EP2789208A1 - Induktionsheizvorrichtung - Google Patents

Induktionsheizvorrichtung

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Publication number
EP2789208A1
EP2789208A1 EP12815792.2A EP12815792A EP2789208A1 EP 2789208 A1 EP2789208 A1 EP 2789208A1 EP 12815792 A EP12815792 A EP 12815792A EP 2789208 A1 EP2789208 A1 EP 2789208A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching elements
control unit
induction heating
induction
switching
Prior art date
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Granted
Application number
EP12815792.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2789208B1 (de
Inventor
Daniel Anton Falcon
Carlos CALVO MESTRE
Sergio Llorente Gil
Daniel Palacios Tomas
Diego Puyal Puente
Hector Sarnago Andia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2789208A1 publication Critical patent/EP2789208A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2789208B1 publication Critical patent/EP2789208B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like

Definitions

  • the invention is based on an induction heating device according to the preamble of claim 1.
  • Induction hob devices having inverters connected in parallel to an inductor.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved heating properties.
  • 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.
  • the invention is based on an induction heating device, in particular a
  • Induction hob device with at least two switching elements, which are connected in parallel and provided in at least one operating mode, a
  • control unit be provided to actuate at least two of the at least two switching elements with different activity parameters, at least in the operating mode.
  • switching element is to be understood as meaning, in particular, an electrical component which is intended to produce and / or to separate at least one electrical connection between at least two power contacts of the switching element
  • the switching element preferably as a transistor, in particular as an IGBT formed.
  • the switching element has at least one control contact, which is provided only to an adjustment of a switching state of
  • Switching element in particular by a control unit to allow. It is to be understood in particular from the fact that two switching elements are "connected in parallel" that poles of the same name, in particular at least identical power contacts, of the switching elements are directly connected to one another
  • an electrical connection can be understood which, at least in an operating state with a current flow of alternating current via the connection with a frequency between 1 kHz and 100 kHz has an impedance which is smaller in magnitude than 10 V / A, in particular smaller than 1 V / A, preferably less than 0, 1 V / A, and whose amount, in particular over a frequency range of 1 kHz to 100 kHz by a maximum of 100%, in particular a maximum of 40%, preferably at most 10%, preferably at most 3%, fluctuates ,
  • induction heating element is to be understood in particular as meaning a heating element having at least one induction heating line, which is intended to pass through
  • Magnetization effects in a, preferably ferromagnetic, in particular metallic, heating means, in particular in a cooking utensil, in an oven wall and / or in a radiator, which is arranged in an oven to cause heating of the heating means.
  • the induction heating element is provided to transmit in at least one operating mode in which the induction heating is connected to a supply electronics, a power of at least 100 W, in particular at least 500 W, advantageously at least 1000 W, preferably at least 2000 W, in particular electrical energy in electromagnetic
  • an "induction heating line” is to be understood as meaning, in particular, an electrical line which is intended to carry an electric current which is intended to induce induction effects in a suitable heating means , Preferably at least substantially in the form of a circular disc, alternatively in the form of an oval or a rectangle formed.
  • the induction heating in particular with a coupled heating means, an inductance of at least 0, 1 ⁇ , in particular at least 0.3 ⁇ , advantageously at least 1 ⁇ , on.
  • the induction heating line in particular, the induction heating line,
  • the induction heating is intended, at least in an operating state of high-frequency alternating current, in particular an alternating current having a frequency of at least 1 kHz, in particular at least 3 kHz, advantageously at least 10 kHz, preferably at least 20 kHz, in particular at most 100 kHz, in particular with a current intensity of at least 0.5 A, in particular at least 1 A, advantageously at least 3 A, preferably at least 10 A, to flow through.
  • a "control unit” is to be understood as meaning, in particular, an electronic unit which preferably has, in a control and / or regulating unit, an induction heating device
  • Household appliance is at least partially integrated.
  • the control unit is at least provided to control and / or regulate the switching elements.
  • the control unit preferably comprises a computing unit and, in particular in addition to the computing unit, a memory unit with a control and / or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit.
  • At least one switch-on time, one duration and / or one switch-off time of a control in particular a phase and / or a duty cycle of a regular, preferably at least substantially periodic, control, be understood.
  • the induction heating device has at least one
  • control unit determines the activity parameters.
  • a heating behavior adapted to operating values can be achieved.
  • a duration that can be heated with maximum heating power before an emergency regulation due to overheating of the switching elements takes place can be extended.
  • the at least two switching elements are connected in parallel independently of the operating state.
  • the at least two switching elements are connected in parallel independently of the operating state.
  • Switching elements are provided, for example, to a boost mode, to be connected in parallel via a further, in particular electromechanical, switching element, in particular a relay.
  • a further, in particular electromechanical, switching element in particular a relay.
  • control unit is provided, at least in the operating mode at least two of the switching elements with different
  • a duty cycle of 100% corresponds to a constantly established connection, while a duty cycle of 0% corresponds to a constantly disconnected connection. It can in particular a
  • RMS value can be adjusted by flowing through the different switching elements currents, which in particular line losses of different
  • control unit be provided to activate the at least two switching elements at least substantially simultaneously, at least in the operating mode. Activate under "essentially simultaneously"
  • Control currents for the different switching elements at most 1 s, preferably at most 0, 1 s, preferably at most 10 ns, is.
  • a sampling rate for the correspondingly switched off switching element is selected in such a way that a current through the switching element is zero before the correspondingly different one
  • Switching element is turned off.
