ES2557000A1 - Dispositivo de aparato doméstico y procedimiento para el control de un dispositivo de aparato doméstico - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de aparato doméstico y procedimiento para el control de un dispositivo de aparato doméstico. La invención hace referencia a un dispositivo de aparato doméstico, en particular, a un dispositivo de aparato de cocción, con una unidad transformadora de tensión continua (10a; 10b; 10c) que comprende uno o varios transformadores de tensión continua (12a; 12b; 12c). Con el fin de aumentar la eficiencia, se propone que el o los transformadores de tensión continua (12a; 12b; 12c) no presenten componentes inductivos.
Description
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DESCRIPCION
DISPOSITIVO DE APARATO DOMESTICO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE UN DISPOSITIVO DE APARATO DOMESTICO
La invention hace referenda a un dispositivo de aparato domestico segun el preambulo de la reivindicacion 1 y aun procedimiento para el control de un dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 13.
Del estado de la tecnica son conocidos los campos de coccion que comprenden uno o varios transformadores de tension continua con un inductor.
La invencion resuelve el problema tecnico de proporcionar un dispositivo de aparato domestico generico mas eficiente. Segun la invencion, este problema tecnico se resuelve mediante las caracterlsticas de la reivindicacion 1 y mediante las caracterlsticas de la reivindicacion 13, mientras que de las reivindicaciones secundarias se pueden extraer realizaciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
La invencion hace referencia a un dispositivo de aparato domestico, en particular, a un dispositivo de aparato de coccion, con una unidad transformadora de tension continua que comprende uno o varios transformadores de tension continua, donde el o los transformadores de tension continua no presenten componentes inductivos. Los transformadores de tension continua estan realizados aqul como transformadores capacitivos y/o como bombas de carga. El termino “dispositivo de aparato domestico” incluye el concepto de al menos una parte, en concreto, un subgrupo constructivo, de un aparato domestico, en particular, de un aparato de coccion, preferiblemente, de un campo de coccion y, de manera mas preferida, de un campo de coccion por induction. El dispositivo de aparato domestico puede comprender tambien el aparato domestico entero, en particular, el aparato de coccion entero, preferiblemente, el campo de coccion entero y, de manera mas preferida, el campo de coccion por induccion entero. El termino “transformador de tension continua” incluye el concepto de una unidad, preferiblemente, una unidad transformadora, la cual este prevista para transformar una tension, en concreto, una tension de entrada, preferiblemente, tension continua, aplicada en una o varias entradas de tension, en una tension, en concreto, una tension de salida, preferiblemente, tension continua, con un nivel de tension y/o valor de tension mas elevado, inferior, invertido y/o identico, y suministrarla en una o varias salidas de tension. La salida de tension del
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transformador de tension continua puede estar desacoplada galvanicamente, a traves de una separation capacitiva, de una entrada de tension del transformador de tension continua. El termino "componente inductivo” incluye el concepto de un componente electrico y/o electronico, separado, el cual este previsto para suministrar una inductancia distinta de una inductancia meramente parasita. El componente inductivo puede estar formado por una o mas bobinas, uno o mas estranguladores, uno o mas transformadores equilibrado- desequilibrado, uno o mas transformadores y/u otros componentes inductivos que resulten apropiados a un experto en la materia. El termino "previsto/a” incluye el concepto de programado/a, concebido/a y/o provisto/a de manera especlfica. La expresion consistente en que un objeto este previsto para una funcion determinada incluye el concepto relativo a que el objeto satisfaga y/o realice esta funcion determinada en uno o mas estados de aplicacion y/o de funcionamiento.
Mediante esta forma de realization, se puede proporcionar un dispositivo de aparato domestico generico mas eficiente, en concreto, con una mayor eficiencia energetica y/o de costes y/o eficiencia relativa al espacio de construction, pudiendo prescindirse en concreto de componentes inductivos voluminosos y/o amplios como, por ejemplo, bobinas, de forma que ventajosamente se pueden reducir costes y espacio de construccion. Ademas, la tension de funcionamiento y/o la corriente de funcionamiento del dispositivo de aparato domestico pueden ser adaptadas ventajosamente a otros componentes empleados, en concreto, componentes de conexion, con lo que es posible incrementar la eficiencia. Tambien se puede conseguir aqul una beneficiosa versatilidad, puesto que el dispositivo de aparato domestico puede ser adaptado a diferentes tensiones de suministro, tanto en el caso de su puesta en funcionamiento en Europa como en EE.UU., sin que tengan que llevarse a cabo complejas modificaciones tecnicas del diseno y/o costosas reformas en el dispositivo de aparato domestico. Asimismo, se pueden reducir y/o evitar posibles picos de tension de manera eficaz.
