加热装置的制作方法

专利名称：加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的加热装置。
背景技术：
已知用于炉灶的加热装置，其包括比频率单元数量更大的加热元件。通过加热装置的开关装置实现加热元件至频率单元的分配。

发明内容
本发明的任务尤其在于:提供根据所述类型的、具有较高操作安全性的加热装置。根据本发明，所述任务通过权利要求1和方法权利要求9的特征解决，而本发明的有利的扩展方案和改进方案可以从从属权利要求中获取。本发明基于加热装置、尤其是炉灶加热装置，其具有至少一个用于至少一个加热元件的加热连接端和至少一个频率单元。提出:所述加热装置具有保护单元，所述保护单元被设置用于确定在频率单元和加热连接端之间的导电通路的存在。“设置”尤其应理解为专门设计和/或配备和/或编程。“加热元件”尤其应理解为被设置用于将电能转化为热量的元件。尤其存在由电阻加热体或辐射加热体或优选感应加热体制成的加热元件，感应加热体被设置用于将电能通过感应涡流间接地转化为热量。“频率单元”尤其应理解为给加热元件供给电能的电单元。优选地，频率单元被设置用于产生振荡电信号，其优选具有至少1kHz、尤其是至少IOkHz并且有利地至少20kHz的频率 。频率单元优选包括至少一个逆变器，所述至少一个逆变器特别有利地具有两个开关单元。“开关单元”尤其应理解为被设置用于中断包括开关单元的导电通路的单元。优选地，开关单元是双向单极性的开关，所述双向单极性的开关尤其能够通过开关实现沿着导电通路在两个方向上的电流并且尤其短接在至少一个极性方向上的电压。优选地，逆变器包括至少两个具有绝缘栅电极的双极晶体管和尤其是至少一个阻尼电容器。“导电通路”尤其应理解为在两个点之间针对直流导电的通路。优选地，导电通路的特定电阻在20°C全部最高10_4Ωπι、尤其是最大10_5Ωπι，有利的是最高10_6Ωπι并且特别有利的是最大10_7Ωπι。优选地，导电通路无加热元件。优选地，导电通路包括至少一个与导电件(Leiterstueck)和加热元件不同的其它部件，优选的是开关装置的开关元件并且特别有利的是继电器。加热元件的“加热连接端”尤其应理解为加热元件的电连接点。优选地，该电连接点是加热元件的供电线路、尤其是加热元件的供电线缆和其它的供电线路、尤其是印刷电路板的导体电路之间的接合点。优选地，在频率单元与加热连接端之间的导电通路方向上看，在背离频率单元的侧上设有加热连接端，以电连接加热元件。“保护单元”尤其应理解为承担保护功能的单元、尤其是电子单元。优选地，保护功能包括导电通路的识别和所述信息至控制单元的转发。尤其当加热装置具有包括开关元件、优选以机电继电器的形式的开关装置并且所述开关装置被设置用于在时分复用方法的范围内的周期性地开关时，通过这样的扩展方案可以提高操作安全性。“时分复用方法”尤其应理解为一种控制方法，其中定义优选周期性循环相继进行的各时段。尤其是，在从第一时段到第二时段的过渡中，开关装置的开关状态优选如此变化，使得在第一时段中至少第一加热元件并且在第二时段中至少第二加热元件被供给能量。尤其是在一个时段期间给加热元件馈入的功率比给加热元件馈入的时间上的平均功率更大。控制方法的周期持续时间优选为Is至5s。借助保护单元可以提高操作安全性，因为可以识别导电通路的错误存在。由此尤其可以在炉灶情况下防止无负载或借助空的烹饪容器操作加热元件。此外，尤其可以在电磁炉情况下防止磁场从加热元件开始在电磁炉的周围环境中自由传播。此外提出:保护单元被设置用于根据电势变化曲线确定导电通路的存在。“电势变化曲线”尤其应理解为电势在时间上的变化曲线，优选在导电通路的一个点上的电势在时间上的变化曲线。一个点上的“电势”尤其应理解为从一个参考点到该点的电场上的路径积分。用于电势的参考点优选是频率单元的接地线的点。由此可以大大降低成本，这是因为可以放弃用于高频交流电流的成本高的电流测量设备。保护单元有利地被设置用于分析加热连接端上的电势变化曲线。保护单元被设置用于“分析加热连接端上的电势变化曲线”尤其应理解为:保护单元得到馈入的在加热连接端或具有与加热连接端基本上相同的电势的点和参考点之间的电压作为输入电压并且在内部处理它。“基本上相同的电势”尤其应理解为具有最大1%并且优选最大0.1%的偏差的电势。