EP4215021A1 - Induktionsgargerätevorrichtung - Google Patents

Induktionsgargerätevorrichtung

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Publication number
EP4215021A1
EP4215021A1 EP21773585.1A EP21773585A EP4215021A1 EP 4215021 A1 EP4215021 A1 EP 4215021A1 EP 21773585 A EP21773585 A EP 21773585A EP 4215021 A1 EP4215021 A1 EP 4215021A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
filter unit
power supply
induction cooking
power
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21773585.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carlos CALVO MESTRE
Jorge ESPAÑOL LEZA
Guillermo Lazaro Amatriain
Guillermo MARTINEZ MARTINEZ
Antonio Muñoz Fumanal
Jorge Tesa Betes
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 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 Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP4215021A1 publication Critical patent/EP4215021A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices

Definitions

  • the invention relates to an induction cooking device according to the preamble of claim 1.
  • a cooking appliance device with a main filter and a secondary filter is already known from the prior art, with the main filter filtering only one power unit and the secondary filter being permanently connected to a power supply unit.
  • a cooking appliance device with a main filter for filtering a power unit and with a secondary filter for filtering a power supply unit is already known from the prior art, with the power unit being filtered in addition to the power unit by the main filter in one operating mode of the power unit.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved properties in terms of efficiency.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claim 1, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • the invention is based on an induction cooking appliance device, in particular an induction hob device, with at least one power unit which is intended to supply at least one induction heating unit with electricity in an operating state, with a power supply unit which is intended for supplying energy to at least one further unit in the operating state with a main filter unit for filtering the power unit and with a secondary filter unit for filtering the power unit.
  • the main filter unit and the secondary filter unit are designed at least partially in one piece and share at least one common filter unit for filtering the power supply unit in an inactive mode of the power unit.
  • a particularly efficient induction cooking appliance device can advantageously be provided by such a configuration. If the main filter unit and the sub-filter terü share at least one common filter unit for filtering the power supply unit in the inactive mode of the power unit, a required filter power of the secondary filter unit to comply with standards relating to electromagnetic compatibility can advantageously be reduced. As a result, a number of components of the secondary filter unit can advantageously be reduced and cost efficiency can be increased. In particular, an additional capacitor that would otherwise be required in the secondary filter unit can advantageously be dispensed with, since this can be part of the common filter unit, as a result of which a discharge unit for discharging this capacitor can also advantageously be dispensed with and the cost efficiency can be further improved. In addition, an installation space can advantageously be used particularly efficiently and a particularly compact design can thus be achieved. Furthermore, a structural arrangement can advantageously be improved. Furthermore, an energy consumption of the power supply unit in the inactive mode can advantageously be reduced.
  • An “induction cooking device device”, in particular an “induction oven device”, should be understood to mean at least a part, in particular a subassembly, of an induction cooking device.
  • An induction cooking appliance having the induction cooking appliance device could be embodied, for example, as an induction oven or as an induction grill.
  • the induction cooking appliance device could be an induction oven device or an induction grill device.
  • An induction cooking appliance having the induction cooking appliance device is preferably designed as an induction hob.
  • the induction cooking appliance device is preferably an induction hob device.
  • the induction cooking appliance device preferably has the at least one induction heating unit.
  • the induction heating unit is part of the induction cooking appliance having the induction cooking appliance device.
  • the induction heating unit is preferably provided for the purpose of supplying energy to at least one cooking utensil and/or a cooking chamber in at least one operating state by means of an alternating electromagnetic field for the purpose of heating.
  • the power unit In the operating state, the power unit preferably carries out a frequency conversion and in particular converts a low-frequency AC voltage on the input side into a high-frequency AC voltage on the output side.
  • the low-frequency AC voltage preferably has a frequency of at most 100 Hz.
  • the high-frequency AC voltage has a frequency of at least 1000 Hz.
  • the power unit is preferably provided for setting the electrical power of the induction heating unit at least by setting the high-frequency AC voltage.
  • the power unit preferably comprises at least one rectifier.
  • the power unit preferably has at least one heating frequency element, which is designed in particular as an inverter.
  • the heating frequency element preferably generates an oscillating electric current for operating the induction heating unit, preferably with a frequency of at least 15 kHz, in particular at least 17 kHz and advantageously at least 20 kHz.
  • the inverter comprises at least two insulated-gate bipolar transistors and particularly advantageously at least one snubber capacitor.
  • the power supply unit is preferably designed as an electrical and/or electronic unit which is intended to supply at least one further unit with electrical energy which, in particular, requires a voltage other than that provided by a power supply network.
  • the power supply unit In the operating state and/or in the inactive mode, the power supply unit preferably provides at least one DC voltage at at least one output of the power supply unit.
  • the power supply unit preferably has at least two, in particular at least three and advantageously a plurality of outputs at which, in particular, different electrical voltages, preferably DC voltages, can be tapped.
  • the power supply unit is preferably used to supply energy to at least one control unit and/or at least one driver unit of the power unit and/or an operator interface and/or at least one measuring unit, in particular a temperature and/or voltage and/or current measuring unit, and/or at least one Cooling fan provided.
  • the control unit is preferably embodied as an electronic unit which comprises a computing unit and, in particular, in addition to the computing unit, a memory unit with a control program stored therein.
  • the control unit is preferably provided at least to control and/or regulate at least the power unit with the aid of control signals.
  • the control unit preferably controls the power unit, in particular the inverter of the power unit.
  • An “inactive mode” should be understood to mean a mode in which an electrical supply to the power unit, in particular an electrical connection between the power supply network and the power unit, is interrupted. In the inactive mode, at least the power supply unit and particularly preferably only the power supply unit is electrically connected to the power supply network. In the inactive mode, in particular, an electrical connection between the power supply network and the power unit is disconnected and/or interrupted.
  • the main filter unit preferably has at least one filter element which, in at least one operating mode, assumes at least one filter function, preferably a low-pass filter function for minimizing high-frequency noise.
  • the main filter unit preferably has at least one fuse, which opens a circuit in the event of a short circuit.
  • the main filter unit preferably has at least one capacitor, preferably a class X2 capacitor, which is intended to reduce electromagnetic interference.
  • the main filter unit preferably has at least one discharge unit, which discharges the X2 capacitor in the inactive mode.
  • the main filter unit preferably assumes an overvoltage protection function, in particular by means of at least one varistor of the main filter.
  • the main filter comprises in particular at least one choke, in particular a current-compensated choke, and/or at least one capacitor and/or at least one varistor, in particular at least the varistor.
  • the main filter is provided for filtering the power unit and/or power supply unit. In the operating state outside of the idle mode, the main filter unit preferably filters the power unit and the power supply unit.
  • the secondary filter unit preferably has at least one filter element which, at least in the inactive mode, assumes at least one filter function, in particular for reducing electromagnetic interference which can be caused by the power supply network and/or the power supply unit.
  • the secondary filter unit has a significantly lower power consumption in the inactive mode than the main filter in the operating state.
  • the secondary filter in the inactive mode, could advantageously consume a maximum of 200 mW of power of at most 150 mW, particularly advantageously of at most 100 mW and preferably of at most 50 mW.
  • the main filter unit could have a power consumption of 5 W to 10 W, for example.
  • the main filter unit and the secondary filter unit are preferably formed at least partially in one piece with one another in such a way that at least one element of the main filter unit and at least one element of the secondary filter unit are electrically conductively connected to one another at least in the inactive mode, preferably permanently, via at least one connection.
  • the common filter unit preferably comprises at least one filter element, preferably at least one main filter coil, which is assigned to the main filter unit in at least one operating mode of the power unit that differs from the inactive mode and which is electrically conductively connected to the secondary filter unit at least in the inactive mode.
