DE102017211099A1 - Induction cooking device and method for driving an induction cooking device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Induktionskochvorrichtung mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen, einer Mehrzahl von Spaltenleitungen sowie einer Mehrzahl von Schwingkreiselementen, wobei Leckströme dadurch unterdrückt werden, dass durch eine spezielle Verschaltung von an einer Zeilenleitung angeschlossenen ersten Polen der Schwingkreiselemente höchstens ein jeweiliger erster Pol mit dem jeweiligen zweiten Zeilenleitungsende unmittelbar verbunden ist. The invention relates to an induction cooking apparatus having a plurality of row lines, a plurality of column lines and a plurality of resonant circuit elements, wherein leakage currents are suppressed by a special interconnection of connected to a row line first poles of the resonant circuit elements at most a respective first pole with the respective second Row line end is connected directly.
Description
Die Erfindung betrifft eine Induktionskochvorrichtung mit einer Mehrzahl von Zeilenleitungen, einer Mehrzahl von Spaltenleitungen, einer Mehrzahl von Schwingkreiselementen mit einem jeweiligen ersten Pol und einem jeweiligen zweiten Pol, einer Mehrzahl von Gitterdioden und einem Inverter. Jedes Schwingkreiselement ist mit seinem ersten Pol mit genau einer der Zeilenleitungen verbunden. Jedes Schwingkreiselement ist mit seinem zweiten Pol mit genau einer der Spaltenleitungen verbunden. Jede Spaltenleitung weist einen jeweiligen endseitigen Spaltenschalter auf. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Induktionskochvorrichtung.The invention relates to an induction cooking apparatus having a plurality of row lines, a plurality of column lines, a plurality of resonant circuit elements having a respective first pole and a respective second pole, a plurality of grid diodes and an inverter. Each resonant circuit element is connected with its first pole to exactly one of the row lines. Each resonant circuit element is connected to its second pole with exactly one of the column lines. Each column line has a respective end-side column switch. The invention likewise relates to a method for controlling such an induction cooking device.
Derartige Induktionskochvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen insbesondere zur Realisierung eines echten Flächenkochens. Typischerweise weisen die Schwingkreiselemente Induktionsheizspulen auf, mit welchen auf einem Kochfeld stehende Töpfe beheizt werden können. Beispielhafte Ausführungen sind in
Die am weitesten verbreiteten leistungselektronischen Schaltungen für die induktive Beheizung eines Induktionskochfelds sind der resonante (Serien-)Schwingkreis und der quasi-resonante Parallelschwingkreis. Letzterer besitzt den Vorteil, dass ein Schaltelement und ein Kondensator weniger als mit dem Serienschwingkreis benötigt werden.The most widely used power electronic circuits for inductive heating of an induction hob are the resonant (series) resonant circuit and the quasi-resonant parallel resonant circuit. The latter has the advantage that a switching element and a capacitor are required less than with the series resonant circuit.
Es ist wünschenswert, eine große Anzahl von Induktionsspulen, insbesondere kleiner Induktionsspulen, ohne Relais mit wenigen Schaltelementen anzusteuern.It is desirable to drive a large number of induction coils, in particular small induction coils, without relays with a few switching elements.
In bekannten Kochfeldern wird jede einzelne Spule im Fall der quasi-resonanten Ausführung durch einen Halbleitertransistor bzw. im Fall der Ausführung als Serienschwingkreis durch zwei Halbleitertransistoren, üblicherweise IGBTs, angesteuert. Diese Lösung ist aufgrund der hohen Anzahl an Halbleitern für viele Induktionsspulen (beispielsweise
Gemäß dem Stand der Technik ist das Ansteuern von Widerstandsheizelementen im Multiplexverfahren bekannt. Eine Verschaltung von Induktoren bzw. Induktionsspulen durch Zeilen und Spalten ermöglicht die Ersparnis von Halbleiterschaltern und eventuell von Kondensatoren. Der Aufbau eines Kochfelds vereinfacht sich außerdem, da nicht zu jeder Induktionsspule ein Leitungspaar für hohe Ströme von einem Inverter hingeführt werden muss, sondern die Leitung weitergeschleift wird.According to the prior art, the driving of resistance heating elements in the multiplex method is known. An interconnection of inductors or induction coils by rows and columns enables the saving of semiconductor switches and possibly of capacitors. The design of a cooktop is also simplified, since a pair of conductors for high currents does not have to be led from an inverter to each induction coil, but the line is looped on.