保护单元的输出电压优选是尤其可以取仅仅两个值的数字输出信号。由此可以可靠地确定导电通路的存在。在一个优选的扩展方案中提出:保护单元被设置用于根据电势变化曲线的频谱确定导电通路的存在。电势变化曲线的“频谱”尤其应理解为取决于频率的数学函数，其描述由不同频率的信号分量组成的电势变化曲线组合。保护单元被设置用于“根据电势变化曲线的频谱确定导电通路的存在”尤其应理解为:保护单元的输出信号取决于频谱，并且优选保护单元的输出电压取决于频谱。尤其是，保护单元通过频谱中确定的强度的高频信号、尤其是极限频率之上的高频信号的存在识别出:在频率单元和加热连接端之间存在导电通路。由此可以特别可靠地确定导电通路的存在。保护单元有利地包括至少一个高通滤波器，所述至少一个高频滤波器被设置用于进行电势变化曲线的辨别。“高通滤波器”尤其应理解为电子滤波单元，所述电子滤波单元被设置用于允许频率在极限频率之上的信号至少基本上无衰减地通过并且抑制具有较低频率的信号。“至少基本上无衰减”尤其应理解为信号衰减最大是15%，尤其最高10%，有利的是最大5%并且特别有利的是最大1%。高通滤波器优选包括至少一个电容器。由此可以以简单且成本有利的方式实现电势变化曲线的辨别。在本发明的另一个扩展方案中提出:保护单元包括电流传感器，所述电流传感器被设置用于确定导电通路的存在。“电流传感器”尤其应理解为被设置用于证明电流的至少一次存在的单元。由此可以相对于借助被设计用于测量高频交流电流的电流测量装置的实施节省成本。此外提出:加热装置包括控制单元，所述控制单元被设置用于从保护单元接收连接信息并且在导电通路的错误存在的情况下，引起至少一项安全措施。“控制单元”尤其应理解为优选至少部分地集成在电磁炉的控制和/或调节单元中并且优选被设置用于至少控制和/或调节频率单元和开关装置的电子单元。控制单元优选包括计算单元并且除了计算单元以外还包括存储单元。“连接信息”尤其应理解为频率单元与加热连接端之间的连接状态。优选地，连接信息编码成优选可以取仅仅两个值的数字信号。“导电通路的错误存在”尤其应理解为频率单元与加热连接端之间的导电通路的如下存在，其是错误的并且与通过控制单元对开关装置所进行的设定有偏差。导电通路的错误存在尤其可以追溯到有缺陷的开关元件，尤其是停住(haengengeblieben)的机电继电器,和/或开关元件的错误的操控。“安全措施”尤其应理解为作为对导电通路的错误存在的反应而触发的并且优选针对加热装置安全的措施。安全措施优选包括所有频率单元的关断。安全措施优选包括错误告警和/或维护请求的输出。通过这样的扩展方案可以特别有利地提高操作安全性。有利的是，所有加热元件的总数比所有频率单元的总数更大。“所有加热元件的总数”尤其应理解为一个炉灶的所有加热元件的总数。“所有频率单元的总数”尤其应理解为该炉灶的所有频率单元的总数。由此可以减少材料和成本。有利地，频率单元的总数在炉灶具有至少三个加热元件的情况下是二。有利地，频率单元的总数在矩阵炉灶情况下是四。“矩阵炉灶”尤其应理解为以下炉灶:其中加热元件以规则的栅格设在炉灶板之下，并且炉灶板的可借助加热元件加热的区域包括炉灶板的总表面积的优选至少60%、尤其至少70%、有利的是至少80%并且特别有利的是至少90%。矩阵炉灶尤其包括至少10个加热元件、尤其是至少20个加热元件、有利的是至少30个加热元件并且特别有利的是至少40个加热元件。由此，尽管频率单元的数量有限，尤其在经验表明大多数情况下加热最大四个烹饪容器的矩阵炉灶情况下，仍能够确保高的操作舒适性。此外，提出借助具有至少一个用于至少一个加热元件的加热连接端、至少一个频率单元和保护单元的根据本发明的加热装置、尤其是炉灶装置的方法，其中通过保护元件确定频率单元与加热连接端之间的导电通路的存在。由此可以提高操作安全性，尤其是当加热装置具有开关元件、优选以机电继电器形式的开关元件时。此外，可以提高操作安全性，这是因为可以识别导电通路的错误存在。由此尤其在炉灶的情况下可以防止无负载地操作加热元件。此外，尤其在电磁炉的情况下可以防止磁场从加热元件开始在电磁炉的周围环境中自由传播。


从以下图形描述中得出其它优点。在附图中示出本发明的两个实施例。附图、描述和权利要求包含大量的特征组合。专业人员还将方便地单独考虑特征并且组合成其它有意义的组合。图1a以俯视图示出具有四个加热区的电磁炉，
