CN107430411A - 加热元件的控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的装置。该装置包括：一个或多个开关高功率负载(或加热元件)，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；生成开关信号，其包括重复开关序列；开关序列指示在半周期或全周期序列上对开关高功率负载中的每个的相应选择性启用。

Description

加热元件的控制
技术领域
本发明涉及开关高功率电气负载并且特别涉及开关高功率电气负载的受控开关以用于减少关联电力干线中可能导致灯的可见/可察觉闪烁的电压/电流波动。
本发明主要为用作控制厨房家电的一个或多个加热元件的装置和方法而开发并且将在下文参考该应用进行描述。然而，将意识到本发明不限于该特定使用领域。
背景技术
在整个说明书中对现有技术的任何论述绝不应该视为承认这样的现有技术广为人知或形成技术领域中公知常识的一部分。
为了用不同功率分布操作烤箱(例如紧凑型烤箱)来达到设置的温度，调节(dimming)电路可以用于控制烤箱的加热元件来达到所需要的温度。该类型的调节需要EMC(电磁兼容性)滤波电路使得调节电路不导致影响干线电力和相同电路上家电的电磁干扰。所需要的该类型的EMC解决方案成本可能很高。
提供不同功率分布的另一个方式是接通和切断加热元件持续不同时间。已观察到对加热元件开关来控制功率或温度的厨房家电在位于设备内或在相同干线电力电路上连接的灯中导致可见“闪烁”。
可以理解灯中的闪烁由电压供应的波动产生，该电压供应波动是电力线开关的结果，其导致灯以能够被观察到的频率改变强度。
发明目标
本发明的目标是克服或改善现有技术的不足中的至少一个，或提供有用备选方案。
本文描述用于以减少关联的电力干线中导致灯的可见/可察觉闪烁的电压/电流波动这的形式开关高功率电气负载的方法和装置。
发明内容
根据技术的方面提供有这样的装置，其包括：
一个或多个开关高功率负载(或加热元件)，每个高功率负载由公共交流电源供电，其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；
开关信号从重复开关序列而生成(或包括重复的开关序列)；
开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
在替代实施例中，频率分量可以位于24Hz以下，但在位于24Hz以上的频率分量中存在比位于24Hz以下的任何频率分量中更多的能量。
在实施例中，使用60Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的5个或更少的半周期中(或3个全周期中)重复。
在实施例中，其中使用50Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的4个或更少的半周期中(或2个全周期中)重复。
在实施例中，开关序列可以从查找表获取。
在实施例中，开关信号可以对每个负载实现不同功率等级。由干线电源的不同启用(连接与隔离的比例)为每个相应的高功率负载而提供。
在实施例中，温度控制模块可以使用开关控制或功率等级控制(例如PID)。在功率等级控制，不同的开关序列可以用于实现不同功率输出来控制温度。
根据技术的方面提供有处理器装置，其适于生成一个或多个开关信号以用于控制相应一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的操作，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
根据技术的方面提供有生成控制处理器(或计算机)系统中相应的一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的操作的一个或多个开关信号的方法，所述方法包括如本文公开的步骤；其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中开关序列指示在半周期或全周期序上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中对于每个的相应高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
