EP4380314A1 - Haushaltsgerät mit mikrowellenfunktion und verfahren zum betreiben desselben - Google Patents

Haushaltsgerät mit mikrowellenfunktion und verfahren zum betreiben desselben Download PDF

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EP4380314A1
EP4380314A1 EP23205443.7A EP23205443A EP4380314A1 EP 4380314 A1 EP4380314 A1 EP 4380314A1 EP 23205443 A EP23205443 A EP 23205443A EP 4380314 A1 EP4380314 A1 EP 4380314A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetron
pulse width
household appliance
anode current
power supply
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
EP23205443.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf BLÖMKER
Eckhard Pöhler
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.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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 Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP4380314A1 publication Critical patent/EP4380314A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/66—Circuits
    • H05B6/68—Circuits for monitoring or control
    • H05B6/681—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron
    • H05B6/682—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron wherein the switching control is based on measurements of electrical values of the circuit
    • H05B6/683—Circuits comprising an inverter, a boost transformer and a magnetron wherein the switching control is based on measurements of electrical values of the circuit the measurements being made at the high voltage side of the circuit
    • 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
    • H05B2206/00—Aspects relating to heating by electric, magnetic, or electromagnetic fields covered by group H05B6/00
    • H05B2206/04—Heating using microwaves
    • H05B2206/043—Methods or circuits intended to extend the life of the magnetron

Definitions

  • the invention relates to a household appliance for heating foodstuffs, comprising an interior for receiving the foodstuffs and a magnetron for generating microwave radiation.
  • the invention further relates to a method for operating such a household appliance.
  • Household appliances in particular cooking appliances with a microwave function, are known from the state of the art, such as microwave ovens or ovens with a microwave function.
  • the microwave radiation is usually generated by a magnetron, for example at 2.4 GHz, and emitted into the interior in order to heat and/or cook food containing liquid.
  • the microwave radiation sets the liquid contained in the food in motion, so that the energy of the microwave radiation is converted into heat and the food is heated.
  • a large part of the microwave radiation or even all of the microwave radiation is reflected back to the magnetron. There is then a risk that the magnetron will heat up and be damaged.
  • load sensors to detect low or non-existent loads, for example to detect high levels of microwave radiation reflected from the interior or an increase in the temperature of the magnetron.
  • the disadvantage is that it is expensive to provide such sensors in a household appliance and the sensors are also usually susceptible to failure.
  • the pulse width of the anode current in particular the starting pulse width of the anode current, of the magnetron is detected.
  • the load quantity in the cooking chamber is derived from this pulse width. If there is no load in the cooking chamber (no load), then the starting pulse width is greatest.
  • the start pulse width includes at least the first switching edge of the anode current signal, in particular the start pulse widths of the first 2 to 9 switching edges of the anode current signal.
  • an average value is formed when evaluating several switching edges.
  • an extreme individual value, in particular the largest individual value, of the switching edges taken into account can be used for the evaluation.
  • the object is achieved by a household appliance for heating a foodstuff, comprising an interior space for receiving the foodstuff, a magnetron for generating microwave radiation, a switching power supply for operating the magnetron and a control unit for controlling the switching power supply, wherein the household appliance is designed to detect and evaluate the pulse width of the anode current of the magnetron.
  • the start pulse width of the periodically recurring anode current signal is used.
  • the start pulse width comprises the first up to 100 microseconds of the anode current pulse.
  • the household appliance is designed, for example, as a microwave device or oven with a microwave function, with the interior being designed as a cavity that can be closed by means of a door.
  • An inlet opening is then provided on the interior, behind which the magnetron is arranged, so that microwave radiation generated by the magnetron is coupled into the interior through the inlet opening.
  • the microwave radiation forms a standing wave in the interior and acts on a food placed inside the oven to heat it.
  • the microwave radiation has a frequency of 2.4 GHz and is therefore in the ISM band.
  • a magnetron is a vacuum tube for generating electromagnetic waves in the microwave range and consists, for example, of a cylindrical hot cathode (oxide or reservoir cathode) in the center of the vacuum tube, which is surrounded by a solid, cylindrical anode made of copper, with the anode having slots arranged in a radial pattern and running parallel to the cathode.
