CN102960054A

CN102960054A - 炉灶装置

Info

Publication number: CN102960054A
Application number: CN2011800323407A
Authority: CN
Inventors: D.安顿法尔康; J.M.伯迪奥皮尼拉; C.卡雷特罗查马罗; J.M.德拉库埃尔达奥尔天; J-R.加西亚希梅内斯; I.加尔德阿兰达; P.J.赫尔南德斯布拉斯科; S.洛伦特吉尔; D.纳瓦罗塔伯内罗; J.J.帕里西奥阿兹科纳; D.普亚尔普恩特
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: ES2642792T3; US10009959B2; ES2386456A1; EP2586271A1; EP2586271B1; WO2012001603A1; US20130087554A1; ES2386456B1; CN102960054B

Abstract

本发明以一种炉灶装置、尤其是感应炉灶装置为出发点，所述炉灶装置带有至少一个开关单元(28,30)和至少一个控制装置（14）。为了实现高效率，本发明提出所述控制装置（14）被设置使得在至少一个工作过程中自动发起：至少所述开关单元（28、30）在至少一个整个第一时程（t₁）以至少一个其值（15）至少实质上持续改变的开关参数进行开关。

Description

炉灶装置

技术领域

本发明以根据权利要求书1前序部分所述的炉灶装置为出发点。

背景技术

从专利文献WO 2007/042318A1中公知一种炉灶装置，该炉灶装置具有一个构成为带有绝缘栅电极的双极型三极管（下文中称IGBT）的开关单元和一个控制单元。为了使一个中间电路电容器放电，所述控制单元把所述IGBT控制得使该IGBT不完全导通且进入一个线性工作模式。

发明内容

本发明的技术问题尤其在于提供在高效率方面改善特性的根据所属技术领域的装置。根据本发明的该技术问题通过权利要求1的特征得以解决，而本发明有利的实施方式和扩展在从属权利要求中予以说明。

本发明以一种带有至少一个开关单元和至少一个控制装置的炉灶装置（尤其是感应炉灶装置）为出发点。

本发明提出所述控制装置被设置使得：在至少一个工作过程中自动发起至少所述开关单元在至少一个整个第一时程中以至少一个其值至少实质上持续改变的开关参数进行开关。一个“开关单元”尤其应当被理解为一种被设置用于产生和断开至少一个导电接触的单元，其中优选的是所述单元具有至少一个晶体三极管和/或至少一个IGBT。一个“控制装置”尤其应当被理解为用于控制至少一个工作过程的电子单元，其中优选的是所述单元具有至少一个计算单元和/或至少一个存储单元和/或至少一个被存储的操作程序。“设置”尤其应当被理解为专门设计和/专门装备和/或专门编程。其中所述开关参数“至少实质上持续改变”尤其应当被理解为所述开关参数不断改变和/或具有被考虑为时间相关函数的最高步阶（höchstens Stufen），所述最高步阶为其值的最高30%，优选的是最高15%并且尤其优选的是最高5%。其中所述控制装置被设置使得：“自动”发起所述开关单元以改变的开关参数进行开关应当尤其被理解为所述控制装置被设置使得：不依赖于一名使用者的干预发起所述开关参数的改变（该开关单元以该开关参数进行开关），而以一个不变的烹煮档运行一个利用该开关单元加热的灶眼（Kochzone）。一个开关单元的“开关”尤其应当被理解为产生和/或切断至少一个导电接触。其中所述开关单元在至少一个“整个”时程中以改变的开关参数进行开关尤其应当被理解为：所述时程不含有在其全部持续时间内其开关参数取不变的值的时间间隔。以一个根据本发明的实施方式可以实现一种高效率，尤其是可以实现对流过一个加热元件的电流的灵活影响。尤其是可以实现流过所述加热元件的电流的包络线在一个与在所述工作过程中引起电流流过所述加热元件的经过整流的电网交流电压的一个最低值点间隔开的时间间隔内如此地快速提高或者降低至零使得至少尽可能地避免了噪音发展（Geräuschentwicklung），所述噪音发展由流过所述加热元件的间断改变的电流引起并导致炊具的有噪音的吸引（Anziehen）。

