FR2954886A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AN INDUCED CONTINUOUS MINIMUM POWER, IN PARTICULAR IN AN INDUCTION COOKING APPARATUS - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de détermination d'une puissance minimale continue induite dans un récipient associé à des moyens d'induction, les moyens d'induction étant intégrés à un circuit résonant alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur comportant un interrupteur monté en série avec le circuit résonant et une diode de roue libre montée en parallèle avec l'interrupteur, l'interrupteur étant commandé à une fréquence de commutation, comprend : - des moyens de mesure (50) d'un courant (i) circulant dans l'interrupteur et la diode de roue libre ; - des moyens de variation (70) de la fréquence de commutation dans une plage de fréquences prédéterminée ; et - des moyens de sélection (70) d'une fréquence de commutation maximale lorsque la valeur du courant (i) mesuré au début d'une période de commutation de l'interrupteur est sensiblement égale à une valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur. Utilisation notamment dans une table de cuisson à induction.A device for determining a continuous minimum power induced in a container associated with induction means, the induction means being integrated in a resonant circuit powered by an inverter supply device comprising a switch connected in series with the resonant circuit and a free-wheel diode connected in parallel with the switch, the switch being controlled at a switching frequency, comprises: measuring means (50) for a current (i) flowing in the switch and the freewheel diode; means for varying (70) the switching frequency in a predetermined frequency range; and - selection means (70) for a maximum switching frequency when the value of the current (i) measured at the beginning of a switching period of the switch is substantially equal to a predetermined maximum threshold value, admissible in the 'light switch. Use especially in an induction hob.
Description
La présente invention concerne un procédé de détermination d'une puissance minimale continue induite dans un récipient associé à des moyens d'induction. Elle concerne également un dispositif de détermination adapté à mettre en oeuvre le procédé de détermination, ainsi qu'un appareil de cuisson à induction adapté à intégrer un tel dispositif de détermination d'une puissance minimale continue. Plus particulièrement, la présente invention concerne le domaine des appareils de cuisson à induction dans lesquels chaque zone ou foyer de cuisson est piloté par un seul élément de puissance intégré dans un dispositif d'alimentation à onduleur. Un tel dispositif d'alimentation à onduleur est notamment décrit dans le document WO 2007/042315 dans lequel les moyens d'induction intégrés à un circuit résonant sont alimentés à partir d'un dispositif d'alimentation à onduleur comportant un interrupteur, du type d'un transistor commandé en tension, connu sous l'appellation IGBT (acronyme du terme anglais "Insulated Gate Bipolar Transistor"), monté en série avec le circuit résonant. Cet interrupteur est lui-même monté en parallèle avec une diode de roue libre. Un tel dispositif d'alimentation à onduleur fonctionne selon une 25 fréquence de commutation de l'interrupteur, correspondant à une période de commande T. Cet interrupteur est également associé à un rapport cyclique de conduction A, A inférieur à 1, défini de telle sorte que l'interrupteur est commuté en position ON pendant une durée AT de la période de commande T. Cette 30 durée AT correspond ainsi à la période de conduction de l'interrupteur et de la diode de roue libre pour chaque période de commande T. The present invention relates to a method for determining a continuous minimum power induced in a container associated with induction means. It also relates to a determination device adapted to implement the determination method, and an induction cooking apparatus adapted to integrate such a device for determining a minimum continuous power. More particularly, the present invention relates to the field of induction cooking appliances in which each zone or cooking zone is controlled by a single power element integrated in an inverter supply device. Such an inverter supply device is described in particular in document WO 2007/042315 in which the induction means integrated into a resonant circuit are fed from an inverter supply device comprising a switch, of the type d. a voltage-controlled transistor, known as the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), connected in series with the resonant circuit. This switch is itself connected in parallel with a freewheeling diode. Such an inverter supply device operates according to a switching frequency of the switch, corresponding to a control period T. This switch is also associated with a conduction duty cycle A, A less than 1, so defined that the switch is switched to the ON position for a period AT of the control period T. This duration AT thus corresponds to the conduction period of the switch and the freewheeling diode for each control period T.
En modifiant la fréquence de commutation du dispositif d'alimentation à onduleur, il est possible d'ajuster la puissance instantanée délivrée par les moyens d'induction à un récipient de cuisson. Dans un tel appareil de cuisson à induction, la puissance instantanée induite dans un récipient est limitée par une puissance maximale continue et une puissance minimale continue liées au fonctionnement de l'interrupteur de puissance, du type IGBT. En particulier, la puissance maximale continue pouvant être induite dans un récipient donné est limitée par la tension maximale admissible entre les bornes de l'interrupteur. Par ailleurs, la puissance minimale continue pouvant être induite dans le récipient est également limitée par la topologie de l'interrupteur. En effet, en fin de période de conduction de l'interrupteur, le courant circulant dans le circuit résonant alimenté par le dispositif d'alimentation à onduleur oscille librement jusqu'à la prochaine mise ON de l'interrupteur, c'est- à-dire jusqu'au début de la prochaine période de commutation. Tant que ce courant est suffisamment important, la tension aux bornes de l'interrupteur s'annule et la diode de roue libre devient passante en début de période de commutation. By changing the switching frequency of the inverter supply device, it is possible to adjust the instantaneous power delivered by the induction means to a cooking vessel. In such an induction cooking appliance, the instantaneous power induced in a container is limited by a maximum continuous power and a minimum continuous power related to the operation of the power switch, of the IGBT type. In particular, the maximum continuous power that can be induced in a given container is limited by the maximum allowable voltage between the terminals of the switch. Moreover, the minimum continuous power that can be induced in the container is also limited by the topology of the switch. Indeed, at the end of the conduction period of the switch, the current flowing in the resonant circuit supplied by the inverter supply device oscillates freely until the next ON ON of the switch, that is to say say until the beginning of the next switching period. As long as this current is sufficiently large, the voltage at the terminals of the switch is canceled and the freewheeling diode becomes conducting at the beginning of the switching period.
A l'inverse, si le courant est trop faible, la tension aux bornes de l'interrupteur reste positive et la diode de roue libre est bloquée au début de la période de commutation. Dans ce cas, un pic de courant est observé dans l'interrupteur, du fait de la décharge du condensateur de résonance prévue dans le circuit résonant. Conversely, if the current is too low, the voltage across the switch remains positive and the freewheeling diode is blocked at the beginning of the switching period. In this case, a peak current is observed in the switch, due to the discharge of the resonance capacitor provided in the resonant circuit.
Les méthodes actuelles permettant de déterminer la puissance minimale continue pouvant être induite dans un récipient associé à des moyens d'induction consistent à déterminer la fréquence de commutation à laquelle le courant circulant dans la diode de roue libre est sensiblement nul au début d'une période de commutation de l'interrupteur. The current methods for determining the minimum continuous power that can be induced in a container associated with induction means are to determine the switching frequency at which the current flowing in the freewheeling diode is substantially zero at the beginning of a period. switching the switch.
