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Die Erfindung betrifft eine Gargerätevorrichtung nach dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung nach dem Patentanspruch 10.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Gargerätevorrichtung mit einer Gleichrichtereinheit bekannt, welche vier Gleichrichterdioden aufweist. Eine erste und eine zweite Gleichrichterdiode der Gleichrichterdioden sind in einer Reihenschaltung angeordnet. Eine dritte und eine vierte Gleichrichterdiode der Gleichrichterdioden sind in einer Reihenschaltung angeordnet. Die Reihenschaltung aus der ersten und der zweiten Gleichrichterdiode sowie die Reihenschaltung aus der dritten und der vierten Gleichrichterdiode sind in einer Vollbrückenschaltung angeordnet und über einen Brückenzweig miteinander verbunden, in welchem eine als Wechselspannungsquelle ausgebildete Spannungsquelle der Gargerätevorrichtung angeordnet ist. Eine Reihenschaltung aus zwei Schalteinheiten der Gargerätevorrichtung und die Gleichrichtereinheit, insbesondere die Reihenschaltungen aus den Gleichrichterdioden, sind parallel zueinander geschaltet. Parallel hierzu ist eine Pufferkapazität geschaltet. Eine Reihenschaltung aus einem Induktionsheizelement der Gargerätevorrichtung und einer Dämpfungskapazität der Gargerätevorrichtung zweigt von einer Verbindung zwischen den beiden Schalteinheiten und von einer Verbindung zwischen einer zweiten Schalteinheit der Schalteinheiten und der Pufferkapazität ab.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer hohen Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Es wird eine Gargerätevorrichtung, insbesondere eine Kochfeldvorrichtung und vorteilhaft eine Induktionskochfeldvorrichtung vorgeschlagen, mit insbesondere genau einem insbesondere unabhängig betreibbaren Hauptstromversorgungsmodul, das zu einem Bereitstellen zumindest eines insbesondere hochfrequenten Heizstroms vorgesehen ist und das insbesondere zwei Schalteinheiten aufweist, die insbesondere jeweils ein Schaltelement und eine zu dem Schaltelement parallel geschaltete Diode aufweisen, mit zumindest einem insbesondere lediglich im Zusammenwirken mit dem Hauptstromversorgungsmodul betreibbaren Nebenstromversorgungsmodul, das zu einem Bereitstellen zumindest eines weiteren insbesondere hochfrequenten Heizstroms vorgesehen ist und das insbesondere zwei Schalteinheiten aufweist, die insbesondere jeweils ein Schaltelement und eine zu dem Schaltelement parallel geschaltete Diode aufweisen, und mit zumindest einer Gleichrichtereinheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Gleichspannung für das Hauptstromversorgungsmodul bereitzustellen. Unter einer „Gargerätevorrichtung“, insbesondere unter einer „Kochfeldvorrichtung“ und vorteilhaft unter einer „Induktionskochfeldvorrichtung“, soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Gargeräts, insbesondere eines Kochfelds und vorteilhaft eines Induktionskochfelds, verstanden werden. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung, insbesondere die Kochfeldvorrichtung und vorteilhaft die Induktionskochfeldvorrichtung, auch das gesamte Gargerät, insbesondere das gesamte Kochfeld und vorteilhaft das gesamte Induktionskochfeld, umfassen. Die Gargerätevorrichtung weist insbesondere zumindest zwei Stromversorgungsmodule auf, welche insbesondere das Hauptstromversorgungsmodul und das Nebenstromversorgungsmodul ausbilden. Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung eine Anzahl n an Stromversorgungsmodulen auf. Die Anzahl n an Stromversorgungsmodulen ist insbesondere eine ganze positive natürliche Zahl größer oder gleich 2. Beispielsweise könnte die Anzahl n einen Wert von zumindest drei, insbesondere von zumindest vier, vorteilhaft von zumindest sechs, besonders vorteilhaft von zumindest acht, vorzugsweise von zumindest zwölf und besonders bevorzugt von zumindest fünfzehn annehmen. Insbesondere bildet eines, insbesondere genau eines, der Stromversorgungsmodule das Hauptstromversorgungsmodul aus. Neben dem das Hauptstromversorgungsmodul ausbildenden Stromversorgungsmodul bilden restliche Stromversorgungsmodule insbesondere jeweils ein Nebenstromversorgungsmodul aus. Unter einem „Stromversorgungsmodul“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche in wenigstens einem Heizbetriebszustand insbesondere zu einer Bereitstellung zumindest eines hochfrequenten Heizstroms vorgesehen ist und welche vorzugsweise zumindest einen Wechselrichter zu der Bereitstellung des hochfrequenten Heizstroms aufweist. Das Stromversorgungsmodul weist vorzugsweise zumindest zwei Schalteinheiten auf, welche insbesondere jeweils ein Schaltelement und eine zu dem Schaltelement parallel geschaltete Diode aufweisen. Unter einer „Schalteinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, bei einer Änderung einer Schaltstellung eine Stromleiteigenschaft zu verändern. Die Schalteinheiten sind insbesondere als bidirektionale unipolare Schalter ausgebildet. Insbesondere sind die Schalteinheiten dazu vorgesehen, in einer ersten Schaltstellung des jeweiligen Schaltelements einen elektrischen Strom unabhängig von einer Polarität einer angelegten Spannung wenigstens im Wesentlichen ungehindert passieren zu lassen. Die Schalteinheiten sind insbesondere dazu vorgesehen, in einer zweiten Schaltstellung des jeweiligen Schaltelements insbesondere einen elektrischen Strom in Abhängigkeit einer Polarität einer an der jeweiligen Schalteinheit anliegenden Spannung wenigstens im Wesentlichen ungehindert passieren zu lassen oder wenigstens im Wesentlichen zu blockieren. Unter einem „Schaltelement“ soll insbesondere ein elektrisches und/oder elektronisches Element verstanden werden, das einen ersten Kontakt, insbesondere einen Eingang, und einen zweiten Kontakt, insbesondere einen Ausgang, aufweist und das dazu vorgesehen ist, zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen, und das, insbesondere zusätzlich zu dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt, insbesondere einen Steuerkontakt zu einem Empfang eines Steuersignals aufweist. Insbesondere kann das Schaltelement über den Steuerkontakt geschaltet werden, wobei das Schaltelement insbesondere dazu