BR112020025932A2 - método para operar uma placa de indução e placa de indução - Google Patents

Abstract

"MÉTODO PARA OPERAR UMA PLACA DE INDUÇÃO E PLACA DE INDUÇÃO" A invenção refere-se a um método para operar uma placa de indução (1), sendo que a placa de indução (1) compreende uma porção de circuito de alimentação (2) com pelo menos um elemento de comutação adaptado para fornecer potência elétrica em pulsos para uma bobina de indução (3) e uma entidade de controle (4) para controlar parâmetros de operação do elemento de comutação, sendo que o método compreende as etapas de: - realizar um laço de controle com ciclos de controle de modo a detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução (3) e uma peça de utensílio de cozinha, sendo que os ditos ciclos de controle compreendem as etapas de: o receber informações de frequência (fatual) e informações de potência (Patual) na dita entidade de controle (4); o calcular pelo menos um coeficiente de relação (Ds', Ds'') com base nas ditas informações de frequência (fatual) e nas ditas informações de potência (Patual); e o comparar o dito coeficiente de relação (Ds', Ds'') com um limite de coeficiente de relação, derivando, desse modo, um resultado de comparação; - decidir, com base no resultado de comparação, a possibilidade de: o realizar um novo ciclo de controle do dito laço de controle ou a possibilidade de o parar o dito laço de controle e o dito fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução (3) e reiniciar o dito laço de controle após atualizar um parâmetro de operação do elemento de comutação.

Description

"MÉTODO PARA OPERAR UMA PLACA DE INDUÇÃO E PLACA DE INDUÇÃO"

[0001] A presente invenção refere-se genericamente ao campo das placas de indução, especificamente a placas de indução quase ressonantes. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um método para controlar parâmetros de operação de um elemento de comutação de uma placa de indução de modo a compensar a mudança de condições de acoplamento entre peça de utensílio de cozinha e bobina de indução durante entrega de potência elétrica para a bobina de indução e de modo a minimizar interrupções de potência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As placas de indução para a preparação de alimentos são bem conhecidas na técnica anterior. As placas de indução normalmente compreendem pelo menos uma bobina de indução colocada abaixo de uma placa de fogão a fim de aquecer uma peça de utensílio de cozinha.

[0003] Para fornecimento de potência à bobina de indução, a placa de indução compreende uma porção de circuito de alimentação que fornece potência elétrica em pulsos para a bobina de indução. A dita porção de circuito de alimentação compreende um ou mais elementos de comutação (por exemplo, IGBTs) para gerar a dita potência em pulsos.

[0004] Um parâmetro limitante crítico na referida parte do circuito de energia é o nível de tensão do coletor-emissor (VCE) dos ditos elementos de comutação. Definir um comprimento do pulso de ativação do elemento de comutação (também chamado a seguir de on-time T_on), um comprimento de pulso de desativação (também chamado seguir de off-time T_off) ou faixa de comprimento de pulso de desativação pode ser necessária de modo a impedir danos e/ou altas perdas de potência nos elementos de comutação que reduziriam significativamente a vida útil do elemento de comutação. O dito comprimento do pulso de desativação pode depender da característica de acoplamento entre o a dita peça de utensílio de cozinha e a dita bobina de indução.

[0005] As placas de indução comuns param periodicamente o fornecimento de potência para a bobina de indução e medem as características de acoplamento, respectivamente, T_off fora do tempo durante a referida interrupção de energia, a fim de adaptar T_off de acordo com as condições de acoplamento em mudança.

[0006] Desvantajosamente, perdas de potência significativas ocorrem devido às interrupções de potência periódicas.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0007] É um objetivo das modalidades da invenção fornecer um método para operar uma placa de indução que permite um acionamento adequado do interruptor de potência e minimizar as ditas perdas de potência. As formas de realização preferidas são apresentadas nas reivindicações dependentes. Se não for explicitamente indicado de outro modo, as realizações da invenção podem ser livremente combinadas entre si.

[0008] De acordo com um aspecto, a invenção se refere a um método para operar uma placa de indução. A placa de indução compreende uma porção de circuito de alimentação com pelo menos um elemento de comutação adaptado para fornecer potência elétrica em pulsos para uma bobina de indução e uma entidade de controle para controlar parâmetros de operação do elemento de comutação. O dito método para operar uma placa de indução compreende as etapas de: − realizar um laço de controle com ciclos de controle de modo a detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução e uma peça de utensílio de cozinha, sendo que os ditos ciclos de controle compreendem as etapas de:

o receber informações de frequência e informações de potência na dita entidade de controle; o calcular pelo menos um coeficiente de relação com base nas ditas informações de frequência e nas ditas informações de potência; e o comparar o dito coeficiente de relação com um limite de coeficiente de relação, derivando, desse modo, um resultado de comparação; − decidir, com base no resultado de comparação, a possibilidade de: o realizar um novo ciclo de controle do dito laço de controle ou a possibilidade de o parar o dito laço de controle e o dito fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução e reiniciar o dito laço de controle após atualizar um parâmetro de operação do elemento de comutação.