  • a switching power supply or switching power supply is an electronic assembly that converts an unstabilized input voltage into a constant output voltage and is designed in particular as a high-voltage switching power supply.
  • the solution to the problem with the household appliance described above therefore includes the teaching that the pulse width of the anode current is recorded and evaluated when the magnetron is in operation.
  • the invention has recognized that the amount of loading in the interior can be quantified based on the pulse width and, in particular, that an empty interior can be recognized.
  • a high pulse width therefore corresponds to a low loading and vice versa.
  • This relationship is based on the fact that the current applied to the anode by the switching power supply has a low pulse width in itself, but reflected microwave radiation overlays the anode current and thus increases the pulse width.
  • the pulse width is therefore a measure of the microwave radiation reflected from the interior to the magnetron or the amount of energy arriving at the magnetron.
  • the household appliance can then suggest or carry out appropriate measures to avoid damage to the magnetron.
  • the detection of the low load state or the empty interior does not require any separately provided means such as load sensors, so that the household appliance is designed simply and cost-effectively.
  • the switching power supply is designed to detect the pulse width of the anode current of the magnetron.
  • the anode current is directly applied to the switching power supply, so that detection by the switching power supply can be particularly simple.
  • the switching power supply is also preferably designed to output the pulse width of the anode current of the magnetron as a value.
  • the value represents the pulse width, for example numerically, and is therefore directly proportional to the pulse width.
  • the switching power supply outputs the pulse width as a digital value.
  • Such a value can be received by means designed to evaluate the pulse width and evaluated particularly easily. In particular, a digital value can be evaluated particularly efficiently using data processing tools and corresponding algorithms.
  • the control unit is preferably designed to evaluate the pulse width of the anode current of the magnetron.
  • the control unit usually has means that are suitable for data processing, so that an evaluation by the control unit can be designed particularly easily and without additional means. Insofar as the switching power supply is already connected to the control unit for the exchange of signals, the value output by the switching power supply can be received by the control unit for evaluation.
  • the object is also achieved by a method for operating a household appliance as described above, wherein the pulse width of the anode current of the magnetron is recorded and evaluated.
  • the evaluation is carried out with regard to a deviation of the pulse width from a pulse width applied to the magnetron by the switching power supply, so that a loading state of the household appliance or of the interior with a liquid-containing medium can be detected based on the evaluation of the detected pulse width.
  • the method therefore enables the detection of a low or empty loading state and an associated risk of damage to the magnetron without additional means having to be provided in the household appliance.
  • appropriate measures can then be proposed or carried out by the household appliance, for example by the control unit.
  • the method according to the second aspect of the invention has the advantages described above with regard to the first aspect of the invention.
  • a notification about a low load state is issued to a person using the household appliance, for example via a display element of the household appliance or via a data connection to a terminal device of the person.
  • the first limit value is selected, for example, according to a load classified as "low". The operator is then able to recognize the low load and the associated risk of damage to the household appliance and can, for example, reduce the power of the magnetron or stop heating after a relatively short time in order to avoid damage to the household appliance.
  • the power of the magnetron is reduced above a second limit value of the detected pulse width.
  • the second limit value is selected, for example, according to a load classified as “low” or “very low”. Reducing the power is beneficial as it reduces/prevents damage to the magnetron.
  • the operation of the magnetron is stopped above a third limit value of the detected pulse width.
  • the third limit value is selected, for example, according to a load classified as "very low” or "empty".
  • first element for example "first element”, “second element” and “third element”
  • this numbering is intended purely to differentiate the designation and does not represent a dependency of the elements on one another or a mandatory order of the elements.
  • a device or a method does not have to have a "first element” in order to be able to have a “second element”.
  • the device or method can also have a "first element” and a “third element” without necessarily having a "second element”.
  • Several units of an element of a single numbering can also be provided, for example several "first elements”.
  • a first limit value can be greater than, less than or equal to a second or third limit value.