Ainsi, la puissance minimale continue correspond à une fréquence de commutation à laquelle la diode de roue libre ne conduit plus ou très faiblement pendant la période de conduction de l'interrupteur. Thus, the minimum continuous power corresponds to a switching frequency at which the freewheeling diode no longer or very weakly conducts during the conduction period of the switch.
Toutefois, si cette puissance minimale continue est supérieure à la valeur de puissance de consigne demandée, l'alimentation en puissance du récipient doit être découpée dans le temps afin d'atteindre en moyenne la puissance de consigne demandée. However, if this minimum continuous power is greater than the requested power value, the power supply of the container must be cut in time in order to reach on average the requested power demand.
Ce découpage dans le temps de l'alimentation en puissance du récipient est mal ressenti par l'utilisateur qui constate un chauffage par à coups du contenu du récipient. Par ailleurs, ce découpage génère un niveau de bruit important au niveau de la commande de fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur. La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un procédé de détermination d'une puissance minimale continue induite dans un récipient, permettant d'abaisser la valeur de la puissance minimale continue pouvant être induite dans un récipient associé à des moyens d'induction. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de détermination d'une puissance minimale continue induite dans un récipient associé à des moyens d'induction, les moyens d'induction étant intégrés à un circuit résonant alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur comportant un interrupteur monté en série avec le circuit résonant et une diode de roue libre montée en parallèle avec l'interrupteur, l'interrupteur étant commandé à une fréquence de commutation. Selon l'invention, le procédé de détermination comprend les étapes suivantes : - mesure d'un courant circulant dans l'interrupteur et la diode de roue libre ; - variation de la fréquence de commutation dans une plage de fréquences prédéterminée ; et - sélection d'une fréquence de commutation maximale lorsque la valeur du courant mesuré au début d'une période de commutation de l'interrupteur est sensiblement égale à une valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur. This division over time of the power supply of the container is badly felt by the user who finds a blast heating the contents of the container. Moreover, this cutting generates a high level of noise at the level of the operating control of the inverter supply device. The object of the present invention is to solve the abovementioned drawbacks and to propose a method for determining a continuous minimum power induced in a container, making it possible to lower the value of the minimum continuous power that can be induced in a container associated with means. induction. For this purpose, the present invention relates to a method for determining a continuous minimum power induced in a container associated with induction means, the induction means being integrated into a resonant circuit powered by an inverter supply device comprising a switch connected in series with the resonant circuit and a freewheeling diode connected in parallel with the switch, the switch being controlled at a switching frequency. According to the invention, the determination method comprises the following steps: measuring a current flowing in the switch and the freewheeling diode; - variation of the switching frequency in a predetermined frequency range; and selecting a maximum switching frequency when the value of the current measured at the beginning of a switching period of the switch is substantially equal to a predetermined maximum threshold value, admissible in the switch.
Ce procédé de détermination de la puissance minimale continue permet de profiter de la capacité qu'a l'interrupteur de puissance, du type IGBT, à supporter des pics de courant importants, tant que ces pics de courant circulant dans l'interrupteur et la diode de roue libre sont limités dans le temps. This method of determining the minimum continuous power makes it possible to take advantage of the capacity of the power switch, of the IGBT type, to withstand large current peaks, as long as these peaks of current flowing in the switch and the diode freewheels are limited in time.
Ainsi, la valeur seuil maximale choisie correspond à un pic de courant admissible dans l'interrupteur, c'est-à-dire ne provoquant pas la destruction des composants électroniques. En tolérant que la valeur du courant mesuré en début d'une période de commutation de l'interrupteur puisse atteindre cette valeur seuil maximale prédéterminée, une fréquence de commutation maximale peut ainsi être sélectionnée, correspondant à une puissance minimale continue induite dans un récipient. Cette période minimale continue sera plus faible que les puissances minimales continues induites dans l'état de la technique. En pratique, la valeur seuil maximale admissible est supérieure ou 15 égale à 40 A, et de préférence supérieure à 60 A. Ces valeurs de pic de courant admissible dans l'interrupteur sont bien adaptées à la topologie des interrupteurs du type IGBT mis en oeuvre dans un dispositif d'alimentation à onduleur associé à des moyens d'induction pour chauffer un récipient. 20 Plus précisément, au début d'une période de commutation de l'interrupteur, le courant circulant dans la diode de roue libre est sensiblement nul pour une première fréquence de commutation, et la fréquence de commutation maximale est supérieure à la première fréquence de commutation. Ainsi, la fréquence de commutation maximale est supérieure à la 25 première fréquence de commutation pour laquelle le courant circulant dans la diode de roue de libre est sensiblement nul. La puissance minimale continue est ainsi plus faible que la puissance minimale continue admise dans l'état de la technique, correspondant à la première fréquence de commutation. 30 Corrélativement, la présente invention concerne également un dispositif de détermination d'une puissance minimale continue induite dans un récipient associé à des moyens d'induction, les moyens d'induction étant intégrés à un circuit résonant alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur comportant un interrupteur monté en série avec le circuit résonant et une diode de roue libre montée en parallèle avec l'interrupteur, l'interrupteur étant commandé à une fréquence de commutation. Thus, the maximum threshold value chosen corresponds to a peak current permissible in the switch, that is to say not causing the destruction of electronic components. By tolerating that the value of the current measured at the beginning of a switching period of the switch can reach this predetermined maximum threshold value, a maximum switching frequency can thus be selected, corresponding to a continuous minimum power induced in a container. This minimum continuous period will be lower than the continuous minimum powers induced in the state of the art. In practice, the maximum permissible threshold value is greater than or equal to 40 A, and preferably greater than 60 A. These peak current values in the switch are well adapted to the topology of the IGBT type switches used. in an inverter supply device associated with induction means for heating a container. More specifically, at the beginning of a switching period of the switch, the current flowing in the freewheeling diode is substantially zero for a first switching frequency, and the maximum switching frequency is greater than the first switching frequency. . Thus, the maximum switching frequency is greater than the first switching frequency for which the current flowing in the free wheel diode is substantially zero. The minimum continuous power is thus lower than the minimum continuous power admitted in the state of the art, corresponding to the first switching frequency. Correspondingly, the present invention also relates to a device for determining a continuous minimum power induced in a container associated with induction means, the induction means being integrated into a resonant circuit powered by an inverter supply device. comprising a switch connected in series with the resonant circuit and a freewheeling diode connected in parallel with the switch, the switch being controlled at a switching frequency.