vorgesehen sein kann, mittels des Steuerkontakts ein Steuersignal, insbesondere von einer Steuereinheit, zu empfangen und in Abhängigkeit von dem Steuersignal eine Schaltstellung zu ändern. Beispielsweise könnte das Schaltelement als mechanisches und/oder elektromechanisches und/oder elektromagnetisches Schaltelement, insbesondere als Relais, ausgebildet sein. Das Schaltelement könnte alternativ als ein Transistor, insbesondere als ein Leistungstransistor und vorzugsweise als ein IGBT, ausgebildet sein. Unter einer „Diode“ soll insbesondere ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil verstanden werden, das einen elektrischen Strom in Abhängigkeit von einer Polarität einer an die Diode angelegten Spannung wenigstens im Wesentlichen ungehindert passieren lässt oder wenigstens im Wesentlichen blockiert. Vorzugsweise sind die Dioden der Schalteinheiten als Halbleiterdioden ausgebildet. Unter einem „Heizstrom“ soll insbesondere ein elektrischer Strom verstanden werden, welcher insbesondere in wenigstens einem Heizbetriebszustand dem Heizelement zugeführt wird und welcher in einem zeitlichen Verlauf seine Stromstärke verändert, insbesondere periodisch mit einer Heizfrequenz, die vorteilhaft einen Wert in einem Bereich von 10 kHz bis 150 kHz, vorzugsweise von 20 kHz bis 100 kHz, aufweist. Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung zumindest zwei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest acht und vorzugsweise mehrere Heizelemente auf, welche insbesondere zu einer Beheizung von zumindest einem Gargeschirr vorgesehen sind. Insbesondere ist zumindest ein Heizelement der Heizelemente dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordnet. Insbesondere ist zumindest ein weiteres Heizelement der Heizelemente dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordnet. Unter einem „Heizelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, Energie, vorzugsweise elektrische Energie, in Wärme umzuwandeln und insbesondere zumindest einem Gargeschirr zuzuführen. Vorteilhaft ist das Heizelement als ein Induktionsheizelement ausgebildet. Insbesondere ist das Stromversorgungsmodul dazu vorgesehen, in wenigstens einem Heizbetriebszustand ein oszillierendes elektrisches Signal, vorzugsweise mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz, insbesondere von mindestens 10 kHz vorteilhaft von mindestens 20 kHz, und insbesondere von maximal 100 kHz für zumindest ein Heizelement, insbesondere für zumindest ein Induktionsheizelement, zu erzeugen. Insbesondere sind die Schalteinheiten des Stromversorgungsmoduls Teil des Wechselrichters. Der Wechselrichter weist insbesondere zumindest zwei, vorzugsweise in Reihe geschaltete, bidirektionale unipolare Schalter auf, die insbesondere von einem Transistor und einer parallel geschalteten Diode gebildet sind. Beispielsweise könnte der Wechselrichter zumindest jeweils eine parallel zu den bidirektionalen unipolaren Schaltern geschaltete Dämpfungskapazität, die insbesondere von zumindest einem Kondensator gebildet sein könnte, aufweisen. Ein Spannungsabgriff des Stromversorgungsmoduls ist insbesondere an einer gemeinsamen Kontaktstelle zweier bidirektionaler unipolarer Schalter angeordnet. Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, in wenigstens einem Heizbetriebszustand das Hauptstromversorgungsmodul, insbesondere die Schaltelemente der Schalteinheiten des Hauptstromversorgungsmoduls, zu einem Bereitstellen des hochfrequenten Heizstroms insbesondere für zumindest ein Heizelement anzusteuern. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, in wenigstens einem Heizbetriebszustand das Nebenstromversorgungsmodul, insbesondere die Schaltelemente der Schalteinheiten des Nebenstromversorgungsmoduls, zu einem Bereitstellen des weiteren hochfrequenten Heizstroms insbesondere für zumindest ein weiteres Heizelement anzusteuern. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines Gargeräts wenigstens teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die Stromversorgungsmodule 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 der Wendung, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Heizbetriebszustand ein Stromversorgungsmodul zu einem Erzeugen eines hochfrequenten Heizstroms „anzusteuern“, soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit in dem Heizbetriebszustand eine Schaltstellung der Schaltelemente der Schalteinheiten des Stromversorgungsmoduls durch Übermittlung eines Steuersignals an die Schaltelemente periodisch mit einer Heizfrequenz ändert, welche insbesondere einen Wert in einem Bereich von 10 kHz bis 150 kHz, vorzugsweise von 20 kHz bis 100 kHz, aufweist und mit welcher insbesondere der hochfrequente Heizstrom in dem Heizbetriebszustand durch das Heizelement fließt. Unter einem „Hauptstromversorgungsmodul“ soll insbesondere ein Stromversorgungsmodul verstanden werden, welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einem unabhängigen Betrieb, insbesondere zu einem von weiteren Stromversorgungsmodulen unabhängigen Betrieb, vorgesehen ist. Vorzugsweise liegt an dem Hauptstromversorgungsmodul in wenigstens einem Heizbetriebszustand eine von der Gleichrichtereinheit gleichgerichtete Gleichspannung an, welche insbesondere von der Gleichrichtereinheit bereitgestellt wird. Das Hauptstromversorgungsmodul könnte beispielsweise in wenigstens einem Heizbetriebszustand zu einem insbesondere alleinigen Betreiben vorgesehen sein. Insbesondere könnte das Hauptstromversorgungsmodul in wenigstens einem Heizbetriebszustand aktiviert und restliche Stromversorgungsmodule deaktiviert sein. Alternativ könnte das Hauptstromversorgungsmodul in wenigstens einem Heizbetriebszustand insbesondere zu einem insbesondere gemeinsamen Betreiben mit zumindest einem weiteren Stromversorgungsmodul, insbesondere mit zumindest einem Nebenstromversorgungsmodul, vorgesehen sein. Insbesondere ist das Hauptstromversorgungsmodul in wenigstens einem Heizbetriebszustand, insbesondere aufgrund einer an dem Hauptstromversorgungsmodul anliegenden und von der Gleichrichtereinheit gleichgerichteten Gleichspannung, unabhängig von weiteren Stromversorgungsmodulen, insbesondere von einer von zumindest einem