De manera preferida, el o los transformadores de tension continua comprenden una o varias, de manera preferida exactamente una, entradas con uno o varios, de manera
preferida exactamente uno, primeros contactos de entrada y uno o varios, de manera
preferida exactamente uno, segundos contactos de entrada, una o varias, de manera
preferida exactamente una, salidas con uno o varios, de manera preferida exactamente uno, primeros contactos de salida y uno o varios, de manera preferida, exactamente uno, segundos contactos de salida, una o varias, de manera preferida, exactamente una, primeras vlas de conduction que conectan de manera conductora electricamente al menos
temporalmente, en concreto, en al menos un estado del transformador de tension continua
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y/o en al menos un estado de funcionamiento, el o los primeros contactos de entrada con el o los primeros contactos de salida, y una o varias, de manera preferida exactamente una, segundas vlas de conduction que conectan de manera conductora electricamente el o los segundos contactos de entrada con el o los segundos contactos de salida al menos temporalmente, en concreto, en al menos otro estado del transformador de tension continua, distinto del al menos un estado del transformador de tension continua, y/o en al menos otro estado de funcionamiento, distinto del al menos un estado de funcionamiento. En uno o mas estados de funcionamiento y/o en uno mas estados de aplicacion, las entradas estan realizadas como entradas de tension y/o son utilizadas como entradas de tension, y las salidas estan realizadas como salidas de tension y/o son utilizadas como salidas de tension. Sin embargo, las entradas tambien pueden estar realizadas alternativamente como salidas de tension y/o ser utilizadas como salidas de tension, en al menos otro estado de funcionamiento y/o en al menos otro estado de aplicacion, en cuyo caso, las salidas estan realizadas como entradas de tension y/o son utilizadas como entradas de tension. El termino “via de conduccion” incluye el concepto de una unidad que establezca al menos temporalmente una conexion conductora electricamente entre dos o mas puntos y/o entre dos o mas componentes. De esta forma, se puede proporcionar un transformador de tension continua de construction sencilla.
Al menos una de las vlas de conduccion podrla presentar uno o varios, de manera preferida exactamente uno, interruptores. Sin embargo, de manera ventajosa la o las primeras vlas de conduccion comprenden uno o varios, de manera preferida exactamente uno, primeros interruptores, y la o las segundas vlas de conduccion comprenden uno o varios, de manera preferida exactamente uno, segundos interruptores. Preferiblemente, los primeros interruptores y los segundos interruptores estan aqul realizados de manera identica entre si. Los interruptores pueden estar realizados como cualquier interruptor, en concreto, interruptor semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia como, por ejemplo, tiristores y/o diodos conmutables, aunque de manera preferida los primeros interruptores y/o los segundos interruptores estan realizados como transistores, preferiblemente como MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) y/o como IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor). De esta forma, es posible simplificar el control y reducir los costes.
Si el o los transformadores de tension continua comprenden dos o mas, de manera preferida exactamente dos, componentes capacitivos, preferiblemente identicos entre si, los cuales esten conectados entre si en serie y entre la o las primeras vlas de conduccion y la o las
segundas vlas de conduccion, se puede proporcionar un transformador de tension continua
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ventajosamente sencillo. El termino “componente capacitivo” incluye el concepto de un componente electrico y/o electronico, separado, el cual este previsto para suministrar una capacidad distinta de una capacidad meramente parasita. El componente capacitivo puede estar formado por un condensador y/o por pistas conductoras dispuestas de manera correspondiente. La expresion consistente en que un objeto “este conectado entre la o las primeras vlas de conduction y la o las segundas vlas de conduction” incluye el concepto relativo a que uno o mas primeros contactos del objeto esten conectados de manera conductora electricamente con la primera via de conduccion y a que uno mas segundos contactos del objeto esten conectados de manera conductora electricamente con la segunda via de conduccion de manera indirecta y/o, preferiblemente, de manera directa. Si el objeto presenta dos elementos, entonces preferiblemente un primer contacto del primer elemento esta conectado con la primera via de conduccion, un segundo contacto del primer elemento esta conectado con un primer contacto del segundo elemento, y un segundo contacto del segundo elemento esta conectado con la_segunda via de conduccion.
Asimismo, se propone que, en todos los estados de funcionamiento y/o en cualquier estado de funcionamiento y/o, preferiblemente de manera permanente, los dos o mas componentes capacitivos esten conectados de manera conductora electricamente y directa con la o las entradas, en concreto, con el o los primeros contactos de entrada y/o con el o los segundos contactos de entrada. De esta forma, es posible reducir los picos de tension, pudiendo as! aumentarse ventajosamente la vida util del dispositivo de aparato domestico.
En una forma de realization de la invention, se propone que el o los transformadores de tension continua comprendan dos o mas, de manera preferida exactamente dos, elementos de bloqueo, preferiblemente identicos entre si, los cuales esten conectados entre si en serie y entre la o las primeras vlas de conduccion y la o las segundas vlas de conduccion. En todos los estados de funcionamiento y/o en cualquier estado de funcionamiento, los elementos de bloqueo estan conectados de manera conductora electricamente con la salida. El termino “elemento de bloqueo” incluye el concepto de un elemento que este previsto para impedir al menos temporalmente que la corriente fluya a traves de si mismo y/o de otro u otros elementos. De esta forma, es posible proporcionar un transformador de tension continua sencillo, compacto y eficiente.
De manera preferida, los dos o mas elementos de bloqueo estan realizados como diodos, preferiblemente rectificados. De este modo es posible minimizar los costes y simplificar el control.
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En una forma de realization alternativa de la invention, se propone que los dos o mas elementos de bloqueo esten realizados como otros interruptores, en concreto, interruptores semiconductors, preferiblemente MOSFETs y/o IGBTs. En este caso, es preferible que los transformadores de tension continua no presenten diodos y que sean bidireccionales. Aqul, los transformadores de tension continua pueden estar realizados y/o ser accionados como convertidores reductores y/o como convertidores elevadores. El termino "convertidor reductor” incluye el concepto de un transformador de tension continua que este previsto para transformar una tension de entrada en una tension de salida con un nivel de tension y/o valor de tension inferior. El termino "convertidor elevador” incluye el concepto de un transformador de tension continua que este previsto para transformar una tension de entrada en una tension de salida con un nivel de tension y/o valor de tension mas elevado. De esta forma, se puede conseguir una ventajosa versatilidad, puesto que el dispositivo de aparato domestico puede ser adaptado a diferentes tensiones de suministro.