  • Figure 1 shows a kitchen unit 1 with several kitchen cabinets 2.1, 2.2, 2.3 and a household appliance 3 designed as an oven, a stove 4 and an extractor hood 5 arranged above the stove 4.
  • the household appliance 3 has an interior 11 covered by a door 3.1, several control elements 3.2 and a display element 3.3 and also has a microwave function in addition to at least one baking function. Notifications can be issued to a person using the household appliance 3 via the display element 3.2, for example.
  • the household appliance 3 can also have other functions such as a steam cooking function or a pyrolysis function.
  • FIG 2 shows a highly simplified representation of components of the household appliance 3, namely the interior 11 and a magnetron 12 that interacts with the interior 11.
  • the magnetron 12 is arranged, for example, behind an inlet opening of the interior 11, so that microwave radiation generated by the magnetron 12 can radiate through the inlet opening into the interior 11. The microwave radiation can then also get from the interior 11 to the magnetron 12, as shown by a double arrow.
  • the household appliance 3 also has a switched-mode power supply 13 that interacts with the magnetron 12, which outputs an output voltage and thus operates the magnetron 12 to generate microwave radiation.
  • the switched-mode power supply 13 can detect electrical variables applied to the magnetron 12, so that there is bilateral interaction, as shown by the double arrow.
  • the switched-mode power supply 13 detects an anode current applied to the magnetron 12 or its pulse width.
  • the household appliance 3 has a control unit 14 which is designed to exchange signals and/or data with the switching power supply 13, as shown by a double arrow.
  • the control unit 14 is designed to output a value from the switching power supply 13 which determines the pulse width of the anode current The evaluation is aimed at detecting a low or empty loading state of the interior 11, for example based on a pulse width / a value above a limit value.
  • Figure 3 shows a diagram of a value in nanoseconds representing the pulse width of the anode current from tests with a test setup and several loadings of the interior 11.
  • the switching power supply 13 records the anode current of the magnetron 12 and generates from it the Figure 3 shown digital values per load.
  • the absolute pulse widths of the various loads depend on the specific test setup, which is not described in detail here, but not their relationship to one another.
  • a first pulse width 8.1 of the anode current results for a glass bowl with 1000 ml of water positioned in the interior 11 of approximately 700 nanoseconds.
  • a second pulse width 8.2 of the anode current results for a glass bowl with 100 ml of water positioned in the interior 11 of approximately 1100 nanoseconds.
  • a third pulse width 8.3 of the anode current results for an empty glass bowl positioned in the interior 11 of approximately 1900 nanoseconds.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Electric Ovens (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (3) zum Erwärmen eines Lebensmittels, aufweisend einen Innenraum (11) zur Aufnahme des Lebensmittels, ein Magnetron (12) zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung, ein Schaltnetzteil (13) zum Betreiben des Magnetrons (12) und eine Steuereinheit (14) zum Steuern des Schaltnetzteils (13). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Haushaltsgerät (3) dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstrom des Magnetrons (12) zu erfassen und auszuwerten. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Haushaltsgeräts (3).

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät zum Erwärmen eines Lebensmittels, aufweisend einen Innenraum zur Aufnahme des Lebensmittels und ein Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Haushaltsgeräts.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Aus dem Stand der Technik sind Haushaltsgeräte, insbesondere Gargeräte mit Mikrowellenfunktion bekannt, etwa Mikrowellengerät oder Backöfen mit einer Mikrowellenfunktion. Bei solchen Haushaltsgeräten wird die Mikrowellenstrahlung üblicherweise durch ein Magnetron erzeugt, etwa bei 2,4 GHz, und in den Innenraum abgegeben, um dort flüssigkeitshaltige Lebensmittel zu erwärmen und/oder zu garen. Dabei wird durch die Mikrowellenstrahlung in dem Lebensmittel enthaltene Flüssigkeit in Bewegung versetzt, sodass die Energie der Mikrowellenstrahlung in Wärme gewandelt und das Lebensmittel erwärmt wird. Ist in dem Innenraum jedoch nur eine relativ geringe Menge an flüssigkeitshaltigem Medium oder gar kein flüssigkeitshaltiges Medium vorhanden, wird ein Großteil der Mikrowellenstrahlung oder gar die gesamte Mikrowellenstrahlung zurück zu dem Magnetron reflektiert. Es besteht dann die Gefahr, dass das Magnetron sich erwärmt und beschädigt wird.
