DE102017211099A1 - Induction cooking device and method for driving an induction cooking device - Google Patents

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Mathias Bellm
Timo Dalaker
Christian Egenter
Michael Riffel
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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.

Figure DE102017211099A1_0000
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.
Figure DE102017211099A1_0000

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 EP 1 303 168 A1 sowie EP 2 380 400 B gezeigt.Such induction cooking devices are known from the prior art and are used in particular for realizing a true surface cooking. Typically, the resonant circuit elements on induction heating coils, which can be used to heat pots standing on a hob. Exemplary embodiments are in EP 1 303 168 A1 such as EP 2 380 400 B shown.

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 20 bis 50) sehr teuer. Für n Induktionsspulen werden mindestens n Halbleiter benötigt.In known cooktops, each individual coil is driven in the case of quasi-resonant design by a semiconductor transistor or, in the case of the embodiment as a series resonant circuit, by two semiconductor transistors, usually IGBTs. This solution is due to the large number of semiconductors for many induction coils (for example 20 to 50 ) very expensive. For n induction coils at least n semiconductors are required.

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 1 gezeigt. Dabei werden Induktionsspulen der Induktionsheizvorrichtung in Serienschwingkreisen mittels Halbbrückentransistoren angesteuert. Ein jeweiliger Schwingkreis weist eine jeweilige Induktionsspule Spule L und eine jeweilige Kapazität bzw. einen Kondensator C auf. In dem gezeigten Beispiel sind sechs Serienschwingkreise dargestellt, welche in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Halbbrücke besteht aus Schaltern Shighside und Slowside , welche insbesondere mittels IGBT-Transistoren oder mittels MOSFETs realisiert werden können. Sie dient zur Erzeugung einer hochfrequenten Wechselspannung im Bereich von 20 kHz bis 150 kHz, wie sie für die elektrische Erregung einer induktiven Beheizung mittels Induktionsspulen üblich ist.An exemplary implementation of a prior art induction cooking apparatus is shown in FIG 1 shown. In this case, induction coils of the induction heating device are driven in series resonant circuits by means of half-bridge transistors. A respective resonant circuit has a respective induction coil coil L and a respective capacitor C. In the example shown, six series resonant circuits are shown, which are arranged in a matrix of rows and columns. The half bridge consists of switches S highside and S lowside , which can be realized in particular by means of IGBT transistors or by means of MOSFETs. It is used to generate a high-frequency alternating voltage in the range of 20 kHz to 150 kHz, as is customary for the electrical excitation of an inductive heating by means of induction coils.

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 (Sx1a-Sx4a) oder Spalte (Sy1-Sy4) verfügt über einen Schalter (IGBT-Transistoren oder MOSFET-Transistoren). Die Halbleiter zum Schalten der Zeilen und Spalten sind im Gegensatz zu den Wechselrichterschaltern (Shighside , Slowside ) zur Erzeugung der Hochfrequenz langsam schaltend und müssen somit nicht hochwertig ausgeführt sein, alternativ kann auf eine geringe Durchlassspannung Vce(sat) bei IGBTs und/oder einen geringen Durchlasswiderstand RDS(on) bei MOSFETs geachtet werden.U is a rectified from the mains voltage, pulsating DC voltage source, possibly it may also be a pure DC voltage, which is generated by a PFC (Power Factor Correction) circuit. Cs is a DC link capacitor, which stabilizes the DC link voltage of the half bridges with resonant circuits. Each line ( Sx1a - Sx4a ) or column ( y1 - sy4 ) has a switch (IGBT transistors or MOSFET transistors). The semiconductors for switching the rows and columns are in contrast to the inverter switches ( S highside . S lowside ) to generate the high frequency slowly switching and thus need not be executed high quality, alternatively, can be paid to a low forward voltage Vce (sat) in IGBTs and / or a low on-resistance RDS (on) in MOSFETs.

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 Shighside gilt.For each transistor, a driver block is required for control, also for the inverter. For this come so-called "high-side" drivers such as pulse transformer (galvanic isolation possible) or even charge pumps (without galvanic isolation) in question, this being for all return and for the S highside applies.

