DE102018206397A1

DE102018206397A1 - Haushaltsgerät mit mehreren elektrischen Verbrauchern und Verfahren zum Betreiben des Haushaltsgerätes

Info

Publication number: DE102018206397A1
Application number: DE102018206397.4A
Authority: DE
Inventors: Hans Schwaiger; Christian Krknjak; Harald Joksch; Sebastian Mack
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2019-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät und Verfahren zum Betreiben des Haushaltsgerätes. Das Haushaltsgerät umfasst eine elektronische Steuervorrichtung (10), mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) ein- und ausschaltbare elektrische Verbraucher (21.1-21.5), die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind, mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) ein- und ausschaltbare Netzteile (20.1-20.3), die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind und eine für die elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) vorgesehene gemeinsame Versorgungsspannung (U_V) erzeugen, und einen mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) verbundenen Speicher (11), in dem eine Information über Zuordnungen von eingeschalteten Netzteilen (20.1-20.3) in Abhängigkeit von den eingeschalteten elektrischen Verbrauchern (21.1-21.5) gespeichert ist, sodass die entsprechend eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) für den Betrieb der eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen vermögen und die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) möglichst gering, insbesondere minimal ist. Die elektronische Steuervorrichtung (10) ist eingerichtet, aufgrund der Information entsprechend der eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) die Netzteile (20.1-20.3) derart anzusteuern, dass ein bestimmtes oder mehrere bestimmte der Netzteile eingeschaltet sind, um die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) zu minimieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit mehreren elektrischen Verbrauchern und ein Verfahren zum Betreiben des Haushaltsgerätes.
Haushaltsgeräte umfassen normalerweise mehrere elektrische Verbraucher, welche im Betrieb mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Haushaltsgeräte umfassen Netzteile, welche aus der Netzspannung eine für die elektrischen Verbraucher geeignete Versorgungsspannung erzeugen. Die elektrischen Verbraucher benötigen insbesondere eine Kleinspannung als Versorgungsspannung und das Netzteil ist derart dimensioniert, dass es für die elektrischen Verbraucher genügend elektrische Leistung bereitzustellen vermag.
Während des bestimmungsgemäßen Betriebs sind normalerweise nicht alle elektrische Verbraucher ständig eingeschaltet. Beispielsweise können Haushaltskältegeräte eine Innenraumbeleuchtung umfassen, welche nur bei einem geöffnete Türblatt eingeschaltet und ansonsten ausgeschaltet ist. Somit weisen Haushaltsgeräte normalerweise eine zeitlich variierende Leistungsaufnahme auf. Netzteile insbesondere in Form von Schaltnetzteilen weisen jedoch bei unterschiedlichen Leistungsabgaben unterschiedliche Wirkungsgrade auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein effizienteres Haushaltsgerät mit mehreren elektrischen Verbrauchern anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Haushaltsgerät, aufweisend eine elektronische Steuervorrichtung, mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung ein- und ausschaltbare elektrische Verbraucher, die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind, mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung ein- und ausschaltbare Netzteile, die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind und eine für die elektrischen Verbraucher vorgesehene gemeinsame Versorgungsspannung erzeugen, und einen mit der elektronischen Steuervorrichtung verbundenen Speicher, in dem eine Information über Zuordnungen von eingeschalteten Netzteilen in Abhängigkeit von eingeschalteten elektrischen Verbrauchern gespeichert ist, sodass die eingeschalteten Netzteile für den Betrieb der eingeschalteten elektrischen Verbraucher ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen vermögen und die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile möglichst gering, insbesondere minimal ist.
Das Haushaltsgerät ist insbesondere eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Kaffeevollautomat oder ein Haushaltskältegerät.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät umfasst demnach die mehreren elektrischen Verbraucher und die elektronische Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, die elektrischen Verbraucher individuell ein- und auszuschalten. Die elektrischen Verbraucher sind im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet und werden mit der gemeinsamen elektrischen Versorgungsspannung versorgt. Die Versorgungsspannung ist insbesondere eine Kleinspannung von z.B. ca. 3,3 bis 24 V und ist vorzugsweise eine Gleichspannung. Die Versorgungsspannung liegt insbesondere an einer gemeinsamen Versorgungsleitung des Haushaltsgerätes an.
Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät umfasst ferner die mehreren Netzteile, die im eingeschalteten Zustand die gemeinsame Versorgungsspannung erzeugen. Insbesondere weisen zumindest zwei der Netzteile unterschiedliche Nennleistungen auf.