附图说明
现在将仅通过示例参考附图描述本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本技术用于控制对负载的功率的实施例装置；
图2是示出对于图1的装置的示例控制开关信号的曲线图；
图3是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置；
图4是示出对于图3的装置的示例控制开关信号的曲线图；
图5A是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；
图5B是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；
图6是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；
图7A-7C是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表；
图8是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表；以及
图9是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表。
具体实施方式
将意识到厨房台面家电(例如，烤箱)可以在其他家电和灯所使用的电气电路上操作。家电可以具有一个或多个高功率被开关的负载(例如，加热元件)，并且可以产生相应开关信号来控制供应给每个负载的功率。
识别为影响人可察觉(或可见)的灯闪烁的因素包括：
(a)每个相应地被主动开关的负载引起的所有赝象(artefact)总和导致组合赝象被引入干线电源或电路(或在其上存在)；以及
(b)被引入干线电源或电路(或在其上存在)的赝象可能导致光强度变化，其以能够被察觉的频率发生；以及
(c)人一般无法感知以大于24Hz的频率发生的视觉事件。
通过控制高功率负载的过零切换(zero crossing switching)，使得产生的信号的频率分量大于24Hz，在连接到相同电源或电路的灯上察觉到的闪烁可以被消除或减少。通过控制多个高功率负载的过零切换，使得组合开关信号的频率分量位于24Hz以上，对每个负载可获得更多开关选项(平均功率设置)同时仍消除或减少连接到相同电源或电路的灯上的任何可察觉闪烁。
避免在24Hz以下的频率分量使被引入到具有少于24Hz的频率分量的电源或电路(或叠加在其上)的赝象减少或消除这些赝象-由此人将不会察觉到(在内部或外部)连接到相关功率电路的灯的闪烁。
产生的开关信号可以包括重复的开关序列或段。可以计算或生成该开关序列或段。开关序列或段可以从预定查找表获得。开关信号在任何加热时段期间进行过零切换或与过零切换关联。使用过零切换(如与例如常规调节法相对)使将需要高成本EMC滤波电路的高频谐波分量减少。
将意识到对于60Hz AC电源在五个或更少半期(对于50Hz AC电源是四个或更少半期)中重复的组合开关序列或段使所有频率分量维持在24Hz或以上。
将意识到调制开关信号使得负载被接通或切断持续全周期而不是半周期，这也是可能的。然而，半周期控制产生更高分辨率和开关组合中的更多灵活性。
图1示出负载控制系统100，其使用控制模块110，该控制模块110控制过零(zerocrossing)电路或开关112，其选择性地对输入AC电源114的每个半波形开关来向负载118提供受控供应波形116。
将意识到过零电路或开关是电气电路，其在接近零度或180度的相位时用输入AC电源操作，由此使AC波形的每个半周期能够选择性地传递到负载或从负载被限制。
过零电路或开关一般使用固态继电器，例如交流三极管(TRIAC)和/或硅控制整流器(SCR)。该电路的目的是在电压为过零电压时开始导通，使得输出电压呈完整的正弦波半周期。过零切换使输出波形中的任何高频谐波分量减少。
本发明可以用任何过零电路或开关操作。许多过零电路在本领域中是已知的。
已经观察到灯(例如120)在耦接于输入电源或电路114时可能展现由连接到相同功率电路的高功率负载的选择性或重复开关导致的源功率电路上电流或电压波动所导致的闪烁或其他视觉赝象。
本技术的方面是消除可能使耦接于输入功率电路的光源呈现可察觉闪烁的任何信号赝象或使之减少。
图2示出指示控制供应给负载的功率中使用的示例信号的曲线图。
