.具有至少两个加热感应器(10a，IOb)的灶台，所述加热感应器分别与至少一个振荡回路电容器(26a，26b)串联成振荡回路，其特征在于，至少一个共同的振荡回路电容器 (26a, 26b)与两个加热感应器(10a, IOb)连接。
2.根据权利要求1所述的灶台，其特征在于两个逆变器(1 ，12b)，用于分别给加热感应器(10a, IOb)之一供应加热电流。
3.根据权利要求2所述的灶台，其特征在于控制单元(22)，所述控制单元被设计用于在至少一个运行模式下以相同的频率运行逆变器(1 , 12b)，并且通过调整在两个逆变器 (12a, 12b)的切换信号(Q1-Q4)之间的相移(d)来控制两个加热感应器(10a，10b)的加热功率的比例。
4.根据权利要求3所述的灶台，其特征在于，所述控制单元(22)被设计用于在至少一个参数范围中通过调整由逆变器(1 , 12b)产生的加热电流脉冲的脉冲长度(Pajb)来控制加热感应器(10a，10b)的加热功率的比例。
5.根据权利要求4所述的灶台，其特征在于，所述控制单元(22)被设计用于将两个逆变器(1 ，12b)的脉冲长度(Pa，Pb)调整到相同的值，并且在预先给定的频率的情况下与加热感应器(10a，10b)的额定加热功率的比例有关地选择所述值。
6.根据权利要求3至5之一所述的灶台，其特征在于存储单元(30)，用于存储至少一个至少两维的特性曲线族，所述特性曲线族包含与两个加热感应器(10a, IOb)的要操纵的加热功率的比例和总加热功率有关地要调整的相移(d)。
7.根据权利要求2至6之一所述的灶台，其特征在于至少两个共同的振荡回路电容器 (26a_26e)，所述振荡回路电容器与两个加热感应器(10a，IOb)串联，其中两个振荡回路电容器(26a, 26b)中的每一个与电流供应单元的极相连接并且逆变器(1 ，12b)分别形成两个极之间的半桥电路。
8.根据前述权利要求之一所述的灶台，其特征在于，共同的振荡回路电容器(26a， 26b)是具有可变总电容的共同的振荡回路电容器装置(24)的部分。
9.根据前述权利要求之一所述的灶台，其特征在于三个或更多加热感应器(10a， 10b),所述加热感应器与共同的振荡回路电容器(26a，26b)串联。
10.用于运行具有至少两个加热感应器(10a，10b)和具有至少两个用于为加热感应器 (10a，IOb)产生加热电流的逆变器(1 , 12b)的灶台的方法，所述加热感应器与至少一个振荡回路电容器(26a，26b)串联成振荡回路，其特征在于，至少一个共同的振荡回路电容器 (26a, ^b)与两个加热感应器(10a, IOb)连接，并且通过调整在两个逆变器(1 , 12b)的切换信号之间的相移来控制两个加热感应器(10a，10b)的加热功率的比例。
全文摘要
本发明涉及一种具有至少两个加热感应器(10a，10b)的灶台，所述加热感应器分别与至少一个振荡回路电容器(26a，26b)连接成振荡回路。为了提供节省成本的灶台建议，至少一个共同的振荡回路电容器(26a，26b)与两个加热感应器(10a，10b)连接。
文档编号H05B6/06GK102598849SQ201080050025
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年11月5日
发明者A.梅迪亚诺赫雷迪亚, C.伯纳尔鲁伊斯, C.卡雷特罗查马罗, D.安顿法尔康, D.普亚尔普恩特, D.纳瓦罗塔伯内罗, D.莫罗斯桑斯, F.蒙特德阿斯纳尔, I.乌里萨帕罗奎, I.米兰塞拉诺, J.I.阿尔蒂加斯梅斯特雷, J.J.帕里西奥阿斯科纳, J.M.布尔迪奥皮尼拉, J.M.德拉库尔达奥尔廷, J-R.加西亚希梅内斯, L.A.巴拉冈佩雷斯, O.卢西亚吉尔, O.希梅内斯纳瓦斯库斯, P.J.赫南德斯布拉斯科, S.洛伦特吉尔 申请人:Bsh博世和西门子家用电器有限公司