Eine beispielhafte Implementierung einer Induktionskochvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist in
Mit U ist eine aus der Netzspannung gleichgerichtete, pulsierende Gleichspannungsquelle bezeichnet, eventuell kann es auch eine reine Gleichspannung sein, die durch eine PFC (Power Factor Correction)-Schaltung erzeugt ist. Cs ist ein Zwischenkreiskondensator, welcher die Zwischenkreisspannung der Halbbrücken mit Schwingkreisen stabilisiert. Jede Zeile (
Für jeden Transistor wird ein Treiberbaustein zur Ansteuerung benötigt, auch für den Wechselrichter. Dafür kommen sogenannte „High-Side“-Treiber wie zum Beispiel Puls-Übertrager (galvanische Trennung möglich) oder aber auch Ladungspumpen (ohne galvanische Trennung) in Frage, wobei dies für alle Zeilenschalter und für den
Wird jetzt ein Schalter (
Aufgabe und LösungTask and solution
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Induktionskochvorrichtung sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Induktionskochvorrichtung zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und welche insbesondere in Bezug auf Störungen bzw. mögliche Leckströme optimiert sind.It is an object of the invention to provide an induction cooking apparatus and a method for controlling such an induction cooking, with which problems of the prior art can be avoided and which are optimized in particular with respect to disturbances or possible leakage currents.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Induktionskochvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Induktionskochvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei werden manche der Merkmale nur für die Induktionskochvorrichtung oder nur für das Verfahren genannt. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Induktionskochvorrichtung als auch für das Verfahren selbständig und unabhängig voneinander gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by an induction cooking apparatus having the features of
Die Erfindung betrifft eine Induktionskochvorrichtung. Diese weist eine Mehrzahl von Zeilenleitungen und eine Mehrzahl von Spaltenleitungen auf. Sie weist eine Mehrzahl von Schwingkreiselementen mit einem jeweiligen ersten Pol und einem jeweiligen zweiten Pol auf. Außerdem weist sie eine Mehrzahl von Gitterdioden sowie einen Inverter auf. Jedes Schwingkreiselement ist mit seinem ersten Pol mit genau einer der Zeilenleitungen verbunden. Jedes Schwingkreiselement ist mit seinem zweiten Pol mit genau einer der Spaltenleitungen verbunden. Jede Spaltenleitung weist einen jeweiligen endseitigen Spaltenschalter auf.The invention relates to an induction cooking device. This has a plurality of row lines and a plurality of column lines. It has a plurality of resonant circuit elements with a respective first pole and a respective second pole. In addition, it has a plurality of grid diodes and an inverter. Each resonant circuit element is connected with its first pole to exactly one of the row lines. Each resonant circuit element is connected to its second pole with exactly one of the column lines. Each column line has a respective end-side column switch.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jede Zeilenleitung ein erstes Zeilenleitungsende und ein zweites Zeilenleitungsende aufweist, zwischen welchen die jeweiligen ersten Pole der angeschlossenen Schwingkreiselemente angeschlossen sind. Die ersten und zweiten Zeilenleitungsenden sind dabei jeweils mit dem Inverter verbunden, wobei zumindest an einem der Zeilenleitungsenden ein jeweiliger Zeilenschalter angeordnet ist. Jeweilige erste Pole der Schwingkreiselemente sind mit einer jeweiligen Gitterdiode verbunden, welche mit dem jeweiligen zweiten Zeilenleitungsende mit Durchlassrichtung zum zweiten Zeilenleitungsende hin verbunden ist, so dass von den an einer Zeilenleitung angeschlossenen ersten Polen höchstens ein jeweiliger erster Pol mit dem zweiten Zeilenleitungsende unmittelbar verbunden ist.According to the invention, it is provided that each row line has a first line line end and a second line line end, between which the respective first poles of the connected resonant circuit elements are connected. The first and second row line ends are each connected to the inverter, wherein at least one of the row line ends, a respective line switch is arranged. Respective first poles of the resonant circuit elements are connected to a respective grid diode, which is connected to the respective second row line end with forward direction to the second Zeilenleitungsende, so that at most a respective first pole is connected directly to the second row line end of the connected to a row line first poles.