在该示例中，输入波形210是典型的AC波形。在许多国家家用电力是以50Hz或60Hz频率操作的110伏或240伏。通过控制供应给例如紧凑型烤箱中的加热元件的功率，家电的操作可以被控制，例如以用于提供不同热曲线。
开关的AC波形220仅通过示例示出正弦波半周期的选择性去除(在221和222)。用于控制半周期正弦波的选择的开关波形可以表示为序列230。
开关序列230中的每个开关控制信号与电力线正弦信号的半期一致。例如，如果AC波形是60Hz，则开关序列的开关时段(switch period)是8.33毫秒。对于50Hz源AC波形，半周期开关波形将具有10毫秒的开关时段。
对于与50Hz AC波形关联的开关序列，每四个半周期时段重复的开关序列将以25Hz的速率重复。
对于与60Hz AC波形关联的开关序列，每五个半周期时段重复的开关序列将以24Hz的速率重复。
进一步可以理解人一般无法感知以大于24Hz的频率发生的视觉事件。在时域中，这意味着比约41ms还快地发生的任何开关(或电力线上可以导致连接到电力线的灯亮度改变的任何改变)不太可能被人眼所感知。参考50Hz电力线，这意味着以比4个半周期还长的间隔的改变(例如接通或切断)——意味着以25Hz以下的频率、比每41秒还慢地发生开关，并且因此可以被人眼所感知。就灯而言，这可以导致可能非常烦人的闪烁。
图3示出使用控制过零电路或开关312的控制模块310的负载控制系统300，该过零电路或开关选择性地对输入AC电源114的每个半波形开关来向相应的负载118、119提供受控的供应波形316、317。
将意识到被开关的负载中的每个都具有公共AC波形源114，并且对每个负载选择性且单独地开关半周期。
如参考图4论述的，控制模块310对单独负载中的每个提供单独的开关信号。该系统可以扩展来提供对多个负载的控制。
图4示出指示单独控制供应给两个负载的功率中使用的示例信号的曲线图。
在该示例中，输入波形410是典型的AC波形并且对单独的负载中的每个选择性地开关，例如如在420(对于负载118)和425(对于负载119)示出的。第一负载118被选择性地开关来在421和422去除半周期。第二负载119波形425被选择性地开关来在426、427和428去除半周期。
将意识到由于同时施加于两个负载的调制的控制信号的组合而施加于电源或电路的有效负载可以由序列430表示或指示。该波形表示在每个半周期连接的负载数量，是两个负载或一个负载或没有负载。对单独的负载中的每个的独立的开关序列在424和429表示。已示出负载的任何改变(例如从0到1、从1到2、从0到2或反之亦然)促成连接到相同电源的灯120的闪烁。如果这些改变以24或25Hz以上的频率发生(也就是说，功率需求的改变比相隔41ms更快地发生)，则产生的闪烁是不可感知的。
将意识到负载消耗(或等效地，加热元件等效辐射的)的相对功率与提供给负载的半周期数量成比例——假定每个负载在工作时汲取的功率类似。具有在10个半周期上重复的控制开关序列，能够以百分之10的增量提供百分之零至100的功率。如果每8个半周期重复控制周期，则能够以约百分之12.5的增量提供在零与100％之间的功率。
本技术涉及可以如何调制控制信号以能够对每个负载控制相对功率，同时使大部分功率保持在24Hz以上的频率分量中。替代地，配置单独的开关序列使得产生的组合开关波形的小于24Hz的所有频率分量具有低功率，由此避免由连接到电源电路的闪烁灯所产生的可感知视觉赝象或使之减少。
本技术特别与对高功率负载(例如高功率电阻加热元件)的开关相关，因为高功率负载造成电力线上电流和/或电压改变。在这样的实施例中，一般还必需控制加热元件提供的温度。将意识到温度的反馈控制可以使用任何常规或已知的反馈法实现，其包括但不限于开-关控制、比例控制、比例-微分控制、比例-积分控制、比例-积分-微分控制(PID控制)和三阶控制系统。
将意识到在许多备选实施例中可以进一步包含温度控制。仅通过示例，包含温度控制的实施例在图5A、图5B和图6中示出。
图5A示出实施例500，其包含常规开/关温度反馈控制器，其中基于测量的温度信号选择性地向负载施加功率。
实施例500包括控制模块510，其控制过零电路或开关512，该过零电路或开关选择性地对输入AC电源514的每个半波形开关来向相应的负载518、519提供受控的供应波形516、517。