  • high efficiency can be achieved.
  • Switching element which is turned off earlier, be avoided.
  • the control unit is provided to switch off the switching elements at least substantially simultaneously, whereby an allocation of the switching losses is achieved, but line losses are redistributed.
  • the induction heater be at least one
  • a "current sensor” is intended in particular to mean a sensor, in particular a
  • Ammeter understood which measures at least the AC component, in particular by inductive means.
  • at least one current sensor is provided which measures the total current flowing through all the switching elements.
  • a loss performance determination of the line losses can be carried out for each of the switching elements.
  • the control unit is provided to determine the activity parameters of the at least two switching elements as a function of values of the current sensor arrangement.
  • the control unit is provided to equalize rms values of the currents through different ones of the at least two switching elements, by adjusting the sampling rate of a switching element with a high rms value
  • control unit is provided to adjust the activity parameters when a minimum effective value of the at least two switching elements is less than 100%, in particular less than 80%, advantageously none is 60%, preferably less than 40% of a maximum
  • the control unit is provided to adjust the activity parameters when a minimum effective value of the at least two switching elements is at most 20%; in particular at most 40%, advantageously at most 60%, preferably at most 80%, of a maximum effective value of the at least two switching elements.
  • a minimum effective value of the at least two switching elements is at most 20%; in particular at most 40%, advantageously at most 60%, preferably at most 80%, of a maximum effective value of the at least two switching elements.
  • the induction heater at least one of
  • Temperature sensor arrangement which is intended to determine temperatures of the at least two switching elements.
  • Temperature sensor arrangement on at least two temperature sensors, which are arranged on at least one, in particular divided by the switching elements, the heat sink, wherein the control unit is provided, based on measured values of these
  • Temperature sensors to determine temperatures of the switching elements to determine temperatures of the switching elements.
  • at least one, in particular a plurality, preferably each, of the switching elements has an integrated temperature sensor.
  • a temperature monitoring of the switching elements can be achieved.
  • control unit is provided to adjust the activity parameters of the at least two switching elements as a function of values of the To determine temperature sensor arrangement.
  • control unit is provided to adjust the activity parameters when a temperature of at least one of the switching elements exceeds a temperature of 160 ° C, in particular of 150 ° C, advantageously of 140 ° C.
  • control unit is provided to the
  • regulation of the activity parameters as a function of values of the temperature sensor arrangement takes precedence over regulation of the activity parameters as a function of values of the current sensor arrangement.
  • FIG. 1 shows a hob according to the invention in a schematic view
  • FIG. 2 shows an induction heating device according to the invention in one
  • FIG. 3 shows a first operating state of a first output operating mode
  • FIG. 4 shows a first operating mode according to the invention in response to
  • FIG. 5 shows a second operating state of the first output operating mode
  • FIG. 6 shows a second operating mode according to the invention in response to
  • Fig. 7 shows a temperature and power curve of an inventive
  • FIG. 1 shows a domestic appliance 10 designed as an induction hob, with a domestic appliance 10
  • Induction heater 12 has four induction heating elements 20, 22, 24, 26.
  • the induction heating elements 20, 22, 24, 26 are arranged under a hob plate 18.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the induction heating device 12 in an exemplary circuit of the induction heating element 20.
  • the induction heating device 12 has a voltage source 30. Furthermore, the induction heater 12 has four
  • Switching elements 42, 44, 46, 48 on.
  • the switching elements 42, 44, and 46, 48 are connected in parallel to each other in pairs, independently of an operating mode.
  • Switching elements 42, 44, 46, 48 are part of an inverter 40.
  • the switching elements 42, 44, 46, 48 are designed as IGBTs.
  • the inverter 40 and the switching elements 42, 44, 46, 48 are provided to generate a high-frequency alternating current for supplying the induction heating element 20.
  • the inverter 40 is connected to the
  • Voltage source 30 is connected and draws over this energy to the
  • the voltage source 30 includes, but is not limited to, a rectifier, filter electronics, and buffering capacity, and further, the induction heating device 12 includes a control unit 14, which is provided to drive the switching elements 42, 44, 46, 48.
  • the control unit 14 is provided to the switching elements 42, 44, 46, 48 for generating the
  • the control unit 14 is provided, in operating modes in which operating parameters of the parallel-connected switching elements 42, 44, and 46, 48 differ from each other, the parallel-connected switching elements 42, 44, and 46, 48 with different activity parameters
  • control unit 14 is intended to be in such a
  • control unit 14 is provided to activate the parallel-connected switching elements 42, 44, and 46, 48 at the same time in such an operating mode.
  • the control unit 14 is provided to the
  • the induction heating element 20 is connected in a half-bridge circuit with resonance.
  • the induction heating element 20 is schematically represented here by a series connection of an inductance and a resistance corresponding to a load. Alternatively, it is conceivable that an induction heating element is connected in full bridge circuit or in one-switch topology.
  • the induction heater 12 further includes a heat sink 16 which is arranged to dissipate heat generated by the switching elements 42, 44, 46, 48 during operation.
  • the induction heating device 12 has a temperature sensor arrangement 50.
  • the temperature sensor arrangement 50 has four temperature sensors 52, 54, 56, 58, which are provided to measure temperatures of the heat sink 16 at different positions.
  • the control unit 14 is intended to be made of values of
  • Temperature sensor assembly 50 temperatures ⁇ 42 , ⁇ 44 , ⁇ 46 , ⁇ 48 of the switching elements 42, 44, 46, 48 to calculate. Further, the induction heater 12 has a
  • the current sensor arrangement 60 has four current sensors 62, 64, 66, 68.
