EP2548407B1

EP2548407B1 - Cooktop

Info

Publication number: EP2548407B1
Application number: EP11703704.4A
Authority: EP
Inventors: Ignacio Garde Aranda; Jesus Acero Acero; José Miguel BURDIO PINILLA; Sergio Llorente Gil; Oscar Lucia Gil; Ignacio Millan Serrano; Daniel Palacios Tomas
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2031-02-17
Also published as: EP2548407A1; ES2385807A1; WO2011113660A1; ES2385807B1

Description

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

Aus der DE 197 08 335 A1 ist eine Kochmuldenvorrichtung bekannt, welche eine Steuereinheit und ein Schaltelement, welches ein erstes und ein zweites Schaltelement aufweist, umfasst. Die Steuereinheit schaltet das erste und ein zweites Schaltelement periodisch. Ferner verändert die Steuereinheit bei einem Betriebsvorgang einen zwischen einer Durchlass-Zeitspanne des ersten Schaltelements und einer Durchlass-Zeitspanne des zweiten Schaltelements bestehenden periodenbezogenen Zeitabstand, welcher innerhalb einer Schaltperiodendauer wenigstens eines der Schaltelemente besteht, zur Veränderung einer Heizleistung eines Heizelements.From the DE 197 08 335 A1 a hob device is known which comprises a control unit and a switching element having a first and a second switching element comprises. The control unit periodically switches the first and second switching elements. Further, in an operation, the control unit changes a period related time interval existing between a passage time period of the first switching element and a passage time period of the second switching element, which is within one switching period of at least one of the switching elements, to change a heating power of a heating element.

Aus der Druckschrift DE 10 2005 021 88 A1 ist eine Kochmuldenvorrichtung bekannt, bei welcher eine Spule bei einem Betriebsvorgang abwechselnd mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben wird.From the publication DE 10 2005 021 88 A1 is a Kochmuldenvorrichtung known in which a coil is operated at an operating process alternately with different frequencies.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer hohen Effizienz 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 high efficiency. 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 Kochmuldenvorrichtung mit wenigstens einer Steuervorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, bei wenigstens einem Betriebsvorgang zumindest einen zwischen einer Durchlass-Zeitspanne eines ersten Schaltelements und einer Durchlass-Zeitspanne eines zweiten Schaltelements bestehenden periodenbezogenen Zeitabstand, welcher innerhalb einer Schaltperiodendauer wenigstens eines der Schaltelemente besteht, zur Veränderung einer Heizleistung wenigstens eines Heizelements zu verändern.The invention is based on a cooktop device with at least one control device, which is provided for at least one operating operation at least one between a passage time period of a first switching element and a passage period of a second switching element period-related time interval, which within a switching period of at least one of Switching elements is to change the heating power of at least one heating element.

Es wird vorgeschlagen, dass die Kochmuldenvorrichtung wenigstens ein als Schalt-Schutzelement ausgebildetes elektronisches Bauelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, wenigstens eines der Schaltelemente zu schützen. Unter einer "Steuervorrichtung" soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche wenigstens eine elektronische Baueinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Vorgang zu steuern, wobei die Vorrichtung vorzugsweise eine Recheneinheit und/oder eine Speichereinheit und/oder ein gespeichertes Betriebsprogramm aufweist. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet und/oder speziell programmiert verstanden werden. Unter einem "Schaltelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, welches einen ersten und zumindest einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist, wobei das Element dazu vorgesehen ist, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontakt herzustellen und zu unterbrechen, wobei das Element besonders bevorzugt als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode ausgebildet ist. Unter einer "Durchlass-Zeitspanne" eines Schaltelements soll insbesondere eine Zeitspanne verstanden werden, während welcher ein erster und ein zweiter Hauptkontakt des Schaltelements elektrisch leitend verbunden sind. Unter einem "Hauptkontakt" eines Schaltelements soll insbesondere ein Kontakt des Schaltelements verstanden werden, welcher zur Leitung eines Stroms zu einer Verbrauchereinheit, die separat von dem Schaltelement ausgebildet ist, vorgesehen ist. Unter einer "Schaltperiodendauer" eines Schaltelements soll insbesondere Eins geteilt durch eine Frequenz, mit der das Schaltelement geschaltet wird, verstanden werden. Unter einem "Zeitabstand" zwischen einer ersten Durchlasszeitspanne und einer zweiten Durchlasszeitspanne soll insbesondere eine Dauer einer Zeitspanne verstanden werden, welche mit einem Ende derjenigen der Durchlasszeitspannen, welche früher abläuft, beginnt und mit einem Anfang derjenigen der Durchlasszeitspannen, die später beginnt, endet. Unter einem "periodenbezogenen" Zeitabstand soll insbesondere eine Dauer des Zeitabstands in Sekunden geteilt durch eine Dauer der Schaltperiodendauer in Sekunden verstanden werden. Unter einem "Schalt-Schutzelement, welches dazu vorgesehen ist, wenigstens eines der Schaltelemente zu schützen", soll insbesondere ein elektronisches Bauelement verstanden werden, welches in einem Zustand, in welchem zwei Hauptkontakte eines der Schaltelemente durch eine elektrisch leitende Verbindung verbunden sind, parallel zu der leitenden Verbindung geschaltet ist, wobei das elektronische Bauelement elektrischen Strom zumindest in einem Betriebszustand in eine Flussrichtung besser leitet als in eine Gegenrichtung der Flussrichtung und wobei das elektronische Bauelement besonders bevorzugt elektrischen Strom nur in eine Richtung durchlässt. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann ein schonender Betrieb des Schaltelements und im Besonderen eine hohe Lebenszeit des Schaltelements erreicht werden. Im Besonderen kann ein geringer Energieverlust bei einem Schalten des Schaltelements erreicht werden.It is proposed that the cooktop device has at least one electronic component designed as a switching protective element, which is intended to protect at least one of the switching elements. A "control device" is to be understood in particular to mean a device which has at least one electronic component which is intended to control a process, wherein the device preferably has a computing unit and / or a memory unit and / or a stored operating program. By "intended" is intended to be understood in particular specifically designed and / or specially equipped and / or specially programmed. A "switching element" is to be understood in particular an element having a first and at least a second electrical contact, wherein the element is provided to establish and interrupt an electrically conductive connection between the first and the second electrical contact, wherein the element is particularly preferably designed as a bipolar transistor with insulated gate electrode. An "on-time period" of a switching element should be understood to mean, in particular, a time span during which a first and a second main contact of the switching element are electrically conductively connected. A "main contact" of a switching element is to be understood in particular as a contact of the switching element, which is provided for conducting a current to a consumer unit, which is formed separately from the switching element. In particular, one divided by a frequency with which the switching element is switched should be understood as a "switching period duration" of a switching element. A "time interval" between a first transmission time period and a second transmission time period shall be understood to mean, in particular, a duration of a time period beginning with an end of the transmission time periods which expires earlier and ending with a beginning of those of the transmission time periods starting later. A "period-related" time interval is understood in particular to mean a duration of the time interval in seconds divided by a duration of the switching period duration in seconds. A "switching protection element which is intended to protect at least one of the switching elements" should be understood in particular to mean an electronic component which, in a state in which two main contacts of one of the switching elements are connected by an electrically conductive connection, runs parallel to the conductive connection is connected, wherein the electronic component conducts electrical current in at least one operating state in a flow direction better than in a Counter direction of the flow direction and wherein the electronic component particularly preferably passes electrical current in one direction only. With an embodiment according to the invention, a high efficiency can be achieved. In particular, a gentle operation of the switching element and in particular a high lifetime of the switching element can be achieved. In particular, a small energy loss can be achieved when switching the switching element.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Schalt-Schutzelement als Diode und/oder wenigstens als Teil eines bidirektionalen Transistors ausgebildet ist. Hierdurch kann eine konstruktiv einfache Bauweise erreicht werden.It is also proposed that the switching protective element is designed as a diode and / or at least as part of a bidirectional transistor. This allows a structurally simple design can be achieved.

Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu vorgesehen, zumindest einen weiteren periodenbezogenen Zeitabstand zwischen der Durchlass-Zeitspanne des zweiten Schaltelements und einer Durchlass-Zeitspanne des ersten Schaltelements, welcher innerhalb der Schaltperiodendauer besteht, zur Veränderung der Heizleistung des Heizelements zu verändern. Dadurch können eine hohe Flexibilität und insbesondere eine flexible Veränderung der Heizleistung erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass bei einer konstanten Schaltperiodendauer ein großes Intervall an Heizleistungen des Heizelements, mit welchen das Heizelement betreibbar ist, zur Verfügung steht. Im Besonderen kann erreicht werden, dass zwei Schaltelemente, welche zur Beeinflussung unterschiedlicher Heizelemente vorgesehen sind, mit gleichen Schaltperiodendauern, aber bei stark unterschiedlichen Heizleistungen der Heizelemente betrieben werden.Preferably, the control device is provided to change at least one further period-related time interval between the passage time period of the second switching element and a passage time period of the first switching element, which is within the switching period, to change the heating power of the heating element. This allows a high degree of flexibility and in particular a flexible change in the heating power can be achieved. In particular, it can be achieved that, with a constant switching cycle duration, a large interval of heating powers of the heating element, with which the heating element can be operated, is available. In particular, it can be achieved that two switching elements, which are provided for influencing different heating elements, are operated with the same switching period lengths, but with greatly different heating powers of the heating elements.

Mit Vorteil ist die Steuervorrichtung dazu vorgesehen, wenigstens eines der Schaltelemente in einen Sperrzustand zu schalten, während das betreffende Schaltelement stromlos ist. Unter einem "Sperrzustand" eines Schaltelements soll insbesondere ein Zustand des Schaltelements verstanden werden, in welchem eine Leitung von elektrischem Strom zwischen zwei Hauptkontakten des Schaltelements durch das Schaltelement verhindert ist. Darunter, dass das Schaltelement "stromlos" ist, soll insbesondere verstanden werden, dass ein zwischen zwei Hauptkontakten des Schaltelements fließender Strom die Stromstärke null Ampere aufweist. Dadurch kann eine effiziente Betriebsweise erreicht werden. Insbesondere kann ein geringer Energieverlust bei einem Schalten des Schaltelements erreicht werden.Advantageously, the control device is provided to switch at least one of the switching elements in a blocking state, while the relevant switching element is de-energized. A "blocking state" of a switching element should in particular be understood to mean a state of the switching element in which a line of electrical current between two main contacts of the switching element is prevented by the switching element. By the fact that the switching element is "de-energized" is to be understood in particular that a current flowing between two main contacts of the switching element current has the current zero ampere. Thereby, an efficient operation can be achieved. In particular, a low energy loss can be achieved when switching the switching element.

Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung dazu vorgesehen, bei dem Betriebsvorgang das erste Schaltelement zumindest einmal zu schalten, während das Heizelement stromlos ist, und das zweite Schaltelement zumindest einmal auf Durchlass zu schalten, während das Heizelement Strom führt. Hierdurch kann eine schonende und zugleich komfortable Betriebsweise erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass bei einem Betrieb des Schaltelements ein geringer Energieverlust auftritt und ein großes Intervall an Heizleistungen, mit welchen das Heizelement betreibbar ist, zur Verfügung steht. Im Besonderen kann ein geräuscharmer Betrieb der Kochmuldenvorrichtung erreicht werden.In the operation, the control device is preferably provided to switch the first switching element at least once while the heating element is de-energized, and to switch the second switching element to passage at least once while the heating element is conducting current. As a result, a gentle and comfortable operation can be achieved. In particular, it can be achieved that, during operation of the switching element, a low energy loss occurs and a large interval of heating powers, with which the heating element can be operated, is available. In particular, quiet operation of the cooktop apparatus can be achieved.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung dazu vorgesehen ist, bei wenigstens dem Betriebsvorgang das erste und das zweite Schaltelement derart zu schalten, dass eine periodenbezogene Durchlasszeit des ersten Schaltelements sich von einer periodenbezogenen Durchlasszeit des zweiten Schaltelements unterscheidet und/oder eine periodenbezogene Sperrzeit des ersten Schaltelements sich von einer periodenbezogenen Sperrzeit des zweiten Schaltelements unterscheidet, und wenigstens eines der Schaltelemente zumindest einmal zu schalten, während das Heizelement stromlos ist. Hierdurch kann eine besonders schonende und zugleich komfortable Betriebsweise erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass bei einem Betrieb des Schaltelements ein geringer Energieverlust auftritt und ein großes Intervall an Heizleistungen, mit welchen das Heizelement betreibbar ist, zur Verfügung steht. Im Besonderen kann ein geräuscharmer Betrieb der Kochmuldenvorrichtung erreicht werden.It is also proposed that the control device is provided to switch the first and the second switching element during at least the operating process such that a period-related passage time of the first switching element differs from a period-related passage time of the second switching element and / or a period-related blocking time of the first switching element differs from a period-related blocking time of the second switching element, and to switch at least one of the switching elements at least once while the heating element is de-energized. As a result, a particularly gentle and comfortable operation can be achieved. In particular, it can be achieved that, during operation of the switching element, a low energy loss occurs and a large interval of heating powers, with which the heating element can be operated, is available. In particular, quiet operation of the cooktop apparatus can be achieved.

Mit Vorteil ist die Steuervorrichtung dazu vorgesehen, bei dem Betriebsvorgang das erste und das zweite Schaltelement jeweils wenigstens einmal in einen Sperrzustand zu schalten, während das Heizelement Strom führt. Auf diese Weise kann eine hohe Flexibilität erreicht werden.Advantageously, the control device is provided to switch the first and the second switching element at least once in a blocking state during the operating process, while the heating element carries current. In this way, a high degree of flexibility can be achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung dazu vorgesehen ist, bei dem Betriebsvorgang wenigstens eine periodenbezogene Durchlasszeit zumindest eines Schaltelements zur Veränderung der Heizleistung des Heizelements zu verändern. Dadurch kann eine vorteilhafte Einstellbarkeit der Heizleistung, insbesondere bei einer konstanten Schaltfrequenz des Schaltelements, erreicht werden.Furthermore, it is proposed that the control device is provided to change at least one period-related passage time of at least one switching element for changing the heating power of the heating element in the operating process. As a result, an advantageous adjustability of the heating power, in particular at a constant switching frequency of the switching element, can be achieved.