En uno o mas estados de funcionamiento y/o en uno o mas estados de aplicacion, el transformador de tension continua esta previsto preferiblemente para reducir a la mitad una o mas tensiones, en concreto, al menos una tension de entrada de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua y/o para duplicar una o mas corrientes, en concreto, al menos una corriente de entrada de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua. La relation de transformation de la tension de entrada asciende a 1:2. Sin embargo, en otros estados de funcionamiento y/o en otros estados de aplicacion, el transformador de tension continua tambien puede estar previsto como alternativa para duplicar una o mas tensiones, en concreto, al menos una tension de entrada de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua y/o para reducir a la mitad una o mas corrientes, en concreto, al menos una corriente de entrada de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua. En este caso, la relation de transformation de la tension de entrada asciende a 2:1. De este modo, es posible conseguir una construction sencilla de los transformadores de tension continua.
Ademas, se propone que el o los transformadores de tension continua presenten una o varias terceras vlas de conduction, las cuales conecten de manera conductora electricamente una o varias primeras tomas centrales entre los dos o mas componentes capacitivos con una o varias segundas tomas centrales entre los dos o mas elementos de bloqueo. El termino "toma central” entre dos objetos incluye el concepto de un contacto central entre dos objetos conectados en serie. Las tomas centrales estan aqul dispuestas
entre al menos un contacto del objeto y un contacto del otro objeto, el cual esta conectado
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de manera conductora electricamente con el al menos un contacto del objeto. De esta forma, se puede conseguir un flujo de corriente ventajoso y eficiente.
En una forma de realization ventajosa de la invention, se propone que el dispositivo de aparato domestico comprenda una unidad de control que este prevista entre otras cosas para activar, accionar y/o conectar de manera alternante periodicamente el o los primeros interruptores yelo los segundos interruptores. De manera preferida, la frecuencia de conmutacion de los primeros interruptores y/o de los segundos interruptores es aqul de entre 100 kHz y 700 kHz, preferiblemente, de entre 150 kHz y 500 kHz y, de manera mas preferida, de entre 180 kHz y 300 kHz. Como alternativa, la frecuencia de conmutacion de los primeros interruptores y/o de los segundos interruptores es de entre 10 kHz y 150 kHz, preferiblemente, de entre 20 kHz y 100 kHz y, de manera mas preferida, de entre 40 kHz y 60 kHz. Si los elementos de bloqueo estan realizados aqul como otros interruptores, la unidad de control esta prevista tambien para activar, accionar y/o conectar periodicamente los elementos de bloqueo, preferiblemente con una frecuencia de conmutacion identica a la frecuencia de conmutacion de los primeros interruptores y/o de los segundos interruptores. De esta forma, se puede conseguir una eficiencia elevada.
De manera preferida, el dispositivo de aparato domestico comprende una unidad rectificadora y una unidad inversora entre las cuales esta dispuesta la unidad transformadora de tension continua. La unidad transformadora de tension continua y/o el transformador de tension continua estan aqul conectados de manera conductora electricamente con la unidad rectificadora y con la unidad de calentamiento por induction al menos temporalmente, en concreto, en uno o mas estados del transformador de tension continua y/o en uno o mas estados de funcionamiento. De manera preferida, al menos una salida de la unidad rectificadora esta conectada de manera conductora electricamente de manera al menos temporal con al menos una entrada de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua, y al menos una salida de la unidad transformadora de tension continua y/o del transformador de tension continua esta conectada de manera conductora electricamente de manera al menos temporal con al menos una entrada de la unidad inversora. En uno o mas estados de funcionamiento, al menos temporalmente, al menos una entrada de la unidad rectificadora esta conectada de manera conductora electricamente con una conexion a la red y/o con una o varias fases de una acometida electrica y, de manera preferida, al menos una salida de la unidad inversora esta conectada con una unidad de calentamiento por induccion, en concreto, con uno o mas inductores de la unidad de calentamiento. El termino "unidad rectificadora” incluye el
concepto de una unidad que presente uno o varios rectificadores, preferiblemente
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rectificadores en puente, y la cual este prevista para transformar una tension alterna, en concreto, una tension de red aplicada en una o mas fases de una acometida, en una tension continua y/o para rectificarla. El termino "unidad inversora” incluye el concepto de una unidad que presente uno o varios inversores, y la cual este prevista para proporcionar una corriente de calentamiento de alta frecuencia y suministrarsela a la unidad de calentamiento. El termino "unidad de calentamiento por induction” incluye el concepto de una unidad que preferiblemente presente uno o mas inductores y una unidad de resonancia, y la cual este prevista para calentar una baterla de coccion mediante efectos de corrientes en remolino y/o de inversion magnetica. De esta forma, se puede proporcionar un campo de coccion por induccion de gran eficiencia.
Asimismo, se propone que la unidad transformadora de tension continua comprenda una unidad de conexion que este prevista en uno o mas estados de funcionamiento y/o en uno o mas estados de aplicacion para invertir la direction del flujo de la corriente, en particular, al menos la entrada y la salida de la tension, del o de los transformadores de tension continua. La unidad de conexion comprende aqul preferiblemente uno o varios interruptores mecanicos, en particular, uno o varios contactores y/o, preferiblemente, uno o varios reles, de manera preferida, reles SPST (Single Pole, Single Throw) y/o reles SPDT (Single Pole, Double Throw), aunque como alternativa tambien se concibe que la unidad de conexion presente uno o varios reles DPST (Double Pole, Single Throw) y/o uno o varios reles DPDT (Double Pole, Double Throw). No obstante, una unidad de conexion podrla comprender tambien uno o mas transistores, en particular, MOSFETs y/o IGBTs. De esta forma, se puede aumentar mas la variabilidad y/o versatilidad, as! como minimizar los costes.
