CN1875660A - 用于运行变流器电路的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于运行变流器电路的方法,所述变流器电路具有各与一个负载、尤其是各与一个感应线圈(I1,I2)相连接的至少两个输出,其中第一输出(I1)利用第一切换频率(f1)工作,同时第二输出(I2)利用不同于所述第一切换频率的第二切换频率(f2)工作,使得产生具有由第一切换频率(f1)与第二切换频率(f2)的叠加而得出的频率(fS)的噪声。所述变流器电路被如此运行,使得所述噪声的频率(fS)小于一第一极限频率(g1)和/或大于一第二极限频率(g2)。

Description

用于运行变流器电路的方法
本发明涉及一种用于运行变流器电路的方法,所述变流器电路具有各与一个负载、尤其是各与一个感应线圈相连接的至少两个输出,其中第一输出利用第一切换频率工作,同时第二输出利用不同于所述第一切换频率的第二切换频率工作,使得产生具有由第一切换频率与第二切换频率的叠加而得出的频率的噪声。
现代的感应炉通常配有两个或四个感应电热位置。所述感应电热位置具有感应线圈,该感应线圈通过变流器电路被提供高频工作电流。已经公知,两个感应线圈共同地通过一个具有两个输出的变流器电路工作,其中每个输出与一个感应线圈相连接。为了在两个输出同时工作时避免或降低干扰噪声,已经建议了不同的方案。
在DE 19654268C2中公开了一种用于运行变流器电路的方法,其中变流器电路的两个输出按照时分复用方式工作,使得不可能产生干扰噪声。该方法的缺点在于,需要昂责的控制器和功率电子装置的超大规格。
如果放弃以时分复用方式运行输出,并且给两个感应线圈同时供给不同频率的工作电流,则产生干扰噪声。已经公知,通过与感应线圈串联的扼流线圈来降低干扰噪声。该方法的缺点在于,该方法并不总是稳定的。另外,干扰噪声只能被衰减,而且扼流线圈必须作为附加的构件,由此使变流器电路变得价格高昂。
本发明基于的任务在于,尤其为感应炉提供一种改善的和成本有利的方法来运行具有两个输出的变流器电路。
该任务通过具有权利要求1的特征的用于运行变流器电路的方法来解决。
在具有各与一个负载、尤其是各与一个感应线圈相连接的至少两个输出的变流器电路中,第一输出利用第一切换频率工作,同时第二输出利用不同于所述第一切换频率的第二切换频率工作。以这种方式产生具有由第一切换频率与第二切换频率的叠加而得出的频率的噪声。所述变流器电路被如此运行,使得所述噪声的频率小于一第一极限频率和/或大于一第二极限频率。该进行方式具有的优点是,通过相应地选择第一极限频率和第二极限频率,可以产生频率位于人的听觉范围之外的噪声。另外,感应线圈可以利用以下频率工作,在该频率时可以实现更高的效率。此外还可以取消附加的构件,如用于降低噪声的扼流线圈。
根据一种优选实施形式规定,所述第一切换频率和/或所述第二切换频率被如此运行,使得所述噪声的频率小于所述第一极限频率和/或大于所述第二极限频率。输出的切换频率可以通过智能功率开关以简单的方式被匹配。
优选地,所述输出中的至少一个输出的电功率通过相对导通时间和/或所述切换频率来调节。由此可以如此地运行具有感应线圈的变流器电路,使得实现更高的效率。
根据一种优选实施形式规定,所述第一极限频率和/或所述第二极限频率根据所述噪声的电平来确定。利用该方式可以将所述的极限频率与人的听觉阈值进行匹配,使得不能察觉到噪声。
尤其是,所述第一极限频率和/或所述第二极限频率根据所述输出的电总功率来确定。噪声电平取决于输出的电总功率,并且电总功率可以容易地被确定。利用该方式可以非常简单地将所述的极限频率与人的听觉阈值进行匹配。
根据一种优选实施形式规定,所述第一极限频率为2KHz和/或所述第二极限频率为14KHz。对于这些极限频率,人的听觉阈值非常高,使得噪声电平不超过或只是不明显地超过人的听觉阈值。
本发明尤其涉及感应煮熟设备,例如感应炉或具有感应加热元件的灶。
下面借助于附图详细讲述本发明及其改进方案。
图1a示出了变流器电路的第一实施形式,
图1b示出了变流器电路的第二实施形式,
图2示出了在图1的变流器电路工作时可能的噪声频率的示意图,
图3示出了人听觉阈值的示意性曲线,
图4示出了图1的变流器电路的输出电压的一个周期的示意性时间曲线,以及
图5示出了在考虑第一和第二极限频率的情况下图1的变流器电路的电输出功率的匹配示意图。
图1a和1b用示意图示出了具有两个输出或感应线圈的变流器电路的两种不同实施形式。这里,V表示电压源,I1表示第一感应线圈,以及I2表示第二感应线圈,S1、S2、S3和S4表示高频开关,CF1和CF2表示容性输入滤波器,以及C1+、C1-、C2+、C2-表示电容器。第二实施形式(图1b)与第一实施形式(图1a)的区别在于,针对不接通两个感应线圈I1、I2或不激活两个输出的情况而设有两个切换器R1、R2来重新配置拓扑结构。
图2示出了在图1a或1b的变流器电路工作时可能的噪声频率的示意图。第一感应线圈I1利用第一切换频率f1工作,以及第二感应线圈I2利用大于第一切换频率f1的第二切换频率f2工作。两个切换频率f1、f2大于可由人听觉察觉到的最大频率fmax。利用该方式,用切换频率f1和f2产生的噪声不可能由人听到。通过叠加两个切换频率f1、f2,产生例如具有频率fS的另一噪声,该频率fS对应于第二切换频率f2减去第一切换频率f1得到的差。该频率fS可以位于给出了由人可察觉的频率的频带B内。所述噪声可以在不同的频率f1、f2、fS时具有不同的电平L1、L2、LS,这在图2中通过频率f1、f2、fS处的不同长度的箭头来表示。
图3示出了人的听觉阈值H的示意性曲线。按照频率f,由人的听觉可以察觉不同的最小声电平L,该声电平通过图3中的听觉阈值H的曲线给出。借助于噪声电平LS及其与听觉阈值H的曲线的交点,确定了第一极限频率g1和第二极限频率g2,其中第一极限频率g1小于第二极限频率g2。图1a和1b所示的变流器电路按照本发明如此地工作,使得噪声频率fS小于第一极限频率g1或大于第二极限频率g2。利用该方式,噪声位于人的听觉范围之外,因此不能被察觉。期望的噪声电平LS可以例如借助于切换频率f1、f2和被输入给感应线圈I1、12的电功率P1和P2来估测。替换地,可以确定实验上的极限频率g1、g2,例如第一极限频率g1为2KHz,第二极限频率g2为14KHz。
被输入给感应线圈I1、I2的电功率P1、P2的匹配参数一方面是切换频率f1、f2,另一方面是相对导通时间D。在图4中示出了如图1a和1b所示的变流器电路的输出电压UA的一个周期的示意性时间曲线。周期1/f在图4中被标准化为1。输出电压UA在相对导通时间D内上升,并且之后再次缓慢下降。被输入给感应线圈I1、I2的电功率P1、P2对于0.5的相对导通时间D变成最大。
在图5中示出了在考虑两个极限频率g1和g2的情况下图1a和1b所示的变流器电路的两个感应线圈I1、I2的电输出功率P1和P2的匹配示意图。例如对于在两个感应线圈I1、I2当中需要更高电功率P1的第一感应线圈I1,切换频率f1被确定例如为21KHz,相对导通时间D被确定为0.5。第二感应线圈I2的电功率P2此时在考虑两个极限频率g1和g2的情况下通过相对导通时间D和通过切换频率f2来调整。第二切换频率f2可以处于在第一切换频率f1(这里为21KHz)与第一切换频率f1同第一极限频率g1之和(这里为23KHz)之间的范围内、以及高于第一切换频率f1同第二极限频率g2之和(这里为35KHz)的范围内。利用该方式确保了人的听觉不会察觉到由第二切换频率f2与第一切换频率f1之差所产生的频率fS的噪声。
附图标记清单
B     频带
C1+   电容器
C1-   电容器
C2+   电容器
C2-   电容器
CF1   容性输入滤波器
CF2   容性输入滤波器
D     相对导通时间
f     频率
fmax 由人的听觉察觉到的最大频率
f1    第一感应线圈的切换频率
f2    第二感应线圈的切换频率
fS    噪声频率
g1    第一极限频率
g2    第二极限频率
H     听觉阈值
I1    第一感应线圈
I2    第二感应线圈
L     声电平
L1    在第一切换频率时的声电平
L2    在第二切换频率时的声电平
LS    在fS时的噪声电平
P     电功率
P1    第一感应线圈的电功率
P2    第二感应线圈的电功率
R1    切换器
R2    切换器
t     时间
U     电压
UA    输出电压
V     电压源

