DE2317565A1 - Anordnung zur erhitzung eines elektrisch leitenden kochgeraets durch magnetische induktion - Google Patents

Anordnung zur erhitzung eines elektrisch leitenden kochgeraets durch magnetische induktion

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DE2317565A1
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Theodore M Heinrich
Raymond W Mackenzie
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Westinghouse Electric Corp
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like

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Description

DiPL-ING. KLAUS NEUBECKER
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9
Düsseldorf, 6. April 1973 43,516
7337
Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V, St. A.
Anordnung zur Erhitzung eines elektrisch leitenden Kochgeräts durch magnetische Induktion
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine. Kocheinrichtung, insbesondere auf eine mit Induktionserhitzung arbeitende Kocheinrichtung.
Das Prinzip der Induktionserhitzung ist seit langer Zeit bekannt und hat vorwiegend in der Industrie weiten Einsatz gefunden. Versuche, das gleiche Prinzip auf dem Gebiet der Zubereitung von Speisen anzuwenden, sind jedoch bezüglich Größe, Sicherheit, Bequemlichkeit in der Bedienung sowie Strahlungsstörungen auf Probleme gestoßen, wie sie sich im gleichen Umfang beim industriellen Einsatz nicht ergeben.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es,. eine Kocheinrichtung zu schaffen, die sich auch außerhalb des industriellen Bereichs unter Anwendung des Induktionserhitzungs-Prinzips praktisch einsetzen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Anordnung zur Erhitzung einejlu elektrisch leitenden Kochgeräts durch magnetische Induktion er.fin^i dungsgemäß gekennzeichnet durch einen Oszillator mit einem Last-\ \ kreis, der einen Reihenresonanzkreis mit einer Induktions-Heizspirale für die Aufheizung des in induktiver Kopplung mit der Heiz-
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Telefon (O211) 32 08 58 Telegramme Custopat
spirale aufgestellten Kochgeräts aufweist, sowie einem Schaltkreis, der durch von dem Oszillatorstrom des Lastkreises abgeleiteten Strom angetrieben ist, um die Gleichspannungszuleitungen zu dem Lastkreis in abwechselnder Polarität mit der Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises an eine Gleichspannungsquelle anzuschließen.
Die Induktions-Heizspirale bildet mit einem Kondensator die Resonanzschaltung, und die Heizspiralen-ZKondensator-Resonanzschaltung wird stets mit Resonanzfrequenz erregt, unabhängig von den speziellen Kennwerten des davon aufzuheizenden Kochgeräts. Dadurch, daß die Heizspirale bei Resonanzfrequenz gespeist wird, wird der VA-Nennwert des Schaltkreises, der von Halbleitern gebildet wird, auf ein Minimum herabgesetzt, und die Schaltverluste werden vernachlässigbar. Der nahezu sinusförmige Strom der Heizspirale verringert Hochfrequenz-Störwirkungen.
Die Eingangs-Gleichspannung des Systems wird in Abhängigkeit von einem wählbaren Steuer-Referenzwert sowie einer sowohl auf den Laststrom als auch auf den Gütefaktor ansprechenden Rückkopplung vom Lastkreis gesteuert. Dadurch kann die Anordnung ohne Schädigung bei Belastung mit hohem Q-Faktor arbeiten, wie das etwa der Fall ist, wenn Kochgeräte aus Kupfer oder Aluminium über die Heizspirale gebracht werden oder aber sich gar kein Kochgerät auf der Heizspirale befindet.
Es ist eine künstliche Belastung vorgesehen, die den Steuerkreis daran hindert, die Spannung der Gleichspannungsquelle auf einen so niedrigen Wert absinken zu lassen, daß der Oszillator dadurch zum Stillstand käme. Ein Ansprechen auf den Q-Faktor des Resonanzkreises führt zu einer Verringerung des Stromes durch die Heizspirale und nicht nur zu einer Konstanthaltung, um die magnetische Feldstärke zu verringern und somit auch Störstrahlungsprobleme zu vermindern. Ein unabhängiger Auslösekreis erleichtert ein erneutes Anlaufen selbst bei niedriger Spannung der Gleichspannungsquelle.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in
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Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer mit Induktionserhitzung arbeitenden Kochanordnung entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 allgemein den räumlichen oder körperlichen Aufbau der Bestandteile der Kochplatte bzw. der Kochstelle; und
Fig. 3 ein Schaltbild einer abweichenden Schaltung des Rückkopplungs-Trans forma tors .
Das Induktionsheizsystem der Fig. 1 weist eine Induktions-Heizspirale 10 auf, die Bestandteil eines Reihenresonanzkreises 12 in dem Lastkreis 14 eines (beispielsweise bei etwa 27 kHz arbeitenden) Hochfrequenz-Oszillators 16 ist, der von einer steuerbaren Gleichspannungsquelle 18 gespeist wird. Außer der Induktions-Heizspirale 10 weist der Reihen-Resonanzkreis 12 Kondensatoren 20 und 22 auf, die mit der. Heizspirale 10 den Reihenresonanzkreis bilden.
Die Heizspirale 10 ist räumlich Bestandteil einer Kochstelle oder Kochplatte 17, die ferner ein in geeigneter Weise abgestütztes Koch-Oberteil 24 (Fig. 2) aus einem geeigneten nicht-magnetischen Werkstoff, beispielsweise Glas-Keramik, aufweist, auf der ein elektrisch leitendes und vorzugsweise magnetisches Kochgerät 26 aufruht, um auf dem Wege elektromagnetischer Induktion von der unter dem Koch-Oberteil 24 angebrachten Heizspirale 10 aufgeheizt zu werden. Die Heizspirale 10 ist eine Scheibenspule mit einer Mehrzahl von beispielsweise 30 Windungen, die an der Unterseite der Koch-Oberplatte 24 befestigt oder unabhängig in fester Zuordnung zu der Koch-Oberplatte abgestützt sein kann, so daß auf die Koch-Oberplatte oberhalb der Heizspirale aufgestellte Kochgeräte (Kochtöpfe) elektromagnetisch eng mit der Spirale gekoppelt sind, um so induktiv erhitzt zu werden.
Die Koch-Oberplatte 24 aus Glas-Keramik kann beispielsweise ca.
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mm A mm
5 rara dick sein. Entsprechend Fig. 2 ist die Heizspirale 10 auf einem keramischen Träger 27 abgestützt, der an dem Rahmen der Kochplatte 17 festgelegt ist.
Der Lastkreis 14 weist auch einen künstlichen Lastkreis 28 auf, um sicherzustellen, daß der Oszillator zumindest eine vorgegebene Mindestlast hat, falls eine Last mit hohem Q-Faktor,beispielsweise ein Kupfer-Kochgerät, induktiv mit der Heizspirale gekoppelt ist. Die Ausgangs-Gleichspannung der Gleichspannungsquelle 18 und infolgedessen die Ausgangsleistung des Oszillators 16 werden durch einen Regelkreis 30 in Abhängigkeit von Referenz- und Rückkopplungssignalen gesteuert. Das Rückkopplungssignal wird von dem Oszillator-Lastkreis 14 abgeleitet.
