EP2806328B1 - Kontrollsystem elektrischer Ladungen, das mindestens zwei Phasen eines elektrischen Verteilungsnetzes aufnimmt - Google Patents

Kontrollsystem elektrischer Ladungen, das mindestens zwei Phasen eines elektrischen Verteilungsnetzes aufnimmt Download PDF

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EP2806328B1
EP2806328B1 EP14169171.7A EP14169171A EP2806328B1 EP 2806328 B1 EP2806328 B1 EP 2806328B1 EP 14169171 A EP14169171 A EP 14169171A EP 2806328 B1 EP2806328 B1 EP 2806328B1
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EP
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voltage
microcontroller
electrical loads
controlling electrical
supply voltage
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Cédric GOUMY
Etienne Alirol
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Groupe Brandt SAS
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Groupe Brandt SAS
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • 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
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils

Definitions

  • It also relates to an appliance with such a system for controlling electrical charges.
  • an electrical charge control system comprises a microcontroller configured to determine the powers to be delivered on the electrical charges.
  • the microcontroller determines supply voltage values that are not theoretical but real.
  • a Zener diode is thus chosen whose avalanche voltage satisfies this condition regardless of the fluctuations in the rms value of the supply voltage to be measured.
  • the output signal of the measuring device is the voltage detected by the microcontroller, this voltage being zero when the rectified sinusoidal voltage at the input of the voltage divider bridge is greater than the avalanche voltage of said Zener diode and being equal to a non-zero predetermined value when the rectified sinusoidal voltage at the input of said voltage divider bridge is less than the avalanche voltage of said Zener diode.
  • the electrical charge control system further comprises a second device for measuring at least a second supply voltage with respect to a reference potential similar to the reference potential associated with the microcontroller.
  • the invention is particularly applicable to an induction hob comprising a set of inductors and an electrical charge control system according to the invention, the electrical charges being the inductors.
  • a first phase PH1 constitutes a first supply voltage U1 (t) with respect to a first reference potential UREF1 and a second phase PH2 constitutes a second supply voltage U2 (t) with respect to a second reference potential UREF2.
  • mains voltage may have different values, depending on the power grid of the country in which we are located.
  • the electrical charge control system comprises, for each phase, supply means 20A, 20B comprising a voltage rectifier 21A, 21B.
  • the microcontroller 11 is mounted across one of the resistors of the voltage divider bridge and thus measures an instantaneous value representative of the supply voltage at the input of the voltage divider bridge.
  • this supply voltage being here, the first supply voltage U1 (t) having as reference a first reference potential UREF1, this first reference potential UREF1 being different from reference potential associated with the microcontroller 11 (UREF2).
  • This Zener diode D1 is conventional and has an avalanche voltage Vz.
  • the collector C of the transistor T1 is connected in series with an emitting diode 12 of an optocoupler U1.
  • the optocoupler U1 may also be a standard optocoupler comprising the emitter diode 12, for example consisting of a light-emitting diode, and arranged opposite an output transistor 13.
  • the transistor T1 is blocked so that the emitting diode 12 of the optocoupler U1 is also blocked.
  • the measurement of the time interval ⁇ t by the microcontroller 11 makes it possible to know the value of the effective voltage Ueff of the supply voltage U1 (t).

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Claims (14)