  • Provided is intended to mean specifically designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the induction cooking appliance device has a switching element which is electrically upstream of the main filter unit and is provided for switching the power unit on and off.
  • a switching element which is electrically upstream of the main filter unit and is provided for switching the power unit on and off.
  • Such a configuration can advantageously further improve efficiency. If the switching element is electrically upstream of the main filter unit, capacitors of the main filter unit are advantageously not exposed to any transient processes in the power supply network, such as transient compensating currents and/or compensating voltages, during the inactive mode, which advantageously extends the service life of the capacitors and thus a particularly long-lasting and reliable one Induction cooking device can be provided. Furthermore, overvoltage protection can advantageously be simplified and/or improved if the switching element is electrically upstream of the main filter unit.
  • the switching element can be designed as a mechanical or as an electromechanical switching element, in particular as a relay.
  • the switching element could be designed as a semiconductor switching element, for example as a transistor or the like.
  • the induction cooking appliance device has a first conductor connection, which is provided for connection to a conductor of a power supply network, with the switching element being arranged between the main filter unit and the first conductor connection.
  • a first conductor connection is preferably designed as an outer conductor connection and is intended for connection to an outer conductor of a power supply network.
  • the induction cooking appliance device has a second conductor connection, which is provided for a connection to a neutral conductor of a power supply network, the common filter unit being able to be connected to the power supply network via the second conductor connection.
  • the second conductor connection is preferably designed as a neutral conductor connection and is intended for connection to a neutral conductor of a power supply network.
  • the second conductor connection could be in the form of a further outer conductor connection and be provided for connection to a further outer conductor of a power supply network.
  • an impedance of the secondary filter unit is variable depending on a switch position of the switching element. As a result, interference signals can advantageously be reduced in a particularly reliable manner.
  • the secondary filter unit when the switch position of the switching element is in the closed position, the secondary filter unit has a greater impedance, in particular a greater input impedance and/or output impedance, than the main filter unit.
  • a greater impedance in particular a greater input impedance and/or output impedance
  • the main filter unit can be bypassed and high-frequency interference signals can penetrate can be prevented effectively and with simple technical means via the secondary filter unit in the power supply network. Due to capacitive and/or inductive filter elements of the main filter unit, the impedance of the main filter unit changes with the frequency of a signal present at the main filter unit.
  • the main filter unit preferably has a low impedance for low-frequency signals, in particular for low-frequency AC voltages and/or AC currents, which are provided by a power supply network, usually at a frequency of 50 Hz or 60 Hz, and for high-frequency signals, in particular for high-frequency interference signals a frequency of at least 9 kHz, has an increased impedance, so that the introduction of high-frequency interference signals into the power supply network is prevented.
  • the secondary filter unit preferably has both for low-frequency signals and for high-frequency signals has a greater impedance, in particular a greater input impedance and/or output impedance, than the main filter unit for all high-frequency interference signals which can occur in the operating state of the power unit.
  • the secondary filter unit has a non-linear electronic component, which is provided to enable the power supply unit to be connected to a power supply network via the secondary filter unit in the inactive mode.
  • the power supply unit can advantageously be supplied with energy in the inactive mode using simple technical means.
  • the non-linear electronic component is preferably connected in an electrically conductive manner to the external conductor connection and is intended to enable the power supply unit to be connected to an external conductor of the power supply network in the inactive mode.
  • the non-linear electronic component preferably has a forward voltage characteristic or a forward current characteristic, which is such that a forward voltage or a forward current is caused by a voltage drop across the non-linear electronic component in the inactive mode or by a voltage drop across the non-linear electronic component in the inactive mode Current applied to the component is exceeded, so that a current flow from the outer conductor connection via the non-linear electronic niche component to the power supply unit is enabled.
  • the forward voltage characteristic or the forward current characteristic of the non-linear electronic component is preferably selected in such a way that a current flow through the secondary filter unit in the operating state of the power unit is prevented and, in particular, the non-linear component is prevented from opening by short-term voltage and/or current peaks, which are caused in particular by high-frequency interference signals can be prevented.
  • This can advantageously prevent the main filter unit from being bypassed and interference signals from penetrating into the power supply network via the secondary filter unit.
  • the secondary filter unit to have at least one further non-linear electronic component which interacts with the non-linear electronic component in order to enable the power supply unit to be connected to the power supply network via the secondary filter unit.
  • the non-linear electronic component is in the form of a suppressor diode.
  • Such a configuration can advantageously enable the power supply unit to be connected to the power supply network via the secondary filter unit particularly quickly and/or reliably in the inactive mode.
  • the main filter unit can advantageously be bypassed by interference signals via the secondary filter unit, both for interference signals caused by the device, i.e. interference signals which are caused by the power unit and/or the power supply unit, and for interference signals caused by the network, using particularly simple technical means if the non-linear electronic component is designed as a suppressor diode.
  • the non-linear electronic component could be designed as a voltage-controlled triac and/or as a current-controlled triac.
  • the non-linear component is designed as a diac and/or as a varistor and/or as a zener diode and/or as a voltage clamp and/or as another non-linear electronic component that appears sensible to a person skilled in the art .
  • the secondary filter unit has at least one filter coil.
  • filtering of the power supply unit in the inactive mode can advantageously be achieved with particularly simple technical means.
  • the secondary filter unit could have a plurality of filter coils connected in parallel and/or in series with one another.
  • the secondary filter unit exactly one filter coil.
  • the secondary filter unit has an electrical resistance which is arranged in series with the filter coil and is provided for limiting the inrush current.
  • Such a configuration can advantageously provide effective protection against damage to the filter coil due to excessive inrush currents.
  • a particularly cost-effective inrush current limitation can advantageously be made possible.
  • the secondary filter unit it would be conceivable for the secondary filter unit to have a thermistor (NTC resistor) which is arranged in series with the filter coil and is provided for limiting the inrush current.
  • NTC resistor thermistor
  • the secondary filter unit has a protective element which is arranged parallel to the filter coil and is provided to protect the filter coil from overvoltages.
  • a protective element which is arranged parallel to the filter coil and is provided to protect the filter coil from overvoltages.
  • the protective element could, without being limited to this, be designed as a suppressor diode and/or as a protective diode and/or as a protective capacitor. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the protective element be designed as a varistor. As a result, particularly effective overvoltage protection for the filter coil can advantageously be ensured, in particular even in the case of high overvoltages.
  • the invention also relates to an induction cooking appliance, in particular an induction hob, with an induction cooking appliance according to one of the configurations described above.
  • an induction cooking device is characterized in particular by the aforementioned advantageous properties of the induction cooking device.
  • a particularly cost-effective induction cooking appliance can be provided which at the same time has particularly reliable properties with regard to electromagnetic compatibility.
  • the induction cooking device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the induction cooking Apparatus for fulfilling a function described herein have a number of individual elements, components and units that differs from a number mentioned herein.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the induction cooking appliance device with a power unit, a power supply unit, a main filter unit and a secondary filter unit,
  • FIG. 3 shows a schematic electrical circuit diagram of the induction cooking appliance device
  • FIG. 4 shows a schematic electrical circuit diagram of the induction cooking appliance device in an inactive mode of the power unit
  • FIG. 5 shows a schematic electrical circuit diagram of the induction cooking appliance device in an operating state of the power unit.
  • FIG. 1 shows an induction cooking appliance 40.
  • the induction cooking appliance 40 is designed as an induction hob.
  • the induction cooking device 40 has a mounting plate 42 .
  • the induction cooking appliance 40 has an induction cooking appliance device 10 .
  • the induction cooking device 10 has an induction heating unit 14 .
  • the induction heating unit 14 is provided for heating at least one set of cookware (not shown) on the mounting plate 42 of the induction cooking device 40 .
