DE102012206940A1

DE102012206940A1 - Induction heating device i.e. induction hob device, for use in induction oven, has control unit simultaneously adjusting resonance capacitor of resonance unit and attenuation capacitor depending on operational parameter

Info

Publication number: DE102012206940A1
Application number: DE201210206940
Authority: DE
Inventors: Sergio Llorente Gil; Arturo Mediano Heredia; Daniel Palacios Tomas; Hector Sarnago Andia; David Valeau Martin
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-11-29

Abstract

The device (12) has induction heating units (20, 22, 24, 26), a resonance unit and a heating frequency unit together forming an oscillating circuit in an operating mode. The induction heating units are arranged in a half bridge circuit under a hob plate (14). A control unit (34) simultaneously adjusts a resonance capacitor of the resonance unit and an attenuation capacitor of the heating frequency unit between two discrete values depending on an operational parameter. An operation unit (28) has a control element (29) i.e. push-button, for activating an eco-mode by an operator. An independent claim is also included for a method for operating an induction heating device.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung, insbesondere einer Induktionskochfeldvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on an induction heating device, in particular an induction hob device, according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Induktionskochfelder mit einem Induktor, einem Wechselrichter und einer Resonanzkondensatoranordnung bekannt, wobei die Resonanzkondensatoranordnung dazu vorgesehen ist, unterschiedliche Größen einer Resonanzkapazität, die mit dem Induktor in Reihe geschaltet ist, bereitzustellen.Induction hobs with an inductor, an inverter and a resonant capacitor arrangement are known in the art, the resonant capacitor arrangement being arranged to provide different magnitudes of resonant capacitance connected in series with the inductor.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit erhöhter Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is in particular to provide a generic device with increased efficiency. The object is achieved by the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung, insbesondere einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Induktionsheizeinheit, zumindest einer Resonanzeinheit und zumindest einer Heizfrequenzeinheit, die in zumindest einem Betriebszustand einen Schwingkreis, insbesondere einen angeregten Schwingkreis, bilden, und mit einer Steuereinheit.The invention is based on an induction heating device, in particular an induction hob device, with at least one induction heating unit, at least one resonance unit and at least one heating frequency unit which form a resonant circuit, in particular an excited resonant circuit, in at least one operating state, and with a control unit.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter zumindest eine Resonanzkapazität der Resonanzeinheit und zumindest eine Dämpfungskapazität der Heizfrequenzeinheit gleichzeitig anzupassen. Unter einer „Heizfrequenzeinheit“ soll insbesondere eine elektrische Einheit verstanden werden, die ein oszillierendes elektrisches Signal, vorzugsweise mit einer Frequenz von zumindest 1 kHz, insbesondere von wenigstens 10 kHz, vorteilhaft von mindestens 20 kHz, und insbesondere von maximal 100 kHz für eine Induktionsheizeinheit erzeugt. Insbesondere ist die Heizfrequenzeinheit dazu vorgesehen, eine, für die Induktionsheizeinheit angeforderte, maximale elektrische Leistung von zumindest 1000 W, insbesondere zumindest 2000 W, vorteilhaft zumindest 3000 W und vorzugsweise zumindest 3500 W bereitzustellen. Die Heizfrequenzeinheit umfasst insbesondere zumindest einen Wechselrichter, der vorzugsweise zumindest zwei, vorzugsweise in Reihe geschaltete, Schaltelemente, insbesondere bidirektionale unipolare Schalter, die vorzugsweise von jeweils einem Transistor und einer parallel geschalteten Diode gebildet sind, und besonders vorteilhaft zumindest eine, vorteilhaft für jedes der Schaltelemente eine, Dämpfungskapazität aufweist. Hierdurch kann eine hochfrequente Energieversorgung der Induktionsheizeinheit bereitgestellt werden. Ein Spannungsabgriff der Hochfrequenzeinheit, an dem insbesondere der hochfrequente Wechselstrom von einem Verbraucher abgegriffen werden kann, ist insbesondere an einer gemeinsamen Kontaktstelle zweier bidirektionaler unipolarer Schalter angeordnet. Unter einer „Dämpfungskapazität“ soll insbesondere eine Kapazität verstanden werden, die parallel zu einem Schaltelement, insbesondere parallel zu einem bidirektionalen unipolaren Schalter, geschaltet ist. Insbesondere weist diese zumindest eine Teilkapazität, insbesondere einen Kondensator, auf und vorteilhaft unterscheidet sich die Dämpfungskapazität von einer Kapazität, die von Verbindungsleitungen, mit vorzugsweise zumindest 70 % Ohmscher Impedanz und einer Impedanz von insbesondere maximal 1 V/A, vorteilhaft maximal 0,1 V/A und vorzugsweise maximal 0,01 V/A, verschiedene weitere elektronische Bauteile aufweist. Grundsätzlich kann eine Teilkapazität aus mehreren parallel geschalteten und/oder in Reihe geschalteten Kondensatoren gebildet sein. Insbesondere weisen zwei, zu unterschiedlichen Schaltelementen einer Heizfrequenzeinheit parallel geschaltete Dämpfungskapazitäten einen gleichen Kapazitätswert auf. Darunter, dass zwei elektronische, vorzugsweise zweipolige, Komponenten „parallel geschaltet“ sind, soll insbesondere verstanden werden, dass alle gleichnamigen Kontakte der elektronischen Komponenten jeweils leitend, vorzugsweise ohmsch leitend, miteinander verbunden sind. Unter einer „Resonanzeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest eine Resonanzkapazität umfasst. Unter einer „Resonanzkapazität“ soll insbesondere eine Kapazität verstanden werden, die vorzugsweise von zumindest einer Teilkapazität, insbesondere einem Kondensator, gebildet ist und die vorzugsweise von einer Dämpfungskapazität und/oder einer Kapazität, die zu einem Schaltelement parallel geschaltet ist, verschieden ist. Insbesondere ist eine Teilkapazität von einem einzelnen Kondensator gebildet. Insbesondere ist eine Teilkapazität von einer Kombination aus Reihen- und/oder Parallelschaltungen von mehreren Kondensatoren gebildet. Vorzugsweise ist die Resonanzkapazität in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere über ein Schaltelement, in Reihe mit der Induktionsheizeinheit geschaltet und ist besonders vorteilhaft dazu vorgesehen, über die Induktionsheizeinheit durch zumindest eine Heizfrequenzeinheit aufgeladen zu werden, insbesondere wenn die Induktionsheizeinheit durch die Schaltanordnung auf ein höheres elektrisches Potential gelegt wird. Die Resonanzkapazität ist insbesondere auf einer, in Richtung eines Leitungspfads gesehen von der Frequenzeinheit abgewandten, Seite der Induktionsheizeinheit angeordnet. Insbesondere ist eine Induktionsheizeinheit in Vollbrückenschaltung angeordnet bzw. wird in dieser betrieben. In Vollbrückenschaltung ist die Induktionsheizeinheit gemeinsam mit einer, vorzugsweise in Reihe zur Induktionsheizeinheit geschalteten, Resonanzkapazität zwischen zwei von Heizfrequenzeinheiten gebildeten Spannungsteilern im Brückenzweig angeordnet. Vorzugsweise ist eine Induktionsheizeinheit in Halbbrückenschaltung angeordnet bzw. wird in dieser betrieben. In Halbbrückenschaltung ist die Induktionsheizeinheit zwischen einem von der Heizfrequenzeinheit gebildeten Spannungsteiler und einem, von zwei Resonanzkapazitäten gebildeten, Spannungsteiler im Brückenzweig angeordnet. Vorzugsweise weisen die zwei Resonanzkapazitäten im Falle der Halbbrückenschaltung einen gleichen Kapazitätswert auf. Unter einer "Induktionsheizeinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Induktionsheizelement verstanden werden. Insbesondere weist die Induktionsheizeinheit zwei Leistungseingänge auf, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, einen von der Heizfrequenzeinheit erzeugten hochfrequenten Wechselstrom in die Induktionsheizeinheit einzuleiten und aus dieser abzuleiten. Insbesondere ist einer der Eingänge in zumindest einem Betriebszustand direkt mit einem Spannungsabgriff der Heizfrequenzeinheit verbunden. Vorzugsweise ist ein anderer Eingang in zumindest einem Betriebszustand direkt mit der Resonanzeinheit verbunden. Insbesondere weist die Induktionsheizeinheit zumindest zwei Induktionsheizelemente auf. Insbesondere weist die Induktionsheizeinheit eine Schaltanordnung auf, die dazu vorgesehen ist, unterschiedliche Kombinationen von zumindest einem Induktionsheizelement von den zumindest zwei Induktionsheizelementen zwischen den Eingängen parallel zu schalten. Insbesondere werden in einem Betriebszustand, in dem die Induktionsheizeinheit mit hochfrequentem Wechselstrom versorgt wird, alle Induktionsheizelemente der Induktionsheizeinheit, vorzugsweise gleichzeitig, mit hochfrequentem Wechselstrom versorgt. Unter einem „Induktionsheizelement“ soll insbesondere eine Induktivität verstanden werden, die vorzugsweise von einem gewickelten elektrischen Leiter, vorzugsweise in Form einer Kreisscheibe, gebildet ist und der in zumindest einem Betriebszustand von hochfrequentem Wechselstrom durchflossen wird. Insbesondere sind mehrere gewickelte Leiter in Reihe geschaltet. Das Induktionsheizelement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, elektrische Energie in ein magnetisches Wechselfeld umzuwandeln, das dazu vorgesehen ist, in einem metallischen, vorzugsweise zumindest teilweise ferromagnetischen, Heizmittel, insbesondere einem Gargeschirr, Wirbelströme und/oder Ummagnetisierungseffekte hervorzurufen, die in Wärme umgewandelt werden. Unter einem „Schwingkreis“ soll insbesondere eine Reihenschaltung einer Induktivität und einer Kapazität, insbesondere einer Resonanzkapazität, verstanden werden, wobei in einem Betrieb, in dem insbesondere ein von einer Heizfrequenzeinheit erzeugter hochfrequenter Wechselstrom an der Reihenschaltung anliegt, eine elektrische Energie abwechselnd in der Induktivität und der Kapazität gespeichert ist und insbesondere mit der Schaltfrequenz des angelegten, hochfrequenten Wechselstroms zwischen der Induktivität und der Kapazität hin und her geschoben wird. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit einer Induktionsheizvorrichtung zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die Heizfrequenzeinheiten zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Betriebsparameter“ soll insbesondere eine von einem Bediener beeinflussbare Größe, die insbesondere über zumindest einen Sensor, vorzugsweise von der Steuereinheit, ermittelt wird, und/oder eine von der Steuereinheit beeinflussbare Größe verstanden werden. Darunter, dass zwei Ereignisse „gleichzeitig“ geschehen, soll insbesondere verstanden werden, das sich Zeitpunkte, insbesondere Startzeitpunkte, der Ereignisse um weniger als 1 s, insbesondere weniger als 0,1 s, vorteilhaft weniger als 0,01 s, vorzugsweise weniger als 0,001 s voneinander unterscheiden. Unter einer „direkten Verbindung“ soll insbesondere eine elektrische Verbindung verstanden werden, die, zumindest in einem Betriebszustand mit einem Stromfluss von Wechselstrom über die Verbindung mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 100 kHz, eine Impedanz aufweist, die von ihrem Betrag her kleiner ist als 10 V/A, insbesondere kleiner ist als 1 V/A, vorzugsweise kleiner ist als 0,1 V/A und deren Betrag insbesondere über einen Frequenzbereich von 1 kHz bis 100 kHz um maximal 100 %, insbesondere maximal 40 %, vorteilhaft maximal 10 % und vorzugsweise maximal 3 % schwankt. Insbesondere weist die Steuereinheit ein in der Speichereinheit hinterlegtes Kennfeld auf, das dazu vorgesehen ist, einem Wert des Betriebsparameters eine Dämpfungskapazität und/oder eine Resonanzkapazität zuzuordnen, und/oder in Abhängigkeit von dem zumindest einen Betriebsparameter, einem Kapazitätswert der Dämpfungskapazität einen Kapazitätswert der Resonanzkapazität zuzuordnen. In Abhängigkeit von den Kapazitätswerten ändern sich die Arbeitspunkte, insbesondere die Schaltfrequenzen, bei denen sich bestimmte Leistungen der Induktionsheizeinheit einstellen und somit ein Anteil der Leistung, die in der Heizfrequenzeinheit ungenutzt in Wärme umgesetzt wird. Es kann insbesondere eine erhöhte Effizienz erreicht werden.It is proposed that the control unit be provided to simultaneously adapt at least one resonance capacity of the resonance unit and at least one damping capacity of the heating frequency unit as a function of at least one operating parameter. A "heating frequency unit" should in particular be understood to mean an electrical unit which generates an oscillating