Der Oszillator 16 ist als Brücken-Oszillator gezeigt. Wenngleich der spezielle gezeigte Brücken-Oszillator ein Halbbrücken-Oszillator ist, so kann doch ebenso ein Vollbrücken-Oszillator verwendet werden, wobei die gleichen Arbeitsprinzipien gelten. Insbesondere ist der Oszillator 16 in Übereinstimmung mit der Erfindung als stromgetriebener Reihenresonanz-Brückenoszillator wiedergegeben. Der Oszillator umfaßt einen ersten Schaltblock 34 mit einem zwischen eine positive gemeinsame Leistung 36 und ein Ende 38 des Lastkreises 14 geschalteten Leistungszweig. Ein zweiter Leistungsblock 40 weist einen Leistungszweig, der zwischen das Ende 38 und die negative gemeinsame Leistung 42 geschaltet ist, auf.
Die beiden Schaltblöcke 34 und 40 sind mit Steueranschlüssen 44 und 46 versehen, über die Treibersignale die Schaltfunktion der beiden Blocks steuern. Beide Schaltblocks weisen eine oder mehrere Halbleiter-Schalteinrichtungen auf, vorzugsweise Transistoren, wie das in der Zeichnung wiedergegeben ist. Die beiden für jeden Schaltblock angegebenen parallelgeschalteten Transistoren sind symbolisch für einen oder jede gewünschte Mehrzahl Transistoren, je nach den Leistungsanforderungen. Die Transistoren sind beispielsweise als npn-Transistoren wiedergegeben, wobei der Leistungszweig durch diese Transistoren über den Kollektor und den Emitter geführt ist. Die Leistungszweige durch die Transistoren
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der beiden Schaltblöcke bilden gemeinsam den Leistungszweig des Blocks.
Die als Steuerelektroden wirksamen Basen der Transistoren des Schaltblocks 34 sind mit dem Steueranschluß 44 verbunden, während die Basen der Transistoren des Schaltblocks 40 mit dem Steueranschluß 46 verbunden sind. Die Kollektoren der Transistoren des Schaltblocks 34 sind mit der positiven gemeinsamen Leitung 36 verbunden, während die Emitter über entsprechende Emitter-Widerstände an einen Leiter 47 und das Ende 38 angeschlossen sind. Die Kollektoren der Transistoren des Schaltblocks 40 sind mit dem Ende 38 verbunden, während ihre Emitter über entsprechende Emitter-Widerstände an eine Leitung 48 bzw. die negative gemeinsame Leitung 42 angeschlossen sind.
Eine Treiberstufe 50 für die Speisung der beiden Schaltblocks 34 und 40 weist einen Stromtransformator 52 mit einer Primärwicklung 54 auf, die mit Sekundärwicklungen 56 und 58 gekoppelt ist. Die Polaritäten der Transformatorwicklungen sind so gewählt, wie sich das aus der für sich selbst sprechenden Punktkennzeichnung in der Zeichnung ergibt. Die Primärwicklung 54 ist in Reihe mit dem Lastkreis 14 geschaltet, so daß sie durch den oszillierenden Laststrom erregt wird. Die Ausgänge der Sekundärwicklungen 56 und 58 (um 180° versetzt) sind von dem Oszillator-Lastkreis abgeleitete Ströme. Die Sekundärwicklung 56 ist mit dem Steueranschluß 44 des Schaltblocks 34 verbunden, um so für eine Speisung des Schaltblocks 34 zu sorgen. Im einzelnen ist dabei das obere Ende der Wicklung 56 über Dioden 60 mit den Basen der Transistoren des Schaltblocks 34 verbunden, während das untere Ende der Wicklung 56 mit der Leitung 47 in Verbindung steht, die zu den Emitter-Widerständen des Schaltblocks 34 führt. Die Sekundärwicklung 56 ist auf diese Weise parallel zu dem Steuereingang des Schaltblocks 34 geschaltet. In der gleichen Weise ist die Sekundärwicklung 58 parallel zu dem Steuereingang des Schaltblocks 40 geschaltet.
Der Oszillator 16 ist mit einem Auslösekreis 64 versehen, der parallel zu dem Steuereingang des Schaltblocks 40 geschaltet ist.
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Der Auslösekreis 64 enthält eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 66 und einem Ladewiderstand 68, die zwischen die gemeinsamen Leitungen 36 und 42 geschaltet ist, so daß der Ladewiderstand 68 über den Widerstand aufgeladen wird. Ein Spannungsdurchbruchs-Schaltelement 70, beispielsweise ein Diac oder eine Shockley-Diode, ist in Reihe mit einer Diode 72 zwischen den Steueranschluß 46 des Schaltblocks 40 und die Verbindung 74 zwischen Kondensator 66 und Widerstand 68 geschaltet. VOn der Verbindung- 74 ist eine Diode 75 zu dem oberen Ende des Leistungszweige- u^b Γ 'is.lcblocks 40f d, h. zu den Kollektoren der Transistoren diesem Sohalt;;.. cks geführt» Die Schaltungsanordnung aus Kondensator Wi£?r?f;r_.:- und Shockley-Diode bildet einen Kipp-Oszillator für die anfängliche Triggerung des Oszillators 16.
Der Oszillator 16 arbeitet vom "Stillstand" aus wie folgt: Im "Stillstand" sind sowohl der Schaltblock 34 als auch der Schaltblock 40 gesperrt. Wird den gemeinsamen Leitungen 36 und 42 anfänglich Spannung zugeführt, so laden sich die Kondensatoren 20 und 22 auf, und der Kondensator 66 lädt sich über den Widerstand 6 8 auf, bis die Durchbruchsspannung des Spannungsdurchbruchs-Schaltelements 70 erreicht ist und die Diode durchbricht. Dadurch wird der Steueranschluß 46 des Schaltblocks 40 mit einem Impuls beaufschlagt, so daß die Transistoren dieses Schaltblocks in den EIN-Zustand übergehen. Der Laststrom beginnt zu fließen und gelangt dabei über die beiden Kondensatoren 20 und 22 über die Induktions-Heizspirale 10, die Primärwicklung 54 und die im EIN-Zustand befindlichen Transistoren des Schaltblocks 40. Infolge der gewählten Richtungsanordnung der Transformatorwicklungen 54, 56 und 58 beaufschlagen die um 180° versetzt induzierten Spannungen der Wicklungen 56 und 58 den Steuereingang des Schaltblocks 40 mit einer Spannung, die in EIN-Schaltrichtung wirkt, den Steuereingang des Schaltblocks 34 dagegen mit einer Spannung, die in AUS-Schaltrichtung wirkt. So wird während dieses Arbeits-Halbzyklus dem Steueranschluß 46 eine Rückkopplung zugeführt, während die Basis-Speisespannung für die Transistoren des Schaltblocks 34 praktisch Null ist.