Die Netzteile können insbesondere eingerichtet sein, jeweils aus einer Netzspannung eines Versorgungsnetzes, an das das Haushaltsgerät während seines bestimmungsgemäßen Betriebs angeschlossen ist, die Versorgungsspannung zu erzeugen. Die Netzteile, zumindest einige der Netzteile können auch derart ausgeführt sein, dass sie aus einer gemeinsamen elektrischen Spannung, die aus der Netzspannung erzeugt wird, im eingeschalteten Zustand die gemeinsame Versorgungsspannung zu erzeugen. So kann z.B. eine gemeinsame Gleichrichtervorrichtung vorgesehen sein, welche aus der Netzspannung eine Gleichspannung erzeugt, aus der die Netzteile die Versorgungsspannung erzeugen. Diese Gleichspannung ist dann die gemeinsame elektrische Spannung. Gegebenenfalls kann der gemeinsamen Gleichrichtervorrichtung ein Transformator vorgeschaltet sein, der die Netzspannung auf eine niedrigere elektrische Spannung herunter transformiert.
Die elektronische Steuervorrichtung ist ferner eingerichtet, die Netzteile individuell einzuschalten bzw. zu aktivieren und auszuschalten bzw. zu deaktivieren. Im eingeschalteten Zustand sind die Netzteile parallel geschaltet, sodass sie ausgangsseitig insbesondere mit der gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden sind, um die gemeinsame Versorgungsspannung ausreichender Leistung zu erzeugen.
Um die Netzteile ein- und auszuschalten, kann es vorgesehen sein, dass die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Netzteile durch eine netzspannungsseitige und/oder versorgungsspannungsseitige Unterbrechung zu deaktivieren. Dazu können mittels der elektronischen Steuervorrichtung steuerbare Schalter vorgesehen sein. Im Falle der netzspannungsseitigen Unterbrechung sind die steuerbaren Schalter z.B. den Netzteilen vorgeschaltete Relais und im Falle der versorgungsseitigen Unterbrechung sind die Schalter z.B. den Netzteilen nachgeschaltete Halbleiterschalter.
Die Netzteile sind vorzugsweise Schaltnetzteile. Schaltnetzteile umfassen insbesondere wenigstens einen steuerbaren Halbleiterschalter, welcher für das Erzeugen der Versorgungsspannung aus einer Gleichspannung abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Der wenigstens eine Halbleiterschalter ist vorzugsweise ein Transistor.
Um den Halbleiterschalter entsprechend anzusteuern, können die Schaltnetzteile jeweils einen Controller umfassen, die jeweils eingerichtet sind, den entsprechenden Halbleiterschalter anzusteuern. Es kann auch ein gemeinsamer Controller vorgesehen sein, der eingerichtet ist, die Halbleiterschalter aller Schaltnetzteile entsprechend anzusteuern.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät kann eine Gleichrichtervorrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung eine Gleichspannung zu erzeugen. Die Gleichrichtervorrichtung umfasst insbesondere einen Gleichrichter, welcher die Netzspannung gleichrichtet, und wenigstens einen, dem Gleichrichter nachgeschalteten Kondensator zum Glätten der gleichgerichteten Spannung. Die geglättete, gleichgerichtete Spannung ist eine Gleichspannung, aus der das Schaltnetzteil die Versorgungsspannung erzeugt.
Um das entsprechende Schaltnetzteil auszuschalten, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der entsprechende Halbleiterschalter gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung dauerhaft geöffnet ist.
Die Schaltnetzteile können jeweils eine Gleichrichtervorrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung die Gleichspannung für das entsprechende Schaltnetzteil zu erzeugen. Alternativ kann eine gemeinsame Gleichrichtervorrichtung vorgesehen sein, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung die Gleichspannung für alle Schaltnetzteile zu erzeugen.
Vorzugsweise sind den Schaltnetzteilen jeweils eine Diode und/oder ein Halbleiterschalter als Entkopplungselement nachgeschaltet, über die die Schaltnetzteile an der gemeinsamen Versorgungsleitung angeschlossen sind, an der die Versorgungsspannung anliegt. Dies erhöht die Sicherheit der Schaltnetzteile.
Die elektrischen Verbraucher sind zumindest teilweise nur zeitweise eingeschaltet, sodass die von den Netzteilen bereitzustellende Leistung zeitlich schwankt.
