EP0354151B1 - Induction cooking plate having an indication device showing the power effectively supplied to the utensil - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un dispositif de visualisation de puissance pour plaque de cuisson à induction.The present invention relates to a power display device for an induction hob.
L'application du chauffage par induction à la cuisson des aliments contenus dans un ustensile de cuisine, du genre casserole, est connu.The application of induction heating to cooking food contained in a kitchen utensil, such as a pan, is known.
En général, un appareil de cuisson par induction est construit selon le schéma de principe de la figure 1 et comporte principalement, dans un caisson (a), une plaque support (b) en forme de plaque non métallique, de préférence en matériau vitro-céramique, une bobine inductrice (c) de chauffage montée au voisinage immédiat de la plaque support (b) et créant un champ magnétique alternatif se fermant dans un ustensile (h) placé sur la plaque support (b).In general, an induction cooking appliance is constructed according to the block diagram of FIG. 1 and mainly comprises, in a box (a), a support plate (b) in the form of a non-metallic plate, preferably made of vitro-material. ceramic, a heating inductor (c) mounted in the immediate vicinity of the support plate (b) and creating an alternating magnetic field closing in a utensil (h) placed on the support plate (b).
Un ensemble de composants électriques et électroniques constitue un circuit d'alimentation (d), un circuit de commande (e), un circuit de puissance (f) pour l'alimentation de la bobine (c).A set of electrical and electronic components constitutes a supply circuit (d), a control circuit (e), a power circuit (f) for supplying the coil (c).
De plus, comme sur tous les appareils de cuisson du type à plaques ou à enceintes, l'utilisateur a à sa disposition un organe de commande (g), par exemple un curseur ou un bouton de réglage, pour faire varier la puissance.In addition, as with all cooking appliances of the plate or enclosure type, the user has at his disposal a control member (g), for example a slider or an adjustment knob, for varying the power.
Des appareils du type ci-dessus sont déjà décrits dans les demandes de brevets FR 72 27 277 et FR 76 20 285.Devices of the above type are already described in patent applications FR 72 27 277 and FR 76 20 285.
Dans ces appareils, le bouton de réglage agit sur le courant absorbé par le circuit de puissance (f), donc sur la puissance délivrée à l'inducteur.In these devices, the adjustment knob acts on the current absorbed by the power circuit (f), therefore on the power delivered to the inductor.
Malheureusement, dans une plaque à induction, la puissance effectivement transmise à l'ustensile n'est pas en rapport direct avec la puissance délivrée à l'inducteur, ni avec la position du bouton de réglage (g). Pour une même position du bouton de réglage et une même puissance délivrée à l'inducteur, la puissance transmise à l'ustensile varie beaucoup selon :
- . le diamètre de l'ustensile,
- . l'excentration de l'ustensile par rapport au centre de la bobine inductrice,
- . la nature du matériau de l'ustensile.
- . the diameter of the utensil,
- . the eccentricity of the utensil relative to the center of the induction coil,
- . the nature of the cookware material.
A titre d'illustration de ce phénomène, une même position 7 de l'organe de commande (g) (voir figure 1) peut correspondre à 1500 w effectivement transmis à une casserole en fonte et à 800 w transmis à une casserole en inox.By way of illustration of this phenomenon, the
Par ailleurs, on décrit dans le document US-A-4 438 311 une plaque de cuisson par induction qui comporte, en plus d'un organe de commande, un dispositif de visualisation de puissance.Furthermore, US-A-4 438 311 describes a induction cooking plate which comprises, in addition to a control member, a power display device.
Malheureusement, ce dispositif visualise la puissance délivrée à l'inducteur par détection directe du courant dans le circuit de l'inducteur, et cette puissance visualisée est sans rapport avec la puissance réellement transmise par l'ustensile aux mets à cuire comme déjà expliqué précédemment. De plus, la détection du courant dans cette partie d'installation est difficilement réalisable en raison des fortes valeurs des intensités et des fréquences.Unfortunately, this device displays the power delivered to the inductor by direct detection of the current in the circuit of the inductor, and this displayed power is unrelated to the power actually transmitted by the utensil to the food to be cooked as already explained previously. In addition, current detection in this part of the installation is difficult to achieve due to the high values of the intensities and frequencies.