  • the induction cooking appliance device 10 has at least one further unit 18 .
  • the further unit 18 is embodied as an operator interface 44 .
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of the induction cooking device 10.
  • the induction cooking device 10 has a power unit 12 .
  • the power unit 12 When the induction cooking appliance 10 is in an operating state, the power unit 12 is provided to supply at least the induction heating unit 14 with electricity.
  • the power unit 12 has at least one inverter (not shown) which, when the power unit 12 is in an operating state, converts a low-frequency AC voltage provided by a power supply network 46 into a high-frequency AC voltage.
  • the induction cooking appliance device 10 has a power supply unit 16 .
  • the power supply unit 16 is provided for supplying energy to at least the further unit 18 .
  • the induction cooking device 10 has a main filter unit 20 .
  • the main filter unit 20 is provided for filtering the power unit 12 in the operating state.
  • the main filter unit 20 filters the power unit 12 and the power supply unit 16 in the operating state.
  • the induction cooking device 10 has a secondary filter unit 22 .
  • the secondary filter unit 22 is provided for filtering the power supply unit 16 at least when the power unit 12 is in an inactive mode.
  • the induction cooking appliance device 10 has a switching element 26 .
  • the switching element 26 is electrically upstream of the main filter unit 20 .
  • the switching element 26 is provided for switching the power unit 12 on and off.
  • FIG. 3 shows a schematic electrical circuit diagram of the induction cooking device 10.
  • the induction cooking device 10 has a first conductor connection 28.
  • the first conductor connection 28 is provided for connection to a conductor (not shown) of the power supply network 46 (cf. FIG. 2).
  • the first conductor connection 28 is designed as an outer conductor connection and is intended for a connection to an outer conductor (not shown) of the power supply network 46 .
  • the switching element 26 is arranged between the main filter unit 20 and the first conductor connection 28 .
  • the induction cooking appliance device 10 has a second conductor connection 30 .
  • the second conductor connection 30 is provided for a connection to a further conductor (not shown) of the power supply network 46 .
  • the second conductor connection 30 is designed as a neutral conductor connection and is intended for a connection to a neutral conductor (not shown) of the power supply network 46 .
  • the second conductor connection 30 could also be in the form of a further outer conductor connection and be provided for a connection to a further outer conductor (not shown) of the power supply network 46 .
  • Figure 4 shows a schematic electrical circuit diagram to show the induction cooking device 10 in the inactive mode of the power unit 12.
  • the switching element 26 is open.
  • the main filter unit 20 and the secondary filter unit 22 are formed at least partially in one piece.
  • the main filter unit 20 and the secondary filter unit 22 share at least one common filter unit 24.
  • the common filter unit 24 comprises a main filter coil 52 and a further main filter coil 54.
  • the common filter unit 24 is connected to the power supply network 46 via the second conductor connection 30 (see FIG. 2) can be connected.
  • the secondary filter unit 22 has a non-linear electronic component 32 .
  • the non-linear electronic component 32 is intended to enable the power supply unit 16 to be connected to the power supply network 46 via the secondary filter unit 22 in the inactive mode.
  • the non-linear electronic component 32 is embodied as a suppressor diode 48 .
  • the power supply unit 16 can be connected to the further conductor (not shown) of the power supply network 46 via the common filter unit 24 by means of the second conductor connection 30 .
  • the power supply unit 16 can be connected to the conductor (not shown) of the power supply network 46 via the secondary filter unit 22 by means of the first conductor connection 28 .
  • the secondary filter unit 16 is connected to the first conductor connection 28 via a connection point 62 .
  • the connection point 62 is electrically upstream of the switching element 26 .
  • the secondary filter unit 22 of the induction cooking device 10 has a filter coil 34 .
  • the filter coil 34 is provided for filtering the power supply unit 16 in the inactive mode.
  • the secondary filter unit 22 has an electrical resistance 36 .
  • the electrical resistor 36 is arranged in series with the filter coil 34 .
  • the electrical resistor 36 is provided to limit the inrush current to protect the filter coil 34 from damage caused by excessive inrush currents.
  • the secondary filter unit 22 has a protective element 38 .
  • the protective element is arranged parallel to the filter coil 34 .
  • the protective element 38 is provided to protect the filter coil 34 against overvoltages.
  • the protective element 38 is designed as a varistor 50 .
  • the protective element 38 designed as a varistor 50 enables the filter unit to be protected even in the event of high overvoltages.
  • Figure 5 shows a schematic electrical circuit diagram of the induction cooking device 10 to show the operating state of the power unit 12.
  • the switching element 26 is closed and the power unit 12 is connected to the power supply network 46 via the main filter unit 20 by means of the first conductor connection 28 and the second conductor connection 30 .
  • the power supply unit 16 is connected to the power supply network 46 via the main filter unit 20 by means of the first conductor connection 28 and the second conductor connection 30 .
  • the power supply unit 16 is connected to the first conductor connection 28 via a further connection point 64 which is electrically downstream of the main filter unit 20 .
  • a current flow from the first conductor connection 28 to the power supply unit via a diode 68 and a further diode 74 is enabled.
  • the Power supply unit 16 is connected to the second conductor connection 30 via a further connection point 66 which is electrically downstream of the main filter unit 20 .
  • current can flow from the second conductor connection 30 to the power supply unit 16 via a further diode 70 .
  • a further diode 72 prevents a current flow in the direction of the secondary filter unit 22 in the operating state.
  • the power supply unit 16 is thus filtered via the main filter 20 in the operating state of the power unit 12 .
  • the main filter unit 20 has the main filter coil 52 and the further main filter coil 54 and two further main filter coils 58, 60 for filtering the power unit 12 and the power supply unit 16 in the operating state.
  • the main filter unit 20 has an X2 capacitor 76 and two further X2 capacitors 78, 80 for filtering the power unit 12 and the power supply unit 16 in the operating state.
  • the main filter unit 20 provides a significantly increased filter performance compared to the secondary filter unit 22 .
  • the secondary filter unit 22 has an impedance which is variable depending on a switch position of the switching element 26 .
  • the secondary filter unit 22 has a greater impedance, in particular a greater input impedance and/or output impedance, than the main filter unit 20.
  • the impedance of the main filter unit 20 is frequency-dependent. For signals with a low frequency, in particular for signals from the power supply unit 46 with a mains frequency of typically 50 Hz or 60 Hz, the main filter unit represents a low impedance.
  • the main filter unit 20 has an increased impedance.
  • the impedance of the secondary filter unit 16 is designed such that it also has a higher impedance than the main filter unit 20 for high-frequency interference signals 56, so that these are filtered by the main filter unit 20 when the power unit 12 is in the operating state and a short circuit of the main filter unit 20 via the secondary filter unit 22 is prevented.
  • connection point further connection point diode further diode further diode further diode further diode X2-capacitor further X2-capacitor further X2-capacitor

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsgargerätevorrichtung (10), insbesondere von einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Leistungseinheit (12), welche dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand zumindest eine Induktionsheizeinheit (14) mit Strom zu versorgen, mit einer Stromversorgungseinheit (16), welche in dem Betriebs- zustand zu einer Energieversorgung von zumindest einer weiteren Einheit (18) vorgesehen ist, mit einer Hauptfiltereinheit (20) zur Filterung der Leistungseinheit (12) und mit einer Nebenfiltereinheit (22) zur Filterung der Stromversorgungseinheit (16). Um eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen wird vorgeschlagen, dass die Hauptfiltereinheit (20) und die Nebenfiltereinheit (22) zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind und zu einer Filterung der Stromversorgungseinheit (16) in einem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit (12) zumindest eine gemeinsame Filtereinheit (24) teilen.

