EP2515608B1

EP2515608B1 - Domestic appliance

Info

Publication number: EP2515608B1
Application number: EP12164370.4A
Authority: EP
Inventors: Daniel Anton Falcon; Ignacio Garde Aranda; Pablo Jesus Hernandez Blasco; Sergio Llorente Gil; Arturo Mediano Heredia; Diego Puyal Puente; Magdy Saoudi
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2032-04-17
Also published as: EP2515608A3; EP2515608A2; ES2639041T3

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a household appliance device according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Induktionskochfelder bekannt, die einen Induktor aufweisen, der gleichzeitig mit zwei Wechselrichtern verbunden werden kann und ein Relais aufweisen, das Bestandteil beider Verbindungen ist.Induction hobs are known from the prior art, which have an inductor which can be connected simultaneously to two inverters and have a relay which is a component of both connections.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer erhöhten Flexibilität bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties in terms of increased flexibility. The object is achieved by the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung, insbesondere einer Gargerätevorrichtung, mit zumindest einer ersten Verbrauchereinheit, zumindest zwei Spannungswandlern und zumindest einer Schaltanordnung, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Schaltzustand gleichzeitig zwischen der ersten Verbrauchereinheit und unterschiedlichen der zumindest zwei Spannungswandler zumindest eine erste und eine zweite direkte Verbindung herzustellen, und ein, als einpoliger Einschalter ausgebildetes, erstes Schaltelement aufweist, das Bestandteil zumindest der ersten und der zweiten Verbindung ist.The invention is based on a domestic appliance device, in particular a cooking appliance device, with at least one first consumer unit, at least two voltage transformers and at least one switching arrangement which is provided with at least one first and at least one switching state between the first consumer unit and different ones of the at least two voltage transformers to establish a second direct connection, and a, designed as a single-pole Einschalter switch, first switching element which is part of at least the first and the second connection.

Es wird vorgeschlagen, dass die Schaltanordnung zumindest ein, als einpoliger Wechselschalter ausgebildetes, zweites Schaltelement aufweist, das Bestandteil zumindest der ersten und/oder der zweiten Verbindung ist. Unter einem "Verbraucher" soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in eine andere Energieform, insbesondere mechanische Energie, vorzugsweise Wärmeenergie und/oder elektromagnetische Strahlung, vorteilhaft mit einem Wirkungsgrad größer als 40 %, insbesondere größer als 60 %, vorteilhaft größer als 80 % und vorzugsweise größer als 90 %, umzuwandeln. Insbesondere ist der Verbraucher dazu vorgesehen in zumindest einem Betriebszustand eine mittlere Leistung von zumindest 50 W, insbesondere zumindest 100 W, vorteilhaft zumindest 500 W, besonders vorteilhaft zumindest 1000 W und vorzugsweise zumindest 2000 W, wiederholbar über eine Zeitdauer kontinuierlich aufzunehmen, die zumindest 10 s, vorteilhaft zumindest 1 min und vorzugsweise zumindest 5 min beträgt. Vorzugsweise ist ein Verbraucher als Heizelement ausgebildet. Unter einem "Spannungswandler" soll eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine erste elektrische Spannungsform, insbesondere eine Wechselspannung, Gleichspannung und/oder vorzugsweise eine pulsierende Wechselspannung, in eine zweite elektrische Spannungsform umzuwandeln. Insbesondere unterscheiden sich die erste und zweite Spannungsform in ihren Frequenzen und/oder ihren Amplituden. Vorzugsweise ist die zweite Spannungsform zumindest teilweise durch eine Steuereinheit bestimmbar. Die zweite elektrische Spannungsform wird vorteilhaft an einem Spannungsabgriff ausgegeben. Unter einer "Schaltanordnung" soll eine Einheit verstanden werden, die zumindest für jeden der zwei Spannungswandler einen Eingang aufweist, der vorteilhaft jeweils direkt, und insbesondere in jedem Betriebszustand, mit dem Spannungsabgriff des Spannungswandlers verbunden ist und für jede der, insbesondere zumindest drei, Verbrauchereinheiten einen Ausgang aufweist, der vorteilhaft jeweils direkt, und insbesondere in jedem Betriebszustand, mit einem Pol der Verbrauchereinheit verbunden ist. Durch von der Schaltanordnung aufgewiesene Schaltelemente können mit unterschiedlichen Schaltzuständen der Schaltanordnung verschiedene Kombinationen von zumindest einem der zumindest zwei Spannungswandler und zumindest einer der, insbesondere zumindest drei, Verbrauchereinheiten direkt verbunden werden. Insbesondere ist eine Steuereinheit dazu vorgesehen, zwischen den unterschiedlichen Schaltzuständen umzuschalten. Unter einem "Schaltelement" soll ein Element mit einem Eingang, zumindest einem Ausgang und zumindest zwei Schaltzuständen verstanden werden, wobei der Eingang in jedem der Schaltzustände mit maximal einem der Ausgänge und in zumindest einem der Schaltzustände mit einem der Ausgänge direkt verbunden ist. Insbesondere weist ein Schaltelement zumindest einen Steuereingang auf, der dazu vorgesehen ist, einen Schaltzustand des Schaltelements zu ändern. Insbesondere sind mehrere Schaltelemente in einem gemeinsamen Bauelement, insbesondere einem IC oder einem Relaisgehäuse vereint, und/oder teilen sich einen gemeinsamen Steuereingang. Unter einer "direkten Verbindung" soll insbesondere eine elektrische Verbindung verstanden werden, die, zumindest in einem Betriebszustand mit einem Stromfluss von Wechselstrom über die Verbindung mit einer Frequenz zwischen 1 kHz und 100 kHz, eine Impedanz aufweist, die von ihrem Betrag her kleiner ist als 10 V/A, insbesondere kleiner ist als 1 V/A, vorzugsweise kleiner ist als 0,1 V/A und deren Betrag insbesondere über einen Frequenzbereich von 1 kHz bis 100 kHz um maximal 100 %, insbesondere maximal 40 %, vorteilhaft maximal 10 % und vorzugsweise maximal 3 % schwankt. Vorzugsweise dient die direkte Verbindung zu einer Energieversorgung. Unter einem einpoligen Einschalter soll insbesondere ein Schaltelement verstanden werden, das einen Eingang und einen Ausgang aufweist. In einem ersten Schaltzustand sind der Eingang und der Ausgang direkt miteinander verbunden und in einem zweiten Schaltzustand ist eine Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang, insbesondere unabhängig von einer äußeren Belegung von Eingang und Ausgang, getrennt. Darunter, dass ein Schaltelement "Bestandteil" einer Verbindung ist, soll insbesondere verstanden werden, dass in einem Zustand, in dem die Verbindung hergestellt ist, ein Umschalten des Schaltelements die Verbindung trennt. Unter einem einpoligen Wechselschalter soll insbesondere ein Schaltelement verstanden werden, das einen Eingang und zumindest zwei Ausgänge aufweist. Insbesondere unterscheidet sich der einpolige Wechselschalter von einem Schaltelement, das einen Schaltzustand aufweist, in dem der Eingang mit keinem der Ausgänge verbunden ist. Insbesondere kann ein einpoliger Einschalter als Halbleiterbauteil, insbesondere als Transistor, ausgebildet sein, das im Gegensatz zu Relais Schaltgeräusche vermeidet, anderseits eine größere Abwärme als ein Relais aufweist. Weiterhin kann ein als Relais ausgebildeter einpoliger Einschalter als Öffner ausgebildet sein, der verbesserte Leitungseigenschaften gegenüber zumindest einem Schaltzustand eines als Relais ausgebildeten einpoligen Wechselschalters aufweist. Es kann insbesondere eine erhöhte Flexibilität bei der Wahl der Komponenten und somit eine Anpassung an unterschiedliche Faktoren wie Kosten und/oder Kühlmanagement und/oder Geräuschentwicklung erreicht werden.It is proposed that the switching arrangement has at least one second switching element embodied as a one-pole changeover switch, which is a component of at least the first and / or the second connection. A "consumer" is to be understood in particular as a component which is intended to supply electrical energy to another form of energy, in particular mechanical energy, preferably heat energy and / or electromagnetic radiation, advantageously with an efficiency greater than 40%, in particular greater than 60%. advantageously greater than 80%, and preferably greater than 90%, to convert. In particular, the