L'utilisateur d'une plaque à induction ne peut donc pas, comme il le ferait avec une autre plaque de cuisson, se baser sur l'indication de l'organe de commande ou sur un dispositif de visualisation du type décrit dans le document US-A-4 438 311 pour connaître la puissance effectivement transmise à l'ustensile, qu'on appelle aussi puissance effectivement transmise à la charge dans la suite du texte.The user of an induction hob cannot therefore, as he would with another hob, rely on the indication of the control member or on a display device of the type described in the document US -A-4 438 311 to find out the power actually transmitted to the utensil, which is also called power actually transmitted to the load in the following text.
L'utilisateur doit apprendre par tâtonnements à corriger l'indication de l'organe de commande pour chacun de ses ustensiles personnels, il n' existe ni méthode, ni dispositif de visualisation adapté.The user must learn by trial and error to correct the indication of the control member for each of his personal utensils, there is no suitable method or display device.
Pour pallier cet inconvénient, la plaque de cuisson à induction conforme à l'invention comporte un dispositif de visualisation de la puissance effectivement transmise à la charge. Plus particulièrement, il s'agit d'une plaque de cuisson comportant au moins :
- . un organe de commande ;
- . un ensemble de composants électroniques formant un circuit d'alimentation, un circuit de commande, un circuit de puissance pour alimenter ;
- . une bobine inductrice de chauffage d'un ustensile ;
- . un dispositif de visualisation de puissance,
caractérisée en ce que le dispositif de visualisation de puissance comporte des moyens pour indiquer sur un affichage une grandeur en rapport direct avec la puissance absorbée par l'ustensile.To overcome this drawback, the induction hob according to the invention includes a power display device. actually transmitted to the load. More particularly, it is a cooking plate comprising at least:
- . a control member;
- . a set of electronic components forming a supply circuit, a control circuit, a power circuit for supplying;
- . an induction coil for heating a utensil;
- . a power display device,
characterized in that the power display device comprises means for indicating on a display a quantity directly related to the power absorbed by the utensil.
Selon le mode de réalisation préféré décrit ci-après, le dispositif de visualisation est composé au moins de :
- . un bloc d'acquisition du courant dont le signal d'entrée est le courant alternatif consommé sur le secteur et dont le signal continu de sortie est une image directe du signal d'entrée ;
- . un dispositif de mise en forme attaqué par le signal de sortie du bloc précédent et transformant la valeur analogique de ce signal en un signal exploitable par un afficheur ;
- . un afficheur recevant les signaux du dispositif de mise en forme.
- . a current acquisition block whose input signal is the alternating current consumed on the mains and whose continuous output signal is a direct image of the input signal;
- . a shaping device attacked by the output signal of the previous block and transforming the analog value of this signal into a signal usable by a display;
- . a display receiving the signals from the shaping device.
Plus précisément, le bloc d'acquisition comporte un transformateur d'intensité dont le primaire est une boucle de courant placée immédiatement avant l'entrée du redresseur du circuit d'alimentation.More specifically, the acquisition unit comprises a current transformer whose primary is a current loop placed immediately before the input of the rectifier of the supply circuit.
En plus du dispositif de visualisation, la plaque de cuisson peut comporter un bloc d'asservissement recevant les signaux de sortie du bloc d'acquisition, pour fournir à l'électronique de commande un signal permettant de restituer à l'ustensile une puissance correspondant à la consigne de commande.In addition to the display device, the hob may include a servo block receiving the output signals from the acquisition block, to provide the control electronics with a signal enabling the power to be restored to the utensil. the order instruction.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des figures annexées suivantes :
- figure 1 : schéma de principe d'un appareil de type connu.
- figure 2 : synoptique d'un circuit électronique comportant un dispositif de visualisation conforme à l'invention.
- figure 3 : schéma électronique montrant les principaux composants du dispositif de visualisation de la figure 2.
- Figure 1: block diagram of a known type of device.
- Figure 2: block diagram of an electronic circuit comprising a display device according to the invention.
- Figure 3: electronic diagram showing the main components of the display device in Figure 2.