electrical signal, preferably at a frequency of at least 1 kHz, in particular of at least 10 kHz, advantageously of at least 20 kHz, and in particular of not more than 100 kHz for an induction heating unit , In particular, the heating frequency unit is intended to provide a maximum electrical power of at least 1000 W, in particular at least 2000 W, advantageously at least 3000 W, and preferably at least 3500 W, required for the induction heating unit. The heating frequency unit comprises in particular at least one inverter, preferably at least two, preferably in series, switching elements, in particular bidirectional unipolar switches, which are preferably formed by a respective transistor and a diode connected in parallel, and particularly advantageous at least one, advantageous for each of the switching elements one, has damping capacity. As a result, a high-frequency power supply of the induction heating unit can be provided. A voltage tap of the high-frequency unit, on which in particular the high-frequency alternating current can be tapped by a consumer, is arranged in particular at a common contact point of two bidirectional unipolar switches. A "damping capacity" is to be understood, in particular, as a capacity which is connected in parallel to a switching element, in particular parallel to a bidirectional unipolar switch. In particular, this has at least one partial capacitance, in particular a capacitor, and advantageously the damping capacity differs from a capacitance of connecting lines, preferably with at least 70% ohmic impedance and an impedance of at most 1 V / A, advantageously at most 0.1 V. / A and preferably at most 0.01 V / A, various other electronic components. In principle, a partial capacitance may be formed from a plurality of capacitors connected in parallel and / or in series. In particular, two damping capacitors connected in parallel to different switching elements of a heating frequency unit have the same capacitance value. Including that two electronic, preferably two-pole, components are "connected in parallel", should be understood in particular that all identically named contacts of the electronic components are each conductive, preferably ohmic conductive, interconnected. A "resonance unit" is to be understood in particular as meaning a unit which comprises at least one resonance capacity. A "resonance capacity" is to be understood, in particular, as meaning a capacitance which is preferably formed by at least one partial capacitance, in particular a capacitor, and which is preferably different from a damping capacitance and / or a capacitance connected in parallel with a switching element. In particular, a partial capacitance is formed by a single capacitor. In particular, a partial capacitance is formed by a combination of series and / or parallel circuits of a plurality of capacitors. Preferably, the resonance capacitance in at least one operating state, in particular via a switching element, is connected in series with the induction heating unit and is particularly advantageously intended to be charged via the induction heating unit by at least one heating frequency unit, in particular if the induction heating unit is raised to a higher electrical potential by the switching arrangement is placed. The resonance capacity is arranged in particular on a side of the induction heating unit facing away from the frequency unit, viewed in the direction of a line path. In particular, an induction heating unit is arranged in full bridge circuit or is operated in this. In full-bridge connection, the induction heating unit is common with one, preferably in series with the induction heating unit switched, resonant capacitance between two voltage dividing units formed by Heizfrequenzeinheiten arranged in the bridge branch. Preferably, an induction heating unit is arranged in half-bridge circuit or is operated in this. In a half-bridge circuit, the induction heating unit is arranged between a voltage divider formed by the heating frequency unit and a voltage divider formed by two resonance capacitances in the bridge branch. Preferably, in the case of the half-bridge circuit, the two resonance capacitances have the same capacitance value. An "induction heating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one induction heating element. In particular, the induction heating unit has two power inputs, which are preferably provided to initiate a high-frequency alternating current generated by the heating frequency unit in the induction heating unit and to derive therefrom. In particular, one of the inputs is connected in at least one operating state directly to a voltage tap of the heating frequency unit. Preferably, another input is directly connected to the resonance unit in at least one operating state. In particular, the induction heating unit has at least two induction heating elements. In particular, the induction heating unit has a switching arrangement which is provided to switch different combinations of at least one induction heating element from the at least two induction heating elements between the inputs in parallel. In particular, in an operating state in which the induction heating unit is supplied with high-frequency alternating current, all induction heating elements of the induction heating unit, preferably simultaneously, supplied with high-frequency alternating current. An "induction heating element" is to be understood, in particular, as an inductance, which is preferably formed by a wound electrical conductor, preferably in the form of a circular disk, and which is traversed by high-frequency alternating current in at least one operating state. In particular, several wound conductors are connected in series. The induction heating element is preferably provided to convert electrical energy into an alternating magnetic field, which is intended to cause in a metallic, preferably at least partially ferromagnetic, heating means, in particular cooking utensils, eddy currents and / or remagnetization effects, which are converted into heat. A "resonant circuit" should in particular be understood to mean a series connection of an inductance and a capacitance, in particular a resonant capacitance, wherein in an operation in which a high-frequency alternating current generated by a heating frequency unit is applied to the series circuit, an electrical energy alternately in the inductance and the capacitance is stored and in particular with the switching frequency of the applied, high-frequency alternating current between the inductance and the capacity is pushed back and forth. A "control unit" is to be understood in particular as an electronic unit which is preferably at least partially integrated in a control and / or regulating unit of an induction heating device and which is preferably provided to control and / or regulate at least the heating frequency units. The control unit preferably comprises a computing unit and, in particular in addition to the computing unit, a memory unit with a control and / or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. An "operating parameter" should be understood to mean, in particular, a variable which can be influenced by an operator and which is determined in particular via at least one sensor, preferably by the control unit, and / or a variable that can be influenced by the control unit. By the fact that two events occur "simultaneously", it should be understood, in particular, that times, in particular start times, of the events are less than 1 s, in particular less than 0.1 s, advantageously less than 0.01 s, preferably less than 0.001 s differ from each other. A "direct connection" is to be understood in particular as meaning an electrical connection which, at least in an operating state with a current flow of alternating current via the connection with a frequency between 1 kHz and 100 kHz, has an impedance which is smaller than its magnitude 10 V / A, in particular less than 1 V / A, preferably less than 0.1 V / A and the amount thereof in particular over a frequency range from 1 kHz to 100 kHz by a maximum of 100%, in particular a maximum of 40%, advantageously not more than 10 % and preferably at most 3% varies. In particular, the control unit has a characteristic field stored in the memory unit which is provided to associate a damping capacity and / or a resonance capacity with a value of the operating parameter, and / or to allocate a capacitance value of the resonance capacity to a capacity value of the damping capacity as a function of the at least one operating parameter , Depending on the capacitance values, the operating points, in particular the switching frequencies, at which certain powers of the induction heating unit adjust, and thus a portion of the power which is converted into heat in the heat frequency unit unused. In particular, an increased efficiency can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, jeweils die zumindest eine Resonanzkapazität und die zumindest eine Dämpfungskapazität zwischen zumindest zwei diskreten Werten umzuschalten. Werte der Resonanzkapazität liegen insbesondere in einem Bereich zwischen 1 nF und 10 µF. Zumindest ein erster Wert der Resonanzkapazität liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 5 nF und 5 µF, insbesondere zwischen 10 nF und 3,3 µF, vorteilhaft zwischen 0,4 µF und 2 µF, vorzugsweise zwischen 0,7 µF und 1,5 µF. Zumindest ein zweiter Wert der Resonanzkapazität liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 0,5 µF und 8 µF, insbesondere zwischen 0,7 µF und 6 µF und vorzugsweise zwischen 1 µF und 5 µF. Werte der Dämpfungskapazität liegen insbesondere in einem Bereich zwischen 1 nF und 2 µF. Zumindest ein erster Wert der Dämpfungskapazität liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 2 nF und 100 nF, insbesondere zwischen 3 nF und 70 nF, vorzugsweise zwischen 4 nF und 50 nF. Zumindest ein zweiter Wert der Dämpfungskapazität liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 50 nF und 2 µF, insbesondere zwischen 70 nF und 1,7 µF und vorzugsweise zwischen 100 nF und 1,5 µF. Insbesondere weisen die Resonanzkapazität und die Dämpfungskapazität jeweils mehrere Teilkapazitäten auf. Insbesondere sind Schaltelemente vorgesehen, die Teilkapazitäten miteinander verknüpfen, insbesondere parallel zueinander schalten, und/oder zwischen den Teilkapazitäten, die vorzugsweise unterschiedliche Kapazitätswerte aufweisen, umzuschalten. Grundsätzlich sind jedoch auch Ausgestaltungen der Erfindung mit zumindest einem variablen Kondensator, mit insbesondere kontinuierlich einstellbarem Kapazitätswert, denkbar. Insbesondere sind durch größere Kapazitätswerte Verlustleistungen in der Heizfrequenzeinheit durch Schaltvorgänge vermeidbar. Es kann insbesondere eine leicht zu implementierende, kostengünstige, Bauteil sparende und/oder effiziente Vorrichtung bereitgestellt werden.Furthermore, it is proposed that the control unit is provided for switching over at least one resonance capacity and the at least one damping capacity between at least two discrete values. Values of the resonance capacity are in particular in one range between 1 nF and 10 μF. At least a first value of the resonance capacity is in particular in a range between 5 nF and 5 μF, in particular between 10 nF and 3.3 μF, advantageously between 0.4 μF and 2 μF, preferably between 0.7 μF and 1.5 μF. At least a second value of the resonance capacity is in particular in a range between 0.5 μF and 8 μF, in particular between 0.7 μF and 6 μF and preferably between 1 μF and 5 μF. Values of the damping capacity are in particular in a range between 1 nF and 2 μF. In particular, at least a first value of the damping capacity lies in a range between 2 nF and 100 nF, in particular between 3 nF and 70 nF, preferably between 4 nF and 50 nF. At least a second value of the damping capacity lies in particular in a range between 50 nF and 2 μF, in particular between 70 nF and 1.7 μF and preferably between 100 nF and 1.5 μF. In particular, the resonance capacity and the damping capacity each have several partial capacities. In particular, switching elements are provided which link partial capacitances with each other, in particular in parallel with one another, and / or switch over between the partial capacitances which preferably have different capacitance values. In principle, however, embodiments of the invention with at least one variable capacitor, in particular with continuously adjustable capacitance value, are conceivable. In particular, due to larger capacitance values, power losses in the heating frequency unit can be avoided by switching operations. In particular, an easy-to-implement, inexpensive, component-saving and / or efficient device can be provided.