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Am Ende des Halbzyklus der Resonanzfrequenz kehrt sich (infolge der Resonanzschwingung) der Laststrom in dem Resonanzkreis um. Bei der Umkehrung hat der Basisstrom zu den Transistoren des Schaltblocks 40 das AUS-Schaltniveau erreicht, und die Ausgänge der Transformatorwicklungen 56 und 58 kehren sich so um, daß dem Steuereingang 46 des Schaltblocks 40 eine AUS-Schaltspannung zugeführt wird, während dem Steueranschluß 44 des Schaltblocks 34 eine EIN-Spannung zugeführt wird. Während dieses Halbzyklus liefert die Wicklung 56 eine Rückkopplung, um den EIN-Zustand des Schaltblocks 34 zu unterstützen, während gleichzeitig der Schaltblock 40 ohne Basisspeisung ist. Am Ende dieses Halbzyklus erfahren der Lastetrom und die Leitzustände der jeweiligen Schaltblocks 34 bzw. wiederum eine Umkehrung, und diese Umkehrung dauert in der Weise fort, wie der Oszillator 16 mit der Eigenfrequenz des Reihen-Resonanzkreises 12 weiterschwingt. Nachdem der Oszillator einmal in den Schwingzustand übergegangen ist, stellt die Diode 75 sicher, daß der Kondensator 66 auf einem Niveau entladen bleibt, das unterhalb des Durchbruchsniveaus des Spannungsdurchbruchs-SehalteIements 70 liegt.
In einem Reihen-Resonanzkreis befindet sich der Strom bei Resonanz auf seinem Maximum, so daß auch die von dem Transformator 52 gelieferte Stromrückkopplung bei Resonanz ein Maximum bildet. Infolgedessen hat der Oszillator 16 eine natürliche Tendenz, bei der Eigenfrequenz des Reihen-Resonanzkreises zu arbeiten, d. h., der Eigenfrequenz der Last zu folgen und einen nahezu sinusförmigen Strom für die Heisspirale zu erzeugen. Das Arbeiten mit einem nahezu sinusförmigen Hoizspiralenstrom führt zu einer Verringerung der HF-Störprobleme. Ein Arbeiten bei Resonanz ist anzustreben, um die Schaltverluste zu minimieren, und ein selbsttätiges Nachfolgen der Resonanz ist wünschenswert, da die Induktivität der Heizspirale 10 sich mit unterschiedlicher Belastung ändert, d. h. mit unterschiedlicher Kochgerätgröße bzw. unterschiedlichem Kochgerätmaterial .
Wenngleich der Oszillator 16 dazu neigt, bei Resonanz zu arbeiten, so würde er auch bei einer etwas unterhalb der Resonanzfrequenz
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liegenden Frequenz arbeiten, wenn langsame Transistoren eingesetzt werden. Die Verzögerung durch die langsamen Transistoren kann durch Hinzufügen einer Nebenschluß-Induktivität 76 parallel zur Transformator-Primärwicklung 54 ausgeglichen werden, so daß die Phasenlage des Basisstroms weiter voreilt, oder aber, es kann ein Ausgleich einfach dadurch herbeigeführt werden, daß ein Stromtransformator 52 mit der geeigneten Induktivität verwendet wird. Diese letzte Maßnahme läßt sich vorzugsweise mit Hilfe eines Luft-Stromtransformators 52 verwirklichen, der den erforderlichen, auf die Geschwindigkeit der verwendeten Transistoren abgestimmten Induktivitätswert hat. Werden andererseits sehr schnelle Transistoren verwendet, so kann es günstiger sein, einen Eisenkernaufbau für den Stromtransformator 52 einzusetzen. Die Transformatorschaltgeschwindigkeiten können verbessert v/erden, indem geringfügig oberhalb der Sättigungsspannung gearbeitet wird. Dies läßt sich mit Hilfe von Dioden 77 und 78 erreichen, die mittels der Dioden 60 und 73 in Bezug zu. einem Potential gesetzt werden, das oberhalb der Basisspannungen liegt. Wenn dann die Kollektorspannung sich zu stark an die Basisspannung annähert, so wird der Speisestrom von den Basen auf die Kollektoren der Transistoren abgeleitet, um so die Sperr-Vorspannung der Basis-/Kollekfc>rübergänge aufrechtzuerhalten. Die Kondensatoren 79 und 80 bilden Strompfade für Basisströme in umgekehrter Richtung am Ende jedes Halbzyklus . Die gezeigten gesonderten Emitterwiderstände sind vorgesehen, um eine» Stromaufteilung durch die parallelgeschalteten Transistoren sicherzustellen. Die Wirksamkeit dieser stromausgleichenden Widerstände wird ebenfalls dadurch verbessert, daß die Transistoren oberhalb der Sättigungsspannung arbeiten.
Das Prinzip der Wirbelstromaufheizung wird verwendet, um Energie von der Arbeits-Heizspirale 10 an das Kochgerät 26 zu übertragen. Genauer gesagt, induzieren die über die Induktions-Heizspirale 10 aufgebauten hochfrequenzen Änderungen des elektromagnetischen Feldes im Boden des Kochgeräts 26 Wirbelströme, so daß dieser erhitzt wird. Die dem Kochgerät 26 zugeführte Energiemenge wird durch Änderung des die Heizspirale durchfließenden Stroms gesteuert. Da die Oszillator-/Kochgerätanordnung einer Widerstandsbelastung der
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Gleichspannungsquelle entspricht, kann der Strom durch die Heizspirale durch Änderung der dem Oszillator 16 zugeführten Speise-Gleichspannung gesteuert werden. Der Regelkreis 30, der den Laststrom erfaßt, wie das nachstehend erläutert wird, hält einen gewünschten Laststrom aufrecht, indem durch Verstellung der Gleich-Speisespannung für eine Kompensation der Schwankungen in der Speisespannung gesorgt wird.
Die der Heizspirale 10 dargebotene Widerstandsbelastung durch das Kochgerät 26 ist unter normalen Arbeitsbedingungen, wenn beispielsweise das Kochgerät aus Eisen besteht, verhältnismäßig hoch. Der Gütefaktor Q des Kreises ist daher niedrig. Jedoch wird der Gütefaktor Q hoch, wenn das Kochgerät entfernt oder ein Kochgerät aus einem Metall mit niedrigem Widerstand wie Aluminium oder Kupfer verwendet wird. Für einen hohen Q-Faktor sinkt die effektive Impedanz des abgestimmten Schaltkreises ab. Um zu verhindern, daß aufgrund dieser niedrigen Impedanz eine Beschädigung der Leistungstransistoren eintritt, wird mittels des Regelkreises 30 eine überwachung vorgenommen und die Gleich-Speisespannung für den Oszillator 16 herabgesetzt.