Wird jetzt ein Schalter (Sx1a oder Sx2a) einer Zeile und einer Spalte (Sy1 bzw. Sy2) geschlossen, so wird der Schwingkreis L11C11 bzw. L22C22 angeregt (siehe 2). Jedoch findet gleichzeitig auch ein unerwünschter Stromfluss über alle weiteren Schwingkreise der Zeile 2 zum Schalter (Sy1 bzw. Sy2) statt. Derartige Leckströme sind zwar kleiner als der gewünschte Erregerstrom der eigentlichen Induktionsspule L11 bzw. L22, sie erzeugen jedoch störende Verluste und elektromagnetische Felder an den Induktivitäten aller anderen Schwingkreise der Matrix. Eine analytische Berechnung zur quantitativen Bestimmung dieser Leckströme ist nicht trivial. Zur Simulation kann dieser Stromfluss jedoch gezeigt und quantitativ bestimmt werden. In 2 ist der zeitliche Verlauf der Ströme durch die Induktionsspulen dargestellt, wenn zu den Zeitfenstern T11 bzw. T22 die Induktionsspulen L11 bzw. L22 usw. elektrisch erregt werden sollen. Im Zeitfenster T11 ist für die Induktionsspule L11 der erwünschte Stromfluss dick dargestellt, für die anderen Induktionsspulen L sind die Störungen dünn dargestellt. Zum Zeitfenster T22 ist für die Induktionsspule L22 der erwünschte Stromfluss dick dargestellt, die Störungen für die anderen Induktionsspulen L sind wieder dünn dargestellt. Dies gilt für den Fall, dass ein Topf auf den Induktionsspulen L11 und L22 aufgestellt ist. Deswegen werden nur in deren Zeitfenstern T11 und T22 Stromflüsse bewirkt.Now a switch ( Sx1a or Sx2a ) of a row and a column ( y1 respectively. Sy2 ) closed, then the resonant circuit L11C11 respectively. L22C22 stimulated (see 2 ). However, at the same time there is also an undesirable current flow over all further resonant circuits of the line 2 to the switch ( y1 respectively. Sy2 ) instead of. Although such leakage currents are smaller than the desired excitation current of the actual induction coil L11 respectively. L22 However, they generate disturbing losses and electromagnetic fields at the inductances of all other resonant circuits of the matrix. An analytical calculation for the quantitative determination of these leakage currents is not trivial. For simulation, however, this current flow can be shown and quantified. In 2 the time course of the currents through the induction coils is shown when at the time windows T11 respectively. T22 the induction coils L11 respectively. L22 etc. are to be electrically excited. In the time window T11 is for the induction coil L11 the desired current flow shown thick, for the other induction coils L the disturbances are shown thinly. At the time window T22 is for the induction coil L22 the desired current flow shown thick, the disturbances for the other induction coils L are shown thin again. This is true in the case of a pot on the induction coils L11 and L22 is set up. That's why only in their time windows T11 and T22 Electricity flows effected.

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 claim 1 and by a method for controlling such an induction cooking apparatus having the features of claim 19. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and are explained in more detail below. In this case, some of the features are mentioned only for the induction cooking device or only for the method. However, they should be able to apply independently and independently of each other both for the induction cooking device and for the method. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.

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 bis 15: 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.
Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:
  • 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 to 15 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 1 zeigt eine Induktionskochvorrichtung gemäß dem Stand der Technik, welche bereits in der Einleitung dieser Anmeldung beschrieben wurde. Die 2 zeigt Ströme durch die Induktionsspulen der Induktionskochvorrichtung von 1, welche auch bereits beschrieben wurden.The 1 shows an induction cooking apparatus according to the prior art, which has already been described in the introduction of this application. The 2 shows currents through the induction coils of the induction cooking of 1 , which have already been described.

3 zeigt eine Induktionskochvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die insbesondere ein Induktionskochfeld ist. Dabei sind sechs Schwingkreiselemente gezeigt, welche jeweils aus einer Induktionsspule L und jeweils einem Kondensator C gebildet sind. Bei den Induktionsspulen L handelt es sich dabei vorliegend um Induktionsheizspulen. Wie gezeigt sind die Schwingkreiselemente in einer Matrixform angeordnet, wobei die Induktionsspulen L und die Kondensatoren C jeweils mit zwei Buchstaben indiziert sind. Der erste Buchstabe gibt dabei die Zeile an, wobei der zweite Buchstabe die Spalte angibt. 3 shows an induction cooking apparatus according to a first embodiment of the invention, which is in particular an induction hob. In this case, six resonant circuit elements are shown, each consisting of an induction coil L and one capacitor each C are formed. At the induction coils L In the present case these are induction heating coils. As shown, the resonant circuit elements are arranged in a matrix form, wherein the induction coils L and the capacitors C each indicated with two letters. The first letter indicates the line, with the second letter indicating the column.

In der Induktionskochvorrichtung von 3 sind des Weiteren zwei Zeilenschalter Sx1a, Sx1b der ersten Zeile und zwei weitere Zeilenschalter Sx2a, 2x2b der zweiten Zeile angeordnet. Zwischen diesen befinden sich jeweilige Zeilenleitungen, an welchen jeweilige erste Pole der Schwingkreiselemente angeschlossen sind. Jeweilige zweite Pole, welche den ersten Polen gegenüberliegen, sind dagegen mit Spaltenschalter Sy1, Sy2 und Sy3 verbunden, wobei jeder Spaltenschalter Sy1, Sy2, Sy3 zu einer jeweiligen Spalte der Matrix gehört. Die Spaltenschalter Sy1, Sy2, Sy3 sind gegenüberliegend mit Masse verbunden.In the induction cooking device of 3 are also two line switches Sx1a . Sx1b the first line and two more line switches Sx2a . 2x2b the second line arranged. Between these are respective row lines to which respective first poles of the resonant circuit elements are connected. Respective second poles, which are opposite to the first poles, are in contrast with column switches y1 . Sy2 and Sy3 connected, each column switch y1 . Sy2 . Sy3 belongs to a respective column of the matrix. The column switches y1 . Sy2 . Sy3 are connected opposite each other with mass.

Die jeweiligen Zeilenschalter Sx1a, Sx1b, Sx2a, Sx2b sind mit einem Inverter verbunden, dessen Ausgang mit RF-Supply bezeichnet ist. Der Inverter wird dabei durch zwei Inverterschalter Shighside , Slowside , gebildet. Diesen vorgeschaltet sind ein Kondensator Cs sowie eine Spannungsquelle U.The respective line switches Sx1a . Sx1b . Sx2a . Sx2b are connected to an inverter whose output is labeled RF-Supply. The inverter is powered by two inverter switches S highside . S lowside , educated. These are preceded by a capacitor Cs and a voltage source U.

