EP0520213B1 - Netzspannungs-Berührungsschutz für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen - Google Patents

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EP0520213B1
EP0520213B1 EP92109286A EP92109286A EP0520213B1 EP 0520213 B1 EP0520213 B1 EP 0520213B1 EP 92109286 A EP92109286 A EP 92109286A EP 92109286 A EP92109286 A EP 92109286A EP 0520213 B1 EP0520213 B1 EP 0520213B1
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EP
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sensor
glass ceramic
mains
mains voltage
contact protection
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EP92109286A
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Manfred Dipl.-Ing. Plankl
Günther Dipl.-Ing.(FH) Wittauer
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05—Heating plates with pan detection means

Definitions

  • the invention relates to a mains voltage contact protection for sensors under glass ceramic cooktops, a metallic sensor being arranged under a glass ceramic cooktop inside or outside the hot area of the glass ceramic cooktop caused by a radiant heater.
  • the object of the invention is therefore to be able to operate metallic sensors below the glass ceramic cooktop in the hot area thereof without having to work with protective low voltage.
  • the arrangement according to the invention for solving this problem is characterized in that the sensor is operated with a higher-frequency operating frequency which is above the mains frequency, and in that the sensor is connected to a blocking filter which is dimensioned for mains voltage contact protection.
  • the glass ceramic cooktop 1 and sensors 2 arranged below it can be seen.
  • the radiant heaters not shown, which, due to reduced thermal conductivity in the transverse direction of the glass ceramic cooking surface, also result in hot areas in their radiation region on the glass ceramic cooking surface, increase the electrical conductivity of the glass ceramic cooking surface 1 to towards the semiconductors.
  • the sensors 2 can be used for pot detection, for example, in that a pot placed or not placed on the sensor area on the glass ceramic cooktop 1 results in total capacitive changes.
  • a circuit of the sensor 2 with an oscillating circuit consisting of a transmitter 3.1 and a capacitor 4 is shown.
  • the resonant frequency of the resonant circuit which acts as a blocking filter, is tuned to the sensor operating frequency, which is far above the mains frequency.
  • the network frequency can be derived from this low-pass filter to ground.
  • the sensor 2 is connected to an inductor (choke) 3.
  • this protective conductor choke 3 By grounding this protective conductor choke 3, impermissible voltages at sensor 2, for example the mains voltage, are derived.
  • the choke blocks for higher frequencies so that the sensor signal is not derived. This effect can be reinforced by the construction of a parallel resonant circuit, as shown in FIG. 2.
  • the notch filter is designed as a parallel resonant circuit, it is expedient to design the choke 3 as a transformer 3.1. This also simplifies the coupling and decoupling of the sensor signal.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
  • Cookers (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Netzspannungs-Berührungsschutz für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen, wobei ein metallischer Sensor unter einer Glaskeramik-Kochfläche innerhalb oder außerhalb des durch einen Strahlungsheizkörper bedingten Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche angeordnet ist.
  • Bislang wurde für Glaskeramik-Kochflächen eine Temperaturabschaltung, die zum Schutz erhitzter Glaskeramikflächen diente, sensormäßig durchgeführt. Dabei war eine Anbringung von Temperatursensoren in Umgebung des Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche nicht erforderlich. Die Anwendung metallischer Sensoren, beispielsweise zur Topferkennung, wobei die metallischen Sensoren unterhalb der Glaskeramik angeordnet sind, ist bislang nicht erfolgt. Da die Glaskeramik bei höheren Temperaturen, etwa ab 200°C, halbleitend wird, gelten Sensoren unter dem Heißbereich der Glaskeramik-Kochfläche als berührbar. Es ist deshalb Vorschrift, daß beim Betrieb solcher Sensoranordnungen mit einer Schutz-Kleinspannung gearbeitet wird. Für diesen Betriebsfall ist infolge aufwendiger Leitungsisolierungen erheblicher Platzbedarf unterhalb der Glaskeramik-Kochfläche notwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, metallische Sensoren unterhalb der Glaskeramik-Kochflache in deren Heißbereich betreiben zu können, ohne mit Schutz-Kleinspannung arbeiten zu müssen.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mit einen über der Netzfrequenz liegenden, höherfrequenten Betriebsfrequenz betrieben ist, und daß der Sensor mit einem Sperrfilter, das für Netzspannung-Berührungsschutz dimensioniert ist, beschaltet ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine prinzipielle Anordnung von Sensoren unter einer Glaskeramikfläche,
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Beschaltung des Sensors,
    Fig. 3
    die Beschaltung des Sensors mit einem Tiefpaß.
  • Gemäß Fig. 1 ist die Glaskeramik-Kochfläche 1, sowie unter dieser angeordnete Sensoren 2 erkennbar. Die nicht dargestellten Strahlungsheizkörper, die infolge verminderter Wärmeleitfähigkeit in Querrichtung der Glaskeramik-Kochfläche Heißbereiche in ihrem Strahlungsbereich auch auf der Glaskeramik-Kochfläche zur Folge haben, erhöhen die elektrische Leitfähigkeit der Glaskeramik-Kochfläche 1 bis hin zur Halbleitung. Die Sensoren 2 können beispielsweise zur Topferkennung dienen, indem ein aufgesetzter oder nicht aufgesetzter Topf über den Sensorbereich auf der Glaskeramik-Kochfläche 1 kapazitive Gesamtänderungen zur Folge hat. Gemäß Fig. 2 ist eine Beschaltung des Sensors 2 mit einem Schwingkreis, bestehend aus einem Übertrager 3.1 und einer Kapazität 4, dargestellt. Der als Sperrfilter wirkende Schwingkreis ist in seiner Resonanzfrequenz auf die Sensor-Betriebsfrequenz, die weit oberhalb der Netzfrequenz liegt, abgestimmt. Dadurch kann die Netzfrequenz über diesen Tiefpaß nach Masse abgeleitet werden. Gemäß Fig. 3 ist der Sensor 2 mit einer Induktivität (Drossel) 3 beschaltet. Durch die Erdung über diese Schutzleiterdrossel 3 werden unzulässige Spannungen am Sensor 2, beispielsweise die Netzspannung, abgeleitet. Für höhrere Frequenzen sperrt die Drossel, so daß das Sensorsignal nicht abgeleitet wird. Dieser Effekt kann durch den Aufbau eines Parallelschwingkreises, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, noch verstärkt werden. Für den Fall, daß das Sperrfilter als Parallelschwingkreis ausgeführt ist, ist es zweckmäßig, die Drossel 3 als Übertrager 3.1 auszuführen. Dadurch wird zugleich die Ein- und Auskopplung des Sensorsignals vereinfacht.