Description

Induktionsgargerätevorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Induktionsgargerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Gargerätevorrichtung mit einem Hauptfilter und einem Nebenfilter bekannt, wobei der Hauptfilter lediglich eine Leistungseinheit filtert und der Nebenfilter fest mit einer Stromversorgungseinheit verbunden ist. Zudem ist aus dem Stand der Technik bereits eine Gargerätevorrichtung mit einem Hauptfilter zum Filtern einer Leistungseinheit und mit einem Nebenfilter zum Filtern einer Stromversorgungseinheit bekannt, wobei in einem Betriebsmodus der Leistungseinheit die Stromversorgungseinheit zusätzlich zu der Leistungseinheit durch den Hauptfilter gefiltert wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Induktionsgargerätevorrichtung, insbesondere einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Leistungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand zumindest eine Induktionsheizeinheit mit Strom zu versorgen, mit einer Stromversorgungseinheit, welche in dem Betriebszustand zu einer Energieversorgung von zumindest einer weiteren Einheit vorgesehen ist, mit einer Hauptfiltereinheit zur Filterung der Leistungseinheit und mit einer Nebenfiltereinheit zur Filterung der Stromversorgungseinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Hauptfiltereinheit und die Nebenfiltereinheit zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind und zu einer Filterung der Stromversorgungseinheit in einem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit zumindest eine gemeinsame Filtereinheit teilen.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine besonders effiziente Induktionsgargerätevorrichtung bereitgestellt werden. Wenn die Hauptfiltereinheit und die Nebenfil- tereinheit in dem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit zumindest eine gemeinsame Filtereinheit zur Filterung der Stromversorgungseinheit teilen, kann vorteilhaft eine erforderliche Filterleistung der Nebenfiltereinheit zur Einhaltung von Normen bezüglich einer elektromagnetischen Verträglichkeit reduziert werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Anzahl von Komponenten der Nebenfiltereinheit reduziert und eine Kosteneffizienz gesteigert werden. Insbesondere kann vorteilhaft auf einen ansonsten erforderlichen zusätzlichen Kondensator in der Nebenfiltereinheit verzichtet werden, da dieser Teil der gemeinsamen Filtereinheit sein kann, wodurch zudem vorteilhaft auf eine Entladeeinheit zur Entladung dieses Kondensators verzichtet und die Kosteneffizienz weiter verbessert werden kann. Zudem kann vorteilhaft ein Bauraum besonders effizient genutzt werden und somit eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden. Ferner kann vorteilhaft eine bauliche Anordnung verbessert werden. Weiterhin kann vorteilhaft ein Energieverbrauch der Stromversorgungseinheit in dem Inaktiv-Modus reduziert werden.
Unter einer „Induktionsgargerätevorrichtung“, insbesondere unter einer „Induktionsofenvorrichtung“, soll zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Induktionsgargeräts verstanden werden. Ein die Induktionsgargerätevorrichtung aufweisendes Induktionsgargerät könnte beispielsweise als ein Induktionsofen oder als ein Induktionsgrill ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Induktionsgargerätevorrichtung eine Induktionsofenvorrichtung oder eine Induktionsgrillvorrichtung sein. Vorzugsweise ist ein die Induktionsgargerätevorrichtung aufweisendes Induktionsgargerät als ein Induktionskochfeld ausgebildet. Vorzugsweise ist die Induktionsgargerätevorrichtung eine Induktionskochfeldvorrichtung.
Vorzugsweise weist die Induktionsgargerätevorrichtung die zumindest eine Induktionsheizeinheit auf. Alternativ ist denkbar, dass die Induktionsheizeinheit Teil des die Induktionsgargerätevorrichtung aufweisenden Induktionsgargeräts ist. Vorzugsweise ist die Induktionsheizeinheit dazu vorgesehen, in wenigstens einem Betriebszustand zumindest einem Gargeschirr und/oder einem Garraum Energie mittels eines elektromagnetischen Wechselfelds zum Zweck einer Beheizung zuzuführen.
Vorzugsweise führt die Leistungseinheit in dem Betriebszustand eine Frequenzwandlung durch und wandelt insbesondere eine eingangsseitige niederfrequente Wechselspannung in eine ausgangsseitige hochfrequente Wechselspannung um. Vorzugsweise weist die niederfrequente Wechselspannung eine Frequenz von höchstens 100 Hz auf. Vorzugs- weise weist die hochfrequente Wechselspannung eine Frequenz von mindestens 1000 Hz auf. Vorzugsweise ist die Leistungseinheit dazu vorgesehen, die Einstellung der elektrischen Leistung der Induktionsheizeinheit zumindest durch Einstellung der hochfrequenten Wechselspannung vorzunehmen. Vorzugsweise umfasst die Leistungseinheit zumindest einen Gleichrichter. Vorzugsweise weist die Leistungseinheit zumindest ein Heizfrequenzelement auf, welches insbesondere als Wechselrichter ausgebildet ist. Vorzugsweise erzeugt das Heizfrequenzelement zu einem Betrieb der Induktionsheizeinheit einen oszillierenden elektrischen Strom, vorzugsweise mit einer Frequenz von zumindest 15 kHz, insbesondere von wenigstens 17 kHz und vorteilhaft von mindestens 20 kHz. Vorzugsweise umfasst der Wechselrichter zumindest zwei Bipolartransistoren mit isolierter Gate- Elektrode und besonders vorteilhaft zumindest einen Dämpfungskondensator.
Vorzugsweise ist die Stromversorgungseinheit als eine elektrische und/oder elektronische Einheit ausgebildet, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine weitere Einheit mit elektrischer Energie zu versorgen, welche insbesondere eine andere als eine von einem Stromversorgungsnetz bereitgestellte Spannung benötigt. Vorzugsweise stellt die Stromversorgungseinheit in dem Betriebszustand und/oder in dem Inaktiv-Modus an zumindest einem Ausgang der Stromversorgungseinheit zumindest eine Gleichspannung bereit. Vorzugsweise weist die Stromversorgungseinheit zumindest zwei, insbesondere zumindest drei und vorteilhaft mehrere Ausgänge auf, an denen, insbesondere unterschiedliche, elektrische Spannungen, vorzugsweise Gleichspannungen, abgreifbar sind. Vorzugsweise ist die Stromversorgungseinheit zu einer Energieversorgung von zumindest einer Steuereinheit und/oder wenigstens einer Treibereinheit der Leistungseinheit und/oder einer Bedienerschnittstelle und/oder zumindest einer Messeinheit, insbesondere einer Temperatur- und/oder Spannungs- und/oder Strommesseinheit, und/oder zumindest eines Kühllüfters vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit als eine elektronische Einheit ausgebildet, welche eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuerprogramm umfasst. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zumindest dazu vorgesehen, zumindest die Leistungseinheit mit Hilfe von Steuersignalen zu steuern und/oder zu regeln.
Vorzugsweise steuert die Steuereinheit in dem Betriebszustand die Leistungseinheit, insbesondere den Wechselrichter der Leistungseinheit. Vorzugsweise ist die Leistungsein- heit und/oder die Stromversorgungseinheit in dem Betriebszustand an das Stromversorgungsnetz angeschlossen. Unter einem „Inaktiv-Modus“ soll ein Modus verstanden werden, in welchem eine elektrische Versorgung zu der Leistungseinheit, insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromversorgungsnetz und der Leistungseinheit, unterbrochen ist. Vorzugsweise ist in dem Inaktiv-Modus zumindest die Stromversorgungseinheit und besonders bevorzugt ausschließlich die Stromversorgungseinheit mit dem Stromversorgungsnetz elektrisch verbunden. In dem Inaktiv-Modus ist insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromversorgungsnetz und der Leistungseinheit getrennt und/oder unterbrochen.