In den Zeilen zwischen den Zeilenschaltern Sx1a, Sx1b, Sx2a, Sx2b sind jeweilige Gitterdioden D11, D12, D21, D22 verschaltet. Je Zeile sind dabei zwei dieser Gitterdioden verschaltet. Dies führt dazu, dass lediglich die am weitesten rechts in der Matrix liegenden Schwingkreiselemente unmittelbar mit den jeweiligen rechts liegenden Zeilenschaltern Sx1b, Sx2b verbunden sind. Die Durchlassrichtung weist dabei jeweils zu dem zweiten Zeilenschalter Sx1b, Sx2b hin.In the lines between the line switches Sx1a . Sx1b . Sx2a . Sx2b are respective grid diodes D11 . D12 . D21 . D22 connected. For each row, two of these grid diodes are interconnected. As a result, only the rightmost in the matrix lying on the right oscillating circuit elements directly to the respective right line switches Sx1b . Sx2b are connected. The forward direction in each case points to the second line switch Sx1b . Sx2b out.

Die Gitterdioden D11, D12, D21, D22 sorgen dafür, dass keine unerwünschten Ströme durch Induktionsspulen auftreten, da diese durch die Gitterdioden D11, D12, D21, D22 verhindert werden. Dies ist in 4 dargestellt, die der 2 ähnelt. Zu jedem Zeitpunkt findet dabei ein Stromfluss ausschließlich in den Induktionsspulen statt, die zu diesem Zeitpunkt (T11 bzw. T22 in 4) elektrisch erregt werden sollen. 4 zeigt dabei die jeweiligen Spulenströme durch die Induktionsspulen L. Ein Topf steht auf den Spulen L11 und L22.The grid diodes D11 . D12 . D21 . D22 ensure that no unwanted currents occur through induction coils, as these through the grid diodes D11 . D12 . D21 . D22 be prevented. This is in 4 represented by the 2 similar. At all times, a current flow takes place exclusively in the induction coils, which at this time ( T11 respectively. T22 in 4 ) are to be electrically excited. 4 shows the respective coil currents through the induction coils L , A pot is standing on the spools L11 and L22 ,

Die in 3 dargestellte Ausführung mit einer 2x3-Matrix lässt sich auch erweitern, beispielsweise auf eine 4x4-Matrix. Dabei zeigt 5 eine Ausführung gemäß dem Stand der Technik, wohingegen 6 eine Ausführung gemäß der Erfindung zeigt, also mit Gitterdioden D11,..., D43.In the 3 shown embodiment with a 2x3 matrix can also be extended, for example, to a 4x4 matrix. It shows 5 an embodiment according to the prior art, whereas 6 shows an embodiment according to the invention, ie with grid diodes D11 , ..., D43 ,

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die jeweiligen zweiten, also rechts angeordneten Zeilenschalter durch Dioden SDx1, SDx2, SDx3, SDx4 ersetzt sind. Der Vorteil einer solchen Ausführungsform liegt darin, dass ein weiterer Schalter pro Zeile eingespart wird. Die Anzahl N der Halbleiterschalter reduziert sich deutlich zu N = Zeilen + Spalten anstelle von zuvor N = 2 x Zeilen + Spalten. Anstelle des Ersatzes der jeweiligen zweiten Zeilenschalter wäre auch ein entsprechender Ersatz der ersten bzw. links angeordneten Zeilenschalter durch jeweilige Dioden möglich. 7 shows an embodiment in which the respective second, that is right arranged line switch through diodes SDX1 . sdX2 . SDx3 . SDX4 are replaced. The advantage of such an embodiment is that a further switch per line is saved. The number N of semiconductor switches is significantly reduced to N = rows + columns instead of previously N = 2 × rows + columns. Instead of replacing the respective second line switches, a corresponding replacement of the first or left-hand line switches arranged by respective diodes would also be possible.

8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem im Vergleich zum in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel alle Halbleiterschalter durch N-Kanal-MOSFETs selbstsperrend realisiert werden. Es ist dabei zu beachten, dass die Spaltenschaltelemente im Gegensatz zu den Zeilenschaltern eine Freilaufdiode benötigen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Zeilenschalter keine Freilaufdiode besitzen können bzw. dürfen. 8th shows an embodiment in which compared to in 7 illustrated embodiment, all semiconductor switches are realized by N-channel MOSFETs self-locking. It should be noted that the column switching elements in contrast to the line switches require a freewheeling diode. However, this does not mean that the line switches can not or should not have a freewheeling diode.

9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Vergleich zum in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel anstelle von MOSFETs N-Kanal-IGBTs selbstsperrend verwendet. Dies ist vorteilhaft, da im nicht angesteuerten Zustand des Gates (zum Beispiel Fehlerfall in der Spannungsversorgung der Steuerung) kein Strom fließen kann, auch wenn Spannung am Halbleiter anliegt. Außerdem weisen N-Kanal-Halbleiter einen niedrigeren RDS(on) bei MOSFETs bzw. Vce(sat) bei IGBTs auf, weshalb sie effizienter sind gegenüber den P-Kanal-Halbleitern. 9 shows an embodiment, which compared to in 8th embodiment shown instead of MOSFETs N-channel IGBTs used self-locking. This is advantageous because in the non-activated state of the gate (for example, failure in the power supply of the controller) no current can flow, even if voltage is applied to the semiconductor. In addition, N-channel semiconductors have a lower RDS (on) for MOSFETs and Vce (sat) for IGBTs, which is why they are more efficient than P-channel semiconductors.