Claims (6)

1.用于运行变流器电路的方法,所述变流器电路具有备与一个负载、尤其是各与一个感应线圈(I1,I2)相连接的至少两个输出,其中第一输出(I1)利用第一切换频率(f1)工作,同时第二输出(I2)利用不同于所述第一切换频率的第二切换频率(f2)工作,使得产生具有由第一切换频率(f1)与第二切换频率(f2)的叠加而得出的频率(fS)的噪声,其特征在于:
所述变流器电路被如此运行,使得所述噪声的频率(fS)小于一第一极限频率(g1)和/或大于一第二极限频率(g2)。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第一切换频率(f1)和/或所述第二切换频率(f2)被如此运行,使得所述噪声的频率(fS)小于所述第一极限频率(g1)和/或大于所述第二极限频率(g2)。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述输出(I1,I2)中的至少一个输出的电功率(P1,P2)通过相对导通时间(D)和/或所述切换频率(f1,f2)来调节。
4.如权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于:所述第一极限频率(g1)和/或所述第二极限频率(g2)根据所述噪声的电平(LS)来确定。
5.如权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于:所述第一极限频率(g1)和/或所述第二极限频率(g2)根据所述输出(I1,I2)的电总功率(P1,P2)来确定。
6.如权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于:所述第一极限频率(g1)为2KHz和/或所述第二极限频率(g2)为14KHz。
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