En una forma de realization alternativa de la invention, se propone que la unidad transformadora de tension continua comprenda otro u otros transformadores de tension continua, preferiblemente identicos al oa los transformadores de tension continua, los cuales esten conectados en serie con el o los transformadores de tension continua. Aqul, al menos una salida de los transformadores de tension continua esta conectada con al menos una entrada de los otros transformadores de tension continua. De manera preferida, la unidad transformadora de tension continua presenta varios, en concreto dos o mas, de manera preferida tres o mas y/o cuatro o mas, de los otros transformadores de tension continua, preferiblemente identicos a los transformadores de tension continua, los cuales estan conectados en serie con los transformadores de tension continua. En este caso, habiendo x transformadores de tension continua conectados en serie, se puede conseguir una relation de transformation de la tension de entrada de la unidad transformadora de
tension continua de 1:2x y/o 2x:1. De esta forma, se puede hacer posible un funcionamiento
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en cascada de manera ventajosamente sencilla. Ademas, es posible aumentar en mayor medida la variabilidad y/o la versatilidad.
Ademas, se propone un procedimiento para el control de un dispositivo de aparato domestico, en particular, de un dispositivo de aparato de coccion, con una unidad transformadora de tension continua, la cual comprende uno o varios transformadores de tension continua que no presentan componentes inductivos, y los cuales comprenden una o varias primeras vlas de conduction con uno o varios primeros interruptores y una o varias segundas vlas de conduccion con uno o varios segundos interruptores, donde el o los primeros interruptores y el o los segundos interruptores sean conectados de manera alternante periodicamente. De esta forma, se puede reducir el espacio de construction y aumentar la eficiencia.
Otras ventajas se extraen de la siguiente description del dibujo. En el dibujo estan representados tres ejemplos de realization de la invention. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen caracterlsticas numerosas en combination. El experto en la materia considerara las caracterlsticas ventajosamente tambien por separado, y las reunira en otras combinaciones razonables.
Muestran:
Fig. 1 un aparato domestico configurado como campo de coccion por induction con
un dispositivo de aparato domestico, en vista superior,
Fig. 2 un diagrama de bloques esquematico del dispositivo de aparato domestico
con una unidad transformadora de tension continua,
Fig. 3 un esquema de conexiones de la unidad transformadora de tension continua,
Fig. 4 una grafica esquematica de diferentes senales de la unidad transformadora
de tension continua,
Fig. 5 un esquema de conexiones de una unidad transformadora de tension
continua de otro dispositivo de aparato domestico, y
Fig. 6 un esquema de conexiones de una unidad transformadora de tension
continua de otro dispositivo de aparato domestico.
La figura 1 muestra un ejemplo de un aparato domestico 52a configurado como campo de
coccion por induccion en vista superior esquematica. El aparato domestico 52a presenta en
este caso una placa de campo de coccion con cuatro zonas de calentamiento 54a y
comprende un dispositivo de aparato domestico. El dispositivo de aparato domestico
comprende una unidad de control 48a que esta prevista para controlar y/o regular la
potencia de calentamiento, y la cual presenta una unidad de calculo, una unidad de
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almacenamiento, y un programa operativo almacenado en la unidad de almacenamiento, el cual esta previsto para ser ejecutado por la unidad de calculo.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques esquematico del dispositivo de aparato domestico. El dispositivo de aparato domestico presenta una unidad rectificadora 56a que, en el presente caso, presenta un rectificador realizado como rectificador en puente. Ademas, el dispositivo de aparato domestico presenta una unidad transformadora de tension continua 10a, la cual presenta un transformador de tension continua 12a en el presente caso (vease la figura 3). Ademas, el dispositivo de aparato domestico presenta una unidad inversora 58a que, en el presente caso, presenta dos inversores. El dispositivo de aparato domestico tambien presenta una unidad de calentamiento 60a, la cual presenta cuatro inductores.
Una entrada de la unidad rectificadora 56a esta conectada de manera conductora electricamente con una conexion a la red 62a. La unidad rectificadora 56a esta prevista para rectificar una tension alterna de la conexion a la red 62a, y suministrarsela a la unidad transformadora de tension continua 10a, para lo cual, una salida de la unidad rectificadora 56a esta conectada de manera conductora electricamente con una entrada de la unidad transformadora de tension continua 10a. Una salida de la unidad transformadora de tension continua 10a esta conectada de manera conductora electricamente con una entrada de la unidad inversora 58a. La unidad inversora 58a esta prevista para transformar una tension rectificada pulsante en una corriente de alta frecuencia, y suministrarsela a la unidad de calentamiento 60a, para lo cual, una salida de la unidad inversora 58a esta conectada de manera conductora electricamente con una entrada de la unidad de calentamiento 60a. La unidad de calentamiento 60a esta prevista para calentar una baterla de coccion (no representada) apoyada sobre una de las zonas de calentamiento 54a mediante efectos de corrientes en remolino y/o de inversion magnetica. Por tanto, la unidad transformadora de tension continua 10a esta dispuesta entre la unidad rectificadora 56a y la unidad inversora 58a.
Como alternativa, se concibe que una unidad rectificadora tambien presente dos o mas, tres o mas y/o cuatro o mas rectificadores conectados en paralelo y/o en serie, con independencia de las demas unidades. Ademas, una unidad transformadora de tension continua podrla presentar dos o mas, tres o mas y/o cuatro o mas transformadores de tension continua conectados en paralelo y/o en serie, con independencia de las demas unidades. Tambien es posible que una unidad inversora presente una o mas, tres o mas y/o cuatro o mas inversores conectados en paralelo y/o en serie, con independencia de las demas unidades. Asimismo, se concibe que una unidad de calentamiento presente dos o
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mas, tres o mas y/o cuatro o mas inductores conectados en paralelo y/o en serie, con independencia de las demas unidades. Ademas, el dispositivo de aparato domestico puede comprender otras unidades como filtros, detectores y/o unidades de conexion.