此外本发明还提出所述控制装置被设置使得引发：在所述工作过程中在一个整个的、直接毗连所述第一时程的至少一个毫秒长的不动作时程期间所述开关单元的不动作。所述开关单元的“不动作”应当被理解为完全地停止开关过程。其中所述不动作时程“直接”毗连所述第一时程尤其应当被理解为所述不动作时程的起点或者终点与所述第一时程的终点或起点等同。由此可以实现一种高灵活性。尤其是可以在所述不动作时程期间实现一个与所述开关单元导电连接的开关元件的宽容的开关。

优选的是，所述控制装置被设置使得：在所述工作过程中所述开关单元如此地进行开关使得开关参数的值在一个与所述不动作时程直接毗连的第二时程中实质上持续地改变。以此方式可以实现流过一个加热元件的电流的有效影响。尤其是可以在所述加热元件加热一个炊具时所述加热元件的一种低噪音工作。

此外本发明还提出，所述控制装置被设置使得：在至少一个工作状态中与所述开关单元导电连接的至少一个开关元件在所述不动作时程期间进行开关。由此以实现所述开关元件的一种宽容的开关。尤其是可以实现所述开关元件在没有电流流过该开关元件的接触时产生和/或断开所述接触。

此外还提出所述第一时程的整个持续时间约为两毫秒。其中所述整个持续时间“约”为两毫秒应当被理解为所述整个持续时间偏离两毫秒最多 80%，优选的是最多50%并且尤其优选的是最多 10%。由此可以实现所述加热元件的有效工作。尤其是可以实现把流过所述加热元件的电流的包络线快速且低噪音地降低或者提高到一个终值。

优选的是，所述控制装置被设置使得：所述开关单元在直接位于所述第一时程之前的整个另一时程期间以一个至少实质上不变的开关参数值进行开关。其中，所述控制装置被设置使得：所述开关单元在整个另一时程期间以一个“至少实质上不变的开关参数值”进行开关尤其应当被理解为所述控制装置被设置使得：所述开关单元在所述整个另一时程期间进行开关，并且在此所述开关参数仅相互偏离最多30%、优选的是最多10%并且尤其优选的是最多2%的值。由此实现一种简单的工作方式。

此外，还提出所述控制装置被设置使得：设定该另一时程的不同长度用以设定加热功率。以此方式实现一种灵活的加热。尤其是可以实现一种简单且低噪音的小加热功率设定。

此外还提出，在所述工作过程中所述开关单元传导电流以运行至少一个灶眼，并且所述控制装置被设置使得：在所述工作过程中至少在所述第一时程内以一个单一的烹煮档运行灶眼。“烹煮档”尤其应当被理解为一个由使用者设定并且被显示给他的值，所述值表示用以加热安排在一个灶眼上的炊具的平均加热功率和/或平均温度。由此可以实现一种灵活的加热。尤其是可以实现由一个具有至少一个IGBT的逆变器为加热不同炊具的两个加热元件的同时进行的加热过程馈送电流。

此外本发明还提出所述开关参数是频率。由此可以实现一种简单的工作方式。尤其是可以实现对流过所述加热元件的电流的简单的影响。

此外本发明还提出，所述开关单元至少具有一个IGBT并且所述控制装置被设置使得：该IGBT在所述第一时程内完全导通。由此可以实现一种高效率。

此外本发明还提出，所述控制装置被设置使得：在所述工作过程中至少有时候造成由经过整流的电网交流电压所引起的电流流过所述开关单元并且所述第一时程在时间上与所述经过整流的电网交流电压的所有最低值点间隔开。由此可以实现一种高度灵活性。尤其是可以实现所述第一时程对所述经过整流的电网交流电压的最低值点的一种灵活的时间基准。