Der Heizspiralen-, oder Laststrom verläuft in der Hauptsache über die Kondensatoren 20 und 22, jedoch fließt mengenmäßig und zeitlich ein Anteil über den künstlichen Lastkreis 28. Dieser Lastkreis enthält eine künstliche Last 81 in Form eines Widerstandes, der zwischen den Mittelpunkt 82 des Reihen-Resonanzkreises 12 und die positive bzw. negative gemeinsame Leitung 36 bzw. 42 über die Primärwicklung 83 eines Stromtransformators 84 und Dioden 85 sowie 86 geschaltet ist.
Während der Schwingungen des Oszillators 16 fließt der Laststrom, wenn die Spannung V1 an dem Mittelpunkt 82 positiver als die positive gemeinsame Leitung 36 ist, von dem Reihen-Resonanzkreis über die künstliche Last 81, die Primärwicklung 83, die Diode 85 und die EIN-Leistungstransistoren, so daß Energie abgeleitet wird. Während des anderen Halbzyklus, wenn die Spannung V negativer als die negative gemeinsame Leitung 42 .ist, fließt der Laststrom von
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dem abgestimmten Kreis über die EIN-Leistungstransistoren, die Diode 86, die Primärwicklung 83 und die künstliche Last 81 zu dem Mittelpunkt 82. Die künstliche Last 81 nimmt nur während des Zyklusabschnitts Strom auf, während dessen die Spannung an dem Mittelpunkt 82 bei ihren Schwankungen die Spannung der positiven bzw. negativen gemeinsamen Leitung 36 und 42 übersteigt. Für eine bestimmte Belastung des Lastkreises ist der Strom durch die Primärwicklung 83 dem gesamten Laststrom, d. h. dem Strom durch den Reihen-Resonanzkreis , proportional. So liefert die Sekundärwicklung 87 des Stromtransformators ein Signal, das dem Gesamtlaststrom proportional ist. Das Ausgangssignal des Transformators 84 wird als ein Rückkopplungssignal an den Regelkreis 3O geliefert.
Die Spannung V an dem Mittelpunkt 82 ist eine Funktion des Faktors Q des Reihenresonanzkreises 12, und das Ausgangssignal des Transformators 84 ist proportional dem Q-Faktor des Resonanzkreises oder den Spannungsabweichungen von V über bzw. unter die Speisespannung. Da diese letzte eine inverse Funktion der Belastung der Heizspirale ist, nimmt die künstliche Last mehr Energie auf, wenn das Kochgerät entfernt worden ist als wenn dieses auf die Heizspirale gestellt wurde. Das führt zu einer zusätzlichen Beaufschlagung des Regelkreises 30 für den Fall, daß eine Last mit hohem Q-Faktor wirksam ist, wie etwa bei Entfernung des Kochgeräts 26. Das entspricht einem Rückkopplungseffekt, so daß das Ansprechen auf einen Anstieg des Q-Faktors beschleunigt wird. Wie allgemein bekannt, gilt für den Gütefaktor Q eines Reihen-Resonanzkrei-
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wobei X der kapazitive Blindwiderstand und Χ_ der induktive Blindwiderstand und R der Wirkwiderstand sind.
Die veränderliche Gleichspannungsquelle 18 wiest einen Gleichrichter 90 und einen Gleichspannungs-Eingangskreis 92 für die Erregung des Gleichrichters auf. Der Eingangskreis 92 enthält zwei Leitungen 94 und 96, die mit den Eingangsklemmen 9 8 und 100 verbunden sind, wobei diese ihrerseits über Leitungen 102 bzw. 104 mittels
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eines zweipoligen Schalters 106 an Zuleitungen 108 und 110 anschließbar sind, die mit einer Wechselspannungsquelle 112 in Verbindung stehen. In die Zuleitungen 108 und HO kann eine Vorrichtung 114 eingeschaltet sein, die verschiedene Anordnungen zur Begrenzung hoher Spannungsspitzen und zur Dämpfung von auftretenden Störungen etc. enthält.
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Die Gleichspannungsquelle 18 ist beispielsweise als in bezug auf die Wechselspannung, die dem Eingangskreis 92 zugeführt wird, phasengesteuert gezeigt. Dazu ist der Gleichrichter 90 als fträcKetr gleichrichter mit Gleichrichterelementen 120 und 122 sowie gesteuerten Gleichrichtern 124 und 126 (beispielsweise Thyristoren) ausgebildet, wobei zum Schutz Sperrnetzwerke 128 und 130 parallelgeschaltet sind. Der Eingang des Gleichrichters liegt an Leitungen 94 und 96, während der Ausgang des Brückengleichrichters zu Leitungen 132 und 134 geführt ist. Die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen der Gleichspannungsquelle 18 sind mit 136 und 138 bezeichnet und mit den Gleichspannungs-Ausgangsleitungen 132 bzw. 134 des Gleichrichters 90 verbunden, wobei geeignete Ableit- und Filterelemente zwischengeschaltet sind. Diese Elemente können von Widerständen 140 und 142, Kondensatoren 144 und 146 sowie einer Drossel 148 gebildet sein. Die Ausgangsklemmen 136 und 138 sind mit der positiven gemeinsamen Leitung 36 bzw. der negativen gemeinsamen Leitung 42 verbunden.
Der Regelkreis 30 weist allgemein einen Fehlergenerator 150 und einen Phasensteuerungs-Zündkreis 153 zur Zündung der gesteuerten Gleichrichter 124 und 126 in Übereinstimmung mit dem Fehlersignal-Ausgang des Fehlergenerators auf. Der Fehlergenerator 150 liefert ein der Differenz zwischen dem gewünschten Strom durch die Heizspirale und dem tatsächlichen Heizspiralenstrom (Ist-Wert) proportionales Fehlersignal in Abhängigkeit von Signalen, die diese beiden Größen repräsentieren und dem Fehlergenerator in nachstehend beschriebener Weise zugeführt werden. Zusätzlich spricht der Fehlergenerator auf den Gütefaktor Q des Lastkreises an, wie das nachstehend erläutert wird.