[0009] O dito coeficiente de relação pode ser indicativo para mudanças de coeficiente de acoplamento entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha colocada acima da dita bobina de indução.

[0010] O referido método é vantajoso porque devido ao referido ciclo de controle é possível determinar se apenas pequenas mudanças nas características de acoplamento ocorreram (cruzamento do limite do coeficiente de relação) que não requerem quaisquer alterações dos parâmetros operacionais do elemento de comutação ou se ocorreram alterações significativas que são consideradas prejudiciais para a porção do circuito de energia, especificamente o referido pelo menos um elemento de comutação incluído na parte do circuito de energia. Desse modo, nenhuma interrupção periódica do fornecimento de energia para a bobina de indução é necessária e, portanto, as perdas de energia são minimizadas.

[0011] De acordo com modalidades, as ditas informações de frequência são indicativas para a frequência atual de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução e em que as ditas informações de potência são indicativas para a potência atualmente fornecida para a peça de utensílio de cozinha. Com base na dita informação, é possível determinar mudanças de acoplamentos dinâmicas entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha colocada acima da dita bobina de indução (isto é, mudanças de acoplamentos durante fornecimento de potência para a bobina de indução).

[0012] De acordo com modalidades, o dito pelo menos um coeficiente de relação é calculado com base em informações de tendência de frequência, sendo que as ditas informações de tendência de frequência indicam a mudança de frequência entre diferentes ciclos de controle, especificamente entre dois ou mais ciclos de controle subsequentes. Então, em outras palavras, as ditas informações de tendência de frequência são indicativas da possibilidade de a frequência de potência elétrica em pulsos fornecida para a peça de utensílio de cozinha estar elevando ou caindo em uma sequência de múltiplos ciclos de controle. As ditas informações de tendência de frequência podem ser calculadas por um quociente de frequência atualmente fornecido para a bobina de indução e frequência fornecida para a bobina de indução no último ciclo de controle.

[0013] De acordo com modalidades, o dito pelo menos um coeficiente de relação é calculado com base em informações de tendência de potência, sendo que as ditas informações de tendência de potência indicam a mudança de potência entre diferentes ciclos de controle, especificamente entre dois ou mais ciclos de controle subsequentes. Então, em outras palavras, as ditas informações de tendência de potência são indicativas da possibilidade de a potência elétrica fornecida para a peça de utensílio de cozinha estar elevando ou caindo. As ditas informações de tendência de potência podem ser calculadas por um quociente de potência atualmente fornecida para a bobina de indução e potência fornecida para a peça de utensílio de cozinha no último ciclo de controle.

[0014] De acordo com modalidades, um primeiro coeficiente de relação é calculado com base em uma multiplicação de informações de frequência e informações de potência, especificamente com base em uma multiplicação de informações de tendência de frequência e informações de tendência de potência. O dito primeiro coeficiente de relação pode ser indicativo para uma razão linear, respectivamente, proporcional de acoplamento de bobina/potenciômetro.

[0015] De acordo com modalidades, um primeiro coeficiente de relação é calculado com base na seguinte fórmula: 𝐹𝑠 ∗ 𝑃𝑠 𝐷𝑠 ′ [%] = ; 100% em que Fs é um quociente da frequência atual de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução e a frequência de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução no ciclo de controle anterior; e Ps é um quociente de um valor indicativo para a potência estimada atual fornecida para a peça de utensílio de cozinha e um valor indicativo para a potência estimada fornecida para a peça de utensílio de cozinha no ciclo de controle anterior.

[0016] De acordo com modalidades, um segundo coeficiente de relação é calculado com base em uma multiplicação de desvios de informações de frequência a partir de um valor-alvo de frequência e informações de potência a partir de um valor-alvo de potência, especificamente com base em uma multiplicação de desvios de informações de tendência de frequência a partir de um valor-alvo e informações de tendência de potência a partir de um valor-alvo. O dito segundo coeficiente de relação pode ser indicativo para uma razão proporcional de acoplamento de bobina/potenciômetro.