  • Aus der Druckschrift JP H02 278691 A ist bekannt, die Pulsbreite am Gate des SchaltTransistors zu überwachen um die Leistung des Systems zu regulieren. Dabei wird das Ansteuersignal des Schalthalbleiters (Transistor) überwacht.
  • Es ist bekannt, zum Erkennen von geringer oder nicht vorhandener Beladung Beladungssensoren einzusetzen, etwa zum Erkennen von hohen Anteile von aus dem Innenraum reflektierter Mikrowellenstrahlung oder von einer Temperaturerhöhung des Magnetrons. Nachteilig ist es jedoch teuer, solche Sensoren in einem Haushaltsgerät vorzusehen und die Sensoren sind zudem meist störanfällig.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Ausgehend von dem Hintergrund der Erfindung ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haushaltsgerät vorzuschlagen, bei dem ein Beschädigung des Haushaltsgeräts, insbesondere des Magnetrons einfach und kostengünstig vermieden wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch möglich, können die Lehren der Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und Unteransprüche kombiniert werden.
  • Nachfolgend werden Vorteile der beanspruchten Erfindungsaspekte erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der Erfindungsaspekte beschrieben. Erläuterungen, insbesondere zu Vorteilen und Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend ist, wird dies ausdrücklich erwähnt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Impulsbreite des Anodenstroms, insbesondere die Startimpulsbreite des Anodenstroms, des Magnetron erfasst. Aus dieser Impulsbreite wird die Beladungsmenge im Garraum abgeleitet. Wenn keine Beladung im Garraum vorhanden ist (No Load), dann ist die Startimpulsbreite am größten.
  • Ein Aspekt ist es, dass mit der Startimpulsbreite wenigstens die erste Schaltflanke des Anodenstromsignals, insbesondere die Startimpulsbreiten der ersten 2 bis 9 Schaltflanken des Anodenstromsignals. Wobei in einer Ausführungsform bei der Auswertung mehrerer Schaltflanken ein Mittelwert gebildet wird. Alternativ kann zur Auswertung ein extremer Einzelwert, insbesondere der größte Einzelwert, der berücksichtigten Schaltflanken herangezogen werden.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Haushaltsgerät zum Erwärmen eines Lebensmittels, aufweisend einen Innenraum zur Aufnahme des Lebensmittels, ein Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung, ein Schaltnetzteil zum Betreiben des Magnetrons und eine Steuereinheit zum Steuern des Schaltnetzteils, wobei das Haushaltsgerät dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite des Anodenstrom des Magnetrons zu erfassen und auszuwerten.
  • Insbesondere wird die Startimpulsbreite des periodisch wiederkehrenden Anodenstromsignals herangezogen. Die Startimpulsbreite umfasst die ersten bis zu 100 Mikrosekunden des Anodenstromimpulses.
  • Das Haushaltsgerät ist beispielsweise als Mikrowellengerät oder Backofen mit einer Mikrowellenfunktion ausgebildet, wobei der Innenraum als mittels einer Tür verschließbare Kavität ausgebildet ist. An dem Innenraum ist dann etwa eine Einlassöffnung vorgesehen, hinter der das Magnetron angeordnet ist, sodass von dem Magnetron erzeugte Mikrowellenstrahlung durch die Einlassöffnung in den Innenraum eingekoppelt wird. Die Mikrowellenstrahlung bildet in dem Innenraum eine stehende Welle aus und wirkt auf ein in dem Innenraum angeordnetes Lebensmittel zu dessen Erwärmung. Die Mikrowellenstrahlung weist dabei insbesondere eine Frequenz von 2,4 GHz auf und liegt somit im ISM-Band.