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem nur ein Schwingkreiskondensator C1, C2, C3, C4 pro Spalte vorgesehen ist. Die Schwingkreiselemente werden dabei lediglich durch eine jeweilige Induktionsspule L gebildet. Aufgrund der zeilenweisen und zeitverschobenen Ansteuerung können sich die Induktionsspulen L in jeder Spalte den Schwingkreiskondensator C teilen. Vorteilhaft sind in diesem Fall die Halbleiterschalter Sy1-Sy4 bidirektional leitend, damit der elektrische Strom vom Kondensator C während einer Schwingungsperiode zur Induktionsspule L zurückfließen kann. Dies ist bei MOSFETs oder IGBTs mit Freilaufdioden gegeben. 10 shows an embodiment of the invention, in which only one resonant circuit capacitor C1 . C2 . C3 . C4 per column is provided. The resonant circuit elements are only by a respective induction coil L educated. Due to the line by line and time-shifted control, the induction coils can L in each column the resonant circuit capacitor C share. In this case, the semiconductor switches are advantageous y1 - sy4 bidirectionally conductive, so that the electric current from the capacitor C during a period of oscillation to the induction coil L can flow back. This is the case with MOSFETs or IGBTs with freewheeling diodes.

11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der jeweilige Spaltenkondensator als Doppelkondensator (C1a,b-C4a,b) zur highside und lowside ausgeführt ist, so wie es üblicherweise bei einem Serienschwingkreis mit Halbbrückenansteuerung für die induktive Erwärmung realisiert wird. Hierbei gilt vorteilhaft Cx/2=Cxa=Cxb. 11 shows an embodiment in which the respective column capacitor as a double capacitor ( C1a, b - C4a, b ) is designed for highside and lowside, as is usually realized in a series resonant circuit with half-bridge drive for inductive heating. In this case, advantageously Cx / 2 = Cxa = Cxb.

12 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Halbleiter zum Schalten der Zeilen als schnelle Wechselrichterschalter ausgeführt sind. Somit kann durch diese Maßnahme auf den Hauptwechselrichter (S (highside), S (lowside)) der vorherigen Ausführungsbeispiele verzichtet werden. Jeder Schalter S1xa-S4xa bzw. S1xb-S4xb kann vorteilhafterweise eine antiparallel zum Stromfluss geschaltete Diode Dx1a-Dx4a bzw. Dx1b-Dx4b (analog zur Freilaufdiode des IGBT) besitzen, um eine durch die Induktivität der Induktionsspule während der Totzeit im Umschaltvorgang erzeugte Gegenspannung zu verhindern. 12 shows an embodiment in which the semiconductors for switching the lines are designed as fast inverter switches. Thus, by this measure, the main inverter (S (highside), S (lowside)) of the previous embodiments can be dispensed with. Every switch S1xa - S4xa respectively. S1xb - S4xb can advantageously be a diode connected in anti-parallel to the current flow Dx1a - Dx4a respectively. Dx1b - Dx4b (Analog to the free-wheeling diode of the IGBT) have to prevent a generated by the inductance of the induction coil during the dead time in the switching operation counter voltage.

13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Vergleich zum Ausführungsbeispiel von 12 so abgewandelt ist, dass nur ein jeweiliger Spaltenkondensator C1,... ,C4 verwendet wird. 13 shows an embodiment, which compared to the embodiment of 12 modified so that only a respective column capacitor C1 , ..., C4 is used.

14 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im Vergleich zum Ausführungsbeispiel von 12 dahingehend abgewandelt ist, dass die jeweiligen Spaltenkondensatoren zweiteilig ausgeführt sind. 14 shows an embodiment, which compared to the embodiment of 12 modified to the effect that the respective column capacitors are made in two parts.

Bezüglich der entsprechenden Merkmale, mit welchen sich die Ausführungsbeispiele der 13 und 14 von dem Ausführungsbeispiel von 12 unterscheiden, sei auf die obigen Beschreibungen der 10 und 11 verwiesen.With regard to the corresponding features with which the embodiments of the 13 and 14 from the embodiment of 12 Please refer to the descriptions above 10 and 11 directed.

15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches dem Nachteil begegnet, dass bei bisherigen Ausführungsformen mit der Anzahl der Spalten die Anzahl der Dioden, die in Reihe geschaltet werden, zunimmt. Dadurch erhöht sich der Verlust mit jeder zusätzlichen Spalte aufgrund des Spannungsabfalls an den Diodenstrecken. Außerdem wird mit der Verringerung der Spannung auch die übertragbare Leistung der Induktionsspulen reduziert. Da der Stromfluss für die Spalte 4 über mehrere Dioden fließt als beispielsweise zu Spalte 2, ist die Spannung und damit die übertragbare Leistung an den Induktionsspulen in Spalte 4 geringer als an den Induktionsspulen in Spalte 2. 15 shows an embodiment which addresses the disadvantage that in previous embodiments with the number of columns, the number of diodes connected in series increases. This increases the loss with each additional column due to the voltage drop across the diode paths. In addition, as the voltage is reduced, the transmittable power of the induction coils is also reduced. As the current flow for the column 4 over several diodes flows as for example to column 2 , is the voltage and thus the transmittable power at the induction coils in column 4 less than at the induction coils in column 2 ,

Um dies zu vermeiden, wird bei dem in 15 dargestellten Ausführungsbeispiel jede Induktionsspule L mit je zwei Dioden D direkt mit dem jeweiligen Zeilenschalter Sx1-4a verbunden. Nachteilig ist hierbei die annähernde Verdopplung der Anzahl der Dioden im Vergleich zu oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.To avoid this, the in 15 illustrated embodiment, each induction coil L with two diodes each D directly with the respective line switch Sx1-4a connected. The disadvantage here is the approximate doubling of the number of diodes in comparison to the embodiments described above.