Vorzugsweise weist die Kochmuldenvorrichtung ein drittes und wenigstens ein viertes Schaltelement, welche zu einer Einstellung einer Stromzufuhr zumindest eines weiteren Heizelements vorgesehen sind, und wenigstens eine weitere Steuervorrichtung auf, welche dazu vorgesehen ist, bei dem Betriebsvorgang das dritte und vierte Schaltelement derart zu schalten, dass während des Betriebsvorgangs immer wenigstens eines der beiden Schaltelemente auf Durchlass geschaltet ist. Hierdurch kann ein leiser Ablauf des Betriebsvorgangs zusammen mit einer flexiblen Verwendung der Heizelemente erreicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass die beiden Heizelemente geräuscharm mit stark unterschiedlichen Ausgangsleistungen heizen, wobei diejenigen Schaltelemente, welche eine Leistungszufuhr zu den Heizelementen beeinflussen, mit identischen Schaltfrequenzen betrieben werden.Preferably, the cooktop device has a third and at least a fourth switching element, which are provided for adjusting a power supply of at least one further heating element, and at least one further control device which is provided to switch the third and fourth switching element in the operating process such that during the operating process always at least one of the two switching elements is switched to passage. This allows a quiet operation of the operation can be achieved together with a flexible use of the heating elements. In particular, it can be achieved that the two heating elements heat quietly with greatly different output powers, with those switching elements which influence a power supply to the heating elements being operated at identical switching frequencies.

Ferner wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem wenigstens ein zwischen einer Durchlass-Zeitspanne eines ersten Schaltelements und einer Durchlass-Zeitspanne eines zweiten Schaltelements bestehender periodenbezogener Zeitabstand, welcher innerhalb einer Schaltperiodendauer wenigstens eines der Schaltelemente besteht, zur Veränderung einer Heizleistung eines Heizelements verändert wird, wobei wenigstens eines der Schaltelemente bei zumindest einem Betriebsvorgang durch wenigstens ein als Schalt-Schutzelement ausgebildetes elektronisches Bauelement geschützt wird. Dadurch kann eine hohe Effizienz erreicht werden.Furthermore, a method is proposed in which at least one period-related time interval existing between a passage period of a first switching element and a passage period of a second switching element which exists within a switching period of at least one of the switching elements is changed to change a heating power of a heating element at least one of the switching elements is protected in at least one operating operation by at least one electronic component designed as a switching protective element. As a result, high efficiency 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. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.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. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine Kochmulde mit einer erfindungsgemäßen Kochmuldenvorrichtung,
Fig. 2: eine erste Schaltung der Kochmuldenvorrichtung,
Fig. 3: eine Veranschaulichung eines ersten Betriebsmodus der Schaltung,
Fig. 4: eine zweite Schaltung der Kochmuldenvorrichtung, welche baugleich mit der ersten Schaltung ist,
Fig. 5: bis Fig. 13 Veranschaulichungen von weiteren Betriebsmodi der ersten Schaltung,
Fig. 14: ein Diagramm mit Leistungskurven in Abhängigkeit von einer Frequenz für die Betriebsmodi und
Fig. 15: ein alternatives Ausführungsbeispiel der ersten Schaltung.

Show it:

Fig. 1: a top view of a cooking hob with a hob according to the invention,
Fig. 2: a first circuit of the hob device,
Fig. 3: an illustration of a first mode of operation of the circuit,
Fig. 4: a second circuit of the cooktop device, which is identical to the first circuit,
Fig. 5: to Fig. 13 Illustrations of other operating modes of the first circuit,
Fig. 14: a diagram with power curves as a function of a frequency for the operating modes and
Fig. 15: an alternative embodiment of the first circuit.

Figur 1 zeigt eine Kochmulde mit einer erfindungsgemäßen Kochmuldenvorrichtung. Die Kochmuldenvorrichtung weist ein als Spule ausgebildetes Heizelement L auf, welches ein Teil einer elektrischen Schaltung 48 (Figur 2) der Kochmuldenvorrichtung ist. Ferner weist die Kochmuldenvorrichtung weitere Schaltungen auf, welche baugleich mit der Schaltung 48 sind und welche jeweils ein Heizelement aufweisen, wobei diese Heizelemente zusammen mit dem Heizelement L eine Heizvorrichtung 52 bilden, die zu einem Erhitzen von Kochgeschirr (nicht gezeigt), welches auf einer Kochfeldfläche 50 der Kochmuldenvorrichtung abgestellt ist, vorgesehen ist. Bei einem solchen Erhitzen des Kochgeschirrs erzeugen die Heizelemente L sich zeitlich ändernde magnetische Felder, die Wirbelströme in dem Kochgeschirr erzeugen, welche das Kochgeschirr aufheizen. FIG. 1 shows a cooktop with a hob according to the invention. The cooktop apparatus has a heating element L designed as a coil, which forms part of an electrical circuit 48 (FIG. FIG. 2 ) is the hob device. Furthermore, the hob assembly further circuits, which are identical to the circuit 48 and each having a heating element, these heating elements together with the heating element L form a heater 52, which is used to heat cookware (not shown), which on a cooking surface 50 of the hob device is turned off, is provided. With such heating of the cookware, the heating elements L generate time-varying magnetic fields which generate eddy currents in the cookware which heat the cookware.