On se reportera d'abord à la figure 2 qui montre sous forme d'un synoptique, les principales fonctions d'un circuit électronique pour plaque à induction comportant un dispositif de visualisation conforme à l'invention.Reference will first be made to FIG. 2 which shows in the form of a block diagram, the main functions of an electronic circuit for an induction hob comprising a display device according to the invention.
Tout d'abord on retrouve l'agencement classique de la figure 1 avec :
- un ensemble de composants électroniques (50) comportant un circuit d'alimentation (51), un circuit de commande (52), un circuit de puissance (53),
- un dispositif de chauffage (60) comportant au moins une bobine inductrice (61) placée immédiatement sous un support non métallique (63),
- un ustensile (62) placé sur le support (63),
- un organe de commande (40).
- a set of electronic components (50) comprising a supply circuit (51), a control circuit (52), a power circuit (53),
- a heating device (60) comprising at least one induction coil (61) placed immediately under a non-metallic support (63),
- a utensil (62) placed on the support (63),
- a control member (40).
L'originalité du circuit réside dans l'adjonction d'un dispositif de visualisation (10, 20, 30) composé d'un bloc d'acquisition (10), d'un bloc de mise en forme (20), d'un affichage (30) ; le dispositif de visualisation a pour fonction d'indiquer sur l'affichage (30) une grandeur en rapport direct avec la puissance absorbée par l'ustensile (62).The originality of the circuit lies in the addition of a display device (10, 20, 30) composed of an acquisition block (10), a shaping block (20), a display (30); the function of the display device is to indicate on the display (30) a quantity directly related to the power absorbed by the utensil (62).
A titre d'exemple non limitatif, la demanderesse propose un mode de réalisation préféré à l'invention en figure 3 et décrit ci-après.By way of nonlimiting example, the applicant proposes a preferred embodiment of the invention in FIG. 3 and described below.
L'entrée du bloc d'acquisition (10) est constituée par une boucle de courant formant le primaire d'un transformateur d'intensité (11) (voir figures 2 et 3). Le signal d'entrée du bloc d'acquisition (10) est donc le courant consommé sur le secteur.The input of the acquisition block (10) is constituted by a current loop forming the primary of an intensity transformer (11) (see Figures 2 and 3). The input signal of the acquisition block (10) is therefore the current consumed on the sector.
Le secondaire du transformateur d'intensité (11) est suivi d'un ensemble de calibrage (12) et d'un ensemble de détection (13) constitués principalement d'un pont diviseur (14), d'une diode (15) et d'un condensateur (16). Le signal de sortie (V) du transformateur est donc calibré puis détecté pour fournir un signal continu de sortie (Vi) du bloc d'acquisition (10).The secondary of the current transformer (11) is followed by a calibration assembly (12) and a detection assembly (13) mainly consisting of a divider bridge (14), a diode (15) and a capacitor (16). The output signal (V) of the transformer is therefore calibrated and then detected to provide a continuous output signal (Vi) from the acquisition block (10).
Le signal (Vi) de sortie du bloc (10) attaque un bloc (20) de mise en forme qui a pour fonction de transformer la valeur analogique du courant en une valeur exploitable pour l'affichage (30).The output signal (Vi) of the block (10) drives a shaping block (20) which has the function of transforming the analog value of the current into an exploitable value for the display (30).
Dans le cas d'un affichage par afficheurs à sept segments, non représenté, le bloc (20) peut comporter principalement un convertisseur analogique-numérique associé à un convertisseur-sept segments.In the case of a display by seven-segment displays, not shown, the block (20) can mainly comprise an analog-digital converter associated with a seven-segment converter.
Dans le cas d'un affichage à rampe comme sur la figure 3, le bloc (20) peut comporter un pont diviseur associé à un réseau de comparateurs et de drivers de LED (diode électroluminescente).In the case of a ramp display as in Figure 3, the block (20) may include a divider bridge associated with a network of comparators and drivers of LED (light emitting diode).
De préférence le circuit intégré assurant la mise en forme est de type logarithmique (référence constructeur LM 3915 par exemple) pour que le nombre de points allumés soit une fonction logarithmique du signal (Vi), car il est plus utile de disposer d'un plus grand nombre de points d'affichage dans la plage des faibles puissances.Preferably the integrated circuit ensuring the formatting is of logarithmic type (manufacturer reference LM 3915 for example) so that the number of lit points is a logarithmic function of the signal (Vi), because it is more useful to have a plus large number of display points in the low power range.