consumer is to provided in at least one operating state, a mean power of at least 50 W, in particular at least 100 W, advantageously at least 500 W, more preferably at least 1000 W and preferably at least 2000 W, repeatable over a period of continuous recording, at least 10 s, advantageously at least 1 min and preferably at least 5 minutes. Preferably, a consumer is designed as a heating element. A "voltage converter" is to be understood as a unit which is intended to convert a first electrical voltage form, in particular an AC voltage, DC voltage and / or preferably a pulsating AC voltage, into a second electrical voltage form. In particular, the first and second voltage forms differ in their frequencies and / or their amplitudes. Preferably, the second voltage form is at least partially determinable by a control unit. The second electrical voltage form is advantageously output at a voltage tap. A "switching arrangement" is to be understood as a unit which has at least one input for each of the two voltage transformers, which is advantageously connected directly to the voltage tap of the voltage converter, in particular in each operating state, and for each of the, in particular at least three, consumer units has an output, which is advantageously connected directly to each, and in particular in each operating state, with a pole of the consumer unit. By switching elements displayed by the switching arrangement, different combinations of at least one of the at least two voltage transformers and at least one of, in particular at least three, consumer units can be directly connected to different switching states of the switching arrangement. In particular, a control unit is provided to switch between the different switching states. A "switching element" is intended to mean an element having an input, at least one output and at least two switching states, the input being directly connected in each of the switching states to a maximum of one of the outputs and in at least one of the switching states to one of the outputs. In particular, a switching element has at least one control input, which is provided to change a switching state of the switching element. In particular, a plurality of switching elements are combined in a common component, in particular an IC or a relay housing, and / or share a common control input. A "direct connection" is to be understood in particular as meaning an electrical connection which, at least in an operating state, is associated with a current flow of alternating current through the connection having a frequency between 1 kHz and 100 kHz, an impedance which is smaller in magnitude than 10 V / A, in particular less than 1 V / A, preferably less than 0.1 V / A and the amount thereof in particular over a frequency range of 1 kHz to 100 kHz by a maximum of 100%, in particular a maximum of 40%, preferably a maximum of 10% and preferably a maximum of 3%. Preferably, the direct connection to a power supply. Under a single-pole power switch is to be understood in particular a switching element having an input and an output. In a first switching state, the input and the output are directly connected to each other and in a second switching state, a connection between the input and the output, in particular independent of an external assignment of input and output, separated. By the fact that a switching element is "part" of a connection, it should be understood in particular that in a state in which the connection is made, a switching of the switching element disconnects the connection. Under a single-pole changeover switch is to be understood in particular a switching element having an input and at least two outputs. In particular, the single-pole changeover switch differs from a switching element having a switching state in which the input is not connected to any of the outputs. In particular, a single-pole power switch can be designed as a semiconductor component, in particular as a transistor, which in contrast to relay avoids switching noises, on the other hand, has a greater waste heat than a relay. Furthermore, a trained as a relay unipolar power switch can be designed as a normally closed contact, which has improved line properties against at least one switching state of a relay designed as a single-pole changeover switch. In particular, increased flexibility in the choice of components and thus adaptation to different factors such as costs and / or cooling management and / or noise development can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schaltanordnung zumindest ein drittes Schaltelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, zumindest die beiden Spannungswandler, vorzugsweise die Spannungsabgriffe der Spannungswandler, in zumindest einem Betriebszustand direkt, vorzugsweise unmittelbar, zu verbinden. Insbesondere ist das Schaltelement als einpoliger Einschalter ausgebildet. Darunter, dass ein Schaltelement zwei Elemente "unmittelbar" verbindet, soll verstanden werden, dass sich eine Verbindung von einer Verbindung unterscheidet, die, wenn sie hergestellt ist, durch mehr als ein Schaltelement getrennt werden kann. Es kann insbesondere ein erhöhter Komfort erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the switching arrangement has at least a third switching element which is provided to connect at least the two voltage transformers, preferably the voltage taps of the voltage transformers, in at least one operating state directly, preferably directly. In particular, the switching element is designed as a single-pole power switch. Assuming that a switching element connects two elements "directly", it should be understood that a connection is different from a connection that, when they are is manufactured, can be separated by more than one switching element. In particular, increased comfort can be achieved.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätevorrichtung zumindest eine zweite Verbrauchereinheit und zumindest ein, als einpoliger Einschalter ausgebildetes, weiteres Schaltelement aufweist, das Teil der Schaltanordnung ist und Bestandteil zumindest zweier direkter Verbindungen der zweiten Verbrauchereinheit mit unterschiedlichen Spannungswandlern ist. Es kann insbesondere ein erhöhter Komfort erreicht werden. Erfindungsgemäß weist die Hausgerätevorrichtung zumindest eine weitere Verbrauchereinheit auf, die dazu vorgesehen ist, über das zweite Schaltelement direkt, vorzugsweise unmittelbar, mit zumindest einem der Spannungswandler verbunden zu werden. Es kann insbesondere ein erhöhter Komfort erreicht werden.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the domestic appliance device has at least one second consumer unit and at least one further switching element designed as a single-pole switch, which is part of the switching arrangement and is a component of at least two direct connections of the second consumer unit with different voltage transformers. In particular, increased comfort can be achieved. According to the invention, the domestic appliance device has at least one further consumer unit, which is intended to be connected directly, preferably directly, to at least one of the voltage transformers via the second switching element. In particular, increased comfort can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schaltanordnung dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand, zumindest zwei beliebige der zumindest drei Verbrauchereinheiten gleichzeitig mit unterschiedlichen der zumindest zwei Spannungswandler zu verbinden und/oder in zumindest einem weiteren Betriebszustand eine von zumindest einer der zumindest drei Verbrauchereinheiten gleichzeitig direkt mit zumindest zwei der Spannungswandler zu verbinden und vorzugsweise über die verbundenen Spannungswandler mit Energie zu versorgen. Es kann insbesondere ein erhöhter Komfort erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the switching arrangement be provided to simultaneously connect at least two of the at least three consumer units to different ones of the at least two voltage transformers and / or at least one of the at least three consumer units to simultaneously directly in at least one further operating condition to connect with at least two of the voltage transformers and preferably to provide energy via the connected voltage transformers. In particular, increased comfort can be achieved.