将意识到过零电路或开关是用接近零度或180度的相位的输入AC电源操作的电气电路，由此使AC波形的每个半周期能够被单独选择性地传递到相应负载或从相应负载被限制。控制模块510使得对单独负载中的每个生成单独的开关信号。该系统可以扩展来提供对多个负载的控制。
温度控制可以通过包括开/关控制模块520而插入，该开/关模块520配置成将相应的过零切换波形516、517连接负载或使负载与相应的过零切换波形516、517分离。在该示例中，在温度传感器522提供指示当前温度在设置点524以下的信号时一般向负载施加功率。控制器520基于温度控制反馈选择性地传递开关信号516、517作为温度受控开关信号526、527。
将意识到尽管开/关控制器选择性地向负载提供功率，如本文描述，由过零开关和开关控制器确定输入功率。因此，当开/关控制器提供电力时，开关功率波形由功率控制电路确定，其可以通过选择性去除半周期来施加供应给负载中的每个的相对功率。将意识到开/关控制可以进一步包括滞后来避免开/关控制的快速启用或停用。
图5B示出另外的实施例530，其中开关控制器532进一步从温度传感器522接收温度信号和温度设置点524，其控制过零开关来向相应的负载提供预定功率信号序列，或基于温度反馈控制器使用开/关控制来对负载中的每个禁用功率。
将意识到开/关控制可以进一步包括滞后来避免开/关控制的快速启用或停用。
图6示出替代实施例600，其中控制模块使用对于每个负载的单独的开关信号通过选择开关信号向单独的负载提供多个功率等级中的一个来提供更精细的温度反馈控制。
在该示例中，可以使用更精细的反馈控制来维持温度控制，其中根据温度设置点评估温度传感器622提供的温度反馈信号来对负载中的每个改变所选功率。将意识到可以单独控制每个负载。
使用被过零开关612用于选择性地供应源波形614的半周期的开关信号来控制对负载的功率。将意识到：提供给负载的半周期越多，对负载(或加热器)的功率和/或从负载辐射的热增加；而使提供给负载(或加热器)的半周期数量减少，对负载的功率和/或从负载辐射的热减少。
适合于与装置600一起使用的常规或已知反馈法不可但不限于比例控制、比例-微分控制、比例-积分控制、比例-积分-微分控制(PID控制)和三阶控制系统。
图7A至图7C公开对于一对加热模块或元件的多个开关序列700，其使供应给负载的功率变化。这些序列适于与装置600一起使用。
在该示例实施例700中，加热模块或元件描述为顶部加热器和底部加热器，并且在每个功率设置中提供给每个加热器的总功率是对称的。
表在没有对每个加热元件提供功率与对每个加热元件提供全功率之间定义二十一个不同的功率等级。还为每个功率等级表示组合开关序列。
在这些实施例中的每个中，参考60HzAC电源定义开关序列，并且每个开关时段对应于AC源功率波形的半周期。
已选择图7A至图7C的二十一个示例功率等级设置中的每个，使得在被重复来提供对加热模块或元件的连续开关时，这些组合中的任一个将产生至少24Hz的频率分量。因为加热模块或元件中的每个连接到单个源功率电路，所述该功率电路上的总负载由总开关序列表示，并且加于连接到该功率电路的灯上的任何赝象由施加于电路的总负载的改变所导致。
参考功率等级‘1’(在710)，开关信号表示零功率施加于加热元件，其中两个加热元件都持续关闭。
参考功率等级2(在720)，开关信号表示加热模块或元件中的每个在源功率波形的十个半周期中的一个中被选择性打开(即10％功率)。加热模块或元件的开关波形(在721、722)各自包括在12Hz的频率分量(即在源波形的十个半周期上重复)。通过使两个开关模式关于彼此交错来对单独的加热元件或模块设置开关序列，可以配置总开关序列(在723)使得在被重复时信号包括24Hz或以上的频率分量(即，总开关信号每源波形的五个半周期重复)。在该示例中，总开关波形的重复由“0、0、1、0、0”表示，如在723所示。
参考功率等级3(在730)，开关信号表示加热模块或元件中的每个在源功率波形的八个半周期中的一个中被选择性打开(即12.5％功率)。加热模块或元件的开关波形(在731、732)各自包括在15Hz的频率分量(即在源波形的八个半周期上重复)。通过使开/关半周期关于彼此交错来对单独的加热元件或模块设置开关序列，可以配置总开关序列(在733)使得在被重复时信号包括30Hz的频率分量(即，总开关信号每源波形的四个半周期重复)。在该示例中，总开关波形的重复由“0、0、0、1”表示，如在733所示。
