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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mikrowellenheizvorrichtung eines Gargeräts sowie ein Gargerät mit einer Mikrowellenheizvorrichtung.
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In Groß- bzw. Profiküchen kommen Gargeräte zum Einsatz, die mehrere Baugruppen umfassen, um ein Gargut in gewünschter Weise zu garen. Bei diesen Baugruppen kann es sich um einen Dampfgenerator, eine Heißluftheizvorrichtung bzw. eine Mikrowellenheizvorrichtung handeln.
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Die Mikrowellenheizvorrichtung kann ein Magnetron oder ein Halbleiterbauteil umfassen, um die entsprechende Mikrowellenquelle zu realisieren, die die elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen) bereitstellt. Die Verwendung eines Halbleiterbauteils als Mikrowellenquelle bei einem Gargerät wird auch als „Solid-State-Cooking“ bezeichnet. Der Vorteil von Halbleiterbauteilen als Mikrowellenquelle gegenüber herkömmlichen Magnetrons liegt darin, dass die Leistung und die Phase der erzeugten Mikrowellen gesteuert werden können, insbesondere die von mehreren Einspeiseeinheiten der Mikrowellenheizvorrichtung eingespeisten Mikrowellen. Insofern ist es möglich, dass die elektromagnetischen Wellen gezielt überlagert werden, um ein in einem Garraum des Gargeräts eingebrachtes Gargut besonders effizient zu erwärmen. Es wird also eine gezielte Interferenz zwischen den elektromagnetischen Wellen verursacht. Hierzu müssen die einzelnen elektromagnetischen Wellen der unterschiedlichen Einspeiseeinheiten exakt angesteuert werden. Den unterschiedlichen Einspeiseeinheiten ist dabei jeweils ein Kanal zugeordnet, der entsprechend geregelt werden muss, um die Parameter Amplitude und Phase der erzeugten elektromagnetischen Wellen zu stabilisieren, also hinsichtlich der gezielten Überlagerung exakt anzusteuern.
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Als problematisch hat sich hierbei herausgestellt, dass die Genauigkeit der Regelung der Parameter, also von Phase und Amplitude der elektromagnetischen Wellen, stark von der Genauigkeit der Messung abhängt, die zur Regelung der Parameter herangezogen wird. Wenn mehrere Einspeiseeinheiten gleichzeitig aktiv sind, also gleichzeitig elektromagnetische Wellen in den Garraum einspeisen, dann können die eingespeisten elektromagnetischen Wellen teilweise zurückreflektiert bzw. zurückgespeist werden, wodurch die entsprechenden Messergebnisse fehlerbehaftet sind. Diese ungenauen Messungen haben dann eine fehlerhafte Regelung der Parameter zur Folge, wodurch die Effizienz der Mikrowellenheizvorrichtung entsprechend vermindert wird. Im ungünstigsten Fall kann es sogar zur Instabilität des Regelkreises kommen, sodass die Mikrowellenheizvorrichtung notabgeschaltet wird.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Gargerät bereitzustellen, mit denen es möglich ist, Gargut besonders effizient und ausfallsicher mittels Mikrowellen zu garen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Mikrowellenheizvorrichtung eines Gargeräts gelöst, das mehrere Einspeiseeinheiten aufweist, wobei eine Regelungsphase vorgesehen ist, in der zumindest die Phase und/oder die Amplitude der über die Einspeiseeinheiten ausgesandten elektromagnetischen Wellen geregelt werden, wobei während der Regelungsphase die mehreren Einspeiseeinheiten sequenziell geregelt werden.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist es, dass eine gegenseitige Störung von mehreren Einspeiseeinheiten vermieden wird, indem die einzelnen Einspeiseeinheiten sequenziell in einer vorbestimmten Regelungsphase geregelt werden, also jeweils einzeln nacheinander. Dies stellt sicher, dass die Messung nicht durch zurückreflektierte bzw. in die Einspeiseeinheiten zurückgespeiste Anteile der eingespeisten elektromagnetischen Wellen gestört werden, wodurch es zu fehlerbehafteten Messungen käme, wie dies der Fall ist, wenn elektromagnetischen Wellen durch zwei oder mehr Einspeiseeinheiten gleichzeitig in den Garraum eingespeist werden. Eine Einspeiseeinheit umfasst insbesondere eine Modulationseinheit, über die die von einer Mikrowellenquelle erzeugten elektromagnetischen Wellen moduliert werden, sowie eine der Mikrowellenquelle zugeordnete Antenne, über die die erzeugten elektromagnetischen Wellen in den Garraum eingespeist bzw. ausgesandt werden.