  • the current sensors 62, 64, 66, 68 are each connected in series in a parallel branch of the switching elements 42, 44, 46, 48 to the respective switching element 42, 44, 46, 48.
  • the current sensor arrangement 60 is provided for measuring currents l 4 2, l 44 , l 4 6i Ue flowing through the switching elements 42, 44, 46, 48.
  • FIG. 3 illustrated by way of example on the switching elements 42, 44, schematic profiles of different operating variables over an activity period during a switching period of a first initial operating mode of the switching elements 42, 44 as a function of time t are shown. In the first operating mode, the
  • Switching elements 42, 44 simultaneously and with the same frequency turned on and off again later. They have the same phase and the same duty cycle.
  • the upper two graphs show a profile of a voltage U 2 o and a current l 20 of the induction heating element 20.
  • the third and fourth graph or the seventh and eighth graph show curves of voltages U 42 , U 44 and of currents l 42 , l 44 of the
  • Switching elements 42, 44 The fifth and ninth graph from above show switching states S 42 , S 44 of the switching elements 42, 44, wherein a value not equal to zero is turned on
  • the switching elements 42, 44 are switched on at a time t- ⁇ simultaneously and switched off at a time t 2 simultaneously.
  • the sixth and tenth graphs each show a course of a power loss P 42 , P 44 through
  • the control unit 14 is provided to the activity parameters of the switching elements 42, 44, 46, 48 as a function of values the temperature sensor assembly 50 to determine.
  • the control unit 14 is intended to adjust the activity parameters of a switching element 42, 44 whose temperature ⁇ 42 , ⁇ 44 exceeds a limit temperature.
  • the limit temperature is 135 ° C.
  • the control unit 14 is provided, for example, to adjust the activity parameters of the switching element 44 when its temperature ⁇ 44 exceeds the limit temperature in order to avoid switching losses in the switching element 44 having an elevated temperature ⁇ 44 . Furthermore, thereby an effective value l eff44 of the current I 44 of the switching element 44 and thus line losses are reduced.
  • the control unit 14 is provided to reduce a duty cycle of the switching element 44 and thus turn off earlier than the parallel switching element 42.
  • FIG. 4 shows by way of example schematic profiles of the various operating variables over an activity period during a switching period of an operating mode which is used in response to the overheating of the switching element 44.
  • the switching elements 42, 44 are turned on simultaneously and at the same frequency.
  • the switching elements 42, 44 are turned on at a time t- ⁇ simultaneously.
  • the switching element 44 is switched off prematurely.
  • the control unit 14 controls the time t 2 'of the shutdown so that a current I 44 of the switching element 44 reaches zero before the parallel-connected switching element 42 is turned off at a regular time t 2 .
  • the switching element 44 the current l 42 of the parallel-connected switching element 42 increases to compensate for the premature shutdown.
  • the switching element 42 carries at
  • Switching element 44 on, the time t 2 'of switching off by lowering the clock ratio can be further preferred.
  • FIG. 5 again shows graphs of the first operating mode in an alternative case.
  • this alternative case there is an effective value l eff42 of the current I 42 , for example, by an increased resistance of the switching element 42, lower than an effective value l eff44 of the current l 44th This results for the switching element 44 connected in parallel, a higher power loss P 44 by switching losses and increased line losses.
  • the control unit 14 is provided to determine the activity parameters of the switching elements 42, 44, 46, 48 in dependence on values of the current sensor arrangement 60.
  • the control unit 14 is provided to adjust the activity parameters when the rms values leff42 , ff44 of the switching elements 42, 44 differ by more than 50%.
  • the control unit 14 is provided to shorten the duty cycle of the switching element 44 with the higher effective value l eff44 of the current I 44 .
  • FIG. 6 shows the graphs achieved by the adaptation of the activity parameters.
  • the switching element 44 with the formerly higher rms value leff44 is prematurely switched off at the time t 2 ".
  • the switching element 42 connected in parallel with the formerly low rms value l eff42 has an increased current l 42 from the instant t 2 " onwards in order to switch off the premature switch off other switching element 44 to compensate.
  • the control unit 14 is provided to select the time t 2 "of the shutdown so that an effective value l eff42 'and an effective value l eff44 ' less than 20%
  • FIG. 7 shows a time profile of a power P 20 of the induction heating element 20, of rms values l eff42 , l eff44 of currents l 42 , l 44 through the switching elements 42, 44 and of temperatures ⁇ 42 , ⁇ 44 of the switching elements 42, 44 , from the beginning of one
  • Heating with high power P 20 on until after reducing the power P 20 due to overheating begins at room temperature, the temperatures ⁇ 42 , ⁇ 44 of the switching elements 42, 44 continue to increase, until a time t 10, a first of the
  • Switching elements 42 reaches the limit temperature. Rather than now reducing the power P 20 to reduce power dissipation of the switching elements 42, 44 and prevent further increase in temperature, the inventive method is used to reduce the power dissipation across the first of the switching elements 42 and to keep the power P 20 constant ,
  • the control unit 14 is intended to be the same between the different operating modes, the operating mode
  • Duty ratios conceivable to achieve a fine-tuning of the power losses.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung (12), insbesondere Induktionskochfeldvornchtung, mit zumindest zwei Schaltelementen (42, 44, 46, 48), die in zumindest einem Betriebsmodus parallel geschaltet und dazu vorgesehen sind, einen hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung eines Induktionsheizelements (20, 22, 24, 26) zu erzeugen, und mit zumindest einer Steuereinheit (14). Um ein verbessertes Heizverhalten zu erreichen wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, in zumindest dem ersten Betriebsmodus zumindest zwei der zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern anzusteuern.