图1b示出图1a中的电磁炉的加热装置，
图2示出在现有连接情况下的电势变化曲线，
图3示出在连接已分离情况下的电势变化曲线，
图4a以俯视图示出具有三个加热区的电磁炉，以及 图4b示出图4a中的电磁炉的加热装置。
具体实施方式
图1a示出电磁炉的俯视图，该电磁炉具有由玻璃陶瓷制成的炉灶板34a，在所述由玻璃陶瓷制成的炉灶板上四个加热区36a、38a、40a、42a以公知的方式来表征。电磁炉的加热装置(图1b)具有四个构造为电感线圈的加热元件18a、20a、22a、24a，所有这些加热元件18a、20a、22a、24a可同时在不同的功率级上操作。加热元件18a、20a、22a、24a中的每一个加热元件被分配给加热区36a、38a、40a、42a中的一个加热区，从而在使用电磁炉时，每个加热元件18a、20a、22a、24a恰恰加热一个烹饪器具元件，即，例如一个锅具或一个平底锅。该加热装置具有两个频率单元26a、28a，通过所述两个频率单元，可以通过加热装置的加热连接端10a、12a、14a、16a给加热元件18a、20a、22a、24a供给能量。因此，所有加热元件18a、20a、22a、24a的总数比所有频率单元26a、28a的总数更大。这两个频率单元26a、28a分别包括一个逆变器44a、46a和一个阻尼电容器组48a、50a。逆变器44a具有包括绝缘栅电极的第一双极晶体管(对此接下来使用缩写“IGBT”)52a和第二 IGBT 54a。此外，逆变器46a具有第一 IGBT 56a和第二 IGBT 58a。替代地，替代IGBT，还可以使用对于专业人员显得有意义的每个其它的开关单元，然而优选是双向单极性的开关。此外，该加热装置具有国家特定的交流电压源60a，其提供有效值为230V且频率为50Hz的电网电压。所描述的加热装置尤其被设置用于在德国操作。对于被设置用于在USA操作的加热装置，相应的交流电压源提供具有60Hz的电网电压。交流电压源60a的电压首先经历该加热装置的滤波器62a，其消除高频噪声并且基本上是低通滤波器。由滤波器62a滤波的电压由加热装置的可以被构造为桥式整流器的整流器64a整流，从而在整流器64a的输出端输出经整流的电压U。，其施加在IGBT 52a的集电极与IGBT 54a的发射极之间。此外，经整流的电压Utl施加在IGBT 56a的集电极与IGBT 58a的发射极之间。阻尼电容器组48a、50a分别由两个电容器组成，其中第一电容器与第一 IGBT 52a、56a并联连接并且第二电容器与相应频率单元26a、28a的第二 IGBT 54a、58a并联连接。此外，该加热装置具有开关装置66a。开关装置66a包括六个开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a。开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a是SPDT继电器并且结构相同。开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a中的每一个开关元件具有第一、第二和第三触头以及线圈，其中第一触头可通过相应地操控线圈来有选择地与第二触头或第三触头导电连接。开关元件68a的第一触头与IGBT 52a的发射极导电连接。此外，开关元件68a的第二触头与开关元件70a的第一触头连接。开关元件68a的第三触头与开关元件72a的第一触头导电连接。开关元件70a的第二触头与加热连接端IOa导电连接。开关元件70a的第三触头与加热连接端12a导电连接。开关元件72a的第二触头与加热连接端14a导电连接。开关元件72a的第三触头与加热连接端16a导电连接。此外，开关元件74a的第一触头与IGBT56a的发射极导电连接。此外，开关元件74a的第二触头与开关元件76a的第一触头连接。开关元件74a的第三触头与开关元件78a的第一触头导电连接。开关元件76a的第二触头与加热连接端IOa导电连接。开关元件76a的第三触头与加热连接端12a导电连接。开关元件78a的第二触头与加热连接端14a导电连接。开关元件78a的第三触头与加热连接端16a导电连接。加热元件18a借助第一触头与加热连接端IOa连接。加热元件20a借助第一触头与加热连接端12a连接。