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Gemäß einem Aspekt ist die Regelungsphase in mehrere Zeitabschnitte unterteilt, in denen jeweils eine der Einspeiseeinheiten separat geregelt wird. Dementsprechend ist jeder Einspeiseeinheit ein eigener Zeitabschnitt der gesamten Regelungsphase zugeordnet, in dem ausschließlich die entsprechende Einspeiseeinheit aktiv ist und geregelt wird. Die Regelungsphase der Mikrowellenheizvorrichtung umfasst demnach mehrere Regelungsabschnitte, in denen jeweils nur eine einzelne Einspeiseeinheit geregelt wird. Die mehreren Zeitabschnitte können gleich lang sein.
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Insbesondere entspricht die Anzahl der Zeitabschnitte der Anzahl der Einspeiseeinheiten. Hierdurch ist sichergestellt, dass jede der Einspeiseeinheiten separat geregelt werden kann, da sie alle jeweils einen eigenen Zeitabschnitt haben, in dem ausschließlich die entsprechend zugeordnete Einspeiseeinheit geregelt wird.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die übrigen Einspeiseeinheiten im jeweiligen Zeitabschnitt abgeschaltet werden, in dem die eine Einspeiseeinheit geregelt wird. Dies hat zur Folge, dass die übrigen Einspeiseeinheiten bei der Regelung der dem Zeitabschnitt zugeordneten Einspeiseeinheit lediglich als passive Einspeiseeinheiten wirken, insbesondere ihre Antennen passiv sind. Folglich werden während des Regelungsabschnitts der einen Einspeiseeinheit keine elektromagnetischen Wellen über die übrigen Einspeiseeinheiten in den Garraum eingespeist, sodass zurückreflektierte Anteile der von den übrigen Einspeiseeinheiten eingespeisten elektromagnetischen Wellen nicht in die eine Einspeiseeinheit zurückgespeist werden können, die während des Regelungsabschnitts geregelt wird. Insofern wird das zur Regelung der einen Einspeiseeinheit herangezogene Messergebnis nicht verfälscht.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass während der Regelungsphase Streuparameter eines der Mikrowellenheizvorrichtung zugeordneten Systems ermittelt werden. Das System kann dabei den Garraum, das im Garraum eingebrachte Gargut bzw. Garzubehör sowie die Einspeiseeinheiten selbst umfassen, insbesondere deren Antennen. Über die Streuparameter (S-Parameter) lässt sich in einfacher Weise das Reflexionsverhalten des Systems ermitteln, also des Garraums sowie des im Garraum eingebrachten Garguts bzw. des Garzubehörs. Die S-Parameter lassen sich in der Regelungsphase fehlerfrei messen, da nur eine Einspeiseeinheit aktiv ist, wohingegen die übrigen Einspeiseeinheiten abgeschaltet sind. Insofern ist während der gesamten Regelungsphase jeweils nur ein Kanal gleichzeitig aktiv. Die entsprechende Messung der S-Parameter eines jeweiligen Kanals kann demnach zeitgleich mit der Regelung der Einspeiseeinheit im zugeordneten Zeitabschnitt erfolgen. Insbesondere wird der zugeordnete Zeitabschnitt für jede Einspeiseeinheit verlängert, sodass die Messung der S-Parameter im Anschluss an die jeweilige Regelung der entsprechenden Einspeiseeinheit erfolgt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt werden während der Regelungsphase Stellwerte für die Einspeiseeinheiten ermittelt und gespeichert. Bei den Stellwerten handelt es sich um Einstellungen der Komponenten der jeweiligen Einspeiseeinheiten, um diese entsprechend einzustellen, sodass die Mikrowellenstrahlen effizient eingespeist werden können. Die Stellwerte für die Einspeiseeinheiten sind insbesondere für die Steuerung der Amplitude und Phase der elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen) von Bedeutung, sodass diese entsprechend exakt angesteuert werden. Die Ermittlung dieser Stellwerte erfolgt über Messungen der Ist-Werte der Phase und Amplitude der eingespeisten elektromagnetischen Wellen. Diese Messungen sind aufgrund des lediglich einen aktiven Kanals weniger fehlerbehaftet.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass eine regelungsfreie Heizphase nach der Regelungsphase durchgeführt wird, wobei während der Heizphase mehrere der Einspeiseeinheiten eingeschaltet werden. Insbesondere werden alle Einspeiseeinheiten eingeschaltet, sodass eine wirkungsvolle und effiziente Mikrowellenheizung des Garguts erfolgt. In der Heizphase werden die Einspeiseeinheiten in der Weise geregelt, wie dies in der vorgeschalteten Regelungsphase ermittelt wurde, sodass die Heizphase mit den aktuellen Regelparametern durchgeführt wird.