Diese Ausführung vermeidet den eingangs beschriebenen Nachteil durch eine geschickte Anordnung der Gitterdioden. Eine direkte Serienschaltung einer Diode zum Schwingkreis ist dabei nicht möglich, denn ansonsten wird ein freies Schwingen des Serienschwingkreises verhindert. Durch die hier beschriebene Ausführung, insbesondere die Trennung durch Gitterdioden, ist jedoch die Funktion der Schwingkreise gewährleistet. Unerwünschte Ströme durch Induktionsspulen treten dabei nicht auf, da diese durch die Dioden verhindert werden. Zu jedem Zeitpunkt findet dabei ein Stromfluss ausschließlich in den Schwingkreiselementen statt, die zu einem jeweiligen Zeitpunkt elektrisch erregt werden sollen.This embodiment avoids the disadvantage described above by a clever arrangement of the grid diodes. A direct series connection of a diode to the resonant circuit is not possible, otherwise a free swinging of the series resonant circuit is prevented. The embodiment described here, in particular the separation by grating diodes, however, the function of the resonant circuits is ensured. Unwanted currents through induction coils do not occur because they are prevented by the diodes. At any given time, a current flow takes place exclusively in the resonant circuit elements which are to be electrically excited at a particular time.
Es sei verstanden, dass es sich bei dem Begriff der Gitterdioden nicht um eine spezielle Art von Dioden handelt, sondern dass grundsätzlich alle bekannten Ausführungen von Dioden verwendet werden können. Bevorzugt werden verlustarme Dioden bzw. Schottky-Dioden. Die Bezeichnung der Gitterdioden ist gewählt, um klarzustellen, dass sich diese innerhalb eines Gitters aus Zeilenleitungen und Spaltenleitungen befinden. Gemäß einer Ausführung sind die Schwingkreiselemente ein jeweiliger Kondensator und eine jeweilige Spule in Reihenschaltung. Dies kann insbesondere bedeuten, dass jedes Schwingkreiselement einen Schwingkreis an sich darstellt.It should be understood that the term grating diodes is not a special type of diode, but that basically all known types of diodes can be used. Low-loss diodes or Schottky diodes are preferred. The designation of the grid diodes is chosen to make it clear that these are within a grid of row and column lines. According to one embodiment, the resonant circuit elements are a respective capacitor and a respective coil in series. This may in particular mean that each resonant circuit element represents a resonant circuit per se.
Gemäß einer Ausführung sind die Schwingkreiselemente eine jeweilige Spule, wobei ferner in jeder Spaltenleitung ein Kondensator verschaltet ist, welcher mit den jeweiligen angeschlossenen Spulen Reihenschwingkreise bildet. In diesem Fall kann typischerweise ein Schwingkreis nicht bereits durch die jeweiligen Schwingkreiselemente an sich gebildet werden, sondern er entsteht erst in Zusammenschaltung mit dem jeweiligen Kondensator. Dadurch kann die Anzahl an insgesamt benötigten Kondensatoren deutlich reduziert werden.According to one embodiment, the resonant circuit elements are a respective coil, wherein a capacitor is further connected in each column line, which forms series resonant circuits with the respective connected coils. In this case, a resonant circuit typically can not already be formed by the respective resonant circuit elements per se, but rather arises only in conjunction with the respective capacitor. As a result, the number of capacitors required in total can be significantly reduced.
Gemäß einer anderen Ausführung sind die Schwingkreiselemente eine jeweilige Spule, wobei ferner an jeder Spaltenleitung zwei Kondensatoren verschaltet sind, welche mit den jeweiligen angeschlossenen Spulen Reihenschwingkreise bilden. Die jeweilige Spaltenleitung mit dem Spaltenschalter ist dabei zwischen den Kondensatoren angeschlossen.According to another embodiment, the resonant circuit elements are a respective coil, wherein further two capacitors are connected to each column line, which form series resonant circuits with the respective connected coils. The respective column line with the column switch is connected between the capacitors.
Die Spaltenschalter können dabei insbesondere bidirektional leitend sein.The column switches can in particular be bidirectionally conductive.