Selon l'invention, ce dispositif de détermination comprend : - des moyens de mesure d'un courant circulant dans l'interrupteur et la diode de roue libre ; - des moyens de variation de la fréquence de commutation dans une plage de fréquences prédéterminée ; et - des moyens de sélection d'une fréquence de commutation maximale lorsque la valeur du courant mesuré au début d'une période de commutation de l'interrupteur est sensiblement égale à une valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur. Ce dispositif de détermination présente des avantages et caractéristiques analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le procédé de détermination qu'il met en oeuvre. En pratique, les moyens de mesure du courant sont associés à des moyens de détection d'un pic dudit courant. De manière avantageuse, les moyens de détection comprennent une diode du type Zener montée en parallèle d'un transformateur d'intensité, la tension en sortie du transformateur d'intensité étant représentative de la valeur du courant circulant dans l'interrupteur et la diode de roue libre. De préférence, la tension d'avalanche de la diode de type Zener est sensiblement égale à la valeur de la tension en sortie du transformateur d'intensité pour un courant sensiblement égal à la valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur. Enfin, la présente invention concerne également un appareil de cuisson à induction, comprenant au moins un foyer de cuisson associé à des moyens d'induction, et comportant un dispositif de détermination conforme à l'invention. En pratique, cet appareil de cuisson à induction comprend des moyens de contrôle du dispositif d'alimentation à onduleur adapté à contrôler la fréquence de commutation dans une plage de fonctionnement comprise entre une fréquence de commutation minimale correspondant à une tension maximale applicable aux bornes de l'interrupteur et ladite fréquence de commutation maximale. According to the invention, this determination device comprises: means for measuring a current flowing in the switch and the freewheeling diode; means for varying the switching frequency in a predetermined frequency range; and means for selecting a maximum switching frequency when the value of the current measured at the beginning of a switching period of the switch is substantially equal to a predetermined maximum threshold value, admissible in the switch. This determination device has advantages and features similar to those described above in relation to the determination method that it implements. In practice, the current measuring means are associated with means for detecting a peak of said current. Advantageously, the detection means comprise a Zener type diode connected in parallel with an intensity transformer, the output voltage of the intensity transformer being representative of the value of the current flowing in the switch and the diode of freewheel. Preferably, the avalanche voltage of the Zener type diode is substantially equal to the value of the output voltage of the current transformer for a current substantially equal to the predetermined maximum threshold value, admissible in the switch. Finally, the present invention also relates to an induction cooking appliance, comprising at least one cooking chamber associated with induction means, and comprising a determination device according to the invention. In practice, this induction cooking appliance comprises control means of the inverter supply device adapted to control the switching frequency in an operating range between a minimum switching frequency corresponding to a maximum voltage applicable across the terminals of the device. switch and said maximum switching frequency.
Cet appareil de cuisson à induction permet ainsi d'induire dans un récipient donné une puissance minimale continue de valeurs faibles, et par exemple de l'ordre de 250 W, en comparaison aux valeurs classiques, de l'ordre de 400 W, observées dans l'état de la technique. Cette puissance minimale continue plus faible permet d'éviter ou de limiter fortement le découpage dans le temps de l'alimentation en puissance d'un récipient, même pour des puissances de consigne faibles. En particulier, pour une puissance de consigne de 250 W, le dispositif d'alimentation à onduleur peut induire en continu cette puissance dans le récipient. This induction cooking appliance thus makes it possible to induce in a given container a minimum continuous power of low values, for example of the order of 250 W, in comparison with the conventional values, of the order of 400 W, observed in the state of the art. This lower continuous minimum power makes it possible to avoid or greatly limit the time division of the power supply of a container, even for low power levels. In particular, for a nominal power of 250 W, the inverter supply device can continuously induce this power in the container.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue schématique d'un appareil de cuisson à induction adapté à mettre en oeuvre le procédé de détermination d'une puissance minimale continue conforme à l'invention ; - la figure 2 est un schéma illustrant un dispositif d'alimentation à onduleur de moyens d'induction associés à un récipient ; - la figure 3 est une courbe illustrant les variations des paramètres électriques dans le dispositif de la figure 2 commandé à une fréquence de commutation intermédiaire ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, le dispositif d'alimentation à onduleur de la figure 2 étant commandé à une première fréquence de commutation ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, le dispositif d'alimentation à onduleur de la figure 2 étant commandé à une fréquence de commutation maximale, supérieure à ladite première fréquence de commutation ; - la figure 6 est un schéma illustrant un dispositif de détermination d'une puissance minimale continue selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est un chronogramme illustrant les tensions aux bornes des composants du dispositif de la figure 6, commandé à une fréquence de commutation minimale ; et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, le dispositif de la figure 5 étant commandé à une fréquence de commutation maximale. On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 un appareil de cuisson à induction adapté à mettre en oeuvre la présente invention. Other features and advantages of the invention will become apparent in the description below. In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples: FIG. 1 is a schematic view of an induction cooking appliance adapted to implement the method for determining a minimum continuous power in accordance with the invention; FIG. 2 is a diagram illustrating an inverter supply device for induction means associated with a container; FIG. 3 is a curve illustrating the variations of the electrical parameters in the device of FIG. 2 controlled at an intermediate switching frequency; FIG. 4 is a view similar to FIG. 3, the inverter supply device of FIG. 2 being controlled at a first switching frequency; FIG. 5 is a view similar to FIG. 4, the inverter supply device of FIG. 2 being controlled at a maximum switching frequency higher than said first switching frequency; FIG. 6 is a diagram illustrating a device for determining a minimum continuous power according to one embodiment of the invention; FIG. 7 is a timing diagram illustrating the voltages across the components of the device of FIG. 6, controlled at a minimum switching frequency; and FIG. 8 is a view similar to FIG. 7, the device of FIG. 5 being controlled at a maximum switching frequency. We will first describe with reference to Figure 1 an induction cooking apparatus adapted to implement the present invention.