weiteren Stromversorgungsmodul bereitgestellten und/oder beeinflussten Spannung. Unter einem „Nebenstromversorgungsmodul“ soll insbesondere ein Stromversorgungsmodul verstanden werden, welches in wenigstens einem Heizbetriebszustand ausschließlich in Abhängigkeit von dem Hauptstromversorgungsmodul zu einem Betrieb vorgesehen ist. Vorzugsweise liegt an dem Nebenstromversorgungsmodul in wenigstens einem Heizbetriebszustand eine insbesondere wenigstens teilweise von dem Hauptstromversorgungsmodul beeinflusste Spannung an, welche von dem Hauptstromversorgungsmodul insbesondere wenigstens teilweise erhöht und/oder wenigstens teilweise verringert und/oder wenigstens teilweise invertiert sein könnte. Das Nebenstromversorgungsmodul ist in wenigstens einem Heizbetriebszustand insbesondere von dem Hauptstromversorgungsmodul, insbesondere aufgrund einer von dem Hauptstromversorgungsmodul wenigstens teilweise beeinflussten und an dem Nebenstromversorgungsmodul anliegenden Spannung, abhängig und insbesondere ausschließlich gemeinsam mit dem Hauptstromversorgungsmodul betreibbar. Unter einer „Gleichrichtereinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine anliegende Wechselspannung, insbesondere jede Halbwelle einer anliegenden Wechselspannung, gleichzurichten und die gleichgerichtete Wechselspannung insbesondere als eine Gleichspannung für das Hauptstromversorgungsmodul bereitzustellen. Insbesondere liegt an der Gleichrichtereinheit eine Wechselspannung an, welche insbesondere als eine Netzspannung ausgebildet und vorteilhaft von einer Spannungsquelle der Gargerätevorrichtung bereitgestellt wird. Insbesondere weist die von der Gleichrichtereinheit gleichgerichtete Gleichspannung eine Frequenz auf, welche einen doppelten, insbesondere zweifachen Wert einer an der Gleichrichtereinheit anliegenden Wechselspannung aufweist. Eine Welligkeit der von der Gleichrichtereinheit gleichgerichteten Gleichspannung weist insbesondere eine doppelte, insbesondere zweifache Frequenz einer an der Gleichrichtereinheit anliegenden Wechselspannung auf. Insbesondere ist die Gleichrichtereinheit von Stromversorgungsmodulen, insbesondere von dem Hauptstromversorgungsmodul und von dem Nebenstromversorgungsmodul, unabhängig und insbesondere getrennt von den Stromversorgungsmodulen ausgebildet. Die Gleichrichtereinheit könnte insbesondere als ein Vollbrückengleichrichter und/oder als ein Dreiphasengleichrichter und/oder als ein Gleichrichter und/oder als ein Brückengleichrichter und/oder als ein Mittelpunktgleichrichter ausgebildet sein. Insbesondere ist die Gleichrichtereinheit von einem Einphasengleichrichter verschieden ausgebildet und unterscheidet sich insbesondere von einem Einphasengleichrichter. Die Gleichrichtereinheit weist insbesondere vier Gleichrichterdioden, insbesondere eine erste und eine zweite und eine dritte und eine vierte Gleichrichterdiode, auf. Insbesondere sind die Gleichrichterdioden insbesondere gemeinsam zu der Gleichrichtung der Wechselspannung vorgesehen. Die erste und die zweite Gleichrichterdiode sind insbesondere in einer Reihenschaltung angeordnet. Die dritte und die vierte Gleichrichterdiode sind insbesondere in einer Reihenschaltung angeordnet. Die Reihenschaltung aus der ersten und der zweiten Gleichrichterdiode sowie die Reihenschaltung aus der dritten und der vierten Gleichrichterdiode sind insbesondere in einer Vollbrückenschaltung angeordnet und insbesondere über einen Brückenzweig miteinander verbunden, in welchem insbesondere eine Spannungsquelle der Gargerätevorrichtung angeordnet ist. Insbesondere weist die Gargerätevorrichtung zumindest eine Spannungsquelle auf, welche insbesondere als eine Wechselspannungsquelle ausgebildet ist. Die Spannungsquelle könnte insbesondere an ein elektrisches Netzwerk eines Gargeräts angeschlossen und/oder von einem elektrischen Netzwerk eines Gargeräts gebildet sein. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere können mehrere Heizelemente versorgt werden, und zwar insbesondere mit einer geringen Anzahl an elektrischen und/oder elektronischen Baueinheiten. Vorteilhaft kann, insbesondere bei einer hohen Leistungsanforderung, eine beliebige Kombination von Heizelementen versorgt werden, wodurch insbesondere eine hohe Vielseitigkeit und/oder eine einfache Steuerbarkeit erzielt werden können/kann. Insbesondere können geringe Leitungsverluste erzielt und dadurch insbesondere eine hohe Effizienz ermöglicht werden. Auf eine mehrfache Verwendung von elektrischen und/oder elektronischen Baueinheiten, wie beispielsweise von Gleichrichtereinheiten und/oder von Induktivitäten, kann insbesondere verzichtet werden. Insbesondere kann eine einfache und/oder exzellente Steuerbarkeit erzielt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung zumindest ein Spannungswandlerelement aufweist, welches in wenigstens einem montierten Zustand an einen Ausgang der Gleichrichtereinheit, insbesondere an einen dritten Ausgang der Gleichrichtereinheit, angeschlossen ist. Zwischen dem Ausgang der Gleichrichtereinheit und dem Spannungswandlerelement existiert insbesondere eine insbesondere direkte elektrische Verbindung. Unter einem „Spannungswandlerelement“ soll insbesondere ein Element einer Spannungswandlereinheit verstanden werden. Unter einer „Spannungswandlereinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Heizbetriebszustand eine an einem Eingang der Einheit anliegende Spannung in eine Spannung mit verändertem Spannungswert umzuwandeln und insbesondere die veränderte Spannung an einem Ausgang der Einheit auszugeben. Die Spannungswandlereinheit könnte insbesondere dazu vorgesehen sein, in wenigstens einem Heizbetriebszustand die an dem Eingang anliegende Spannung in eine Spannung mit einem niederen und/oder mit einem höheren und/oder mit einem invertierten Spannungswert umzuwandeln. Beispielsweise könnte die Spannungswandlereinheit eine Aufwärtswandlereinheit und/oder eine Abwärtswandlereinheit und/oder eine Inverswandlereinheit und/oder eine Synchronwandlereinheit sein. Dadurch kann die von der Gleichrichtereinheit in wenigstens einem Heizbetriebszustand bereitgestellte Spannung insbesondere optimal angepasst und/oder verändert werden.