  • Ein Magnetron ist eine Vakuum-Laufzeitröhre zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen im Mikrowellenbereich und besteht beispielsweise aus einer walzenförmigen Glühkathode (Oxid- oder Vorratskathode) im Zentrum der Vakuumröhre, die von einer massiven, zylinderförmigen Anode aus Kupfer umschlossen ist, wobei die Anode etwa strahlenförmig angeordnete, parallel zu der Kathode verlaufende Schlitze aufweist. Ein Schaltnetzteil oder Schaltnetzgerät ist eine elektronische Baugruppe, die eine unstabilisierte Eingangsspannung in eine konstante Ausgangsspannung umwandelt, und ist insbesondere als Hochspannungsschaltnetzteil ausgebildet.
  • Die Lösung der Aufgabe mit dem vorbeschriebenen Haushaltsgerät umfasst nun also die Lehre, dass im Betrieb des Magnetrons die Impulsbreite des Anodenstrom erfasst und ausgewertet wird. Die Erfindung hat erkannt, dass sich anhand der Impulsbreite die Beladungsmenge des Innenraums quantifizieren und insbesondere ein leerer Innenraum erkennen lässt. Dabei besteht zwischen der Impulsbreite und der Beladung ein umgekehrt proportionales Verhältnis. Eine hohe Impulsbreit entspricht also einer niedrigen Beladung und umgekehrt. Dieser Zusammenhang liegt darin begründet, dass der durch das Schaltnetzteil an der Anode anliegende Strom an sich eine geringe Impulsbreite aufweist, wobei durch reflektierte Mikrowellenstrahlung der Anodenstrom jedoch überlagert und dadurch die Impulsbreite vergrößert wird. Die Impulsbreite ist insofern ein Maß für die aus dem Innenraum zu dem Magnetron hin reflektierte Mikrowellenstrahlung bzw. an dem Magnetron ankommende Energiemenge. Bei einem erkannten geringen Beladungszustand oder leeren Innenraum können dann durch das Haushaltsgerät entsprechende Maßnahmen zum Vermeiden einer Beschädigung des Magnetrons vorgeschlagen oder ausgeführt werden. Vorteilhaft erfordert die Erkennung des geringen Beladungszustands oder des leeren Innenraums dabei keine separat dafür vorgesehenen Mittel wie etwa Beladungssensoren, sodass das Haushaltsgerät einfach und kostengünstig ausgebildet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltnetzteil dazu eingerichtet, die Impulsbreite des Anodenstroms des Magnetrons zu erfassen. An dem Schaltnetzteil liegt der Anodenstrom unmittelbar an, sodass ein Erfassen durch das Schaltnetzteil besonders einfach ausgestaltet sein kann. Weiterhin bevorzugt ist das Schaltnetzteil dazu eingerichtet, die Impulsbreite des Anodenstroms des Magnetrons als Wert auszugeben. Der Wert bildet dabei die Impulsbreite ab, beispielsweise numerisch und ist insofern unmittelbar proportional zu der Impulsbreite. Beispielsweise gibt das Schaltnetzteil die Impulsbreite als digitalen Wert aus. Ein solcher Wert kann durch entsprechend zur Auswertung der Impulsbreite ausgebildete Mittel empfangen und besonders einfach ausgewertet werden. Insbesondere kann ein digitaler Wert durch Datenverarbeitungsmittel und entsprechende Algorithmen besonders effizient ausgewertet werden.
  • Bevorzugt ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Impulsbreite des Anodenstrom des Magnetrons auszuwerten. Die Steuereinheit weist üblicherweise ohnehin Mittel auf, die zur Datenverarbeitung geeignet sind, sodass eine Auswertung durch die Steuereinheit besonders einfach und ohne zusätzliche Mittel ausgestaltbar ist. Insofern etwa das Schaltnetzteil mit der Steuereinheit ohnehin zum Austausch von Signalen verbunden ist, kann der von dem Schaltnetzteil ausgegebener Wert von der Steuereinheit zur Auswertung empfangen werden.