A titre d'exemple non limitatif, cet appareil de cuisson peut être une table de cuisson à induction 10 comprenant au moins un foyer de cuisson associé à des moyens d'induction. Dans cet exemple, la table de cuisson 10 comporte quatre foyers de cuisson F1, F2, F3, F4, chaque foyer de cuisson étant associé à des moyens d'induction comprenant une ou plusieurs bobines d'induction. Cette table de cuisson 10 comprend de manière classique une phase de puissance d'une alimentation électrique 11, typiquement une alimentation secteur. A titre d'exemple, la table de cuisson 10 est alimentée en 32 A, 20 pouvant fournir une puissance maximale de 7200 W à la table de cuisson 10, soit une puissance de 3600 W par phase. On notera que les moyens d'induction associés à chaque foyer de cuisson F1, F2, F3, F4 peuvent en pratique être réalisés à partir d'une ou plusieurs bobines dans lesquelles circule le courant électrique, montées sur une 25 phase de puissance. Une carte de contrôle et de commande de puissance 12 permet de supporter l'ensemble des moyens électroniques et informatiques nécessaires au contrôle de la table de cuisson 10, et notamment à la détermination d'une puissance minimale continue selon le procédé qui sera décrit ci-après. 30 En pratique, des liaisons électriques 13 sont prévues entre cette carte de contrôle et de commande de puissance 12 et chaque foyer de cuisson F1, F2, F3, F4. By way of non-limiting example, this cooking appliance may be an induction hob 10 comprising at least one cooking zone associated with induction means. In this example, the hob 10 has four cooking bursts F1, F2, F3, F4, each cooking zone being associated with induction means comprising one or more induction coils. This hob 10 conventionally comprises a power phase of a power supply 11, typically a mains power supply. For example, the hob 10 is supplied with 32 A, which can provide a maximum power of 7200 W at the hob 10, a power of 3600 W per phase. Note that the induction means associated with each cooking hearth F1, F2, F3, F4 can in practice be made from one or more coils in which the electric current flows, mounted on a power phase. A power control and control card 12 makes it possible to support all the electronic and computer means necessary for controlling the hob 10, and in particular for determining a minimum continuous power according to the method which will be described below. after. In practice, electrical connections 13 are provided between this control and power control board 12 and each cooking zone F1, F2, F3, F4.
De manière classique, dans une telle table de cuisson 10, l'ensemble des moyens d'induction et la carte de contrôle et de commande 12 sont placés sous une surface plane de cuisson, par exemple réalisée à partir d'une plaque en vitrocéramique. Conventionally, in such a hob 10, the set of induction means and the control and control board 12 are placed under a flat cooking surface, for example made from a glass-ceramic plate.
Les foyers de cuisson peuvent en outre être identifiés par une sérigraphie en vis-à-vis des bobines d'induction placées sous la surface de cuisson. Bien entendu, bien qu'on ait illustré un exemple de réalisation de table de cuisson dans laquelle quatre zones de cuisson constituant des foyers de cuisson F1, F2, F3, F4 sont prédéfinies dans le plan de cuisson, la présente invention s'applique également à une table de cuisson ayant un nombre variable ou des formes différentes de foyer de cuisson, ou encore, présentant un plan de cuisson sans zones ou foyers de cuisson prédéfinis, ces derniers étant définis au cas par cas par la position du récipient en vis-à-vis d'un sous- ensemble de bobines d'induction disposées sous le plan de cuisson. Finalement, la table de cuisson 10 comporte également des moyens de commande et d'interface 14 avec l'utilisateur permettant notamment à l'utilisateur de commander en puissance et en durée le fonctionnement de chaque foyer F1, F2, F3, F4. The cooking hobs can also be identified by screen printing vis-à-vis the induction coils placed under the cooking surface. Of course, although there is illustrated an embodiment of cooktop in which four cooking zones constituting cooking heaters F1, F2, F3, F4 are predefined in the hob, the present invention also applies to a cooktop having a variable number or different forms of cooking hearth, or having a cooking surface without predefined zones or cooking zones, the latter being defined on a case-by-case basis by the position of the container under with respect to a subset of induction coils arranged under the cooking plane. Finally, the hob 10 also comprises control and interface means 14 with the user, in particular enabling the user to control in power and in duration the operation of each focus F1, F2, F3, F4.
En particulier, l'utilisateur peut par le biais des moyens de commande et d'interface 14 assigner une puissance de consigne à chaque foyer de cuisson recouvert d'un récipient. La structure d'une telle table de cuisson et le montage des moyens d'induction n'ont pas besoin d'être décrits plus en détails ici. In particular, the user can through the control and interface means 14 assign a set power to each cooking hearth covered with a container. The structure of such a hob and the mounting of the induction means do not need to be described in more detail here.
On a illustré à la figure 2 un exemple de réalisation d'un dispositif d'alimentation à onduleur adapté à alimenter un des foyers de cuisson F1, F2, F3, F4, étant entendu que chaque foyer de cuisson peut présenter le même schéma d'alimentation. Dans ce schéma, une inductance L représente à la fois l'inductance des moyens d'induction et celle du récipient à chauffer placé en vis-à-vis. FIG. 2 illustrates an exemplary embodiment of an inverter supply device adapted to feed one of the cooking heaters F1, F2, F3, F4, it being understood that each cooking zone may have the same diagram of food. In this diagram, an inductance L represents both the inductance of the induction means and that of the container to be heated placed vis-à-vis.
Le système constitué par le récipient et les moyens d'induction du foyer peut ainsi être schématisé par une inductance L montée en série avec une résistance R, caractérisant principalement la résistance du récipient. Le circuit résonant comporte également un condensateur C monté en parallèle avec l'inductance L et la résistance R. Le circuit résonant ainsi constitué est alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur comportant ici un unique interrupteur ou élément de puissance. Cet interrupteur est par exemple un interrupteur du type d'un transistor commandé en tension, appelé dans la suite de la description interrupteur IGBT (acronyme du terme anglais "Insulated Gate Bipolar Transistors"). Cet interrupteur IGBT est monté en série avec le circuit résonant L, R, C, et une diode de roue libre D est montée en parallèle avec l'interrupteur IGBT. Le montage d'un tel dispositif d'alimentation à onduleur, comportant l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D, et commandé selon une fréquence de commutation (ou période de commande) est utilisé communément dans le domaine des appareils de cuisson à induction et n'a pas besoin d'être décrit plus en détails ici. En particulier, le dispositif d'alimentation à onduleur est contrôlé par la fréquence de commutation, pouvant varier dans une plage de fonctionnement. Cette plage de fonctionnement est définie d'une part par une 25 fréquence de commutation minimale, correspondant à une puissance maximale continue, pouvant être induite dans le récipient. Cette puissance maximale continue est limitée par la tension maximale pouvant être admise aux bornes de l'interrupteur IGBT, entre le collecteur et l'émetteur de cet interrupteur. 30 D'autre part, la plage de fonctionnement est limitée par une fréquence de commutation maximale telle que déterminée par le procédé de détermination conforme à l'invention décrit ci-après. The system constituted by the container and the induction means of the hearth can thus be schematized by an inductance L mounted in series with a resistor R, mainly characterizing the resistance of the container. The resonant circuit also comprises a capacitor C connected in parallel with the inductor L and the resistor R. The resonant circuit thus constituted is supplied by an inverter supply device comprising here a single switch or power element. This switch is for example a switch of the type of a voltage-controlled transistor, hereinafter referred to as the IGBT switch (acronym for the term "Insulated Gate Bipolar Transistors"). This IGBT switch is connected in series with the resonant circuit L, R, C, and a freewheeling diode D is connected in parallel with the IGBT switch. The mounting of such an inverter supply device, comprising the IGBT switch and the freewheeling diode D, and controlled according to a switching frequency (or control period) is commonly used in the field of cooking appliances. induction and does not need to be described in more detail here. In particular, the inverter supply device is controlled by the switching frequency, which can vary within a range of operation. This operating range is defined firstly by a minimum switching frequency, corresponding to a maximum continuous power, which can be induced in the container. This maximum continuous power is limited by the maximum voltage that can be admitted across the IGBT switch, between the collector and the emitter of this switch. On the other hand, the operating range is limited by a maximum switching frequency as determined by the determination method according to the invention described hereinafter.
