DE3902468A1 - Verfahren zum regeln der ansteuerung eines elektromagnetischen induktionsheizgeraets - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Induktionsheizgerät zum Erwärmen eines magnetischen Ge­ fäßes zwecks Garung eines in letzterem enthaltenen Nah­ rungsmittels, wobei die Magnetkraft durch Umschalten des in einer Arbeitsspule fließenden Stroms erzeugt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Ansteuerung eines elektromagnetischen In­ duktionsheizgeräts, d. h. einer elektromagnetischen Koch- oder Garvorrichtung, bei welchem die Ansteuerung eines Leistungstransistors durch gemeinsame Anwendung eines Zeitregelverfahrens und eines Linearregelverfah­ rens entsprechend dem von einem Anwender gewählten Lei­ stungs- oder Energiepegel geregelt wird.

Für die Regelung der Ansteuerung eines bisherigen elek­ tromagnetischen Induktionsheizgeräts werden einerseits das (die) Zeitregelverfahren oder -methode, bei dem (der) die Zahl der Durchschalt/Sperrvorgänge eines Lei­ stungstransistors entsprechend dem Energieeinstellpegel variiert wird, und andererseits das (die) Linearregel­ verfahren oder -methode, bei dem (der) die Durchschalt/- Sperrzeit (EIN/AUS-Zeit) eines Leistungstransistors durch Änderung des Energieregelpegels entsprechend dem Energieeinstellpegel geändert wird, angewandt.

Da jedoch beim erstgenannten Verfahren der Energieregel­ pegel konstant ist, ist die Durchschalt/Sperrzeit oder EIN/AUS-Zeit des Leitungstransistors (ebenfalls) kon­ stant, so daß ein sog. "Flackereffekt" auftreten kann wenn der Energieregelpegel (power control level) hoch ist.

Beim zweitgenannten Verfahren tritt dagegen der "Flac­ kereffekt" nicht auf; andererseits werden dabei bei niedrigem Energieregelpegel äußerst starke Störsignale erzeugt, weil die Umschaltfrequenz mit der Änderung der EIN/AUS-Zeit des Leistungstransistors variiert.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ver­ fahrens zum Regen der Ansteuerung eines elektromagneti­ schen Induktionsheizgeräts, bei dem unabhängig von einem hohen oder niedrigen Energieregelpegel eines Lei­ stungstransistors weder ein Flackereffekt noch Störsi­ gnale auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Maßnahmen gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern des Durchschaltens/Sperrens eines Leistungstransistors nach dem zeitabhängigen oder Zeitregelverfahren, wenn der durch einen Anwender vorgewählte Leistungs- oder Energiepegel unter einer vorbestimmten Größe, z. B. un­ ter 600 W, liegt, und zum Steuern des Durchschaltens/ Sperrens des Leistungstransistors nach einem linearen oder Linearregelverfahren in dem Fall, daß der durch einen Anwender vorgewählte Leistungspegel über einer vorbestimmten Größe, z. B. über 700 W, liegt.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild zur Verdeutlichung des Ansteu­ erverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 2(A) bis 2(J) graphische Wellenformdarstellun­ gen von in einem Mikroprozessor gemäß Fig. 1 gespeicherten Datensignalen und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für den Mikroprozessor beim erfindungsgemäßen Ansteuerverfahren.

Gemäß Fig. 1 sind ein EIN/AUS- bzw. Netzschalter SW 0 und Leistungs- oder Energiepegel-Einstellschalter SW 1- SW 10 mit Widerständen R 1-R 11 zusammengeschaltet, die an eine Stromklemme Vcc sowie Eingangsklemmen 0- 10 eines Mikroprozessors 10 angeschlossen sind, des­ sen Ausgangsklemmen OT 0-OT 10 gemeinsam mit an einer Stromklemme Vcc liegenden Widerständen R 12-R 22 und Leuchtdioden LED 0-LED 10 verbunden sind. Vorbestimmte Datensignale entsprechen dem jeweiligen Einstellpegel sind in einem Speicher 1 des Mikroprozessors 10 abge­ speichert, so daß diese Datensignale entsprechend dem Schließen der Einstellschalter SW 1-SW 10 an einer Aus­ gangsklemme OT 1 des Mikroprozessors 10 ausgegeben und dann an einen Digital/Analog- bzw. D/A-Wandler eines Ansteuerteils eines Leistungstransistors angelegt wer­ den.

In den Fig. 2(A) bis 2(J) sind die Wellenformen der im Speicher 1 gemäß Fig. 1 für die jeweiligen Leistungs- oder Energieeinstellpegel abgespeicherten Datensignale dargestellt. An einer Adresse 0 des Speichers 1 ist ein Niederpotentialsignal abgespeichert, während an Adres­ sen 1-6 Impulssignale einer vorbestimmten Breite T 0 und Rücksetzimpulssignale (Fig. 2(A)-(F)) mit vorbe­ stimmten Zeitdifferenzen oder -abständen t 1-t 6 von dem Zeitpunkt, zu dem die Ausgabe der Impulssignale ab­ geschlossen ist, abgespeichert sind; dabei werden die an den Adressen 0-6 abgespeicherten Datensignale wie­ derholt mit einer konstanten Periode Tt ausgegeben wenn Niederpotentialsignale an der Eingangsklemmen 0 - 6 eingespeist werden.