Die Schaltung 48 weist eine Spannungsquelle U, als Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode 14', 18' ausgebildete Schaltelemente 14, 18, eine Steuervorrichtung 10, ein als Diode 26' ausgebildetes Schalt-Schutzelement 26, ein weiteres als Diode 56 ausgebildetes Schalt-Schutzelement, einen Widerstand R und einen Kondensator C auf. Im Folgenden wird für den Begriff Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode die Abkürzung "IGBT" verwendet. Ein Plus-Pol der Spannungsquelle U ist leitend mit einem Kollektor K₁ des IGBTs 14' verbunden. Ein weiterer Pol der Spannungsquelle ist leitend mit einem Emitter E₂ des IGBTs 18' verbunden. Die Spannungsquelle U gibt während eines Betriebsvorgangs eine gleichgerichtete Wechselspannung ab. Des Weiteren ist ein Emitter E₁ des IGBTs 14' leitend mit einem Kollektor K₂ des IGBTs 18' verbunden. Der Emitter E₁ und der Kollektor K₁ sind Hauptkontakte des IGBTs 14'. Die Steuervorrichtung 10 weist eine erste und eine zweite Steuereinheit 58, 60 auf. Die erste Steuereinheit 58 legt eine Spannung V₁ zwischen einem Gate G₁ des ersten IGBTs 14' und dem Emitter E₁ an (Figuren 2 und 3). Das Gate G₁ ist kein Hauptkontakt des IGBT 14' und dient einem Bestimmen eines Schaltverhaltens des IGBT 14'. Ferner legt die zweite Steuereinheit 60 eine Spannung V₂ zwischen einem Gate G₂ des zweiten IGBTs 18' und dem Emitter E₂ an. Der Widerstand, das als Spule ausgebildete Heizelement L und der Kondensator C sind in Reihe geschaltet. Ein erster Kontakt des Widerstands R ist leitend mit dem Emitter E₁ verbunden. Ein zweiter Kontakt des Widerstands R ist leitend mit einem ersten Kontakt des Heizelements L verbunden. Außerdem ist ein zweiter Kontakt des Heizelements L leitend mit einem ersten Kontakt des Kondensators C verbunden. Ferner ist ein zweiter Kontakt des Kondensators C leitend mit dem Emitter E₂ verbunden. Ein erster Kontakt der Diode 26' ist mit dem Kollektor K₁ verbunden. Ein zweiter Kontakt der Diode 26' ist leitend mit dem Emitter E₁ verbunden. Bezüglich des Plus-Pols der Spannungsquelle U, mit welcher die Diode 26' leitend verbunden ist, sperrt die Diode 26'. Ferner ist ein erster Kontakt der Diode 56 leitend mit dem Kollektor K₂ verbunden. Ein zweiter Kontakt der Diode 56 ist leitend mit dem Emitter E₂ verbunden. Beispielsweise in einer Situation, in welcher der Emitter E₁ auf einem größeren elektrischen Potential liegt als der Kollektor K₁, schützt das als Diode 26' ausgebildete Schalt-Schutzelement 26 das Schaltelement 14, indem ein Strom durch die Diode 26' fließt und auf diese Weise ein Potentialunterschied zwischen dem Kollektor K₁ und dem Emitter E₁ abgebaut wird und ein Schalten des Schaltelements 14, während der Strom fließt, damit schonend für das Schaltelement 14 ist.The circuit 48 comprises a voltage source U, switching elements 14, 18 formed as a bipolar transistor with insulated gate electrode 14 ', 18', a control device 10, a switching protection element 26 formed as a diode 26 ', another switching protection element formed as a diode 56 , a resistor R and a capacitor C on. In the following, the term "IGBT" is used for the term bipolar transistor with insulated gate electrode. A positive pole of the voltage source U is conductively connected to a collector K _{1 of} the IGBT 14 '. Another pole of the voltage source is conductively connected to an emitter E _{2 of} the IGBT 18 '. The voltage source U outputs a rectified AC voltage during an operation. Furthermore, an emitter E _{1 of} the IGBT 14 'is conductively connected to a collector K _{2 of} the IGBT 18'. The emitter E ₁ and the collector K ₁ are main contacts of the IGBT 14 '. The control device 10 has a first and a second control unit 58, 60. The first control unit 58 applies a voltage V ₁ between a gate G _{1 of} the first IGBT 14 'and the emitter E ₁ ( Figures 2 and 3 ). The gate G ₁ is not a main contact of the IGBT 14 'and serves to determine a switching behavior of the IGBT 14'. Further, the second control unit 60 applies a voltage V ₂ between a gate G _{2 of} the second IGBT 18 'and the emitter E ₂ at. The resistor, the heating element L formed as a coil and the capacitor C are connected in series. A first contact of the resistor R is conductively connected to the emitter E ₁ . A second contact of the resistor R is conductively connected to a first contact of the heating element L. In addition, a second contact of the heating element L is conductively connected to a first contact of the capacitor C. Furthermore, a second contact of the capacitor C is conductively connected to the emitter E ₂ . A first contact of the diode 26 'is connected to the collector K ₁ . A second contact of the diode 26 'is conductively connected to the emitter E ₁ . With respect to the positive pole of the voltage source U, with which the diode 26 'is conductively connected, the diode 26' blocks. Further, a first contact of the diode 56 is conductively connected to the collector K ₂ . A second contact of the diode 56 is conductively connected to the emitter E ₂ . For example, in a situation where the emitter E _{1 is} at a higher electrical potential than the collector K ₁ , the switching protection element 26 formed as a diode 26 'protects the switching element 14 by flowing current through and to the diode 26' A potential difference between the collector K ₁ and the emitter E _{1 is} degraded and a switching of the switching element 14, while the current flows so that it is gentle for the switching element 14.

Die Steuereinheiten 58, 60 schalten bei dem Betriebsvorgang, bei dem die Schaltung 48 in einem ersten Betriebsmodus funktioniert, die IGBTs 14' 18' mit einer Frequenz, um einen Schwingkreis, der von dem Widerstand R, dem durch eine Spule gebildeten Heizelement L und dem Kondensator C gebildet ist, zu Schwingungen anzuregen. Dies geschieht durch das Anlegen der Spannungen V₁ und V₂ (Figuren 2 und 3). In Figur 3 ist eine Abszisse 62 eine Zeit-Achse. Zwischen einer Durchlass-Zeitspanne T₂ des IGBTs 18', d. h. einer Zeitspanne, in der K₂ und E₂ leitend verbunden sind, und einer Durchlass-Zeitspanne T₁ des IGBTs 14', d. h. einer Zeitspanne, in der E₁ und K₁ leitend verbunden sind, besteht ein periodenbezogener Zeitabstand d₁, welcher zeitlich innerhalb einer Schaltperiodendauer T des IGBTs 14', die mit einer Schaltperiodendauer des IGBTs 18' identisch ist, liegt. Die Steuereinheiten 58, 60 verändern bei dem Betriebsvorgang, bei dem ein Kochgeschirr erhitzt wird, den periodenbezogenen Zeitabstand d₁ derart, dass die Veränderung des periodenbezogenen Zeitabstands d₁ eine Änderung einer von dem Heizelement L abgegebenen Heizleistung bewirkt. Zwischen einer Durchlass-Zeitspanne T₃ des IGBTs 18' und der Durchlass-Zeitspanne T₁ liegt eine Totzeit (nicht dargestellt) der IGBTs 14' 18', welche im Vergleich zu der Schaltperiodendauer T sehr klein ist. Ferner sind die IGBTs 14', 18' in demjenigen Zeitintervall, welches zwischen den Durchlass-Zeitspannen T₁, T₂ liegt, in einem Sperrzustand. Während der Durchlass-Zeitspanne T₁ sperrt der IGBT 18', während der Durchlass-Zeitpannen T₂ und T₃ sperrt der IGBT 14'.The control units 58, 60 switch the IGBTs 14 '18' at a frequency to a resonant circuit formed by the resistor R, the heating element L formed by a coil in the operation in which the circuit 48 operates in a first mode of operation Capacitor C is formed to excite vibrations. This is done by applying the voltages V ₁ and V ₂ ( Figures 2 and 3 ). In FIG. 3 an abscissa 62 is a time axis. Between a passage time period T _{2 of} the IGBT 18 ', ie a time period in which K ₂ and E _{2 are} conductively connected, and a passage time T _{1 of} the IGBT 14', ie a time period in which E ₁ and K ₁ are conductively connected, there is a period-related time interval d ₁ , which is temporally within a switching period T of the IGBTs 14 ', which is identical to a switching period of the IGBT 18'. The control units 58, 60 change the period-related time interval d ₁ in the operation of heating a cookware such that the change in the period-related time interval d ₁ causes a change in heating power output from the heating element L. Between a passage time T _{3 of} the IGBT 18 'and the passage time T ₁ is a dead time (not shown) of the IGBTs 14' 18 ', which is very small compared to the switching period T. Further, the IGBTs 14 ', 18' are in the time interval which is between the passage times T ₁ , T ₂ is in a locked state. During the on-time period T _1, the IGBT 18 'blocks, while the pass-time periods T ₂ and T ₃ disable the IGBT 14'.