此外本发明还提出一种带有炉灶装置的炉灶，由此可以实现一种高效率。

此外本发明还提出一种炉灶运行方法，尤其是用于运行一个炉灶装置，在该方法中，一个控制装置在至少一个工作过程中自动发起至少所述开关单元在至少一个整个第一时程中以至少一个其值至少实质上持续改变的开关参数进行开关。由此可以实现一种高效率。

其它的优点在下面的附图说明中给出。在附图中示出本发明的一个实施例。所述附图、说明书和权利要求包括无数的特征组合。本领域内的普通技术人员还可以适当地单独考虑这些特征并且结合成有意义的另外的组合。

附图说明

附图中：

图1示出一个带有根据本发明的炉灶装置的炉灶的俯视图，

图2示出所述炉灶装置的电路，

图3示出加一个加在所述电路的电容器上的电压、一个经过整流的电网交流电压和一个流过所述电路的加热元件的电流的一个包络线的示意图，其中沿横座标标注时间，而

图4示出用以开关所述电路开关单元的周期持续时间和开关频率，其中，沿横座标标注时间。

具体实施方式

图1示出一个带有根据本发明的构成为感应炉灶装置的炉灶装置的具有多个灶眼34的炉灶的俯视图。所述炉灶装置的一个电路36（图2a）具有构成为线圈的4个加热元件L₁、L₂、L₃、L₄，所述加热元件可以全部同时地以不同的功率档工作。为加热元件L₁、L₂、L₃、L₄中的每一个恰好分配所述灶眼34中的一个，从而在使用所述炉灶时所述加热元件L₁、L₂、L₃、L₄中的每一个都恰好加热一个炊具，也就是例如加热一个锅或者一个平底锅。电路36具有一个开关装置10，所述开关装置有一个第一和一个第二开关单元28、30。所述第一开关单元28由一个第一逆变器28’构成而所述第二开关单元30由一个第二逆变器30’构成。所述第一逆变器28’具有一个带有绝缘的栅电极的第一双极型三极管（为此在下文中使用缩写“IGBT”）32和一个第二IGBT33。此外所述逆变器30’具有一个第一IGBT44和一个第二IGBT46。

此外所述电路36具有一个国别特定的交流电压源U，交流电压源U提供一个有效值为230V和频率为50Hz的电网交流电压。所述炉灶装置尤其被设置成在德国运行。针对被设置成在美国运行的炉灶装置，由相应的交流电压源提供60Hz的电网交流电压。所述交流电压源电压首先通过所述电路36的一个滤波器40，所述滤波器40滤除高频噪音并且实质上是一个低通滤波器。经过滤波器40滤波的电压由所述电路36的一个可以构成为桥式整流器的整流器42进行整流，从而在所述整流器42的输出端输出一个经过整流的电压U_g（图3），该经过整流的电压被施加在所述IGBT32的集电极与所述IGBT33的发射极之间。所述经过整流的电压U_g还被施加在所述IGBT44的集电极与所述IGBT46的发射极之间。此外电路36具有两个电容器C₁、C₂。所述电容器C₁、C₂的第一触点分别与所述IGBT32的集电极导电连接和与所述IGBT44的集电极导电连接。此外所述电容器C₁、C₂的第二触点分别与所述IGBT33的发射极导电连接和与所述IGBT46的发射极导电连接。所述IGBT32的发射极与所述IGBT33的集电极导电连接。此外所述IGBT44的发射极与所述IGBT46的集电极导电连接。

此外所述电路36还具有构成为继电器S₁’的开关元件S₁和另外五个继电器S₂、S₃、S₄、S₅、S₆。继电器S₁’、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆是SPDT继电器并且结构相同。所述继电器S₁’、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆中的每一个都具有一个第一触点、一个第二触点、一个第三触点和一个线圈，其中所述第一触点可以通过相应控制所述线圈选择性地与所述第二或者第三触点导电连接。