Vorteilhaft ist die Hausgerätevorrichtung als Induktionsheizvorrichtung ausgebildet. In einer derartigen Ausgestaltung sind die Spannungswandler als Heizfrequenzeinheiten und die Verbrauchereinheiten als Induktionsheizeinheiten ausgebildet. Unter einer "Heizfrequenzeinheit" soll insbesondere eine elektrische Einheit verstanden werden, die ein oszillierendes elektrisches Signal, vorzugsweise mit einer Schaltfrequenz von zumindest 1 kHz, insbesondere von wenigstens 10 kHz vorteilhaft von mindestens 20 kHz und insbesondere von maximal 100 kHz für eine Induktionsheizeinheit erzeugt. Insbesondere ist die Heizfrequenzeinheit dazu vorgesehen, eine, von der Induktionsheizeinheit geforderte, maximale elektrische Leistung von zumindest 1000 W, insbesondere zumindest 2000 W, vorteilhaft zumindest 3000 W und vorzugsweise zumindest 3500 W bereitzustellen. Die Heizfrequenzeinheit umfasst insbesondere zumindest einen Wechselrichter, der vorzugsweise zumindest zwei, vorzugsweise in Reihe geschaltete, bidirektionale unipolare Schalter, die insbesondere von einem Transistor und einer parallel geschalteten Diode gebildet sind, und besonders vorteilhaft zumindest jeweils einen parallel zu den bidirektionalen unipolaren Schaltern geschaltete Dämpfungskapazität, die insbesondere von zumindest einem Kondensator gebildet ist, aufweist. Hierdurch kann eine hochfrequente Energieversorgung der Induktionsheizeinheit bereitgestellt werden. Ein Spannungsabgriff der Hochfrequenzeinheit ist insbesondere an einer gemeinsamen Kontaktstelle zweier bidirektionaler unipolarer Schalter angeordnet. Unter einer "Induktionsheizeinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Induktionsheizelement verstanden werden. Unter einem "Induktionsheizelement" soll insbesondere ein gewickelter elektrischer Leiter verstanden werden, vorzugsweise in Form einer Kreisscheibe, der in zumindest einem Betriebszustand von hochfrequentem Wechselstrom durchflossen wird. Das Induktionsheizelement ist vorzugsweise dazu vorgesehen, elektrische Energie in ein magnetisches Wechselfeld umzuwandeln, das dazu vorgesehen ist, in einem metallischen, vorzugsweise zumindest teilweise ferromagnetischen, Heizmittel, insbesondere einem Gargeschirr, Wirbelströme und/oder Ummagnetisierungseffekte hervorzurufen, die in Wärme umgewandelt werden. In Ausgestaltungen als Induktionsheizvorrichtungen kann durch schnelle Ansprechzeiten ein verbesserter Komfort erreicht werden.The household appliance device is advantageously designed as an induction heating device. In such an embodiment, the voltage transformers are designed as Heizfrequenzeinheiten and the consumer units as Induktionsheizeinheiten. A "heating frequency unit" is to be understood in particular as an electrical unit which generates an oscillating electrical signal, preferably with a switching frequency of at least 1 kHz, in particular of at least 10 kHz, advantageously of at least 20 kHz and in particular of not more than 100 kHz for an induction heating unit. In particular, the Heizfrequenzeinheit is provided to a required by the induction heating unit, maximum electrical power of at least 1000 W, in particular at least 2000 W, advantageously at least 3000 W and preferably to provide at least 3500W. The heating frequency unit comprises in particular at least one inverter, which preferably has at least two, preferably series-connected, bidirectional unipolar switches, which are in particular formed by a transistor and a diode connected in parallel, and particularly advantageously at least one damping capacitor connected in parallel to the bidirectional unipolar switches, which is in particular formed by at least one capacitor. As a result, a high-frequency power supply of the induction heating unit can be provided. A voltage tap of the radio-frequency unit is arranged in particular at a common contact point of two bidirectional unipolar switches. An "induction heating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one induction heating element. An "induction heating element" is to be understood in particular as a wound electrical conductor, preferably in the form of a circular disk through which high-frequency alternating current flows in at least one operating state. The induction heating element is preferably provided to convert electrical energy into an alternating magnetic field, which is intended to cause in a metallic, preferably at least partially ferromagnetic, heating means, in particular cooking utensils, eddy currents and / or remagnetization effects, which are converted into heat. In embodiments as induction heaters improved comfort can be achieved by fast response times.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen zumindest zwei der Verbrauchereinheiten einen gemeinsamen Kontakt auf. Unter einem "gemeinsamen Kontakt" zweier Verbrauchereinheiten soll insbesondere ein Stück eines elektrisches Leiters verstanden werden, der in jedem Betriebszustand direkt mit jeweils einem Pol der Verbrauchereinheiten verbunden ist und über den in einem Betriebszustand, in dem über zumindest einer der beiden Verbrauchereinheiten eine Leistung abfällt, ein elektrischer Strom fließt. In einer Ausgestaltung als Induktionsheizvorrichtung ist an dem gemeinsamen Kontakt der Induktionsheizeinheiten vorteilhaft eine Resonanzeinheit angeordnet. Unter einer "Resonanzeinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest eine Resonanzkapazität, die vorzugsweise von zumindest einem Kondensator gebildet ist, umfasst, der vorzugsweise von einer Dämpfungskapazität und/oder einer Kapazität, die zu einem Schaltelement parallelgeschaltet ist, verschieden ist. Insbesondere ist eine Resonanzkapazität von einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltungen von mehreren Kondensatoren gebildet. Die Resonanzkapazität ist insbesondere Bestandteil eines elektrischen Schwingkreises, insbesondere eines elektrischen Reihenschwingkreises. Vorzugsweise ist die Resonanzkapazität in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere über ein Schaltelement, in Reihe mit der Induktionsheizeinheit geschaltet und ist besonders vorteilhaft dazu vorgesehen, über die Induktionsheizeinheit durch zumindest eine Heizfrequenzeinheit aufgeladen zu werden, insbesondere wenn die Induktionsheizeinheit durch die Schaltanordnung auf ein höheres elektrisches Potential gelegt wird. Die Resonanzkapazität ist insbesondere auf einer, in Richtung eines Leitungspfads gesehen, von der Heizfrequenzeinheit abgewandten Seite der Induktionsheizeinheit angeordnet. Insbesondere wird eine Induktionsheizeinheit in einer Vollbrückenschaltung betrieben. In einer Vollbrückenschaltung ist die Induktionsheizeinheit gemeinsam mit einer, vorzugsweise in Reihe zur Induktionsheizeinheit geschalteten, Resonanzkapazität zwischen zwei von Heizfrequenzeinheiten gebildeten Spannungsteilern im Brückenzweig angeordnet. Vorzugsweise wird eine Induktionsheizeinheit in einer Halbbrückenschaltung betrieben. In einer Halbbrückenschaltung ist die Induktionsheizeinheit zwischen einem von der Heizfrequenzeinheit gebildeten Spannungsteiler und einem, von zwei Resonanzkapazitäten gebildeten, Spannungsteiler im Brückenzweig angeordnet. Es kann insbesondere eine Bauteilersparnis erreicht werden.In an advantageous embodiment, at least two of the consumer units have a common contact. A "common contact" of two consumer units should in particular be understood to be a piece of an electrical conductor which is connected directly to one pole of the consumer units in each operating state and via which an output falls in an operating state in which at least one of the two consumer units drops. an electric current flows. In one embodiment, as an induction heating device, a resonance unit is advantageously arranged at the common contact of the induction heating units. A "resonance unit" is to be understood in particular as a unit which comprises at least one resonance capacitance, which is preferably formed by at least one capacitor, which differs preferably from a damping capacity and / or a capacitance which is connected in parallel with a switching element. In particular, a resonance capacity of a combination of series and Parallel circuits formed by several capacitors. The resonance capacity is in particular part of an electrical resonant circuit, in particular of an electrical series resonant circuit. Preferably, the resonance capacitance in at least one operating state, in particular via a switching element, is connected in series with the induction heating unit and is particularly advantageously intended to be charged via the induction heating unit by at least one heating frequency unit, in particular if the induction heating unit is raised to a higher electrical potential by the switching arrangement is placed. The resonance capacity is arranged in particular on a side of the induction heating unit facing away from the heating frequency unit, as seen in the direction of a line path. In particular, an induction heating unit is operated in a full bridge circuit. In a full-bridge circuit, the induction heating unit is arranged together with a, preferably in series with the induction heating unit, resonant capacitance between two voltage dividing units formed by Heizfrequenzeinheiten in the bridge branch. Preferably, an induction heating unit is operated in a half-bridge circuit. In a half-bridge circuit, the induction heating unit is arranged between a voltage divider formed by the heating frequency unit and a voltage divider formed by two resonance capacitances in the bridge branch. In particular, a component savings can be achieved.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hausgerätevorrichtung zumindest eine Steuereinheit auf, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebsmodus eine Steuereinheit, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebsmodus zumindest zwei der Verbrauchereinheiten abwechselnd, vorzugsweise periodisch abwechselnd, insbesondere mit einer Periodendauer die maximal 7 s, insbesondere maximal 5 s, vorzugsweise maximal 2 s beträgt, mit einem der Spannungswandler direkt zu verbinden und vorzugsweise die Verbrauchereinheiten abwechselnd über den Spannungswandler mit Energie zu versorgen. Unter einer "Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit einer Hausgerätevorrichtung zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die Spannungswandler und/oder die Schaltanordnung 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. Darunter, dass zwei Verbrauchereinheiten "abwechselnd" verbunden werden, soll insbesondere verstanden werden, dass in zeitlich voneinander verschiedenen Zeiträumen entweder eine erste oder eine zweite Verbraucheinheit direkt verbunden ist. Vorzugsweise liegt zwischen zwei Zeiträumen, in denen die erste Verbrauchereinheit verbunden ist, ein Zeitraum, in dem die zweite Verbrauchereinheit verbunden ist. Vorzugsweise sind zwei direkt aufeinanderfolgende Zeiträume, in denen unterschiedliche Verbrauchereinheiten verbunden sind, weniger als 1 s, insbesondere weniger als 0,3 s, vorteilhaft weniger als 100 ms, besonderes vorteilhaft weniger als 30 ms und vorzugsweise weniger als 10 ms beabstandet. Es kann insbesondere eine hohe Flexibilität erreicht werden.In an advantageous embodiment, the home appliance device has at least one control unit which is provided, in at least one operating mode, a control unit which is provided alternately, preferably alternately periodically, in at least one operating mode of at least two of the consumer units, in particular with a period duration of at most 7 s, in particular a maximum of 5 s, preferably a maximum of 2 s, to connect directly to one of the voltage transformers and preferably to supply the load units alternately via the voltage converter with energy. A "control unit" should in particular be understood to mean an electronic unit which is preferably at least partially integrated in a control and / or regulating unit of a domestic appliance device and which is preferably provided to control and / or to supply at least the voltage transformers and / or the switching arrangement regulate. Preferably, the control unit comprises a computing unit and in particular in addition to the computing unit, a memory unit with a stored therein control and / or control program, which is intended to be of the Calculation unit to be executed. By referring to the fact that two consumer units are connected "alternately", it should be understood in particular that at first or second time periods either a first or a second consumption unit is directly connected. Preferably, between two periods in which the first consumer unit is connected, a period in which the second consumer unit is connected. Preferably, two consecutive periods in which different consumer units are connected are less than 1 s, in particular less than 0.3 s, advantageously less than 100 ms, more preferably less than 30 ms and preferably less than 10 ms. In particular, a high degree of flexibility can be achieved.