An Adressen 7-10 des Speichers 1 sind Impulssignale vorbestimmter, voneinander verschiedener Breiten T 7- T 10 (vgl. Fig. 2(G)-(J)) so abgespeichert, daß diese an den Adressen 7-10 abgespeicherten Impulssignale aus­ gegeben werden, wenn Niederpotentialsignale an den Ein­ gangsklemmen IN 7-IN 10 des Mikroprozessors 10 einge­ speist werden.

Arbeits- und Wirkungsweise der Erfindung sind nachste­ hend anhand von Fig. 3 erläutert.

Wenn an die Stromklemme Vcc Strom angelegt ist, liefert der Mikroprozessor 10 gemäß Fig. 3 an seinen Ausgangs­ klemmen OT 0-OT 11 Niederpotentialsignale. Wenn unter diesen Bedingungen ein Anwender den Netzschalter SW 0 schließt und ein Niederpotentialsignal an die Eingangs­ klemmen IN 0 des Mikroprozessors 10 angelegt wird, lie­ fert dieser an seiner Ausgangsklemme OT 0 ein Hochpoten­ tialsignal zu einer Leuchtdiode LED 0, während er gleich­ zeitig an seiner Ausgangsklemme OT 11 ein an der Adresse 0 des Speichers 1 abgespeichertes Niederpotentialsignal ausgibt.

Wenn in diesem Zustand durch Schließen eines Energiepe­ gel-Einstellschalters SW 1 durch den Anwender ein Nieder­ potentialsignal der Eingangsklemme 1 des Mikroprozes­ sors 10 aufgeprägt wird, liefert letzterer an seiner Ausgangsklemme OT 1 ein Hochpotentialsignal zur Leucht­ diode LED 1, während er gleichzeitig das an der Adresse 1 des Speichers 1 abgespeicherte Datensignal ausgibt und dieses dann an den D/A-Wandler des Ansteuerteils für den Leistungstransistor anlegt.

Nach der Ausgabe eines Hochpotentialsignals während einer vorbestimmten Zeitspanne T 0 gemäß Fig. 2(A) wie­ derholt der Mikroprozessor 10 die Ausgabe von Rücksetz­ impulssignalen mit einer konstanten Periode Tt nach einer vorbestimmten Zeit(spanne) t 1. Dementsprechend wiederholen sich die EIN/AUS- oder Durchschalt/Sperrvor­ gänge des Leistungstransistors während der Zeiten T 0 und t 1 bei einem konstanten Leistungs- oder Energiepe­ gel.

Beim Schließen eines der Energiepegel-Einstellschalter SW 2, SW 3, SW 4, SW 5 oder SW 6 (durch den Anwender), so daß ein Niederpotentialsignal an eine der Eingangsklem­ men 2, 3, 4, 5 bzw. 6 des Mikroprozessors 10 angelegt wird, gibt letzterer Hochpotentialsignale über seine Ausgangsklemmen OT 1, OT 2; OT 1-OT 3; OT 1-OT 4; OT 1-OT 5 oder OT 1-OT 6 zu den Leuchtdioden LED 1; LED 2, LED 1-LED 3; LED 1-LED 4; LED 1-LED 5 bzw. LED 1- LED 6 aus, während er gleichzeitig an den Adressen 2, 3, 4, 5 oder 6 des Speichers 1 abgespeicherte Datensignale über seine Ausgangsklemme OT 11 zum D/A-Wandler des An­ steuerteils für den Leistungstransistor abgibt. Dies be­ deutet, daß in diesem Moment der Mikroprozessor 10 an seiner Ausgangsklemme OT 11 die Wellenformsignale gemäß Fig. 2(B), (C), (D), (E) oder (F) wiederholt mit einer konstanten Periode Tt ausgibt bzw. liefert, wodurch das Durchschalten oder Sperren des Leistungstransistors wäh­ rend der vorbestimmten Zeiten T 0 + t 2; T 0 + t 3; T 0 + t 4; T 0 + t 5 bzw. T 0 + t 6 bei konstantem Leistungs- oder Energiepegel wiederholt wird.

Wenn bei geschlossenem Netzschalter SW 0 der Einstell­ schalter SW 1, SW 2, SW 3, SW 4, SW 5 oder SW 6 geschlossen wird, wird das Wellenformsignal gemäß Fig. 2(A), (B), (C), (D), (E) bzw. (F) vom Speicher 1 des Mikroprozes­ sors 10 dem genannten D/A-Wandler zugeführt, so daß der Leistungstransistor während der vorbestimmten Zeiten oder Zeitspannen T 0 + t 1; T 0 + t 2; T 0 + t 3; T 0 + t 4; T 0 + t 5; T 0 + t 6 seine Durchschalt- und Sperrvorgänge (ON and OFF operation) bei einem konstanten Leistungs- oder Energiepegel wiederholt.