La figura 3 muestra un esquema de conexiones del transformador de tension continua 12a de la unidad transformadora de tension continua 10a.
El transformador de tension continua 12a presenta una entrada 14, la cual presenta un primer contacto de entrada 16a y un segundo contacto de entrada 18a. La entrada 14a esta conectada de manera conductora electricamente con la unidad rectificadora 56a, en concreto, con la salida de la unidad rectificadora 56a. En el presente caso, la entrada 14a sirve de entrada de tension para la tension rectificada pulsante. El transformador de tension continua 12a presenta ademas una salida 20a, la cual presenta un primer contacto de salida 22a y un segundo contacto de salida 24a. La salida 20a esta conectada de manera conductora electricamente con la unidad inversora 58a, en concreto, con la entrada de la unidad inversora 58a. En el presente caso, la salida 20a sirve de salida de tension. En la figura 3, la unidad inversora 58a y la unidad de calentamiento 60a estan representadas como resistor de carga 63a.
Asimismo, el transformador de tension continua 12a presenta una primera via de conduction 26a, la cual conecta de manera conductora electricamente al menos temporalmente al primer contacto de entrada 16a con el primer contacto de salida 22a. El transformador de tension continua 12a presenta ademas una segunda via de conduccion 28a, la cual conecta de manera conductora electricamente al menos temporalmente al segundo contacto de entrada 18a con el segundo contacto de salida 24a. La primera via de conduccion 26a comprende un primer interruptor 30a, a traves del cual es interrumpible la primera via de conduccion 26a. Aqul, un primer contacto del primer interruptor 30a esta conectado de manera conductora electricamente con el primer contacto de entrada 16a, y un segundo contacto del primer interruptor 30a esta conectado de manera conductora electricamente con el primer contacto de salida 22a. La segunda via de conduccion 28a comprende un segundo interruptor 32a, a traves del cual es interrumpible la segunda via de conduccion 28a. Aqul, un primer contacto del segundo interruptor 32a esta conectado de manera conductora electricamente con el segundo contacto de entrada 18a, y un segundo contacto del segundo interruptor 32a esta conectado de manera conductora electricamente con el segundo contacto de salida 24a. El primer interruptor 30a y el segundo interruptor 30a estan realizados de manera identica entre si, en este caso, como MOSFETs.
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El transformador de tension continua 12a comprende ademas dos componentes capacitivos 34a, 36a, los cuales estan realizados de manera identica entre si, en concreto, como condensadores, en este caso con una capacidad de 1 pF. Entre los componentes capacitivos 34a, 36a esta dispuesta una primera toma central 44a. Un primer contacto del primer componente capacitivo 34a esta conectado de manera conductora electricamente con la primera via de conduccion 26a, con el primer contacto de entrada 16a, y con el primer contacto del primer interruptor 30a. Un segundo contacto del primer componente capacitivo 34a esta conectado con la primera toma central 44a y con un primer contacto del segundo componente capacitivo 36a. Ademas, el primer contacto del segundo componente capacitivo 36a esta conectado con la primera toma central 44a. Un segundo contacto del segundo componente capacitivo 36a esta conectado de manera conductora electricamente con la segunda via de conduccion 28a, con el segundo contacto de entrada 18a, y con el primer contacto del segundo interruptor 32a. Por consiguiente, los componentes capacitivos 34a, 36a estan conectados entre si en serie. Ademas, los componentes capacitivos 34a, 36a estan conectados entre la primera via de conduccion 26a y la segunda via de conduccion 28a. Aqul, los componentes capacitivos 34a, 36a estan conectados de manera conductora electricamente con la entrada 14a en cada estado de funcionamiento.
El transformador de tension continua 12a comprende ademas dos elementos de bloqueo 38a, 40a, los cuales estan realizados de manera identica entre si, en este caso, como diodos rectificados. Entre los elementos de bloqueo 38a, 40a esta dispuesta una segunda toma central 46a. Un primer contacto, en concreto, un contacto de catodo, del primer elemento de bloqueo 38a esta conectado de manera conductora electricamente con la primera via de conduccion 26a, con el segundo contacto del primer interruptor 30a, y con el primer contacto de salida 22a. Un segundo contacto, en concreto, un contacto de anodo, del primer elemento de bloqueo 38a esta conectado con la segunda toma central 46a. Ademas, el segundo contacto del primer elemento de bloqueo 38a esta conectado con un primer contacto, en concreto, un contacto de catodo, del segundo elemento de bloqueo 40a. Por otro lado, el primer contacto del segundo elemento de bloqueo 40a esta conectado con la segunda toma central 46a. Un segundo contacto, en concreto, un contacto de anodo, del segundo elemento de bloqueo 40a esta conectado de manera conductora electricamente con la segunda via de conduccion 28a, con el segundo contacto del segundo interruptor 32a, y con el segundo contacto de salida 24a. Por consiguiente, los elementos de bloqueo 38a, 40a estan conectados entre si en serie. Ademas, los elementos de bloqueo 38a, 40a estan conectados entre la primera via de conduccion 26a y la segunda via de conduccion
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28a. Aqul, los elementos de bloqueo 38a, 40a estan conectados de manera conductora electricamente con la salida 20a en cada estado de funcionamiento.