Description

Induktionsheizvorrichtung
Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Induktionskochfeldvorrichtungen bekannt, die Wechselrichter aufweisen, die parallel an einen Induktor angeschlossen sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Heizeigenschaften bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. Die Erfindung geht aus von einer Induktionsheizvorrichtung, insbesondere einer
Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Schaltelementen, die in zumindest einem Betriebsmodus parallel geschaltet und dazu vorgesehen sind, einen
hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung eines Induktionsheizelements zu erzeugen, und mit zumindest einer Steuereinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus zumindest zwei der zumindest zwei Schaltelemente mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern anzusteuern. Unter einem„Schaltelement" soll insbesondere ein elektrisches Bauelement verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine elektrische Verbindung zwischen zumindest zwei Leistungskontakten des Schaltelements herzustellen und/oder zu trennen. Insbesondere ist das Schaltelement als
Halbleiterschaltelement, vorzugsweise als Transistor, insbesondere als IGBT, ausgebildet. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, der lediglich dazu vorgesehen ist, eine Einstellung eines Schaltzustands des
Schaltelements, insbesondere durch eine Steuereinheit, zu ermöglichen. Darunter, dass zwei Schaltelemente„parallel geschaltet" sind, soll insbesondere verstanden werden, dass gleichnamige Pole, insbesondere zumindest gleichartige Leistungskontakte, der Schaltelemente miteinander direkt verbunden sind. 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 %, vorzugsweise maximal 3 %, schwankt.
Unter einem„Induktionsheizelement" soll insbesondere ein Heizelement mit zumindest einer Induktionsheizleitung verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, durch
Induktionseffekte, insbesondere Induzierung von elektrischem Strom und/oder
Ummagnetisierungseffekte, in einem, vorzugsweise ferromagnetischen, insbesondere metallischen, Heizmittel, insbesondere in einem Gargeschirr, in einer Backofenwand und/oder in einem Heizkörper, der in einem Backofen angeordnet ist, eine Erwärmung des Heizmittels zu verursachen. Insbesondere ist das Induktionsheizelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebsmodus, in dem das Induktionsheizelement an eine Versorgungselektronik angeschlossen ist, eine Leistung von zumindest 100 W, insbesondere zumindest 500 W, vorteilhaft zumindest 1000 W, vorzugsweise zumindest 2000 W, zu übertragen, insbesondere elektrische Energie in elektromagnetische
Feldenergie zu wandeln, die in einem geeigneten Heizmittel letztendlich in Wärme gewandelt wird. Unter einer„Induktionsheizleitung" soll insbesondere eine elektrische Leitung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen elektrischen Strom zu führen, der dazu vorgesehen ist, in einem geeigneten Heizmittel Induktionseffekte hervorzurufen. Vorzugsweise ist die Induktionsheizleitung als Induktivität, insbesondere als Spule, vorteilhaft als Flachspule, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Form einer Kreisscheibe, alternativ in Form eines Ovals oder eines Rechtecks, ausgebildet.
Insbesondere weist die Induktionsheizleitung, insbesondere mit einem gekoppelten Heizmittel, eine Induktivität von zumindest 0, 1 μΤ, insbesondere zumindest 0,3 μΤ, vorteilhaft zumindest 1 μΤ, auf. Insbesondere weist die Induktionsheizleitung,
insbesondere ohne ein gekoppeltes Heizmittel, eine Induktivität von maximal 100 mT, insbesondere maximal 10 mT, vorteilhaft maximal 1 mT, auf. Vorzugsweise ist die Induktionsheizleitung dazu vorgesehen, zumindest in einem Betriebszustand von hochfrequentem Wechselstrom, insbesondere einem Wechselstrom mit einer Frequenz von zumindest 1 kHz, insbesondere zumindest 3 kHz, vorteilhaft zumindest 10 kHz, vorzugsweise zumindest 20 kHz, insbesondere maximal 100 kHz, insbesondere mit einer Stromstärke von zumindest 0,5 A, insbesondere zumindest 1 A, vorteilhaft zumindest 3 A, vorzugsweise zumindest 10 A, durchflössen zu werden. Unter einer„Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit eines die Induktionsheizvorrichtung aufweisenden
Hausgeräts zumindest teilweise integriert ist. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zumindest dazu vorgesehen, die Schaltelemente 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.
Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem„Aktivitätsparamter" soll insbesondere zumindest ein Einschaltzeitpunkt, eine Dauer und/oder ein Ausschaltzeitpunkt einer Ansteuerung, insbesondere eine Phase und/oder ein Tastverhältnis einer regelmäßigen, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen periodischen, Ansteuerung, verstanden werden. Insbesondere weist die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine
Sensoranordnung auf, die dazu vorgesehen ist, Betriebswerte zu liefern, in deren
Abhängigkeit die Steuereinheit die Aktivitätsparameter bestimmt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere ein an Betriebswerte angepasstes Heizverhalten erreicht werden. Insbesondere kann eine Dauer, für die mit maximaler Heizleistung geheizt werden kann, bevor eine Notregulierung aufgrund von Überhitzung der Schaltelemente stattfindet, verlängert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Schaltelemente unabhängig von dem Betriebszustand parallel geschaltet sind. Alternativ ist es denkbar, dass die
Schaltelemente dazu vorgesehen sind, beispielsweise zu einem Boostmodus, über ein weiteres, insbesondere elektromechanisches, Schaltelement, insbesondere ein Relais, parallel geschaltet zu werden. Durch ständig parallel geschaltete Schaltelemente kann insbesondere eine erhöhte Effizienz durch verminderte Leitungsverluste in den
Schaltelementen, auch bei niedrigen Leistungen, ermöglicht werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus zumindest zwei der Schaltelemente mit unterschiedlichen
Tastverhältnissen zu betreiben. Unter einem Tastverhältnis soll insbesondere das
Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtzeit verstanden werden. Ein Tastverhältnis von 100 % entspricht einer ständig hergestellten Verbindung, während ein Tastverhältnis von 0 % einer ständig getrennten Verbindung entspricht. Es kann insbesondere ein
Effektivwert von durch die unterschiedlichen Schaltelemente fließenden Strömen angepasst werden, wodurch insbesondere Leitungsverluste der unterschiedlichen
Schaltelemente verändert werden können.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus die zumindest zwei Schaltelemente zumindest im Wesentlichen gleichzeitig zu aktivieren. Unter„im Wesentlichen gleichzeitig" aktivieren soll
insbesondere verstanden werden, dass ein Abstand von Einschaltflanken der
Steuerströme für die unterschiedlichen Schaltelemente maximal 1 s, vorteilhaft maximal 0, 1 s, vorzugsweise maximal 10 ns, beträgt. Vorzugsweise ist in diesem Fall eine Tastrate für das entspechend zeitiger ausgeschaltete Schaltelement derartig gewählt, dass ein Strom durch das Schaltelement Null ist, bevor das entsprechend andere
Schaltelement abgeschaltet wird. Es kann insbesondere eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann eine Verlustleistung durch Schaltverluste auf dem
Schaltelement, das entsprechend früher ausgeschaltet wird, vermieden werden. Alternativ ist es denkbar, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente zumindest im Wesentlichen gleichzeitig auszuschalten, wodurch eine Aufteilung der Schaltverluste erreicht wird, jedoch Leitungsverluste umverteilt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine
Stromsensoranordnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, durch die zumindest zwei Schaltelemente fließende Ströme zu bestimmen. Insbesondere ist es denkbar, dass jedem der Schaltelemente ein, insbesondere genau ein, Stromsensor in Reihe geschaltet ist. Unter einem„Stromsensor" soll insbesondere ein Sensor, insbesondere ein
Amperemeter, verstanden werden, der zumindest den Wechselstromanteil, insbesondere auf induktivem Weg, misst. Alternativ ist es denkbar, dass zumindest ein Stromsensor vorgesehen ist, der den durch alle Schaltelemente fließenden Gesamtstrom misst. Es kann insbesondere eine genaue Bestimmung einer Leistung, die in dem Induktionsheizelement umgesetzt wird, durchgeführt werden. Insbesondere kann für jedes der Schaltelemente eine Verlustleistungsbestimmung der Leitungsverluste durchgeführt werden. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, Effektivwerte der Ströme durch unterschiedliche der zumindest zwei Schaltelemente anzugleichen, indem sie die Tastrate eines Schaltelements mit hohem Effektivwert gegenüber einem
Schaltelement mit niedrigem Effektivwert erniedrigt. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein kleinster Effektivwert der zumindest zwei Schaltelemente kleiner ist als 100 %, insbesondere kleiner ist als 80 %, vorteilhaft keiner ist als 60 %, vorzugsweise kleiner ist als 40 % eines maximalen
Effektivwerts der zumindest zwei Schaltelemente. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein kleinster Effektivwert der zumindest zwei Schaltelemente maximal 20 %; insbesondere maximal 40 %, vorteilhaft maximal 60 %, vorzugsweise maximal 80 %, eines maximalen Effektivwerts der zumindest zwei Schaltelemente beträgt. Es kann insbesondere eine Aufteilung von auftretenden Verlustleistungen der Schaltelemente, die durch Leitungsverluste entstehen, erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Induktionsheizvorrichtung zumindest eine
Temperatursensoranordnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente zu bestimmen. Insbesondere weist die
Temperatursensoranordnung zumindest zwei Temperatursensoren auf, die an zumindest einem, insbesondere von den Schaltelementen geteilten, Kühlkörper angeordnet sind, wobei die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, aufgrund von Messwerten dieser
Temperatursensoren Temperaturen der Schaltelemente zu bestimmen. Alternativ ist es denkbar, dass zumindest eines, insbesondere eine Vielzahl, vorzugsweise jedes, der Schaltelemente einen integrierten Temperatursensor aufweist. Insbesondere kann eine Temperaturüberwachung der Schaltelemente erreicht werden.
Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung zu bestimmen. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn eine Temperatur zumindest eines der Schaltelemente eine Temperatur von 160 °C, insbesondere von 150 °C, vorteilhaft von 140 °C, übersteigt. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die
Aktivitätsparameter anzupassen, wenn ein Minimum der Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente um mindestens 5 K, insbesondere um mindestens 10 K, vorteilhaft um mindestens 15 K, von einem Maximum der Temperaturen der zumindest zwei Schaltelemente abweicht. Insbesondere hat eine Regelung der Aktivitätsparameter in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung Vorrang vor einer Regelung der Aktivitätsparameter in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel 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.