[0017] De acordo com modalidades, um segundo coeficiente de relação é calculado com base na seguinte fórmula: 𝐷𝑠 ′′ [%] = 100% + {(100% − 𝐹𝑠 [%]) ∗ (100% − 𝑃𝑠[%])}; em que Fs é um quociente da frequência atual de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução e a frequência de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução no ciclo de controle anterior; e Ps é um quociente de um valor indicativo para a potência estimada atual fornecida para a peça de utensílio de cozinha e um valor indicativo para a potência estimada fornecida para a peça de utensílio de cozinha no ciclo de controle anterior.

[0018] De acordo com modalidades, dentro do dito laço de controle, on-time de potência elétrica em pulsos é variado. Preferencialmente, on-time é variado enquanto off-time é uma constante. Preferencialmente, on-time é variado enquanto off-time é uma constante. Desse modo, a potência fornecida para a peça de utensílio de cozinha pode ser controlada de acordo com a potência solicitada.

[0019] De acordo com modalidades, a dita atualização de parâmetro de operação do elemento de comutação compreende definir um novo valor de off-time (T_off) de potência elétrica em pulsos. Desse modo, potência elétrica modulada de largura de pulso pode ser adaptada de acordo com características atuais de acoplamento de bobina/potenciômetro.

[0020] De acordo com modalidades, off-time (T_off) permanece inalterado dentro do laço de controle.

[0021] De acordo com modalidades, o dito limite de coeficiente de relação é escolhido de acordo com condições de operação atuais da porção de circuito de alimentação, especificamente de acordo com características da bobina de indução e/ou o nível de potência escolhido. Com mais detalhes, por exemplo, o tamanho da bobina de indução (por exemplo, diâmetro da bobina), valor de indutividade da bobina de indução e/ou valor de resistência de bobina de indução podem ser usados para definir o dito limite de coeficiente de relação.

[0022] De acordo com modalidades, o dito laço de controle é executado desde que o dito limite de coeficiente de relação seja cruzado. Desse modo, as interrupções de potência são minimizadas tanto quanto possível.

[0023] De acordo com modalidades, a estabilidade de um valor indicativo para a potência estimada fornecida para a peça de utensílio de cozinha é verificada dentro do laço de controle. Desse modo, as mudanças de acoplamentos são apenas detectadas pelo laço de controle no caso de condições de potência estáveis de modo a evitar interrupções de potência supérflua devido a flutuações de potência.

[0024] De acordo com um aspecto adicional, a invenção se refere um uma placa de indução. A placa de indução compreende uma porção de circuito de alimentação com pelo menos um elemento de comutação adaptado para fornecer potência elétrica em pulsos para uma bobina de indução e uma entidade de controle para controlar parâmetros de operação do elemento de comutação. A dita entidade de controle é adaptada para realizar um laço de controle com ciclos de controle de modo a detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução e uma peça de utensílio de cozinha. A dita entidade de controle é adaptada para realizar ciclos de controle incluindo etapas como a seguir: − receber informações de frequência e informações de potência na dita entidade de controle; − calcular pelo menos um coeficiente de relação com base nas ditas informações de frequência e nas ditas informações de potência; e − comparar o dito coeficiente de relação com um limite de coeficiente de relação, derivando, desse modo, um resultado de comparação; a entidade de controle é adicionalmente adaptada para decide, com base no resultado de comparação, a possibilidade de: − realizar um novo ciclo de controle do dito laço de controle ou a possibilidade de − parar o dito laço de controle e o dito fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução e reiniciar o dito laço de controle após atualizar um parâmetro de operação do elemento de comutação.

