家用器具和用于将电能供送至电力负载的方法
【专利摘要】本发明涉及一种家用器具（1），所述家用器具（1）具有第一和第二电连接器（4、5），能够将供电系统电压（UN）施加在所述电连接器之间，所述家用器具（1）具有电力负载（3）和供电系统切换装置（6），电力负载（3）能够借助于所述供电系统切换装置（6）联接至连接器（4、5），其中，所述供电系统切换装置（6）包括：连接在第一连接器（4）与电力负载（3）之间的第一半导体闸流管（7），它的正极联接至第一连接器（4），它的负极联接至电力负载（3）；连接在第二连接器（5）与电力负载（3）之间的第二半导体闸流管（8），它的正极联接至电力负载（3），它的负极联接至第二连接器（5）；和用于起动半导体闸流管（7、8）的起动装置（10）。所述起动装置（10）具有对两个半导体闸流管（7、8）共用的电切换器（10），借助于所述电切换器（10）能够将电起动电流施加于第一半导体闸流管（7）的栅极连接部（9）和第二半导体闸流管（8）的栅极连接部（11）。
【专利说明】家用器具和用于将电能供送至电力负载的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有第一和第二电连接器的家用器具，可将供电系统电压(交流电压)施加到所述电连接器之间。该家用器具还包括电力负载和供电系统切换装置，所述电力负载可借助于所述供电系统切换装置联接至所述连接器。本发明还涉及一种用于将电能供送至家用器具的电力负载的方法。
【背景技术】
[0002]本发明涉及供电系统切换装置的实施例，电力负载借助于所述供电系统切换装置联接至家用器具的电连接器。这种供电系统切换装置必须被构造成能在额定电流高的电流下、例如在16A的电流下操作。迄今所使用的机械供电系统切换器并非完全没有问题。机械供电系统切换器、例如继电器的缺点通常涉及耗损、设计尺寸以及设计问题，比如由于接触元件的“抖动(chatter)”而引起的电磁兼容性(EMC)。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提出一种可在前言所述的通常类型的家用器具的情况下容易地避免现有技术的缺点的方法。
[0004]根据本发明，该目的通过具有根据相应的独立权利要求的特征的家用器具和方法来实现。本发明的有益的实施例形成从属权利要求、说明书和附图的主题。
[0005]本发明的家用器具包括第一和第二电连接器，可将供电系统电压施加到所述电连接器之间。所述家用器具还包括电力负载和供电系统切换装置，所述电力负载可借助于所述供电系统切换装置联接至所述连接器。根据本发明，供电系统切换装置包括如下构件:连接在第一连接器与电力负载之间的第一半导体闸流管，它的正极联接至第一连接器，且它的负极联接至电力负载；连接在第二连接器与电力负载之间的第二半导体闸流管，它的正极联接至电力负载，它的负极联接至第二连接器；和用于起动所述半导体闸流管的起动装置，其中，所述起动装置具有对两个半导体闸流管共用的电切换器，可借助于所述电切换器将电起动电流施加于第一半导体闸流管的栅极连接部和施加于第二半导体闸流管的栅极连接部。
[0006]因此，与现有技术不同，使用半导体切换器代替机械供电系统切换器来将电力负载联接至家用器具的电连接器，所述半导体切换器实际上是完全特定的半导体切换器、即半导体闸流管。供电系统切换装置的这种实施例具有以下优点:尤其不产生接触元件的“串扰”，从而也不产生EMC问题。另外，不再有任何机械耗损，从而可实现供电系统切换装置的更长的使用寿命。该使用寿命目前取决于半导体闸流管的尺寸。由于半导体闸流管的可能较小的设计尺寸，优点还来自于整个布置(包括负载、供电系统切换装置和连接器)的设计和实施。本发明的家用器具的优点还在于，供电系统切换装置原则上满足两种不同的功能。除了将负载联接至连接器的功能之外，具有半导体闸流管的供电系统切换装置还可充当整流器，借助于它将供电系统电压整流。因此，不需要使用在安装空间和成本方面带有缺点的附加的整流器。供电系统切换装置例如可布置在具有电容器(例如联接电压电容器)的简单的供电装置下游。
[0007]家用器具目前被理解成是指:用于管理家务且被实施用于处理家用物品的装置。它可以是大型家用器具，例如洗衣机、洗涤干燥机、洗碗机、烹饪装置、油烟机、制冷器具、冷藏冷冻机或空调单元。然而，它还可以是小型家用器具，例如全自动咖啡机或食品加工器。