Les moyens de contrôle du dispositif d'alimentation à onduleur peuvent être intégrés à la carte de contrôle et de commande de puissance 12 de la table de cuisson 10. En référence à la figure 3, on va décrire le fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur ayant un interrupteur IGBT unique. A la figure 3, les courants dans l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D sont illustrés en trait continu et les courants dans l'inductance L et la résistance R sont schématisés en trait pointillé. En début de période de commande de l'IGBT, c'est-à-dire à la commutation de l'interrupteur IGBT (instant toN correspondant à la mise ON de l'interrupteur IGBT), la diode de roue libre D est passante et un courant négatif circule dans l'inductance L, la résistance R et la diode de roue libre D. Pendant une seconde partie de la période de conduction de l'interrupteur IGBT, l'interrupteur IGBT devient passant et un courant positif circule dans l'inductance L, la résistance R et l'interrupteur IGBT. Puis à la fin de la période de conduction de l'interrupteur IGBT (instant tOFF correspondant à la mise OFF de l'interrupteur IGBT), la diode de roue libre D et l'interrupteur IGBT sont bloqués de telle sorte que le courant circule dans l'inductance L, la résistance R et le condensateur de résonance C. The control means of the inverter supply device can be integrated into the power control and control board 12 of the hob 10. With reference to FIG. 3, the operation of the supply device will be described in FIG. inverter having a single IGBT switch. In FIG. 3, the currents in the IGBT switch and the freewheeling diode D are shown in solid lines and the currents in the inductance L and the resistor R are schematized in dotted lines. At the beginning of the IGBT control period, that is to say at the switching of the IGBT switch (instant toN corresponding to the ON setting of the IGBT switch), the freewheeling diode D is on and a negative current flows in the inductance L, the resistor R and the freewheeling diode D. During a second part of the conduction period of the IGBT switch, the IGBT switch turns on and a positive current flows in the inductance L, the resistor R and the IGBT switch. Then at the end of the conduction period of the IGBT switch (instant tOFF corresponding to the OFF setting of the IGBT switch), the freewheeling diode D and the IGBT switch are blocked so that the current flows through the inductance L, the resistor R and the resonance capacitor C.
Ainsi, pour chaque période de commande T, l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D conduisent le courant pendant une période de conduction AT, fonction du rapport cyclique A, caractéristique de l'interrupteur IGBT, et de la période de commande T. On a illustré à la figure 3 pour un récipient donné un exemple de fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur dans lequel la fréquence de commutation est égale à 33 kHz. Comme bien illustré par la courbe en trait mixte, la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT est proche de 1200 V, correspondant ici à une tension maximale admise aux bornes de l'interrupteur IGBT. Thus, for each control period T, the IGBT switch and the freewheeling diode D conduct the current for a conduction period AT, which is a function of the duty cycle A, characteristic of the IGBT switch, and of the control period T. FIG. 3 illustrates for a given container an example of operation of the inverter supply device in which the switching frequency is 33 kHz. As illustrated by the dashed line curve, the voltage across the IGBT switch is close to 1200 V, corresponding here to a maximum voltage allowed across the IGBT switch.
Le courant circulant dans l'inductance L est donc maximal et permet d'annuler la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT. The current flowing in inductance L is therefore maximal and makes it possible to cancel the voltage across the IGBT switch.
Par conséquent, en début de période de commutation, un courant circule dans la diode de roue libre D à l'instant où la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT s'annule. A la fréquence de commutation illustrée à la figure 3, proche de 33 kHz, le courant circulant dans l'inductance L étant maximal, la puissance induite dans le récipient est proche de la puissance continue maximale pouvant être induite dans le récipient, ici de l'ordre de 1100 W (courbe en trait pointillé-carré). On a illustré à la figure 4 des courbes analogues à celles de la figure 3, la fréquence de commutation étant augmentée, et par exemple, sensiblement égale à 45 kHz. Comme bien illustré à la figure 4, cette fréquence de commutation correspond ainsi à une première fréquence de commutation à laquelle le courant circulant dans le système est juste suffisant pour annuler la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT. Therefore, at the beginning of the switching period, a current flows in the freewheeling diode D at the instant when the voltage across the IGBT switch is canceled. At the switching frequency illustrated in FIG. 3, close to 33 kHz, the current flowing in inductance L being maximum, the power induced in the container is close to the maximum continuous power that can be induced in the container, here the order of 1100 W (dotted line-square curve). FIG. 4 shows curves similar to those of FIG. 3, the switching frequency being increased, for example substantially equal to 45 kHz. As illustrated in FIG. 4, this switching frequency corresponds to a first switching frequency at which the current flowing in the system is just sufficient to cancel the voltage across the IGBT switch.
On constate alors à la figure 4 que le courant circulant dans la diode de roue libre D devient quasiment nul à l'instant où la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT s'annule. La puissance continue induite dans le récipient est alors ici sensiblement égale à 400 W. It can be seen in FIG. 4 that the current flowing in the freewheeling diode D becomes virtually zero at the moment when the voltage at the terminals of the IGBT switch vanishes. The continuous power induced in the container is then here substantially equal to 400 W.
Cette puissance continue induite correspond ainsi à une première fréquence de commutation pour laquelle la diode de roue libre D ne conduit plus en début de période de commutation, mais où la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT est sensiblement nulle. La présente invention a pour but de diminuer cette puissance continue admise dans le récipient en tolérant un pic de courant dans l'interrupteur IGBT en début de période de commutation. En effet, l'interrupteur IGBT est capable de supporter des pics de courant importants dès lors que ce pic de courant est limité dans le temps. On a illustré à la figure 5, analogue aux figures 3 et 4 décrites précédemment, le comportement du système de la figure 2 lorsque la fréquence de commutation est augmentée au-delà de la première fréquence de commutation décrite en référence à la figure 4. This induced DC power thus corresponds to a first switching frequency for which the freewheeling diode D no longer drives at the beginning of the switching period, but the voltage across the IGBT switch is substantially zero. The present invention aims to reduce this continuous power admitted into the container by tolerating a peak current in the IGBT switch at the beginning of the switching period. Indeed, the IGBT switch is able to withstand large current peaks when this peak current is limited in time. FIG. 5, similar to FIGS. 3 and 4 previously described, illustrates the behavior of the system of FIG. 2 when the switching frequency is increased beyond the first switching frequency described with reference to FIG. 4.