  • Die Aufgabe wird nach einem zweiten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines vorbeschriebenen Haushaltsgeräts, wobei die Impulsbreite des Anodenstrom des Magnetrons erfasst und ausgewertet wird. Dabei erfolgt die Auswertung hinsichtlich einer Abweichung der Impulsbreite von einer durch das Schaltnetzteil an dem Magnetron angelegten Impulsbreite, sodass anhand der Auswertung der erfassten Impulsbreite ein Beladungszustand des Haushaltgeräts bzw. des Innenraums mit einem flüssigkeitshaltigen Medium erkannt werden kann. Das Verfahren ermöglicht insofern ohne zusätzlich bei dem Haushaltsgerät vorzusehende Mittel das Erkennen eines geringen oder leeren Beladungszustands und einer damit einhergehenden Beschädigungsgefahr des Magnetrons. Bei Erkennen eines solchen Beladungszustands bzw. einer Beschädigungsgefahr können dann durch das Haushaltsgerät, etwa durch die Steuereinheit, entsprechende Maßnahmen vorgeschlagen oder ausgeführt werden. Insofern weist das Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung die bezüglich des ersten Aspekts der Erfindung vorbeschriebenen Vorteile entsprechend auf.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird oberhalb eines ersten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite eine Benachrichtigung über einen geringen Beladungszustand an eine das Haushaltsgerät benutzende Person ausgegeben, beispielsweise über ein Anzeigeelement des Haushaltgeräts oder über eine Datenverbindung an ein Endgerät der Person. Der erste Grenzwert ist beispielsweise einer als "gering" eingestuften Beladung entsprechend gewählt. Die bedienende Person ist dann in die Lage versetzt, die geringe Beladung und die damit einhergehende Gefahr für eine Beschädigung des Haushaltsgeräts zu erkennen und kann beispielsweise die Leistung des Magnetron zu verringern oder das Erwärmen nach einer relativ kurzen Zeit beenden, um eine Beschädigung des Haushaltgeräts zu vermeiden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird oberhalb eines zweiten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite die Leistung des Magnetrons verringert. Der zweite Grenzwert ist beispielsweise einer als "gering" oder "sehr gering" eingestuften Beladung entsprechend gewählt. Durch das Verringern der Leistung ist vorteilhaft eine Beschädigung des Magnetrons verringert/verhindert.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform wird oberhalb eines dritten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite der Betrieb des Magnetrons eingestellt. Der dritte Grenzwert ist beispielsweise einer als "sehr gering" oder "leer" eingestuften Beladung entsprechend gewählt. Durch das Einstellen des Betriebs des Magnetrons ist vorteilhaft eine Beschädigung des Magnetrons verringert/verhindert. In einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird nach dem Einstellen des Betriebs des Magnetrons ein erneuter Betrieb des Magnetrons gesperrt, um einen erneuten Betrieb mit der vorliegenden Beladung zu verhindern. Beispielsweise wird die Sperrung durch ein Öffnen und/oder erneutes Schließen einer Tür des Haushaltsgeräts aufgehoben, die mit einer Veränderung des Beladungszustand zwangsläufig einhergeht.
  • Soweit Elemente mit Hilfe einer Nummerierung bezeichnet sind, also beispielsweise "erstes Element", "zweites Element" und "drittes Element", so ist diese Nummerierung rein zur Differenzierung in der Bezeichnung vorgesehen und stellt keine Abhängigkeit der Elemente voneinander oder eine zwingende Reihenfolge der Elemente dar. Das heißt insbesondere, dass beispielsweise ein eine Vorrichtung oder ein Verfahren nicht ein "erstes Element" aufweisen muss, um ein "zweites Element" aufweisen zu können. Auch kann die Vorrichtung bzw. das Verfahren ein "erstes Element", sowie ein "drittes Element" aufweisen, ohne aber zwangsläufig ein "zweites Element" aufzuweisen. Es können auch mehrere Einheiten eines Elements einer einzelnen Nummerierung vorgesehen sein, also beispielsweise mehrere "erste Elemente". Insbesondere kann ein erster Grenzwert größer, kleiner oder gleich einem zweiten oder dritten Grenzwert sein.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Formulierung Figur ist in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Küchenzeile mit einem darin angeordneten Haushaltsgerät nach dem ersten Aspekt der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der Komponenten des Haushaltsgerät gemäß Fig. 1 und deren Zusammenwirkung; und
    Fig. 3
    eine Diagrammdarstellung von aus erfassten Impulsbreiten abgeleiteten Werten für verschiedene Beladungszustände eines Haushaltsgeräts gemäß Fig. 1.
    Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wird, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, das für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Anspruchskategorie beschrieben wird, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Anspruchskategorie eingesetzt werden.
  • Figur 1 zeigt eine Küchenzeile 1 mit mehreren Küchenschränken 2.1, 2.2, 2.3 sowie einem als Backofen ausgebildeten Haushaltsgerät 3, einem Herd 4 und einer über dem Herd 4 angeordneten Dunstabzugshaube 5. Das Haushaltsgerät 3 weist einen durch eine Tür 3.1 verdeckten Innenraum 11, mehrere Bedienelemente 3.2 sowie ein Anzeigeelement 3.3 auf und weist zudem neben zumindest einer Backfunktion eine Mikrowellenfunktion auf. Über das Anzeigeelement 3.2 können beispielsweise Benachrichtigungen an eine das Haushaltsgerät 3 benutzende Person ausgegeben werden. Das Haushaltsgerät 3 kann ferner auch weitere Funktionen wie etwa eine Dampfgarfunktion oder eine Pyrolysefunktion aufweisen.
  • Figur 2 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung von Komponenten des Haushaltsgeräts 3, nämlich des Innenraums 11 und eines mit dem Innenraum 11 zusammenwirkenden Magnetrons 12. Das Magnetron 12 ist dabei beispielsweise hinter einer Einlassöffnung des Innenraums 11 angeordnet, sodass von dem Magnetron 12 erzeugte Mikrowellenstrahlung durch die Einlassöffnung in den Innenraum 11 strahlen kann. Die Mikrowellenstrahlung kann dann auch von dem Innenraum 11 zu dem Magnetron 12 gelangen, wie durch einen Doppelpfeil dargestellt. Weiterhin weist das Haushaltsgerät 3 ein mit dem Magnetron 12 zusammenwirkendes Schaltnetzteil 13 auf, das eine Ausgangsspannung ausgibt und so das Magnetron 12 zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung betreibt. Dabei kann das Schaltnetzteil 13 an dem Magnetron 12 anliegende elektrische Größen erfassen, sodass ein beidseitiges Zusammenwirken vorliegt, wie durch den Doppelpfeil dargestellt. Insbesondere erfasst das Schaltnetzteil 13 einen an dem Magnetron 12 anliegenden Anodenstrom bzw. dessen Impulsbreite. Weiterhin weist das Haushaltsgerät 3 eine Steuereinheit 14 auf, die zum Austausch von Signalen und/oder Daten mit dem Schaltnetzteil 13 eingerichtet ist, wie durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Insbesondere ist die Steuereinheit 14 dazu eingerichtet, einen von dem Schaltnetzteil 13 ausgegebenen Wert, der die Impulsbreite des Anodenstroms abbildet, zu empfangen und auszuwerten. Die Auswertung ist dabei darauf gerichtet, einen geringen oder leeren Beladungszustand des Innenraums 11 zu erkennen, etwa anhand von einer Impulsbreite / einem Wert oberhalb eines Grenzwerts.