加热元件22a借助第一触头与加热连接端14a连接。加热元件24a借助第一触头与加热连接端16a连接。加热元件18a的第二触头与加热元件20a的第二触头导电连接。此外，加热元件22a的第二触头与加热元件24a的第二触头导电连接。此夕卜，该加热装置具有谐振电容器80a、82a、84a、86a。加热元件18a的第二触头与谐振电容器80a的第一触头导电连接并且与谐振电容器82a的第一触头导电连接。加热元件22a的第二触头与谐振电容器84a的第一触头导电连接并且与谐振电容器86a的第一触头导电连接。两个谐振电容器80a、84a的第二触头与IGBT 52a的集电极导电连接。此外，两个谐振电容器82a、86a的第二触头与IGBT 58a的发射极导电连接。该加热装置包括控制单元32a，控制单元32a被设置用于借助用于逆变器44a、46a的操控信号来控制开关装置66a与频率单元26a、28a并且调准预先规定的加热功率。控制单元32a被设计用于实施时分复用方法，其中在时分复用方法的各个已定义时段中可以使用不同的操作模式。所使用的操作模式包括“专用模式”、“增压模式”和“相位操控模式”。可以相继在时分复用方法的不同时段中执行控制机制。在“专用模式”下，频率单元26a、28a给加热元件18a、20a、22a、24a中的恰恰一个加热元件供给能量。基于加热元件18a、20a的共同使用的谐振电容器80a、82a和加热元件22a、24a的共同使用的谐振电容器84a、86a，在分配加热元件18a、20a、22a、24a到频率单元26a、28a时产生限制。因此，在专用模式下同时操作多个加热元件18a、20a、22a、24a仅仅对于连接到不同谐振电容器80a、82a、84a、86a的加热元件18a、20a、22a、24a是可能的。用于频率单元26a、28a的逆变器44a、46a的操控信号在此操作模式下彼此无关。在增压模式下，通过两个频率单元26a、28a并行操作每个加热元件18a、20a、22a、24a，以便实现更高的加热功率。用于频率单元26a、28a的逆变器44a、46a的操控信号在此操作模式下对于两个逆变器44a、46a是相同的。在相位操控模式下，分别通过频率单元26a、28a向具有共同的谐振电容器80a、82a、84a、86a的两个加热元件18a、20a、22a、24a供给能量。用于频率单元26a、28a的逆变器44a、46a的操控信号在此操作模式下具有相同的频率，由此确定两个加热元件18a、20a、22a、24a的总功率。两个加热元件18a、20a、22a、24a的各个加热功率彼此的比例通过操控信号之间的相移确定。此外，如此调节操控信号，使得确保频率单元26a、28a的逆变器44a、46a 的 IGBT 52a、54a、56a、58a 的无电压开关(Zero Voltage Switching:零电压开关)。由此可以最小化开关损耗。由于在时分复用方法中开关装置66a的开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a的频繁开关过程，开关装置66a或开关装置66a的操控的功能错误的确定是重要的。在电磁炉的使用寿命期间，可预期每开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a几十万次开关过程。为了最小化功能错误，在开关过程期间关断频率单元26a、28a，从而使开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a在开关过程期间无电流。然而,永远不能完全排除功能错误。可能的功能错误一方面包括开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a的功能错误，例如停住的继电器或在继电器的控制电路中有缺陷的部件，或另一方面包括开关元件68a、70a、72a、74a、76a、78a的控制软件的功能错误。在根据本发明的加热装置情况下，应用如下方法:其中通过该加热装置的保护单元30a确定在频率单元26a、28a与加热连接端10a、12a、14a、16a之间的导电通路的存在。