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.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination.

Es zeigen:

Fig. 1: ein Induktionskochfeld mit einer erfindungsgemäßen Hausgerätevorrichtung in einer schematischen Ansicht von oben,
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Hausgerätevorrichtung,
Fig. 3: eine schematische Darstellung einer alternativen Hausgerätevorrichtung und
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer weiteren Hausgerätevorrichtung.

Show it:

Fig. 1: an induction hob with a domestic appliance device according to the invention in a schematic view from above,
Fig. 2: a schematic representation of the home appliance device,
Fig. 3: a schematic representation of an alternative home appliance device and
Fig. 4: a schematic representation of another home appliance device.

Figur 1 zeigt ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 mit einer als Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildeten Hausgerätevorrichtung 12 mit vier Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26, die jeweils ein als Induktor ausgebildetes Induktionsheizelement aufweisen. Die Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26 sind unter einer Kochfeldplatte 14 angeordnet. Weiterhin weist die als Induktionsheizvorrichtung ausgebildete Hausgerätevorrichtung 12 ein von einer einzelnen Phase 16 eines DreiPhasen-Hausanschlusses betriebenes Leistungsmodul 18 auf, das dazu vorgesehen ist, die Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26 mit hochfrequentem Wechselstrom mit einer Schaltfrequenz zwischen 20 kHz und 100 kHz zu versorgen. Dazu weist das Leistungsmodul 18 zwei als Heizfrequenzeinheiten ausgebildete Spannungswandler 30, 32 auf, die dazu vorgesehen sind, über die einzelne Phase 16 betrieben zu werden und die Spannungswandler 20, 22, 24, 26 zu versorgen (Fig. 2). Die Schaltfrequenz der Spannungswandler 30, 32 ist unter anderem abhängig von einer für die Verbrauchereinheit 20, 22, 24, 26 über eine Bedieneinheit 28 angeforderten Heizleistung und einem Gargeschirr, das in einer Kochzone auf der Kochfeldplatte 14 über der Verbrauchereinheit 20, 22, 24, 26 angeordnet ist, und wird durch eine Steuereinheit 34 der Hausgerätevorrichtung 12 bestimmt. Die Steuereinheit 34 weist eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit hinterlegtes Betriebsprogramm auf, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. FIG. 1 shows a designed as an induction hob home appliance 10 with a designed as an induction hob device household appliance device 12 with four consumer units 20, 22, 24, 26, each having an induction heating element designed as an inductor. The consumer units 20, 22, 24, 26 are arranged under a hob plate 14. Furthermore, the home appliance device 12 designed as an induction heater has one of a single phase 16 of a three-phase house connection operated power module 18, which is intended to supply the consumer units 20, 22, 24, 26 with high-frequency alternating current with a switching frequency between 20 kHz and 100 kHz. For this purpose, the power module 18 has two voltage converters 30, 32 designed as heating frequency units, which are intended to be operated via the single phase 16 and to supply the voltage transformers 20, 22, 24, 26 ( Fig. 2 ). The switching frequency of the voltage transformers 30, 32 depends inter alia on a heating power demanded for the load unit 20, 22, 24, 26 via an operating unit 28 and a cooking utensil which is arranged in a cooking zone on the hob plate 14 via the consumer unit 20, 22, 24, 26, and is determined by a control unit 34 of the home appliance device 12. The control unit 34 has an arithmetic unit, a memory unit and an operating program stored in the memory unit, which is intended to be executed by the arithmetic unit.

Figur 2 zeigt eine Schaltung für die Hausgerätevorrichtung 12. Eine an einer Phase 16 anliegende Netzspannung zwischen 220 V und 230 V mit einer Netzfrequenz zwischen 49 Hz und 51 Hz wird in einem Spannungswandler 36 gleichgerichtet und in einer Pufferkapazität 38 teilweise gespeichert. Die Pole der Pufferkapazität 38 bilden zwei Außenkontakte 40, 42 zwischen denen in einem Betriebszustand eine pulsierende Gleichspannung anliegt. Die Spannungswandler 30, 32 sind zwischen den Außenkontakten 40, 42 angeordnet und wandeln die pulsierende Gleichspannung in hochfrequenten Wechselstrom um. Die als Heizfrequenzeinheiten ausgebildeten Spannungswandler 30, 32 weisen dazu jeweils zwei, zwischen den Außenkontakten 40, 42 in Reihe geschaltete, als bidirektionale unipolare Schalter ausgebildete, Schaltelemente 44, 46 mit jeweils einem parallelgeschalteten Dämpfungskondensator 48, 50 auf. Die Schaltelemente 44, 46 sind jeweils von einem IGBT 52, 54 (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) und einer parallelgeschalteten Diode 56, 58 gebildet. Ein Spannungsabgriff 60, 62 ist jeweils an einem gemeinsamen Kontakt der beiden IGBTs 52, 54 angeordnet. Die Steuereinheit 34 verursacht durch abwechselnde, hochfrequente Ansteuerung der beiden IGBTs 52, 54 am Spannungsabgriff 60 eine hochfrequente Wechselspannung mit pulsierender Amplitude, der bei Anschluss einer Verbrauchereinheit 20, 22, 24, 26 ein hochfrequenter Wechselstrom folgt. Die Spannungsabgriffe 60, 62 der Spannungswandler 30, 32 sind mit Eingängen der Schaltanordnung 64 verbunden, die fünf von Relais gebildete Schaltelemente 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 aufweist. Die Schaltelemente 66, 68 sind als einpolige Wechselschalter und die Schaltelemente 70, 72, 74 sind als einpolige Einschalter ausgebildet. Die Schaltanordnung 64 ist durch Schaltbefehle der Steuereinheit 34 dazu vorgesehen, unterschiedliche Kombinationen von bis zu zwei der zwei Spannungswandler 30, 32 und bis zu vier der vier Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26 direkt miteinander zu verbinden. Ein Eingang des Schaltelements 66 ist direkt mit dem Spannungsabgriff 60 des Spannungswandlers 30 und ein Eingang des Schaltelements 68 ist direkt mit dem Spannungsabgriff 62 verbunden. Mit jeweils einem der Ausgänge der Schaltelemente 66, 68 ist jeweils eine Verbrauchereinheit 20, 26 direkt verbunden. Mit den übrigen Ausgängen der Schaltelemente 66, 68 ist ein Eingang bzw. Ausgang des Schaltelements 70 direkt verbunden. Weiterhin ist der Eingang bzw. Ausgang des Schaltelements 70 mit jeweils einem Eingang der Schaltelemente 72, 74 direkt verbunden. Mit den Ausgängen der Schaltelemente 72, 74 ist jeweils eine Verbrauchereinheit 22, 24 direkt verbunden. FIG. 2 shows a circuit for the home appliance device 12. A voltage applied to a phase 16 between 220 V and 230 V with a mains frequency between 49 Hz and 51 Hz is rectified in a voltage converter 36 and partially stored in a buffer capacity 38. The poles of the buffer capacitor 38 form two external contacts 40, 42 between which a pulsating DC voltage is present in an operating state. The voltage transformers 30, 32 are arranged between the external contacts 40, 42 and convert the pulsating DC voltage into high-frequency alternating current. For this purpose, the voltage converters 30, 32 designed as heating frequency units each have two switching elements 44, 46 which are connected in series between the external contacts 40, 42 and designed as bidirectional unipolar switches, each having a parallel-connected damping capacitor 48, 50. The switching elements 44, 46 are each formed by an IGBT 52, 54 (insulated gate bipolar transistor) and a parallel connected diode 56, 58. A voltage tap 60, 62 is arranged in each case at a common contact of the two IGBTs 52, 54. The control unit 34 causes by alternating, high-frequency control of the two IGBTs 52, 54 at the voltage tap 60 a high-frequency alternating voltage with pulsating amplitude, which follows a high-frequency alternating current when connecting a consumer unit 20, 22, 24, 26. The voltage taps 60, 62 of the voltage converters 30, 32 are connected to inputs of the switching arrangement 64, which has five switching elements 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73 formed by relays. The switching elements 66, 68 are as single-pole changeover switch and the switching elements 70, 72, 74 are formed as a single-pole power switch. The switching arrangement 64 is provided by switching commands of the control unit 34 to directly connect different combinations of up to two of the two voltage transformers 30, 32 and up to four of the four load units 20, 22, 24, 26. An input of the switching element 66 is directly connected to the voltage tap 60 of the voltage converter 30 and an input of the switching element 68 is connected directly to the voltage tap 62. In each case one consumer unit 20, 26 is directly connected to one of the outputs of the switching elements 66, 68. With the other outputs of the switching elements 66, 68, an input or output of the switching element 70 is directly connected. Furthermore, the input or output of the switching element 70 is connected to one input of the switching elements 72, 74 directly. With the outputs of the switching elements 72, 74 is in each case a consumer unit 22, 24 connected directly.