[0025] A placa de cozimento de indução pode compreender pelo menos um ou mais dos seguintes recursos: a) em que três ou pelo menos três bobinas de indução da zona de cozimento da placa de cozimento de indução estão dispostas em uma coluna, linha e/ou matriz, b) em que as bobinas de indução são de formato retangular ou oval, c) em que uma coluna, uma matriz ou uma linha de bobinas de indução compreende pelo menos três, pelo menos quatro, de preferência quatro, pelo menos cinco ou pelo menos seis bobinas de indução, d) em que as bobinas de indução são de formato triangular, em particular como triângulos isósceles, e) em que três bobinas de indução são dispostas como um triângulo isósceles, f) em que três ou pelo menos três bobinas de indução são dispostas concentricamente, g) em que cada bobina de indução tem o mesmo formato e tamanho ou em que as bobinas de indução têm diferentes formatos e/ou tamanhos, h) em que a zona de cozimento inclui três bobinas de indução ovais dispostas como um triângulo isósceles, i) em que a zona de cozimento inclui três bobinas de indução circulares dispostas como um triângulo isósceles, j) em que a zona de cozimento inclui três bobinas de indução triangulares, preferencialmente, triangulares isósceles, dispostas com um triângulo isósceles, k) em que a placa de cozimento de indução compreende quatro, pelo menos quatro, oito ou pelo menos oito bobinas de indução de formato triangular que formam triângulos, l) em que dois triângulos se complementam entre si para um quadrado, m) em que quatro triângulos se complementam entre si para um retângulo, n) em que oito triângulos se complementam entre si para pelo menos um ou pelo menos dois quadrados, o) em que oito triângulos se complementam em um quadrado externo maior e um quadrado interno menor e/ou quatro pequenos quadrados, em que, em particular, o quadrado externo e o quadrado interno são girados um em relação ao outro em 45°, p) em que a placa de cozimento de indução compreende pelo menos uma zona de cozimento, em que os triângulos são combinados em pelo menos um pequeno quadrado e/ou menor quadrado e/ou quadrado externo para formar uma zona de cozimento, q) em que pelo menos um ou cada um dos geradores compreendem um, pelo menos um, pelo menos dois ou dois IGBTs (transistores bipolares de porta com isolamento térmico) e/ou r) em que os IGBTs operam como uma ponte completa, meia ponte e/ou como um circuito quase ressonante.

[0026] "Coeficiente de relação" de acordo com a presente invenção pode referir-se a qualquer coeficiente que é indicativo para mudanças de coeficiente de acoplamento entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha colocada acima da dita bobina de indução.

[0027] "Limite do coeficiente de relação", de acordo com a presente invenção, refere-se a qualquer limite (limite superior, limite inferior ou intervalo) que é usado para determinar a possibilidade de o coeficiente de relação indicar uma mudança de característica de acoplamento dinâmico menor que não exige atualização de T_off ou uma mudança de característica de acoplamento dinâmico significativa que exige uma atualização de T_off.

[0028] "Potência fornecida para a peça de utensílio de cozinha", ou respectivamente, "potência fornecida para a bobina de indução" de acordo com a presente invenção refere-se a uma sobreposição de dois efeitos, a saber potência realmente entregue ao potenciômetro e perdas de potência elétrica dentro da bobina.

[0029] Os termos “essencialmente” ou “aproximadamente”, como usado na presente invenção, significam desvios do valor exato em +/- 10%, de preferência, em +/- 5%, e/ou desvios na forma de alterações que são insignificantes para a função.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0030] Os vários aspectos da invenção, que incluem seus recursos e vantagens específicos, serão prontamente entendidos a partir da seguinte descrição detalhada e das Figuras anexas, em que: A Figura 1 mostra um diagrama de bloco exemplificativo de uma placa de indução;

A Figura 2 mostra um fluxograma de um ciclo de laço de controle realizado em uma placa de indução; e A Figura 3 mostra um fluxograma de um método para operar uma placa de indução que inclui um laço de controle para determinar mudanças de acoplamento dinâmicas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE REALIZAÇÕES PREFERENCIAIS

[0031] A presente invenção será descrita agora mais completamente com referência às Figura anexas, em que as realizações exemplificativas são mostradas. No entanto, esta invenção não deve ser interpretada como limitada às realizações apresentadas no presente documento. Ao longo da descrição a seguir, referências numéricas semelhantes foram usadas para denotar elementos, partes, itens ou recursos semelhantes, caso se aplique.

[0032] A Figura 1 revela um diagrama esquemático de uma placa de indução 1. A placa de indução 1 compreende uma ou mais bobinas de indução 3 acima das quais uma peça de utensílio de cozinha pode ser colocada de modo a ser aquecida. Ademais, a placa de indução 1 compreende uma porção de circuito de alimentação 2, sendo que a dita porção de circuito de alimentação 2 é adaptada para fornecer potência elétrica em pulsos para um circuito de oscilação eletricamente acoplado com a bobina de indução 3. De modo a gerar a dita potência elétrica em pulsos, a porção de circuito de alimentação 2 compreende um ou mais elementos de comutação. Os ditos elementos de comutação podem ser, por exemplo, IGBTs.

[0033] A placa de indução 1 compreende uma interface de usuário 5 para receber entrada do usuário. A dita interface de usuário 5 pode ser uma interface sensível ao toque ou uma interface de usuário com base em interruptor ou maçaneta. Com base na dita interface de usuário 5, o usuário pode fornecer uma solicitação de potência para uma zona de aquecimento associada com a bobina de indução 3.