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Das Spannungswandlerelement könnte beispielsweise als eine Kapazität, wie insbesondere als zumindest ein Kondensator, und/oder als eine Diode und/oder als ein Schaltelement und/oder als ein elektrisches Widerstandsbauteil ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Spannungswandlerelement als eine Induktivität ausgebildet. Insbesondere ist das Spannungswandlerelement als eine von einer Heizinduktivität, wie insbesondere einem Heizelement, verschieden ausgebildete Induktivität ausgebildet. Beispielsweise könnte das Spannungswandlerelement eine insbesondere beliebige Reihenschaltung und/oder eine insbesondere beliebige Parallelschaltung aus Induktoren sein. Insbesondere ist das Spannungswandlerelement ein Induktor. Dadurch kann die von der Gleichrichtereinheit in wenigstens einem Heizbetriebszustand bereitgestellte Spannung insbesondere besonders optimal angepasst und/oder verändert werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung eine Aufwärtswandlereinheit aufweist, welche das Spannungswandlerelement und zumindest einen Teil des Hauptstromversorgungsmoduls aufweist. Das Spannungswandlerelement ist besonders vorteilhaft als eine Boostinduktivität ausgebildet. Die Aufwärtswandlereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung umzuwandeln, die größer ist als die Eingangsspannung. Unter einer „Aufwärtswandlereinheit“ soll insbesondere eine Spannungswandlereinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine erste Spannung, insbesondere die Eingangsspannung, in eine zweite Spannung, insbesondere die Ausgangsspannung, umzuwandeln. Die Aufwärtswandlereinheit weist insbesondere das als eine Induktivität, insbesondere als eine Boostinduktivität, ausgebildete Spannungswandlerelement und eine mit dem Spannungswandlerelement in Reihe geschaltete Diode und ein Schaltelement sowie eine Kapazität, insbesondere eine Filterkapazität, auf, die insbesondere an einem dem Spannungswandlerelement abgewandten Ende der Reihenschaltung aus dem Spannungswandlerelement und der Diode angeordnet ist. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, durch Änderung einer Schaltstellung des Schaltelements der Aufwärtswandlereinheit die Eingangsspannung an dem Spannungswandlerelement anzulegen und insbesondere die Kapazität sowie das Spannungswandlerelement parallel zueinander zu schalten.
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Das Spannungswandlerelement ist insbesondere dazu vorgesehen, im Fall eines geschlossenen Schaltelements der Aufwärtswandlereinheit, insbesondere bei anliegender Eingangsspannung, eine in dem Spannungswandlerelement gespeicherte Energie zu erhöhen. Insbesondere ist das Spannungswandlerelement dazu vorgesehen, im Fall eines geöffneten Schaltelements der Aufwärtswandlereinheit, insbesondere bei nichtanliegender Eingangsspannung, einen Stromfluss durch das Spannungswandlerelement unverändert aufrecht zu erhalten und damit insbesondere über die Diode der Aufwärtswandlereinheit die Kapazität der Aufwärtswandlereinheit aufzuladen, welche insbesondere die von dem Spannungswandlerelement übertragene elektrische Energie speichert. Die Diode der Aufwärtswandlereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Rückfluss der in der Kapazität der Aufwärtswandlereinheit gespeicherten Energie in Richtung des Spannungswandlerelements wenigstens im Wesentlichen zu verhindern. Das Schaltelement der Aufwärtswandlereinheit sowie die Diode der Aufwärtswandlereinheit können insbesondere in einem periodischen Wechsel einerseits von einem Schaltelement einer ersten Schalteinheit des Hauptstromversorgungsmoduls sowie einer Diode einer zweiten Schalteinheit des Hauptstromversorgungsmoduls und andererseits von einem Schaltelement der zweiten Schalteinheit des Hauptstromversorgungsmoduls sowie einer Diode der ersten Schalteinheit des Hauptstromversorgungsmoduls gebildet sein. Dadurch kann insbesondere eine hohe Effizienz erreicht werden, da vorteilhaft zu einem Erreichen einer bestimmten Ausgangsleistung ein geringerer elektrischer Strom erforderlich ist.
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Das Hauptstromversorgungsmodul könnte beispielsweise dazu vorgesehen sein, lediglich ein dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordnetes Heizelement zu versorgen, wobei die Schalteinheiten des Hauptstromversorgungsmoduls insbesondere in jedem aktivierten Zustand mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordneten Heizelement elektrisch leitend verbunden sein könnten. Vorzugsweise weist die Gargerätevorrichtung zumindest ein dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordnetes Konfigurationsschaltelement auf, welches dazu vorgesehen ist, das Hauptstromversorgungsmodul mit zumindest einem dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordneten Heizelement und/oder mit zumindest einem dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordneten weiteren Heizelement elektrisch leitend zu verbinden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, das Hauptstromversorgungsmodul, insbesondere die Schalteinheiten des Hauptstromversorgungsmoduls, mittels des Konfigurationsschaltelements mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordneten Heizelement und/oder mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordneten weiteren Heizelement elektrisch leitend zu verbinden. Dadurch kann insbesondere eine hohe Flexibilität erreicht werden.
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Das Nebenstromversorgungsmodul könnte beispielsweise dazu vorgesehen sein, lediglich ein dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordnetes weiteres Heizelement zu versorgen, wobei die Schalteinheiten des Nebenstromversorgungsmoduls insbesondere in jedem aktivierten Zustand mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordneten weiteren Heizelement elektrisch leitend verbunden sein könnten. Vorzugsweise weist die Gargerätevorrichtung zumindest ein dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordnetes weiteres Konfigurationsschaltelement auf, welches dazu vorgesehen ist, das Nebenstromversorgungsmodul mit zumindest einem dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordneten Heizelement und/oder mit zumindest einem dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordneten weiteren Heizelement elektrisch leitend zu verbinden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, das Nebenstromversorgungsmodul, insbesondere die Schalteinheiten des Nebenstromversorgungsmoduls, mittels des weiteren Konfigurationsschaltelements mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul zugeordneten Heizelement und/oder mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul zugeordneten weiteren Heizelement elektrisch leitend zu verbinden. Dadurch kann insbesondere ein Boostbetrieb eines der Heizelemente ermöglicht werden, wodurch insbesondere geringe Leitungsverluste erzielt werden können und/oder eine hohe Effizienz erreicht werden kann.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung zumindest eine Filterkapazität aufweist, welche in wenigstens einem montierten Zustand an einen Ausgang der Gleichrichtereinheit, insbesondere an einem dritten Ausgang der Gleichrichtereinheit, angeschlossen ist. Insbesondere zweigt die Filterkapazität in dem montierten Zustand von einer Verbindung des Ausgangs der Gleichrichtereinheit und dem Spannungswandlerelement ab. Beispielsweise könnte die Filterkapazität eine insbesondere beliebige Reihenschaltung und/oder eine insbesondere beliebige Parallelschaltung aus Kondensatoren sein. Insbesondere ist die Filterkapazität ein Kondensator. Die Filterkapazität ist insbesondere dazu vorgesehen, Spannungsspitzen der Spannungsquelle auszufiltern. Die Spannungsspitzen könnten beispielsweise durch Störungen, welche insbesondere von einem elektrischen Netzwerk und/oder von der Spannungsquelle hervorgerufen sein könnten, verursacht sein. Insbesondere weisen die Spannungsspitzen einen Wert auf, welcher größer ist als ein maximaler Wert einer von der Spannungsquelle zu einer Versorgung der Stromversorgungsmodule bereitgestellten Wechselspannung. Die Filterkapazität ist insbesondere Teil der Aufwärtswandlereinheit und bildet insbesondere die Kapazität der Aufwärtswandlereinheit aus. Dadurch kann insbesondere eine preisgünstige Ausgestaltung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung zumindest eine Filterkapazität aufweist, welche in wenigstens einem montierten Zustand parallel zum Hauptstromversorgungsmodul geschaltet ist. Dadurch kann insbesondere eine hohe Leistungsfähigkeit erzielt werden.