16 zeigt ein Timing-Diagramm für eine Ansteuervariante eines Kochfelds mit einer 4x4-Anordnung von Induktionsspulen L, in der jede Induktionsspule Lxy in ihrem zugeordneten Zeitfenster Txy angeregt wird, wobei x die Zeilennummer und y die Spaltennummer der jeweiligen Induktionsspule L ist. Die Anzahl der Zeitfenster entspricht dabei der Anzahl der Induktionsspulen. Soll eine Induktionsspule L nicht eingeschaltet werden, so bleibt in dem entsprechenden Zeitfenster Txy der entsprechende Schalter der Spalte ausgeschaltet. Soll beispielhaft die Induktionsspule L22 nicht angeregt werden, so sperrt der Schalter Sy2 im Zeitfenster T22. Dies ist im Zeitfenster T22 für Sy2 durch eine gepunktete Linie dargestellt. Nachteilig ist hierbei, dass jede Induktionsspule ein diskretes Zeitfenster benötigt und somit die momentane Leistung das N-Fache der Nennspannung betragen muss, wobei N die Anzahl der Induktionsspulen L darstellt. 16 shows a timing diagram for a driving variant of a cooktop with a 4x4 arrangement of induction coils L in which each induction coil Lxy is excited in its associated time window Txy, where x is the row number and y is the column number of the respective induction coil L is. The number of time windows corresponds to the number of induction coils. Should an induction coil L are not turned on, the corresponding switch of the column remains off in the corresponding time window Txy. For example the induction coil L22 not be excited, so the switch locks Sy2 in the time window T22 , This is in the time window T22 For Sy2 represented by a dotted line. The disadvantage here is that each induction coil requires a discrete time window and thus the instantaneous power must be N times the rated voltage, where N is the number of induction coils L represents.

17 zeigt ein Timing-Diagramm zur Ansteuerung von Induktionsspulen L, wobei diese Ansteuerung nicht zu festen Zeitfenstern erfolgt. Die Ansteuerung kann dabei auch zeilenweise oder spaltenweise erfolgen, wie es bei der Ansteuerung beispielsweise von Displays im Zeitmultiplex üblich ist. 17 zeigt dabei exemplarisch den Zeitverlauf einer zeilenweisen Ansteuerung eines Kochfelds mit einer 4x4-Anordnung von Induktionsspulen. In einem Zeitfenster Txy für jede Zeile 1 bis 4 wird hierbei der entsprechende Zeilenschalter Sx1a-b leitend. Die entsprechenden Schalter der Spalte elektrisch zu erregender Induktionsspulen dieser Spalte werden dann ebenfalls eingeschaltet. Dabei sind die Zeile 1 dünn durchgezogen, die Zeile 2 dünn strichliert, die Zeile 3 dick durchgezogen und die Zeile 4 dick strichliert. 17 shows a timing diagram for driving induction coils L , this activation is not done at fixed time windows. The control can also be done line by line or column by column, as is customary in the control of displays, for example, in time division multiplex. 17 shows an example of the time course of a line by line control of a hob with a 4x4 arrangement of induction coils. In a time window Txy for each line 1 to 4 this is the corresponding line switch Sx1a -b conducting. The corresponding switches of the column of electrically excited induction coils of this column are then also turned on. Here are the line 1 pulled thin, the line 2 thinly dashed, the line 3 pulled through thick and the line 4 thickly dashed.

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 L günstiger ist.A corresponding algorithm can decide, depending on the pot position, whether a row-by-column or column-by-column control for the corresponding constellation of the induction coils to be switched on L cheaper.

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 18 bis 23 dargestellt sind.In practice, it can be seen that the nominal power can be less than N times the rated power, since not all lines are or must be in operation or some lines have the same pattern, which leads to the simplification of the drive timing. This is explained by three examples, which in the 18 to 23 are shown.

18 zeigt dabei ein 4x4-Kochfeld in Matrixansteuerung mit den Zeilen R1-4 und den Spalten C1-4. Über den Induktionsspulen L21 sowie L22 ist ein Topf 1 aufgestellt, und über den Induktionsspulen L33 sowie L34 ist ein Topf 2 aufgestellt. Diese sind mit 1 und 2 dargestellt. Somit werden die Zeilen R1 und R4 nicht benötigt. 18 shows a 4x4 hob in matrix control with rows R1-4 and columns C1-4. Above the induction coils L21 such as L22 is a pot 1 placed, and over the induction coils L33 such as L34 is a pot 2 established. These are with 1 and 2 shown. Thus, the lines become R1 and R4 not required.

Das Timing aus 17 kann somit wesentlich vereinfacht werden, nämlich zu demjenigen, welches in 19 dargestellt ist. Die Zeilen R2 und R3 werden dabei pro Zeitperiode zweimal angeregt. Die Maximalleistung jeder Induktionsspule L muss dabei nur noch dem Zweifachen der Nennleistung entsprechen. Wieder sind die Zeile 1 dünn durchgezogen, die Zeile 2 dünn strichliert, die Zeile 3 dick durchgezogen und die Zeile 4 dick strichliert.The timing off 17 can thus be significantly simplified, namely to that which in 19 is shown. The lines R2 and R3 are stimulated twice per period. The maximum power of each induction coil L this only has to correspond to twice the nominal power. Again, the line 1 pulled thin, the line 2 thinly dashed, the line 3 pulled through thick and the line 4 thickly dashed.