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Ein Vollweg-Brückengleichrichter 154 wird über die Wechselspannungs-Leitungen 102 und 104 gespeist und liefert eine Gleichspannung für den Regelkreis 30. Ein Widerstand 155 senkt die auf den Regelkreis 30 einwirkende Spitzenspannung und begrenzt den Steuerkreisstrom. Parallel zum Ausgang des Vollweg-Brückengleichrichters 154 geschaltete Zenerdioden 156 und 158 speisen zwei gemeinsame Leitungen 160 bzw. 162 mit unterschiedlichen Spannungsniveaus von beispielsweise 20 V bzw. 10 V, wenn 10 V-Zenerdioden verwendet werden. Diese beiden gemeinsamen Leitungen 160 uns 162 sinken während jedes Halbzyklus der Leitungen 102/104 auf null V ab. Dadurch wird der Regelkreis auf die mit Netzspannung arbeitende Leitung 102/104 synchronisiert. Widerstände 164 und 166 sowie ein Einstellpotentiometer 170 bilden einen Spannungsteiler, der über den Schleifer 172 des Potentiometers 170 eine veränderliche Spannung liefert, um ein wählbares Referenzsignal zur Verfügung zu stellen, das dem Soll-Wert des Stroms durch die Heizspirale bzw. der von dem Kochgerät 26 aufgenommenen Leistung proportional ist und diese Werte repräsentiert. Wie ersichtlich, wird die von dem Kochgerät aufgenommene Leistung durch die Einstellung des Einstell-Potentiometers 170 bestimmt. Eine Diode 174 wird wirksam, wenn das Potential von 20 V der gemeinsamen Leitung 160 abzusinken beginnt, um so die Kapazität innerhalb des Kreises daran zu hindern, in die 20 V-Leitung 160 einzuspeisen, so daß die Synchronisierung mit der Netzleitung gestört würde. Der Netzschalter 106 und der Schleifer 172 sind mechanisch miteinander gekoppelt, so daß der Netzschalter nur verhältnismäßig niedrige Ströme ein- bzw. ausschalten kann.
Das den Laststrom repräsentierende Rückkopplungssignal vom Oszillator 16, das auch auf Änderungen des Q-Faktors des Lastkreises anspricht, wird dem Fehlergenerator 150 des Regelkreises 30 zugeleitet, indem der Ausgang des Transformators 84 den Eingang einer Gleichrichterbrücke 176 speist, die einen Bestandteil des Fehlergenerators 150 bildet. Parallel zu den Gleichspannungs-Äusgangsklemmen 180 und 182 der Gleichrichterbrücke 176 ist ein Widerstand 178 geschaltet. Der Schleifer 172 ist mit der Ausgangsklemme 180 so verbunden, daß der Fehlergenerator 150 ein Referenzsignal erhält, das den Soll-Strom für die Heizspirale oder die Leistung
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des Laststroms repräsentiert. Zwischen die Ausgangsklemme 182 und einen Verbindungspunkt 186, der über einen Widerstand 187 mit dem Eingang eines Spannungsverstärkers 188 verbunden ist, ist ein Widerstand 184 geschaltet. Ein Kondensator 189 und ein Widerstand 190 sind in Reihe zwischen den Verbindungspunkt 186 und die ein Potential von 10 V führende gemeinsame Leitung 162 geschaltet. Dem Widerstand 190 ist ein Kondensator 192 parallelgeschaltet.
Die Gleichrichterbrücke 176 und der Widerstand 178 liefern eine Rückkopplungsspannung, die algebraisch zu der Referenzspannung des Schleifers 172 addiert wird, um so an dem Verbindungspunkt 186 eine Spannung abzugeben, die der Differenz oder dem Fehler dazwischen proportional ist. Die Spannung am Verbindungspunkt 186 ist somit der Differenz zwischen der Soll-Leistung und der Ist-Leistung in dem Lastkreis 14 proportional.
In dem gezeigten Beispiel wird die Rückkopplungsspannung von der Referenzspannung subtrahiert, um so die Spannung abzusenken, auf die der Verbindungspunkt 186 sich auflädt. Je größer die Rückkopplungsspannung ist, desto niedriger wird die Spannung am Verbindungspunkt 186 und umgekehrt.
Der Zündkreis 153 und die Gleichspannungsquelle 18 sprechen auf das Fehlersignal an dem Verbindungspunkt 186 an und werden durch diesen gesteuert. Die Widerstände 184, 187 und 190 sowie die Kondensatoren 189 und 192 bilden ein Netzwerk mit einer Nacheil-ZVoreil-ZNacheil-übergangscharakteristik, die für eine Schleifenstabilisierung und ein weiches Zündverhalten sorgt.
Leistung wird dem Spannungsverstärker 188 über Leitungen 194 und 196 zugeführt. Der Ausgang des Spannungsverstärkers 188 gelangt über eine Leitung 198 zu dem Steuereingang des Zündkreises 153, der entsprechend dem bekannten Rampen-ZPodest-Phasensteuer-Verfahren arbeitet. Die das-Ausgangssignal des SpannungsVerstärkers 188 führende Leitung 198 steht dabei über einen Strombegrenzungswiderstand 200 und zwei Dioden 202 und 204 mit einem Verbindungspunkt 206 in Verbindung, der an das eine Ende eines Kondensators 208 und
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die Anode eines programmierbaren Unijunction-Transistors 2IO angeschlossen ist. Die Gate-Elektrode des Unijunction-Transistors 210 liegt an einem Verbindungspunkt 211, um diesen mit einer Referenz-Spannungsquelle zu koppeln, die von einem Netzwerk aus Widerständen 212, 214 und 216 sowie einer Diode 218 gebildet und zwischen die positive gemeinsame Leitung 160 einerseits und die negative gemeinsame Leitung 220 andererseits geschaltet ist. Der Verbindungspunkt 211 liegt zwischen der Diode 218 und dem Widerstand 216.
Die Primärwicklung 222 eines Impulstransformators 224 und ein Reihenwiderstand 226 sind zwischen die Kathode des Transistors 210 und die negative gemeinsame Leitung 220 geschaltet. Sekundärwicklungen 228 und 230 des Impulstransformators sind mit den Gate-Kreisen der steuerbaren Gleichrichter 126 bzw. 124 verbunden.
Der Kondensator 208 lädt sich auf die ausgangsspannung (abzüglich eines zweifachen Diodenabfalls) des Spannungsverstärkers 188 in einer Zeit auf, die verhältnismäßig kurz im Vergleich zur Dauer der Halbperiode der Netzspannung ist. Der Widerstand 200 begrenzt den Strom und setzt so die Aufladezeit des Kondensators 208 herab, so daß insgesamt das Ansprechverhalten des Systems verlangsamt und weitere StabJLität für die geschlossene Schleife gewonnen wird. Der Spannungsausgang des Spannungsverstärkers, abzüglich des zweifachen Diodenabfalls, wird die Spannung des Kondensators 208. Dieses Spannungsniveau wird als die zuvor erwähnte "Podest"-Spannung bezeichnet.
Die gemeinsame positive Ausgangs-Leitung 221 des Voliweg-Gleichrichters 154 ist über einen Widerstand 232 mit dem Verbindungspunkt 206 und dadurch mit dem Kondensator 202 verbunden. Während einer Halbperiode tritt an dem Kondensator 208 ein kosinusförmiger Spannungszusatz über die "Podest"-Spannung hinaus auf, da der Ladestrom sich entsprechend der positiven Hälfte einer Sinuskurve ändert. Dieser Anteil des Spannungsanstiegs wird als "Rampen"-Spannung bezeichnet. Wie zuvor beschrieben, ist dar Kondensator 208 mit der Anode des programmierbarer. Unijunction—Transistors 210 gekoppelt. Wenn die Spannung der Anode des Transistors 210 die
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Gate-Spannung um einen bestimmten kleinen Betrag überschreitet, so tritt in dem Kathodenzweig und daher durch den Impulstransformator 224 ein positiver Impuls auf. Dieser Zündimpuls erscheint an der Gate-Elektrode und der Kathode beider gesteuerter Gleichrichter des Gleichrichters 9O. Es ist jedoch nur einer der beiden gesteuerten Gleichrichter in Durchlaßrichtung vorgespannt, und dieser gesteuerte Gleichrichter zündet dann. Während der nächsten Halbperiode werden die "Rampen"- und die "Podest"-Spannung sowie der Impuls erneut erzeugt, um den anderen gesteuerten Gleichrichter des Gleichrichters 90 zu zünden, der zu dieser Zeit in Durchlaßrichtung vorgespannt ist.