参考功率等级9(在740)，开关信号表示加热模块或元件中的每个在源功率波形的八个半周期中的三个中被选择性打开(即37.5％功率)。加热模块或元件的开关波形(在741、742)各自包括在15Hz的频率分量(即在源波形的八个半周期上重复)。通过使它们关于彼此交错来对单独的加热元件或模块设置开关序列，可以配置总开关序列(在743)使得在被重复时信号包括30Hz的频率分量(即，总开关信号每源波形的四个半周期重复)。在该示例中，总开关波形的重复由“0、1、1、1”表示，如在743所示。
参考功率等级10(在750)，开关信号表示加热模块或元件中的每个在源功率波形的五个半周期中的两个中被选择性打开(即40％功率)。加热模块或元件的开关波形(在751、752)各自包括在24Hz的频率分量(即在源波形的五个半周期上重复)。在该示例中，对于单独的加热元件或模块的开关序列可以组合使得总开关序列(在753)在被重复时也包括在24Hz的频率分量(即，总开关信号每源波形的五个半周期重复)。在该示例中，总开关波形的重复由“1、0、2、0、1”表示，如在753所示。
将意识到在功率等级10(在750)，对于每个加热器元件或模块的总开关序列每源功率波形的5个半周期重复，由此产生在24Hz的频率分量。因此，组合开关序列也由源功率波形的五个连续半周期的序列定义，由此(在重复时)产生在24Hz的频率分量。
将意识到对于60Hz AC电源波形，通过选择性地设置两个或更多个加热模块或元件的开关序列(例如在十个半周期上)，使得通过使开关序列关于彼此交错而使总开关序列(或信号)以不超过五个半周期的时段重复，所得的频率分量可以保持在24Hz以上，或在24Hz以下的频率分量可以减少/最小化。
相似地，将进一步意识到对于50Hz AC电源波形，通过选择性地设置两个或以上加热模块的开关序列使得总开关序列(或信号)以不超过四个半周期的时段重复，所得的频率分量可以保持在25Hz以上。
还将意识到假使总开关序列在重复时具有重复时段使得组合开关的频率分量在24Hz以上，各个开关序列(对于负载中的每个)可以比在图7A至图7C中示出的还长，并且包括少于期望的24Hz的频率分量。通过使与总负载关联的开关频率分量维持在24Hz以上，施加于源功率电路的赝象是这样的—一对连接到该电路的照明的任何可察觉影响被消除或减少。对此的示例可以在等级2和等级20看到，其中每个单个负载每10个半周期接通或切断一次(导致12Hz的可感知改变)，但在被组合且交错时，电力线上的总负载以24Hz的频率开关(或者，也就是说，对负载的改变至少每41ms发生)。
在图7A至图7C中描述的示例中的每个中，对每个加热模块或元件施加相等的平均功率。将意识到对于单独的加热模块或元件的各个开关序列可以变化来对加热模块或元件中的每个提供不对称功率，同时维持产生24Hz以上频率分量的总开关序列的重复时段。
由图7A至图7C定义的功率等级的范围可以进一步在反馈控制法中使用来维持温度。控制器选择合适的功率，或修改提供给负载的功率，来维持期望的温度设置点。尽管经由反馈的温度控制的一般概念在本领域内是已知的，然而在该示例中的控制器使用特定开关序列来向单独的负载提供受控的功率(如参考图6最佳地所述)。
将意识到也可以导出或计算或确定预定开关序列以用于向单独的负载提供不对称功率，同时仍提供适合用于反馈控制环的功率等级范围。
通过示例，使顶部加热元件以比底部加热元件低的功率设定来操作可能是合适的，例如在做披萨时。顶部加热模块或元件和底部加热模块或元件之间的比率可以维持在多个功率等级上以用于可变功率温度反馈控制器中。
替代地，可以确定用于维持单独的加热/负载模块或元件之间的相对功率的开关序列并且然后使用一般的开/关反馈控制来进行控制(典型地，具有一些滞后，如通过参考图5A和图5B的示例示出的)。
图8示出操作多个负载(或加热器)模块(或元件)的两个示例模式，其中提供给单独的模块的平均功率不同。对功率等级的相应比率定义单个序列，该序列可以与常规的开/关温度反馈控制电路一起使用。
为了使相同电力线上灯的闪烁减少，期望由对这些负载的开关产生的频率分量位于24Hz以上，或少于24Hz的任何频率分量被最小化。
图8示出示例开关序列(在815、825)，其中单独的加热器/负载模块或元件以不同功率等级操作。这些示例实施例具有60Hz的源AC功率波形。