Es zeigen: Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kochfeld in einer schematischen Ansicht
von oben,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Induktionsheizvorrichtung in einem
schematischen Schaltbild,
Fig. 3 ein erster Betriebszustand eines ersten Ausgangsbetriebsmodus, Fig. 4 ein erster erfindungsgemäßer Betriebsmodus als Reaktion auf
den ersten Betriebszustand,
Fig. 5 ein zweiter Betriebszustand des ersten Ausgangsbetriebsmodus, Fig. 6 ein zweiter erfindungsgemäßer Betriebsmodus als Reaktion auf
den zweiten Betriebszustand und
Fig. 7 ein Temperatur- und Leistungsverlauf einer erfindungsgemäßen
Induktionsheizvorrichtung bei Hochleistungsbetrieb. Figur 1 zeigt ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 mit einer als
Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildeten Induktionsheizvorrichtung 12. Die
Induktionsheizvorrichtung 12 weist vier Induktionsheizelemente 20, 22, 24, 26 auf. Die Induktionsheizelemente 20, 22, 24, 26 sind unter einer Kochfeldplatte 18 angeordnet.
Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung der Induktionsheizvorrichtung 12 in einer beispielhaften Beschaltung des Induktionsheizelements 20. Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist eine Spannungsquelle 30 auf. Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 vier
Schaltelemente 42, 44, 46, 48 auf. Die Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 sind unabhängig von einem Betriebsmodus einander paarweise parallel geschaltet. Die
Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind Teil eines Wechselrichters 40. Die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind als IGBTs ausgebildet. Der Wechselrichter 40 und die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 sind dazu vorgesehen, einen hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung des Induktionsheizelements 20 zu erzeugen. Der Wechselrichter 40 ist an die
Spannungsquelle 30 angeschlossen und bezieht über diese Energie, um das
Induktionsheizelement 20 zu versorgen. Die Spannungsquelle 30 weist unter anderem einen Gleichrichter, eine Filterelektronik und eine Pufferkapazität auf (nicht dargestellt), und eine Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine Steuereinheit 14 auf, die dazu vorgesehen ist, die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 zur Erzeugung des
hochfrequenten Wechselstroms periodisch anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, in Betriebsmodi, in denen Betriebsparameter der parallel geschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 voneinander abweichen, die parallelgeschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern
anzusteuern. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, in einem derartigen
Betriebsmodus die Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 mit unterschiedlichen
Tastverhältnissen zu betreiben. Weiterhin ist die Steuereinheit 14 dazu vorgesehen, in einem derartigen Betriebsmodus die parallel geschalteten Schaltelemente 42, 44, bzw. 46, 48 gleichzeitig zu aktivieren. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die
Schaltelemente 42, 44, 46, 48 unter Nullspannungsbedingungen einzuschalten (ZVS). Das Induktionsheizelement 20 ist in Halbbrückenschaltung mit Resonanz beschaltet. Das Induktionsheizelement 20 ist hier durch eine Reihenschaltung einer Induktivität und eines Widerstands, der einer Last entspricht, schematisch dargestellt. Alternativ ist denkbar, dass ein Induktionsheizelement in Vollbrückenschaltung oder in Ein-Schalter-Topologie beschaltet ist.
Die Induktionsheizvorrichtung 12 weist weiterhin einen Kühlkörper 16 auf, der dazu vorgesehen ist, von den Schaltelementen 42, 44, 46, 48 während eines Betriebs erzeugte Wärme abzuführen.
Weiterhin weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine Temperatursensoranordnung 50 auf. Die Temperatursensoranordnung 50 weist vier Temperatursensoren 52, 54, 56, 58 auf, die dazu vorgesehen sind, Temperaturen des Kühlkörpers 16 an unterschiedlichen Positionen zu messen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, aus Werten der
Temperatursensoranordnung 50 Temperaturen θ42, θ44, θ46, θ48 der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 zu berechnen. Ferner weist die Induktionsheizvorrichtung 12 eine
Stromsensoranordnung 60 auf. Die Stromsensoranordnung 60 weist vier Stromsensoren 62, 64, 66, 68 auf. Die Stromsensoren 62, 64, 66, 68 sind jeweils in einem Parallelzweig der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 dem jeweiligen Schaltelement 42, 44, 46, 48 in Reihe geschaltet. Die Stromsensoranordnung 60 ist dazu vorgesehen, durch die Schaltelemente 42, 44, 46, 48 fließende Ströme l42, l44, l46i Ue zu messen. In Figur 3 sind, beispielhaft an den Schaltelementen 42, 44 demonstriert, schematische Verläufe verschiedener Betriebsgrößen über einen Aktivitätszeitraum während einer Schaltperiode eines ersten anfänglichen Betriebsmodus der Schaltelemente 42, 44 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. In dem ersten Betriebsmodus werden die