In Figur 3 ist ferner ein zeitlicher Verlauf einer Ausgangsspannung V₀ (vgl. Figur 2) des Schwingkreises und ein zeitlicher Verlauf eines durch das Heizelement L fließenden Stroms i_L (vgl. Figur 2) dargestellt. Die Abszisse 62 gibt einen Null-Wert des Stroms i_L bzw. der Spannung V₀ an.In FIG. 3 is also a time course of an output voltage V ₀ (see. FIG. 2 ) of the resonant circuit and a time profile of a current flowing through the heating element L i _L (see. FIG. 2 ). The abscissa 62 indicates a zero value of the current i _L or the voltage V ₀ .

Bei einem Beenden der Durchlass-Zeitspanne T₁ schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 14' in den Sperrzustand, während das Heizelement L Strom führt. Bei einem Beenden der Durchlass-Zeitspanne T₂ schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 18' in den Sperrzustand, während das Heizelement L Strom führt. Ferner schaltet die Steuervorrichtung an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₁ den IGBT 14' in den Durchlass-Zustand, während das Heizelement L stromlos ist. Des Weiteren schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 18' an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₃ auf Durchlass, während das Heizelement L Strom führt, wobei das Schalt-Schutzelement 26 das Schaltelement 14 schützt.Upon completion of the on-time period T ₁ , the controller 10 turns the IGBT 14 'into the off-state while the heater L conducts current. Upon completion of the on-time period T ₂ , the controller 10 turns the IGBT 18 'into the off-state while the heater L supplies power. Further, at a start of the passage period T _1, the controller turns on the IGBT 14 'to the on-state while the heating element L is de-energized. Further, the controller 10 turns on the IGBT 18 'at a start of the on-time period T ₃ while the heater L conducts power, and the switching protection element 26 protects the switching element 14.

Die Durchlass-Zeitspanne T₁ geteilt durch die Schaltperiodendauer T ergibt eine periodenbezogene Durchlasszeit D₁. Die Durchlass-Zeitspanne T₂ geteilt durch die Schaltperiodendauer T ergibt eine periodenbezogene Durchlasszeit D₂.The transmission period T ₁ divided by the switching period T yields a period-related transmission time D ₁ . The transmission period T ₂ divided by the switching period T yields a period-related transmission time D ₂ .

Die Steuervorrichtung 10 ist ferner dazu vorgesehen, die Durchlasszeit D₁ und/oder die Durchlasszeit D₂ und/oder die Schaltperiodendauer T zu verändern und dadurch eine Änderung der Heizleistung des Heizelements L zu erreichen.The control device 10 is further provided to change the passage time D ₁ and / or the passage time D ₂ and / or the switching period T and thereby to achieve a change in the heating power of the heating element L.

Prinzipiell können das Schaltelement 14 und das Schalt-Schutzelement 26 auch einstückig als bidirektionaler Transistor ausgebildet sein. Gleiches gilt für das Schaltelement 18 und das als Diode 56 ausgebildete Schalt-Schutzelement.In principle, the switching element 14 and the switching protection element 26 may also be integrally formed as a bidirectional transistor. The same applies to the switching element 18 and formed as a diode 56 switching protection element.

Eine Schaltung 64 der weiteren Schaltungen der Kochmuldenvorrichtung weist ein drittes und ein viertes Schaltelement 40, 42 auf, welche zu einer Einstellung einer Stromzufuhr eines Heizelements 44 der Schaltung 64 dienen. Des Weiteren weist die Schaltung 64 eine Steuervorrichtung 46 auf, welche bei dem Betriebsvorgang in dem Betriebsmodus das dritte und vierte Schaltelement 40, 42 schaltet, so dass während des Betriebsvorgangs immer eines der beiden Schaltelemente 40, 42 auf Durchlass geschaltet ist. Dabei schaltet die Steuervorrichtung 46 jedes der Schaltelemente 40, 42 periodisch mit der Schaltperiodendauer T, wobei jedes der beiden Schaltelemente 40, 42 während der Schaltperiodendauer T wenigstens einmal auf Durchlass geschaltet ist.A circuit 64 of the further circuits of the cooktop device has a third and a fourth switching element 40, 42, which serve to adjust a power supply of a heating element 44 of the circuit 64. Furthermore, the circuit 64 has a control device 46, which switches the third and fourth switching elements 40, 42 during the operating process in the operating mode, so that during the Operating operation is always one of the two switching elements 40, 42 connected to passage. At this time, the control device 46 periodically switches each of the switching elements 40, 42 periodically with the switching period T, each of the two switching elements 40, 42 being turned on at least once during the switching period T.

In den Figuren 5 bis 15 sind alternative Ausführungsbeispiele, unter anderem vonBetriebsmodi, dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele in den Figuren 5 bis 15 die Buchstaben "a", "b" usw. hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 4 verwiesen werden kann.In the FIGS. 5 to 15 For example, alternative embodiments are shown, including operating modes. Substantially identical components, features and functions are basically numbered by the same reference numerals. To distinguish the embodiments, however, the reference numerals of the embodiments in the FIGS. 5 to 15 the letters "a", "b" etc. added. The following description is essentially limited to the differences from the embodiment in the FIGS. 1 to 4 , wherein with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment in the FIGS. 1 to 4 can be referenced.

Figur 5 veranschaulicht einen alternativen zweiten Betriebsmodus der Schaltung 48. Der zweite Betriebsmodus unterscheidet sich von dem ersten Betriebsmodus dadurch, dass ein periodenbezogener Zeitabstand d₂a, welcher mit einem Ende einer Durchlass-Zeitspanne T₁a des ersten IGBGs 14' beginnt und mit einem Beginn einer Durchlass-Zeitspanne T₃a des zweiten IGBTs 18' endet, zu einer Veränderung der Heizleistung des Heizelements L von der Steuereinheit 10 verändert wird, wobei ein zweiter periodenbezogener Zeitabstand zwischen der Durchlass-Zeitspanne T₁a und einer Durchlass-Zeitspanne T₂a einer Totzeit eines der IGBTs 14', 18' entspricht. FIG. 5 FIG. 2 illustrates an alternate second mode of operation of the circuit 48. The second mode of operation differs from the first mode of operation in that a period related interval d ₂ a begins with an end of a transmission period T ₁ a of the first IGBG 14 'and a beginning of a Passing time T ₃ a of the second IGBT 18 'ends, is changed to a change in the heating power of the heating element L from the control unit 10, wherein a second period-related time interval between the passage time T ₁ a and a passage time T ₂ a a Dead time of one of the IGBTs 14 ', 18' corresponds.

Figur 6 veranschaulicht einen alternativen dritten Betriebsmodus der Schaltung 48, welcher sich von dem in Figur 3 veranschaulichten ersten Betriebsmodus dadurch unterscheidet, dass einer der IGBTs 14', 18' am Ende einer der Durchlass-Zeitspannen T₁b, T₂b von der Steuervorrichtung 10 in einen Sperrzustand geschaltet wird, während er stromlos ist. FIG. 6 FIG. 3 illustrates an alternative third mode of operation of the circuit 48 which differs from that in FIG FIG. 3 illustrated in that one of the IGBTs 14 ', 18' at the end of one of the passage times T ₁ b, T ₂ b is switched by the control device 10 in a blocking state while it is de-energized.