In einer weiteren Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, jeweils die zumindest eine Resonanzkapazität und die zumindest eine Dämpfungskapazität zumindest in Abhängigkeit von einer Leistungskenngröße der Induktionsheizeinheit anzupassen. Unter einer „Leistungskenngröße“ der Induktionsheizeinheit soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, die widerspiegelt, wieviel Leistung in der Induktionsheizeinheit in elektromagnetische Feldenergie und/oder Wärme umgesetzt wird. Insbesondere gibt die Leistungskenngröße eine Bedienereingabe über eine angeforderte Leistung, insbesondere eine Schaltstellung eines Drehwahlschalters, wieder. Insbesondere wird eine Leistungskenngröße, insbesondere eine Stromstärke, der Induktionsheizeinheit von einem Sensor gemessen und von der Steuereinheit verarbeit. Grundsätzlich sind auch Ausgestaltungen denkbar, die eine elektromagnetische Kopplung der Induktionsheizeinheit mit einem metallischen Heizmittel, insbesondere einem Gargeschirr, die insbesondere durch eine Größe und/oder eine Position des Heizmittels bestimmt ist, und/oder weitere, dem Fachmann als geeignet erscheinende Größen bei einer Anpassung der Kapazitätswerte zu berücksichtigen. Es kann insbesondere eine Effizienzsteigerung erreicht werden.In a further embodiment variant, it is proposed that the control unit be provided to respectively adapt the at least one resonance capacity and the at least one damping capacity at least as a function of a performance characteristic of the induction heating unit. A "performance characteristic" of the induction heating unit is to be understood in particular to mean a parameter which reflects how much power is converted into electromagnetic field energy and / or heat in the induction heating unit. In particular, the performance parameter indicates an operator input about a requested power, in particular a switching position of a rotary selector switch. In particular, a performance parameter, in particular a current intensity, of the induction heating unit is measured by a sensor and processed by the control unit. In principle, embodiments are also conceivable which are an electromagnetic coupling of the induction heating unit with a metallic heating means, in particular a cooking utensil, which is determined in particular by a size and / or position of the heating means, and / or further, the skilled person appear to be suitable sizes in an adjustment the capacity values. In particular, an increase in efficiency can be achieved.

Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, bei zumindest einer ersten Leistung der Induktionsheizeinheit, die insbesondere über eine Leistungskenngröße bestimmt ist, der zumindest einen Resonanzkapazität und der zumindest einen Dämpfungskapazität jeweils höhere Kapazitätswerte zuzuordnen als bei zumindest einer zweiten Leistung der Induktionsheizeinheit, die insbesondere über eine Leistungskenngröße bestimmt ist, wobei die zumindest zweite Leistung größer ist als die zumindest eine erste Leistung. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, bei einer Leistung, die maximal so groß ist wie zumindest eine erste Schwellleistung, der Dämpfungskapazität und der Resonanzkapazität größere Kapazitätswerte zuzuordnen als bei einer Leistung, die größer ist als die zumindest erste Schwellleistung. Es kann insbesondere eine Effizienzsteigerung erreicht werden.In particular, the control unit is provided, in the case of at least one first power of the induction heating unit, which is determined in particular by a performance parameter, to assign higher capacity values to the at least one resonance capacity and the at least one damping capacity than to at least a second power of the induction heating unit, in particular via a performance characteristic is determined, wherein the at least second power is greater than the at least one first power. In particular, the control unit is provided, at a maximum power as at least a first threshold power, the damping capacity and the resonance capacity to assign larger capacity values than at a power that is greater than the at least first threshold power. In particular, an increase in efficiency can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, jeweils die zumindest eine Resonanzkapazität und die zumindest eine Dämpfungskapazität zumindest in Abhängigkeit von einer Bedienereingabe, die sich vorzugsweise von einer Leistungsanforderung unterscheidet, anzupassen. Es kann insbesondere eine erhöhte Flexibilität erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the control unit is provided in each case to adapt the at least one resonance capacity and the at least one damping capacity at least as a function of an operator input, which preferably differs from a power requirement. In particular, increased flexibility can be achieved.

Vorteilhaft weist die Induktionsheizvorrichtung zumindest ein Schaltelement, insbesondere ein mechanisches Schaltelement, auf, das dazu vorgesehen ist, jeweils zwischen zumindest zwei Kapazitätswerten der zumindest einen Resonanzkapazität und der zumindest einen Dämpfungskapazität in einem einzigen Schaltvorgang umzuschalten. Insbesondere ist das Schaltelement als mehrpoliger Einschalter ausgebildet. Unter einem „mehrpoligen Einschalter“ soll insbesondere ein Schaltelement, bestehend aus mehreren einpoligen Einschaltern, verstanden werden, wobei Steuereingänge, die die einpoligen Einschalter jeweils umschalten, einstückig ausgeführt sind und/oder ein mechanisches Schaltmittel, das über einen einzelnen Steuereingang angesteuert wird, alle Verbindungen gleichzeitig schaltet. Unter einem „einpoligen Einschalter“ soll insbesondere ein Schaltelement verstanden werden, das zwei Kontakte aufweist, die in einem ersten Schaltzustand direkt miteinander verbunden und in einem zweiten Schaltzustand voneinander getrennt sind und/oder nicht direkt miteinander verbunden sind. Ein einpoliger Einschalter weist insbesondere einen Steuereingang auf, wobei das Schaltelement in Abhängigkeit einer am Steuereingang angelegten Spannung und/oder eines darüber fließenden Stroms zwischen den zwei Schaltzuständen umschaltet. Es kann insbesondere eine Bauteile sparende Ausgestaltung erreicht werden.Advantageously, the induction heating device has at least one switching element, in particular a mechanical switching element, which is provided to switch between at least two capacitance values of the at least one resonance capacitance and the at least one damping capacitance in a single switching operation. In particular, the switching element is designed as a multipole power switch. A "multi-pole power switch" should be understood in particular a switching element consisting of several single-pole switches, with control inputs that switch the single-pole switch each, are made in one piece and / or a mechanical switching means, which is controlled via a single control input, all connections switches simultaneously. A "single-pole on-off switch" is to be understood, in particular, as a switching element which has two contacts which are connected directly to one another in a first switching state and are separated from one another in a second switching state and / or are not directly connected to one another. A single-pole power switch has, in particular, a control input, wherein the switching element switches over between the two switching states as a function of a voltage applied to the control input and / or of a current flowing thereabove. It can In particular, a component-saving design can be achieved.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Induktionsheizeinheit in Halbbrückenschaltung angeordnet ist. Es kann insbesondere eine Bauteile sparende Ausgestaltung erreicht werden.It is further proposed that the induction heating unit is arranged in half-bridge circuit. In particular, a component-saving design can be achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:Show it:

1 ein Kochfeld mit einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung in einer schematischen Ansicht von oben, 1 a hob with an induction heating device according to the invention in a schematic view from above,

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung und 2 a schematic representation of an induction heater according to the invention and

3 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Induktionsheizvorrichtung. 3 a schematic representation of an alternative induction heating device according to the invention.