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Insbesondere beträgt die Dauer der Regelungsphase 0,25 bis 2 Prozent der Dauer der Heizphase: Beispielsweise beträgt die Dauer 0,5 bis 1,5 Prozent, insbesondere 0,75 bis 1,25 Prozent. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Heizleistung und die damit einhergehende effektive Heizwirkung der Mikrowellenheizvorrichtung trotz der separat ausgebildeten Regelungsphase wenig beeinträchtigt sind. Die Regelungsphase ist verhältnismäßig kurz gegenüber der langen Heizphase, sodass die Heizleistung zunächst lediglich um den entsprechenden Prozentsatz der Dauer der Regelungsphase in Bezug auf die Dauer der Heizphase verringert ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt werden zu Beginn der Heizphase die ermittelten und gespeicherten Stellwerte geladen und für den Betrieb der Einspeiseeinheiten während der regelungsfreien Heizphase herangezogen. Dies stellt sicher, dass die zuvor ermittelten Stellwerte für die Einspeiseeinheiten verwendet werden, um die regelungsfreie Heizphase möglichst effizient zu betreiben. Insofern werden die aktuell ermittelten Stellwerte herangezogen, um die Einspeiseeinheiten in der nachfolgenden Heizphase entsprechend anzusteuern.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass sowohl die Regelungsphase als auch die Heizphase periodisch ablaufen. Insofern handelt es sich um eine Heizperiode sowie eine Regelungsperiode, die sich jeweils (periodisch) abwechseln. Hierdurch ist sichergestellt, dass die in der Heizphase vorgesehenen Stellwerte stets aktualisiert werden, da vor jeder Heizphase eine Regelungsphase vorgesehen ist.
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Generell ergeben sich hierdurch eine verbesserte Genauigkeit und verbesserte Stabilität der Regelung.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Gargerät mit einer Mikrowellenheizvorrichtung, die wenigstens eine Mikrowellenquelle und mehrere Einspeiseeinheiten umfasst, wobei die Mikrowellenheizvorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren der zuvor genannten Art auszuführen. Insofern ergeben sich die genannten Vorteile in analoger Weise für das Gargerät.
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Bei der Mikrowellenquelle handelt es sich insbesondere um eine gemeinsame Mikrowellenquelle, die den mehreren Einspeiseeinheiten entsprechend zugeordnet ist. Demnach werden die unterschiedlichen Einspeiseeinheiten von ein und derselben Mikrowellenquelle mit elektromagnetischen Wellen versorgt, sodass sichergestellt ist, dass die zu verarbeitenden elektromagnetischen Wellen, die entsprechend geregelt werden, einen Phasenbezug zueinander haben.
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Alternativ zur gemeinsamen Mikrowellenquelle können mehrere, miteinander synchronisierte Mikrowellenquellen verwendet werden, sodass die von den mehreren Mikrowellenquellen erzeugten elektromagnetischen Wellen ebenfalls einen Phasenbezug zueinander haben.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargeräts,
- - 2 eine schematische Darstellung einer Mikrowellenheizvorrichtung, die in einem erfindungsgemäßen Gargerät eingesetzt wird,
- - 3 eine detaillierte Darstellung einer Einspeiseeinheit der Mikrowellenheizvorrichtung gemäß 2, und
- - 4 ein Zeitdiagramm, das das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung der Mikrowellenheizvorrichtung verdeutlicht.
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In 1 ist ein Gargerät 10 gezeigt, das ein Gehäuse 12 sowie einen vom Gehäuse 12 umgebenen Garraum 14 aufweist, in dem ein Gargut gegart werden kann.