Bei Teilauslastung sinkt der Wirkungsgrad der Schaltnetzteile, was sich insbesondere bei Systemen mit relativ großer Spreizung zwischen minimaler und maximaler Last negativ auf die Verlustleistung auswirkt. Wird beispielsweise ein für eine Maximalbelastung von z.B. 40W ausgelegtes Netzteil überwiegend mit einer relativ geringen Leistung von z.B. nur 5W betrieben, dann beträgt bei einem angenommenen Wirkungsgrad in diesem Teillast-Betriebspunkt von 60% die Verlustleistung 2W. Ein für diesen Betriebszustand optimal dimensioniertes Netzteil mit einem Wirkungsgrad von z.B. 90% hätte nur 0,5W Verlustleistung, was einer Reduzierung von 1,5W entspricht.
Um bedarfsgerecht ausreichend Leistung bereitzustellen und gleichzeitig die von den eingeschalteten Netzteilen erzeugte Gesamtverlustleistung zu verringern, insbesondere zu minimieren, umfasst das erfindungsgemäße Haushaltsgerät den Speicher, in dem die Information über Zuordnungen von eingeschalteten Netzteilen in Abhängigkeit von eingeschalteten elektrischen Verbraucher gespeichert ist, sodass die entsprechend eingeschalteten Netzteile für den Betrieb der eingeschalteten elektrischen Verbraucher ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen vermögen und die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile möglichst gering, insbesondere minimal ist. Somit steht dem Haushaltsgerät bzw. dessen elektronischer Steuervorrichtung vorab eine Information zur Verfügung, welche Netzteile eingeschaltet sein sollen, um bei bestimmten eingeschalteten elektrischen Verbraucher genügend elektrische Leistung bereit zu stellen und gleichzeitig die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile zu verringern, vorzugsweise zu minimieren. Aufgrund dieser Information ist es der elektronischen Steuervorrichtung ermöglicht, entsprechend der aktuell eingeschalteten elektrischen Verbraucher die Netzteile derart anzusteuern, dass ein bestimmtes oder mehrere bestimmte der Netzteile in Abhängigkeit der eingeschalteten elektrischen Verbraucher eingeschaltet sind, um die Gesamtverlustleistung zu minimieren. Somit ergibt sich ein Power Management.
Insbesondere kann die elektronische Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes eingerichtet sein, vor einem Einschalten zumindest einer der elektrischen Verbraucher aufgrund der im Speicher gespeicherten Information vor dem Einschalten dieses elektrischen Verbrauchers die Netzteile derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Einschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher das entsprechende Netzteil bzw. die entsprechenden Netzteile eingeschaltet sind. Ein Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- vor einem Einschalten zumindest einer der elektrischen Verbraucher und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung, Ermitteln aufgrund der im Speicher gespeicherten Information dasjenige Netzteil bzw. diejenigen Netzteile, die den nach dem Einschalten des elektrischen Verbrauchern dann eingeschalteten elektrischen Verbrauchern zugeordnet ist bzw. sind,
- Ansteuern der Netzteile derart, dass vor dem Einschalten des entsprechenden elektrischen Verbrauchers lediglich das ermittelte entsprechende Netzteil bzw. die ermittelten Netzteile eingeschaltet sind, und anschließend
- Einschalten des entsprechenden elektrischen Verbrauchers.

Dadurch wird sichergestellt, dass nach dem Einschalten eines elektrischen Verbrauchers bzw. eines weiteren elektrischen Verbrauchers genügend Leistung zur Verfügung steht und anschließend die Gesamtverlustleistung insbesondere optimiert ist.
Insbesondere kann die elektronische Steuervorrichtung des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes eingerichtet sein, nach einem Ausschalten zumindest eines der elektrischen Verbrauchers aufgrund der im Speicher gespeicherten Information nach dem Ausschalten dieses elektrischen Verbrauchers die Netzteile derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Ausschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher das entsprechende Netzteil bzw. die entsprechenden Netzteile eingeschaltet sind. Ein Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- Ausschalten zumindest eines der elektrischen Verbraucher,
- gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung, Ermitteln aufgrund der im Speicher gespeicherten Information dasjenige Netzteil bzw. diejenigen Netzteile, die den aktuell eingeschalteten Verbrauchern zugeordnet sind, und
- Ansteuern der Netzteile derart, dass das bzw. die ermittelten Netzteile eingeschaltet sind.