Bei der Ausführung von 20 sind zwei Kochgefäße 1 und 2 aufgestellt und überdecken jeweils vier Induktionsspulen L. Zu beachten ist, dass das Ansteuermuster der Zeile R1 demjenigen von Zeile R2 entspricht. Somit kann die Ansteuerung des Zeilenschalters für R1 gleichzeitig mit demjenigen des Zeilenschalters für R2 erfolgen. Gleiches gilt für R3 und R4.In the execution of 20 are two cooking vessels 1 and 2 set up and cover each four induction coils L , It should be noted that the control pattern of the line R1 that of line R2 equivalent. Thus, the control of the return line switch for R1 simultaneously with that of the return line switch for R2 respectively. The same applies to R3 and R4 ,

Dieses Timing ist in 21 dargestellt. Auch hier beträgt aufgrund der Vereinfachung des Timings die benötigte Maximalleistung jeder Induktionsspule das Zweifache der Nennleistung. Wieder sind die Zeile 1 dünn durchgezogen, die Zeile 2 dünn strichliert, die Zeile 3 dick durchgezogen und die Zeile 4 dick strichliert.This timing is in 21 shown. Again, due to the simplification of the timing, the required maximum power of each induction coil is twice the rated power. Again, the line 1 pulled thin, the line 2 thinly dashed, the line 3 pulled through thick and the line 4 thickly dashed.

Wird die Ansteuerung von zwei Zeilen bzw. Spalten wie beschrieben durchgeführt und diese Art der Ansteuerung mit der Ausführung von 14 kombiniert, so kann es vorteilhaft sein, die Ansteuerung verschiedener Spalten bzw. Zeilen mit der gleichen Frequenz und phasengleich durchzuführen, um Interferenzen zwischen den einzelnen Induktionsspulen L zu vermeiden. Nicht phasengleiche oder nicht frequenzgleiche Ansteuerung kann sowohl zu ungewollten Induktionsströmen in den Induktionsspulen L als auch zu daraus resultierenden Störgeräuschen führen.If the control of two rows or columns is performed as described and this type of control with the execution of 14 combined, it may be advantageous to perform the control of different columns or rows with the same frequency and in phase, to interference between the individual induction coils L to avoid. Not in-phase or not frequency-equal control can both unwanted induction currents in the induction coils L and lead to resulting noise.

Bei der Ausführung von 22 ist nur ein Topf 1 mit dem Kochfeld vorhanden, so dass auf einen zeitlichen Multiplex der Ansteuerung komplett verzichtet werden kann. Es werden die Zeilen 1 und 4 nicht überdeckt und somit nicht angesteuert. Eine Ansteuerung der Spalten für die Zeilen 2 und 3 ist identisch. Somit kann auf ein Zeitmultiplex verzichtet werden. Die Schalter Sx2a/b und Sx3a/b können permanent geschlossen sein. Gleiches gilt für die Schalter Sy2 und Sy3. Ein entsprechendes Timing ist in 23 dargestellt. Wieder sind die Zeile 1 dünn durchgezogen, die Zeile 2 dünn strichliert, die Zeile 3 dick durchgezogen und die Zeile 4 dick strichliert.In the execution of 22 is only a pot 1 with the hob available, so that can be completely dispensed with a temporal multiplex of the control. It will be the lines 1 and 4 not covered and thus not activated. A control of the columns for the rows 2 and 3 is equal. Thus, can be dispensed with a time multiplex. The switches Sx2a / b and Sx3a / b can be permanently closed. The same applies to the switches Sy2 and Sy3 , An appropriate timing is in 23 shown. Again, the line 1 pulled thin, the line 2 thinly dashed, the line 3 pulled through thick and the line 4 thickly dashed.

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 24 dargestellt ist. Ein solcher Algorithmus bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren beinhalten allgemein die folgenden Schritte:

  • - 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.
For area cooktops with many small induction coils, it is possible to let lines in which only a single induction coil is covered by a pot, the pot being so large that several induction coils are covered, to completely switch off this line with this induction coil, in order to control the timing to simplify. This is on the premise that the induction coils are small enough and the power loss can be compensated by the remaining induction coils. Furthermore, this should occur inhomogeneity in the heating of the pot in the tolerable range. Likewise, an uncoated or insufficiently covered induction coil of a line can be energized in order to obtain the same drive patterns line by line and thus likewise to simplify the timing. Thus, a small increase of the stray field is to be expected, which is small for small coils. Finding a suitable drive timing is made possible by an algorithm according to a method according to the invention, which in 24 is shown. Such an algorithm or a method according to the invention generally comprises the following steps:
  • 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 18 Induktionsspulen berücksichtigt werden müssen. Dies gilt für dieses Ausführungsbeispiel und bei maximaler Leistung aller Induktionsspulen. Bei geringerer Leistung können entsprechend mehr Induktionsspulen betrieben werden.When looking at the power distribution, it is noticeable that cooking hobs are usually operated with two phases. As a result, for example, the rated total input power is 7.2 kW. With an output of 400 W per induction coil, this results in that a maximum of 7.2 kW / 400 = 18 induction coils can be operated simultaneously during a time window. This consideration also shows that with a control in time division only 18 Induction coils must be considered. This applies to this embodiment and at maximum power of all induction coils. At lower power correspondingly more induction coils can be operated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1303168 A1 [0002]EP 1303168 A1 [0002]
  • EP 2380400 [0002]EP 2380400 [0002]

Claims (20)