Vorzugsweise weist die Hauptfiltereinheit zumindest ein Filterelement auf, welches in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest eine Filterfunktion, vorzugsweise eine Tiefpass- Filterfunktion zur Minimierung von hochfrequentem Rauschen, übernimmt. Vorzugsweise weist die Hauptfiltereinheit zumindest eine Sicherung auf, welche bei einem Kurzschluss einen Schaltkreis öffnet. Vorzugsweise weist die Hauptfiltereinheit zumindest einen Kondensator, bevorzugt einen Kondensator der Klasse X2, auf, welcher dazu vorgesehen ist, elektromagnetische Störungen herabzusetzen. Vorzugsweise weist die Hauptfiltereinheit zumindest eine Entladeeinheit auf, welche in dem Inaktiv-Modus den X2-Kondensator entlädt. Die Hauptfiltereinheit übernimmt vorzugsweise eine Überspannungsschutzfunktion, und zwar insbesondere mittels zumindest eines Varistors des Hauptfilters. Der Hauptfilter umfasst insbesondere zumindest eine Drossel, insbesondere eine stromkompensierte Drossel, und/oder zumindest einen Kondensator und/oder zumindest einen Varistor, insbesondere zumindest den Varistor. Insbesondere ist der Hauptfilter dazu vorgesehen, eine Filterung der Leistungseinheit und/oder Stromversorgungseinheit vorzunehmen. Vorzugsweise filtert die Hauptfiltereinheit in dem Betriebszustand außerhalb des Inaktiv- Modus die Leistungseinheit und die Stromversorgungseinheit.
Vorzugsweise weist die Nebenfiltereinheit zumindest ein Filterelement auf, welches wenigstens in dem Inaktiv-Modus zumindest eine Filterfunktion, insbesondere zur Reduktion von elektromagnetischen Störungen, welche durch das Stromversorgungsnetz und/oder die Stromversorgungseinheit hervorgerufen sein können, übernimmt. Vorzugsweise weist die Nebenfiltereinheit in dem Inaktiv-Modus einen wesentlich geringeren Leistungsverbrauch als der Hauptfilter in dem Betriebszustand auf. Beispielsweise könnte der Nebenfilter in dem Inaktiv-Modus einen Leistungsverbrauch von maximal 200 mW, vorteilhaft von höchstens 150 mW, besonders vorteilhaft von maximal 100 mW und vorzugsweise von höchstens 50 mW aufweisen. Die Hauptfiltereinheit könnte in dem Betriebszustand beispielsweise einen Leistungsverbrauch von 5 W bis 10 W aufweisen.
Vorzugsweise sind die Hauptfiltereinheit und die Nebenfiltereinheit miteinander derart zumindest teilweise einstückig ausgebildet, dass zumindest ein Element der Hauptfiltereinheit und zumindest ein Element der Nebenfiltereinheit, zumindest in dem Inaktiv- Modus, vorzugsweise permanent, über zumindest eine Verbindung elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Vorzugsweise umfasst die gemeinsame Filtereinheit zumindest ein Filterelement, vorzugsweise zumindest eine Hauptfilterspule, welches in zumindest einem von dem Inaktiv-Modus verschiedenen Betriebsmodus der Leistungseinheit der Hauptfiltereinheit zugeordnet ist und welches zumindest in dem Inaktiv-Modus mit der Nebenfiltereinheit elektrisch leitend verbunden ist.
Unter „vorgesehen“ soll speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsgargerätevorrichtung ein Schaltelement aufweist, welches der Hauptfiltereinheit elektrisch vorgelagert und zu einem Ein- und Ausschalten der Leistungseinheit vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Effizienz weiter verbessert werden. Wenn das Schaltelement der Hauptfiltereinheit elektrisch vorgelagert ist, sind Kondensatoren der Hauptfiltereinheit während des Inaktiv-Modus vorteilhaft keinen transienten Vorgängen des Stromversorgungsnetzes, wie beispielsweise transienten Ausgleichsströmen und/oder Ausgleichsspannungen, ausgesetzt, wodurch vorteilhaft eine Lebensdauer der Kondensatoren verlängert und somit eine besonders langlebige und zuverlässige Induktionsgargerätevorrichtung bereitgestellt werden kann. Ferner kann vorteilhaft ein Überspannungsschutz vereinfacht und/oder verbessert werden, wenn das Schaltelement der Hauptfiltereinheit elektrisch vorgelagert ist. Das Schaltelement kann als ein mechanisches oder als ein elektromechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Relais, ausgebildet sein. Zudem könnte das Schaltelement als ein Halbleiterschaltelement, beispielsweise als ein Transistor oder dergleichen, ausgebildet sein. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Induktionsgargerätevorrichtung einen ersten Leiteranschluss aufweist, welcher zu einer Verbindung mit einem Leiter eines Stromversorgungsnetzes vorgesehen ist, wobei das Schaltelement zwischen der Hauptfiltereinheit und dem ersten Leiteranschluss angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Schaltungsanordnung vereinfacht werden. Insbesondere kann mittels des Schaltelements vorteilhaft zugleich die Leistungseinheit eingeschaltet beziehungsweise ausgeschaltet und der Teil der Hauptfiltereinheit, welcher nicht Teil der gemeinsamen Filtereinheit ist, aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden. Vorzugsweise ist der erste Leiteranschluss als ein Außenleiteranschluss ausgebildet und zu einer Verbindung mit einem Außenleiter eines Stromversorgungsnetzes vorgesehen.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Induktionsgargerätevorrichtung einen zweiten Leiteranschluss aufweist, welcher zu einer Verbindung mit einem Neutralleiter eines Stromversorgungsnetzes vorgesehen ist, wobei die gemeinsame Filtereinheit über den zweiten Leiteranschluss mit dem Stromversorgungsnetz verbindbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Filterung der Stromversorgungseinheit in dem Inaktiv-Modus durch die gemeinsame Filtereinheit mit einfachen technischen Mitteln ermöglicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Anordnung der gemeinsamen Filtereinheit verbessert werden. Vorzugsweise ist der zweite Leiteranschluss als ein Neutralleiteranschluss ausgebildet und zu einem Anschluss an einen Neutralleiter eines Stromversorgungsnetzes vorgesehen. Alternativ könnte der zweite Leiteranschluss als ein weiterer Außenleiteranschluss ausgebildet und zu einem Anschluss an einen weiteren Außenleiter eines Stromversorgungsnetzes vorgesehen sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Impedanz der Nebenfiltereinheit in Abhängigkeit einer Schalterstellung des Schaltelements variabel ist. Hierdurch können vorteilhaft Störsignale besonders zuverlässig herabgesetzt werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Nebenfiltereinheit bei geschlossener Schalterstellung des Schaltelements eine größere Impedanz, insbesondere eine größere Eingangsimpedanz und/oder Ausgangsimpedanz, aufweist als die Hauptfiltereinheit. Durch eine derartige Ausgestaltung können vorteilhaft Störsignale besonders zuverlässig herabgesetzt werden. Wenn die Nebenfiltereinheit bei geschlossener Schalterstellung des Schaltelements eine größere Impedanz aufweist als die Hauptfiltereinheit, kann eine Überbrückung der Hauptfiltereinheit und ein Eindringen von hochfrequenten Störsignalen über die Nebenfiltereinheit in das Stromversorgungsnetz wirkungsvoll und mit einfachen technischen Mitteln verhindert werden. Bedingt durch kapazitive und/oder induktive Filterelemente der Hauptfiltereinheit verändert sich die Impedanz der Hauptfiltereinheit mit der Frequenz eines an der Hauptfiltereinheit anliegenden Signals. Vorzugsweise weist die Hauptfiltereinheit für niederfrequente Signale, insbesondere für niederfrequente Wechselspannungen und/oder Wechselströme, welche von einem Stromversorgungsnetz, üblicherweise bei einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz, bereitgestellt werden, eine niedrige Impedanz auf und für hochfrequente Signale, insbesondere für hochfrequente Störsignale mit einer Frequenz von zumindest 9 kHz, eine erhöhte Impedanz auf, sodass eine Einleitung von hochfrequenten Störsignalen in das Stromversorgungsnetz verhindert ist. Vorzugsweise weist die Nebenfiltereinheit, durch geeignete Wahl der elektrischen und/oder elektromagnetischen Eigenschaften, wie insbesondere elektrischen Widerständen und/oder Kapazitäten und/oder Induktivitäten, von Filterelementen der Hauptfiltereinheit und/oder der Nebenfiltereinheit, sowohl für niederfrequente Signale als auch für hochfrequente Signale, vorzugsweise für sämtliche hochfrequente Störsignale, welche in dem Betriebszustand der Leistungseinheit auftreten können, eine größere Impedanz, insbesondere eine größere Eingangsimpedanz und/oder Ausgangsimpedanz, auf als die Hauptfiltereinheit.