[0008]半导体闸流管被理解成是指可控的或可切换的半导体模块，其在初始状态下是不导电的或断开的，且可通过额定电流较低的电流(栅极电流或起动电流)接通或切换成导电。接通后，半导体闸流管在没有栅极电流的情况下仍保持导电，且通过反转电流方向来关断。
[0009]根据本发明，所述起动装置具有两个半导体闸流管共用的电切换器，借助于所述电切换器可将电起动电流或栅极电流施加于第一半导体闸流管的栅极连接部和施加于第二半导体闸流管的栅极连接部。因此，所述起动装置仅通过一个切换器来控制，从而不必要使用单独的切换器。因此，可节省成本和有用的安装空间。
[0010]已被证明尤其有益的是，第一半导体闸流管的栅极连接部可通过切换器电连接至第二半导体闸流管的栅极连接部。在切换器的电传导切换状态下，所述栅极连接部因而电传导地彼此连接；在切换器的电断开切换状态下，所述栅极连接部彼此电隔断。实际上已经发现，由于栅极连接部之间的切换器在其电传导切换状态下的这种布置，因此，当这两个栅极连接部彼此电传导地连接时，两个半导体闸流管通过漏电电流作为起动电流来起动。如果这两个栅极连接部彼此连接，漏电电流就流过相应的栅极路径，从而引起所述两个半导体闸流管的起动或充当起动电流。因此，供电系统切换装置的启动明显地被简化。仅需要闭合栅极连接部之间的电切换器，且所述两个半导体闸流管几乎自动地起动和接通。如果电切换器在电力负载的操作过程中保持闭合，半导体闸流管就和供电系统电压同步地持续地接通和关断，使得供电系统电压被整流。不需要主动地产生用于起动半导体闸流管的电流脉冲；供电系统切换装置的启动被降低，以便闭合或开启电切换器。另外，该切换器的尺寸可选择得相对较小，因为起动电流或漏电电流具有很低的、即几μ A的额定电流。
[0011]所述电切换器优选是机械切换器，尤其是继电器。这防止了漏电电流在切换器的电断开切换状态下流过切换器，且在需要的情况下还防止产生半导体闸流管的不需要的起动。
[0012]本发明的方法被构造成:能将电能供送至家用器具的电力负载，其中，所述电力负载通过供电系统切换装置联接至家用器具的第一和第二电连接器，供电系统电压施加于所述连接器之间。电力负载通过供电系统切换装置的第一半导体闸流管联接至第一连接器，并通过供电系统切换装置的第二半导体闸流管联接至第二连接器，且所述半导体闸流管借助于起动装置起动，其中，第一半导体闸流管的栅极连接部和第二半导体闸流管的栅极连接部通过起动装置的共同的电切换器被供送电起动电流。
[0013]关于本发明的家用器具提出的优选实施例及它们的优点相应地适用于本发明的方法。
[0014]本发明的其他特征来自于权利要求、附图和附图的说明。以上说明书中所述的所有特征和特征组合以及以下在附图的说明中提及的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可用于相应的特定组合，而且还可用于其他组合或单独使用。【专利附图】
【附图说明】
[0015]现在通过优选的示例性实施例、例如通过参照附图来更详细地描述本发明。以这种方式，图1使用示意性视图阐述了根据本发明的一个实施例的家用器具。
【具体实施方式】
[0016]具有电力负载3的负载电路2布置在家用器具1中。负载3可以是任何负载，例如驱动电机、电阻器等。尤其地，负载3不限于具体类型，例如电容式的或感应式的。负载电路2还可包括供电装置，所述供电装置包括电容器，负载3在所述电容器处分接供电电压。
[0017]家用器具1还包括两个电连接器，即第一连接器4和第二连接器5。在连接器4、5连接至供电网络或电流网络的情况下，供电系统电压UN可施加在连接器4、5之间。第一连接器4连接至相导体L，而第二连接器5连接至中性导体N。供电系统切换装置6连接在连接器4、5与负载电路2之间，借助于该供电系统切换装置6，负载电路2可电连接至连接器4、5。供电系统切换装置6包括第一半导体闸流管7和第二半导体闸流管8。第一半导体闸流管7集成在相导体L中，使得第一半导体闸流管7的正极和负极分别连接至连接器4和负载电路2。另一方面，第二半导体闸流管8联接至中性导体N，使得第二半导体闸流管8的正极和负极分别连接至负载电路2和第二连接器5。第一半导体闸流管7的栅极连接部9可通过电切换器10联接至第二半导体闸流管8的栅极连接部11。在该示例性实施例中，电切换器10是继电器，且代表供电系统切换装置6的起动装置。切换器10借助于控制单元(未示出)、例如微控制器来启动。