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Eine besonders hohe Effizienz kann insbesondere erreicht werden durch ein Gargerät, insbesondere durch ein Kochfeld und vorteilhaft durch ein Induktionskochfeld, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Gargerätevorrichtung, insbesondere mit zumindest einer erfindungsgemäßen Kochfeldvorrichtung und vorteilhaft mit zumindest einer erfindungsgemäßen Induktionskochfeldvorrichtung.
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Eine Effizienz kann insbesondere weiter gesteigert werden durch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Gargerätevorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Kochfeldvorrichtung und vorteilhaft einer erfindungsgemäßen Induktionskochfeldvorrichtung, mit einem Hauptstromversorgungsmodul, das zu einem Bereitstellen zumindest eines Heizstroms vorgesehen ist, und mit zumindest einem Nebenstromversorgungsmodul, das zu einem Bereitstellen zumindest eines weiteren Heizstroms vorgesehen ist, wobei zumindest eine Gleichspannung für das Hauptstromversorgungsmodul bereitgestellt wird.
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Die Gargerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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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.
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Es zeigen:
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1 ein Gargerät mit einer Gargerätevorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
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2 die Gargerätevorrichtung in einem allgemeinen Zustand in einer schematischen Darstellung,
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3 ein vereinfachtes Beispiel einer alternativen Gargerätevorrichtung in dem allgemeinen Zustand in einer schematischen Darstellung,
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4 die Gargerätevorrichtung in einem ersten Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung,
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5 die Gargerätevorrichtung in einem zweiten Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung,
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6 die Gargerätevorrichtung in einem dritten Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung,
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7 die Gargerätevorrichtung in einem vierten Heizbetriebszustand in einer schematischen Darstellung und
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8 eine alternative Gargerätevorrichtung in einem allgemeinen Zustand in einer schematischen Darstellung.
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1 zeigt ein Gargerät 32a mit einer Gargerätevorrichtung 10a. Das Gargerät könnte beispielsweise als ein Backofen, insbesondere als ein Induktionsbackofen, und/oder als ein Herd, insbesondere als ein Induktionsherd, ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gargerät 32a als ein Kochfeld, insbesondere als ein Induktionskochfeld, ausgebildet. Die Gargerätevorrichtung 10a ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Kochfeldvorrichtung, insbesondere als eine Induktionskochfeldvorrichtung, ausgebildet.
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Das Gargerät 32a weist eine Geräteplatte 34a auf. In einem montierten Zustand bildet die Geräteplatte 34a einen Teil eines Geräteaußengehäuses insbesondere des Gargeräts 32a aus. Die Geräteplatte 34a bildet in einer Einbaulage einen einem Bediener zugewandten Teil des Geräteaußengehäuses aus. Die Geräteplatte könnte beispielsweise als Frontplatte und/oder Deckplatte des Geräteaußengehäuses insbesondere eines als Backofen und/oder als Herd ausgebildeten Gargeräts ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Geräteplatte 34a als eine Kochfeldplatte ausgebildet. In dem montierten Zustand ist die Geräteplatte 34a zu einem Aufstellen von Gargeschirr vorgesehen.
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Das Gargerät 32a weist eine Bedienerschnittstelle 36a zu einer Eingabe und/oder Auswahl von Betriebsparametern (vgl. 1), beispielsweise einer Heizleistung und/oder einer Heizleistungsdichte und/oder einer Heizzone auf. Die Bedienerschnittstelle 36a ist zu einer Ausgabe eines Werts eines Betriebsparameters an einen Bediener vorgesehen. Beispielsweise könnte die Bedienerschnittstelle den Wert des Betriebsparameters an einen Bediener optisch und/oder akustisch ausgeben.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Steuereinheit 16a auf. Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von mittels der Bedienerschnittstelle 36a eingegebenen Betriebsparametern Aktionen auszuführen und/oder Einstellungen zu verändern.
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Die Gargerätevorrichtung 10a ist zu einem Anschluss an eine Spannungsquelle 38a vorgesehen (vgl. 2). Die Spannungsquelle 38a ist als eine Wechselspannungsquelle ausgebildet. In dem montierten Zustand ist die Spannungsquelle 38a an ein elektrisches Netzwerk insbesondere des Gargeräts 32a angeschlossen.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die Spannungsquelle 38a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt der Gargerätevorrichtung 10a und der erste Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der Gargerätevorrichtung 10a und der zweite Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Im Folgenden werden zu einer Beschreibung die Kontakte der Spannungsquelle 38a verwendet.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist mehrere Stromversorgungsmodule 12aa, ..., 12an auf (vgl. 2). Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Anzahl von n Stromversorgungsmodulen 12aa, ..., 12an auf. Die Anzahl n ist eine ganze positive natürliche Zahl und nimmt einen Wert von mindestens 2 an. Die Stromversorgungsmodule 12aa, ..., 12an sind im Wesentlichen identisch ausgebildet, weshalb im Folgenden lediglich ein Stromversorgungsmodul 12a der Stromversorgungsmodule 12aa, ..., 12an beschrieben wird.
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Das Stromversorgungsmodul 12a weist eine erste Schalteinheit 40a und eine zweite Schalteinheit 42a auf. Die erste Schalteinheit 40a weist ein erstes Schaltelement 44a und eine zu dem ersten Schaltelement 44a parallel geschaltete erste Diode 46a auf.