Schaltelemente 42, 44 gleichzeitig und mit gleicher Frequenz eingeschaltet und später wieder ausgeschaltet. Sie weisen eine gleiche Phase und ein gleiches Tastverhältnis auf. Die oberen zwei Graphen zeigen einen Verlauf einer Spannung U2o bzw. eines Stroms l20 des Induktionsheizelements 20. Der dritte und vierte Graph bzw. der siebte und achte Graph zeigen Verläufe von Spannungen U42, U44 bzw. von Strömen l42, l44 der
Schaltelemente 42, 44. Der fünfte und neunte Graph von oben zeigen Schaltzustände S42, S44 der Schaltelemente 42, 44, wobei ein Wert ungleich Null einem eingeschalteten
Zustand entspricht. Die Schaltelemente 42, 44 werden zu einem Zeitpunkt t-ι gleichzeitig eingeschaltet und zu einem Zeitpunkt t2 gleichzeitig ausgeschaltet. Der sechste und zehnte Graph zeigt jeweils einen Verlauf einer Verlustleistung P42, P44 die durch
Schaltverluste beim Ausschalten der Schaltelemente 42, 44 entsteht. Im untersten Graph ist eine Temperatur θ44 des Schaltelements 44 dargestellt. Die korrespondierenden Graphen der Schaltelemente 42, 44 weisen einen im Wesentlichen gleichen Verlauf auf. Die Temperatur θ44 des Schaltelements 44 steigt, beispielsweise aufgrund eines Defekts, stärker an, als eine Temperatur θ42 des parallel geschalteten Schaltelements 42. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 in Abhängigkeit von Werten der Temperatursensoranordnung 50 zu bestimmen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter eines Schaltelements 42, 44 anzupassen, dessen Temperatur θ42, θ44 eine Grenztemperatur überschreitet. Die Grenztemperatur beträgt 135 °C. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, beispielsweise die Aktivitätsparameter des Schaltelements 44 anzupassen, wenn dessen Temperatur θ44 die Grenztemperatur überschreitet, um Schaltverluste im Schaltelement 44, das eine erhöhte Temperatur θ44 aufweist, zu vermeiden. Weiterhin werden hierdurch ein Effektivwert leff44 des Stroms l44 des Schaltelements 44 und somit Leitungsverluste verringert. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, ein Tastverhältnis des Schaltelements 44 zu reduzieren und somit zeitiger abzuschalten als das parallel geschaltete Schaltelement 42.
In Figur 4 sind beispielhaft schematische Verläufe der verschiedenen Betriebsgrößen über einen Aktivitätszeitraum während einer Schaltperiode eines Betriebsmodus, der in Reaktion auf die Überhitzung des Schaltelements 44 genutzt wird, dargestellt. In diesem Betriebsmodus werden die Schaltelemente 42, 44 gleichzeitig und mit gleicher Frequenz eingeschaltet. Die Schaltelemente 42, 44 werden zu einem Zeitpunkt t-ι gleichzeitig eingeschaltet. Zu einem Zeitpunkt t2' wird das Schaltelement 44 vorzeitig abgeschaltet. Die Steuereinheit 14 steuert den Zeitpunkt t2' des Abschaltens so, dass ein Strom l44 des Schaltelements 44 den Wert Null erreicht, bevor das parallel geschaltete Schaltelement 42 zu einem regulären Zeitpunkt t2 abgeschaltet wird. Nach Abschalten des
Schaltelements 44 steigt der Strom l42 des parallel geschalteten Schaltelements 42 an, um das vorzeitige Abschalten zu kompensieren. Das Schaltelement 42 trägt beim
Ausschalten alleinig eine Verlustleistung P42. Die Temperatur θ44 des Schaltelements 44 sinkt aufgrund der reduzierten Verlustleistung ab. Steigt die Temperatur θ44 des
Schaltelements 44 weiter an, kann der Zeitpunkt t2' des Ausschaltens durch Absenkung des Taktverhältnisses weiter vorgezogen werden.
In Figur 5 sind erneut Graphen des ersten Betriebsmodus in einem alternativen Fall gezeigt. In diesem alternativen Fall liegt ein Effektivwert leff42 des Stroms l42, beispielsweise durch einen erhöhten Widerstand des Schaltelements 42, niedriger als ein Effektivwert leff44 des Stroms l44. Hierdurch ergeben sich für das parallel geschaltete Schaltelement 44 eine höhere Verlustleistung P44 durch Schaltverluste und erhöhte Leitungsverluste.
Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter der Schaltelemente 42, 44, 46, 48 in Abhängigkeit von Werten der Stromsensoranordnung 60 zu bestimmen. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, die Aktivitätsparameter anzupassen, wenn sich die Effektivwerte leff42, ff44 der Schaltelemente 42, 44 um mehr als 50 % unterscheiden. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, das Tastverhältnis des Schaltelements 44 mit dem höheren Effektivwert leff44 des Stroms l44 zu verkürzen.
In Figur 6 sind die durch die Anpassung der Aktivitätsparameter erreichten Graphen dargestellt. Das Schaltelement 44 mit dem vormals höheren Effektivwert leff44 wird vorzeitig zum Zeitpunkt t2" abgeschaltet. Das parallel geschaltete Schaltelement 42 mit dem vormals niedrigen Effektivwert leff42 weist ab dem Zeitpunkt t2" einen erhöhten Strom l42 auf, um das vorzeitige Abschalten des anderen Schaltelements 44 zu kompensieren. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, den Zeitpunkt t2" des Abschaltens so zu wählen, dass ein Effektivwert leff42' und ein Effektivwert leff44' weniger als 20 %
voneinander abweichen, alternativ sogar gleich sind.