Die Anodenspannung des programmierbaren Unijunction-Transistors 2LO wird durch die Summe aus der "Podest"-Spannung und der "Rampen"-Spannung bestimmt. Wenn diese Summe die Unijunction-Transistor-Gate-Spannung übersteigt, die durch die Widerstände 232 und 214 (auf beispielsweise einen Nennwert von 16 V) festgelegt wird, so kommt es zum Auftreten des Zündimpulses. Durch Erhöhung der "Podesf-Spannung mittels des Einstell-Potentiometers 172 kann daher die Summe aus "Podest"- und "Rampen"-Spannung die Gate-Spannung des Transistors 210 an einer früheren Stelle der Halbperiode erreichen, so daß von der Gleichspannungsquelle 18 höhere Spannung und höherer Strom an den Oszillator 16 geliefert werden, was zu einer höheren Leistungsabgabe führt. Das gleiche gilt, wenn die Rückkopplung verringert wird. Wird die "Podest"-Spannung mittels des Referenz-Potentiometers herabgesetzt oder die Rückkopplung erhöht, so ruft dies ein späteres Auftreten der benötigten Summe aus "Podest"- und "Rampen"-Spannung bezogen auf die Halbperiode der Netzspannung hervor, so daß die Leistungsabgabe des Oszillators abgesenkt wird.
Eine Diode 234 gewährleistet, daß die Spannung am Kondensator 208 niemals um mehr als einen Dioden-Spannungsabfall unter ein vorgegebenes Niveau von beispielsweise 10 V abfällt, ehe es zur Zündung kommt. Das gewährleistet, daß der Unijunction-Transistor 210 in jeder Halbperiode zündet und somit die Stabilität der geschlosse- nen Schleife vergrößert wird. Die Diode 204 verhindert, daß der
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— Ib —
"Rampen"-Strom in den hinter dem Kondensator 208 liegenden Schaltungsteil eingespeist wird. Die Anordnung aus den Dioden 202, 204, 218 und 238 und der Anode^/Kathoden-Spannungsabfall des Unijunction-Transistors 210 bewirken eine Verhinderung einer Instabilität der geschlossenen Schleife, wenn die Netzspannung unter ihren vorgesehenen Minimalwert abfällt. Geraeinsam mit dem Widerstand 216 wirkt die Diode 218 auch als Temperaturkompensation für den Unijunction-Transistor. Aus der vorliegenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Regelschleife mit dem den Lastkreisstrom und die Leistung des Lastkreises repräsentierenden Rückkopplungssignal die Soll-Leistung des Lastkreises auf den Ist-Wert der Leistung regelt, wie sie durch das durch Einstellung des Schleifers 172 gewählte Referenzsignal repräsentiert wird. Wenn bei gegebener Kochgerät-Belastung die Ist-Leistung über den Soll-Wert ansteigt, so nimmt das Rückkopplungssignal zu, um so die Gleich-Speisespannung der Gleichspannungsquelle 18 herabzusetzen. Das Umgekehrte gilt, wenn die Ist-Leistung unter die Soll-Leistung absinkt. Das System erreicht einen Gleichgewichtszustand, wenn die Ist-Leistung der Soll-Leistung gleicht. Die Arbeitsweise der geschlossenen Schleife schützt die Leistungstransistoren davor, übermäßig hohe Ströme zu führen, wie sie durch Entfernung der Last (Kochgerät) hervorgerufen werden. Eine vollständige Entfernung der Last kann die Speisespannung auf einen Wert absinken lassen, der zu niedrig ist, um die Schwingung des Oszillators aufrechtzuerhalten. Wenn der Oszillator erneut beginnt, wirksam zu werden, so hat die Schleife die Speisespannung auf einen Wert ansteigen lassen, der den anfänglichen Transistorstrom übermäßig groß werden läßt, und der Zyklus würde sich selbst wiederholen, abgesehen von der künstlichen Last 81 und den Dioden 85 und 86. Wie zuvor erläutert, nimmt die künstliche Last bei Entfernung des Kochgeräts mehr Leistung als für den Fall auf, daß das Kochgerät auf die Kochplatte aufgestellt worden ist. Mit anderen Worten, die künstliche Last führt bei hohem Q-Faktor mehr Leistung ab.
Die Rückkopplung spricht auch auf den Q-Faktor des Resonanzkreises an, so daß dann, wenn die Last der Heizspirale sich so ändert, daß auch der Q-Faktor des Schaltkreises eine Änderung erfährt, die
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Rückkopplung bei Erhöhung des Q-Faktors ansteigt und bei Erniedrigung des Q-Faktors abnimmt. Diese Wirkungen sind mitkoppelnd und neigen somit dazu, das Ansprechverhalten zu beschleunigen. Statt dessen kann die auf Strom und Leistung ansprechende Rückkopplung auch erhalten werden, indem die Primärwicklung des Stromtransformators 84 zwischen die Heizspirale 10 und den Mittelpunkt 82 entsprechend Fig. 3 geschaltet wird. In dem System mit der entsprechend Fig. 3 wiedergegebenen Verbindung spricht die Rückkopplung jedoch nur auf Strom und Leistung an und repräsentiert auch nur diese beiden Werte. Dagegen erfolgt kein Ansprechen auf den Q-Faktor der Schaltung. Bei dem Aufbau mit der entsprechend Fig. 3 abgewandelten Schaltung übt die künstliche Last die gleiche Funktion wie zuvor beschrieben aus. Für den Fall einer Belastung mit hohem Q-Faktor hindert die künstliche Last den Regelkreis 30 daran, die Speise-Gleichspannung auf einen so niedrigen Wert absinken zu lassen, daß es zu einem Stillstand des Oszillators 16 käme.
Ein Vorteil der auf den Q-Faktor ansprechenden Rückkopplung besteht darin, daß der Strom durch die Heizspirale verringert und nicht.nur konstant gehalten wird, so daß die magnetische Feldstärke und damit Störstrahlungs-Probleme herabgesetzt werden.
Da die Spannung V1 am Mittelpunkt 82 des Reihen-Resonanzkreises eine Funktion des Q-Faktors dieses Schaltkreises ist, kann eine auf den Q-Faktor ansprechende Rückkopplung gewünschtenfalls auch von einem parallel zu der künstlichen Last 81 geschalteten Spannungstransformator geliefert werden.