Die Hausgerätevorrichtung 12 weist somit eine erste Verbrauchereinheit 22, zwei Spannungswandler 30, 32 und eine Schaltanordnung 64 auf, die dazu vorgesehen ist, in zwei der möglichen Schaltzustände gleichzeitig zwischen der ersten Verbrauchereinheit 22 und unterschiedlichen Spannungswandlern 30, 32 eine erste und eine zweite direkte Verbindung, über die Schaltelemente 72, 66 bzw. die Schaltelemente 72, 70, 68, herzustellen, und ein, als einpoliger Einschalter ausgebildetes, erstes Schaltelement 72 aufweist, das Bestandteil der ersten und der zweiten Verbindung ist. Weiterhin weist die Schaltanordnung 64 zwei, als einpolige Wechselschalter ausgebildete, Schaltelemente 66, 68 auf, die jeweils Bestandteil der ersten oder der zweiten Verbindung sind. Die Schaltanordnung 64 weist ein weiteres Schaltelement 70 auf, das dazu vorgesehen ist, die beiden Spannungswandler 30, 32 in einigen Betriebszuständen direkt zu verbinden. Die Hausgerätevorrichtung 12 weist eine zweite Verbrauchereinheit 24 und ein, als einpoliger Einschalter ausgebildetes, weiteres Schaltelement 74 auf, das Teil der Schaltanordnung ist und Bestandteil zweier direkter Verbindungen der zweiten Verbrauchereinheit 24 mit unterschiedlichen Spannungswandlern 30, 32, über die Schaltelemente 74, 68, bzw. über die Schaltelemente 75, 70, 66, ist. Die Schaltelemente 66, 68 sind jeweils Bestandteil einer der Verbindungen der zweiten Verbrauchereinheit 24 zu den Spannungswandlern 30, 32. Weiterhin weist die Hausgerätevorrichtung 12 zwei weitere Verbrauchereinheiten 20, 24 auf, die dazu vorgesehen sind, über die Schaltelemente 66, 68 direkt und unmittelbar mit jeweils einem der Spannungswandler 30, 32 verbunden zu werden. Die Schaltanordnung 64 ist dazu vorgesehen, in unterschiedlichen Betriebs- bzw. Schaltzuständen, zwei beliebige der vier Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26 gleichzeitig mit unterschiedlichen Spannungswandlern 30, 32 zu verbinden und in zwei weiteren Betriebs- bzw. Schaltzuständen jeweils eine von zwei der vier Verbrauchereinheiten 22, 24 gleichzeitig direkt mit beiden Spannungswandlern 30, 32 zu verbinden.The home appliance device 12 thus has a first consumer unit 22, two voltage converters 30, 32 and a switching arrangement 64, which is provided in two of the possible switching states simultaneously between the first consumer unit 22 and different voltage converters 30, 32, a first and a second direct connection , via the switching elements 72, 66 and the switching elements 72, 70, 68, produce, and a, designed as a single pole Einschalter switch, first switching element 72 which is part of the first and the second connection. Furthermore, the switching arrangement 64 has two switching elements 66, 68 designed as single-pole changeover switches, which are each part of the first or the second connection. The switching arrangement 64 has a further switching element 70, which is provided to connect the two voltage transformers 30, 32 directly in some operating states. The domestic appliance device 12 has a second consumer unit 24 and a further switching element 74 designed as a one-pole on-off switch, which is part of the switching arrangement and forms part of two direct connections of the second consumer unit 24 with different voltage transformers 30, 32, via the switching elements 74, 68, respectively ., Via the switching elements 75, 70, 66, is. The switching elements 66, 68 are each part of one of the connections of the second consumer unit 24 to the voltage transformers 30, 32. Furthermore, the home appliance device 12 has two further consumer units 20, 24, which are provided via the switching elements 66, 68 directly and directly with each one of the voltage converter 30, 32 to be connected. The switching arrangement 64 is intended, in different operating or switching states, any two of the four Load units 20, 22, 24, 26 simultaneously with different voltage transformers 30, 32 to connect and in two other operating or switching states each one of two of the four consumer units 22, 24 simultaneously directly with two voltage transformers 30, 32 to connect.

Die Verbrauchereinheiten 22, 24 können so durch geeignete Schaltzustände der Schaltelemente 66, 68, 70, 72, 74 einzeln mit jedem der Spannungswandler 30, 32 direkt verbunden werden und für diese Verbrauchereinheiten 22, 24 ist ein Boost-Betrieb, in dem eine einzelne Verbrauchereinheit 22, 24 mit beiden Spannungswandlern 30, 32 gleichzeitig direkt verbunden ist, möglich. Die Verbrauchereinheiten 20, 22, 24, 26 werden jeweils in Halbbrückenschaltung betrieben. Die Verbrauchereinheiten 20, 22 bzw. 24, 26 weisen jeweils einen gemeinsamen Kontakt 78 bzw. 79 auf, der jeweils direkt mit einer Resonanzeinheit 80 bzw. 81 verbunden ist, die von zwei, jeweils aus einzelnen Kondensatoren gebildeten, Resonanzkapazitäten 82, 84 bzw. 83, 85 gebildet ist. Die Resonanzkapazitäten 82, 84 bzw. 83, 85 sind jeweils in Reihe geschaltet und eine der Resonanzkapazitäten 82, 83 ist direkt mit einem der Außenkontakte 40 verbunden und die andere der Resonanzkapazitäten 84, 85 ist direkt mit dem anderen Außenkontakt 42 verbunden. Beide der Resonanzkapazitäten 82, 84 bzw. 83, 85 sind jeweils direkt mit den zwei Induktionsheizeinheiten 20, 22 bzw. 24, 26 verbunden.The consumer units 22, 24 can be directly connected to each of the voltage converters 30, 32 by suitable switching states of the switching elements 66, 68, 70, 72, 74 and for these consumer units 22, 24 is a boost operation in which a single consumer unit 22, 24 is directly connected to both voltage transformers 30, 32 at the same time, possible. The consumer units 20, 22, 24, 26 are each operated in half-bridge circuit. The consumer units 20, 22 and 24, 26 each have a common contact 78 and 79, which is in each case connected directly to a resonance unit 80 or 81, of two, each formed from individual capacitors, resonance capacitances 82, 84 and 83, 85 is formed. The resonant capacitances 82, 84 and 83, 85 are each connected in series and one of the resonant capacitances 82, 83 is connected directly to one of the external contacts 40 and the other of the resonant capacitors 84, 85 is connected directly to the other external contact 42. Both of the resonance capacitances 82, 84 and 83, 85 are each directly connected to the two induction heating units 20, 22 and 24, 26, respectively.