Bevorzugt sind die Spulen Induktionsspulen. Diese können vorteilhaft zum Beheizen von dafür ausgelegtem Kochgeschirr verwendet werden und sind dann Induktionsheizspulen. Die Induktionsspulen bzw. auch sonstige Schwingkreiselemente können vorzugsweise zueinander identisch sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass alle in der Induktionskochvorrichtung verwendeten gleichartigen Schwingkreiselemente zueinander identisch sind.Preferably, the coils are induction coils. These can be used advantageously for heating cookware designed for this purpose and are then induction heating coils. The induction coils or other resonant circuit elements may preferably be identical to one another. This may in particular mean that all similar resonant circuit elements used in the induction cooking device are identical to each other.
Bevorzugt sind die Schwingkreiselemente in Zeilen und Spalten, insbesondere in Form einer Matrix, angeordnet. Dies führt zu einer übersichtlichen Ausführung, welche eine beispielsweise gleichmäßige Verteilung von Schwingkreiselementen über eine zu beheizende Kochfläche ermöglicht.The resonant circuit elements are preferably arranged in rows and columns, in particular in the form of a matrix. This leads to a clear design, which allows, for example, a uniform distribution of resonant circuit elements via a cooking surface to be heated.
Gemäß einer Ausführung ist an jedem ersten Zeilenleitungsende ein erster Zeilenschalter angeordnet und an jedem zweiten Zeilenleitungsende ist ein zweiter Zeilenschalter angeordnet. Der erste Zeilenschalter und der zweite Zeilenschalter jeder Zeilenleitung sind dabei bevorzugt dazu konfiguriert, gleichzeitig geschaltet zu werden. Dadurch wird eine vorteilhafte gleichzeitige Schaltung beider Zeilenleitungsenden ermöglicht, was den Betrieb aller Schwingkreise auch bei Vorhandensein der bereits erwähnten Gitterdioden sicherstellt.According to one embodiment, a first line switch is arranged on each first line end of the line, and a second line switch is arranged on each second line line end. The first line switch and the second line switch of each row line are preferably configured to be switched simultaneously. As a result, an advantageous simultaneous switching of both row line ends is made possible, which ensures the operation of all resonant circuits even in the presence of the already mentioned grid diodes.
Gemäß einer Ausführung ist an jedem ersten Zeilenleitungsende ein Zeilenschalter angeordnet und an jedem zweiten Zeilenleitungsende ist eine jeweilige Zeilendiode mit Durchlassrichtung vom Zeilenschalter weg angeordnet. Auch mit einer solchen Ausführung wird der Betrieb der Schwingkreise auch bei Verwendung der Gitterdioden sichergestellt. Die erwähnte Zeilendiode stellt dabei ein im Vergleich zu Zeilenschaltern typischerweise günstigeres Bauelement dar, welches zudem nicht gesteuert zu werden braucht.According to one embodiment, a line switch is arranged on each first row line end and on each second line line end a respective line diode is arranged in the forward direction away from the line switch. Even with such an embodiment, the operation of the resonant circuits is ensured even when using the grid diodes. The aforementioned line diode is in this case a component which is typically more favorable in comparison to row switches, which component also does not need to be controlled.
Gemäß einer Ausführung ist von den an einer Zeilenleitung angeschlossenen Polen nur derjenige Pol, welcher am nächsten zum zweiten Zeilenleitungsende angeschlossen ist, mit dem zweiten Zeilenleitungsende unmittelbar verbunden. Dadurch kann die bereits erwähnte und gewünschte Unterdrückung von Leckströmen in vorteilhafter Weise erreicht werden.According to one embodiment, of the poles connected to a row line, only one pole, which is connected closest to the second row line end, is directly connected to the second row line end. Thereby, the already mentioned and desired suppression of leakage currents can be achieved in an advantageous manner.
Bevorzugt sind die Schalter als selbstsperrende N-Kanal-MOSFETs ausgeführt. Dies hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen. Dies kann alle Schalter oder auch nur einen Teil der Schalter, beispielsweise Zeilenschalter und/oder Spaltenschalter betreffen.Preferably, the switches are designed as self-locking N-channel MOSFETs. This has proven to be advantageous in practice. This may relate to all switches or even only a part of the switches, for example, line switches and / or column switches.
Bevorzugt weisen die Spaltenschalter eine jeweilige Freilaufdiode auf. Damit können eventuelle parasitäre Ströme abgeleitet werden.The column switches preferably have a respective freewheeling diode. Thus, any parasitic currents can be derived.