Dans tous les cas de figure, les composants discrets réalisant la fonction de mise en forme peuvent être remplacés par un micro-processeur.In all cases, the discrete components performing the formatting function can be replaced by a microprocessor.
En outre, le circuit peut comporter un bloc d'asservissement (70) dont la fonction est de fournir à l'électronique de commande un signal (Va) permettant de restituer à l'ustensile une puissance correspondant à la consigne fournie par l'organe de commande indépendamment de la position, du diamètre et de la nature du matériau de l'ustensile et ce, dans les limites de caractéristiques des composants de puissance. Lorsque l'asservissement n'arrive pas à ajuster la puissance dans l'ustensile à la consigne (par exemple diamètre trop petit), les composants de puissance étant à leurs limites, la puissance restituée à l'ustensile est réduite. Dans ce cas, la présence du dispositif de visualisation (10, 20, 30), pour afficher la puissance réellement fournie à l'ustensile prend tout son sens.In addition, the circuit may include a servo block (70) the function of which is to supply the control electronics with a signal (Va) making it possible to restore to the utensil a power corresponding to the set point supplied by the member. regardless of the position, diameter and nature of the cookware material, within the limits of the characteristics of the power components. When the servo cannot adjust the power in the cookware to the setpoint (for example diameter too small), the power components being at their limits, the power restored to the cookware is reduced. In this case, the presence of the display device (10, 20, 30), to display the power actually supplied to the utensil takes on its full meaning.
Selon le mode de réalisation préféré non limitatif représenté en figure 3, le bloc (70) est composé d'un comparateur (71) dont les deux entrées sont respectivement attaquées d'une part par le signal continu (Vi) de sortie du bloc d'acquisition (10), image de la puissance dans l'ustensile, et d'autre part par un signal de consigne (c) de l'organe de commande (40).According to the preferred nonlimiting embodiment shown in FIG. 3, the block (70) is composed of a comparator (71), the two inputs of which are respectively attacked on the one hand by the continuous signal (Vi) output from the block d acquisition (10), image of the power in the utensil, and on the other hand by a setpoint signal (c) from the control member (40).
Le signal de sortie (Va) du comparateur (71) constitue le signal d'entrée de l'électronique de commande (52) dont le détail n'a pas été représenté, car il ne présente pas de particularité de construction.The output signal (Va) of the comparator (71) constitutes the input signal of the control electronics (52), the details of which have not been shown, since they do not have any particular construction.
Les circuits électroniques d'alimentation (51) et de puissance (53) sont de types classiques, et les variations de la puissance peuvent être obtenues de façon connue par découpage de puissance par train d'onde et/ou par modulation du temps de conduction.The electronic power supply (51) and power (53) circuits are of conventional types, and the variations of the power can be obtained in a known manner by power cutting by wave train and / or by modulation of the conduction time. .
Bien entendu, des variantes d'exécution existent, elles peuvent porter par exemple sur le choix des composants, la réalisation des circuits des différents blocs fonctionnels (10, 20,...), l'endroit où l'on mesure l'image de la puissance fournie à l'ustensile.Of course, variants exist, they can relate for example to the choice of the components, the realization of the circuits of the various functional blocks (10, 20, ...), the place where the image is measured of the power supplied to the utensil.
Selon la demanderesse, le meilleur choix pour la détection de ce courant dans la charge consiste à placer l'entrée du transformateur d'intensité là où le courant constitue la plus fidèle image de la puissance effectivement fournie à l'ustensile, donc immédiatement en amont de l'alimentation (51), et en aval d'un filtre d'entrée (81) et de l'alimentation en basse tension (82) de l'appareil. Une détection directe du courant dans le dispositif (60) serait plus difficilement réalisable en raison des fortes valeurs des intensités et des fréquences dans cette partie du circuit, et ne donnerait pas l'image de la puissance fournie à l'ustensile.According to the applicant, the best choice for detecting this current in the load consists in placing the input of the intensity transformer where the current constitutes the most faithful image of the power actually supplied to the utensil, therefore immediately upstream from the power supply (51), and downstream of an input filter (81) and from the low voltage power supply (82) of the device. Direct detection of the current in the device (60) would be more difficult to achieve due to the high values of the intensities and frequencies in this part of the circuit, and would not give the image of the power supplied to the utensil.