1 zeigt ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 mit einer als Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildeten Induktionsheizvorrichtung 12 mit vier Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26, die jeweils einen Induktor aufweisen. Die Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 sind unter einer Kochfeldplatte 14 angeordnet. Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 ein von einer einzelnen Phase 16 eines Drei-Phasen-Hausanschlusses betriebenes Leistungsmodul 18 auf, das dazu vorgesehen ist, die Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 mit hochfrequentem Wechselstrom mit einer Schaltfrequenz zwischen 20 kHz und 100 kHz zu versorgen. Dazu weist das Leistungsmodul 18 Heizfrequenzeinheiten 30 auf, die dazu vorgesehen sind, über die einzelne Phase 16 betrieben zu werden und die Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 zu versorgen (2). Die Schaltfrequenz der Heizfrequenzeinheiten 30 ist unter anderem abhängig von für die Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 über eine Bedieneinheit 28 angeforderten Heizleistungen und einem Gargeschirr, das in einer Kochzone auf der Kochfeldplatte 14 über der Verbrauchereinheit 20, 22, 24, 26 angeordnet ist, und wird durch eine Steuereinheit 34 der Induktionsheizvorrichtung 12 bestimmt. Die Steuereinheit 34 weist eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit hinterlegtes Betriebsprogramm auf, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Die Bedieneinheit 28 weist vier als Drehwahlschalter ausgebildete Bedienelemente 21, 23, 25, 27 auf, die dazu vorgesehen sind, eine Leistungsanforderung durch einen Bediener zu erlauben. Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, anhand von Kennfeldern, die für die Bedienelemente 21, 23, 25, 27 in der Speichereinheit hinterlegt sind, einer Schalterposition zwischen 1 und 12 jedem der Induktionsheizelemente 20, 22, 24, 26 eine entsprechende Leistung zwischen 0 und 3300 W zuzuordnen. Eine Zuordnung der Schalterposition zu einer Leistung erfolgt über eine im Wesentlichen exponentielle Abhängigkeit. Die Bedieneinheit 28 weist ein weiteres Bedienelement 29 auf, das es einem Bediener ermöglicht, einen Öko-Modus zu aktivieren. Das Bedienelement 29 ist als Tastschalter ausgebildet. 1 shows a designed as an induction hob home appliance 10 with an induction heating device designed as an induction hob device 12 with four induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 each having an inductor. The induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 are under a cooktop panel 14 arranged. Furthermore, the induction heater 12 one from a single phase 16 a three-phase house connection operated power module 18 which is meant to be the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 with high-frequency alternating current with a switching frequency between 20 kHz and 100 kHz. This is indicated by the power module 18 Heizfrequenzeinheiten 30 which are meant to be about the single phase 16 to be operated and the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 to supply ( 2 ). The switching frequency of the heating frequency units 30 is dependent on, among other things, for the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 via a control unit 28 requested heating and a cooking utensils, in a cooking zone on the hob plate 14 over the consumer unit 20 . 22 . 24 . 26 is arranged, and is controlled by a control unit 34 the induction heater 12 certainly. The control unit 34 has an arithmetic unit, a memory unit and an operating program stored in the memory unit, which is intended to be executed by the arithmetic unit. The operating unit 28 has four controls designed as a rotary selector switch 21 . 23 . 25 . 27 which are intended to allow a performance request by an operator. The control unit 34 is intended, by means of maps, for the controls 21 . 23 . 25 . 27 are stored in the memory unit, a switch position between 1 and 12 of each of the induction heating elements 20 . 22 . 24 . 26 to allocate a corresponding power between 0 and 3300 W. An assignment of the switch position to a power takes place via an essentially exponential dependency. The operating unit 28 has another control 29 which allows an operator to activate an eco mode. The operating element 29 is designed as a key switch.

2 zeigt eine Schaltung für die Induktionsheizvorrichtung 12. Dargestellt ist hierbei lediglich eine Beschaltung der Induktionsheizeinheit 20. Die anderen Induktionsheizeinheiten 22, 24, 26 sind analog beschaltet, teilen sich jedoch einen Gleichrichter 36 und eine Energieversorgung der Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 wird werden über die gleiche Steuereinheit 34 geregelt. Eine an der Phase 16 anliegende Netzspannung zwischen 220 V und 230 V mit einer Netzfrequenz zwischen 49 Hz und 51 Hz wird in dem Gleichrichter 36 gleichgerichtet und in einer Pufferkapazität 38 teilweise gespeichert. Die Pole der Pufferkapazität 38 bilden zwei Außenkontakte 40, 41, zwischen denen eine pulsierende Gleichspannung anliegt. Die Heizfrequenzeinheit 30 ist zwischen den Außenkontakten 40, 41 angeordnet und wandelt die pulsierende Gleichspannung in hochfrequenten Wechselstrom um. Die Heizfrequenzeinheit 30 weist dazu jeweils zwei zwischen den Außenkontakten 40, 41 in Reihe geschaltete, als bidirektionale unipolare Schalter ausgebildete Schaltelemente 44, 45 mit jeweils einer parallel geschalteten Dämpfungskapazität 42, 43 auf. Die Schaltelemente 44, 45 sind jeweils von einem IGBT 52, 54 (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) und einer parallel geschalteten Diode 56, 58 gebildet. Ein Spannungsabgriff 60 ist jeweils an einem gemeinsamen Kontakt der beiden IGBTs 52, 54 angeordnet. Die Steuereinheit 34 verursacht durch abwechselnde, hochfrequente Ansteuerung der beiden IGBTs 52, 54 am Spannungsabgriff 60 eine hochfrequente Wechselspannung mit pulsierender Amplitude, der bei Anschluss einer Induktionsheizeinheit 20, 22, 24, 26 ein hochfrequenter Wechselstrom folgt. Der Spannungsabgriff 60 der Heizfrequenzeinheit 30 ist mit einem ersten Eingang der Induktionsheizeinheit 20 direkt verbunden. Ein zweiter Eingang der Induktionsheizeinheit 20 ist direkt mit einer Resonanzeinheit 80 verbunden. Die Induktionsheizeinheit 20 ist in Halbbrückenschaltung angeordnet. 2 shows a circuit for the induction heater 12 , Shown here is only a wiring of the induction heating unit 20 , The other induction heating units 22 . 24 . 26 are wired analog, but share a rectifier 36 and a power supply of the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 will be through the same control unit 34 regulated. One at the stage 16 applied mains voltage between 220 V and 230 V with a mains frequency between 49 Hz and 51 Hz is in the rectifier 36 rectified and in a buffer capacity 38 partially saved. The poles of buffer capacity 38 form two external contacts 40 . 41 , between which a pulsating DC voltage is applied. The heating frequency unit 30 is between the external contacts 40 . 41 arranged and converts the pulsating DC voltage into high-frequency alternating current. The heating frequency unit 30 points to each two between the external contacts 40 . 41 connected in series, designed as a bidirectional unipolar switch switching elements 44 . 45 each with a parallel-connected damping capacity 42 . 43 on. The switching elements 44 . 45 are each from an IGBT 52 . 54 (Insulated Gate Bipolar Transistor) and a diode connected in parallel 56 . 58 educated. A voltage tap 60 is in each case at a common contact of the two IGBTs 52 . 54 arranged. The control unit 34 caused by alternating, high-frequency control of the two IGBTs 52 . 54 at the voltage tap 60 a high-frequency AC voltage with pulsating amplitude, when connecting an induction heating unit 20 . 22 . 24 . 26 a high-frequency alternating current follows. The voltage tap 60 the heating frequency unit 30 is with a first input of the induction heating unit 20 directly connected. A second input of the induction heating unit 20 is directly with a resonance unit 80 connected. The induction heating unit 20 is arranged in half-bridge circuit.

Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist also eine Induktionsheizeinheit 20, eine Resonanzeinheit 80 und eine Heizfrequenzeinheit 30 auf, die in einem Betriebszustand einen Schwingkreis bilden. Die Resonanzeinheit 80 weist dabei zwei Resonanzkapazitäten 78, 79 auf. Die Resonanzkapazitäten 78, 79 sind in Reihe geschaltet, wobei die Resonanzkapazität 78 direkt mit dem Außenkontakt 40 verbunden ist und die andere Resonanzkapazität 79 direkt mit dem anderen Außenkontakt 41 verbunden ist. Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine Steuereinheit 34 auf, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter die Resonanzkapazitäten 78, 79 der Resonanzeinheit 80 und die beiden Dämpfungskapazitäten 42, 43 der Heizfrequenzeinheit gleichzeitig anzupassen. Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, jeweils die beiden Resonanzkapazitäten 78, 79 und die beiden Dämpfungskapazitäten 42, 43 zwischen zwei diskreten Werten umzuschalten. Dazu weisen die Resonanzeinheit 80 und die Heizfrequenzeinheit 30 jeweils vier Teilkapazitäten 82, 84, 83, 85 bzw. 46, 48, 47, 49 auf. Zwei Teilkapazitäten 82, 83 bzw. 84, 85 bzw. 46, 47 bzw. 48, 49 der Resonanzeinheit 80 bzw. der Heizfrequenzeinheit 30 sind jeweils zwischen den Außenkontakten 40, 41 in Reihe geschaltet und weisen gleiche Kapazitätswerte auf. Ein gemeinsamer Kontakt der Teilkapazitäten 46, 47 der Heizfrequenzeinheit 30 ist direkt mit dem ersten Eingang der Induktionsheizeinheit 20 verbunden. Ebenso ist ein gemeinsamer Kontakt der Teilkapazitäten 82, 83 der Resonanzeinheit 80 direkt mit dem zweiten Eingang der Induktionsheizeinheit 20 verbunden. Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist weiterhin ein Schaltelement 70 auf, das dazu vorgesehen ist, jeweils zwischen zwei Kapazitätswerten der beiden Resonanzkapazitäten 78, 79 und der beiden Dämpfungskapazitäten 42, 43 in einem einzigen Schaltvorgang umzuschalten. Das Schaltelement 70 ist als zweipoliger Einschalter ausgebildet. Das Schaltelement 70 ist als Relais ausgebildet. In einem offenen Zustand des Schaltelements 70 wird die Resonanzkapazität 78 bzw. 79 von der einzelnen Teilkapazität 82 bzw. 83 gebildet und die Dämpfungskapazität 42 bzw. 43 wird von der einzelnen Teilkapazität 46 bzw. 47 gebildet. Ist das Schaltelement 70 geschlossen, sind also die Kontakte des Schaltelements 70 paarweise direkt verbunden, sind die gemeinsamen Kontakte der Teilkapazitäten 46, 47 bzw. 48, 49 der Heizfrequenzeinheit 30 miteinander und die gemeinsamen Kontakte der Teilkapazitäten 82, 83 bzw. 84, 85 der Resonanzeinheit 80 miteinander über das Schaltelement 70 direkt verbunden. Die Resonanzkapazitäten 78 bzw. 79 werden in diesem Zustand von jeweils zwei parallel geschalteten Teilkapazitäten 82, 84 bzw. 83, 85 gebildet und die Dämpfungskapazitäten 42, 43 werden von jeweils zwei parallel geschalteten Teilkapazitäten 46, 48 bzw. 47, 49 gebildet. Die Werte der Resonanzkapazitäten 78 bzw. 79 erhöhen sich also vom Wert der Teilkapazität 82 bzw. 83 um den Wert der Teilkapazität 84 bzw. 85. Die Werte der Dämpfungskapazitäten 42 bzw. 43 erhöhen sich entsprechend vom Wert der Teilkapazität 46 bzw. 47 um den Wert der Teilkapazität 48 bzw. 49. Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, jeweils die beiden Resonanzkapazitäten 78, 79 und die beiden Dämpfungskapazitäten 42, 43 in Abhängigkeit von einer Leistungskenngröße der Induktionsheizeinheit 20 anzupassen. Als Leistungskenngröße findet die Schalterposition des Bedienelements 21 Anwendung, der durch die Steuereinheit 34 eine Leistung zugeordnet ist. Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, bei einer ersten Leistung der Induktionsheizeinheit 20 den beiden Resonanzkapazitäten 78, 79 und den beiden Dämpfungskapazitäten 42, 43 jeweils höhere Kapazitätswerte zuzuordnen als bei einer zweiten Leistung der Induktionsheizeinheit 20, wobei die zweite Leistung größer ist, als die erste Leistung. Bis zu einer Leistung von 700 W sind den Dämpfungskapazitäten 42, 43 und den Resonanzkapazitäten 78, 79 höhere Kapazitätswerte zugeordnet, als bei einer Leistung über 700 W. Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, jeweils die zwei Resonanzkapazitäten 78, 79 und die zwei Dämpfungskapazitäten 42, 43 in Abhängigkeit von einer Bedienereingabe anzupassen. In Abhängigkeit von einer Schaltstellung des Bedienelements 29 stellt die Steuereinheit 34 zwei Arbeitsmodi zur Verfügung. In einem ersten Arbeitsmodus legt die Steuereinheit 34 die Kapazitätswerte in Abhängigkeit von der angeforderten Leistung fest. In einem zweiten Betriebsmodus, Öko-Modus oder auch Class-DE-Modus genannt, wird die größte zur Wahl stehende Kapazität fest eingestellt. Eine im Öko-Modus maximal abrufbare Leistung wird dabei durch die Kapazitätswerte bestimmt. Die maximale Leistung beträgt 1000 W. Das Schaltelement 70 ist als Öffner ausgebildet, so dass in dem Öko-Modus, in dem das Schaltelement 70 geschlossen ist, auf einen Schaltstrom verzichtet werden kann. Grundsätzlich sind jedoch auch Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen das Schaltelement 70 als Schließer ausgebildet ist, also in einem Zustand, in dem kein Schaltstrom an einem Schaltkontakt anliegt, das Schaltelement 70 offen und in einem Zustand, in dem ein Schaltstrom an dem Schaltkontakt anliegt, geschlossen ist.The induction heater 12 thus has an induction heating unit 20 , a resonance unit 80 and a heating frequency unit 30 on that in one Operating state form a resonant circuit. The resonance unit 80 has two resonance capacities 78 . 79 on. The resonance capacities 78 . 79 are connected in series, with the resonance capacity 78 directly with the external contact 40 connected and the other resonant capacity 79 directly with the other external contact 41 connected is. Furthermore, the induction heater 12 a control unit 34 which is intended, depending on an operating parameter, the resonance capacities 78 . 79 the resonance unit 80 and the two damping capacities 42 . 43 to adjust the heating frequency unit at the same time. The control unit 34 is intended, in each case the two resonance capacities 78 . 79 and the two damping capacities 42 . 43 switch between two discrete values. For this purpose, the resonance unit 80 and the heating frequency unit 30 four partial capacities each 82 . 84 . 83 . 85 respectively. 46 . 48 . 47 . 49 on. Two partial capacities 82 . 83 respectively. 84 . 85 respectively. 46 . 47 respectively. 48 . 49 the resonance unit 80 or the heating frequency unit 30 are each between the external contacts 40 . 41 connected in series and have the same capacity values. A joint contact of the partial capacities 46 . 47 the heating frequency unit 30 is directly connected to the first input of the induction heating unit 20 connected. Likewise is a common contact of the partial capacities 82 . 83 the resonance unit 80 directly to the second input of the induction heating unit 20 connected. The induction heater 12 also has a switching element 70 , which is provided, in each case between two capacitance values of the two resonance capacities 78 . 79 and the two damping capacities 42 . 43 to switch in a single shift. The switching element 70 is designed as a two-pole power switch. The switching element 70 is designed as a relay. In an open state of the switching element 70 becomes the resonant capacity 78 respectively. 79 from the individual partial capacity 82 respectively. 83 formed and the damping capacity 42 respectively. 43 is determined by the individual partial capacity 46 respectively. 47 educated. Is the switching element 70 closed, so are the contacts of the switching element 70 directly connected in pairs, are the common contacts of the partial capacities 46 . 47 respectively. 48 . 49 the heating frequency unit 30 together and the common contacts of the partial capacities 82 . 83 respectively. 84 . 85 the resonance unit 80 with each other via the switching element 70 directly connected. The resonance capacities 78 respectively. 79 are in this state of two parallel partial capacities 82 . 84 respectively. 83 . 85 formed and the damping capacities 42 . 43 each of two parallel partial capacities 46 . 48 respectively. 47 . 49 educated. The values of resonance capacities 78 respectively. 79 thus increase from the value of the partial capacity 82 respectively. 83 by the value of the partial capacity 84 respectively. 85 , The values of the damping capacities 42 respectively. 43 increase accordingly from the value of the partial capacity 46 respectively. 47 by the value of the partial capacity 48 respectively. 49 , The control unit 34 is intended, in each case the two resonance capacities 78 . 79 and the two damping capacities 42 . 43 depending on a performance characteristic of the induction heating unit 20 adapt. As a performance parameter is the switch position of the control 21 Application by the control unit 34 a service is assigned. The control unit 34 is intended for a first power of the induction heating unit 20 the two resonance capacities 78 . 79 and the two damping capacities 42 . 43 each assign higher capacity values than a second power of the induction heating unit 20 , wherein the second power is greater than the first power. Up to a power of 700 W are the damping capacities 42 . 43 and the resonance capacities 78 . 79 higher capacitance values than with a power above 700 W. The control unit 34 is intended, in each case the two resonance capacities 78 . 79 and the two damping capacities 42 . 43 depending on an operator input. Depending on a switching position of the operating element 29 puts the control unit 34 Two working modes available. In a first working mode, the control unit sets 34 the capacity values depending on the requested performance. In a second operating mode, called Eco mode or Class-DE mode, the largest available capacity is fixed. A maximum retrievable power in the eco mode is determined by the capacity values. The maximum power is 1000 W. The switching element 70 is designed as an opener, so that in the eco-mode in which the switching element 70 is closed, can be dispensed with a switching current. In principle, however, embodiments of the invention are also conceivable in which the switching element 70 is designed as a closer, so in a state in which no switching current is applied to a switching contact, the switching element 70 open and in a state in which a switching current is applied to the switching contact, is closed.