在第一示例中(在810)，家电(例如烤炉或烤箱)具有两个加热器模块或元件，其被单独控制以分别提供约78％功率和89％功率。使用常规的开关序列(在811)，其中在源AC功率波形的九个半周期中的前七个对第一负载模块提供功率(然后重复)并且在九个半周期的前八个对第二负载模块供电(然后重复)，每个信号所得的频率分量是约13.3Hz。将意识到组合开关序列(在814)也具有约13.3Hz的产生的频率分量(其对应于AC源功率波形的九个半周期的时段)。通过重新配置(在815)单独的负载模块的开关序列(在816、817)以分布相应模块未被供电的半周期，在每3个半周期重复的九个半周期上创建组合开关序列(在818)，这是可能的。将意识到在重复开关序列(在818)时，存在每三个半周期(在819)的重复，由此产生40Hz的频率分量。
示出了操作具有两个负载模块的装置的第二模式(在820)。在该示例中，在九个半周期中的六个操作第一加热器负载模块(66％功率)，而第二负载模块被停用。将意识到包括在六个连续半周期操作负载模块并且然后在三个另外的半周期停用负载模块的开关序列(在822)具有9个半周期的重复时段，并且因此具有在13.3Hz的频率分量。因为总开关序列(在824)对应于第一加热器/负载模块或元件的开关序列，因此其也具有13.3Hz的频率。通过重新配置开关序列(在825)，可以用具有三个半周期的重复时段的开关序列(在826)向负载提供相同平均功率。因此，总开关序列(在828)在重复时具有三个半周期的重复时段以及产生的40Hz的频率分量。总开关序列也与负载模块相同并且具有40Hz的频率分量。
关于图8进行的计算基于具有60Hz频率的AC源功率波形。将意识到在图8中公开的每个示例中，如果使用50Hz的AC源功率波形来操作，则3个半周期的重复时段将产生约33.3Hz的频率分量。
图9示出操作多个负载(或加热器)模块(或元件)的两个示例模式，其中提供给单独模块的平均功率不同。
对功率等级的相应比率定义单个序列，该序列可以与常规的开/关温度反馈控制电路一起使用。
像之前一样，期望由对这些负载的开关产生的位于24Hz以下的任何频率分量被最小化。
图9示出示例开关序列(在915、925)，其中单独加热器/负载模块或元件以不同功率等级操作。这些示例实施例具有60Hz的源AC功率波形。
在这些示例中，将意识到开关信号包括在24Hz以下的频率分量。然而，通过不同地调制开关序列，在24Hz以下的该低频率分量可以减少或被消除。
在操作装置的常规模式(在911)中，期望第一负载模块以约78％功率操作(在912)，而第二负载模块被禁用(在913)。通过具有在前7个半周期打开并且然后在接着的2个半周期被停用的开关序列(在912)，开关序列(在重复时)具有9个半周期的重复时段——产生约13.3Hz的频率分量。通过重新分布(在915)开关序列(在916)中的开/关半周期，可以提供具有在24Hz以上的频率分量的信号。
参考操作多个负载模块的另外的模式(在920)，第一负载模块以70％功率操作，而第二负载模块以100％功率操作。在常规开关序列(在921)中，第一负载模块可以在七个连续半周期启用并且然后在另外的三个连续半周期被停用(在922)。在该示例中，第二负载模块的开关序列在每个半周期上总是打开(在923)。因此，顶部加热器元件的开关序列和总开关序列(在924)的频率分量直接相关。在该常规示例中，顶部负载模块开关序列(以及因此总开关序列)在重复时具有十个半周期的重复时段并且包括在12Hz的频率分量。通过重新分布(在925)开关序列(在926)中的开/关半周期，能够提供具有在24Hz或以上的较强频率的分量的信号。尽管总开关信号(在928)在重复时具有十个半周期的重复时段，但是在与之前的示例(在924)相比时，在12Hz的频率分量可以减少或被去除。
通过使位于24Hz以下的频率分量中的功率减少，源功率电路上的赝象(由在使高负载接通/切断时汲取的功率所产生)减少，由此使得在该电路上的灯中的可察觉闪烁也减少或被消除。
对于在928示出的示例，开/关周期没有以相同间隔有规律地发生。相反，模式是“2、2、1、2、2、1、2、2、2、1”，使得开关在3个半周期上、然后在3个半周期上并且然后在4个半周期上发生。3个开关组的该集合然后被重复。因此，对于每个开关组，开关速度(对于60Hz)为：对于3个半周期的组是每25ms，并且对于4个半周期的组是每33ms。因此，随着对负载的功率改变以比约41ms(其是改变和闪烁为人眼能感知所处的阈值)还快地发生，频率分量全部都位于24Hz以上(并且可以包括例如在30和40Hz的分量)。