根据电势变化曲线，保护单元30a在至少一个操作状态下确定两个频率单元26a、28a中的一个频率单元与四个加热连接端10a、12a、14a、16a中的一个加热连接端之间的导电通路的存在，所述保护单元在加热连接端10a、12a、14a、16a上分析所述电势变化曲线。图2在笛卡尔坐标系中示出在加热连接端10a、12a、14a、16a与频率单元26a、28a之间存在导电通路的情况下,在加热连接端10a、12a、14a、16a上的典型电势变化曲线V1 (t)。纵坐标轴88a示出在加热连接端10a、12a、14a、16a上的电势Vp横坐标轴90a示出时间t。电势变化曲线VJt)基本上具有带有陡峭边沿的方波信号的形状。由于锋利的边缘，所以，在电势变化曲线'(t)的频谱中包含高频信号分量，其频率位于频率单元26a、28a的开关频率之上。图3在笛卡尔坐标系中示出在加热连接端10a、12a、14a、16a与频率单元26a、28a之间不存在导电通路的情况下，在加热连接端10a、12a、14a、16a上的典型电势变化曲线V2⑴。纵坐标轴92a示出在加热连接端10a、12a、14a、16a上的电势V2。横坐标轴94a示出时间t。电势变化曲线V2 (t)基本上具有在纵坐标轴92a的方向上移位％/2的正弦形信号的形状。在加热连接端10a、12a、14a、16a上的电势变化曲线V2(t)与在分配给加热连接端10a、12a、14a、16a的加热元件18a、20a、22a、24a的背离加热连接端10a、12a、14a、16a的侧上的电势变化曲线相同，这是因为在加热连接端10a、12a、14a、16a与频率单元26a、28a之间不存在导电通路的情况下，通过加热元件18a、20a、22a、24a的电流是O。由于近似正弦形的变化曲线，在电势变化曲线V2 (t)的频谱中仅仅包含少量的信号分量。其频率位于频率单兀26a、28a的开关频率的周围。为了区分两个不同的电势变化曲线V1 (t)、V2⑴，保护单元30a对于每个加热连接端10a、12a、14a、16a包括高通滤波器，所述高通滤波器的极限频率在频率单元26a、28a的开关频率之上。该电势变化曲线V1 (t)、V2 (t)的、频率在该极限频率之下的信号分量大大衰减，而频率在该极限频率之上的信号保持几乎不变。由此，能够在电势变化曲线V1 (t)、V2 (t)的频谱方面实现电势变化曲线'(0、％(0的辨别并且保护单元30a可以确定:在加热连接端10a、12a、14a、16a与频率单元26a、28a之间是否存在导电通路。在存在导电通路的情况下，保护单元30a输出逻辑“O”。在不存在导电通路的情况下，保护单元30a输出逻辑“I”。在一个例子中假设两个加热元件18a、24a应在专用模式下操作。在开关装置66a的开关位置正确的情况下，两个开关元件68a、70a在高处位置并且开关元件74a、78a在低处位置。保护单元30a向控制单元32a转发相应的连接信息，控制单元32a将所述相应的连接信息与额定开关位置比较。在现有的情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“1”，对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“O”。假设开关元件70a在错误的位置上，更确切地说，在低处位置上而不是在高处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“1”，对于加热连接端12a转发“O”，对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“O”到控制单元32a。在此错误模式下，错误地向加热元件20a供给能量，这可能潜在地导致对于操作人员危险的操作状态。控制单元32a识别该错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。假设开关元件68a在错误的位置上，更确切地说在低处位置上而不是高处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“1”，对于加热连接端12a转发“1”，对于加热连接端14a根据开关元件72a的开关位置或者转发“O”或者转发“I”并且对于加热连接端16a转发“O”到控制单元32a。如果开关元件72a位于高处位置上，则错误地向加热元件22a供给能量，这可能潜在地导致对于操作人员危险的操作状态。