Die Steuereinheit 34 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebsmodus zwei oder drei der Verbrauchereinheiten 20, 22, 24 bzw. 22, 24, 26 abwechselnd mit einem der Spannungswandler 30, 32 direkt zu verbinden. Beispielhaft werden innerhalb einer Periode mit einer Länge von 2 s die Verbrauchereinheiten 20, 22, 24 nacheinander mit dem Spannungswandler 30 verbunden und von dem Spannungswandler 30 mit Energie, also hochfrequentem Wechselstrom, versorgt. In einem ersten Betriebsabschnitt wird die Verbrauchereinheit 20 mit Energie versorgt. Im Anschluss an den ersten Betriebsabschnitt folgt nach einer Pause, die 8 ms beträgt und zu einem Umschalten der Schaltelemente 66, 68 dient, ein zweiter Betriebsabschnitt, der 100 ms nach einem Startpunkt des ersten Betriebsabschnitts startet und in dem die Verbrauchereinheit 22 mit Energie versorgt wird. Ein Umschalten der Schaltelemente 66, 68 erfolgt zu einem Minimum der pulsierenden Gleichspannung und somit erfolgt die Pause zum Umschalten von 4 ms vor dem Minimum bis 4 ms nach dem Minimum. Im Anschluss an den zweiten Betriebsabschnitt erfolgt nach einer Pause von 8 ms zu einem Umschalten der Schaltelemente 68, 72 ein dritter Betriebsabschnitt, der 600 ms nach einem Startpunkt des zweiten Betriebsabschnitts beginnt und in dem die Verbrauchereinheit 24 mit Energie versorgt wird. An den dritten Betriebsabschnitt schließt sich eine Pause zu einem Umschalten der Schaltelemente 66, 72 und zyklisch der erste Betriebsabschnitt an. Abstände von Startpunkten der Betriebsabschnitte sind ein Vielfachen von 50 ms bzw. 100 ms zueinander beabstandet. Dauern der Betriebsabschnitte ergeben sich aus für die Verbrauchereinheiten 20, 22, 24 angeforderten Leistungen in der Art, dass eine zeitlich gemittelte Leistung, die über den Verbrauchereinheiten abfällt, der angeforderten Leistung entspricht, und eine Leistung, die über den Spannungswandler 30 geführt wird, nahezu konstant ist, um ins Stromnetz rückkoppelnde Spannungsschwankungen, die durch Leistungsschwankungen entstehen, zu vermeiden. Die Induktoren der Verbraucheinheiten 20 und 26 sind mit einem Durchmesser von 15 cm ausgebildet. Die Induktoren der Verbraucheinheiten 22 und 24 sind größer als die Induktoren der Verbrauchereinheiten 20 und 26 ausgebildet. Die Induktoren der Verbraucheinheiten 20 und 26 weisen einen Durchmesser von 15 cm auf und die Induktoren der Verbrauchereinheiten 22, 24 weisen einen Durchmesser von 18 cm auf.The control unit 34 is provided to connect two or three of the load units 20, 22, 24 and 22, 24, 26 alternately to one of the voltage transformers 30, 32 in an operating mode. By way of example, within a period of 2 s, the consumer units 20, 22, 24 are connected in succession to the voltage converter 30 and supplied with energy, ie high-frequency alternating current, by the voltage converter 30. In a first operating section, the consumer unit 20 is supplied with energy. Following the first operating section, after a pause of 8 ms, which serves to switch over the switching elements 66, 68, a second operating section starts 100 ms after a starting point of the first operating section and in which the consumer unit 22 is supplied with energy , A switching of the switching elements 66, 68 takes place to a minimum of the pulsating DC voltage and thus the pause takes place for switching from 4 ms before the minimum to 4 ms after the minimum. Following the second operating section, after a pause of 8 ms to switch over the switching elements 68, 72, a third operating section takes place, which is 600 ms after a starting point of the second operating section begins and in which the consumer unit 24 is powered. The third operating section is followed by a pause for switching the switching elements 66, 72 and cyclically the first operating section. Distances of starting points of the operating sections are a multiple of 50 ms or 100 ms spaced from each other. Durations of the operating sections result from services requested for the consumer units 20, 22, 24 in such a way that a time-averaged power which drops across the load units corresponds to the requested power and a power which is conducted via the voltage converter 30 almost is constant in order to avoid voltage fluctuations that are fed back into the power supply due to power fluctuations. The inductors of the consumption units 20 and 26 are formed with a diameter of 15 cm. The inductors of the consumption units 22 and 24 are formed larger than the inductors of the consumer units 20 and 26. The inductors of the consumption units 20 and 26 have a diameter of 15 cm and the inductors of the consumer units 22, 24 have a diameter of 18 cm.

In einem weiteren Betriebsmodus ist die Steuereinheit 34 dazu vorgesehen, zwei Verbrauchereinheiten 20, 22 bzw. 24, 26, die sich jeweils eine Resonanzeinheit teilen, gleichzeitig mit unterschiedlichen Spannungswandlern 30, 32 zu verbinden und sie in einem Modus mit phasenverzögerter Ansteuerung zu betreiben. In einem derartigen Modus arbeiten die Spannungswandler 30, 32 bei gleicher Frequenz und eine in den Verbrauchereinheiten 20, 22 bzw. 24, 26 umgesetzte Leistung ergibt sich aus einer Phasenverzögerung zwischen den Wechselströmen und den Tastverhältnissen der Wechselströme.In a further mode of operation, the control unit 34 is provided to simultaneously connect two load units 20, 22, 24, 26, each sharing one resonance unit, to different voltage converters 30, 32 and operate them in a phase delayed drive mode. In such a mode, the voltage converters 30, 32 operate at the same frequency and a power converted in the load units 20, 22 and 24, 26, respectively, results from a phase delay between the alternating currents and the duty cycles of the alternating currents.

In einer alternativen Ausgestaltung sind die Verbrauchereinheiten 24, 26 durch eine alternative Verbrauchereinheit 24' mit einem größeren Induktor, der einen Durchmesser von 24 cm aufweist, ersetzt. Wie gepunktet angedeutet, ist der Eingang des Schaltelements 74 direkt mit dem Spannungsabgriff 62 des Spannungswandlers 32 verbunden und auf das Schaltelement 68 und die Verbrauchereinheit 26 wird verzichtet. Die Resonanzkapazitäten 83, 85 der Resonanzeinheit 81, die nun nur mit einer Verbrauchereinheit 24' verbunden ist, sind in diesem Fall auf eine geänderte Impedanz der Verbrauchereinheit 24' angepasst und weisen andere Kapazitätswerte auf als die Kapazitätswerte der Resonanzeinheit 80.In an alternative embodiment, the consumer units 24, 26 are replaced by an alternative consumer unit 24 'with a larger inductor having a diameter of 24 cm. As indicated by dots, the input of the switching element 74 is connected directly to the voltage tap 62 of the voltage converter 32 and the switching element 68 and the consumer unit 26 is dispensed with. The resonance capacitances 83, 85 of the resonance unit 81, which is now only connected to a consumer unit 24 ', are adapted in this case to a changed impedance of the consumer unit 24' and have different capacitance values than the capacitance values of the resonance unit 80.

In den Figuren 3 bis 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind die Buchstaben a bzw. b an die Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der Figuren 3 bzw. 4 angefügt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden.In the FIGS. 3 to 4 two further embodiments of the invention are shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the other embodiments, in particular the FIGS. 1 and 2 , can be referenced. To distinguish the embodiments, the letters a and b to the reference numerals of the embodiments of Figures 3 or 4 added. With regard to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular the FIGS. 1 and 2 , to get expelled.