[0034] De modo a reduzir interrupções de fornecimento de potência elétrica em pulsos para determinar off-time de potência elétrica em pulsos, a placa de indução 1 realiza um laço de controle. O objetivo do dito laço de controle é detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha e iniciar uma interrupção apenas se estritamente necessários. O laço de controle tira vantagem do atraso físico de um conversor quase ressonante incluído na porção de circuito de alimentação 2 da placa de indução. Vale mencionar que devido a pequenas modificações de um ou mais parâmetros de operação do elemento de comutação, mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha podem ser compensadas sem qualquer interrupção de porção de circuito de alimentação (o fornecimento de potência elétrica em pulsos). As ditas modificações menores de um ou mais parâmetros de operação são realizados por um laço de controle.

[0035] A Figura 2 ilustra etapas realizadas através de um ciclo de controle de um laço de controle.

[0036] Antes de iniciar o circuito de controle, o acoplamento entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha deve ser determinado. A referida determinação pode ser uma etapa de medição. Com base no dito resultado de medição, um off-time (T_off) do sinal elétrico pulsado fornecido para o elemento de comutação pode ser definido. Em outras palavras, o período de tempo em um ciclo de função no qual o sinal de comutação fornecido para o elemento de comutação é baixo, pode ser determinado com base no estado de acoplamento entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha. De modo a obter um resultado confiável de estado de acoplamento, múltiplas medições para determinar o acoplamento entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha podem ser realizadas.

[0037] Adicionalmente, uma faixa de frequência da frequência do sinal de potência elétrica em pulsos fornecido para a bobina de indução 3 (que está correlacionado com a frequência do sinal de comutação fornecido para o elemento de comutação) é determinada. Mais detalhadamente, uma frequência de condução mínima e uma frequência de condução máxima são determinadas. Os ditos valores de frequência de acionamento mínima/frequência de acionamento máxima são usados dentro do circuito de controle para fornecer potência à peça de utensílio de cozinha de acordo com a solicitação de potência do usuário.

[0038] Depois de determinar as condições de acoplamento (especificamente, off-time (T_off)) e a faixa de frequência, a parte do circuito de energia 2 pode iniciar o fornecimento de energia para a bobina de indução com base no esquema de modulação por largura de pulso (PWM). Especificamente, a potência elétrica pode ser fornecida para a bobina de indução com base no modo PWM de execução livre. O referido modo PWM de funcionamento livre é vantajoso porque aumenta a robustez do controle de potência. Além disso, é possível monitorar e ajustar o estado de acoplamento do potenciômetro/bobina dependendo da posição/detecção do potenciômetro.

[0039] Após iniciar o fornecimento de potência para a bobina de indução pela porção de circuito de alimentação 2, o laço de controle é iniciado de acordo com a Figura 2. O dito laço de controle pode ser realizado pela dita entidade de controle 4, especificamente uma entidade de controle baseada em microprocessadores.

[0040] Em uma primeira etapa, a frequência e informações de potência são recebidas (S10). Ditas informações de frequência podem ser a frequência atual da corrente elétrica fornecida através da bobina de indução 3, isto é, a frequência que é atualmente aplicada/medida no presente ciclo de controle. De modo similar, as ditas informações de potência podem ser a potência elétrica atual fornecida para a bobina de indução, respectivamente, a peça de utensílio de cozinha, isto é, a potência elétrica fornecida no presente ciclo de controle. As ditas informações de potência podem ser fornecidas por uma entidade de estimação de potência.

[0041] De acordo com modalidades, a dita frequência e informações de potência podem ser diretamente usadas para calcular pelo menos um coeficiente de relação (S11). De acordo com outras modalidades, informações de tendência podem ser calculadas com base na dita frequência e informações de potência. A dita informação de tendência pode ser indicativa para a mudança de frequência/potência entre dois ou mais ciclos de controle. Por exemplo, a dita informação de tendência pode ser indicativa para um aumento/diminuição de frequência/potência ao longo do tempo.

[0042] De acordo com uma modalidade, as informações de tendência de frequência podem ser calculadas pela seguinte fórmula: 𝑓𝑎𝑡𝑢𝑎𝑙 [𝐻𝑧] 𝐹𝑠 = ; (fórmula 1) 𝑓𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 [𝐻𝑧] em que fatual é a frequência no presente ciclo de controle; e fanterior é a frequência no ciclo de controle anterior.