Dans cet exemple, et de manière non limitative, la fréquence de commutation est sensiblement égale à 48 kHz. Comme bien illustré à la figure 5, le courant circulant dans l'inductance L est trop faible pour annuler la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT. Par conséquent, en début de période de commutation, à la mise ON de l'interrupteur IGBT, la tension aux bornes de l'IGBT n'est pas nulle de telle sorte qu'un pic de courant circule dans l'interrupteur IGBT, le courant circulant dans la diode de roue libre D demeurant nul. In this example, and without limitation, the switching frequency is substantially equal to 48 kHz. As well illustrated in Figure 5, the current flowing in the inductor L is too low to cancel the voltage across the IGBT switch. Therefore, at the beginning of the switching period, when the IGBT switch is turned ON, the voltage across the IGBT is not zero, so that a peak current flows through the IGBT switch, the current flowing in the freewheeling diode D remaining zero.
Dans l'exemple illustré à la figure 5, le pic de courant est sensiblement égal à 60 A. Bien entendu, la valeur du pic de courant admissible dans l'interrupteur IGBT dépend des caractéristiques de l'interrupteur IGBT, et notamment de son aptitude à tolérer une surintensité importante. In the example illustrated in FIG. 5, the current peak is substantially equal to 60 A. Naturally, the value of the peak of admissible current in the IGBT switch depends on the characteristics of the IGBT switch, and in particular on its ability to tolerate a significant overcurrent.
Dans l'exemple à la figure 5, en tolérant un pic de courant de 60 A dans l'interrupteur IGBT en début de période de commutation, il est possible de commander le système à une fréquence de commutation de 48 kHz permettant d'induire dans le récipient une puissance continue faible, de l'ordre de 250 W. Ainsi, en tolérant un pic de courant dans l'interrupteur IGBT, il est possible d'abaisser la puissance minimale continue admissible dans le récipient. La plage de fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur, à unique interrupteur IGBT, est ainsi étendue, dès lors que la puissance minimale continue induite dans le récipient associé aux moyens d'induction est diminuée. In the example in FIG. 5, by tolerating a peak current of 60 A in the IGBT switch at the beginning of the switching period, it is possible to control the system at a switching frequency of 48 kHz making it possible to induce the container a low continuous power, of the order of 250 W. Thus, by tolerating a peak current in the IGBT switch, it is possible to lower the minimum continuous power permissible in the container. The operating range of the inverter supply device, with a single IGBT switch, is thus extended, since the minimum continuous power induced in the container associated with the induction means is reduced.
La réduction de la puissance minimale continue permet d'obtenir à de faibles puissances de consigne une cuisson continue dans le récipient. Ainsi, lorsque la puissance de consigne est fixée à 250 W, le système est capable de fournir en continu une puissance de 250 W. Si la puissance minimale continue est de 400 W, celle-ci doit être découpée dans le temps pour atteindre en moyenne la puissance de consigne de 250 W. En limitant le découpage dans le temps du fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur, le niveau de bruit est réduit. The reduction of the minimum continuous power makes it possible to obtain at low power settings a continuous cooking in the container. Thus, when the target power is set at 250 W, the system is capable of continuously delivering a power of 250 W. If the minimum continuous power is 400 W, it must be cut in time to reach on average the 250 W nominal power. By limiting the time division of the UPS power supply, the noise level is reduced.
Finalement, le chauffage en continu à une puissance faible, de l'ordre de 250 W, est mieux ressenti par l'utilisateur qui n'est pas confronté à un chauffage par à-coups du contenu du récipient. On va décrire à présent en référence à la figure 6 un exemple de réalisation d'un dispositif de détermination d'une puissance minimale continue associée à un dispositif d'alimentation tel qu'illustré précédemment à la figure 2. Ce dispositif de détermination comprend en particulier des moyens de mesure du courant i circulant dans l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D. Finally, the continuous heating at a low power, of the order of 250 W, is better felt by the user who does not face a jolt heating the contents of the container. An exemplary embodiment of a device for determining a minimum continuous power associated with a supply device as illustrated previously in FIG. 2 will now be described with reference to FIG. 6. particular means for measuring the current i flowing in the IGBT switch and the freewheeling diode D.
Dans ce mode de réalisation, ces moyens de mesure du courant sont réalisés au moyen d'un transformateur d'intensité 50. Bien entendu, d'autres moyens de mesure de courant peuvent être utilisés, et notamment un shunt. Dans l'exemple illustré à la figure 6, la valeur de la tension aux bornes d'une résistance de charge R1, placée en sortie du transformateur d'intensité 50, correspond à l'image du courant i circulant dans l'interrupteur IGBT ou la diode de roue libre D. Ces moyens de mesure 50 sont associés à des moyens de détection 60 d'un pic du courant i circulant dans l'interrupteur IGBT. In this embodiment, these current measuring means are made by means of an intensity transformer 50. Of course, other current measuring means can be used, and in particular a shunt. In the example illustrated in FIG. 6, the value of the voltage at the terminals of a load resistor R1, placed at the output of the intensity transformer 50, corresponds to the image of the current i flowing in the IGBT switch or the freewheeling diode D. These measuring means 50 are associated with means 60 for detecting a peak of the current i flowing in the IGBT switch.
Ces moyens de détection 60 comprennent notamment une diode du type Zener montée en parallèle du transformateur d'intensité 50. La tension d'avalanche de la diode de type Zener Dl est sensiblement égale à la valeur de la tension en sortie du transformateur d'intensité 50 lorsque le courant circulant dans l'interrupteur IGBT est sensiblement égal à une valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur IGBT. Bien entendu, cette diode Zener Dl pourrait être remplacée par une diode Transit® dans les moyens de détection 60 du pic de courant. Les moyens de détection 60 comportent, en outre, une seconde diode D2 montée en série avec la diode Zener Dl et en opposition par rapport à la diode Zener D1. These detection means 60 comprise in particular a Zener-type diode connected in parallel with the current transformer 50. The avalanche voltage of the Zener-type diode D1 is substantially equal to the value of the output voltage of the intensity transformer. 50 when the current flowing in the IGBT switch is substantially equal to a predetermined maximum threshold value, admissible in the IGBT switch. Of course, this Zener diode D1 could be replaced by a Transit® diode in the detection means 60 of the current peak. The detection means 60 further comprise a second diode D2 connected in series with the Zener diode D1 and in opposition with respect to the Zener diode D1.