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Das Gehäuse 12 umgibt zudem einen Technikraum 16, in dem Baugruppen des Gargeräts 10 zumindest teilweise untergebracht sind, die für den Betrieb des Gargeräts 10 nötig sind. Bei den Baugruppen kann es sich um einen Dampfgenerator, eine Heißluftheizvorrichtung und/oder eine Mikrowellenheizvorrichtung 18 handeln, die in der 1 schematisch dargestellt ist.
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In 2 ist die Mikrowellenheizvorrichtung 18, die dem Garraum 14 zugeordnet ist, detaillierter gezeigt. Hieraus geht hervor, dass die Mikrowellenheizvorrichtung 18 eine gemeinsame Mikrowellenquelle 20 aufweist, die beispielsweise durch ein Halbleiterbauteil gebildet ist.
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In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Mikrowellenheizvorrichtung 18 vier Einspeiseeinheiten 22 - 28, die mit der Mikrowellenquelle 20 gekoppelt sind. Über die Einspeiseeinheiten 22 - 28 können die elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen) in den Garraum 14 eingespeist werden, um das im Garraum 14 befindliche Gargut zu erwärmen.
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Die Einspeiseeinheiten 22 - 28 umfassen jeweils eine Antenne 30, eine Verstärkereinheit 32 sowie eine Modulationseinheit 34, wie aus der 2 hervorgeht. Mit der Modulationseinheit 34 lässt sich eine sogenannte I&Q-Modulation (In-Phase- & Quadrature-Modulation) der elektromagnetischen Wellen vornehmen, um die von den mehreren Einspeiseeinheiten 22 - 28 eingespeisten elektromagnetischen Wellen gezielt zu überlagern, insbesondere hinsichtlich Phase und Amplitude.
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Die von der gemeinsamen Mikrowellenquelle 20 erzeugte Mikrowellenstrahlung wird demnach auf die vier Einspeiseeinheiten 22 - 28 verteilt, wobei die entsprechenden elektromagnetischen Wellen über die Modulationseinheiten 34 der jeweiligen Einspeiseeinheiten 22 - 28 moduliert und anschließend über die Verstärkereinheiten 32 verstärkt werden. Die entsprechend modulierten und verstärkten elektromagnetischen Wellen (Mikrowellenstrahlung) werden dann über die jeweiligen Antennen 30 der Einspeiseeinheiten 22 - 28 in den Garraum 14 eingespeist, um das im Garraum 14 befindliche Gargut zu erwärmen.
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Die vier Einspeiseeinheiten 22 - 28 bilden dabei jeweils einen entsprechenden Kanal 36 - 42 aus.
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Anstelle der gemeinsam ausgebildeten Mikrowellenquelle 20 können auch mehrere Mikrowellenquellen vorgesehen sein, die untereinander synchronisiert sind, wodurch die Phasenlagen der von den mehreren Mikrowellenquellen ausgesandten elektromagnetischen Wellen zueinander in Bezug stehen.
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In 3 ist eine einzelne der mehreren Einspeiseeinheiten 22 - 28 detailliert gezeigt, die bei der in 2 gezeigten Mikrowellenheizvorrichtung 18 verwendet werden kann.
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Aus der 3 geht hervor, dass die jeweiligen Einspeiseeinheiten 22 - 28 neben der Antenne 30, der Verstärkereinheit 32 sowie der Modulationseinheit 34 jeweils einen Zirkulator 44 umfassen, über den das von der gemeinsamen Mikrowellenquelle 20 ausgehende Signal an die entsprechende Antenne 30 weitergeleitet wird. Etwaige in die entsprechende Einspeiseeinheit 22 - 28 zurückgespeiste elektromagnetische Wellen, die vom Garraum 14 zurückreflektiert und von der Antenne 30 aufgenommen werden, können aufgrund des Zirkulators 44 nicht in die Verstärkereinheit 32 zurückgespeist werden, sodass der Zirkulator 44 einen entsprechenden Schutz für die Mikrowellenheizvorrichtung 18 darstellt. Der Zirkulator 44 weist hierzu einen dritten Port auf, an dem ein Widerstand angeschlossen ist, an den der Zirkulator 44 die zurückgespeisten elektromagnetischen Wellen weiterleitet.
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Zwischen dem Zirkulator 44 und der Antenne 30 ist zudem ein Richtkoppler 46 vorgesehen, über den eine Rücklaufschleife 48 zur Modulationseinheit 34 gebildet ist, die eine entsprechende Demodulationskomponente 50 umfasst.