Figur 3 zeigt eine alternative Schaltung für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung. Das Schaltelement 70 wurde dabei durch ein Schaltelement 71a ersetzt, das ebenfalls als einpoliger Einschalter ausgebildet ist und die Spannungsabgriffe 60a, 62a der Spannungswandler 30a, 32a direkt und unmittelbar miteinander verbindet. In einer derartigen Ausgestaltung können somit alle der Verbrauchereinheiten 20a, 22a, 24a, 26a jeweils in einem Boostmodus betrieben werden, in dem sie gleichzeitig mit beiden Spannungswandlern 30a, 32a direkt verbunden sind, und Energie von diesen beziehen. Im Gegenzug dazu ist es nur noch möglich, eine beliebige der Verbrauchereinheiten 20a, 22a und eine beliebige der Verbraucheinheiten 24a, 26a gleichzeitig mit unterschiedlichen Spannungswandlern direkt zu verbinden. FIG. 3 shows an alternative circuit for an embodiment of the invention. The switching element 70 was replaced by a switching element 71a, which is also designed as a single-pole power switch and the voltage taps 60a, 62a of the voltage converter 30a, 32a connects directly and directly. In such a configuration, all the consumer units 20a, 22a, 24a, 26a can thus each be operated in a boost mode, in which they are simultaneously connected directly to both voltage converters 30a, 32a and draw energy from them. In return, it is only possible to directly connect any of the consumer units 20a, 22a and any of the consumption units 24a, 26a simultaneously with different voltage transformers.

Weiterhin ist analog dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Ausgestaltung denkbar, in der die Verbraucheinheiten 24a, 26a durch eine Verbrauchereinheit 24'a mit einem anderen, vorzugsweise größeren, Induktor ersetzt ist. Wie gepunktet angedeutet, ist der Eingang des Schaltelements 74a direkt mit dem Spannungsabgriff 62a des Spannungswandlers 32a verbunden und auf das Schaltelement 68a und die Verbrauchereinheit 26a wird verzichtet.Furthermore, analogously to the previously described embodiment, a configuration is conceivable in which the consumption units 24a, 26a are replaced by a consumer unit 24'a with another, preferably larger, inductor. As indicated by dotted lines, the input of the switching element 74a is directly connected to the voltage tap 62a of the voltage converter 32a, and the switching element 68a and the consumer unit 26a are dispensed with.

In Figur 4 sind eine Kombination der beiden vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele und ein Vorschlag für eine Erweiterbarkeit der Schaltanordnung auf eine größere Anzahl an Verbrauchereinheiten und/oder Spannungswandlern angedeutet. Die Hausgerätevorrichtung 12b weist sechs Verbrauchereinheiten 20b, 21 b, 22b, 23b, 24b, 26b und drei Spannungswandler 30b, 31 b, 32b auf. Eine Schaltanordnung 64b ist dazu vorgesehen, unterschiedliche Kombinationen von zumindest einem der drei Spannungswandler und zumindest einer der sechs Verbrauchereinheiten 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b, direkt zu verbinden und weist dazu elf Schaltelemente 66b, 67b, 68b, 69b, 70b, 71b, 72b, 73b, 74b, 75b, 77b auf. Die, als einpolige Einschalter ausgebildeten, Schaltelemente 69b und 71b sind dabei dazu vorgesehen, jeweils zwei Spannungsabgriffe 60b, 61 b bzw. 61 b, 62b unmittelbar und direkt und die Spannungsabgriffe 60b, 62b direkt zu verbinden. Mit den Spannungsabgriffen 60b, 61b, 62b ist jeweils direkt ein Eingang eines, als einpoliger Wechselschalter ausgebildeter, Schaltelements 66b, 67b, 68b verbunden. Ein Ausgang der Schaltelement 66b, 68b ist jeweils direkt mit einem Eingang unterschiedlicher, als einpolige Einschalter ausgebildeter, Schaltelemente 70b, 73b direkt verbunden, wobei Ausgänge der Schaltelemente 70b, 73b jeweils direkt mit unterschiedlichen Ausgängen des Schaltelements 67b verbunden sind. Weiterhin sind mit den Eingängen und Ausgängen der Schaltelemente 70b, 73b jeweils direkt ein Eingang eines, als einpoliger Einschalter ausgebildeten, Schaltelements 72b, 74b, 75b, 77b verbunden. Mit den übrigen Ausgängen der Schaltelemente 66b, 68b und den Ausgängen der Schaltelemente 72b, 74b, 75b, 77b ist jeweils eine der Verbrauchereinheiten 20b, 21 b, 22b, 23b, 24b, 26b direkt verbunden. Die Verbrauchereinheiten 20, 22 bzw. 21, 23 bzw. 24, 26 weisen jeweils einen gemeinsamen Kontakt 78b, 79b auf, mit dem eine Resonanzeinheit 80b, 81 b, 86b direkt verbunden ist. In dieser Anordnung kann jede der sechs Verbrauchereinheiten von bis zu drei Spannungswandlern 30b, 31 b, 32b gleichzeitig mit Energie versorgt werden und es können beliebige zwei Verbrauchereinheiten und bis auf die drei Verbraucheinheiten 20b, 21b, 22b bzw. 23b, 24b, 26b beliebige drei Verbrauchereinheiten 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b gleichzeitig mit unterschiedlichen Spannungswandlern direkt verbunden werden.In FIG. 4 are a combination of the two previously described embodiments and a proposal for an expandability of the switching arrangement to a larger number of consumer units and / or voltage transformers indicated. The home appliance device 12b has six consumer units 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b and three voltage converters 30b, 31b, 32b. A switching arrangement 64b is provided to provide different combinations of at least one of the three Voltage converter and at least one of the six consumer units 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b, directly connect and has eleven switching elements 66b, 67b, 68b, 69b, 70b, 71b, 72b, 73b, 74b, 75b, 77b. The switching elements 69b and 71b designed as single-pole switches are intended to directly and directly connect two voltage taps 60b, 61b and 61b, 62b and the voltage taps 60b, 62b respectively. An input of a switching element 66b, 67b, 68b designed as a single-pole changeover switch is connected directly to the voltage taps 60b, 61b, 62b. An output of the switching element 66b, 68b is in each case directly connected directly to an input of different switching elements 70b, 73b designed as a single-pole on-switch, wherein outputs of the switching elements 70b, 73b are each connected directly to different outputs of the switching element 67b. Furthermore, with the inputs and outputs of the switching elements 70b, 73b each directly an input of a, designed as a single-pole power switch, switching element 72b, 74b, 75b, 77b are connected. One of the consumer units 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b is directly connected to the other outputs of the switching elements 66b, 68b and the outputs of the switching elements 72b, 74b, 75b, 77b. The consumer units 20, 22 and 21, 23 and 24, 26 each have a common contact 78b, 79b, to which a resonance unit 80b, 81b, 86b is directly connected. In this arrangement, each of the six consumer units of up to three voltage converters 30b, 31b, 32b can be simultaneously powered and any two consumer units and any three except for the three consuming units 20b, 21b, 22b or 23b, 24b, 26b Consumer units 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b are directly connected simultaneously with different voltage transformers.