[0043] De modo similar, de acordo com uma modalidade, as informações de tendência de potência podem ser calculadas pela seguinte fórmula: 𝑃𝑎𝑡𝑢𝑎𝑙 [𝑊] 𝑃𝑠 = ; (fórmula 2) 𝑃𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 [𝑊] em que Patual é a potência no presente ciclo de controle; e Panterior é a potência no ciclo de controle anterior.

[0044] Com base na dita frequência e informações de potência (que podem ser diretamente valores de frequência/potência ou informações de frequência/tendência de potência), um ou mais coeficientes de relação são calculados.

[0045] Um primeiro coeficiente de relação Ds' pode ser indicativo para a mudança de um resultado de multiplicação obtido pela multiplicação de informações de frequência e informações de potência. O dito primeiro coeficiente de relação Ds’ pode fornecer informações de tendência proporcional.

[0046] Especificamente, o dito primeiro coeficiente de relação Ds' pode ser calculado com base na seguinte fórmula: 𝐹𝑠∗𝑃𝑠 𝐷𝑠 ′ [%] = ; (fórmula 3) 100% em que Fs e Ps são calculados de acordo com fórmulas 1 e 2.

[0047] Adicionalmente, um segundo coeficiente de relação Ds'' pode ser calculado. O dito segundo coeficiente de relação Ds'' pode fornecer informações de tendência parabólica.

[0048] Especificamente, o dito segundo coeficiente de relação Ds'' pode ser calculado com base na seguinte fórmula: 𝐷𝑠 ′′ [%] = 100% + {(100% − 𝐹𝑠[%]) ∗ (100% − 𝑃𝑠[%])}; (fórmula 4) em que Fs e Ps são calculados de acordo com fórmulas 1 e 2.

[0049] A fim de determinar se apenas pequenas mudanças de acoplamento entre a bobina de indução 3 e a peça de utensílio de cozinha ocorreram que não são críticas para a porção de circuito de alimentação 2, isto é, o laço de controle pode ser continuado, ou mudanças de acoplamentos ocorreram que exigem uma atualização de off-time (T_off), pelo menos um coeficiente de relação é comparado com um limite de coeficiente de relação (S12). Dependendo da situação, respectivamente, modo de trabalho da placa de indução 1 (por exemplo, nível de potência, temperatura da bobina, etc.), apenas o primeiro ou o segundo coeficiente de relação pode ser usado para comparação com um respectivo limite de coeficiente de relação. Adicionalmente, também ambos os coeficientes de relação podem ser suados e comparados com respectivos limites de coeficiente de relação. Os ditos limites de coeficiente de relação podem fornecer um limite superior, um limite inferior ou um intervalo no qual o respectivo coeficiente de relação deve estar incluído. O limite de coeficiente de relação pode ser determinado considerando-se características de bobina, por exemplo, tamanho de bobina, resistência ôhmica da bobina de indução e/ou valor de indutância da bobina de indução.

[0050] Com base na dita etapa de comparação (S12) um resultado de comparação é obtido. O dito resultado de comparação pode indicar a possibilidade de o coeficiente de relação cruza o limite de coeficiente de relação ou não.

[0051] Com base no dito resultado de comparação, uma etapa de decisão pode ser realizada (S13). No caso em que o limite de coeficiente de relação não é cruzado, o laço de controle pode ser continuado e um novo ciclo de controle é iniciado. Ao contrário, se o limite de coeficiente de relação for cruzado, o dito laço de controle pode ser interrompido, pelo menos um parâmetro de operação é atualizado e o laço de controle é iniciado com base no dito parâmetro (ou parâmetros) de operação atualizado.

[0052] De acordo com uma modalidade, no caso de cruzar o limite de coeficiente de relação, um parâmetro de operação que depende do estado de acoplamento entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha (especificamente off-time T_off) pode ser atualizado. Adicionalmente, a faixa de frequência (frequência de acionamento mínima / frequência de acionamento máxima) também pode ser atualizada.

[0053] Finalmente, o laço de controle é reiniciado com base no dito pelo menos um parâmetro operacional atualizado.

[0054] A Figura 3 mostra uma modalidade de um método para detecção de potência dinâmica em uma placa de indução 1.

[0055] Após iniciar, uma entrada pode ser recebida na interface de usuário 5 (S20). A dita entrada pode ser uma solicitação de potência para alimentar uma ou mais bobinas de indução associadas com uma zona de aquecimento. No caso em que a solicitação de potência não é zero (S21), o estado de acoplamento entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha é determinado. O dito estado de acoplamento pode ser determinado com base em um, preferencialmente, múltiplas, medições de acoplamento. Após realizar as ditas medições de acoplamento, o off-time (T_off) atualmente necessário para o estado de acoplamento medido é determinado (S22).