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Die zweite Schalteinheit 42a weist ein zweites Schaltelement 48a und eine zu dem zweiten Schaltelement 48a parallel geschaltete zweite Diode 50a auf. Die Schalteinheiten 40a, 42a sind im Wesentlichen gleich ausgebildet, weshalb ein Aufbau der Schalteinheiten 40a, 42a allgemein für eine Schalteinheit 40a, 42a beschrieben wird.
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Das Schaltelement 44a, 48a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Das Schaltelement 44a, 48a weist neben dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt zudem einen Steuerkontakt auf. Die Steuereinheit 16a steuert in einem Heizbetriebszustand das Schaltelement 44a, 48a mittels des Steuerkontakts an. Mittels einer Ansteuerung des Schaltelements 44a, 48a ändert die Steuereinheit 16a in dem Heizbetriebszustand eine Schaltstellung des Schaltelements 44a, 48a.
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Die Diode 46a, 50a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt des Schaltelements 44a, 48a und der erste Kontakt der Diode 46a, 50a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt des Schaltelements 44a, 48a und der zweite Kontakt der Diode 46a, 50a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Schalteinheit 40a, 42a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt der Schalteinheit 40a, 42a ist elektrisch leitend mit dem ersten Kontakt des Schaltelements 44a, 48a und dem ersten Kontakt der Diode 46a, 50a verbunden. Der zweite Kontakt der Schalteinheit 40a, 42a ist elektrisch leitend mit dem zweiten Kontakt des Schaltelements 44a, 48a und dem zweiten Kontakt der Diode 46a, 50a verbunden. Eine Durchlassrichtung des Schaltelements 44a, 48a und eine Durchlassrichtung der Diode 46a, 50a sind antiparallel zueinander.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine erste Hauptleitung 52a und eine zweite Hauptleitung 54a auf. Der Begriff „Hauptleitung“ bezeichnet insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Objekten, insbesondere zwischen Einheiten und/oder Elementen.
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Die erste Schalteinheit 40a und die zweite Schalteinheit 42a sind in Reihe geschaltet. Der zweite Kontakt der ersten Schalteinheit 40a und der erste Kontakt der zweiten Schalteinheit 42a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der ersten Schalteinheit 40a und die erste Hauptleitung 52a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der zweiten Schalteinheit 42 und die zweite Hauptleitung 54a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist mehrere Heizelemente 56aa, ..., 56an auf (vgl. 2). Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Anzahl von n Heizelementen 56aa, ..., 56an auf. Die Anzahl n ist eine ganze natürliche Zahl und nimmt einen Wert von mindestens 2 an. Die Anzahl an Heizelementen 56aa, ..., 56an und die Anzahl an Stromversorgungsmodulen 12aa, ..., 12an ist im Wesentlichen identisch. Jeweils ein Heizelement 56a ist einem Stromversorgungsmodul 12a zugeordnet. Die Heizelemente 56aa, ..., 56an sind im Wesentlichen identisch ausgebildet, weshalb im Folgenden lediglich ein Heizelement 56a der Heizelemente 56aa, ..., 56an beschrieben wird.
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Das Heizelement 56a ist dazu vorgesehen, auf der Geräteplatte 34a oberhalb des Heizelements 56a aufgestelltes Gargeschirr zu erhitzen. Das Heizelement 56a ist als ein Induktionsheizelement ausgebildet.
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Die Steuereinheit 16a regelt in einem Heizbetriebszustand eine Energiezufuhr zu dem Heizelement 56a. Die Steuereinheit 16a steuert in dem Heizbetriebszustand die Stromversorgungsmodule 12a zu einem Erzeugen eines hochfrequenten Heizstroms an. In dem Heizbetriebszustand regt die Steuereinheit 16a die Schaltelemente 44a, 48a der ersten und der zweiten Schalteinheit 40a, 42a zu einem Erzeugen eines hochfrequenten Heizstroms für das Heizelement 56a an.
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In 2 ist das Heizelement 56a als eine Spule und ein Widerstand dargestellt. Das Heizelement 56a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt des Heizelements 56a und der zweite Kontakt der ersten Schalteinheit 40a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt des Heizelements 56a und der erste Kontakt der zweiten Schalteinheit 40a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist zumindest eine Resonanzkapazität 58aa, ..., 58an auf (vgl. 2). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Gargerätevorrichtung 10a mehrere Resonanzkapazitäten 58aa, ..., 58an auf. Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Anzahl von n Resonanzkapazitäten 58aa, ..., 58an auf. Die Anzahl n ist eine ganze natürliche Zahl und nimmt einen Wert von mindestens 2 an. Die Anzahl an Resonanzkapazitäten 58aa, ..., 58an und die Anzahl an Stromversorgungsmodulen 12aa, ..., 12an ist im Wesentlichen identisch. Jeweils eine Resonanzkapazität 58aa, ..., 58an ist einem Stromversorgungsmodul 12a zugeordnet. Die Resonanzkapazitäten 58aa, ..., 58an sind im Wesentlichen identisch ausgebildet, weshalb im Folgenden lediglich eine Resonanzkapazität 58a der Resonanzkapazitäten 58aa, ..., 58an beschrieben wird.
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Die Resonanzkapazität 58a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der zweite Kontakt des Heizelements 56a und der erste Kontakt der Resonanzkapazität 58a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Resonanzkapazität 58a und das Heizelement 56a sind in einer Reihenschaltung angeordnet. Der zweite Kontakt der Resonanzkapazität 58a und die zweite Hauptleitung 54a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Pufferkapazität 60a auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Pufferkapazität 60a durch einen Kondensator gebildet. Die Pufferkapazität 60a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der zweite Kontakt der Pufferkapazität 60a und die zweite Hauptleitung 54a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der Pufferkapazität 60a und ein erster Ausgang einer Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist die Gleichrichtereinheit 14a auf. Die Gleichrichtereinheit 14a weist eine erste Gleichrichterdiode 28a und eine zweite Gleichrichterdiode 30a und eine dritte Gleichrichterdiode 68a und eine vierte Gleichrichterdiode 70a auf. Die Gleichrichtereinheit 14a ist als ein Vollbrückengleichrichter ausgebildet.
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Die Gleichrichtereinheit 14a weist einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang und einen dritten Ausgang und einen vierten Ausgang auf. Der zweite Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a und der vierte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen dem zweiten Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a und dem vierten Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a ist durch die zweite Hauptleitung 54a gebildet.