  1. System zum Steuern von elektrischen Lasten (30), das zumindest zwei Phasen (PH1, PH2) eines Stromversorgungsnetzes aufnimmt, wobei jede Phase (PH1, PH2) eine Versorgungsspannung (U1(t), U2(t)) bezüglich eines Referenzpotentials (UREF1, UREF2) bildet, wobei das Steuerungssystem (30) einen Mikrokontroller (11) aufweist, wobei ein dem Mikrokontroller (11) zugeordnetes Referenzpotential (UREF2) sich von zumindest einem der den Phasen (PH1, PH2) zugeordneten Referenzpotentiale (UREF1) unterscheidet, wobei das Steuerungssystem (30) dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Messvorrichtung (10A) zum Messen von zumindest einer ersten Versorgungsspannung (U1(t)) bezüglich eines Referenzpotentials (UREF1) aufweist, das sich vom dem Mikrokontroller (11) zugeordneten Referenzpotential (UREF2) unterscheidet, wobei die Messvorrichtung (10A) ein Ausgangssignal (u1(t)) erzeugt, das repräsentativ ist für die zumindest eine erste Versorgungsspannung (U1(t)), wobei der Mikrokontroller (11) dazu konfiguriert ist, den Wert der ersten Versorgungsspannung (U1(t)) in jedem Moment in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal (u1(t)) zu bestimmen.
  2. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für jede Phase (PH1, PH2) Versorgungsmittel (20A, 20B) aufweist, die einen Spannungsgleichrichter (21A, 21 B) aufweisen, wobei die zumindest zwei gebildeten Versorgungsspannungen (U1(t), U2(t)) die jeweiligen Sinusspannungen der zumindest zwei Phasen (PH1, PH2) des Stromversorgungsnetzes nach der Gleichrichtung sind, wobei die Periode (T0) der gleichgerichteten Sinusspannungen vorbestimmt ist und die Messvorrichtung (10A) die gleichgerichtete Sinusspannung (U1(t)) misst, die der ersten Versorgungsspannung (U1(t)) bei jeder vorbestimmten Periode (T0) entspricht.
  3. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsmittel (20A, 20b) einen Vollweggleichrichter (21A, 21 B) aufweisen.
  4. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgleichrichter (21A, 21 B) eine Diodenbrücke ist.
  5. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (10A) zum Messen einer Versorgungsspannung eine resistive Spannungsteilerbrücke (R,1, R2) aufweist, die an den Anschlussklemmen der ersten Versorgungsmittel (20A) angeschlossen ist, sowie eine Zener-Diode (D1), die in Reihe mit der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) geschaltet ist, einen Transistor (T1), der an den Anschlussklemmen eines ersten Widerstands (R1) der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) angeschlossen ist, und galvanische Trennungsmittel (U1), die zwischen der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) und dem Mikrokontroller (11) angerordnet sind und einen Optokoppler (U1) aufweisen, der zwischen dem Transistor (T1) und dem Mikrokontroller (11) geschaltet ist, wobei der Mikrokontroller (11) mit dem Ausgang des Optokopplers (U1) verbunden ist.
  6. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Widerstand (R1) der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) zwischen der Basis (B) und dem Emitter (E) des Transistors (T1) geschaltet ist, wobei der Kollektor (C) des Transistors (T1) in Reihe mit der Emitter-Diode (12) des Optokopplers (U1) geschaltet ist.
  7. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Optokoppler (U1) eine Emitter-Diode (12), die aus einer Leuchtdiode gebildet ist, und einen Ausgangstransistor (13) aufweist.
  8. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lawinen-Durchbruchspannung (Vz) der Zener-Diode (D1) geringer als Ueff × 2
    Figure imgb0011
     ist, wobei Ueff gleich dem Effektivwert der zu messenden Versorgungsspannung (U1(t)) ist.
  9. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (u1)t)) der Messvorrichtung (10A) die von dem Mikrokontroller (11) detektierte Spannung (u1(t)) ist, wobei diese Spannung (u1(t)) null ist, wenn die gleichgerichtete Sinusspannung (U1(t)) am Eingang der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) größer als die Lawinen-Durchbruchspannung (Vz) der Zener-Diode (D1) ist und gleich einem vorbestimmten Wert ungleich null ist, wenn die gleichgerichtete Sinusspannung (U1 (t)) am Eingang der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) geringer als die Lawinen-Durchbruchspannung (Vz) der Zener-Diode (D1) ist.
  10. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrokontroller (11) Rechenmittel zum Berechnen des Effektivwerts (Ueff) der zu messenden Versorgungsspannung (U1(t)) ausgehend von Parametern des Ausgangssignals aufweist, wobei die Parameter die vorbestimmte Periode (T0) und ein Zeitintervall (Δt) ist, das der Zeitdauer entspricht, während der die gleichgerichtete Sinusspannung (U1(t)) am Eingang der Spannungsteilerbrücke (R1, R2) größer als die Lawinen-Durchbruchspannung (Vz) der Zener-Diode (D1) während der vorbestimmten Periode (T0) ist.
  11. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Messvorrichtung (32) zum Messen des Stroms aufweist, die jeder elektrischen Last (C1 bis C6) zugeordnet und dazu geeignet ist, den der entsprechenden elektrischen Last (C1 bis C6) gelieferten Strom zu messen.
  12. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es eine galvanische Trennungsvorrichtung (33) zwischen dem Mikrokontroller (11) und jeder elektronischen Schaltung aufweist, die mit dem Mikrokontroller (11) verbunden ist und über die erste Versorgungsspannung (U1(t)) versorgt wird.
  13. System zum Steuern von elektrischen Lasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine zweite Messvorrichtung (10B) zum Messen von zumindest einer zweiten Versorgungsspannung (U2(t)) bezüglich eines Referenzpotentials (UREF2) aufweist, das ähnlich wie das dem Mikrokontroller (11) zugeordnete Referenzpotential ist.
  14. Elektrisches Haushaltsgerät, das zumindest zwei Phasen eines Stromversorgungsnetzes aufnimmt und eine Einheit von elektrischen Lasten (C1 bis C6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein System zum Steuern von elektrischen Lasten (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
EP14169171.7A 2013-05-23 2014-05-20 Kontrollsystem elektrischer Ladungen, das mindestens zwei Phasen eines elektrischen Verteilungsnetzes aufnimmt Active EP2806328B1 (de)

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