如果开关元件72a位于低处位置上，则两个频率单元26a、28a与加热元件24a并联地连接并且可以在不同的操控信号的情况下、尤其在不同的相位的情况下，对于频率单元26a、28a的逆变器44a、46a，导致逆变器44a、46a的短路及其损坏。控制单元32a识别出该错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。在另一个例子中假设应在增压模式下操作加热元件18a。在开关装置66a的开关位置正确的情况下，四个开关元件68a、70a、74a、78a在高处位置上。保护单元30a向控制单元32a转发相应的连接信息，控制单元32a将所述相应的连接信息与额定开关位置比较。在现有情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“1”，对于加热连接端14a转发“ I ”并且对于加热连接端16a转发“ I ”。假设开关元件76a在错误的位置上，更确切地说，在低处位置上而不是在高处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“0”，对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“I”到控制单元32a。在此错误模式下，在相位操控模式下，借助频率单元26a、28a的逆变器44a、46a的对于无电压开关不适配的操控信号来操作两个加热元件18a、20a。这可能导致逆变器44a、46a的更强的开关损耗并且导致逆变器44a、46a的更强的变热。此外，错误地给加热元件20a供给能量，这可能潜在地导致对于操作人员危险的操作状态。控制单元32a识别此错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。假设开关元件74a在错误的位置上，更确切地说，在低处位置上而不是在高处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“ I ”并且根据开关元件78a的开关位置或者对于加热连接端14a转发“O”并且对于加热连接端16a转发“I”或者对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“O”到控制单元32a。在此错误模式下，根据开关元件78a的开关状态,或者给加热元件22a供给能量,或者给加热元件24a供给能量,这可能导致对于操作人员潜在危险的操作状态。控制单元32a识别出该错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。在最后的例子中假设应在相位操控模式下操作两个加热元件18a、20a。在开关装置66a的开关位置正确的情况下，三个开关元件68a、70a、74a在高处位置上并且开关元件76a在低处位置上。保护单元30a向控制单元32a转发相应的连接信息，控制单元32a将所述相应的连接信息与额定开关位置比较。在现有情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“0”，对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“I”。假设开关元件76a在错误的位置上，更确切地说，在高处位置上而不是在低处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“1”，对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“I”到控制单元32a。在这种错误模式下，两个频率单元26a、28a与加热元件18a并联连接并且在不同的操控信号的情况下、尤其在不同的相位的情况下，对于频率单元26a、28a的逆变器44a、46a，可能导致逆变器44a、46a的短路及其损坏。控制单元32a识别出该错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。假设开关元件74a在错误的位置上，更确切地说在低处位置上而不是高处位置上。