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Die erste Gleichrichterdiode 28a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die zweite Gleichrichterdiode 30a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die erste Gleichrichterdiode 28a und die zweite Gleichrichterdiode 30a sind in Reihe geschaltet. Der zweite Kontakt der ersten Gleichrichterdiode 28a und der erste Kontakt der zweiten Gleichrichterdiode 30a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Der erste Kontakt der ersten Gleichrichterdiode 28a und der erste Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der ersten Gleichrichterdiode 28a und der dritte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der zweiten Gleichrichterdiode 30a und der zweite Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der zweiten Gleichrichterdiode 30a und der vierte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die dritte Gleichrichterdiode 68a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die vierte Gleichrichterdiode 70a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Die dritte Gleichrichterdiode 68a und die vierte Gleichrichterdiode 70a sind in Reihe geschaltet. Der zweite Kontakt der dritten Gleichrichterdiode 68a und der erste Kontakt der vierten Gleichrichterdiode 70a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Der erste Kontakt der dritten Gleichrichterdiode 68a und der erste Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der dritten Gleichrichterdiode 68a und der dritte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der vierten Gleichrichterdiode 70a und der zweite Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der vierten Gleichrichterdiode 70a und der vierte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Der zweite Kontakt der ersten Gleichrichterdiode 28a und der erste Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der zweiten Gleichrichterdiode 30a und der erste Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der dritten Gleichrichterdiode 68a und der zweite Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Kontakt der vierten Gleichrichterdiode 70a und der zweite Kontakt der Spannungsquelle 38a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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In einem Verfahren zum Betrieb der Gargerätevorrichtung 10a wird eine Gleichspannung für ein Hauptstromversorgungsmodul 18a bereitgestellt. In dem Heizbetriebszustand richtet die Gleichrichtereinheit 14a eine von der Spannungsquelle 38a bereitgestellte Wechselspannung gleich. Die Gleichrichtereinheit 14a stellt eine Gleichspannung für das Hauptstromversorgungsmodul 18a bereit.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist das Hauptstromversorgungsmodul 18a und eine Anzahl an (n – 1) Nebenstromversorgungsmodulen 20a auf. Das Hauptstromversorgungsmodul 18a ist von einem einzigen der Stromversorgungsmodule 12a gebildet. Restliche Stromversorgungsmodule 12a bilden jeweils eines der Nebenstromversorgungsmodule 20a aus. Im Folgenden wird lediglich eines der Nebenstromversorgungsmodule 20a beschrieben.
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Das Hauptstromversorgungsmodul 18a ist zu einem Bereitstellen eines Heizstroms vorgesehen. In dem Heizbetriebszustand stellt das Hauptstromversorgungsmodul 18a einen Heizstrom für ein Heizelement 56a bereit.
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Das Nebenstromversorgungsmodul 20a ist zu einem Bereitstellen eines weiteren Heizstroms vorgesehen. In dem Heizbetriebszustand stellt das Nebenstromversorgungsmodul 20a einen weiteren Heizstrom für ein weiteres Heizelement 56a bereit.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist ein Spannungswandlerelement 24a auf. Das Spannungswandlerelement 24a ist als eine Induktivität ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Spannungswandlerelement 24a durch einen Induktor gebildet.
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In dem montierten Zustand ist das Spannungswandlerelement 24a an einen Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a angeschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Spannungswandlerelement 24a in dem montierten Zustand an den dritten Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a angeschlossen.
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Das Spannungswandlerelement 24a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der dritte Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a und der erste Kontakt des Spannungswandlerelements 24a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt des Spannungswandlerelements 24a und ein Eingang eines Hauptschaltelements 62a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist das Hauptschaltelement 62a auf. Das Hauptschaltelement 62a ist zu einer Deaktivierung der Stromversorgungsmodule 12a, insbesondere des Hauptstromversorgungsmoduls 18a und des Nebenstromversorgungsmoduls 20a, vorgesehen.
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Ein erster Ausgang des Hauptschaltelements 62a und das Hauptstromversorgungsmodul 18a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Ausgang des Hauptschaltelements 62a und der zweite Kontakt der ersten Schalteinheit 40a des Hauptstromversorgungsmoduls 18a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der erste Ausgang des Hauptschaltelements 62a und der erste Kontakt der zweiten Schalteinheit 42a des Hauptstromversorgungsmoduls 18a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Das Hauptstromversorgungsmodul 18a ist in dem Heizbetriebszustand über das Hauptschaltelement 62a mit dem Spannungswandlerelement 24a elektrisch leitend verbunden. Ein zweiter Ausgang des Hauptschaltelements 62a ist insbesondere unverbunden und vorteilhaft zu einer Deaktivierung vorgesehen.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Aufwärtswandlereinheit 26a auf. Das Spannungswandlerelement 24a ist Teil der Aufwärtswandlereinheit 26a. Ein Teil des Hauptstromversorgungsmoduls 18a ist Teil der Aufwärtswandlereinheit 26a. Die Aufwärtswandlereinheit 26a weist das Spannungswandlerelement 24a und den Teil des Hauptstromversorgungsmoduls 18a auf. Das Spannungswandlerelement 24a ist als eine Boostinduktivität ausgebildet.
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Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine Filterkapazität 72a auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Filterkapazität 72a durch einen Kondensator gebildet. Die Filterkapazität 72a ist Teil der Aufwärtswandlereinheit 26a. Die Aufwärtswandlereinheit 26a weist die Filterkapazität 72a auf.
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In dem montierten Zustand ist die Filterkapazität 72a an einen Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a angeschlossen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Filterkapazität 72a in dem montierten Zustand an den dritten Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a angeschlossen.
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Die Filterkapazität 72a weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt der Filterkapazität 72a und die erste Hauptleitung 52a sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Der zweite Kontakt der Filterkapazität 72a und der dritten Ausgang der Gleichrichtereinheit 14a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der Filterkapazität 72a und der erste Kontakt des Spannungswandlerelements 24a sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Filterkapazität 72a zweigt von einer Verbindung zwischen der Gleichrichtereinheit 14a und dem Spannungswandlerelement 24a ab.
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Die in 2 dargestellte Gargerätevorrichtung könnte beispielsweise für eine Mehrkreisheizzone vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die in 2 dargestellte Gargerätevorrichtung beispielsweise zu einer Beheizung eines Bräters und/oder eines großen Gargeschirrs und/oder eines länglichen Gargeschirrs vorgesehen sein.
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In 3 bis 8 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 3 bis 8 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden.
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3 zeigt eine alternative Gargerätevorrichtung 10b. Die Gargerätevorrichtung 10b ist der Übersichtlichkeit halber vereinfacht mit einer Anzahl von (n = 2) Stromversorgungsmodulen 12b der Gargerätevorrichtung 10b dargestellt. Generell könnte die Gargerätevorrichtung eine Anzahl von n Stromversorgungsmodulen 12ba, ..., 12bn aufweisen. Die Anzahl n könnte insbesondere eine ganze positive natürliche Zahl sein und einen Wert von mindestens 2 annehmen.