[0018]如果切换器10闭合，漏电电流(μ A)就流过栅极连接部9、11并流过切换器10，半导体闸流管7、8借助于切换器10起动和接通。这尤其适用于相对较敏感的半导体闸流管
7、8，所述半导体闸流管7、8也可通过额定电流很低的漏电电流来起动。因此，为了起动半导体闸流管7、8，不需要主动地产生单独的电流脉冲。将切换器10闭合就足以接通半导体闸流管7、8。
[0019]如果切换器10处于电传导切换状态下，整流电压UG就存在于负载电路2的输入端，所述整流电压UG例如被所述供电装置分接，并借助于电容器被平滑。此时，负载3被供送平滑的电压。在负载3的操作过程中，切换器10—直处于闭合或电传导切换状态下，使得半导体闸流管7、8与供电系统电压UN同步地持续地接通和关断。
[0020]附图标记列表
[0021]1 家用器具
[0022]2 负载电路
[0023]3 负载
[0024]4 第一连接器
[0025]5 第二连接器
[0026]6 供电系统切换装置
[0027]7 第一半导体闸流管
[0028]8 第二半导体闸流管
[0029]9 栅极连接部[0030]10切换器
[0031]11栅极连接部
[0032]L相导体
[0033]N中性导体
[0034]UG整流电压
[0035]UN供电系 统电压
【权利要求】
1.一种家用器具(1 )，所述家用器具(1)具有第一和第二电连接器(4、5)，能够将供电系统电压(UN)施加在所述电连接器之间，所述家用器具(1)具有电力负载(3)和供电系统切换装置(6)，电力负载(3)能够借助于所述供电系统切换装置(6)联接至连接器(4、5)，其中，所述供电系统切换装置(6)包括:-连接在第一连接器(4)与电力负载(3)之间的第一半导体闸流管(7)，它的正极联接至第一连接器(4)，它的负极联接至电力负载(3)，-连接在第二连接器(5)与电力负载(3)之间的第二半导体闸流管(8)，它的正极联接至电力负载(3)，它的负极联接至第二连接器(5)，和-用于起动半导体闸流管(7、8)的起动装置(10)，其特征在于，所述起动装置(10)具有两个半导体闸流管(7、8)共用的电切换器(10)，借助于所述电切换器(10)能够将电起动电流施加于第一半导体闸流管(7)的栅极连接部(9)和第二半导体闸流管(8)的栅极连接部(11)。
2.如权利要求1所述的家用器具(1)，其特征在于，第一半导体闸流管(7)的栅极连接部(9)能够借助于所述切换器(10)电连接至第二半导体闸流管(8)的栅极连接部(11)，使得在切换器(10)的电传导切换状态下，栅极连接部(9、11)电传导地彼此连接，由此半导体闸流管(7、8)能够通过漏电电流作为起动电流来起动，栅极连接部(9、11)在切换器(10)的电断开切换状态下彼此电隔断。
3.如权利要求1或2所述的家用器具(1)，其特征在于，所述切换器(10)是机械切换器，尤其是继电器。
4.一种用于将电能供送至家用器具(1)的电力负载(3)的方法，其中，所述电力负载(3)通过供电系统切换装置(6)联接至家用器具(1)的第一和第二电连接器(4、5)，供电系统电压(UN)施加在所述电连接器之间，所述电力负载(3)通过供电系统切换装置(6)的第一半导体闸流管(7)和供电系统切换装置(6)的第二半导体闸流管(8)分别联接至第一连接器(4)和第二连接器(5)，半导体闸流管(7、8)借助于起动装置(10)起动，其特征在于，电起动电流借助于起动装置(10)的共同的电切换器(10)施加于第一半导体闸流管(7)的栅极连接部(9)和第二半导体闸流管(8)的栅极连接部(11)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第一半导体闸流管(7)的栅极连接部(9)借助于所述切换器(10)电连接至第二半导体闸流管(8)的栅极连接部(11)，从而在切换器(10)的电传导切换状态下，半导体闸流管(7、8)通过漏电电流作为起动电流来起动。
【文档编号】H03K17/73GK103636127SQ201280032560
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年6月30日
【发明者】D·布鲁斯, R·费尔德迈尔 申请人:Bsh博世和西门子家用电器有限公司