所述继电器S₃的第一触点与所述IGBT32的发射极导电连接。此外所述继电器S₃的第二触点与所述继电器S₁’的第一触点连接。所述继电器S₃的第三触点与所述继电器S₂的第一触点导电连接。所述继电器S₁’的第二触点与所述加热元件L₁的第一触点导电连接。所述继电器S₁’的第三触点与所述加热元件L₂的第一触点导电连接。所述继电器S₂的第二触点与所述加热元件L₃的第一触点导电连接。所述继电器S₂的第三触点与所述加热元件L₄的第一触点导电连接。

此外所述继电器S₆的第一触点与所述IGBT44的发射极导电连接。此外所述继电器S₆的第二触点与所述继电器S₄的第一触点导电连接。所述继电器S₆的第三触点与所述继电器S₅的第一触点导电连接。所述继电器S₄的第二触点与所述加热元件L₁的第一触点导电连接。此外所述继电器S₄的第三触点与所述加热元件L₂的第一触点导电连接。所述继电器S₅的第二触点与所述加热元件L₃的第一触点导电连接。所述继电器S₅的第三触点与所述加热元件L₄的第一触点导电连接。

所述加热元件L₁的第二触点与所述加热元件L₂的第二触点导电连接。此外所述加热元件L₃的第二触点与所述加热元件L₄的第二触点导电连接。所述电路36还具有电容器C₃、C₄、C₅、C₆。所述加热元件L₁的第二触点与电容器C₃的一个第一触点导电连接并且与所述电容器C₄的一个第一触点导电连接。加热元件L₃的第二触点与电容器C₅的一个第一触点导电连接并且与电容器C₆的一个第一触点导电连接。电容器C3和C₅的第二触点与IGBT32的集电极导电连接。此外电容器C₄和C₆的第二触点与所述IGBT46的发射极导电连接。

不论是借助于所述IGBT32还是借助于所述IGBT33都分别可以产生和切断对所述第一开关元件S₁的电流供电，在工作过程中借助于所述交流电压源U产生的电流流过该第一开关元件。在工作过程中所述继电器S₁’、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆首先处于以下的开关状态：在继电器S₁’、S₂、S₃、S₄、S₅中所述第一触点分别与所述第二触点导电连接。在继电器S₆中所述第一触点与所述第三触点导电连接。

在工作过程中，所述电路36的具有两个控制单元56、58的控制装置14对所述开关装置10进行控制。为此所述控制装置14与开关装置10连接并且尤其是与所述IGBT32、33、44、46的栅极端连接（图中未示出）。

所述控制装置14引起：在整个工作过程中所述加热元件L1和L2并且从而连同加热元件L1、L2所属的那些灶眼34以各自一个唯一的烹煮档工作并且交替地由所述逆变器28’供给电能。在所述工作过程中，所述IGBT44、46不动作。在所述工作过程中，所述控制装置14发起：在一个第一时程t₁（图3）期间所述逆变器28’在整个该第一时程t₁内自动地以一个于其值15实质上持续改变的开关参数进行开关。所述开关参数是一个频率31（图4），更加确切地说是所述逆变器进行开关的开关频率。在一个为频率31的倒数的周期持续时间39期间，IGBT32刚好完全地开通一次，从而在所述IGBT32的发射极与集电极之间有一个导电连接。所述IGBT32的这种导通由控制装置14发起。此外在所述周期持续时间39期间所述IGBT32断开这种导电连接刚好一次。在该周期持续时间39期间IGBT33刚好完全地开通一次，从而在所述IGBT33的发射极与集电极之间有一个导电连接。所述IGBT33的这种导通由控制装置14发起。此外在所述周期持续时间39期间所述IGBT33断开这种导电连接刚好一次。在该周期持续时间期间于所述周期持续时间39的每个时间点刚好如此地开关所述IGBT32、33中的一个使得：在其集电极与其发射极之间有一个导电连接。所述第一时程t₁为两毫秒长。在运行过程中，所述逆变器28’将所述电流馈送至加热元件L1和L2的加热体（Heizen）。