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Die in 3 dargestellte Gargerätevorrichtung könnte beispielsweise für eine Anordnung von Heizelementen in Form einer Matrix vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die in 3 dargestellte Gargerätevorrichtung beispielsweise für eine Anordnung mehrerer, flexibel miteinander kombinierbarer Heizelemente vorgesehen sein.
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Ein Hauptstromversorgungsmodul 18b der Gargerätevorrichtung 10b ist durch eines der Stromversorgungsmodule 12b gebildet. Ein Nebenstromversorgungsmodul 20b der Gargerätevorrichtung 10b ist durch ein weiteres der Stromversorgungsmodule 12b gebildet.
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Die Gargerätevorrichtung 10b weist eine Anzahl an n Konfigurationsschaltelementen 64b, 66b auf. Eine Anzahl an Konfigurationsschaltelementen 64b, 66b und eine Anzahl an Stromversorgungsmodulen 12b ist im Wesentlichen identisch. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Gargerätevorrichtung 10b zwei Konfigurationsschaltelemente 64b, 66b auf.
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Die Gargerätevorrichtung 10b weist ein dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordnetes Konfigurationsschaltelement 64b auf. Das dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordnete Konfigurationsschaltelement 64b ist dazu vorgesehen ist, das Hauptstromversorgungsmodul 18b mit einem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b oder mit einem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b elektrisch leitend zu verbinden.
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Die Gargerätevorrichtung 10b weist ein dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordnetes weiteres Konfigurationsschaltelement 66b auf. Das dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordnete weitere Konfigurationsschaltelement 66b ist dazu vorgesehen ist, das Nebenstromversorgungsmodul 20b mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b oder mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b elektrisch leitend zu verbinden.
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4 bis 7 zeigen verschiedene Heizbetriebszustände mit verschiedenen Schaltstellungen der Konfigurationsschaltelemente 64b, 66b. In einem in 4 dargestellten Heizbetriebszustand verbindet das Konfigurationsschaltelement 64b das Hauptstromversorgungsmodul 18b mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b. In dem Heizbetriebszustand verbindet das weitere Konfigurationsschaltelement 66b das Nebenstromversorgungsmodul 20b mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b.
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In einem in 5 dargestellten Heizbetriebszustand verbindet das Konfigurationsschaltelement 64b das Hauptstromversorgungsmodul 18b mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b. In dem Heizbetriebszustand verbindet das weitere Konfigurationsschaltelement 66b das Nebenstromversorgungsmodul 20b mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b.
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In einem in 6 dargestellten Heizbetriebszustand verbindet das Konfigurationsschaltelement 64b das Hauptstromversorgungsmodul 18b mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b. In dem Heizbetriebszustand verbindet das weitere Konfigurationsschaltelement 66b das Nebenstromversorgungsmodul 20b mit dem dem Hauptstromversorgungsmodul 18b zugeordneten Heizelement 56b.
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In einem in 7 dargestellten Heizbetriebszustand verbindet das Konfigurationsschaltelement 64b das Hauptstromversorgungsmodul 18b mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b. In dem Heizbetriebszustand verbindet das weitere Konfigurationsschaltelement 66b das Nebenstromversorgungsmodul 20b mit dem dem Nebenstromversorgungsmodul 20b zugeordneten weiteren Heizelement 56b.
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Bei einer Versorgung eines Heizelements mittels zumindest zwei Stromversorgungsmodulen, insbesondere mittels des Hauptstromversorgungsmoduls und mittels zumindest eines der Nebenstromversorgungsmodule, kann dem Heizelement insbesondere eine große Menge an Leistung bereitgestellt werden, insbesondere bei geringem durch die aktivierten Stromversorgungsmodule, insbesondere durch Schalteinheiten der aktivierten Stromversorgungsmodule, fließendem elektrischem Strom. Insbesondere können geringe Verluste und damit verbunden insbesondere eine geringe Erhitzung und/oder Belastung der Stromversorgungsmodule, insbesondere der Schalteinheiten der aktivierten Stromversorgungsmodule, erzielt werden.
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8 zeigt eine alternative Gargerätevorrichtung 10c. Die in 8 dargestellte Gargerätevorrichtung 10c unterscheidet sich von der in 3 dargestellten Gargerätevorrichtung 10b durch eine Anordnung einer Filterkapazität 72c.
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Die in 8 dargestellte Gargerätevorrichtung 10c weist eine Filterkapazität 72c auf. In dem montierten Zustand ist die Filterkapazität 72c parallel zu einem Hauptstromversorgungsmodul 18c der Gargerätevorrichtung 10c geschaltet.
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Die Filterkapazität 72c weist einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt auf. Der erste Kontakt der Filterkapazität 72c und die erste Hauptleitung 52c sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Der zweite Kontakt der Filterkapazität 72c und die zweite Hauptleitung 54c sind elektrisch leitend miteinander verbunden.
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Alternativ zu der Anordnung einer Filterkapazität bei der in den 3 bis 7 dargestellten Gargerätevorrichtung könnte eine Anordnung der Filterkapazität bei der in den 3 bis 7 dargestellten Gargerätevorrichtung analog zu der Anordnung der Filterkapazität der in 8 dargestellten Gargerätevorrichtung sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gargerätevorrichtung
- 12
- Stromversorgungsmodul
- 14
- Gleichrichtereinheit
- 16
- Steuereinheit
- 18
- Hauptstromversorgungsmodul
- 20
- Nebenstromversorgungsmodul
- 24
- Spannungswandlerelement
- 26
- Aufwärtswandlereinheit
- 28
- Erste Gleichrichterdiode
- 30
- Zweite Gleichrichterdiode
- 32
- Gargerät
- 34
- Geräteplatte
- 36
- Bedienerschnittstelle
- 38
- Spannungsquelle
- 40
- Erste Schalteinheit
- 42
- Zweite Schalteinheit
- 44
- Erstes Schaltelement
- 46
- Erste Diode
- 48
- Zweites Schaltelement
- 50
- Zweite Diode
- 52
- Erste Hauptleitung
- 54
- Zweite Hauptleitung
- 56
- Heizelement
- 58
- Resonanzkapazität
- 60
- Pufferkapazität
- 62
- Hauptschaltelement
- 64
- Konfigurationsschaltelement
- 66
- Weiteres Konfigurationsschaltelement
- 68
- Dritte Gleichrichterdiode
- 70
- Vierte Gleichrichterdiode
- 72
- Filterkapazität