In Figur 7 ist ein zeitlicher Verlauf von einer Leistung P20 des Induktionsheizelements 20, von Effektivwerten leff42, leff44 von Strömen l42, l44 durch die Schaltelemente 42, 44 und von Temperaturen θ42, θ44 der Schaltelemente 42, 44 dargestellt, von Beginn eines
Heizvorgangs mit hoher Leistung P20 an bis nach Reduzierung der Leistung P20 aufgrund von Überhitzung. Von Raumtemperatur beginnend steigen die Temperaturen θ42, θ44 der Schaltelemente 42, 44 immer weiter an, bis zu einem Zeitpunkt t10 ein erstes der
Schaltelemente 42 die Grenztemperatur erreicht. Anstatt jetzt die Leistung P20 zu reduzieren, um Verlustleistungen der Schaltelemente 42, 44 zu senken und einen weiteren Temperaturanstieg zu verhindern, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, um die Verlustleistung über dem ersten der Schaltelemente 42 zu reduzieren und die Leistung P20 konstant zu halten. Die Steuereinheit 14 ist dazu vorgesehen, zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi, dem Betriebsmodus mit gleichen
Aktivitätsparametern und dem Betriebsmodus mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern, zu wechseln, wann immer es die Temperaturen θ42, θ44 fordern, um eine hohe Gesamteffizienz zu erreichen. Die Temperatur θ42 schwankt dabei minimal um die
Maximaltemperatur. Erreicht zu einem Zeitpunkt t20 die Temperatur θ44 des zweiten Schaltelement 44 die Grenztemperatur, wird die Leistung P20 reduziert, um die
Verlustleistungen über den Schaltelementen 42, 44 zu reduzieren und eine weitere Erwärmung zu vermeiden. Im Vergleich zu einem klassischen Betriebsmodus, bei dem die Schaltelemente mit gleichen Aktivitätsparametern betrieben werden, ist also eine längere Zeit mit hoher Leistung heizbar.
Sollten Temperaturen θ46, θ48 oder Ströme l46, l4e der Schaltelemente 46, 48 erhöhte Werte aufweisen, wird wie am Beispiel der Schaltelemente 42, 44 erläutert, entsprechend den Figuren 4 und 6, verfahren.
Weiterhin sind beliebige Anzahlen von parallel geschalteten Schaltelementen denkbar. Weiterhin ist es denkbar, dass eine Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen
Einschaltzeitpunkt eines Schaltelements zu verzögern und einen Ausschaltzeitpunkt eines parallel geschalteten Schaltelements vorzuziehen, wodurch effektiv ein Betriebsmodus mit unterschiedlichen Phasen entsteht. Weiterhin ist eine Kombination des Betriebsmodus mit unterschiedlichen Phasen mit dem Betriebsmodus mit unterschiedlichen
Tastverhältnissen denkbar, um eine Feinabstimmung der Verlustleistungen zu erreichen.
Bezugszeichen
10 Hausgerät I42 Strom
12 Induktionsheizvorrichtung I44 Strom
14 Steuereinheit I46 Strom
16 Kühlkörper I48 Strom
18 Kochfeld platte ff42 Effektivwert
20 Induktionsheizelement ff42' Effektivwert
22 Induktionsheizelement ff44 Effektivwert
24 Induktionsheizelement ff44' Effektivwert
26 Induktionsheizelement P20 Leistung
30 Spannungsquelle P42 Verlustleistung
40 Wechselrichter P44 Verlustleistung
42 Schaltelement S42 Schaltzustand
44 Schaltelement S44 Schaltzustand
46 Schaltelement U20 Spannung
48 Schaltelement U42 Spannung
50 Temperatursensoranordnung U44 Spannung
52 Temperatursensor ti Zeitpunkt
54 Temperatursensor tio Zeitpunkt
56 Temperatursensor t2 Zeitpunkt
58 Temperatursensor t20 Zeitpunkt
60 Stromsensoranordnung t2' Zeitpunkt
62 Stromsensor t2" Zeitpunkt
64 Stromsensor $42 Temperatur
66 Stromsensor $44 Temperatur
68 Stromsensor $46 Temperatur
I20 Strom $48 Temperatur

Claims

Patentansprüche
1. Induktionsheizvorrichtung, insbesondere Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Schaltelementen (42, 44, 46, 48), die in zumindest einem Betriebsmodus parallel geschaltet und dazu vorgesehen sind, einen
hochfrequenten Wechselstrom zur Versorgung eines Induktionsheizelements (20, 22, 24, 26) zu erzeugen, und mit zumindest einer Steuereinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, in zumindest dem ersten Betriebsmodus zumindest zwei der zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) mit unterschiedlichen Aktivitätsparametern anzusteuern.
2. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) unabhängig von dem
Betriebszustand parallel geschaltet sind.
3. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus zumindest zwei der Schaltelemente (42, 44, 46, 48) mit unterschiedlichen Tastverhältnissen zu betreiben.
4. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, zumindest in dem Betriebsmodus die zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) zumindest im Wesentlichen gleichzeitig zu aktivieren.
5. Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Stromsensoranordnung (60), die dazu vorgesehen ist, durch die zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) fließende Ströme (I42, I44, l46, Ue) zu bestimmen. Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) in Abhängigkeit von Werten der
Stromsensoranordnung (60) zu bestimmen.
Induktionsheizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Temperatursensoranordnung (50), die dazu vorgesehen ist, Temperaturen (θ42, θ44, θ46, θ48) der zumindest zwei
Schaltelemente (42, 44, 46, 48) zu bestimmen.
Induktionsheizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (14) dazu vorgesehen ist, die Aktivitätsparameter der zumindest zwei Schaltelemente (42, 44, 46, 48) in Abhängigkeit von Werten der
Temperatursensoranordnung (50) zu bestimmen.
Hausgerät, insbesondere Kochfeld, mit einer Induktionsheizvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Betrieb einer Induktionsheizvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8
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