此外在所述工作过程中控制装置14引发：所述逆变器28’在直接位于所述第一时程t₁之后的整个不动作时程t_In期间不动作，从而在该整个不动作时程期间所述IGBT32的集电极与发射极之间的导电连接被断开并且在所述IGBT33的集电极与发射极之间的导电连接被断开。所述不动作时程t_In长于2毫秒。在所述不动作时程内开关所述继电器S1’从而在所述开关之后所述继电器S1’的第一触点与第三触点相互导电连接。由此引发：在所述不动作时程t_1n之前向所述加热元件L1供电，而在所述不动作时程t_1n之后通过启动所述逆变器28’向所述加热元件L2供电。

此外，在所述工作过程中所述控制装置14如此地开关所述逆变器28’使得：在一个时程t₂（图3和4）期间所述逆变器28’的开关频率持续地改变。该时程t₂直接位于所述不动作时程t_1n之后。通过在时程t₁和时程t₂开关所述逆变器28’，在所述不动作时程t_1n之前流过所述加热元件L1而在所述不动作时程t_1n之后流过所述加热元件L2的电流的包络线在所述时程t₁和所述时程t₂期间快速地降低或升高，由此避免在所述电流突然发生变化时出现的以及由所述突然出现的变化引起的并且作用在所摆放的炊具上的力造成的噪音。

在所述工作过程中所述控制装置14还发起在一个整个时程t_v期间以不变的频率31开关所述逆变器28’（图3）。该时程t_v直接位于所述时程t₁之前。所述控制装置14发起一个商在时程t₁、t_v和t₂期间恒定不变，该商通过在周期持续时间39期间的时间间隔除以该周期持续时间39给出，在该时间间隔期间IGBT32导通。

在图3中示出在所述工作过程中由交流电压源U提供的经过整流的电网交流电压37。在所述工作过程中该电网交流电压37有时引起一个电流流过所述逆变器28’。所述第一时程t₁在时间上与所述经过整流的电网交流电压37的所有最小值38点间隔开。

在时程t₁期间频率31的最大值约为200kHz。在时程t_v期间频率31的值尤其是在30kHz与70kHz之间。在第一时程t₁期间，周期持续时间39分阶地按多个步阶以各自相同的时间量t_dec减少（在图4中不可见）。在此一个步阶的宽度为（T_max-i T_dec）/30MHz，式中T_max是所述时程t_v中的最大周期持续时间39而i是其时间序列中步阶的编号。在该第二时程t₂期间周期持续时间39分阶地按多个步阶以各自相同（可与上述时间量不同）的时间量减少（在图4中不可见），其中该步阶的宽度为（T_max1-i T_inc）/30MHz并且T_max1是直接位于所述另一时程t₂之后的周期持续时间39的值而i是其时间序列中步阶的编号并且T_inc是可以与T_dec不同的所述步阶的一个高度。此外在时程t₁中周期持续时间39的最小值可以与在时程t₂中周期持续时间39的最小值不同。

在直接位于所述时程t₂之后的一个时程期间，用一个不变的频率运行所述逆变器。如前面已经说明的那样，在该时程之后开关继电器S1’并且重复所述工作过程的已经说明了的部分。

原则上可以设想在所述工作过程中有时候启动所述逆变器30’。

在与上面说明的工作过程的区别仅在于停止所述开关元件S₁的开关并且加热元件L1以不同的烹煮档也就是以不同的加热功率工作的另一个工作过程中，通过由所述控制装置改变时程t_v和/或时程t_1n的长度来设定所述不同的烹煮档。原则上还可以设想：取消时程t₁并且时程t_v的终点等同于所述经过整流的电网交流电压的一个最小值点。原则上还可以设想：在另一个工作过程中所述加热元件L₁以一个单一的烹煮档工作。