在这种情况下，保护单元30a对于加热连接端IOa转发“0”，对于加热连接端12a转发“I”并且根据开关元件78a的开关位置或者对于加热连接端14a转发“O”并且对于加热连接端16a转发“I”或者对于加热连接端14a转发“I”并且对于加热连接端16a转发“O”到控制单元32a。在这种错误模式下，根据开关元件78a的开关位置，或者给加热元件22a错误地供给能量，或者给加热元件24a错误地供给能量，这可能导致对于操作人员潜在危险的操作状态。控制单元32a识别出该错误位置并且关断所有频率单元26a、28a。附加地，控制单元32a向操作人员输出告警消息和维护请求。替代地或者附加地，保护单元30a还能够包括电流传感器，以便在至少一个操作状态下确定导电通路的存在。替代地或者附加地，加热装置可以包括至少一个电流计，所述电流计被设置用于测量通过导电通路的电流。在图4a和4b中示出本发明的另一实施例。后续的描述基本上限制在两个实施例之间的区别上，其中关于保持不变的部件、特征和功能，可以参考对其它实施例、尤其是图1a和Ib的描述。为了区分这些实施例，图1a和Ib中的实施例的参考标记中的字母a由图4a和4b的实施例的参考标记中的字母b取代。关于保持不变的部件、尤其关于具有相同参考标记的部件，基本上还可以参考对其它实施例、尤其是图1a和Ib的图示和/或描述。图4a以俯视图示出具有由玻璃陶瓷制成的炉灶板34b的第二电磁炉。在炉灶板34b上以公知的方式标记三个圆形加热区36b、38b、40b。图4b示出第二电磁炉的第二加热装置的电路图。此加热装置仅仅包括三个加热元件18b、20b、22b，其可通过开关装置66b与两个频率单元26b、28b连接。为了通过减小各种各样的加热装置的数量来最小化生产成本，图4b中的加热装置此外还包括用于第四加热元件的加热连接端16b，其可通过开关元件72b与频率单元26b连接并且可通过开关元件78b与频率单元28b连接。由此，另一种错误情况是可能的，即两个开关元件72b、78b中的一个开关元件在频率单元26b、28b中的一个频率单元与加热连接端16b之间建立导电通路。随后频率单元26b、28b的逆变器44b、46b具有属于频率单元26b、28b的阻尼电容器组48b、50b作为唯一的负载。逆变器44b、46b可以短时间不受损地经受住这种操作模式。该加热装置的保护单元30b的任务是:及时识别出这种操作模式。关于保护单元30b的工作原理的准确描述，请参考对前面实施例的描述。原则上可考虑:加热装置具有其它的开关元件和多于四个的加热元件，它们借助其它的开关元件连接到频率单元上。原则上可考虑:构造为SPDT继电器的开关元件分别由两个SPST继电器取代。参考标记
IOa加热连接端38a加热区 IOb加热连接端38b加热区 12a加热连接端40a加热区 12b加热连接端40b加热区 14a加热连接端42a加热区 14b加热连接端44a逆变器 16a加热连接端44b逆变器 16b加热连接端46a逆变器 18a加热元件 46b逆变器18b加热元件 48a阻尼电容器组
20a加热元件 48b阻尼电容器组
20b加热元件 50a阻尼电容器组
22a加热元件 50b阻尼电容器组
22b加热元件 52a IGBT
24a加热元件 52b IGBT
26a频率单元 54a IGBT
26b频率单元 54b IGBT
28a频率单元 56a IGBT
28b频率单元 56b IGBT
30a保护单元 58a IGBT
30b保护单元 58b IGBT
32a控制单元 60a交流电压源
32b控制单元 60b交流电压源
34a炉灶板 62a滤波器
34b炉灶板 62b滤波器
36a加热区 64a整流器
36b加热区 64b整流器
66a开关装置 V2 (t)电势变化曲线
66b开关装置 V1电势
68a开关元件 V2电势
68b开关元件 t时间
70a开关元件
70b开关元件
72a开关元件
72b开关元件
74a开关元件
74b开关元件
76a开关元件
76b开关元件
78a开关元件
78b开关元件
80a谐振电容器
80b谐振电容器
82a谐振电容器
82b谐振电容器
84a谐振电容器
84b谐振电容器
86a谐振电容器86b谐振电容器88a纵坐标轴90a横坐标轴92a纵坐标轴94a横坐标轴
U0经整流的电压V1 (t)电势变化曲线。
权利要求