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Nebenfiltereinheit ein nichtlineares elektronisches Bauelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, in dem Inaktiv-Modus eine Verbindung der Stromversorgungseinheit mit einem Stromversorgungsnetz über die Nebenfiltereinheit zu ermöglichen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Energieversorgung der Stromversorgungseinheit in dem Inaktiv-Modus mit einfachen technischen Mitteln erreicht werden. Vorzugsweise ist das nichtlineare elektronische Bauelement elektrisch leitend mit dem Außenleiteranschluss verbunden und dazu vorgesehen, in dem Inaktiv-Modus eine Verbindung der Stromversorgungseinheit mit einem Außenleiter des Stromversorgungsnetzes zu ermöglichen. Vorzugsweise weist das nichtlineare elektronische Bauelement eine Durchlassspannungskennlinie beziehungsweise eine Durchlassstromkennlinie auf, welche dergestalt ist, dass eine Durchlassspannung beziehungsweise ein Durchlassstrom, durch eine in dem Inaktiv-Modus über dem nichtlinearen elektronischen Bauteil abfallende Spannung beziehungsweise durch einen in dem Inaktiv- Modus an dem nichtlinearen elektronischen Bauteil anliegenden Strom, überschritten wird, sodass ein Stromfluss von dem Außenleiteranschluss über das nichtlineare elektro- nische Bauteil zu der Stromversorgungseinheit ermöglicht ist. Vorzugsweise ist die Durchlassspannungskennlinie beziehungsweise die Durchlassstromkennlinie des nicht linearen elektronischen Bauteils so gewählt, dass ein Stromfluss über die Nebenfiltereinheit in dem Betriebszustand der Leistungseinheit verhindert ist und insbesondere ein Öffnen des nichtlinearen Bauteils durch kurzeitige Spannungs- und/oder Stromspitzen, welche insbesondere durch hochfrequente Störsignale hervorgerufen sein können, verhindert ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Überbrückung der Hauptfiltereinheit und ein Eindringen von Störsignalen in das Stromversorgungsnetz über die Nebenfiltereinheit verhindert werden. Es ist denkbar, dass die Nebenfiltereinheit zumindest ein weiteres nichtlineares elektronisches Bauelement aufweist, welches mit dem nichtlinearen elektronischen Bauelement zusammenwirkt, um die Verbindung der Stromversorgungseinheit mit dem Stromversorgungsnetz über die Nebenfiltereinheit zu ermöglichen.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das nichtlineare elektronische Bauelement als eine Suppressordiode ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft in dem Inaktiv-Modus die Verbindung der Stromversorgungseinheit mit dem Stromversorgungsnetz über die Nebenfiltereinheit besonders schnell und/oder zuverlässig ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Überbrückung der Hauptfiltereinheit durch Störsignale über die Nebenfiltereinheit sowohl für geräteseitig bedingte Störsignale, also Störsignale, welche durch die Leistungseinheit und/oder die Stromversorgungseinheit hervorgerufen sind, als auch für netzseitig bedingte Störsignale mit besonders einfachen technischen Mitteln erreicht werden, wenn das nichtlineare elektronische Bauelement als eine Suppressordiode ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich könnte das nichtlineare elektronische Bauteil als ein spannungsgesteuerter Triac und/oder als ein stromgesteuerter Triac ausgebildet sein. Ferner ist alternativ denkbar, dass das nichtlineare Bauelement als ein Diac und/oder als ein Varistor und/oder als eine eine Zener-Diode und/oder als eine Spannungsklemme und/oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes nichtlineares elektronisches Bauelement ausgebildet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Nebenfiltereinheit zumindest eine Filterspule aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Filterung der Stromversorgungseinheit in dem Inaktiv-Modus mit besonders einfachen technischen Mitteln erreicht werden. Die Nebenfiltereinheit könnte eine Mehrzahl zueinander parallel und/oder in Reihe geschaltete Filterspulen aufweisen. Vorzugsweise weist die Nebenfiltereinheit genau eine Filterspule auf. Hierdurch kann vorteilhaft eine Filterung der Stromversorgungseinheit besonders kostengünstig ermöglicht werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Nebenfiltereinheit einen elektrischen Widerstand aufweist, welcher mit der Filterspule in Reihe angeordnet und zu einer Einschaltstrombegrenzung vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein wirksamer Schutz vor Beschädigungen der Filterspule durch zu hohe Einschaltströme erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders kostengünstige Einschaltstrombegrenzung ermöglicht werden. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass die Nebenfiltereinheit einen Heißleiter (NTC-Widerstand) aufweist, welcher mit der Filterspule in Reihe angeordnet und zu einer Einschaltstrombegrenzung vorgesehen ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Nebenfiltereinheit ein Schutzelement aufweist, welches parallel zu der Filterspule angeordnet und zu einem Schutz der Filterspule vor Überspannungen vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein wirksamer Schutz der Filterspule vor Überspannungen ermöglicht werden. Somit kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige und langlebige Induktionsgargerätevorrichtung bereitgestellt werden.
Das Schutzelement könnte, ohne darauf beschränkt zu sein, als eine Suppressordiode und/oder als eine Schutzdiode und/oder als ein Schutzkondensator ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das Schutzelement als ein Varistor ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders wirksamer Überspannungsschutz der Filterspule, insbesondere auch bei hohen Überspannungen, sichergestellt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Induktionsgargerät, insbesondere ein Induktionskochfeld, mit einer Induktionsgargerätevorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Ein derartiges Induktionsgargerät zeichnet sich insbesondere durch die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften der Induktionsgargerätevorrichtung aus. Es kann insbesondere vorteilhaft ein besonders kostengünstiges Induktionsgargerät mit zugleich besonders zuverlässigen Eigenschaften hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit bereitgestellt werden.
Die Induktionsgargerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Induktionsgargeräte- Vorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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 Induktionsgargerät mit einer Induktionsgargerätevorrichtung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Induktionsgargerätevorrichtung mit einer Leistungseinheit, einer Stromversorgungseinheit, einer Hauptfiltereinheit und einer Nebenfiltereinheit,
Fig. 3 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionsgargerätevorrichtung,
Fig. 4 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionsgargerätevorrichtung in einem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit und
Fig. 5 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionsgargerätevorrichtung in einem Betriebszustand der Leistungseinheit.
Figur 1 zeigt ein Induktionsgargerät 40. Das Induktionsgargerät 40 ist als ein Induktionskochfeld ausgebildet. Das Induktionsgargerät 40 weist eine Aufstell platte 42 auf. Das Induktionsgargerät 40 weist eine Induktionsgargerätevorrichtung 10 auf. Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Induktionsheizeinheit 14 auf. Die Induktionsheizeinheit 14 ist zu einer Beheizung von zumindest einem auf der Aufstell platte 42 des Induktionsgargeräts 40 aufgestellten Gargeschirr (nicht dargestellt) vorgesehen. Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist zumindest eine weitere Einheit 18 auf. Vorliegend ist die weitere Einheit 18 als eine Bedienerschnittstelle 44 ausgebildet.