  • Figur 3 zeigt eine Diagrammdarstellung eines die Impulsbreite des Anodenstroms abbildenden Werts in Nanosekunden aus Versuchen mit einem Testaufbau und mehreren Beladungen des Innenraums 11. Dabei erfasst in dem Testaufbau das Schaltnetzteil 13 den Anodenstrom des Magnetron 12 und erzeugt daraus die in Figur 3 abgebildeten digitalen Werte je Beladung. Die absolute Impulsbreiten der verschiedenen Beladungen sind zwar von dem konkreten und hier nicht näher beschriebenen Testaufbau abhängig, nicht jedoch ihr Verhältnis zueinander. Eine erste Impulsbreite 8.1 des Anodenstroms ergibt sich für eine in dem Innenraum 11 positionierte Glasschale mit 1000 ml Wasser zu etwa 700 Nanosekunden. Eine zweite Impulsbreite 8.2 des Anodenstroms ergibt sich für eine in dem Innenraum 11 positionierte Glasschale mit 100 ml Wasser zu etwa 1100 Nanosekunden. Eine dritte Impulsbreite 8.3 des Anodenstroms ergibt sich für eine in dem Innenraum 11 positionierte leere Glasschale zu etwa 1900 Nanosekunden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Küchenzeile
    2.1
    Küchenschrank
    2.2
    Küchenschrank
    2.3
    Küchenschrank
    3
    Haushaltsgerät (als Backofen ausgebildet)
    3.1
    Tür des Haushaltgeräts
    3.2
    Bedienelement des Haushaltsgeräts
    3.3
    Anzeigeelement des Haushaltgeräts
    4
    Herd
    5
    Dunstabzugshaube
    8.1
    erste Impulsbreite
    8.2
    zweite Impulsbreite
    8.3
    dritte Impulsbreite
    11
    Innenraum
    12
    Magnetron
    13
    Schaltnetzteil
    14
    Steuereinheit

Claims (13)

  1. Haushaltsgerät (3) zum Erwärmen eines Lebensmittels, aufweisend
    einen Innenraum (11) zur Aufnahme des Lebensmittels;
    ein Magnetron (12) zum Erzeugen von Mikrowellenstrahlung;
    ein Schaltnetzteil (13) zum Betreiben des Magnetrons (12); und
    eine Steuereinheit (14) zum Steuern des Schaltnetzteils (13);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Haushaltsgerät (3) dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstrom des Magnetrons (12) zu erfassen und auszuwerten.
  2. Haushaltsgerät (3) nach Anspruch 1, wobei das Schaltnetzteil (13) dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstroms des Magnetrons (12) zu erfassen.
  3. Haushaltsgerät (3) nach Anspruch 2, wobei das Schaltnetzteil (13) dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstroms des Magnetrons (12) als Wert auszugeben, insbesondere als digitalen Wert.
  4. Haushaltsgerät (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstrom des Magnetrons (12) auszuwerten.
  5. Haushaltsgerät (3) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (14) dazu eingerichtet ist, den von dem Schaltnetzteil (13) ausgegebenen Wert zu empfangen.
  6. Haushaltsgerät (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet als Mikrowellengerät oder Backofen mit einer Mikrowellenfunktion.
  7. Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) des Anodenstrom des Magnetrons (12) erfasst und ausgewertet wird.
  8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei oberhalb eines ersten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) eine Benachrichtigung über einen geringen Beladungszustand an eine das Haushaltsgerät (3) benutzende Person ausgegeben wird.
  9. Verfahren nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, wobei oberhalb eines zweiten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) die Leistung des Magnetrons (12) verringert wird.
  10. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüchen, wobei oberhalb eines dritten Grenzwerts der erfassten Impulsbreite (8., 8.2, 8.3) der Betrieb des Magnetrons (12) eingestellt wird.
  11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei nach dem Einstellen des Betriebs des Magnetrons (12) ein erneuter Betrieb des Magnetrons (12) gesperrt wird, insbesondere bis zu einem erneuten Öffnen und/oder Schließen einer Tür (3.1) des Haushaltsgeräts (3).
  12. Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei die Impulsbreite die Startimpulsbreite des periodisch wiederkehrenden Anodenstromsignals.
  13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Startimpulsbreite die ersten bis zu 100 Mikrosekunden des Anodenstromimpulses umfasst.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835353A (en) * 1987-12-28 1989-05-30 General Electric Company Filament power conpensation for magnetron
JPH02278691A (ja) 1989-04-20 1990-11-14 Mitsubishi Electric Corp 電源装置
DE102018105901A1 (de) * 2018-03-14 2019-09-19 Miele & Cie. Kg Gargerät, umfassend einen Garraum und ein Magnetron zur Erzeugung von elektromagnetischer Energie, und Verfahren zum Betrieb eines derartigen Gargeräts

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