Für den Auslösekreis 64 kann ein anderer Speisekreis 240 vorgesehen sein, der mit dem Auslösekreis 64 verbunden wird, indem mechanisch miteinander gekoppelte Schalter SWl und SW2 so bewegt werden, daß die Stromkreise mit den Kontakten S2 und S4 schließen, während die Stromkreise mit den Kontakten Sl und S3 öffnen. Wenn der Speisekreis 240 mittels der Schalter SWl und SW2 wie zuvor beschrieben angeschlossen worden ist, so liegt er parallel zum Ausgang des Gleichrichters 90 und enthält dabei den Reihenwiderstand 140, eine Diode 244 sowie einen Kondensator 246. Der Verbindungspunkt
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zwischen der Diode 244 und dem Kondensator 246 liegt an dem Schalterkontakt S2.
Der Kondensator 246 lädt sich über die Diode 244 auf, um so eine unabhängige Energiequelle für den Auslösekreis 64 zu bilden und den Wiederanlauf des Oszillators 16 zu erleichtern, auch wenn die Speise-Gleichspannung des Oszillators 16 auf einen niedrigen Wert abfällt.
Es versteht sich, daß andere Arten von Fehlergeneratoren oder Summierkreisen, die auf Referenz- und Rückkopplungssignale ansprechen, verwendet werden können, um das Signal für die Steuerung des Zündkreises 153 zu liefern. Der hier speziell gezeigte Zündkreis stellt nur ein mögliches Ausführungsbeispxel dar, statt dessen ebenso andere Arten von Phasensteuerurtgs-Zündkreisen, die in Beziehung zu der Speise-Wechselspannung gesetzt werden, verwendet werden können. Es sei erwähnt, daß "Podest"- und "Rampen"-Phasensteuerungs-Zündkreise bekannt sind, beispielsweise aus der USA-Patentschrift 3 584 282.
Der zweipolige Netzschalter 106 ist mit dem Schleifer 172 mechanisch gekoppelt, so daß der Netzschalter nur verhältnismäßig niedrige Stromwerte ein- bzw. ausschalten kann.
Entsprechend einem praktischen Ausführungsbeispxel kann die Arbeitsfrequenz des Oszillators 16 und des Stroms durch die Heizspirale annähernd 27 kHz betragen, wenngleich andere geeignete Frequenzen gewählt werden können. Um diese gewünschte Frequenz zu erhalten, werden die Schaltkomponenten, beispielsweise die Komponenten des Reihen-Resonanzkreises, entsprechend Gesichtspunkten ausgewählt, wie sie für den Entwurf von Schaltungen bekannt sind.
Für die beispielsweise angegebene Frequenz kommt, als günstigstes Material für das Kochgerät 26 ein magnetisches Metall mit hohem Widerstand wie Eisen oder Stahl in Frage. Aluminium oder Kupfer heizen nicht in ausreichendem Maße auf - sofern sie nicht sehr dünn sind -, um ihren sinnvollen Einsatz bei der Beispielsfrequenz zu gewährleisten.
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Claims (14)

  1. P atentansprüchet
    Anordnung zur Erhitzung eines elektrisch leitenden Kochgeräts durch magnetische Induktion, gekennzeichnet durch einen Oszillator (16) mit einem Lastkreis (14) , der einen Reihen-Resonanzkreis (12) mit einer Induktions-Heizspirale (10) für die Aufheizung des in induktiver Kopplung mit der Heizspirale aufgestellten Kochgeräts (26) aufweist, sowie einer Schalteinrichtung, die durch von dem Oszillatorstrom des Lastkreises abgeleiteten Strom angetrieben wird, um die Gleichspannungs-Zuleitungen zu dem Lastkreis in abwechselnder Polarität mit der Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises an eine Gleichspannungsquelle anzuschließen.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung Halbleiterschalter aufweist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen ersten Halbleiterschalter zur Verbindung des Reihen-Resonanzkreises mit den Gleichspannungs-Zuleitungen entsprechend einer Polarität, einen zweiten Halbleiterschalter zur Verbindung des Reihen-Resonanzkreises mit den Gleichspannungs-Zuleitungen in entgegengesetzter Polarität, wobei der erste und der zweite Halbleiterschalter jeweils mit einem Regelkreis ausgestattet sind, sowie eine Schalter-Treiberstufe aufweist, die einen Transformator mit einer in Reihe mit dem Reihen-Resonanzkreis geschalteten Primärwicklung, eine erste mit dem Regelkreis des ersten Halbleiterschalters in Reihe geschaltete Sekundärwicklung und eine zweite, mit dem Regelkreis des anderen Halbleiterschalters verbundene Sekundärwicklung enthält, wobei die Transformatorwicklungen so gepolt sind, daß der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter abwechselnd in Abhängigkeit von den entgegengesetzten Halbperioden der Resonanzkreis-Schwingung in den EIN-Zustand überführt werden.
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  4. 4, Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbleiterschalter einen Transistor aufweist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter-Treiberstufe einen ausreichend großen Blindwiderstand enthält, um die Phase des Steuerstroms so weit voreilen zu lassen, daß für einen Ausgleich der Langsamkeit der Schaltgeschwindigkeiten der Halbleiterschalter gesorgt wird.
  6. . Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speise-Gleichspannungsquelle mit einer Regeleinrichtung zusammenwirkt, die die Speise-Gleichspannungsquelle in Abhängigkeit von den Differenzen zwischen dem Ist-Laststrom und einem Soll-Laststrom steuert.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Referenz-Einrichtung zur Bildung eines den Soll-Laststrom repräsentierenden Referenzsignals, eine mit dem Lastkreis gekoppelte Einrichtung zur Ableituncf eines dem Ist-Laststrom entsprechenden Lastsignalssowie eine Einrichtung zur Auswertung des Referenz- und des Last-Signals aufweist, um die Leistungszufuhr in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Ist-Laststrom und dem Soll-Laststrom zu steuern.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Summiereinrichtung aufweist, in der die Referenz- und Last-Signale so zusammengefaßt werden, daß ein Steuersignal für die Speisespannungsquelle erzeugt wird.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannungsquelle einen Gleichrichter und einen Wechselspannungs-Eingangskreis zur Erregung des Gleichrichters aufweist und in bezug auf die dem Wechselspannungs-Eincangskreis zugeführte Wechselspannung phasengesteuert ist und daß der Ausgang des Gleichrichters mit den Gleichspannungs-Zuleitungen verbunden ist.
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  10. 10. Anordnung nach einem oder mehreren der Anspräche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastkreis eine künstliche Last aufweist, die so angeschlossen ist, daß sie auf den Oszillator mindestens eine Minimum-Belastung ausübt, wenn die Heizspirale mit einem hohen Q-Faktor arbeitet, u^ " weniger Leistung ableitet, wenn die Heizspirale mit einem niedrigeren Q-Faktor
    arbeitet.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung der Speise-Gleichspannungsquelle in Abhängigkeit von einer Rückkopplung von dem Lastkreis.