Figur 2 zeigt ein schematisches Diagramm der Induktionsgargerätevorrichtung 10. Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Leistungseinheit 12 auf. In einem Betriebszustand der Induktionsgargerätevorrichtung 10 ist die Leistungseinheit 12 dazu vorgesehen, zumindest die Induktionsheizeinheit 14 mit Strom zu versorgen. Vorliegend weist die Leistungseinheit 12 zumindest einen Wechselrichter (nicht dargestellt) auf, welcher in einem Betriebszustand der Leistungseinheit 12 eine von einem Stromversorgungsnetz 46 bereitgestellte niederfrequente Wechselspannung in eine hochfrequente Wechselspannung wandelt.
Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Stromversorgungseinheit 16 auf. Die Stromversorgungseinheit 16 ist zu einer Energieversorgung von zumindest der weiteren Einheit 18 vorgesehen.
Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Hauptfiltereinheit 20 auf. Die Hauptfiltereinheit 20 ist in dem Betriebszustand zur Filterung der Leistungseinheit 12 vorgesehen. Vorliegend filtert die Hauptfiltereinheit 20 in dem Betriebszustand die Leistungseinheit 12 und die Stromversorgungseinheit 16.
Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Nebenfiltereinheit 22 auf. Die Nebenfiltereinheit 22 ist zu einer Filterung der Stromversorgungseinheit 16 zumindest in einem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit 12 vorgesehen.
Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist ein Schaltelement 26 auf. Das Schaltelement 26 ist der Hauptfiltereinheit 20 elektrisch vorgelagert. Das Schaltelement 26 ist zu einem Ein- und Ausschalten der Leistungseinheit 12 vorgesehen.
Figur 3 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionsgargerätevorrichtung 10. Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist einen ersten Leiteranschluss 28 auf. Der erste Leiteranschluss 28 ist zu einer Verbindung mit einem Leiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 (vgl. Figur 2) vorgesehen. Vorliegend ist der erste Leiteranschluss 28 als ein Außenleiteranschluss ausgebildet und zu einer Verbindung mit einem Außenleiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 vorgesehen.
Das Schaltelement 26 ist zwischen der Hauptfiltereinheit 20 und dem ersten Leiteranschluss 28 angeordnet. Die Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist einen zweiten Leiteranschluss 30 auf. Der zweite Leiteranschluss 30 ist zu einer Verbindung mit einem weiteren Leiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 vorgesehen. Vorliegend ist der zweite Leiteranschluss 30 als ein Neutralleiteranschluss ausgebildet und zu einer Verbindung mit einem Neutralleiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 vorgesehen. Alternativ könnte der zweite Leiteranschluss 30 jedoch auch als ein weiterer Außenleiteranschluss ausgebildet und zu einer Verbindung mit einem weiteren Außenleiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 vorgesehen sein.
Figur 4 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild zur Darstellung der Induktionsgargerätevorrichtung 10 in dem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit 12. In dem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit 12 ist das Schaltelement 26 geöffnet. Die Hauptfiltereinheit 20 und die Nebenfiltereinheit 22 sind zumindest teilweise einstückig ausgebildet. In dem Inaktiv- Modus der Leistungseinheit 12 teilen die Hauptfiltereinheit 20 und die Nebenfiltereinheit 22 zumindest eine gemeinsame Filtereinheit 24. Die gemeinsame Filtereinheit 24 umfasst eine Hauptfilterspule 52 und eine weitere Hauptfilterspule 54. Die gemeinsame Filtereinheit 24 ist über den zweiten Leiteranschluss 30 mit dem Stromversorgungsnetz 46 (vgl. Figur 2) verbindbar.
Die Nebenfiltereinheit 22 weist ein nichtlineares elektronisches Bauelement 32 auf. Das nichtlineare elektronische Bauelement 32 ist dazu vorgesehen, in dem Inaktiv-Modus eine Verbindung der Stromversorgungseinheit 16 mit dem Stromversorgungsnetz 46 über die Nebenfiltereinheit 22 zu ermöglichen.
Vorliegend ist das nichtlineare elektronische Bauelement 32 als eine Suppressordiode 48 ausgebildet.
In dem Inaktiv-Modus kann die Stromversorgungseinheit 16 über die gemeinsame Filtereinheit 24 mittels des zweiten Leiteranschlusses 30 mit dem weiteren Leiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 verbunden sein. In dem Inaktiv-Modus kann die Stromversorgungseinheit 16 über die Nebenfiltereinheit 22 mittels des ersten Leiteranschlusses 28 mit dem Leiter (nicht dargestellt) des Stromversorgungsnetzes 46 verbunden sein. Die Nebenfiltereinheit 16 ist über einen Anschlusspunkt 62 mit dem ersten Leiteranschluss 28 verbunden. Der Anschlusspunkt 62 ist dem Schaltelement 26 elektrisch vorgelagert. Wenn die Stromversorgungseinheit 16, bei geöffnetem Schaltelement 26, mit dem Stromversorgungsnetz 46 verbunden wird, fällt an dem als Suppressordiode 48 ausgebildeten nichtlinearen elektronischen Bauelement 32 eine Spannung ab, welche eine Durchlassspannung der Suppressordiode 48 übersteigt, sodass diese durchlässig und ein Stromfluss von dem ersten Leiteranschluss 28 zu der Stromversorgungseinheit 16 ermöglicht ist.
Die Nebenfiltereinheit 22 der Induktionsgargerätevorrichtung 10 weist eine Filterspule 34 auf. Die Filterspule 34 ist zu einer Filterung der Stromversorgungseinheit 16 in dem Inak- tiv-Modus vorgesehen.
Die Nebenfiltereinheit 22 weist einen elektrischen Widerstand 36 auf. Der elektrische Widerstand 36 ist mit der Filterspule 34 in Reihe angeordnet. Der elektrische Widerstand 36 ist zu einer Einschaltstrombegrenzung, zu einem Schutz der Filterspule 34 vor Beschädigungen durch zu hohe Einschaltströme, vorgesehen.
Die Nebenfiltereinheit 22 weist ein Schutzelement 38 auf. Das Schutzelement ist parallel zu der Filterspule 34 angeordnet. Das Schutzelement 38 ist zu einem Schutz der Filterspule 34 vor Überspannungen vorgesehen. Vorliegend ist das Schutzelement 38 als ein Varistor 50 ausgebildet. Das als Varistor 50 ausgebildete Schutzelement 38 ermöglicht einen Schutz der Filtereinheit auch bei hohen Überspannungen.
Figur 5 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Induktionsgargerätevorrichtung 10 zur Darstellung des Betriebszustands der Leistungseinheit 12. In dem Betriebszustand ist das Schaltelement 26 geschlossen und die Leistungseinheit 12 ist über die Hauptfiltereinheit 20 mittels des ersten Leiteranschlusses 28 und des zweiten Leiteranschlusses 30 mit dem Stromversorgungsnetz 46 verbunden. In dem Betriebszustand der Leistungseinheit 12 ist die Stromversorgungseinheit 16 über die Hauptfiltereinheit 20 mittels des ersten Leiteranschlusses 28 und des zweiten Leiteranschlusses 30 mit dem Stromversorgungsnetz 46 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 16 ist über einen weiteren Anschlusspunkt 64, welcher der Hauptfiltereinheit 20 elektrisch nachgelagert ist, mit dem ersten Leiteranschluss 28 verbunden.