Dabei wird das Durchschalten/Sperren des Leistungstran­ sistors - genauer gesagt - nach dem Zeitregelverfahren gesteuert.

Wenn dagegen durch Schließen des Energiepegel-Einstell­ schalters SW 7 ein Niederpotentialsignal an die Eingangs­ klemme 7 des Mikroprozessors 10 angelegt wird, lie­ fert letzterer über seine Ausgangsklemmen OT 1-OT 7 Hochpotentialsignale zu den Leuchtdioden LED 1-LED 7, während er gleichzeitig das an der Adresse 7 des Spei­ chers 1 abgespeicherte Datensignal über seine Ausgangs­ klemme OT 11 ausgibt. Dies bedeutet, daß während einer vorbestimmten (Zeit(spanne) T 7 gemäß Fig. 2(G) ein Hoch­ potentialsignal ausgegeben und dem genannten D/A-Wand­ ler eingespeist wird, so daß der Leistungstransistor bei dem der Zeit T 7 proportionalen Leistungs- oder Ener­ giepegel durchgeschaltet und gesperrt wird.

Wenn auf ähnliche Weise durch Schließen des Einstell­ schalters SW 8 oder SW 9 ein Niederpotentialsignal der Eingangsklemme IN 8, IN 9 oder IN 10 des Mikroprozessors 10 aufgeprägt wird, liefert dieser an seinen Ausgangs­ klemmen OT 1-OT 8; OT 1-OT 9 bzw. OT 1-OT 10 Hochpoten­ tialsignale zu den Leuchtdioden LED 1-LED 8; LED 1- LED 9 bzw. LED 1-LED 10, während er gleichzeitig das an der Adresse 8, 9 oder 10 des Speichers 1 abgespeicherte Wellenformsignal gemäß Fig. 2(H), (I) bzw. (J) über sei­ nen Ausgang OT 11 dem A/D-Wandler zuspeist, so daß das Durchschalten und Sperren des Leistungstransistors bei dem der vorbestimmten Zeit(spanne) T 8, T 9 bzw. T 10 pro­ portionalen Leistungs- oder Energiepegel gesteuert wird.

Wenn bei geschlossenem Netzschalter SW 0 der Leistungs- oder Energiepegel-Einstellschalter SW 7, SW 8, SW 9 oder SW 10 geschlossen wird, leuchten die Leuchtdioden LED 1- LED 7; LED 1-LED 8; LED 1-LED 9 bzw. LED 1-LED 10 auf; gleichzeitig wird das Durchschalten/Sperren des Lei­ stungstransistors nach dem Linearregelverfahren propor­ tional zur jeweiligen vorbestimmten Zeitspanne T 7, T 8, T 9 bzw. T 10, die voneinander verschieden sind, gesteu­ ert.

Da erfindungsgemäß der Leistungstransistor nach einem zeitabhängigen oder Zeitregelverfahren, wenn der durch einen Anwender eingestellte oder gewählte Leistungs- bzw. Energiepegel unter einer vorbestimmten Größe liegt, und nach einem Linearregelverfahren angesteuert wird, wenn der Leistungspegel über einer vorbestimmten Größe liegt, werden in vorteilhafter Weise ein sog. Flackereffekt und die Erzeugung von Störsignalen ver­ mieden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Regeln der Ansteuerung eines elektro­ magnetischen Induktionsheizgeräts, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
Impulssignale einer vorbestimmten Breite (T 0) an Adressen "1-6" eines Speichers (1) in einem Mikro­ prozessor (10) und Rücksetzimpulssignale an den Adressen "1-6" mit einer vorbestimmten Zeitdiffe­ renz (t 1-t 6) gegenüber dem Zeitpunkt, zudem die Ausgabe der Impulssignale abgeschlossen ist, abge­ speichert werden,
ein EIN/AUS- oder Netzschalter (SW 0) durch (zur) Speicherung von Impulssignalen der vorbestimmten Breiten (T 7-T 10), die voneinander verschieden sind, an Adressen "7-10" des Speichers (1) ge­ schlossen wird,
ein Leistungstransistor durch wiederholte Ausgabe der an den Adressen "1-6" des Speichers (1) abge­ speicherten Signale mit einer konstanten Periode (Tt) nach einer (einem) zeitabhängigen oder Zeitre­ gelmethode bzw. -verfahren angesteuert wird, wenn Leistungs- oder Energiepegel-Einstellschalter (SW 1- SW 6) angeschlossen sind, und
der Leistungstransistor durch Ausgabe der an den Adressen "7-10" des Speichers (1) abgespeicherten Signale nach einer (einem) Linearregelmethode bzw. -verfahren angesteuert wird, wenn Energiepegel-Ein­ stellschalter (SW 7-SW 10) geschlossen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leuchtdiode (LED 0) durch Schließen des Netz­ schalters (SW 0) zum Aufleuchten gebracht wird und (andere) Leuchtdioden (LED 1-LED 10) nacheinander oder fortlaufend durch Schließen der Energiepegel- Einstellschalter (SW 1-SW 10) zum Aufleuchten ge­ bracht werden.