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung eine Komponente enthält, die eine nichtlineare Funktion des Q-Faktors des Reihen-Resonanzkreises ist.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung eine Komponente enthält, die eine Funktion der Leistung des Lastkreises ist.
  14. 14. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 13, gekennzeichnet durch einen Zündkreis für die Auslösung der Schalteinrichtung, so daß der Oszillator in 3etrieb gesetzt wird, sowie durch eine Einrichtung zur Energiespeicherung, um den Zündkreis mit Energie zu beliefern, wobei die Speicher-Einrichtung von einer mit den Gleichspannungs-Zuleitungen verbunuenen Zweigleitung aus aufgeladen wird.
    λ :/hs 3
    3 0984WCK01
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IT (1) IT983807B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2559503A1 (de) * 1974-05-17 1976-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induktions-heizvorrichtung
DE3240726A1 (de) * 1981-11-05 1983-05-19 Sanyo Electric Co Induktionsheizgeraet
DE3332990A1 (de) * 1982-09-13 1984-03-15 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki Elektromagnetische induktionsheizvorrichtung

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1446737A (en) * 1972-11-15 1976-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induction cooking appliances
US4051426A (en) * 1974-05-31 1977-09-27 White-Westinghouse Corporation Shoot through protected current driven transistor inverter circuit
US3925633A (en) * 1974-09-06 1975-12-09 Donald F Partridge Circuit for controlling power flow from a high frequency energy source to a plurality of high frequency loads
US4010342A (en) * 1974-10-29 1977-03-01 Roper Corporation Induction cooking appliance having improved protection circuits
JPS5169240A (ja) * 1974-12-11 1976-06-15 Shinko Electric Co Ltd Inbaatashikyudokanetsusochino hikanetsubutsukenchihoho
CA1053761A (en) * 1974-12-13 1979-05-01 White-Westinghouse Corporation Induction cooking apparatus
US4013859A (en) * 1975-06-04 1977-03-22 Environment/One Corporation Induction cooking unit having cooking load sensing device and essentially zero stand-by power loss
DE2651516C2 (de) * 1976-11-11 1986-03-06 Sachs Systemtechnik Gmbh, 8720 Schweinfurt Schaltung zur Erzeugung eines offenen Magnetfeldes
US4169222A (en) * 1977-07-26 1979-09-25 Rangaire Corporation Induction cook-top system and control
JPS58831B2 (ja) * 1978-09-27 1983-01-08 東洋製罐株式会社 高周波誘導加熱回路
US4453068A (en) * 1979-05-01 1984-06-05 Rangaire Corporation Induction cook-top system and control
US4308443A (en) * 1979-05-01 1981-12-29 Rangaire Corporation Induction cook-top with improved touch control
JPS5693286A (en) * 1979-12-27 1981-07-28 Tokyo Shibaura Electric Co Induction heating cooking device
JPS5882796U (ja) * 1981-11-30 1983-06-04 シャープ株式会社 電磁調理器
FR2607994B1 (fr) * 1986-12-05 1993-11-26 Electricite De France Systeme de regulation d'un generateur onduleur a commutateurs alimentant une charge par induction
US5434144A (en) * 1994-03-04 1995-07-18 The Procter & Gamble Company Methods of using cyclic polyanionic polyol derivatives for regulating skin wrinkles
DE19654269C2 (de) * 1995-12-27 2000-02-17 Lg Electronics Inc Induktionskochgerät
US5968398A (en) * 1997-05-16 1999-10-19 The Lepel Corporation Apparatus and method for non-contact detection and inductive heating of heat retentive food server warming plates
US5908574A (en) * 1998-04-17 1999-06-01 Garland Commercial Industries, Inc. Induction radiant broiler
US6384387B1 (en) 2000-02-15 2002-05-07 Vesture Corporation Apparatus and method for heated food delivery
AR030511A1 (es) * 2000-12-22 2003-08-20 Patricio Lagos Lehuede Un inversor o convertidor por inyeccion de corriente provisto de un circuito cuya frecuencia de generacion de la tension alterna esta ajustada por la frecuencia de resonancia de la carga, ciclo a ciclo, sin retardos
CA2358602A1 (en) * 2001-10-09 2003-04-09 Norax Canada Inc. Resonance controlled conductive heating
US6953919B2 (en) * 2003-01-30 2005-10-11 Thermal Solutions, Inc. RFID-controlled smart range and method of cooking and heating
US7573005B2 (en) * 2004-04-22 2009-08-11 Thermal Solutions, Inc. Boil detection method and computer program
ES2382862B1 (es) * 2009-10-26 2013-05-08 BSH Electrodomésticos España S.A. Encimera de cocción con al menos dos elementos de calentamiento y una disposición de la electrónica de potencia
US20150114954A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 Sarge Holdings Co., Llc Portable induction heater

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB954372A (en) * 1959-08-04 1964-04-08 Licentia Gmbh A decimal-binary converter
NL296248A (de) * 1962-08-09
US3436644A (en) * 1966-07-29 1969-04-01 Trw Inc High frequency modulated static inverter
US3448367A (en) * 1966-09-19 1969-06-03 Gen Electric Inverter inhibit circuits
US3432774A (en) * 1967-08-08 1969-03-11 Atomic Energy Commission Voltage-tuned wien bridge oscillator
GB1246860A (en) * 1968-02-10 1971-09-22 Wandel & Goltermann Direct current converter
US3566243A (en) * 1968-09-30 1971-02-23 Pillar Corp High frequency power supply
US3584282A (en) * 1969-04-01 1971-06-08 Westinghouse Electric Corp Current limiting system for motor control
US3596165A (en) * 1969-07-24 1971-07-27 Tektronix Inc Converter circuit having a controlled output
US3684853A (en) * 1971-10-18 1972-08-15 Gen Electric Induction surface heating unit system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2559503A1 (de) * 1974-05-17 1976-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Induktions-heizvorrichtung
DE2521941C3 (de) 1974-05-17 1978-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka (Japan) Induktions-Heizvorrichtung
DE3240726A1 (de) * 1981-11-05 1983-05-19 Sanyo Electric Co Induktionsheizgeraet
DE3332990A1 (de) * 1982-09-13 1984-03-15 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki Elektromagnetische induktionsheizvorrichtung
US4549056A (en) * 1982-09-13 1985-10-22 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Electromagnetic induction heating apparatus capable of heating nonmagnetic cooking vessels

Also Published As

Publication number Publication date
JPS499742A (de) 1974-01-28
US3806688A (en) 1974-04-23
FR2180092A1 (de) 1973-11-23
CA963540A (en) 1975-02-25
IT983807B (it) 1974-11-11
AU5375373A (en) 1974-09-26
ES413621A1 (es) 1975-12-16
GB1421578A (en) 1976-01-21

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