In dem Betriebszustand ist ein Stromfluss von dem ersten Leiteranschluss 28 zu der Stromversorgungseinheit über eine Diode 68 und eine weitere Diode 74 ermöglicht. Die Stromversorgungseinheit 16 ist über einen weiteren Anschlusspunkt 66, welcher der Hauptfiltereinheit 20 elektrisch nachgelagert ist, mit dem zweiten Leiteranschluss 30 verbunden. In dem Betriebszustand ist ein Stromfluss von dem zweiten Leiteranschluss 30 zu der Stromversorgungseinheit 16 über eine weitere Diode 70 ermöglicht. Eine weitere Diode 72 verhindert in dem Betriebszustand einen Stromfluss in Richtung der Nebenfiltereinheit 22. Somit wird die Stromversorgungseinheit 16 in dem Betriebszustand der Leistungseinheit 12 über den Hauptfilter 20 gefiltert. Die Hauptfiltereinheit 20 weist zu der Filterung der Leistungseinheit 12 und der Stromversorgungseinheit 16 in dem Betriebszustand die Hauptfilterspule 52 und die weitere Hauptfilterspule 54 sowie zwei weitere Hauptfilterspulen 58, 60 auf. Die Hauptfiltereinheit 20 weist zu der Filterung der Leistungseinheit 12 und der Stromversorgungseinheit 16 in dem Betriebszustand einen X2- Kondensator 76 und zwei weitere X2-Kondensatoren 78, 80 auf. Die Hauptfiltereinheit 20 stellt gegenüber der Nebenfiltereinheit 22 eine deutlich erhöhte Filterleistung bereit.
Die Nebenfiltereinheit 22 weist eine Impedanz auf, welche in Abhängigkeit einer Schalterstellung des Schaltelements 26 variabel ist. Bei geschlossener Schalterstellung des Schaltelements 26 weist die Nebenfiltereinheit 22 eine größere Impedanz, insbesondere eine größere Eingangsimpedanz und/oder Ausgangsimpedanz, auf als die Hauptfiltereinheit 20. Die Impedanz der Hauptfiltereinheit 20 ist frequenzabhängig. Für Signale mit einer niedrigen Frequenz, insbesondere für Signale der Stromversorgungseinheit 46 mit einer Netzfrequenz von typischerweise 50 Hz oder 60 Hz, stellt die Hauptfiltereinheit eine geringe Impedanz dar. Daher ist eine Spannung, welche in dem Betriebszustand der Leistungseinheit 12 über dem nichtlinearen Bauteil 32 abfällt, geringer als dessen Durchlassspannung und ein Stromfluss von dem Außenleiteranschluss 28 über die Nebenfiltereinheit 22 zu der Stromversorgungseinheit 16 ist blockiert. Für hochfrequente Störsignale 56, welche insbesondere durch die Leistungseinheit 12 hervorgerufen sein können und welche eine Frequenz von zumindest 9 kHz aufweisen, weist die Hauptfiltereinheit 20 eine erhöhte Impedanz auf. Die Impedanz der Nebenfiltereinheit 16 ist so ausgelegt, dass diese auch für hochfrequente Störsignale 56 eine größere Impedanz aufweist als die Hauptfiltereinheit 20, so dass diese in dem Betriebszustand der Leistungseinheit 12 von der Hauptfiltereinheit 20 gefiltert werden und ein Kurzschluss der Hauptfiltereinheit 20 über die Nebenfiltereinheit 22 verhindert ist. Bezugszeichen
10 Induktionsgargerätevorrichtung
12 Leistungseinheit
14 Induktionsheizeinheit
16 Stromversorgungseinheit
18 weitere Einheit
20 Hauptfiltereinheit
22 Nebenfiltereinheit
24 gemeinsame Filtereinheit
26 Schaltelement
28 erster Leiteranschluss
30 zweiter Leiteranschluss
32 nichtlineares elektronisches Bauelement
34 Filterspule
36 elektrischer Widerstand
38 Schutzelement
40 Induktionsgargerät
42 Aufstellplatte
44 Bedienerschnittstelle
46 Stromversorgungsnetz
48 Suppressordiode
50 Varistor
52 Hauptfilterspule
54 weitere Hauptfilterspule
56 Störsignal
58 weitere Hauptfilterspule
60 weitere Hauptfilterspule
62 Anschlusspunkt
64 weiterer Anschlusspunkt weiterer Anschlusspunkt Diode weitere Diode weitere Diode weitere Diode X2-Kondensator weiterer X2-Kondensator weiterer X2-Kondensator

Claims

Ansprüche Induktionsgargerätevorrichtung (10), insbesondere Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einer Leistungseinheit (12), welche dazu vorgesehen ist, in einem Betriebszustand zumindest eine Induktionsheizeinheit (14) mit Strom zu versorgen, mit einer Stromversorgungseinheit (16), welche in dem Betriebszustand zu einer Energieversorgung von zumindest einer weiteren Einheit (18) vorgesehen ist, mit einer Hauptfiltereinheit (20) zur Filterung der Leistungseinheit (12) und mit einer Nebenfiltereinheit (22) zur Filterung der Stromversorgungseinheit (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfiltereinheit (20) und die Nebenfiltereinheit (22) zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind und zu einer Filterung der Stromversorgungseinheit (16) in einem Inaktiv-Modus der Leistungseinheit (12) zumindest eine gemeinsame Filtereinheit (24) teilen. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltelement (26), welches der Hauptfiltereinheit (20) elektrisch vorgelagert und zu einem Ein- und Ausschalten der Leistungseinheit (12) vorgesehen ist. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen ersten Leiteranschluss (28), welcher zu einer Verbindung mit einem Leiter eines Stromversorgungsnetzes (46) vorgesehen ist, wobei das Schaltelement (26) zwischen der Hauptfiltereinheit (20) und dem ersten Leiteranschluss (28) angeordnet ist. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Leiteranschluss (30), welcher zu einer Verbindung mit einem weiteren Leiter eines Stromversorgungsnetzes (46) vorgesehen ist, wobei die gemeinsame Filtereinheit (24) über den zweiten Leiteranschluss (30) mit dem Stromversorgungsnetz (46) verbindbar ist. 5. Induktionsgargerätevorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Impedanz der Nebenfiltereinheit (22) in Abhängigkeit einer Schalterstellung des Schaltelements (26) variabel ist.
6. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenfiltereinheit (22) bei geschlossener Schalterstellung des Schaltelements (26) eine größere Impedanz, insbesondere eine größere Eingangsimpedanz und/oder Ausgangsimpedanz, aufweist als die Hauptfiltereinheit (20).
7. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenfiltereinheit (22) ein nichtlineares elektronisches Bauelement (32) aufweist, welches dazu vorgesehen ist, in dem Inaktiv-Modus eine Verbindung der Stromversorgungseinheit (16) mit einem Stromversorgungsnetz (46) über die Nebenfiltereinheit (22) zu ermöglichen.
8. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtlineare elektronische Bauelement (32) als eine Suppressordiode (48) ausgebildet ist.
9. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenfiltereinheit (22) zumindest eine Filterspule (34) aufweist.
10. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenfiltereinheit (22) einen elektrischen Widerstand (36) aufweist, welcher mit der Filterspule (34) in Reihe angeordnet und zu einer Einschaltstrombegrenzung vorgesehen ist.
11. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenfiltereinheit (22) ein Schutzelement (38) aufweist, welches parallel zu der Filterspule (34) angeordnet und zu einem Schutz der Filterspule (34) vor Überspannungen vorgesehen ist. 12. Induktionsgargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement als ein Varistor (50) ausgebildet ist.
13. Induktionsgargerät, insbesondere Induktionskochfeld, mit einer Induktionsgargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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