Figur 7 veranschaulicht einen alternativen vierten Betriebsmodus der Schaltung 48. Der vierte Betriebsmodus unterscheidet sich von dem dritten Betriebsmodus nur dadurch, dass ein periodenbezogener Zeitabstand d₂c, welcher mit einem Ende einer Durchlass-Zeitspanne T₁c des ersten IGBGs 14' beginnt und mit einem Beginn einer Durchlass-Zeitspanne T₃c des zweiten IGBTs 18' endet, zu einer Veränderung der Heizleistung des Heizelements L von der Steuereinheit 10 verändert wird, wobei ein zweiter periodenbezogener Zeitabstand zwischen der Durchlass-Zeitspanne T₁c und einer Durchlass-Zeitspanne T₂c einer Totzeit eines der IGBTs 14', 18' entspricht. FIG. 7 illustrates an alternative fourth mode of operation of the circuit 48. The fourth mode of operation differs from the third mode of operation only in that a period-related time interval d ₂ c, which begins with an end of a passage time T ₁ c of the first IGBGs 14 'and with a beginning a passage time T ₃ c of the second IGBT 18 'ends, to a change in the heating power of Heating element L is changed by the control unit 10, wherein a second period-related time interval between the passage time T ₁ c and a passage time T ₂ c corresponds to a dead time of one of the IGBTs 14 ', 18'.

Figur 8 veranschaulicht einen alternativen fünften Betriebsmodus der Schaltung 48. Der fünfte Betriebsmodus unterscheidet sich von dem ersten Betriebsmodus dadurch, dass sowohl ein periodenbezogener Zeitabstand d₂d, welcher mit einem Ende einer Durchlass-Zeitspanne T₁d des ersten IGBGs 14' beginnt und mit einem Beginn einer Durchlass-Zeitspanne T₃d des zweiten IGBTs 18' endet, als auch ein periodenbezogener Zeitabstand d₁d zwischen der Durchlass-Zeitspanne T₁d und einer Durchlass-Zeitspanne T₂d zu einer Veränderung der Heizleistung des Heizelements L von der Steuereinheit 10 verändert wird. Bei einem Beenden der Durchlass-Zeitspanne T₁d schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 14' in den Sperrzustand, während das Heizelement L Strom führt. Bei einem Beenden der Durchlass-Zeitspanne T₂d schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 18' in den Sperrzustand, während das Heizelement L Strom führt. Ferner schaltet die Steuervorrichtung an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₁d den IGBT 14' in den Durchlass-Zustand, während das Heizelement L stromlos ist. Des Weiteren schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 18' an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₃d auf Durchlass, während das Heizelement L stromlos ist. Ferner gilt d₁d= d₂d und eine periodenbezogene Durchlasszeit D₁d ist gleich einer periodenbezogenen Durchlasszeit D₂d. Ferner gilt aufgrund des periodischen Schaltens: T₃d=T₂d. Des Weiteren gilt: d₁d+ D₁d=0,5. Figur 9 zeigt eine weitere typische Veranschaulichung des fünften Betriebsmodus, wobei Figur 9 einem anderen Kochvorgang entspricht als Figur 8. FIG. 8 illustrates an alternative fifth operation mode of the circuit 48. The fifth operating mode different from the first operating mode, characterized in that both a period related time interval d ₂ d which starts with one end of a passage period T ₁ d of the first IGBGs 14 'and with an onset a passage time period T ₃ d of the second IGBT 18 'ends, as well as a period-related time interval d ₁ d between the passage time T ₁ d and a passage time T ₂ d to a change in the heating power of the heating element L from the control unit 10th is changed. Upon completion of the on-time period T ₁ d, the controller 10 turns the IGBT 14 'into the off-state while the heater L conducts current. Upon completion of the on-time period T ₂ d, the controller 10 turns the IGBT 18 'into the off state while the heater L is supplying power. Further, at a start of the passing time T ₁ d, the controller turns on the IGBT 14 'to the on-state while the heating element L is de-energized. Further, the controller 10 turns on the IGBT 18 'at a start of the on-time period T ₃ d while the heating element L is de-energized. Furthermore, d ₁ d = d ₂ d and a period-related transmission time D ₁ d is equal to a period-related transmission time D ₂ d. Furthermore, due to the periodic switching: T ₃ d = T ₂ d. Furthermore: d ₁ d + D ₁ d = 0.5. FIG. 9 shows another typical illustration of the fifth mode of operation, wherein FIG. 9 another cooking process corresponds to FIG. 8 ,

Die Figuren 10 und 11 veranschaulichen zwei unterschiedliche Situationen eines sechsten Betriebsmodus der Schaltung 48, der sich von dem fünften Betriebsmodus nur dadurch unterscheidet, dass d₁e+ D₁e ungleich 0,5 ist.The Figures 10 and 11 illustrate two different situations of a sixth mode of operation of the circuit 48, which differs from the fifth mode of operation only in that d ₁ e + D ₁ e is not equal to 0.5.

Die Figuren 12 und 13 veranschaulichen zwei unterschiedliche Situationen eines siebten Betriebsmodus der Schaltung 48. Der siebte Betriebsmodus unterscheidet sich von dem ersten Betriebsmodus dadurch, dass sowohl ein periodenbezogener Zeitabstand d₂f, welcher mit einem Ende einer Durchlass-Zeitspanne T₁f des ersten IGBGs 14' beginnt und mit einem Beginn einer Durchlass-Zeitspanne T₃f des zweiten IGBTs 18' endet, als auch ein periodenbezogener Zeitabstand d₁f zwischen der Durchlass-Zeitspanne T₁f und einer Durchlass-Zeitspanne T₂f zu einer Veränderung der Heizleistung des Heizelements L von der Steuereinheit 10 verändert wird. Bei einem Beenden einer der Durchlass-Zeitspannen T₁f, T₂f schaltet die Steuervorrichtung 10 einen der IGBTs 14', 18' in den Sperrzustand, während das Heizelement L Strom führt. Bei einem Beenden einer der Durchlass-Zeitspannen T₁f, T₂f schaltet die Steuervorrichtung 10 einen der IGBTs 14', 18' in den Sperrzustand, während der betreffende IGBT 14', 18' stromlos ist. Ferner schaltet die Steuervorrichtung an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₁f den IGBT 14' in den Durchlass-Zustand, während das Heizelement L stromlos ist. Des Weiteren schaltet die Steuervorrichtung 10 den IGBT 18' an einem Anfang der Durchlass-Zeitspanne T₃f auf Durchlass, während das Heizelement L stromlos ist.The FIGS. 12 and 13 illustrate two different situations of a seventh mode of operation of the circuit 48. The seventh mode of operation differs from the first mode of operation in that both a period-related time interval d ₂ f, which begins with an end of a passage period T ₁ f of the first IGBGs 14 'and a start of a transmission period T ₃ f of the second IGBT 18 'ends, as well as a period-related time interval d ₁ f between the transmission period T ₁ f and a passage time T ₂ f is changed to a change in the heating power of the heating element L from the control unit 10. Upon termination of one of the passage times T ₁ f, T ₂ f, the control device 10 switches one of the IGBTs 14 ', 18' to the off state while the heating element L is conducting current. Upon termination of one of the passage times T ₁ f, T ₂ f, the control device 10 switches one of the IGBTs 14 ', 18' to the off state while the relevant IGBT 14 ', 18' is de-energized. Further, at a start of the passage time T ₁ f, the control device switches the IGBT 14 'to the on-state while the heating element L is de-energized. Further, the controller 10 turns on the IGBT 18 'at a start of the on-time period T ₃ f while the heating element L is de-energized.