[0056] Em seguida, frequência mínima / frequência máxima de corrente elétrica fornecida para a bobina de indução pode ser determinada com base no dito off-time (T_off) (S23). Com base nos ditos parâmetros, o fornecimento de potência para a bobina de indução é iniciado (S24). O dito fornecimento de potência pode ser iniciado no modo de modulação de largura de pulso (PWM) de execução livre.

[0057] Após iniciar o fornecimento de potência para a bobina de indução, o laço de controle (como indicado pela caixa tracejada), como mencionado anteriormente, é iniciado. Em primeiro lugar, as informações de frequência e informações de potência são calculadas (S25). O dito cálculo pode incluir o cálculo das informações de tendência de frequência Fs e informações de tendência de potência Ps como mencionado anteriormente.

[0058] De modo a obter resultados confiáveis, uma verificação pode ser feita se as informações de potência calculadas (especificamente estimadas) são estáveis (S26). Caso contrário, o método retorna para a etapa S25.

[0059] Se a informação de potência calculada estiver estável, o processo de detecção de potência dinâmica é habilitado para operar (S27). Isso significa que somente após a estabilização da energia ser alcançada, os parâmetros relativos à detecção de potência dinâmica são monitorados.

[0060] Posteriormente, são calculados os coeficientes de relação Ds’ e Ds’’ mencionados acima (S28). Como mencionado anteriormente, os ditos coeficientes de relação são indicativos para mudanças dinâmicas do acoplamento entre a peça de utensílio de cozinha e a bobina de indução.

[0061] Na etapa S29 é verificado se o coeficiente (ou coeficientes) de relação cruza o limite dos coeficientes de relação ou não. Case contrário, considera-se que ocorreram apenas pequenas mudanças no estado de acoplamento e o laço de controle pode, portanto, iniciar com um novo ciclo de controle sem interromper a porção do circuito de potência. De outro modo, no caso em que o limite de coeficientes de relação não é atendido, o fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução é interrompido (S30) e o método volta para a etapa S21 devido ao fato de uma mudança significativa de estado de acoplamento ter sido detectada, o que pode ser prejudicial para os elementos de comutação incluídos na porção de circuito de alimentação 2. Portanto, no caso em que a solicitação de potência não é zero, T_off, respectivamente, as características de acoplamento entre a bobina de indução e a peça de utensílio de cozinha são determinadas novamente (S22). De outro modo, no caso em que a solicitação de potência é zero, a porção de circuito de alimentação é desativada, isto é, o fornecimento de potência elétrica para a bobina de indução é interrompido (S31) e o método é encerrado.

[0062] Deve-se notar que a descrição e os desenhos meramente ilustram os princípios da invenção proposta. Aqueles versados na técnica terão capacidade para implantar vários arranjos que, embora não explicitamente descritos ou mostrados no presente documento, incorporam os princípios da invenção.

Lista de numerais de referência 1 placa de indução 2 porção de circuito de alimentação 3 serpentina de indução 4 entidade de controle 5 interface de usuário