Es kann auch vorgesehen sein, dass auch die elektronische Steuervorrichtung von den eingeschalteten Netzteilen mit elektrischer Leistung versorgt wird. In diesem Fall kann es z.B. vorgesehen sein, dass zu bestimmten Zeiten keine der elektrischen Verbraucher eingeschaltet sind, und die Netzteile derart ein- bzw. ausgeschaltet sind, dass genügend Leistung für die elektronische Steuervorrichtung bereitgestellt wird und gleichzeitig die Gesamtverluste verringert, vorzugsweise minimiert sind.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät ist z.B. ein Haushaltskältegerät, das einen wärmeisolierten Korpus mit einem kühlbaren Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums vorgesehene Kältevorrichtung umfasst. Das Haushaltskältegerät kann ein schwenkbar am Korpus gelagertes Türblatt umfassen, welches geschlossen den kühlbaren Innenraum verschließt und geöffnet zugänglich macht. Die Kältevorrichtung ist insbesondere ein Kältemittelkreislauf, der einen Verdichter umfasst. Der Verdichter ist vorzugsweise ein drehzahlgeregelter Verdichter, der eine eine Regelung umfassende Elektronik umfasst. Die elektronische Steuervorrichtung ist insbesondere eingerichtet, die Kältevorrichtung bzw. den Verdichter derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum zumindest in etwa eine vorgebbare Soll-Temperatur aufweist.
Im Falle des als Haushaltskältegerät ausgebildeten Haushaltsgerätes kann einer der elektrischen Verbraucher ein Stellglied zum Ansteuern des Verdichters sein. Das Stellglied ist z.B. ein Relais, welches bei eingeschaltetem Verdichter mit der Versorgungsspannung beaufschlagt ist, oder die Elektronik des drehzahlgeregelten Verdichters. Einer der elektrischen Verbraucher kann eine Heizvorrichtung zum Beheizen eines Rahmens des Korpus, an dem das geschlossene Türblatt anliegt, eine Innenraumbeleuchtung zum zumindest teilweisen Ausleuchten des kühlbaren Innenraums bei geöffnetem Türblatt, ein Ventilator, der eingerichtet ist, von der Kältevorrichtung gekühlte Luft in den kühlbaren Innenraum zu fördern, oder ein Controller zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

1 ein Haushaltskältegerät in einer perspektivischen Darstellung,
2 eine elektronische Steuervorrichtung, und mehrere, mit der elektronischen Steuervorrichtung ein- und ausschaltbare Netzteile und elektrische Verbrauche,
3 einen Schaltplan eines der Netzteile, und
4 ein Zustandsdiagramm.

Die 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung als Beispiel eines Haushaltsgerätes ein Haushaltskältegerät 1, das einen wärmeisolierten Korpus 9 mit einem Innenbehälter 2 umfasst, der einen kühlbaren Innenraum 3 begrenzt. Der kühlbare Innenraum 3 ist zum Lagern von nicht näher dargestellten Lebensmitteln vorgesehen.
Das Haushaltskältegerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein schwenkbares Türblatt 4 zum Verschließen des kühlbaren Innenraums 3 auf. Das Türblatt 4 ist insbesondere bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse schwenkbar gelagert. Bei geöffnetem Türblatt 4, wie in der 1 dargestellt, ist der kühlbare Innenraum 3 zugänglich.
An der in Richtung kühlbaren Innenraum 3 gerichteten Seite des Türblatts 4 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller 5 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet. Im kühlbaren Innenraum 3 sind insbesondere mehrere Fachböden 6 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet und im unteren Bereich des kühlbaren Innenraums 3 ist insbesondere eine Schublade 7 angeordnet, in der ebenfalls Lebensmittel gelagert werden können.
Das Haushaltskühlgerät 1 umfasst eine Kältevorrichtung 8 zum Kühlen des kühlbaren Innenraum. Die Kältevorrichtung 8 ist insbesondere als ein dem Fachmann im Prinzip bekannter Kältemittelkreislauf ausgebildet, welcher insbesondere einen Verdichter, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, eine dem Verflüssiger nachgeschaltete Drosselvorrichtung, die insbesondere als ein Drossel- oder Kapillarrohr ausgeführt ist, und einen Verdampfer aufweist, der zwischen der Drosselvorrichtung und dem Verdichter angeordnet ist. Der Verdichter ist vorzugsweise innerhalb eines Maschineraums des Haushaltkältegerätes 1 angeordnet, der sich insbesondere hinter der Schublade 7 befindet.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine in der 2 gezeigte elektronische Steuervorrichtung 10, die eingerichtet ist, die Kältevorrichtung, 8 insbesondere den Verdichter des Kältemittelkreislaufs für den Fachmann in allgemein bekannter Weise derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum 3 zumindest in etwa eine vorgegebene oder vorgebbare Soll-Temperatur aufweist.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst mehrere elektrische Verbraucher. Die elektronische Steuervorrichtung 10 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eingerichtet, die elektrischen Verbraucher ein- und auszuschalten. Im eingeschalteten Zustand sind die elektrischen Verbraucher parallel geschaltet und insbesondere mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung 22 verbunden, an der eine gemeinsame Versorgungsspannung U_V anliegt. Die Versorgungsspannung U_V ist insbesondere eine Kleingleichspannung.