1.一种加热装置、尤其是炉灶加热装置，其具有至少一个用于至少一个加热元件(18a, 20a, 22a, 24a; 18b, 20b, 22b)的加热连接端(10a, 12a, 14a, 16a; 10b,12b, 14b, 16b)和至少一个频率单元(26a，28a; 26b, 28b)，其特征在于保护单元(30a;30b)，所述保护单元被设置用于确定所述频率单元(26a，28a; 26b, 28b)与所述加热连接端(10a，12a, 14a, 16a; 10b, 12b, 14b, 16b)之间的导电通路的存在。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述保护单元(30a;30b)被设置用于根据电势变化曲线确定所述导电通路的存在。
3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述保护单元(30a;30b)被设置用于分析在所述加热连接端(10a，12a, 14a, 16a; 10b, 12b, 14b, 16b)上的电势变化曲线。
4.根据权利要求2或3所述的加热装置，其特征在于，所述保护单元(30a;30b)被设置用于根据所述电势变化曲线的频谱来确定所述导电通路的存在。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述保护单元(30a;30b)包括至少一个高通滤波器，所述至少一个高通滤波器被设置用于进行电势变化曲线的辨别。
6.根据以上权利要求中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述保护单元(30a;30b)包括电流传感器，所述电流传感器被设置用于确定所述导电通路的存在。
7.根据以上权利要求中任一项所述的加热装置，其特征在于控制单元(32a;32b)，所述控制单元被设置用于从所述保护单元(30a; 30b)接收连接信息并且在所述导电通路错误地存在的情况下，引起至少一项安全措施。
8.根据以上权利要求中任一项所述的加热装置，其特征在于，所有加热元件(18a，20a, 22a, 24a; 18b, 20b, 22b)的总数比所有频率单元(26a，28a; 26b, 28b)的总数更大。
9.借助尤其根据以上权利要求中任一项所述的加热装置、尤其是炉灶装置的方法，所述加热装置、尤其是炉灶装置具有至少一个用于至少一个加热元件(18a，20a, 22a, 24a;18b, 20b, 22b)的加热连接端(10a, 12a, 14a, 16a; 10b, 12b, 14b, 16b)、至少一个频率单元(26a，28a; 26b, 28b)和保护单元(30a; 30b)，其中通过所述保护单元(30a;30b)来确定所述频率单元(26a，28a; 26b, 28b)与所述加热连接端(10a，12a, 14a,16a; 10b, 12b, 14b, 16b)之间的导电通路的存在。
10.一种炉灶、尤其是电磁炉，其具有根据权利要求1至8中任一项所述的加热装置。
全文摘要
本发明涉及一种加热装置、尤其是炉灶加热装置，其具有用于至少一个加热元件(18a,20a,22a,24a;18b,20b,22b)的至少一个加热连接端(10a,12a,14a,16a;10b,12b,14b,16b)和至少一个频率单元(26a,28a;26b,28b)。为了提供根据所述类型的、具有较高操作安全性的加热装置提出所述加热装置包括保护单元(30a;30b)，所述保护单元被设置用于确定所述频率单元(26a,28a;26b,28b)与所述加热连接端(10a,12a,14a,16a;10b,12b,14b,16b)之间的导电通路的存在。
文档编号H05B6/06GK103190198SQ201180054231
公开日2013年7月3日 申请日期2011年10月31日 优先权日2010年11月10日
发明者D.安顿法尔康, J.M.布尔迪奥皮尼拉, C.卡雷特罗查马罗, J.M.德拉库埃达奥尔廷, P.J.赫嫩德斯布拉斯科, O.希门内斯纳瓦斯库斯, S.洛伦特吉尔, D.纳瓦罗塔伯内罗, J.J.帕里西奥阿斯科纳, D.普亚尔普恩特, M.萨奥迪 申请人:Bsh博世和西门子家用电器有限公司