Ademas, el transformador de tension continua 12a presenta una tercera via de conduction 42a, la cual conecta de manera conductora electricamente la primera toma central 44a con la segunda toma central 46a. Por tanto, el transformador de tension continua 12a no presenta componentes inductivos, en concreto, bobinas.
En el presente caso, el transformador de tension continua 12a es un convertidor reductor, y esta previsto para reducir a la mitad una tension de entrada aplicada en la entrada 14a. En el presente caso, la tension de entrada asciende a 325 V. Ademas, el transformador de tension continua 12a esta previsto para duplicar una corriente de entrada aplicada en la entrada 14a. En el presente caso, la corriente de entrada asciende a 16 A. Aqul, la unidad de control 48a esta prevista para activar de manera alternante periodicamente el primer interruptor 30a y el segundo interruptor 32a. La unidad de control 48a esta prevista para accionar el transformador de tension continua 12a del tal forma que la tension de entrada se reduzca a la mitad y la corriente de entrada se duplique. La relation de transformation de la tension de entrada del transformador de tension continua 12a asciende por tanto a 1:2.
Como alternativa, se concibe que una unidad transformadora de tension continua y/o al menos un transformador de tension continua presenten otra relacion de transformacion. Tambien es posible que, en el caso de funcionar en cascada n transformadores de tension continua conectados en serie, una unidad transformadora de tension continua pueda presentar una relacion de transformacion de la tension de entrada de 1:2n.
La figura 4 muestra una grafica esquematica y noa escala de diferentes senales del transformador de tension continua 12a. Sobre un eje de abscisas 64a aparece representado el tiempo, y un eje de ordenadas 66a esta representado como eje y. La curva 68a ilustra los estados de conexion del primer interruptor 30a, y la curva 70a ilustra los estados de conexion del segundo interruptor 32a. Un nivel High define aqul una conexion conductora entre el contacto de entrada 16a, 18a respectivo y el contacto de salida 22a, 24a correspondiente, y un nivel Low define un estado no conductor. La curva 72a muestra la tension Vc1 aplicada en el primer componente capacitivo 34a, y la curva 74a muestra la corriente Ic1, corriente de carga, del primer componente capacitivo 34a. La curva 76a muestra la tension Vc2 aplicada en el segundo componente capacitivo 36a, y la curva 78a muestra la corriente Ic2, corriente de carga, del segundo componente capacitivo 36a. La curva 80a muestra la tension VD1 que disminuye a traves del primer interruptor 30a y/o a
traves del segundo elemento de bloqueo 40a. La tension que disminuye a traves del primer
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interruptor 30a es aqul esencialmente identica a la tension que disminuye a traves del segundo elemento de bloqueo 40a. La curva 82a muestra la corriente ID1 que fluye a traves del primer interruptor 30a y/o del segundo elemento de bloqueo 40a. La corriente que fluye a traves del primer interruptor 30a es aqul esencialmente identica a la corriente que fluye a traves del segundo elemento de bloqueo 40a. La curva 84a muestra la tension VD2 que disminuye a traves del segundo interruptor 32a y/o a traves del primer elemento de bloqueo 38a. La tension que disminuye a traves del segundo interruptor 32a es aqul esencialmente identica a la tension que disminuye a traves del primer elemento de bloqueo 38a. La curva 86a muestra la corriente ID2 que fluye a traves del segundo interruptor 32a y/o a traves del primer elemento de bloqueo 38a. En el presente caso, la corriente que fluye a traves del segundo interruptor 32a es esencialmente identica a la corriente que fluye a traves del primer elemento de bloqueo 38a.
Un primer intervalo de tiempo t1 comienza en el momento T1 y finaliza en el momento T2. Durante el primer intervalo de tiempo t1, el primer interruptor 30a esta cerrado, y el segundo interruptor 32a esta abierto. En este estado, el primer componente capacitivo 34a sirve de fuente de energla adicional. La corriente Ic1 del primer componente capacitivo 34a es constante durante el primer intervalo de tiempo t1, y se corresponde con la corriente de entrada negativa. Ademas, el primer componente capacitivo 34a esta parcialmente descargado. La tension media aplicada en el primer componente capacitivo 34a se corresponde con la mitad de la tension de entrada. Durante el primer intervalo de tiempo t1, la fluctuation de la tension AVc1 asciende a entre el 1% y el 5%. Por lo tanto, la tension Vc1 aplicada en el primer componente capacitivo 34a es aproximada o totalmente constante durante el primer intervalo de tiempo t1.
Asimismo, durante el primer intervalo de tiempo t1, fluye una corriente del contacto de entrada 16a y del primer componente capacitivo 34a, a traves el primer interruptor 30a, del resistor de carga 63a, y del segundo elemento de bloqueo 40a. Aqul, la corriente ID1 que fluye a traves del primer interruptor 30a y/o del segundo elemento de bloqueo 40a se corresponde con el doble de la corriente de entrada. Por otro lado, la tension VD1 que disminuye a traves del primer interruptor 30a y/o a traves del segundo elemento de bloqueo 40a es igual a cero.
Ademas, la corriente Ic2 del segundo componente capacitivo 36a y la tension Vc2 aplicada en el segundo componente capacitivo 36a son correspondientes al primer componente capacitivo 34a. La corriente Ic2 del segundo componente capacitivo 36a es constante durante el primer intervalo de tiempo t1, y se corresponde con la corriente de entrada
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positiva. Ademas, el segundo componente capacitivo 36a es cargado parcialmente durante el primer intervalo de tiempo t1. Aqui, la tension media aplicada en el segundo componente capacitivo 36a se corresponde con la mitad de la tension de entrada, ascendiendo la fluctuation de la tension AVc2 a entre el 1% y el 5%.