Die elektronische Steuervorrichtung 10 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ebenfalls mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 22 verbunden.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist einer der elektrischen Verbraucher ein Stellglied 21.1 zum Ansteuern der Kältevorrichtung 8 bzw. deren Verdichter. Das Stellglied 21.1 ist z.B. ein Relais, welches bei eingeschaltetem Verdichter mit der Versorgungsspannung U_V beaufschlagt ist, oder eine Elektronik im Falle eines drehzahlgeregelten Verdichters.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist einer der elektrischen Verbraucher eine Heizvorrichtung 21.2 zum Beheizen eines Rahmens des Korpus 9, an dem das geschlossene Türblatt 4 anliegt, eine Innenraumbeleuchtung 21.3 zum zumindest teilweisen Ausleuchten des kühlbaren Innenraums 3 bei geöffnetem Türblatt 4, ein Ventilator 21.4, der eingerichtet ist, von der Kältevorrichtung 8 gekühlte Luft in den kühlbaren Innenraum 3 zu fördern, und ein Controller 21.5 zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung des Haushaltskältegerätes 1.
Im eingeschalteten Zustand benötigt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Stellglied 21.1 1W, die Heizvorrichtung 21.2 35W, die Innenraumbeleuchtung 21.3 9W, der Ventilator 21.4 3W und der Controller 21.5 zum Ansteuern der Anzeigevorrichtung 1W. Die elektronische Steuervorrichtung 10 benötigt 1W.
Um die elektrischen Verbraucher ein- und auszuschalten, umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels das Haushaltskältegerät 1 mehrere, insbesondre als Transistoren ausgebildete steuerbare Schalter S1 bis S5, welche zwischen den elektrischen Verbrauchern und der gemeinsamen Versorgungsleitung 22 angeordnet sind.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst mehrere, mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 ein- und ausschaltbare Netzteile, die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind und die für die eingeschalteten elektrischen Verbraucher vorgesehene gemeinsame Versorgungsspannung U_V erzeugen. Die Netzteile sind vorzugsweise Schaltnetzteile und erzeugen z.B. jeweils aus einer Netzspannung U_ac von z.B. 230V die Versorgungsspannung U_V .
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Haushaltskältegerät 1 ein erstes Schaltnetzteil 20.1, ein zweites Schaltnetzteil 20.2 und ein drittes Schaltnetzteil 20.3. Das erste Schaltnetzteil 20.1 vermag z.B. eine Leistung von 40W, das zweite Schaltnetzteil 20.2 eine Leistung von 10W und das dritte Schaltnetzteil 20.3 eine Leistung von 2 W bereitzustellen.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind den Schaltnetzteilen 20.1-20.3 jeweils eine Diode D und/oder ein Halbleiterschalter S als Entkopplungselement nachgeschaltet, über die die Schaltnetzteile 20.1-20.3 an der gemeinsamen Versorgungsleitung 22 angeschlossen sind, an der die Versorgungsspannung U_V anliegt.
Um die Schaltnetzteile 20.1-20.3 ein- und auszuschalten, kann es vorgesehen sein, dass die elektronische Steuervorrichtung 10 eingerichtet ist, die Schaltnetzteile 20.1-20.3 durch eine netzspannungsseitige und/oder versorgungsspannungsseitige Unterbrechung zu deaktivieren. Dazu können mittels der elektronischen Steuervorrichtung 10 steuerbare Schalter vorgesehen sein. Im Falle der netzspannungsseitigen Unterbrechung sind die steuerbaren Schalter z.B. den Schaltnetzteilen 20.1-20.3 vorgeschaltete, nicht dargestellte Relais und im Falle der versorgungsseitigen Unterbrechung sind die Schalter z.B. die Halbleiterschalter S.
Die 3 zeigt eine Ausführungsform des ersten Schaltnetzteil 20.1. Die Topologien der beiden anderen Schaltnetzteile 20.2, 20.3 können entsprechend der Topologie des ersten Schaltnetzteils 20.1 ausgeführt sein.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst jedes der Schaltnetzteile 20.1-20.3 eine Gleichrichtervorrichtung G, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung U_ac eine Gleichspannung U_dc zu erzeugen. Die Gleichrichtervorrichtung G umfasst insbesondere einen Gleichrichter GL, welcher die Netzspannung U_ac gleichrichtet, und wenigstens einen, dem Gleichrichter GL nachgeschalteten Kondensator C1 zum Glätten der gleichgerichteten Spannung. Die geglättete, gleichgerichtete Spannung ist eine Gleichspannung U_dc , aus der z.B. das erste Schaltnetzteil 20.1 die Versorgungsspannung U_V erzeugt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Gleichrichtervorrichtung vorgesehen ist, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung U_ac die Gleichspannung U_dc , für alle Schaltnetzteile 20.1-20.3 zu erzeugen, sodass diese jeweils aus der Gleichspannung U_dc die Versorgungsspannung U_V zu erzeugen vermögen.