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Mit dem Richtkoppler 46 und der Rücklaufschleife 48 lassen sich die elektromagnetischen Wellen, die in den Garraum 14 eingespeist werden sollen, zur Modulationseinheit 34 zurückführen, insbesondere zu deren Demodulationskomponente 50, um die entsprechenden Messdaten für die Regelung zu erhalten. Hierbei handelt es sich um die Istwerte der Phase und Amplitude der eingespeisten elektromagnetischen Wellen.
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Des Weiteren geht aus der 3 hervor, dass jede Einspeiseeinheit 22 - 28 über ein Steuerungsmodul 52 verfügt, mit dem die Modulationseinheit 34 gekoppelt ist. Das Steuerungsmodul 52 erhält in der gezeigten Ausführungsform von einer übergeordneten Steuerung 54 Soll-Werte für die Phase und die Amplitude der elektromagnetischen Wellen, die über die entsprechende Einspeiseeinheit 22 - 28 in den Garraum 14 eingespeist werden.
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Diese Soll-Werte werden im Steuerungsmodul 52 mit den gemessenen Ist-Werten der Phase und der Amplitude abgeglichen, um entsprechende Stellwerte für die jeweilige Einspeiseeinheit 22 - 28 zu ermitteln, insbesondere deren Komponenten wie der Modulationseinheit 34 und/oder der Verstärkereinheit 32. Dementsprechend ist eine Regelschleife 56 der jeweiligen Einspeiseeinheit 22 - 28 ausgebildet.
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Das Steuerungsmodul 50 steuert die Modulationseinheit 34 an, um den zuvor ermittelten Stellwert anzuwenden. Die Modulationseinheit 34 ist zudem mit einem Hochfrequenz-Lokaloszillator 58 gekoppelt, über den die von der gemeinsamen Mikrowellenquelle 20 erzeugten Mikrowellen entsprechend moduliert werden.
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In der Modulationseinheit 34 werden die IQ-Werte der elektromagnetischen Wellen dann aufgrund der erhaltenen Stellwerte eingestellt, wobei das entsprechend modulierte Signal an die Verstärkereinheit 32 weitergeleitet wird, die zwei Verstärkerkomponenten 60, 62 umfasst, um das Signal bzw. die elektromagnetischen Wellen hinsichtlich der Leistung einzustellen. Insbesondere umfasst die Verstärkereinheit 32 einen Treiber 60 sowie einen Endverstärker 62.
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Der erläuterte Aufbau einer Einspeiseeinheit 22 - 28 gilt in analoger Weise für die übrigen Einspeiseeinheiten 22 - 28, die in 2 gezeigt sind.
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Generell können die einzelnen Steuerungsmodule 52 sowie die übergeordnete Steuerung 54 auch zusammen als eine Steuerung ausgebildet sein.
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Anhand der 4, in der ein Zeitdiagramm während des Betriebs des Gargeräts 10 gezeigt ist, wird nachfolgend ein Verfahren zur Ansteuerung der Mikrowellenheizvorrichtung 18 erläutert, mit dem diese besonders effizient betrieben wird.
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Die übergeordnete Steuerung 54 des Gargeräts 10 kann die einzelnen Einspeiseeinheiten 22 - 28 ansteuern, insbesondere deren Steuerungsmodule 52, sodass die mehreren Einspeiseeinheiten 22 - 28 sequenziell in einer Regelphase A geregelt werden.
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Die Regelphase A ist dabei in mehrere Zeitabschnitte B1 - B4 unterteilt, in denen jeweils eine der Einspeiseeinheiten 22 - 28 separat geregelt wird. Während eine der Einspeiseeinheiten 22 - 28 geregelt wird, sind die übrigen Einspeiseeinheiten 22 - 28 ausgeschaltet, sodass sie keinen Einfluss auf die in den Garraum 14 eingespeiste Mikrowellenstrahlung haben. Insofern ist in jedem Zeitabschnitt B1 - B4 lediglich ein Kanal 36 - 42 aktiv, wie anschaulich aus 4 hervorgeht.