Die Zeilenschalter bilden gemäß einer Ausführung der Erfindung einen Inverter. Dadurch können zusätzliche Schaltelemente zum Ausbilden des Inverters eingespart werden. Die Gitterdioden sind gemäß einer Ausführung zwischen jeweils zwei ersten Polen verschaltet. Damit können sie vorteilhaft die gewünschte Wirkung zur Unterdrückung unerwünschter Leckströme ausüben.The line switches form an inverter according to an embodiment of the invention. As a result, additional switching elements for forming the inverter can be saved. The grid diodes are connected according to an embodiment between two first poles. Thus they can advantageously exert the desired effect to suppress unwanted leakage currents.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist jeder erste Pol mittels einer jeweiligen Gitterdiode mit dem ersten Zeilenleitungsende verbunden und mittels einer jeweiligen weiteren Gitterdiode mit dem zweiten Zeilenleitungsende verbunden. Jede Gitterdiode ist dabei mit Durchlassrichtung zum zweiten Zeilenleitungsende hin verschaltet. Diese Ausführung ist zwar komplexer, bietet jedoch den Vorteil einer gleichmäßigen Verteilung der Spannungen unter den Schwingkreiselementen.According to a further embodiment, each first pole is connected by means of a respective grid diode to the first row line end and connected by means of a respective further grid diode to the second row line end. Each grid diode is interconnected with the forward direction to the second end of the line line. Although this design is more complex, it has the advantage of even distribution of the voltages among the oscillating circuit elements.
Bevorzugt weist die Induktionskochvorrichtung ferner eine Topferkennung auf, welche dazu ausgebildet ist, die Zeilenschalter und Spaltenschalter so zu schalten, dass nur Schwingkreiselemente unter einem erkannten Topf durch den Inverter angeregt werden. Dies ermöglicht einen optimalen Einsatz und eine Einsparung von Energie, da nur die benötigten Schwingkreiselemente auch tatsächlich angesteuert werden.Preferably, the induction cooking device further comprises a cup detection, which is designed to switch the line switches and column switches so that only resonant circuit elements are excited under a detected pot by the inverter. This allows optimal use and a saving of energy, since only the required resonant circuit elements are actually controlled.
Bevorzugt sind die Schwingkreiselemente Induktionsspulen bzw. Induktionsheizspulen oder weisen solche auf, welche in Zeilen und Spalten nebeneinander und hintereinander angeordnet sind. Sie sind also in entsprechender Konfiguration an einem Kochfeld verteilt, wobei vorteilhaft die Spalten die Anordnung hintereinander meint. Die Zeilen sind die Anordnung von Induktionsspulen seitlich nebeneinander. Vorzugsweise sind die Induktionsspulen in mindestens vier Zeilen und drei Spalten angeordnet, also in einem Feld mit drei Induktionsspulen hintereinander und vier Induktionsspulen seitlich nebeneinander. Dies hat sich für typische Anwendungen bewährt, da eine ausreichende Variabilität bezüglich verwendeter Topfgrößen und -positionen erreicht wird, ohne übermäßig viele Bauelemente einzusetzen.The resonant circuit elements are preferably induction coils or induction heating coils or have such, which are arranged in rows and columns next to each other and behind each other. They are thus distributed in a corresponding configuration on a hob, wherein advantageously the columns means the arrangement one behind the other. The lines are the arrangement of induction coils side by side. Preferably, the induction coils are arranged in at least four rows and three columns, ie in a field with three induction coils in a row and four induction coils side by side. This has been proven for typical applications because sufficient variability in pot sizes and positions used is achieved without using excessive numbers of components.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will be apparent from the description and the drawings, but the individual features may be realized alone or in combination in the form of subcombination in one embodiment of the invention and in other fields and may represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as intermediate headings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 : eine Induktionskochvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, -
2 : Spulenströme der Induktionskochvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, -
3 : ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
4 : Spulenströme zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
5 : eine Induktionskochvorrichtung gemäß dem Stand der Technik -
6 bis15 : ein zweites bis elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
16 : ein Zeitdiagramm, -
17 : ein weiteres Zeitdiagramm, -
18 : eine mögliche Belegung eines Kochfelds, -
19 : ein zugehöriges Zeitdiagramm, -
20 : eine weitere mögliche Belegung eines Kochfelds, -
21 : ein zugehöriges Zeitdiagramm, -
22 : eine nochmals weitere mögliche Belegung eines Kochfelds, -
23 : ein zugehöriges Zeitdiagramm und -
24 : ein Ablaufdiagramm.