Das erste Schaltnetzteil 20.1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen als Transistor T ausgebildeten gesteuerten Halbleiterschalter, welcher im Betrieb des ersten Schaltnetzteils 20.1 von einem Controller 31 des ersten Schaltnetzteils 20.1 derart angesteuert wird, um im Prinzip dem Fachmann geläufiger Weise aus der Gleichspannung U_dc die Versorgungsspannungen U_V zu erzeugen. Der Transistor T wird derart angesteuert, dass er abwechselnd geöffnet und geschlossen wird. Die Versorgungsspannungen U_V ist kleiner als die Gleichspannung U_dc .
Ausgangsseitig umfasst das erste Schaltnetzteil 20.1 z.B. einen Transformator TR eine Freilaufdioden D1 und einen Ausgangskondensator C2, an der die Versorgungsspannung U_V anliegt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels können die Schaltnetzteile 20.1-20.3 derart ausgebildet, dass sie direkt ein- und ausgeschaltet werden können. Dazu umfassen die Schaltnetzteile 20.1-20.3 jeweils einen ersten Eingang 31.1 und einen zweiten Eingang 31.2.
Über ihre ersten Eingänge 31.1 können die Schaltnetzteile 20.1-20.3 eingeschaltet werden, woraufhin der Controller 31 den Transistor T abwechselnd öffnet und schließt, um aus der Gleichspannung U_dc die Versorgungsspannungen U_V zu erzeugen.
Über ihre zweiten Eingänge 31.2 können die Schaltnetzteile 20.1-20.3 direkt ausgeschaltet werden, woraufhin der entsprechende Controller 31 den Transistor T öffnet, d.h. sperrt und geöffnet lässt. Die beiden Eingänge 31.1, 31.2 sind mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 verbunden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schaltnetzteile 20.1-20.3 einen gemeinsamen Controller umfassen, der die Transistoren T aller Schaltnetzteile 20.1-20.3 geeignete ansteuert.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst einen mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 verbundenen Speicher 11, in dem eine Information über Zuordnungen von eingeschalteten Schaltnetzteilen 20.1-20.3 in Abhängigkeit von eingeschalteten elektrischen Verbrauchern gespeichert ist, sodass die entsprechend eingeschalteten Schaltnetzteile 20.1-20.3 für den Betrieb der eingeschalteten elektrischen Verbraucher ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen vermögen und die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Schaltnetzteile 20.1-20.3 möglichst gering, insbesondere minimal ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Speicher 11 mit der elektronischen Steuervorrichtung 10 derart verbunden, dass die elektronische Steuervorrichtung 10 den Speicher 11 umfasst.
Die 4 zeigt ein Zustandsdiagramm, welches die im Speicher 11 gespeicherte Zuordnung veranschaulicht.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist bei eingeschalteter Innenraumbeleuchtung 21.3 das Stellglied 20.1, die Heizvorrichtung 20.2 und der Ventilator 20.4 stets ausgeschaltet.
Ist beispielsweise lediglich die Kältevorrichtung 8 und somit das Stellglied 21.1 eingeschaltet, sowie die Heizvorrichtung 21.2, der Ventilator 21.4 und der Controller 21.5 zum Ansteuern der Anzeigevorrichtung, so müssen, da auch die elektronische Steuervorrichtung 10 von den eingeschalteten Schaltnetzteilen 20.1-20.3 mit Leistung versorgt wird, insgesamt mindestens 41W bereitgestellt werden. In diesem Zustand sind das erste Schaltnetzteil 20.1 und das dritte Schaltnetzteil 20.3 ein und das zweite Schaltnetzteil 20.2 ausgeschaltet.
Ist beispielsweise lediglich die Kältevorrichtung 8 und somit das Stellglied 21.1 eingeschaltet, sowie der Ventilator 21.4 und der Controller 21.5 zum Ansteuern der Anzeigevorrichtung, so müssen, da auch die elektronische Steuervorrichtung 10 von den eingeschalteten Schaltnetzteilen 20.1-20.3 mit Leistung versorgt wird, insgesamt mindestens 6W bereitgestellt werden. In diesem Zustand ist lediglich das zweite Schaltnetzteil 20.2 eingeschaltet.