Figur 14 zeigt ein Schaubild, bei welchem auf einer Ordinate 66 eine Ausgangsleistung des Heizelements L in Watt und auf einer Abszisse 68 eine Frequenz in Kilohertz, mit welcher beide IGBTs 14', 18' schalten, dargestellt ist. In Figur 14 gezeigte Kurven SW, ADC, TPDT1, TPDT2, TPDT3, OPDT1 und OPDT2 gelten unter den Bedingungen, dass das Heizelement L eine Induktivität von 20 Mikro-Henry, der Kondensator eine Kapazität von 1400 nF aufweist und dass ein so genannter Power-Faktor $\frac{R}{\sqrt{R^{2} + {(L \cdot 2 \cdot π \cdot f)}^{2}}}$

gleich 0,45 ist, wobei R ein Wert des Widerstands R, L die Induktivität des Heizelements L und f der Wert der Frequenz ist. Der in Figur 2 dargestellte Widerstand R beinhaltet auch einen Widerstand, welcher durch die Erhitzung eines Kochgeschirrs gegeben ist. Die Kurven ADC, TPDT1, TPDT2, TPDT3, OPDT1 und OPDT2 sind alle geschlossen. FIG. 14 11 shows a graph in which on an ordinate 66 an output power of the heating element L in watts and on an abscissa 68 a frequency in kilohertz, with which both IGBTs 14 ', 18' switch is shown. In FIG. 14 curves shown SW, ADC, TPDT1, TPDT2, TPDT3, OPDT1 and OPDT2 are valid under the conditions that the heating element L has an inductance of 20 micro-Henry, the capacitor has a capacity of 1400 nF and that is a so-called power factor

\frac{R}{\sqrt{R}}

\sqrt{^{2} + {(L \cdot 2 \cdot π \cdot f)}^{2}}

is 0.45, where R is a value of the resistance R, L is the inductance of the heating element L and f is the value of the frequency. The in FIG. 2 illustrated resistor R also includes a resistance, which is given by the heating of a cookware. The curves ADC, TPDT1, TPDT2, TPDT3, OPDT1 and OPDT2 are all closed.

Wenn in dem ersten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und der Zeitabstand d₁ verändert werden und in dem zweiten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und der Zeitabstand d₂ verändert werden, so sind alle Ausgangsleistungs-Frequenzpaare, die durch die von der Kurve OPDT1 umrandeten Punkte gegeben sind, einstellbar.In the first operating mode, if the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time interval d _{1 are} changed and in the second operating mode the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time interval d _{2 are} changed, then all are Output power frequency pairs, which are given by the bordered by the curve OPDT1 points adjustable.

Wenn in dem dritten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und der Zeitabstand d₁ verändert werden und in dem vierten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und der Zeitabstand d₂ verändert werden, so sind alle Ausgangsleistungs-Frequenzpaare, die durch die von der Kurve OPDT2 umrandeten Punkte gegeben sind, einstellbar.In the third operating mode, when the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time interval d _{1 are} changed and in the fourth operating mode the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time interval d _{2 are} changed, then all are Output power frequency pairs, which are given by the bordered by the curve OPDT2 points adjustable.

Wenn in dem fünften Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und die Zeitabstände d₁ und d₂ verändert werden, so sind alle Ausgangsleistungs-Frequenzpaare, die durch die von der Kurve TPDT1 umrandeten Punkte gegeben sind, einstellbar. Wenn in dem sechsten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und die Zeitabstände d₁ und d₂ verändert werden, so sind alle Ausgangsleistungs-Frequenzpaare, die durch die von der Kurve TPDT2 umrandeten Punkte gegeben sind, einstellbar. Wenn in dem siebten Betriebsmodus die Schaltperiodendauer T, die Durchlasszeiten D₁, D₂ und die Zeitabstände d₁ und d₂ verändert werden, so sind alle Ausgangsleistungs-Frequenzpaare, die durch die von der Kurve TPDT3 umrandeten Punkte gegeben sind, einstellbar.In the fifth operating mode, when the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time intervals d ₁ and d _{2 are} changed, all the output power frequency pairs given by the points bordered by the curve TPDT1 are adjustable. In the sixth operating mode, when the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the time intervals d ₁ and d _{2 are} changed, all output power frequency pairs given by the points bordered by the curve TPDT 2 are adjustable. In the seventh operation mode, when the switching period T, the passage times D ₁ , D ₂ and the intervals d ₁ and d _{2 are} changed, all the output power frequency pairs given by the points bordered by the curve TPDT 3 are adjustable.

Die Kurve ADC ist eine Kurve für einen ADC-Betriebsmodus, bei dem die IGBTs 14', 18' periodisch, und zwar mit derselben Frequenz geschaltet werden, wobei während einer Periodendauer zu jedem Zeitpunkt immer einer der IGBTs 14', 18' auf Durchlass geschaltet ist. Die Kurve SW ist eine Kurve für einen SW-Betriebsmodus, bei dem die IGBTs 14', 18' periodisch, und zwar mit derselben Frequenz, geschaltet werden, wobei D₁=D₂=0,5 gilt.The curve ADC is a curve for an ADC operation mode in which the IGBTs 14 ', 18' are periodically switched at the same frequency, with one of the IGBTs 14 ', 18' always turned on during one period at each time is. The curve SW is a curve for a SW operation mode in which the IGBTs 14 ', 18' are periodically switched at the same frequency, where D ₁ = D ₂ = 0.5.

Alle Schaltungen der Kochmuldenvorrichtung, welche baugleich mit der Schaltung 48 sind, können in einem der beschriebenen Betriebsmodi betrieben werden.All circuits of the hob device, which are identical to the circuit 48, can be operated in one of the operating modes described.

Vorteilhaft werden bei einem Betrieb der Kochmuldenvorrichtung die Schaltelemente 14, 18, 40, 42 mit derselben Frequenz geschaltet, so dass ein geräuscharmer Betrieb erreicht wird. Dabei kann eine stark unterschiedliche Ausgangsleistung der beiden Heizelemente L und 44 dadurch erreicht werden, dass die Schaltungen 48, 64 in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Hierbei wird die Schaltung 48 in dem ADC-Betriebsmodus oder dem SW-Betriebsmodus betrieben und gleichzeitig die Schaltung 64 in dem ersten, zweiten, fünften oder sechsten Betriebsmodus betrieben, wobei die Schaltelemente 14, 18, 40, 42 beispielsweise mit einer Frequenz von 35 KHz betrieben werden.Advantageously, in an operation of the cooktop device, the switching elements 14, 18, 40, 42 connected at the same frequency, so that a quiet operation is achieved. In this case, a very different output power of the two heating elements L and 44 can be achieved in that the circuits 48, 64 are operated in different operating modes. Here, the circuit 48 is operated in the ADC operating mode or the SW operating mode and at the same time the circuit 64 is operated in the first, second, fifth or sixth operating mode, wherein the switching elements 14, 18, 40, 42, for example, with a frequency of 35 KHz operate.