Die Teilkapazitäten 82, 83 der Resonanzeinheit 80 weisen einen Kapazitätswert von 1440 nF auf und die Teilkapazitäten 84, 85 der Resonanzeinheit 80 weisen einen Kapazitätswert von 2820 nF auf. Die Teilkapazitäten 46, 47 der Heizfrequenzeinheit 30 weisen einen Kapazitätswert von 15 nF auf und die Teilkapazitäten 48, 49 der Heizfrequenzeinheit 30 weisen einen Kapazitätswert von 165 nF auf.The partial capacities 82 . 83 the resonance unit 80 have a capacity value of 1440 nF and the partial capacities 84 . 85 the resonance unit 80 have a capacity value of 2820 nF. The partial capacities 46 . 47 the heating frequency unit 30 have a capacity value of 15 nF and the partial capacities 48 . 49 the heating frequency unit 30 have a capacity value of 165 nF.

Wird eine Leistungsanforderung für die Induktionsheizeinheit 20 geändert, wird überprüft, in welchem Leistungsbereich, also über oder unter 700 W, die angeforderte Leistung liegt. Änderte sich der Leistungsbereich im Vergleich zur zuvor eingestellten Leistung werden die Kapazitätswerte der Resonanzkapazitäten 78, 79 und der Dämpfungskapazitäten 42, 43 gleichzeitig angepasst. Während der Anpassung ist die Heizfrequenzeinheit 30 inaktiv, erzeugt also keinen hochfrequenten Wechselstrom.Will be a power requirement for the induction heating unit 20 is changed, in which power range, ie above or below 700 W, the requested power is. Changed the power range compared to the previously set power will be the capacitance values of the resonant capacitances 78 . 79 and the damping capacities 42 . 43 adjusted at the same time. During the Adaptation is the heating frequency unit 30 inactive, so does not generate high-frequency alternating current.

In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Resonanzeinheit 80 und die Heizfrequenzeinheit 30, wie gepunktet angedeutet, jeweils ein drittes Paar Teilkapazitäten 86, 87 bzw. 50, 51 auf. Diese Teilkapazitäten 86, 87 bzw. 50, 51 können über ein Schaltelement 72 zu den Teilkapazitäten 84, 85 bzw. 48, 49 parallel geschaltet werden. Das Schaltelement 72 ist wie das Schaltelement 70 ausgebildet. Grundsätzlich ist jedoch denkbar, das eines der Schaltelemente 70, 72 als Öffner und das andere als Schließer ausgebildet ist, um eine Gesamteffizienz zu steigern. Somit sind jeweils drei Kapazitätswerte für die Resonanzkapazitäten 78, 79 bzw. Dämpfungskapazitäten 42, 43 möglich. Ist in einer alternativen Ausgestaltung das Schaltelement 72 zwischen den gemeinsamen Kontakten der Teilkapazitäten 46, 47 bzw. 50, 51 und zwischen den gemeinsamen Kontakten der Teilkapazitäten 82, 83 bzw. 86, 87 angeordnet, sind jeweils vier unterschiedliche Kapazitätswerte möglich, wenn die Kapazitätswerte der Teilkapazitäten 48 und 50 bzw. 84 und 86 unterschiedlich sind. Beide Varianten sind auf beliebig viele Paare von Teilkapazitäten erweiterbar. In dieser Ausgestaltung, in der jeweils eine Teilkapazität immer mit der Induktionsheizeinheit verbunden ist, kann eine erhöhte Sicherheit erreicht werden.In a further embodiment, the resonance unit 80 and the heating frequency unit 30 , as indicated by dots, in each case a third pair of partial capacities 86 . 87 respectively. 50 . 51 on. These partial capacities 86 . 87 respectively. 50 . 51 can have a switching element 72 to the partial capacities 84 . 85 respectively. 48 . 49 be switched in parallel. The switching element 72 is like the switching element 70 educated. In principle, however, it is conceivable that one of the switching elements 70 . 72 designed as an opener and the other as normally open to increase overall efficiency. Thus, in each case three capacity values for the resonance capacities 78 . 79 or damping capacities 42 . 43 possible. Is in an alternative embodiment, the switching element 72 between the joint contacts of the sub-capacities 46 . 47 respectively. 50 . 51 and between the joint contacts of the sub-capacities 82 . 83 respectively. 86 . 87 four different capacity values are possible if the capacity values of the partial capacities 48 and 50 respectively. 84 and 86 are different. Both variants can be extended to any number of pairs of partial capacities. In this embodiment, in each case a partial capacity is always connected to the induction heating, increased security can be achieved.

Beispielsweise sind in einer weiteren Ausgestaltung vier Stufen vorgesehen. In einem ersten Bereich der Leistung der Induktionsheizeinheit 20 zwischen 0 W und 500 W sind die Kapazitätswerte der Resonanzkapazitäten 78, 79 und der Dämpfungskapazitäten 42, 43 maximal, das heißt, alle jeweils verfügbaren Teilkapazitäten sind parallel geschaltet. In einem zweiten Bereich zwischen 500 W und 1000 W ist jeweils eine Teilkapazität von einer Parallelschaltung ausgeschlossen. In einem dritten Bereich zwischen 1000 W und 2200 W ist jeweils entweder eine weitere Teilkapazität oder eine andere Teilkapazität von der Parallelschaltung ausgeschlossen, so dass ein Kapazitätswert jeweils kleiner ist als im zweiten Bereich. In einem vierten Bereich zwischen 2200 W und 3300 W sind die Resonanzkapazitäten 78, 79 bzw. Dämpfungskapazitäten 42, 43 jeweils von einer einzelnen Teilkapazität gebildet.For example, in a further embodiment, four stages are provided. In a first range of power of the induction heating unit 20 between 0 W and 500 W are the capacitance values of the resonance capacities 78 . 79 and the damping capacities 42 . 43 maximum, that is, all available partial capacities are connected in parallel. In a second range between 500 W and 1000 W, a partial capacitance is excluded from a parallel connection. In a third range between 1000 W and 2200 W, either a further sub-capacitance or a different sub-capacitance is excluded from the parallel connection, so that a capacitance value is smaller in each case than in the second range. In a fourth range between 2200 W and 3300 W are the resonance capacities 78 . 79 or damping capacities 42 . 43 each formed by a single partial capacity.