La corriente ID2 que fluye a traves del segundo interruptor 32a y/o a traves del primer elemento de bloqueo 38a se corresponde con cero, ya que el segundo interruptor 32a esta abierto. Ademas, la tension VD2 que disminuye a traves del segundo interruptor 32a y/o a traves del primer elemento de bloqueo 38a es identica a la tension del primer componente capacitivo 34a.
Un segundo intervalo de tiempo t2 comienza en el momento T2 y finaliza en el momento T3. En el presente caso, el segundo intervalo de tiempo t2 presenta la misma duration temporal que el primer intervalo de tiempo t1. Durante el segundo intervalo de tiempo t2, el primer interruptor 30a esta abierto, y el segundo interruptor 32a esta cerrado. El modo de funcionamiento se corresponde con el del primer intervalo de tiempo t1, aunque, en este estado, el segundo componente capacitivo 36a sirve de fuente de energia adicional, fluyendo una corriente, en concreto, el doble de la corriente de entrada, a traves del segundo interruptor 32a, del resistor de carga 63a, y del primer elemento de bloqueo 38a. Ademas, el segundo componente capacitivo 36a es descargado parcialmente y, el primer componente capacitivo 34a, cargado parcialmente. En el momento T3 finaliza la duracion de un periodo, por lo que en el momento T3 comienza un tercer intervalo de tiempo, que es identico al primer intervalo de tiempo t1. En el presente caso, la frecuencia de conmutacion asciende a 200 kHz.
Por tanto, la corriente de salida del transformador de tension continua 12a se corresponde aproximada o exactamente con el doble de la corriente de entrada del transformador de tension continua 12a, mientras que la tension de salida del transformador de tension continua 12a se corresponde con la mitad de la tension de entrada del transformador de tension continua 12.
En la figura 5 se muestra otro ejemplo de realization de la invention. La siguiente description y el dibujo se limitan esencialmente a las diferencias entre los ejemplos de realizacion, donde, en relacion a componentes indicados del mismo modo, en particular, en cuanto a componentes con los mismos simbolos de referencia, tambien se puede remitir basicamente al dibujo y/o a la descripcion del otro ejemplo de realizacion de las figuras 1 a 4. Para la diferenciacion de los ejemplos de realizacion, la letra "a” ha sido pospuesta a los
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simbolos de referenda del ejemplo de realization de las figuras 1 a 4 y, en el ejemplo de realization de la figura 5, la letra "a” ha sido sustituida por la letra "b”.
La figura 5 muestra un esquema de conexiones de una unidad transformadora de tension continua 10b de otro dispositivo de aparato domestico. Este otro ejemplo de realizacion se diferencia basicamente del anterior ejemplo de realizacion en un transformador de tension continua 12b.
En el presente caso, el transformador de tension continua 12b comprende dos elementos de bloqueo 38b, 40b identicos entre si, los cuales estan realizados como otros interruptores, en el presente caso, identicos a los interruptores 30b, 32b. Los elementos de bloqueo 38b, 40b estan configurados como MOSFETs, aunque como alternativa se concibe que los interruptores y/o elementos de bloqueo esten configurados como IGBTs. Ademas, los interruptores y los elementos de bloqueo podrlan estar realizados de manera diferente.
En el presente caso, el transformador de tension continua 12b es bidireccional, y puede ser accionado como convertidor reductor y/o como convertidor elevador. En el presente caso, una unidad de control esta prevista para accionar el transformador de tension continua 12b de tal forma que se duplique la tension de entrada y se reduzca a la mitad la corriente de entrada. La relation de transformation de la tension de entrada del transformador de tension continua 12b asciende a 2:1. Por tanto, una entrada 14b esta realizada como salida de tension, y una salida 20b, como entrada de tension. La salida 20b esta aqul conectada de manera conductora electricamente con una unidad rectificadora 56b, en concreto, con una salida de la unidad rectificadora 56b, y la entrada 14b esta conectada de manera conductora electricamente con una unidad inversora 58b, en concreto, con una entrada de la unidad inversora 58b.
En la figura 6 se muestra otro ejemplo de realizacion de la invention, en el que la letra "c” ha sido pospuesta a los simbolos de referencia. Este ejemplo de realizacion de la figura 6 se diferencia basicamente del anterior ejemplo de realizacion en una unidad transformadora de tension continua 10c de otro dispositivo de aparato domestico.
La unidad transformadora de tension continua 10c presenta en el presente caso una unidad de conexion 50c que esta prevista para invertir la direction del flujo de la corriente de un transformador de tension continua 12c. En este caso, la unidad de conexion 50c esta prevista para invertir la entrada de la tension y la salida de la tension del transformador de tension continua 12c. Para ello, la unidad de conexion 50c comprende uno o varios interruptores mecanicos 88c, en el presente caso, cuatro interruptores mecanicos 88c,
aunque, como alternativa, tambien se concibe otra cantidad de interruptores mecanicos. Los interruptores mecanicos 88c estan realizados de manera identica entre s^ en particular, como reles SPDT.
Por tanto, en el presente caso, el transformador de tension continua 12c puede ser 5 accionado como convertidor reductor en un estado de funcionamiento y, en otro estado de funcionamiento, como convertidor elevador. En la figura 6 aparece representado el funcionamiento como convertidor elevador, donde la entrada 14c es utilizada como salida de tension, y la salida 20c, como entrada de tension.