Ces moyens de détection 60, formant ainsi un circuit en parallèle avec le transformateur d'intensité 50, comportent une résistance R2, montée en série avec les deux diodes Dl, D2. La tension aux bornes de la résistance R2 peut être mesurée et adressée à des moyens de contrôle, typiquement réalisés par un microprocesseur 70. La tension aux bornes de la résistance R2 est mesurée par exemple par le microprocesseur 70. Ici, on se sert du niveau logique renvoyé par la tension présente aux bornes de la résistance R2 : lorsqu'elle est inférieure à 2,5 Volts, le microprocesseur 70 détecte un niveau logique égal à 0. Lorsque la tension aux bornes de la résistance R2 est supérieure à 2,5 Volts, le microprocesseur 70 détecte un niveau logique égal à 1. On va décrire à présent le fonctionnement des moyens de détection 60 d'un pic du courant circulant dans l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D, c'est-à-dire la détection d'un courant i dont la valeur est sensiblement égale à la valeur seuil maximale prédéterminée, correspondant à la valeur de courant admissible dans l'interrupteur IGBT. Cette valeur seuil maximale prédéterminée est strictement positive, et au moins supérieure ou égale à 10 A. Pour des interrupteurs IGBT classiques, cette valeur seuil maximale 20 prédéterminée est supérieure ou égale à 40 A, et de préférence supérieure à 60 A. En effet, en tolérant une valeur seuil maximale importante dans l'interrupteur IGBT, il est possible d'augmenter la fréquence de commutation d'une manière significative, et ainsi, de diminuer significativement la puissance 25 minimale continue induite dans le récipient associé aux moyens d'induction. Ainsi, lorsque la diode de roue libre est passante, et qu'un courant circule dans cette diode de roue de libre D, la tension aux bornes de la résistance de charge R1 est négative. Compte tenu du montage de la diode D2, dans les moyens de 30 détection 60, cette diode D2 est bloquante de telle sorte que la tension aux bornes de la résistance R2 montée en série est nulle. These detection means 60, thus forming a circuit in parallel with the intensity transformer 50, comprise a resistor R2, connected in series with the two diodes D1, D2. The voltage across the resistor R2 can be measured and sent to control means, typically made by a microprocessor 70. The voltage across the resistor R2 is measured for example by the microprocessor 70. Here, the level is used. logic returned by the voltage present across the resistor R2: when it is less than 2.5 volts, the microprocessor 70 detects a logic level equal to 0. When the voltage across the resistor R2 is greater than 2.5 Volts, the microprocessor 70 detects a logic level equal to 1. We will now describe the operation of the detection means 60 of a peak of the current flowing in the IGBT switch and the freewheeling diode D, that is to say say the detection of a current i whose value is substantially equal to the predetermined maximum threshold value, corresponding to the value of current in the IGBT switch. This predetermined maximum threshold value is strictly positive, and at least greater than or equal to 10 A. For conventional IGBT switches, this predetermined maximum threshold value is greater than or equal to 40 A, and preferably greater than 60 A. In fact, by tolerating a large maximum threshold value in the IGBT switch, it is possible to increase the switching frequency significantly, and thus to significantly reduce the minimum continuous power induced in the container associated with the induction means. . Thus, when the freewheel diode is conducting, and a current flows in this freewheel diode D, the voltage across the load resistor R1 is negative. Given the mounting of the diode D2, in the detection means 60, the diode D2 is blocking so that the voltage across the resistor R2 connected in series is zero.
Lorsque l'interrupteur IGBT est passant, la tension aux bornes de la résistance de charge R1 est positive. Tant que la valeur du courant dans l'interrupteur IGBT est inférieure à la valeur seuil maximale prédéterminée, la diode de type Zener D1 est bloquée du fait du choix spécifique de sa tension d'avalanche tel que décrit précédemment. Dans ce cas, la tension aux bornes de la résistance R2 est également nulle. En revanche, lorsque la valeur du courant i circulant dans l'interrupteur IGBT atteint la valeur seuil maximale prédéterminée, la tension aux bornes de la résistance de charge R1 devient supérieure à la tension d'avalanche de la diode Zener D1. La diode D1 conduit alors le courant, la tension aux bornes de la résistance R2 devenant positive, et dans l'exemple de réalisation décrit, supérieure à 2,5 Volts. Ainsi, le microprocesseur 70 peut, à partir de la tension aux bornes de la résistance R2, détecter le pic de courant dans l'interrupteur IGBT, correspondant à une valeur de courant atteignant la valeur seuil maximale prédéterminée. When the IGBT switch is on, the voltage across the load resistor R1 is positive. As long as the value of the current in the IGBT switch is less than the predetermined maximum threshold value, the Zener type diode D1 is blocked because of the specific choice of its avalanche voltage as described previously. In this case, the voltage across the resistor R2 is also zero. On the other hand, when the value of the current i flowing in the IGBT switch reaches the predetermined maximum threshold value, the voltage across the load resistor R1 becomes greater than the avalanche voltage of the Zener diode D1. The diode D1 then conducts the current, the voltage across the resistor R2 becoming positive, and in the embodiment described, greater than 2.5 volts. Thus, the microprocessor 70 can, from the voltage across the resistor R2, detect the peak current in the IGBT switch, corresponding to a current value reaching the predetermined maximum threshold value.
Le microprocesseur 70 peut ainsi commander la variation de la fréquence de commutation, au travers des moyens de contrôle du dispositif d'alimentation à onduleur, et sélectionner la fréquence de commutation maximale, correspondant ici à l'apparition d'une tension aux bornes de la résistance R2. The microprocessor 70 can thus control the variation of the switching frequency, through the control means of the inverter supply device, and select the maximum switching frequency, corresponding here to the appearance of a voltage across the R2 resistance.
On a illustré à la figure 7 l'image de la tension aux bornes de la résistance de charge R1 et aux bornes de la résistance R2 des moyens de détection 60 tant que la tension aux bornes de la résistance de charge R1 reste inférieure à la tension d'avalanche de la diode Zener D1. Par ailleurs, à la figure 8, on a illustré les mêmes paramètres lorsque la tension aux bornes de la résistance de charge R1 dépasse la tension d'avalanche de la diode Zener D1. FIG. 7 illustrates the image of the voltage across the load resistor R1 and across the resistor R2 of the detection means 60 as long as the voltage across the load resistor R1 remains lower than the voltage avalanche of the Zener diode D1. Moreover, in FIG. 8, the same parameters are illustrated when the voltage across the load resistor R1 exceeds the avalanche voltage of the Zener diode D1.
Ainsi, comme bien illustré sur cette figure 8, le pic de tension observé aux bornes de la résistance de charge R1 se traduit par une tension positive aux bornes de la résistance R2 des moyens de détection 60, permettant ainsi de surveiller l'apparition de ce pic de courant dans l'interrupteur IGBT. Thus, as well illustrated in this FIG. 8, the voltage peak observed across the load resistor R1 results in a positive voltage across the resistor R2 of the detection means 60, thus making it possible to monitor the appearance of this Peak current in the IGBT switch.