En outre, selon le mode de réalisation préféré de la figure 3, le signal de sortie (Vi) du bloc d'acquisition (10), prévu pour attaquer le signal de mise en forme (20), est également utilisé pour réaliser l'asservissement, le bloc d'acquisition joue dans ce cas deux rôles : dans la réalisation de l'affichage et dans la réalisation de l'asservissement.In addition, according to the preferred embodiment of FIG. 3, the output signal (Vi) from the acquisition block (10), intended to drive the shaping signal (20), is also used to perform the In this case, the acquisition block plays two roles: in the production of the display and in the production of the control.
En variante le signal d'entrée de l'asservissement pourrait être détecté par un bloc distinct du bloc (10).As a variant, the input signal of the servo could be detected by a block distinct from the block (10).
Une autre variante consisterait encore à réaliser les fonctions d'un ou plusieurs des blocs fonctionnels (10, 20, 70, 52,...) par un micro-processeur.Another variant would also consist in performing the functions of one or more of the functional blocks (10, 20, 70, 52, ...) by a microprocessor.
De même la protection n'est pas limitée au mode d'affichage à LED (diode électroluminescente), tout autre mode d'affichage, par exemple à LCD (afficheur à cristaux liquides) ou à VFD (afficheur fluorescent) peut être utilisé, et n'est pas limitée aux plaques à induction comportant un seul foyer.Similarly, protection is not limited to the LED display mode (light-emitting diode), any other display mode, for example LCD (liquid crystal display) or VFD (fluorescent display) can be used, and is not limited to induction hobs with a single hearth.
Claims (9)
- Induction cooking plate comprising at least:- a control member (40);- an arrangement of electronic components (50) forming a supply circuit (51), a control circuit (52), a power circuit (53) for supply;- an induction coil (61) for heating a utensil;- a device for displaying the output power,characterized in that the device for displaying the output power comprises a display (30) which indicates a value of the output power in direct relation to the power absorbed by the utensil (62), and in that the device for displaying the output power is composed of an acquisition block arranged in derivation from the supply input of the cooking plate, a processing device (20) and the display (30) in series, the acquisition block (10) comprising a current transformer (11) whose primary is a loop of the mains current (i) placed immediately ahead of the input of the rectifier of a supply circuit (51), and whose secondary is followed by a calibration (12) and detection (13) arrangement transforming the output signal (V) of the transformer in a d.c. signal (Vi) supplied to the input of the processing device (20), in order to display the output power effectively absorbed by the utensil.
- Induction cooking plate according to claim 1, characterized in that the calibration and detection arrangement is principally composed of a divider bridge (14), a diode (15) and a capacitor (16).
- Induction cooking plate according to any one of the preceding claims, characterized in that it furthermore comprises a follow-up control device (70) for regulating the power effectively transmitted to the utensil to the command value of the control member (40)
- Induction cooking plate according to claims 1, 2, 3, characterized in that the d.c. signal (Vi) furnished at the output of the acquisition block (10) is directly supplied to the follow-up control device (70).
- Induction cooking plate according to claim 4, characterized in that the follow-up control device (70) is composed of a comparator to the inputs of which the signal (Vi) and the command value signal (c) of the control device are supplied, and whose output signal (Va) is supplied to the control electronics.
- Induction cooking plate according to any one of the preceding claims, characterized in that the display (30) is a display of the type having light emitting diodes and in that the processing device (20) comprises a converter driver of the logarithmic type.
- Induction cooking plate according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the display (30) is a display of the liquid crystal type and in that the processing device (20) comprises a converter driver of the logarithmic type.
- Induction cooking plate according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the display (30) is a display of the fluorescent type and in that the processing device (20) comprises a converter driver of the logarithmic type.
- Induction cooking plate according to any one of the preceding claims, characterized in that the function of at least one of the functional blocks (10, 20, 70, 52...) is realized by a microprocessor.
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