In einer weiteren Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels kann die Anordnung nach leicht zu erkennendem Schema auf beliebige Anzahlen an Verbrauchereinheiten erweitert werden. Des Weiteren kann durch einen Verzicht auf die Verbrauchereinheiten 21 b, 23b und die Schaltelemente 67b, 69b, 73b, 75b, 77b und eine entsprechende Neuverdrahtung der Schaltelemente 70b, 71 b eine Ausführung mit vier Verbrauchereinheiten 20b, 22b, 24b, 26b erreicht werden, die die Vorteile der beiden Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1, 2 und 3, durch Erweiterung der Schaltanordnung auf sechs Schaltelemente, vereint. Besonders in dieser Ausführung ist ersichtlich, dass eine Ausführung mit zwei einpoligen Wechselschaltern und vier einpoligen Einschaltern einen gleichen Umfang an möglichen Betriebsmodi umfasst, wie eine Ausführung mit sechs einpoligen Wechselschaltern. Die vorgestellte Lösung ermöglicht es, einige der Schaltelemente durch Halbleiterbauteile zu ersetzen, was bei einer Ausbildung nur mit Wechselschaltern nicht möglich ist.In a further embodiment of this embodiment, the arrangement can be extended to easily recognizable scheme to any number of consumer units. Furthermore, by dispensing with the consumer units 21b, 23b and the switching elements 67b, 69b, 73b, 75b, 77b and a corresponding rewiring of the switching elements 70b, 71b, an embodiment with four consumer units 20b, 22b, 24b, 26b can be achieved, the advantages of the two embodiments according to the FIGS. 1 . 2 and 3 , united by extension of the switching arrangement on six switching elements. Particularly in this embodiment, it can be seen that an embodiment with two single-pole changeover switches and four single-pole switch-ons has the same scope of possible operating modes as a version with six single-pole ones AC switches. The proposed solution makes it possible to replace some of the switching elements with semiconductor components, which is not possible with a design only with changeover switches.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Schaltelement 72, 74 bzw. 72a, 74a bzw. 72b, 74b, 75b, 77b durch als Leistungstransistoren ausgebildete Halbleiterschalter ausgebildet.In a further embodiment, the switching element 72, 74 and 72a, 74a and 72b, 74b, 75b, 77b are formed by semiconductor switches designed as power transistors.

Weiterhin sind Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen über Schaltelemente verschiedene Resonanzeinheiten den Verbrauchereinheiten zugeordnet werden können oder in denen zumindest eine Verbrauchereinheit eine eigene Resonanzeinheit aufweist.Furthermore, embodiments of the invention are conceivable in which different resonance units can be assigned to the consumer units via switching elements or in which at least one consumer unit has its own resonance unit.

Alternativ sind beliebige Anzahlen von zumindest zwei Verbrauchereinheiten und zumindest zwei Spannungswandlern denkbar, wobei die Anzahl der Spannungswandler vorzugsweise zumindest der Hälfte der Anzahl der Verbrauchereinheiten entspricht und/oder eine Anzahl der Resonanzeinheiten vorzugsweise der Anzahl der Spannungswandler entspricht.Alternatively, any numbers of at least two consumer units and at least two voltage transformers are conceivable, wherein the number of voltage transformers preferably corresponds to at least half the number of consumer units and / or a number of resonant units preferably corresponds to the number of voltage transformers.

Wenn im Text von einer direkten Verbindung mit einem Eingang und/oder einem Ausgang eines Schaltelements gesprochen wird, soll darunter insbesondere verstanden werden, dass die Verbindung unabhängig von einem Schaltzustand der Schaltanordnung besteht. Bezugszeichen 10 Hausgerät 56 Diode 12 Hausgerätevorrichtung 58 Diode 14 Kochfeldplatte 60 Spannungsabgriff 16 Phase 61 Spannungsabgriff 18 Leistungsmodul 62 Spannungsabgriff 20 Verbrauchereinheit 64 Schaltanordnung 21 Verbrauchereinheit 66 Schaltelement 22 Verbrauchereinheit 67 Schaltelement 23 Verbrauchereinheit 68 Schaltelement 24 Verbrauchereinheit 69 Schaltelement 26 Verbrauchereinheit 70 Schaltelement 28 Bedieneinheit 71 Schaltelement 30 Spannungswandler 72 Schaltelement 31 Spannungswandler 73 Schaltelement 32 Spannungswandler 74 Schaltelement 34 Steuereinheit 75 Schaltelement 36 Spannungswandler 77 Schaltelement 38 Pufferkapazität 78 gemeinsamer Kontakt 40 Außenkontakt 79 gemeinsamer Kontakt 42 Außenkontakt 80 Resonanzeinheit 44 Schaltelement 81 Resonanzeinheit 46 Schaltelement 82 Resonanzkapazität 48 Dämpfungskondensator 83 Resonanzkapazität 50 Dämpfungskondensator 84 Resonanzkapazität 52 IGBT 85 Resonanzkapazität 54 IGBT 86 Resonanzeinheit When the text speaks of a direct connection to an input and / or an output of a switching element, it should be understood in particular that the connection is independent of a switching state of the switching arrangement. reference numeral 10 household appliance 56 diode 12 Home appliance device 58 diode 14 Hotplate 60 voltage tap 16 phase 61 voltage tap 18 power module 62 voltage tap 20 consumer unit 64 switching arrangement 21 consumer unit 66 switching element 22 consumer unit 67 switching element 23 consumer unit 68 switching element 24 consumer unit 69 switching element 26 consumer unit 70 switching element 28 operating unit 71 switching element 30 DC converter 72 switching element 31 DC converter 73 switching element 32 DC converter 74 switching element 34 control unit 75 switching element 36 DC converter 77 switching element 38 buffering capacity 78 common contact 40 outside Contact 79 common contact 42 outside Contact 80 resonance unit 44 switching element 81 resonance unit 46 switching element 82 resonant capacitance 48 snubber capacitor 83 resonant capacitance 50 snubber capacitor 84 resonant capacitance 52 IGBT 85 resonant capacitance 54 IGBT 86 resonance unit

Claims

Domestic appliance, in particular cooking appliance, having at least one first consumer unit (22, 24, 24'; 22a, 24a, 24'a; 21b, 22b, 23b, 24b), at least two voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) and at least one switching arrangement (64, 64a, 64b), which is provided to produce at least a first and a second direct connection in at least one switching state simultaneously between the first consumer unit (22, 24, 24'; 22a, 24a, 24'a; 21b, 22b, 23b, 24b) and various of the at least two voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b), and which has a first switching element (72, 74; 72a, 74a; 72b, 74b, 75b, 77b) which is embodied as a single-pole on-off switch and is a component part at least of the first and the second connection, wherein the switching arrangement (64, 64a, 64b) has at least one second switching element (66, 68; 66a, 68a; 66b, 67b, 68b) which is embodied as a single-pole two-way switch and which is a component part at least of the first and/or the second connection, characterised by at least one further consumer unit (20, 26; 20a, 26a, 20b, 26b) which is provided to be connected directly to at least one voltage transformer (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) via the second switching element (66, 68; 66a, 68a; 66b, 67b, 68b).
Domestic appliance according to claim 1, characterised in that the switching arrangement (64, 64a, 64b) has at least one third switching element (70; 71a; 69b, 70b, 71b, 73b) which is provided to directly connect at least the two voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) in at least one operating state.
Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterised by at least one second consumer unit (22, 24, 24'; 22a, 24a, 24'a; 21b, 22b, 23b, 24b) and at least one further switching element (72, 74; 72a, 74a; 72b, 74b, 75b, 77b) which is embodied as a single-pole power on-off switch and which is part of the switching arrangement (64, 64a, 64b) and is a component part of at least two direct connections between the second consumer unit (22, 24, 24'; 22a, 24a 24'a; 21b, 22b, 23b, 24b) and various voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b).
Domestic appliance according to claim 3, characterised in that the switching arrangement (64, 64a, 64b) is provided to connect at least any two of the at least three consumer units (20, 22, 24, 24', 26; 20a, 22a, 24a, 24'a, 26a; 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b) simultaneously to various of the at least two voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) in at least one operating state and/or to connect one of at least one of the at least three consumer units (20, 22, 24, 24', 26; 20a, 22a, 24a, 24'a, 26a; 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b) simultaneously directly to at least two of the voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) in at least one further operating state.
Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterised in that the voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) are embodied as heating frequency units and the consumer units (20, 22, 24, 24', 26; 20a, 22a, 24a, 24'a, 26a; 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b) are embodied as induction heating units.
Domestic appliance according to one of the preceding claims, characterised in that at least two of the consumer units (20, 22, 24, 24', 26; 20a, 22a, 24a, 24'a, 26a; 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b) have a common contact (78, 79, 78a, 79a, 78b, 79b).
Domestic appliance at least according to claim 1 or 3, characterised by a control unit (34; 34a; 34b), which is provided to directly connect at least one of the voltage transformers (30, 32; 30a, 32a; 30b, 31b, 32b) alternately to at least two of the consumer units (20, 22, 24, 24', 26; 20a, 22a, 24a, 24'a, 26a; 20b, 21b, 22b, 23b, 24b, 26b) in at least one operating mode.
Domestic device having a domestic appliance (12; 12a; 12b) according to one of the preceding claims.