Induktionskochvorrichtung, aufweisend - eine Mehrzahl von Zeilenleitungen, - eine Mehrzahl von Spaltenleitungen, - eine Mehrzahl von Schwingkreiselementen (L, C) mit einem jeweiligen ersten Pol und einem jeweiligen zweiten Pol, - eine Mehrzahl von Gitterdioden (D), und - einen Inverter (Shighside, Slowside), - wobei jedes Schwingkreiselement (L, C) mit seinem ersten Pol mit genau einer der Zeilenleitungen verbunden ist, - wobei jedes Schwingkreiselement (L, C) mit seinem zweiten Pol mit genau einer der Spaltenleitungen verbunden ist, - wobei jede Spaltenleitung einen jeweiligen endseitigen Spaltenschalter (Sy) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - jede Zeilenleitung ein erstes Zeilenleitungsende und ein zweites Zeilenleitungsende aufweist, zwischen welchen die jeweiligen ersten Pole der angeschlossenen Schwingkreiselemente (L, C) angeschlossen sind, - die ersten und zweiten Zeilenleitungsenden jeweils mit dem Inverter (Shighside, Slowside) verbunden sind, wobei zumindest an einem der Zeilenleitungsenden ein jeweiliger Zeilenschalter (Sx) angeordnet ist, - jeweilige erste Pole der Schwingkreiselemente (L, C) mit einer jeweiligen Gitterdiode (D) verbunden sind, 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.An induction cooking apparatus, comprising - a plurality of row lines, - a plurality of column lines, - a plurality of resonant circuit elements (L, C) having a respective first pole and a respective second pole, - a plurality of grid diodes (D), and - an inverter ( S highside , S lowside ), - each resonant circuit element (L, C) is connected with its first pole to exactly one of the row lines, - each resonant circuit element (L, C) is connected with its second pole to exactly one of the column lines, - each column line having a respective end-side column switch (Sy), characterized in that - each row line has a first row line end and a second row line end between which the respective first poles of the connected resonant circuit elements (L, C) are connected, - the first and second Row line ends are each connected to the inverter (S highside , S lowside ), at least at a respective row switch (Sx) is arranged at one of the row line ends, - respective first poles of the resonant circuit elements (L, C) are connected to a respective grid diode (D) which is connected to the respective second row line end in the forward direction to the second row line end, - such in that at most one respective first pole is directly connected to the second row line end of the first poles connected to a row line. Induktionskochvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreiselemente (L, C) ein jeweiliger Kondensator (C) und eine jeweilige Induktionsspule (L) in Reihenschaltung sind.Induction cooking device according to Claim 1 , characterized in that the resonant circuit elements (L, C) are a respective capacitor (C) and a respective induction coil (L) connected in series. Induktionskochvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreiselemente (L, C) eine jeweilige Induktionsspule (L) sind, wobei vorzugsweise in jeder Spaltenleitung ein Kondensator (C) verschaltet ist, welcher mit den jeweiligen angeschlossenen Induktionsspulen (L) Reihenschwingkreise bildet.Induction cooking device according to Claim 1 , characterized in that the resonant circuit elements (L, C) are a respective induction coil (L), wherein preferably in each column line, a capacitor (C) is connected, which forms with the respective connected induction coil (L) series resonant circuits. Induktionskochvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Schwingkreiselemente (L, C) eine jeweilige Induktionsspule (L) sind, - wobei ferner an jeder Spaltenleitung zwei Kondensatoren (C) verschaltet sind, welche mit den jeweiligen angeschlossenen Induktionsspulen (L) Reihenschwingkreise bilden, - wobei die jeweilige Spaltenleitung mit dem Spaltenschalter (Sy) zwischen den Kondensatoren (C) angeschlossen ist.Induction cooking device according to Claim 1 characterized in that - the resonant circuit elements (L, C) are a respective induction coil (L), - further wherein two capacitors (C) are connected to each column line, which form series resonant circuits with the respective connected induction coil (L), - respective column line is connected to the column switch (Sy) between the capacitors (C). Induktionskochvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltenschalter (Sy) bidirektional leitend sind.Induction cooking device according to one of Claims 3 or 4 , characterized in that the column switches (Sy) are bidirectionally conductive. Induktionskochvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (L) Induktionsheizspulen sind, welche vorzugsweise zueinander identisch ausgebildet sind.Induction cooking device according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that the induction coils (L) are induction heating coils, which are preferably identical to each other. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreiselemente (L, C) in Zeilen und Spalten angeordnet sind, insbesondere in Form einer Matrix.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the resonant circuit elements (L, C) are arranged in rows and columns, in particular in the form of a matrix. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem ersten Zeilenleitungsende ein erster Zeilenschalter (Sx1a, Sx2a) angeordnet ist und an jedem zweiten Zeilenleitungsende ein zweiter Zeilenschalter (Sx1b, Sx2b) angeordnet ist.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that at each first row line end, a first return switch (Sx1a, Sx2a) is arranged and at each second row line end, a second line switch (Sx1b, Sx2b) is arranged. Induktionskochvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeilenschalter (Sx) und der zweite Zeilenschalter (Sx) jeder Zeilenleitung dazu konfiguriert sind, gleichzeitig geschaltet zu werden.Induction cooking device according to Claim 8 characterized in that the first line switch (Sx) and the second line switch (Sx) of each row line are configured to be switched simultaneously. Induktionskochvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem ersten Zeilenleitungsende ein Zeilenschalter (Sx) angeordnet ist und an jedem zweiten Zeilenleitungsende eine jeweilige Zeilendiode (SDx) mit Durchlassrichtung vom Zeilenschalter (Sx) weg angeordnet ist.Induction cooking device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that a line switch (Sx) is arranged at each first row line end and at each second row line end, a respective line diode (SDx) with the forward direction of the line switch (Sx) is arranged away. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den an einer Zeilenleitung angeschlossenen Polen nur derjenige Pol, welcher am nächsten zum zweiten Zeilenleitungsende angeschlossen ist, mit dem zweiten Zeilenleitungsende unmittelbar verbunden ist.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that of the connected to a row line poles only that pole, which is connected to the second end of the second line end, is directly connected to the second end of the row line. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter (Sx, Sy) als selbstsperrende N-Kanal-MOSFETs oder als IGBTs ausgeführt sind.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the switches (Sx, Sy) are designed as self-blocking N-channel MOSFETs or as IGBTs. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltenschalter (Sy) eine jeweilige Freilaufdiode aufweisen. Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the column switches (Sy) have a respective freewheeling diode. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilenschalter (Sx) den Inverter (Shighside, Slowside) bilden.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the line switches (Sx) form the inverter (S highside , S lowside ). Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterdioden (D) zwischen jeweils zwei erste Pole verschaltet sind.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the grid diodes (D) are connected between two respective first poles. Induktionskochvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Pol mittels einer jeweiligen Gitterdiode (D) mit dem ersten Zeilenleitungsende verbunden ist und mittels einer jeweiligen weiteren Gitterdiode (D) mit dem zweiten Zeilenleitungsende verbunden ist, wobei insbesondere jede Gitterdiode (D) mit Durchlassrichtung zum zweiten Zeilenleitungsende hin verschaltet ist.Induction cooking device according to one of Claims 1 to 14 characterized in that each first pole is connected to the first row line end by means of a respective grid diode (D) and connected to the second row line end by means of a respective further grid diode (D), in particular each grid diode (D) with forward direction towards the second row line end is interconnected. Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionskochvorrichtung ferner eine Topferkennung aufweist, welche dazu konfiguriert ist, die Zeilenschalter (Sx) und die Spaltenschalter (Sy) so zu schalten, dass nur Schwingkreiselemente (L, C) unter einem erkannten Topf (Pan) durch den Inverter (S) angeregt werden.An induction cooking apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the induction cooking apparatus further comprises pot detection which is configured to switch the return switches (Sx) and the column switches (Sy) so that only resonant circuit elements (L, C) under a recognized pot (Pan) are excited by the inverter (S). Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreiselemente (L, C) Induktionsheizspulen sind oder aufweisen, welche in Zeilen und Spalten nebeneinander und hintereinander angeordnet sind, vorzugsweise mindestens in vier Zeilen und drei Spalten.Induction cooking device according to one of the preceding claims, characterized in that the resonant circuit elements (L, C) are induction heating coils, which are arranged in rows and columns next to each other and behind each other, preferably at least four rows and three columns. Verfahren zur Ansteuerung einer Induktionskochvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Schritte: - Ermittlung der durch Töpfe überdeckten Induktionsspulen, - Zuordnung der Induktionsspulen zu den jeweiligen Töpfen, - Zuordnung der Induktionsspulen zu jeweiligen Zeilen oder zu jeweiligen Spalten, - Ermittlung nicht angesteuerter Zeilen oder nicht angesteuerter Spalten für das Timing, da diese Zeilen oder Spalten nicht zu betrieben sind, - Ermittlung der Zeilen mit gleicher Spaltenansteuerung oder der Spalten mit gleicher Zeilenansteuerung, da diese Zeilen oder Spalten im gleichen Zeitfenster betrieben werden können, - Ermittlung der Zeilen oder Spalten, die durch Multiplikation als Hinzufügen oder Weglassen einer Induktionsspule zeitgleich mit anderen Zeilen oder Spalten ansteuerbar sind, wobei diese Zeilen oder Spalten im gleichen Zeitfenster betrieben werden können, - Ermittlung von Pulspaketen für den entsprechenden Zustand und die entsprechende Kochstufe für jeden Topf auf der Induktionskochvorrichtung.Method for controlling an induction cooking apparatus according to one of the preceding claims, characterized by the steps of: - determining the induction coils covered by pots, - assigning the induction coils to the respective pots, - assigning the induction coils to respective rows or to respective columns, - determining non-addressed rows or not driven columns for the timing, since these rows or columns are not operated, - Determining the rows with the same column drive or columns with the same row drive, since these rows or columns can be operated in the same time window, - Determination of rows or columns , which are controllable by multiplication as adding or omitting an induction coil at the same time as other rows or columns, these rows or columns can be operated in the same time window, - determination of pulse packets for the corresponding state and the entspr echende cooking level for each pot on the induction cooker. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Variante der Zeilenansteuerung oder Spaltenansteuerung ausgeführt wird, bei der mehr Zeilen oder Spalten ausgeschaltet bleiben können oder zusammen betrieben werden können, wobei vorzugsweise dadurch die Periodendauer der Ansteuerung verkürzt wird.Method according to Claim 19 , characterized in that the variant of the row drive or column drive is performed, in which more rows or columns can remain switched off or can be operated together, preferably thereby the period of the control is shortened.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190327792A1 (en) 2018-04-23 2019-10-24 Whirlpool Corporation Control circuits and methods for distributed induction heating devices

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0862714B1 (en) * 1995-11-21 2003-02-19 Aktiebolaget Electrolux A cooking surface with controls

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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