Die Frequenzen, mit denen die IGBTs 14', 18' bei einem Betrieb der Schaltung 48 in dem ersten, zweiten, fünften oder sechsten Betriebsmodus zur Erzeugung einer nichtverschwindenden Ausgangsleistung des Heizelements L betrieben werden können, können oberhalb und unterhalb einer Resonanzfrequenz des Schwingkreises liegen.The frequencies at which the IGBTs 14 ', 18' can be operated during operation of the circuit 48 in the first, second, fifth or sixth operating mode to produce a non-zero output of the heating element L may be above and below a resonant frequency of the resonant circuit.

Die Betriebsmodi eins bis sieben erlauben einen Betrieb der Schaltung 48 bei geringer Ausgangsleistung, bei dem eine optimale Erhitzung eines Kochgeschirrs, eine gleichmäßige Belastung des Stromnetzes und eine geringe Emission von elektromagnetischer Strahlung erreicht werden können. Insbesondere kann es vermieden werden, zur Erreichung einer geringen Ausgangsleistung Strom in Pulsen zuzuführen.Operating modes one through seven allow operation of circuit 48 at low output power, where optimum heating of cookware, uniform loading of the power grid, and low emission of electromagnetic radiation can be achieved. In particular, it can be avoided to supply current in pulses to achieve a low output power.

Eine Grundwellenfrequenz eines Stroms i_L, der durch das als Spule ausgebildete Heizelement L fließt, ist im dritten, vierten und siebten Betriebsmodus verschieden von der Schaltfrequenz der IGBTs 14', 18'. Der Widerstand R steigt bei steigender Grundwellenfrequenz, so dass bei diesen Betriebsmodi der Widerstand R hoch ist, was vorteilhaft für ein Kochgeschirr mit geringem Widerstand ist.A fundamental frequency of a current i _L flowing through the heating element L formed as a coil is different from the switching frequency of the IGBTs 14 ', 18' in the third, fourth and seventh modes of operation. The resistance R increases with increasing fundamental frequency, so that in these modes of operation, the resistance R is high, which is advantageous for a cookware with low resistance.

Figur 15 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Schaltung 48g, welches außer zwei IGBTs 14'g, 18'g zwei weitere steuerbare IGBTs 70g, 72g aufweist. Die oben beschriebenen Betriebsmodi können auch bei der Schaltung 48g angewendet werden, indem die IGBTs 14'g, 72g wie der IGBT 14' und die IGBTs 18'g und 70g wie der IGBT 18' gesteuert werden. Bezugszeichen 10 Steuervorrichtung d₁ Zeitabstand 14 Schaltelement T Schaltperiodendauer 14' IGBT L Heizelement 18 Schaltelement d₂ Zeitabstand 18' IGBT D₁ Durchlasszeit 26 Schalt-Schutzelement D₂ Durchlasszeit 26' Diode U Spannungsquelle 40 Schaltelement R Widerstand 42 Schaltelement C Kondensator 44 Heizelement V₁ Spannung 46 Steuervorrichtung V₂ Spannung 48 Schaltung K₁ Kollektor 50 Kochfeldfläche G₁ Gate 52 Heizvorrichtung E₁ Emitter 56 Diode K₂ Kollektor 58 Steuereinheit G₂ Gate 60 Steuereinheit E₂ Emitter 62 Abszisse SW Kurve 64 Schaltung ADC Kurve 66 Ordinate OPDT1 Kurve 68 Abszisse OPDT2 Kurve 70 IGBT TPDT1 Kurve 72 IGBT TPDT2 Kurve T₁ Durchlass-Zeitspanne TPDT3 Kurve T₂ Durchlass-Zeitspanne i_L Strom T₃ Durchlass-Zeitspanne V₀ Spannung FIG. 15 shows an alternative embodiment of a circuit 48g, which has two further controllable IGBTs 70g, 72g except two IGBTs 14'g, 18'g. The operation modes described above can also be applied to the circuit 48g by controlling the IGBTs 14'g, 72g as the IGBT 14 'and the IGBTs 18'g and 70g like the IGBT 18'. reference numeral 10 control device d ₁ lag 14 switching element T Cycle time 14 ' IGBT L heating element 18 switching element d ₂ lag 18 ' IGBT D ₁ Pass time 26 Circuit protection element D ₂ Pass time 26 ' diode U voltage source 40 switching element R resistance 42 switching element C capacitor 44 heating element V ₁ tension 46 control device V ₂ tension 48 circuit K ₁ collector 50 Cooking surface G ₁ gate 52 heater E ₁ emitter 56 diode K ₂ collector 58 control unit G ₂ gate 60 control unit E ₂ emitter 62 abscissa SW Curve 64 circuit ADC Curve 66 ordinate OPDT1 Curve 68 abscissa OPDT2 Curve 70 IGBT TPDT1 Curve 72 IGBT TPDT2 Curve T ₁ Passage period TPDT3 Curve T ₂ Passage period i _L electricity T ₃ Passage period V ₀ tension

Claims

Cooktop having at least one control device (10; 10g) which is provided to vary, during at least one operating process, at least one periodic interval (d₁; d₁a, d₂a - d₁f, d₂f) which exists between an on-state period (T₁; T₁a-T₁f) of a first switching element (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) and an on-state period (T₂; T₂a-T₂f) of a second switching element (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) and which exists within a switching period duration (T; Ta-Tf) of at least one of the switching elements (14, 18, 40, 42; 14g, 18g), in order to vary a heat output of at least one heating element (L, 44; Lg),
at least one electronic component designed as a switch-protection element (26; 26g), said electronic component being provided to protect at least one of the switching elements (14, 18, 40, 42; 14g, 18g),
characterised in that
the control device (10) is provided to vary at least one further periodic interval (d₁d, d₂d - d₁f, d₂f) between the on-state period (T₃d-T₃f) of the second switching element (18; 18g) and an on-state period (T₁d-T₁f) of the first switching element (14; 14g), which periodic interval (d₁;d, d₂d - d₁f, d₂f) exists within the switching period duration (Td-Tf), in order to vary the heat output of the heating element (L; Lg).
Hob having a cooktop according to claim 1.
Method for operating a cooktop according to claim 1, in which at least one periodic interval (d₁; d₁a, d₂a - d₁f, d₂f) which exists between an on-state period (T₁; T₁a-T₁f) of a first switching element (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) and an on-state period (T₂; T₂a-T₂f) of a second switching element (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) and which exists within a switching period duration (T; Ta-Tf) of at least one of the switching elements (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) is varied in order to vary a heat output of a heating element (L, 44; Lg), at least one of the switching elements (14, 18, 40, 42; 14g, 18g) is protected during at least one operating process by at least one electronic component designed as a switch-protection element (26, 56; 26g, 56g),
characterised in that
at least one further periodic interval (d₁d, d₂d - d₁f, d₂f) between the on-state period (T₃d-T₃f) of the second switching element (18; 18g) and an on-state period (T₁d-T₁f) of the first switching element (14; 14g), which periodic interval (d₁d, d₂d - d₁f, d₂f) exists within a switching period duration (Td- Tf), is varied by the control device (10), in order to vary the heat output of the heating element (L; Lg).