In weiteren Ausgestaltungsvarianten sind lediglich zwei Heizfrequenzeinheiten 30 für die vier Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 vorgesehen. Dazu ist zwischen den Heizfrequenzeinheiten 30 und den Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 eine Schaltanordnung vorgesehen. Die Steuereinheit 34 ist in einer derartigen Ausgestaltung dazu vorgesehen, die Schaltanordnung so anzusteuern, dass die Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 abwechseln mit den Heizfrequenzeinheiten 30 direkt verbunden sind. In einer derartigen Ausgestaltung ist es ebenfalls denkbar, dass eine Anzahl der Resonanzeinheiten 80 auf zwei reduziert wird und sich jeweils zwei Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 eine Resonanzeinheit 80 teilen oder zwischen den Resonanzeinheiten 80 und den Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 eine weitere Schaltanordnung angeordnet ist, die dazu vorgesehen ist, die Resonanzeinheiten 80 abwechseln, entsprechend der Verbindung der Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 zu den Heizfrequenzeinheiten 30, mit den Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 zu verbinden.In further embodiment variants are only two heating frequency units 30 for the four induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 intended. This is between the heating frequency units 30 and the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 a switching arrangement is provided. The control unit 34 is provided in such an embodiment to control the switching arrangement so that the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 alternating with the heating frequency units 30 are directly connected. In such an embodiment, it is also conceivable that a number of resonance units 80 is reduced to two and each two induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 a resonance unit 80 divide or between the resonance units 80 and the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 a further switching arrangement is provided, which is provided to the resonance units 80 alternate, according to the connection of the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 to the heating frequency units 30 , with the induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 connect to.

In weiteren Ausgestaltungsformen weist die Induktionsheizvorrichtung 12 Sensoren auf, die dazu vorgesehen sind, eine in der Induktionsheizeinheit 20 umgesetzte Leistung zu messen und die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von dieser Leistungskenngröße die Kapazitätswerte festzulegen. Eine Anzahl an Induktionsheizeinheiten 20, 22, 24, 26 kann in weiteren Ausgestaltungsformen beliebig angepasst werden.In further embodiments, the induction heating device 12 Sensors, which are intended, one in the induction heating unit 20 measure converted power and the control unit 34 is intended to determine the capacity values depending on this performance characteristic. A number of induction heating units 20 . 22 . 24 . 26 can be adapted as desired in further embodiments.

In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a an die Bezugszeichen des weiteren Ausführungsbeispiels angefügt.In the 3 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, wherein with respect to like-named components, in particular with regard to components having the same reference numerals, in principle also to the drawings and / or the description of the embodiment of 1 and 2 can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a is added to the reference numerals of the further embodiment.

3 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, in der die Induktionsheizeinheit 20a in Reihe mit der Resonanzeinheit 80a zwischen zwei Heizfrequenzeinheiten 30a, 30’a angeordnet ist. Die Induktionsheizeinheit 20a ist also in Vollbrückenschaltung angeordnet. Das Schaltelement 70a ist als dreipoliger Einschalter ausgebildet, da hier jeweils die Dämpfungskapazitäten 42a, 43a und 42’a, 43’a beider Heizfrequenzeinheiten 30a, 30’a und die Resonanzkapazität 78a angepasst werden müssen. In einem ersten Betriebszustand besteht die Resonanzkapazität 78a aus einer Teilkapazität 82a, der in einem zweiten Betriebszustand eine Teilkapazität 84a über das Schaltelement 70a parallel geschaltet wird. 3 shows an embodiment of the invention, in which the induction heating unit 20a in series with the resonance unit 80a between two heating frequency units 30a . 30'a is arranged. The induction heating unit 20a is thus arranged in full bridge circuit. The switching element 70a is designed as a three-pole power switch, since here each of the damping capacities 42a . 43a and 42'a . 43'a both heating frequency units 30a . 30'a and the resonance capacity 78a need to be adjusted. In a first operating state, the resonance capacity exists 78a from a partial capacity 82a , which in a second operating state, a partial capacity 84a over the switching element 70a is switched in parallel.

Auch diese Ausgestaltung ist auf beliebige Anzahlen an zuschaltbaren Teilkapazitäten erweiterbar. Es sind weiterhin Ausgestaltungen als Induktionsbackofen und/oder andere, dem Fachmann als geeignet erscheinende Geräte und/oder Hausgeräte denkbar.This embodiment can also be extended to any number of switchable partial capacities. Furthermore, embodiments as induction baking ovens and / or other appliances and / or household appliances that appear suitable to a person skilled in the art are conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Hausgeräthousehold appliance
1212: Induktionsheizvorrichtunginduction heating
1414: KochfeldplatteHotplate
1616: Phasephase
1818: Leistungsmodulpower module
2020: Induktionsheizeinheitinduction heating
2121: Bedienelementoperating element
2222: Induktionsheizeinheitinduction heating
2323: Bedienelementoperating element
2424: Induktionsheizeinheitinduction heating
2525: Bedienelementoperating element
2626: Induktionsheizeinheitinduction heating
2727: Bedienelementoperating element
2828: Bedieneinheitoperating unit
2929: Bedienelementoperating element
3030: HeizfrequenzeinheitHeizfrequenzeinheit
3434: Steuereinheitcontrol unit
3636: Gleichrichterrectifier
3838: Pufferkapazitätbuffering capacity
4040: Außenkontaktoutside Contact
4141: Außenkontaktoutside Contact
4242: Dämpfungskapazitätdamping capacity
4343: Dämpfungskapazitätdamping capacity
4444: Schaltelementswitching element
4545: Schaltelementswitching element
4646: Teilkapazitätpartial capacity
4747: Teilkapazitätpartial capacity
4848: Teilkapazitätpartial capacity
4949: Teilkapazitätpartial capacity
5050: Teilkapazitätpartial capacity
5151: Teilkapazitätpartial capacity
5252: IGBTIGBT
5454: IGBTIGBT
5656: Diodediode
5858: Diodediode
6060: Spannungsabgriffvoltage tap
7070: Schaltelementswitching element
7272: Schaltelementswitching element
7878: Resonanzkapazitätresonant capacitance
7979: Resonanzkapazitätresonant capacitance
8080: Resonanzeinheitresonance unit
8282: Teilkapazitätpartial capacity
8383: Teilkapazitätpartial capacity
8484: Teilkapazitätpartial capacity
8585: Teilkapazitätpartial capacity
8686: Teilkapazitätpartial capacity
8787: Teilkapazitätpartial capacity

Claims

Induction heating device, in particular induction hob device, with at least one induction heating unit ( 20 . 22 . 24 . 26 ; 20a ), at least one resonance unit ( 80 . 80a ) and at least one heating frequency unit ( 30 ; 30a ), which form a resonant circuit in at least one operating state, and with a control unit ( 34 ; 34a ), characterized in that the control unit ( 34 ; 34a ) is provided, depending on at least one operating parameter at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) of the resonance unit ( 80 ; 80a ) and at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) of the heating frequency unit ( 30 ) at the same time.

Induction heating device according to claim 1, characterized in that the control unit ( 34 ; 34a ) is provided, in each case the at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) and the at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) to switch between at least two discrete values.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 34 ; 34a ) is provided, in each case the at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) and the at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) at least in dependence on a performance characteristic of the induction heating unit ( 20 . 22 . 24 . 26 ; 20a ).

Induction heating device according to claim 3, characterized in that the control unit ( 34 ; 34a ) is provided to at least a first power of the induction heating unit ( 20 . 22 . 24 . 26 ; 20a ) of the at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) and the at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) each have higher capacitance values than at least a second power of the induction heating unit ( 20 . 22 . 24 . 26 ; 20a ), wherein the at least one second power is greater than the at least one first power.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 34 ; 34a ) is provided, in each case the at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) and the at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) adapt at least in response to an operator input.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized by at least one switching element ( 70 . 72 ; 70a ), which is provided in each case between at least two capacitance values of the at least one resonance capacity ( 78 . 79 ; 78a ) and the at least one damping capacity ( 42 . 43 ; 42a . 42'a . 43a . 43'a ) switch in a single switching operation.

Induction heating device according to one of the preceding claims, characterized in that the induction heating unit ( 20 . 22 . 24 . 26 ; 20a ) is arranged in half-bridge circuit.

Domestic appliance with an induction heating device ( 12 ; 12a ) according to any one of the preceding claims.

Method for operating an induction heating device ( 12 ; 12a ) according to one of claims 1 to 7.