解释
将意识到实施例中一些在本文描述为可以由计算机系统的处理器或实施功能的其他手段实现的方法或方法的要素组合。从而，具有用于实施这样的方法或方法要素的必需指令的处理器形成用于实施方法或方法元素的手段。此外，本文描述的装置实施例的要素是用于实施元件所执行的功能以旨在实施本发明的手段的示例。
在备选实施例中，一个或多个处理器作为独立设备操作或可以在联网部署种中连接(例如联网到其他处理器)，一个或多个处理器在服务器-客户端网络环境中可以以服务器或客户机的身份操作，或在对等或分布式网络环境中作为对等机操作。
从而，本文描述的方法中的每个的一个实施例采用计算机可读载体介质(例如计算机程序)的形式，其承载供在一个或多个处理器上执行的指令集。
除非另外专门规定，如从下列论述显而易见的，意识到在整个说明书方面使用例如“处理”、“计算”、“确定”或类似物等术语的论述可以指计算机或计算系统或相似电子设备的动作和/或进程，其操纵表示为物理(例如，电子)量的数据和/或将其变换成相似地表示为物理量的其他数据。
采用相似方式，术语“处理器”可以指处理例如来自寄存器和/或存储器的电子数据来将该电子数据变换成其他电子数据(例如可以存储在寄存器和/或存储器中)的任何设备或设备的部分。“计算机”或“计算机器”或“计算平台”可以包括一个或多个处理器。
本文描述的方法论在一个实施例中由接受计算机可读(也叫作机器可读)代码的一个或多个处理器可执行，该计算机可读代码包含指令集，其在由处理器中的一个或多个执行时实施本文描述的方法中的至少一个。包括能够执行规定待采取的动作的指令集(相继或用别的方式)的任何处理器。
除非上下文另外清楚要求，在整个描述和权利要求中，词“包括”及类似物要在如与排他或详尽意义相对的包含性意义上解释；就是说，在“包括但不限于”的意义上。
相似地，要注意术语“耦接”在权利要求方面使用时不应解释为局限于仅仅直接连接。可以使用术语“耦接”和“连接”连同他们的派生词。应理解这些术语并不意在为彼此的同义词。从而，表述设备A耦接于设备B的范围不应局限于其中设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统。它意指在A的输出与B的输入之间存在这样的路径，其可以是包括其他设备或工具的路径。“耦接”可以意指两个或以上元件直接物理或电接触，或两个或以上元件彼此不直接接触但彼此仍合作或交互。
当在本文中使用时，除非另外规定，用于描述公共对象的序数词“第一”、“第二”、“第三”等的使用仅仅指示所参考的类似对象的不同实例，并且不意在暗指这样描述的对象必须在时间上、空间上采用排序或采用任何其它方式处于给定序列中。
在该整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意指连同实施例描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。从而，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在该整个说明书中在各种地方的出现不一定都指相同实施例，但可以指相同实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以采用任何适合的方式组合，如本领域内技术人员从该公开将显而易见的。
相似地，应意识到在本发明的示范性实施例的上面的描述中，本发明的各种特征有时在单个实施例、图或其描述中分组在一起用于使本公开流线化并且帮助理解各种发明性方面中的一个或多个。然而，公开的该方法不应解释为反映要求保护的本发明需要比在每个权利要求中明确列举的特征还多这一意图。相反，如下列权利要求所反映的，发明性方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。从而，在具体实施方式之后的权利要求由此明确包含到该具体实施方式内，其中每个权利要求立足于它自身作为该发明的实施例。