-
1 : an induction cooking apparatus according to the prior art, -
2 : Coil currents of the induction cooking apparatus according to the prior art, -
3 an embodiment of the invention, -
4 : Coil currents to the first embodiment of the invention, -
5 : An induction cooking apparatus according to the prior art -
6 to15 a second to eleventh embodiment of the invention, -
16 : a time diagram, -
17 : another time chart, -
18 : a possible occupation of a hob, -
19 an associated time chart, -
20 : another possible occupation of a hob, -
21 an associated time chart, -
22 : another possible occupation of a hob, -
23 : an associated time chart and -
24 : a flowchart.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
Die
In der Induktionskochvorrichtung von
Die jeweiligen Zeilenschalter
In den Zeilen zwischen den Zeilenschaltern
Die Gitterdioden
Die in
Bezüglich der entsprechenden Merkmale, mit welchen sich die Ausführungsbeispiele der
Um dies zu vermeiden, wird bei dem in
Die Leistung der Induktionsspule soll im ungünstigsten Fall bei N Spalten (im Beispiel N=4) das N-Fache der Nennleistung betragen.The power of the induction coil should be in the worst case at N columns (in the example N = 4) N times the rated power.
Ein entsprechender Algorithmus kann in Abhängigkeit von der Topfposition entscheiden, ob eine zeilenweise oder spaltenweise Ansteuerung für die entsprechende Konstellation der einzuschaltenden Induktionsspulen
Die Ansteuerung von Induktionsspulen kann in Pulspaketen bei Einhaltung einer Flicker-Norm erfolgen.The control of induction coils can be carried out in pulse packets while adhering to a flicker standard.
In der Praxis zeigt sich, dass die Nennleistung geringer als das N-Fache der Nennleistung sein kann, da nicht alle Zeilen in Betrieb sind bzw. sein müssen oder einige Zeilen das gleiche Muster aufweisen, welches zur Vereinfachung des Ansteuer-Timings führt. Dies wird an drei Beispielen erklärt, welche in den
Das Timing aus
Bei der Ausführung von
Dieses Timing ist in
Wird die Ansteuerung von zwei Zeilen bzw. Spalten wie beschrieben durchgeführt und diese Art der Ansteuerung mit der Ausführung von
Bei der Ausführung von
Für Flächenkochfelder mit vielen kleinen Induktionsspulen ist es möglich, Zeilen, in denen nur eine einzige Induktionsspule von einem Topf überdeckt ist, wobei der Topf so groß ist, dass mehrere Induktionsspulen überdeckt werden, diese Zeile mit dieser Induktionsspule komplett ausgeschaltet zu lassen, um das Timing zu vereinfachen. Dies gilt unter der Voraussetzung, dass die Induktionsspulen klein genug sind und der Leistungsverlust durch die restlichen Induktionsspulen kompensiert werden kann. Weiterhin sollte dadurch auftretenden Inhomogenität in der Beheizung des Topfes im tolerierbaren Bereich liegen. Ebenso kann eine nicht überdeckte oder nicht ausreichend überdeckte Induktionsspule einer Zeile bestromt werden, um zeilenweise gleiche Ansteuermuster zu erhalten und somit das Timing ebenfalls zu vereinfachen. Damit ist ein geringer Anstieg des Streufeldes zu erwarten, der jedoch bei kleinen Spulen gering ausfällt. Das Finden eines geeigneten Ansteuer-Timings wird durch einen Algorithmus entsprechend einem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, welcher in
- - Ermittlung der durch Töpfe auf der Induktionskochvorrichtung überdeckten Induktionsspulen,
- - Zuordnung der Induktionsspulen zu den jeweiligen Töpfen,
- - Zuordnung der Induktionsspulen zu den jeweiligen Zeilen,
- - Ermittlung nicht angesteuerter Zeilen für das Timing, da diese Zeilen nicht betrieben werden sollen,
- - Ermittlung der Zeilen mit gleicher Spaltenansteuerung, da diese Zeilen im gleichen Zeitfenster betrieben werden können,
- - Ermittlung der Zeilen, die durch Multiplikation (Hinzufügen oder Weglassen) einer Induktionsspule zeitgleich mit anderen Zeilen angesteuert werden können, da auch diese Zeilen im gleichen Zeitfenster betrieben werden können,
- - Ermittlung der Pulspakete für den entsprechenden Zustand und die entsprechende Kochstufe für jeden Topf.