Claims (5)

  1. Netzspannungs-Berührungsschutz für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen, wobei ein metallischer Sensor (2) unter einer Glaskeramik-Kochfläche (1) innerhalb oder außerhalb des durch einen Strahlungsheizkörper bedingten Heißbereiches der Glaskeramik-Kochfläche (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) mit einen über der Netzfrequenz liegenden, höherfrequenten Betriebsfrequenz betrieben ist, und daß der Sensor (2) mit einem Sperrfilter, das für Netzspannungs-Berührungsschutz dimensioniert ist, beschaltet ist.
  2. Netzspannungs-Berührungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfilter als Tiefpaß ausgeführt ist.
  3. Netzspannungs-Berührungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß durch eine geerdete Schutzleiterdrossel (3) gebildet ist.
  4. Netzspannungs-Berührungsschutz nach Anspruch 1, 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrfilter durch einen auf die Sensor-Betriebsfrequenz abgestimmten Parallelschwingkreis (3.1, 4) realisiert ist.
  5. Netzspannungs-Berührungsschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel-Schwingkreisdrossel (3.1) als Übertrager ausgeführt ist.
EP92109286A 1991-06-28 1992-06-02 Netzspannungs-Berührungsschutz für Sensoren unter Glaskeramik-Kochflächen Expired - Lifetime EP0520213B1 (de)

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