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Simbolos de referencia
Unidad transformadora de tension continua Transformador de tension continua Entrada
Contacto de entrada Contacto de entrada Salida
Contacto de salida Contacto de salida Via de conduccion Via de conduccion Interruptor Interruptor
Componente capacitivo Componente capacitivo Elemento de bloqueo Elemento de bloqueo Via de conduccion Toma central Toma central Unidad de control Unidad de conexion Aparato domestico Zona de calentamiento Unidad rectificadora Unidad inversora Unidad de calentamiento Conexion a la red Resistor de carga Eje de abscisas Eje de ordenadas Curva Curva Curva Curva
76 Curva
78 Curva
80 Curva
82 Curva
84 Curva
86 Curva
88 Interruptor mecanico
Ic1 Corriente
Ic2 Corriente
ID1 Corriente
ID2 Corriente
T1 Momento
T2 Momento
T3 Momento
t1 Intervalo de tiempo
t2 Intervalo de tiempo
Vc1 Tension
Vc2 Tension
VD1 Tension
VD2 Tension
AVc1 Fluctuacion de tension
AVc2 Fluctuacion de tension
Claims (13)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Dispositivo de aparato domestico, en particular, dispositivo de aparato de coccion, con una unidad transformadora de tension continua (10a; 10b; 10c) que comprende uno o varios transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c), caracterizado porque el o los transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) no presentan componentes inductivos.
- 2. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el o los transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) comprenden una o varias entradas (14a; 14b; 14c) con uno o varios primeros contactos de entrada (16a; 16b; 16c) y uno o varios segundos contactos de entrada (18a; 18b; 18c), una o varias salidas (20a; 20b; 20c) con uno o varios primeros contactos de salida (22a; 22b; 22c) y uno o varios segundos contactos de salida (24a; 24b; 24c), una o varias primeras vlas de conduction (26a; 26b; 26c) que conectan de manera conductora electricamente al menos temporalmente el o los primeros contactos de entrada (16a; 16b; 16c) con el o los primeros contactos de salida (22a; 22b; 22c), y una o varias segundas vlas de conduccion (28a; 28b; 28c) que conectan de manera conductora electricamente al menos temporalmente el o los segundos contactos de entrada (18a; 18b; 18c) con el o los segundos contactos de salida (24a; 24b; 24c).
- 3. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 2, caracterizado porque la o las primeras vlas de conduccion (26a; 26b; 26c) comprenden uno o varios primeros interruptores (30a; 30b), y la o las segundas vlas de conduccion (28a; 28b; 28c) comprenden uno o varios segundos interruptores (32a; 32b).
- 4. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizado porque el o los transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) comprenden dos o mas componentes capacitivos (34a, 36a; 34b, 36b; 34c, 36c), los cuales estan conectados entre si en serie y entre la o las primeras vlas de conduccion (26a; 26b; 26c) y la o las segundas vlas de conduccion (28a; 28b; 28c).
- 5. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 4, caracterizado porque los dos o mas componentes capacitivos (34a, 36a; 34b, 36b; 34c, 36c) estan conectados de manera conductora electricamente con la o las entradas (14a; 14b; 14c).5101520253035
- 6. Dispositivo de aparato domestico segun una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el o los transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) comprenden dos o mas elementos de bloqueo (38a, 40a; 38b, 40b; 38c, 40c), los cuales estan conectados entre si en serie y entre la o las primeras vlas de conduction (26a; 26b; 26c) y la o las segundas vlas de conduction (28a; 28b; 28c).
- 7. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 6, caracterizado porque los dos o mas elementos de bloqueo (38a, 40a) estan realizados como diodos.
- 8. Dispositivo de aparato domestico segun la reivindicacion 6, caracterizado porque los dos o mas elementos de bloqueo (38b, 40b; 38c, 40c) estan realizados como otros interruptores.
- 9. Dispositivo de aparato domestico segun al menos las reivindicaciones 4 y 6, caracterizado porque el o los transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) presentan una o varias terceras vlas de conduccion (42a; 42b; 42c), las cuales conectan de manera conductora electricamente una o varias primeras tomas centrales (44a; 44b; 44c) entre los dos o mas componentes capacitivos (34a, 36a; 34b, 36b; 34c, 36c) con una o varias segundas tomas centrales (46a; 46b; 46c) entre los dos o mas elementos de bloqueo (38a, 40a; 38b, 40b; 38c, 40c).
- 10. Dispositivo de aparato domestico segun una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado por una unidad de control (48a) que esta prevista, inter alia, para activar de manera alternante periodicamente el o los primeros interruptores (30a; 30b) y el o los segundos interruptores (32a; 32b).
- 11. Dispositivo de aparato domestico segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad transformadora de tension continua (10c) comprende una unidad de conexion (50c) que esta prevista para invertir la direction del flujo de la corriente del o de los transformadores de tension continua (12c).
- 12. Aparato domestico (52a; 52b; 52c), en particular, aparato de coccion, con uno o varios dispositivos de aparato domestico segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente.10
- 13. Procedimiento para el control de un dispositivo de aparato domestico, en particular, de un dispositivo de aparato de coccion, segun una de las reivindicaciones 3 a 11, con una unidad transformadora de tension continua (10a; 10b; 10c), la cual comprende uno o varios transformadores de tension continua (12a; 12b; 12c) que no presentan componentes inductivos, y los cuales comprenden una o varias primeras vlas de conduccion (26a; 26b; 26c) con uno o varios primeros interruptores (30a; 30b) y una o varias segundas vlas de conduccion (28a; 28b; 28c) con uno o varios segundos interruptores (32a; 32b), donde el o los primeros interruptores (30a; 30b) y el o los segundos interruptores (32a; 32b) son conectados de manera alternante periodicamente.
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|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2014
- 2014-07-21 ES ES201431092A patent/ES2557000A1/es not_active Withdrawn
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