还可以设想:使用全桥电路取代如图2中所示的半桥电路，或者使用单晶体管逆变器取代逆变器28’。

附图标记列表

10 开关装置

14 控制装置

15 值

28 开关单元

28’ 逆变器

30 开关单元

30’ 逆变器

31 频率

32 IGBT

33 IGBT

34 灶眼

36 电路

37 电网交流电压

38 最小值点

39 周期持续时间

40 滤波器

41 整流器

44 IGBT

46 IGBT

48 包络线

56 控制单元

58 控制单元

t₁ 时程

t_In 不动作时程

t₂ 时程

t_v 时程

L₁ 加热元件

L₂ 加热元件

L₃ 加热元件

L₄ 加热元件

U 交流电压源

Ug 电压

C₁ 电容器

C₂ 电容器

C₃ 电容器

C₄ 电容器

C₅ 电容器

C₆ 电容器

S₁ 开关元件

S₁’ 继电器

S₂ 继电器

S₃ 继电器

S₃’ 开关元件

S₄ 继电器

S₅ 继电器

S₆ 继电器

Claims

1.一种炉灶装置，尤其是感应炉灶装置，所述炉灶装置带有至少一个开关单元(28、30)和至少一个控制装置（14），

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得：在至少一个工作过程中自动发起：至少所述开关单元（28、30）在至少一个整个第一时程（t₁）以至少一个其值（15）至少实质上持续改变的开关参数进行开关。

2.如权利要求1所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得引发：在所述工作过程中在整个直接毗连所述第一时程（t₁）的至少一个毫秒长的不动作时程（t_In）期间所述开关单元（28，30）不动作。

3.如权利要求2所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得：在所述工作过程中所述开关单元（28、30）如此进行开关使得：在与所述不动作时程（t_In）直接毗连的第二时程（t₂）中所述开关参数的值实质上持续改变。

4.如权利要求2或3所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得：在至少一个工作状态中与所述开关单元（28、30）导电连接的至少一个开关元件（S₁）在所述不动作时程（t_In）期间进行开关。

5.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述第一时程（t₁）的整个持续时间约为两毫秒。

6.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得：所述开关单元（28、30）在直接位于所述第一时程（t₁）之前的整个另一时程（t_v）期间以至少实质上不变的开关参数值进行开关。

7.如权利要求6所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得：设定所述另一时程（t_v）的不同长度用以设定加热功率。

8.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

在所述工作过程中所述开关单元（28、30）传导电流以运行至少一个灶眼（34），并且所述控制装置（14）被设置使得：在所述工作过程中至少在所述第一时程（t₁）期间以单一的烹煮档运行所述灶眼（34）。

9.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述开关参数是频率（31）。

10.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述开关单元（28、30）具有至少一个IGBT（32、33、44、46）并且所述控制装置（14）被设置使得：所述IGBT（32、33、44、46）在所述第一时程（t₁）期间完全导通。

11.如以上权利要求中任一项所述的炉灶装置，

其特征在于，

所述控制装置（14）被设置使得在所述工作过程中引发：至少有时候由经过整流的电网交流电压（37）所引起的电流流过所述开关单元（28、30）并且所述第一时程（t₁）在时间上与经过整流的所述电网交流电压（37）的所有最小值点（38）间隔开。

12.一种具有权利要求1至11中任一项所述的炉灶装置的炉灶。

13.一种运行炉灶的方法，尤其是用于运行如权利要求1至11中任一项所述的炉灶装置，在该方法中，控制装置（14）自动发起：至少一个开关单元（28、30）在至少一个整个第一时程（t₁）中以至少一个其值至少实质上持续改变的开关参数进行开关。