Ist beispielsweise lediglich die Innenraumbeleuchtung 21.3 eingeschaltet, so müssen, da auch die elektronische Steuervorrichtung 10 von den eingeschalteten Schaltnetzteilen 20.1-20.3 mit Leistung versorgt wird, insgesamt mindestens 10W bereitgestellt werden. In diesem Zustand ist lediglich das zweite Schaltnetzteil 20.2 eingeschaltet.
Ist beispielsweise lediglich die Innenraumbeleuchtung 21.3 und die Anzeigevorrichtung 21.5 eingeschaltet, so müssen, da auch die elektronische Steuervorrichtung 10 von den eingeschalteten Schaltnetzteilen 20.1-20.3 mit Leistung versorgt wird, insgesamt mindestens 11W bereitgestellt werden. In diesem Zustand sind lediglich das zweite Schaltnetzteil 20.2 und das dritte Schaltnetzteil 20.3 eingeschaltet.
Insbesondere ist die elektronische Steuervorrichtung 10 eingerichtet, vor einem Einschalten zumindest einer der elektrischen Verbraucher aufgrund der im Speicher 11 gespeicherten Information vor dem Einschalten dieses elektrischen Verbrauchers die Schaltnetzteile 20.1-20.3 derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Einschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher das entsprechende Schaltnetzteil bzw. die entsprechenden Schaltnetzteile 20.1-20.3 eingeschaltet sind.
Insbesondere ist die elektronische Steuervorrichtung 10 eingerichtet, nach einem Ausschalten zumindest eines der elektrischen Verbraucher aufgrund der im Speicher 11 gespeicherten Information nach dem Ausschalten dieses elektrischen Verbrauchers die Schaltnetzteile 20.1-20.3 derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Ausschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher das entsprechende Schaltnetzteil bzw. die entsprechenden Schaltnetzteile 20.1-20.3 eingeschaltet sind.
Bezugszeichenliste

1: Haushaltskältegerät
2: Innenbehälter
3: kühlbarer Innenraum
4: Türblatt
5: Türabsteller
6: Fachböden
7: Schublade
8: Kältevorrichtung
9: Korpus
10: elektronische Steuervorrichtung
11: Speicher
20.1: erstes Schaltnetzteil
20.2: zweites Schaltnetzteil
20.3: drittes Schaltnetzteil
21.1: Stellglied
21.2: Heizvorrichtung
21.3: Innenraumbeleuchtung
21.4: Ventilator
21.5: Controller
22: Versorgungsleitung
31: Controller
31.1: erster Eingang
31.2: zweiter Eingang
G: Gleichrichtervorrichtung
GL: Gleichrichter
S: Halbleiterschalter
S1-S5: steuerbare Schalter
U_ac: Netzspannung
U_dc: Gleichspannung
U_V: Versorgungsspannung
C1: Kondensator
C2: Ausgangskondensator
D: Diode
D1: Freilaufdiode
T: Transistor
TR: Transformator

Claims

Haushaltsgerät, aufweisend eine elektronische Steuervorrichtung (10), mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) ein- und ausschaltbare elektrische Verbraucher (21.1-21.5), die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind, mehrere mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) ein- und ausschaltbare Netzteile (20.1-20.3), die im eingeschalteten Zustand parallel geschaltet sind und eine für die elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) vorgesehene gemeinsame Versorgungsspannung (U_V) erzeugen, und einen mit der elektronischen Steuervorrichtung (10) verbundenen Speicher (11), in dem eine Information über Zuordnungen von eingeschalteten Netzteilen (20.1-20.3) in Abhängigkeit von den eingeschalteten elektrischen Verbrauchern (21.1-21.5) gespeichert ist, sodass die entsprechend eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) für den Betrieb der eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) ausreichend elektrische Leistung bereitzustellen vermögen und die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) möglichst gering, insbesondere minimal ist, und die elektronische Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, aufgrund der Information entsprechend der eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) die Netzteile (20.1-20.3) derart anzusteuern, dass ein bestimmtes oder mehrere bestimmte der Netzteile eingeschaltet sind, um die Gesamtverlustleistung der eingeschalteten Netzteile (20.1-20.3) zu minimieren.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, vor einem Einschalten zumindest einer der elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) aufgrund der im Speicher (11) gespeicherten Information vor dem Einschalten dieses elektrischen Verbrauchers (21.1-21.5) die Netzteile (20.1-20.3) derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Einschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) das entsprechende Netzteil bzw. die entsprechenden Netzteile (20.1-20.3) eingeschaltet sind.
Haushaltsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, nach einem Ausschalten zumindest eines der elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) aufgrund der im Speicher (11) gespeicherten Information nach dem Ausschalten dieses elektrischen Verbrauchers (21.1-21.5) die Netzteile (20.1-20.3) derart anzusteuern, dass entsprechend der nach dem Ausschalten eingeschalteten elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) das entsprechende Netzteil bzw. die entsprechenden Netzteile (20.1-20.3) eingeschaltet sind.
Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzteile (20.1-20.3) eingerichtet sind, aus einer Netzspannung (U_ac) die Versorgungsspannung (U_V) zu erzeugen, und insbesondere die elektronische Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, die Netzteile (20.1-20.3) durch eine netzspannungsseitige und/oder versorgungsspannungsseitige Unterbrechung auszuschalten.
Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzteile Schaltnetzteile (20.1-20.3) sind, die jeweils wenigstens einen ansteuerbaren Halbleiterschalter (T) aufweisen, welchen für das Erzeugen der Versorgungsspannung (Uv) aus einer aus der Netzspannung (U_ac) erzeugten Gleichspannung (U_dc) das entsprechende eingeschaltete Schaltnetzteil (20.1-20.3) abwechselnd öffnet- und schließt, und welcher insbesondere bei ausgeschaltetem Schaltnetzteil (20.1-20.3) dauerhaft geöffnet ist.
Haushaltsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnetzteile (20.1-20.3) jeweils eine Gleichrichtervorrichtung (G) umfassen, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten einer Netzspannung (U_ac) die Gleichspannung (U_dc) für das entsprechende Schaltnetzteil (20.1-20.3) zu erzeugen, oder dass eine gemeinsame Gleichrichtervorrichtung vorgesehen ist, welche eingerichtet ist, durch Gleichrichten der Netzspannung (U_ac) die Gleichspannung (U_dc) für alle Schaltnetzteile (20.1-20.3) zu erzeugen, und/oder dass den Schaltnetzteilen (20.1-20.3) jeweils eine Dioden (D) und/oder ein Halbleiterschalter (S) als Entkopplungselement nachgeschaltet sind, über die die Schaltnetzteile (20.1-20.3) an einer gemeinsamen Versorgungsleitung (22) angeschlossen sind, an der die Versorgungsspannung (U_V) anliegt.
Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nennleistungen zumindest zwei der Netzteile (20.1-20.3) unterscheiden.
Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das als Haushaltskältegerät (1) ausgeführt ist, wobei das Haushaltskältegerät (1) einen wärmeisolierten Korpus (9) mit einem kühlbaren Innenbehälter (2), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (3) begrenzt, und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraum (3) vorgesehene Kältevorrichtung (8) umfasst, und insbesondere wenigsten einer der elektrischen Verbraucher ein Stellglied (21.1) zum Ansteuern eines Verdichters, der Teil einer als Kältemittelkreislauf ausgebildete Kältevorrichtung (8) ist, eine Heizvorrichtung (21.2) zum Beheizen eines Rahmens des Korpus (2), eine Innenraumbeleuchtung (21.3) zum zumindest teilweisen Ausleuchten des kühlbaren Innenraums (3) bei einem geöffneten, zum Verschließen des kühlbaren Innenraums (3) vorgesehenen Türblatts (4), ein Ventilator (21.4), der eingerichtet ist, von der Kältevorrichtung (8) gekühlte Luft in den kühlbaren Innenraum (3) zu fördern, und/oder ein Controller (21.5) zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung des Haushaltskältegerätes (1) ist.
Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend folgende Verfahrensschritte: - vor einem Einschalten zumindest einer der elektrischen Verbraucher (21.1-21.5) und gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung (10), Ermitteln aufgrund der im Speicher (10) gespeicherten Information dasjenige Netzteil bzw. diejenigen Netzteile (20.1-20.3), die den nach dem Einschalten des elektrischen Verbrauchers dann eingeschalteten Verbrauchern zugeordnet ist bzw. sind, - Ansteuern der Netzteile (20.1-20.3) derart, dass vor dem Einschalten des entsprechenden Verbrauchers lediglich das entsprechende Netzteil bzw. die entsprechenden Netzteile eingeschaltet sind, und anschließend - Einschalten des entsprechenden Verbrauchers.
Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend folgende Verfahrensschritte: - Ausschalten zumindest eines der elektrischen Verbraucher, - gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung (10), Ermitteln aufgrund der im Speicher (11) gespeicherten Information dasjenige Netzteil bzw. diejenigen Netzteile, die den aktuell eingeschalteten Verbraucher zugeordnet sind, und - Ansteuern der Netzteile derart, dass das bzw. die ermittelten Netzteile eingeschaltet sind.