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Insofern entsprechen die über den entsprechenden Richtkoppler 46 der zugehörigen Einspeiseeinheit 22 - 28 abgezweigten Leistungen der elektromagnetischen Wellen den tatsächlichen Ist-Werten der über die zugehörige Einspeiseeinheit 22 - 28 eingebrachten elektromagnetischen Wellen, da von den übrigen Einspeiseeinheiten 22 - 28 keine elektromagnetischen Wellen ausgesandt werden, die in die eine (aktive) Einspeiseeinheit 22 - 28 (zumindest teilweise) einkoppeln könnten, wodurch das Messergebnis der Ist-Werte verfälscht werden könnte.
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Beispielsweise ist im ersten Zeitabschnitt B1 lediglich die erste Einspeiseeinheit 22 eingeschaltet, sodass nur der erste Kanal 36 aktiv ist, wobei die Steuerung 54 diese eine Einspeiseeinheit 22 entsprechend regelt, indem die Phase und die Amplitude der elektromagnetischen Wellen (Mikrowellenstrahlung) in Abhängigkeit von den gemessenen Ist-Werten eingestellt werden. Die Ist-Werte werden über die mittels des Richtkopplers 46 der ersten Einspeiseeinheit 22 abgezweigte Leistung der elektromagnetischen Wellen ermittelt. Aufgrund der erhaltenen Ist-Werte und der vorgegebenen Soll-Werte werden dann die entsprechenden Stellwerte für die erste Einspeiseeinheit 22 ermittelt und gespeichert.
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Im darauffolgenden zweiten Zeitabschnitt B2 wird die zweite Einspeiseeinheit 24 in analoger Weise geregelt, die dem zweiten Kanal 38 zugeordnet ist, wie aus der 4 hervorgeht. Dies wiederholt sich nachfolgend für die weiteren Einspeiseeinheiten 26, 28 bzw. die entsprechenden Kanäle 40, 42.
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Insofern werden die mehreren Einspeiseeinheiten 22 - 28 einzeln und nacheinander, also sequenziell, in der Regelungsphase A geregelt, wobei entsprechende Stellwerte für die Einspeiseeinheiten 22 - 28, insbesondere die zugehörigen Modulationseinheiten 34, ermittelt und gespeichert werden. Ferner können in der Regelungsphase A zudem Stellwerte für die jeweiligen Verstärkereinheiten 32 der Einspeiseeinheiten 22 - 28 ermittelt und gespeichert werden.
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Wie aus der 4 ebenfalls hervorgeht, entspricht die Anzahl der Zeitabschnitte B der Anzahl der Einspeiseeinheiten 22 - 28, sodass jede einzelne Einspeiseeinheit 22 - 28 separat in einem zugeordneten Zeitabschnitt B geregelt wird.
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Nachdem die jeweiligen Stellwerte für die Einspeiseeinheiten 22 - 28 in der Regelungsphase A ermittelt worden sind, schließt sich eine Heizphase C an, in der mehrere Einspeiseeinheiten 22 - 28 gleichzeitig eingeschaltet sind, um das in den Garraum 14 eingebrachte Gargut zu garen, indem die ausgesandten bzw. eingespeisten elektromagnetischen Wellen in gewünschter Weise gezielt überlagert werden. Hierbei werden die zuvor ermittelten Stellwerte für die jeweiligen Einspeiseeinheiten 22 - 28 geladen, um die Einspeiseeinheiten 22 - 28, insbesondere die Modulationseinheiten 34 bzw. Verstärkereinheiten 32, entsprechend gezielt anzusteuern, sodass die von den Einspeiseeinheiten 22 - 28 eingespeisten elektromagnetischen Wellen die gewünschten Eigenschaften aufweisen. Die gewünschten Eigenschaften stellen insbesondere auf die Amplitude sowie die Phase der elektromagnetischen Wellen ab.
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Die regelungsfreie Heizphase C erstreckt sich in der gezeigten Ausführungsform über eine Zeitdauer von 990 ms, wohingegen die Regelungsphase A sich über einen Zeitraum von 10 ms erstreckt. Die einzelnen Zeitabschnitte B1 - B4 erstrecken sich somit jeweils über eine Zeitdauer von ungefähr 2,5 ms. Dies bedeutet, dass die Dauer der Regelungsphase in etwa einem Prozent der Dauer der Heizphase C entspricht.
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Allgemein kann die Dauer der Regelungsphase zwischen 0,25 bis 2 Prozent, insbesondere 0,5 bis 1,5 Prozent, bevorzugt 0,75 bis 1,25 Prozent, der Dauer der Heizphase C entsprechen. Dies stellt sicher, dass eine effiziente Mikrowellenheizung bereitgestellt werden kann, da der Anteil der Regelungsphase A entsprechend gering ist, wodurch die Heizleistung aufgrund der separat ausgebildeten Regelungsphase nur geringfügig gemindert wird.