- Determination of the induction coils covered by pots on the induction cooking device,
- Assignment of the induction coils to the respective pots,
- Assignment of the induction coils to the respective rows,
- Determination of non-driven lines for the timing, since these lines should not be operated,
- Determination of the rows with the same column activation, since these rows can be operated in the same time window,
- Determination of the lines that can be controlled by multiplication (addition or omission) of an induction coil at the same time as other lines, since these lines can also be operated in the same time window,
- - Determination of the pulse packets for the corresponding state and the corresponding cooking level for each pot.
Der ganze Berechnungsvorgang kann bzw. wird nicht nur zeilenweise vorgenommen, sondern kann bzw. wird auch spaltenweise erfolgen. Die günstigere oder weniger aufwändige Variante wird dann eben ausgeführt. Günstiger soll hier bedeuten, dass mehr Spalten ausgeschaltet bleiben oder zusammen betrieben werden können und somit die Periodendauer der Ansteuerung verkürzt wird. Die Auswahl hängt also davon ab, ob mehr Zeilen oder ob mehr Spalten ausgeschaltet bleiben oder zusammen betrieben werden können.The entire calculation process can or is not only done line by line, but can or will be done column by column. The cheaper or less expensive variant is then executed. Cheaper means here mean that more columns remain off or can be operated together and thus the period of the control is shortened. So the choice depends on whether more rows or more columns remain off or can be operated together.
Bei Betrachtung der Leistungsverteilung fällt auf, dass üblicherweise Kochfelder mit zwei Phasen betrieben werden. Dadurch beträgt beispielsweise die Nenn-Gesamtaufnahmeleistung 7,2 kW. Bei einer Leistung von 400 W pro Induktionsspule ergibt sich daraus, dass maximal 7,2 kW/400 = 18 Induktionsspulen gleichzeitig während eines Zeitfensters betrieben werden können. Diese Überlegung zeigt auch, dass bei einer Ansteuerung im Zeitmultiplex nur
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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---|---|---|---|---|
US20190327792A1 (en) | 2018-04-23 | 2019-10-24 | Whirlpool Corporation | Control circuits and methods for distributed induction heating devices |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1303168A1 (en) | 2001-10-12 | 2003-04-16 | Whirlpool Corporation | Cooking hob with discrete distributed heating elements |
US6870138B2 (en) * | 2003-01-20 | 2005-03-22 | Whirlpool Corporation | Electric cooking hob and method for determining the location of cooking utensils on it |
DE102009054582A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Induction hob, has power supply unit for producing current to operate set of heating elements, and switch producing and interrupting connection between power supply unit and one heating element |
EP2380400A1 (en) | 2008-12-19 | 2011-10-26 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Induction hob and method for operating an induction hob |
US20120103971A1 (en) * | 2009-05-04 | 2012-05-03 | Lg Electronics Inc. | Cooking appliance and a control method thereof |
DE102014206458A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Induction heater and induction hob |
DE112015001830T5 (en) * | 2014-04-15 | 2016-12-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Induction heating device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0862714B1 (en) * | 1995-11-21 | 2003-02-19 | Aktiebolaget Electrolux | A cooking surface with controls |
-
2017
- 2017-06-29 DE DE102017211099.6A patent/DE102017211099A1/en not_active Withdrawn
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1303168A1 (en) | 2001-10-12 | 2003-04-16 | Whirlpool Corporation | Cooking hob with discrete distributed heating elements |
US6870138B2 (en) * | 2003-01-20 | 2005-03-22 | Whirlpool Corporation | Electric cooking hob and method for determining the location of cooking utensils on it |
DE102009054582A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Induction hob, has power supply unit for producing current to operate set of heating elements, and switch producing and interrupting connection between power supply unit and one heating element |
EP2380400A1 (en) | 2008-12-19 | 2011-10-26 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Induction hob and method for operating an induction hob |
US20120103971A1 (en) * | 2009-05-04 | 2012-05-03 | Lg Electronics Inc. | Cooking appliance and a control method thereof |
DE102014206458A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Induction heater and induction hob |
DE112015001830T5 (en) * | 2014-04-15 | 2016-12-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Induction heating device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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