此外，尽管本文描述的一些实施例包括一些而不包括其他实施例中所包括的其他特征，不同实施例的特征的组合意在本发明的范围内，并且形成不同实施例，如本领域内技术人员将理解的。例如，在下列权利要求中，要求保护的实施例中的任一个可以采用任何组合来使用。
在本文提供的描述中，阐述许多特定细节。然而，理解本发明的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实践。在其他实例中，不必详细示出众所周知的方法、结构和技术以不使该描述难以理解。尽管参考特定示例描述本发明，本领域内技术人员将意识到本发明可以采用许多其他形式体现。
将意识到本发明的实施例基本上可以由本文公开的特征组成。备选地，本发明的实施例可以由本文公开的特征组成。本文适当说明性公开的本发明可以在缺乏本文未专门公开的任何要素的情况下实践。

Claims (13)

1.一种装置，其包括：
一个或多个开关高功率负载，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；
生成所述开关信号，其包括重复开关序列；
所述开关序列指示在半周期或全周期序列上对开关高功率负载中的每个的相应选择性启用。
2.如权利要求1所述的装置，其中，每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
3.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，使用60Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的5个或更少的半周期中重复。
4.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，使用50Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的4个或更少的半周期中重复。
5.如权利要求1所述的装置，对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括在24Hz以下的频率，但在位于24Hz以上的频率分量中存在比位于24Hz以下的任何频率分量中更多的能量。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述开关序列从查找表获取。
7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述开关信号能够对每个负载实现不同功率等级。
8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，温度控制模块使用开关控制。
9.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，温度控制模块使用功率等级控制。
10.如前述权利要求9所述的装置，其中，不同开关序列用于实现不同功率输出以用于控制温度。
11.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，处理器装置适于生成一个或多个开关信号以用于控制相应的一个或多个开关高功率负载的操作。
12.一种适于生成一个或多个开关信号的装置，所述开关信号用于控制相应的一个或多个开关高功率负载的操作，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中所述开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用；并且其中对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
13.一种生成一个或多个开关信号的方法，所述开关信号控制装置中相应的一个或多个开关高功率负载的操作，其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中所述开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用；并且其中对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。
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