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Sofern mehr als vier Einspeiseeinheiten 22 - 28 vorgesehen sind, kann sich die Heizphase C entsprechend verlängern, da zur Regelung einer Einspeiseeinheit 22 - 28 ungefähr eine Zeitdauer von 1 ms bis 4 ms benötigt wird.
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Im Anschluss an die regelungsfreie Heizphase C findet wiederum eine Regelungsphase A statt, in der die einzelnen Einspeiseeinheiten 22 - 28 entsprechend geregelt werden, indem die Stellwerte ermittelt werden, die in der daran anschließenden zweiten Heizphase C geladen und angewandt werden.
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Dies wiederholt sich während des gesamten Garprozesses, sodass es sich bei den Regelungsphasen sowie den Heizphasen um Regelungsperioden bzw. Heizperioden handelt, da diese periodisch stattfinden. Gleichzeitig stellt dies sicher, dass die Heizphasen stets mit den aktuellen Stellwerten für die Einspeiseeinheiten 22 - 28 betrieben werden, um eine optimale Mikrowellenheizung zu gewährleisten.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass während der Regelungsphase A, insbesondere der einzelnen Zeitabschnitte B1 - B4, Streuparameter (S-Parameter; skalar oder vektoriell) gemessen werden, die durch den Garraum 14, das im Garraum 14 vorhandene Gargut bzw. Garzubehör sowie den Einspeiseeinheiten 22 - 28 beeinflusst werden, insbesondere deren Antennen 30. Dies kann auch als ein System 64 bezeichnet werden, dessen Streuparameter (S-Parameter) entsprechend ermittelt werden.
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Da in der Regelungsphase A jeweils nur ein Kanal 36 - 42 gleichzeitig aktiv ist, lassen sich die S-Parameter des Systems 64 entsprechend fehlerfrei messen, denn es liegt keine Störung durch die anderen Kanäle 36 - 42 vor, wie dies bei der Heizphase C der Fall wäre, in der mehrere bzw. alle Kanäle 36 - 42 aktiv sind.
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Die S-Parameter können während der Zeitabschnitte B1 - B4 jeweils gemessen werden, also gleichzeitig mit der Ermittlung der Stellwerte. Alternativ können die S-Parameter für jeden Kanal 36 - 42 im entsprechenden Zeitabschnitt B1 - B4 ermittelt werden, nachdem die für die Regelung vorgesehenen Stellwerte für die jeweilige Einspeiseeinheit 22 - 28 ermittelt worden sind. Der zugeordnete Zeitabschnitt B1 - B4 kann dann entsprechend verlängert werden, um genügend Zeit zur Ermittlung der S-Parameter bereitzustellen.
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Die Messung der S-Parameter kann demnach ebenfalls periodisch erfolgen. Die S-Parameter müssen jedoch nicht zwangsläufig während jeder Regelungsphase A ermittelt werden, sondern beispielsweise nur während jeder zweiten oder dritten Regelungsphase A.
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Aufgrund der Trennung von Heizphase C und Regelungsphase A ist sichergestellt, dass die zur Regelung der einzelnen Einspeiseeinheiten 22 - 28 herangezogene Messung der Ist-Werte der Phase und Amplitude der über einen Kanal 36 - 42 eingespeisten elektromagnetischen Wellen deutlich weniger fehlerbehaftet ist, wodurch diese Messung entsprechend präziser erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die Regelung genauer ist, wodurch die Effizienz der Mikrowellenheizvorrichtung 18 entsprechend gesteigert ist, auch wenn die Heizleistung aufgrund der kurzen Regelungsphase nicht über die gesamte Zeitdauer zur Verfügung gestellt wird.
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Die Vorteile der fehlerfreien Messung, die dadurch verbesserte Regelung der Einspeiseeinheiten 22 - 28 und die damit einhergehende Effizienzsteigerung überkompensieren jedoch den mit der Regelungsphase A einhergehenden Heizleistungsverlust.
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Insofern sind ein verbessertes Verfahren zur Ansteuerung einer Mikrowellenheizvorrichtung 18 und ein verbessertes Gargerät 10 geschaffen.