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operar uma placa de indução (1), sendo que a placa de indução (1) compreende uma porção de circuito de alimentação (2) com pelo menos um elemento de comutação adaptado para fornecer potência elétrica em pulsos para uma bobina de indução (3) e uma entidade de controle (4) para controlar parâmetros de operação do elemento de comutação, sendo que o método é caracterizado por compreender as etapas de: − realizar um laço de controle com ciclos de controle de modo a detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução (3) e uma peça de utensílio de cozinha, sendo que os ditos ciclos de controle compreendem as etapas de: o receber informações de frequência (fatual) e informações de potência (Patual) na dita entidade de controle (4); o calcular pelo menos um coeficiente de relação (Ds', Ds'') com base nas ditas informações de frequência (fatual) e nas ditas informações de potência (Patual); e o comparar o dito coeficiente de relação (Ds', Ds'') com um limite de coeficiente de relação, derivando, desse modo, um resultado de comparação; − decidir, com base no resultado de comparação, a possibilidade de: o realizar um novo ciclo de controle do dito laço de controle ou a possibilidade de o parar o dito laço de controle e o dito fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução (3) e reiniciar o dito laço de controle após atualizar um parâmetro de operação do elemento de comutação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as ditas informações de frequência (fatual) serem indicativas para a frequência atual de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução (3) e em que as ditas informações de potência (Patual) são indicativas para a potência atualmente fornecida para a peça de utensílio de cozinha.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o dito pelo menos um coeficiente de relação ser calculado com base em informações de tendência de frequência, sendo que as ditas informações de tendência de frequência indicam a mudança de frequência entre diferentes ciclos de controle, especificamente entre dois ou mais ciclos de controle subsequentes.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito pelo menos um coeficiente de relação ser calculado com base em informações de tendência de potência, sendo que as ditas informações de tendência de potência indicam a mudança de potência entre diferentes ciclos de controle, especificamente entre dois ou mais ciclos de controle subsequentes.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um primeiro coeficiente de relação (Ds') ser calculado com base em uma multiplicação de informações de frequência e informações de potência, especificamente com base em uma multiplicação de informações de tendência de frequência e informações de tendência de potência.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um primeiro coeficiente de relação (Ds') ser calculado com base na seguinte fórmula: 𝐹𝑠 ∗ 𝑃𝑠 𝐷𝑠 ′ [%] = ; 100% em que Fs é um quociente da frequência atual (fatual) de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução (3) e a frequência de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução (3) no ciclo de controle anterior; e Ps é um quociente de um valor indicativo para a potência estimada atual (Patual) fornecida para a peça de utensílio de cozinha e um valor indicativo para potência estimada fornecida para a bobina de indução no ciclo de controle anterior.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um segundo coeficiente de relação (Ds'') ser calculado com base em uma multiplicação de desvios de informações de frequência a partir de um valor-alvo de frequência e informações de potência a partir de um valor-alvo de potência, especificamente com base em uma multiplicação de desvios de informações de tendência de frequência a partir de um valor-alvo e informações de tendência de potência a partir de um valor- alvo.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por um segundo coeficiente de relação (Ds'') ser calculado com base na seguinte fórmula: 𝐷𝑠 ′′ [%] = 100% + {(100% − 𝐹𝑠 [%]) ∗ (100% − 𝑃𝑠[%])}; em que Fs é um quociente da frequência atual (fatual) de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução (3) e a frequência de potência elétrica em pulsos fornecida para a bobina de indução (3) no ciclo de controle anterior; e Ps é um quociente de um valor indicativo para a potência estimada atual (Patual) fornecida para a peça de utensílio de cozinha e um valor indicativo para a potência estimada fornecida para a bobina de indução (3) no ciclo de controle anterior.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por, dentro do dito laço de controle, o on-time

(T_on) de potência elétrica em pulsos ser variado.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a dita atualização de parâmetro de operação do elemento de comutação compreender a definição de um novo valor de off- time (T_off) de potência elétrica em pulsos.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por off-time (T_off) permanecer inalterado dentro do laço de controle.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito limite de coeficiente de relação ser escolhido de acordo com condições de operação atuais da porção de circuito de alimentação (2), especificamente de acordo com características da bobina de indução e/ou o nível de potência escolhido.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito laço de controle ser executado, desde que o dito limite de coeficiente de relação seja cruzado.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a estabilidade de um valor indicativo para a potência estimada fornecida para a peça de utensílio de cozinha ser verificada dentro do laço de controle.

15. Placa de indução caracterizada por compreender uma porção de circuito de alimentação (2) com pelo menos um elemento de comutação adaptado para fornecer potência elétrica em pulsos a uma bobina de indução (3) e uma entidade de controle (4) para controlar parâmetros de operação do elemento de comutação, sendo que a entidade de controle (4) é adaptada para realizar um laço de controle com ciclos de controle de modo a detectar mudanças de acoplamentos entre a bobina de indução (3) e uma peça de utensílio de cozinha, em que a entidade de controle é adaptada para realizar ciclos de controle incluindo as seguintes etapas:

− receber informações de frequência (fatual) e informações de potência (Patual) na dita entidade de controle (4); − calcular pelo menos um coeficiente de relação com base nas ditas informações de frequência (fatual) e nas ditas informações de potência (Patual); e − comparar o dito coeficiente de relação com um limite de coeficiente de relação, derivando, desse modo, um resultado de comparação; sendo que a entidade de controle (4) é adicionalmente adaptada para decidir, com base no resultado de comparação, a possibilidade de: − realizar um novo ciclo de controle do dito laço de controle ou a possibilidade de − parar o dito laço de controle e o dito fornecimento de potência elétrica em pulsos para a bobina de indução (3) e reiniciar o dito laço de controle após atualizar um parâmetro de operação do elemento de comutação.