On notera en particulier que le pic de courant observé dans l'interrupteur IGBT à la mise ON de celui-ci est indépendant du récipient placé en vis-à-vis des moyens d'induction. En effet, ce pic de courant est dû à la décharge du condensateur C dans le circuit de résonance. It will be noted in particular that the current peak observed in the IGBT switch ON setting thereof is independent of the container placed vis-à-vis the induction means. Indeed, this peak current is due to the discharge of the capacitor C in the resonance circuit.
Ainsi, la valeur seuil maximale prédéterminée, admissible dans l'interrupteur IGBT, peut être mémorisée dans l'appareil de cuisson et utilisée valablement quel que soit le récipient placé en vis-à-vis des moyens d'induction, afin de déterminer la puissance minimale continue induite dans ce récipient. En pratique, dans un appareil de cuisson à induction tel qu'illustré à la figure 1, lorsqu'un nouveau récipient est détecté en regard d'un des foyers F1, F2, F3, F4, l'appareil de cuisson à induction est adapté à mettre en oeuvre le procédé de détermination de la puissance minimale continue admissible dans ce récipient selon le procédé décrit précédemment. Ainsi, le courant dans l'interrupteur IGBT et la diode de roue libre D est surveillé grâce aux moyens de détection 60 illustrés à la figure 6, la fréquence de commutation variant dans une plage de fréquence prédéterminée. Dans l'exemple décrit précédemment, la fréquence de commutation varie ainsi dans une plage comprise sensiblement entre 30 kHz et 50 kHz. Les moyens de variation de la fréquence de commutation sont intégrés aux moyens de contrôle du dispositif d'alimentation à onduleur. En faisant varier la fréquence de commutation et en surveillant la valeur du courant mesuré dans l'interrupteur IGBT, par comparaison avec la valeur seuil maximale prédéterminée, il est possible de sélectionner la fréquence de commutation maximale, correspondant à un pic de courant admissible dans l'interrupteur IGBT. En particulier, on notera que la fréquence de commutation est augmentée progressivement au-delà de la première fréquence de commutation, correspondant à une fréquence de commutation pour laquelle le courant circulant dans la diode de roue libre D est sensiblement nul au moment où la tension aux bornes de l'interrupteur IGBT s'annule. Lorsque le procédé de détermination selon l'invention a permis de déterminer la valeur de la fréquence de commutation maximale, une étape de mémorisation de la valeur de la fréquence de commutation maximale est mise en oeuvre, de manière à être prise en compte dans un processus de commande de la puissance fournie par les moyens d'induction du récipient, en fonction d'une puissance de consigne. Thus, the predetermined maximum threshold value, admissible in the IGBT switch, can be stored in the cooking appliance and used validly whatever the container placed in front of the induction means, in order to determine the power continuous minimum induced in this container. In practice, in an induction cooking appliance as illustrated in FIG. 1, when a new container is detected opposite one of the foci F1, F2, F3, F4, the induction cooking appliance is adapted to implement the method for determining the minimum permissible continuous power in this container according to the method described above. Thus, the current in the IGBT switch and the freewheeling diode D is monitored by the detection means 60 shown in FIG. 6, the switching frequency varying in a predetermined frequency range. In the example described above, the switching frequency thus varies in a range substantially between 30 kHz and 50 kHz. The means for varying the switching frequency are integrated in the control means of the inverter supply device. By varying the switching frequency and monitoring the value of the measured current in the IGBT switch, compared with the predetermined maximum threshold value, it is possible to select the maximum switching frequency, corresponding to a peak current in the IGBT switch. IGBT switch. In particular, it will be noted that the switching frequency is increased progressively beyond the first switching frequency, corresponding to a switching frequency for which the current flowing in the freewheeling diode D is substantially zero at the moment when the voltage at terminals of the IGBT switch is canceled. When the determination method according to the invention has made it possible to determine the value of the maximum switching frequency, a step of storing the value of the maximum switching frequency is implemented, so as to be taken into account in a process. controlling the power supplied by the induction means of the container, as a function of a desired power.
En particulier, tant que la puissance de consigne reste supérieure à la puissance minimale continue pouvant être induite dans le récipient, il est possible de fournir cette puissance en continu. En revanche, si la puissance de consigne devient inférieure à la puissance minimale continue déterminée en relation avec la fréquence de commutation maximale, l'alimentation en puissance du récipient doit alors être découpée dans le temps pour atteindre en moyenne la puissance de consigne demandée. Grâce à l'invention, en abaissant la puissance minimale continue induite dans un récipient, il est possible de limiter le fonctionnement par 20 découpage du dispositif d'alimentation à onduleur. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment. En particulier, d'autres moyens de détection d'un pic de courant dans l'interrupteur IGBT pourraient être mis en oeuvre pour surveiller la valeur du 25 courant circulant dans l'interrupteur IGBT. On notera en outre que la tension d'avalanche associée à la diode de type Zener doit de préférence correspondre à un pic de courant de valeur supérieure au courant maximum pouvant circuler dans l'interrupteur IGBT afin de ne pas perturber la mesure des courants aux bornes de l'interrupteur IGBT 30 et de la diode de roue libre D, qui peut être mise en oeuvre indépendamment, pour connaître la valeur du courant instantané circulant dans le dispositif d'alimentation à onduleur, par exemple pour en déduire la puissance instantanée fournie par ce dispositif au récipient placé en vis-à-vis des moyens d'induction. In particular, as long as the target power remains greater than the minimum continuous power that can be induced in the container, it is possible to supply this power continuously. On the other hand, if the target power falls below the minimum continuous power determined in relation to the maximum switching frequency, the power supply of the container must then be cut in time in order to reach, on average, the requested nominal power. Thanks to the invention, by lowering the induced minimum continuous power in a container, it is possible to limit the operation by switching off the inverter supply device. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described above. In particular, other means for detecting a peak current in the IGBT switch could be implemented to monitor the value of the current flowing in the IGBT switch. It should further be noted that the avalanche voltage associated with the Zener-type diode must preferably correspond to a current peak of greater value than the maximum current that can flow in the IGBT switch so as not to disturb the measurement of the currents at the terminals. of the IGBT switch 30 and the freewheeling diode D, which can be implemented independently, to find the value of the instantaneous current flowing in the inverter supply device, for example to deduce the instantaneous power supplied by this device to the container placed vis-à-vis the induction means.
Claims (12)
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| EP10196432.8A EP2341757B1 (en) | 2009-12-31 | 2010-12-22 | Method and device for determining minimum continuous induced power, in particular in an induction cooking appliance |
Applications Claiming Priority (1)
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