ES2273400T3 - Dispositivo de alimentacion de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor. - Google Patents

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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE ALIMENTACION DE VARIOS INDUCTORES POR UN GENERADOR DE POTENCIA CON ONDULADOR. EL DISPOSITIVO PRESENTA LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS: CADA CIRCUITO RESONANTE (L 1 , C 11 , C 12 , L 2 , C 21 , C 22 ) A UNA FRECUENCIA DE RESONANCIA (F R1, F R2 ) DISTINTA, EL GENERADOR (1, 2) ALIMENTA PERMANENT EMENTE LOS CIRCUITOS RESONANTES Y EL AJUSTE DE LA POTENCIA CONSUMIDA POR CADA CIRCUITO RESONANTE SE REALIZA MODIFICANDO LA FRECUENCIA DE TRABAJO (F T ) DEL ONDUCLADOR (2).

Description

Dispositivo de alimentación de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor.
La invención se refiere a un dispositivo de alimentación de varios inductores mediante un generador de potencia con inversor.
Se conoce la utilización de un generador de potencia con inversor para alimentar un inductor montado en serie con un condensador. El inductor se puede asimilar a una inductancia y una resistencia. El inductor y el condensador forman entonces un circuito resonante conocido con el nombre de circuito RLC. El generador de potencia que alimenta este circuito resonante comprende, por ejemplo, un rectificador con una tensión alterna seguido de un inversor que comprende dos transistores. Para regular la potencia absorbida por el circuito resonante, se puede actuar sobre la frecuencia de ciclos sucesivos de conducción y de no conducción de los transistores. En adelante, llamaremos a esta frecuencia, frecuencia de trabajo f_{T}. También se puede actuar sobre la relación entre las duraciones de conducción y de no conducción de los transistores, en un periodo de trabajo.
En una placa de cocción de inducción, en la mayoría de los casos hay varios inductores. Se conoce el utilizar un generador de potencia diferente para cada inductor. Un primer inconveniente de esta solución afecta al precio, ya que un generador es un elemento costoso. Otro inconveniente de esta solución es que puede causar interferencias entre los distintos subconjuntos. Se define aquí un subconjunto que comprende un generador y el circuito resonante al que alimenta. Cuando dos subconjuntos funcionan con frecuencias de trabajo parecidas, algunos componentes, eléctricos o mecánicos pueden ser excitados a una frecuencia igual a la diferencia entre las frecuencias de trabajo de los dos subconjuntos. Esto, entre otros inconvenientes, puede provocar ruidos audibles molestos para un usuario.
Para paliar estos inconvenientes, se han diseñado otros dispositivos para utilizar un solo generador que sirva para alimentar varios inductores. Estos dispositivos prevén alimentar cada inductor de manera cíclica, es decir uno tras otro. Estos dispositivos necesitan medios de conmutación rápidos. Dichos medios, relés o semiconductores, son por lo general costosos. En el caso de los relés, pueden ser ruidosos.
Pueden provocar perturbaciones en la tensión de la red al tomar la potencia de manera entrecortada. US-A-4092510 divulga un dispositivo de alimentación de varios inductores mediante un generador con inversor en el que la potencia consumida por cada circuito resonante se regula modificando la impedancia de cada circuito resonante.
La invención tiene por objetivo paliar los inconvenientes arriba citados, utilizando un solo generador para alimentar varios inductores sin utilizar medios de conmutación rápida. La cocción doméstica por inducción es un campo en el que la invención encuentra particular utilidad, pero la invención no se limita por supuesto a este campo, sino que se puede aplicar siempre que se desee alimentar varios circuitos resonantes, sea cual sea el campo de utilización, para una cocción doméstica u otro.
Para conseguir este objetivo, la invención tiene por objeto un dispositivo de alimentación de varios circuitos resonantes montados en paralelo por un generador de potencia con inversor. El dispositivo se caracteriza porque cada circuito resonante tiene una frecuencia de resonancia diferente, porque el generador alimenta permanentemente los circuitos resonantes y porque la regulación de la potencia consumida por cada circuito resonante se realiza modificando la frecuencia de trabajo del inversor.
Se comprenderá mejor la invención y aparecerán otras ventajas al leer la descripción detallada de un modo de realización, ilustrada con los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 representa el esquema de principio general de la invención adaptado a una estructura semipuente del inversor;
- la figura 2 representa el esquema de principio general de la invención adaptado a una estructura en puente completo del inversor;
- la figura 3 representa el esquema de una variante de un circuito resonante de tercer orden;
- la figura 4 representa el esquema de principio general de la invención, en el que se pueden poner varias capacidades en paralelo.
Con un objetivo de simplicidad, los mismos elementos tendrán las mismas referencias en las distintas figuras.
La figura 1 permite comprender mejor el principio general de la invención. Una fuente de tensión continua 1 está realizada por ejemplo rectificando una tensión de red alterna de 230 V. El modo de realización de la fuente de tensión continua 1 no está representada en la figura 1. La estructura de un inversor 2 es de semipuente. Dicho inversor 2 comprende dos transistores T_{A} y T_{B} montados en serie entre los dos bornes positivo y negativo de la fuente de tensión continua 1. Se ha elegido representar dos transistores bipolares T_{A} y T_{B}, pero queda entendido que el inversor 2 puede funcionar con cualquier medio de conmutación electrónica, como por ejemplo tiristores, transistores con efecto de campo o interruptores de tipo transistor controlados en tensión, conocidos en la literatura anglosajona con el nombre de IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). El medio de control de los dos transistores T_{A} y T_{B} por su base no está representado en la figura 1. Este medio controla fundamentalmente la frecuencia f_{T} a la que los transistores T_{A} y T_{B} son conductores y se bloquean. Un ejemplo de realización de este medio de control se describe en la patente GB 2 175 154. Además, el inversor 2 comprende ventajosamente dos diodos D_{A} y D_{B} denominados diodos volante. El cátodo del diodo D_{A} está conectado al polo positivo de la fuente de tensión continua 1. El ánodo del diodo D_{A} y el cátodo del diodo D_{B} están conectados al punto de unión J de los dos transistores T_{A} y T_{B}. El ánodo de D_{B} está conectado al polo negativo de la fuente de tensión continua 1. Además, el inversor 2 comprende ventajosamente dos condensadores C_{A} y C_{B} de ayuda a la conmutación de los transistores T_{A} y T_{B}. C_{A} está conectado entre el polo positivo de la fuente de tensión continua 1 y el punto de unión J. C_{B} está conectado entre el punto de unión J y el polo negativo de la fuente de tensión continua 1.
El inversor 2 transmite la energía de la fuente de tensión continua 1 a varios circuitos resonantes montados en paralelo. Dichos circuitos resonantes están representados en el interior del cuadro 3 de la figura 1. Estos circuitos resonantes están conectados entre el punto de unión J y los polos positivo y negativo de la fuente de tensión continua 1. La figura 1 sólo representa dos circuitos resonantes, pero queda entendido que la invención no se limita a la alimentación de dos circuitos resonantes y que se puede realizar para un número mayor de circuitos resonantes.
Cada circuito resonante comprende un inductor que lleva la referencia I_{1} en el primer circuito resonante e I_{2} en el segundo circuito resonante. El primer circuito resonante comprende además un interruptor K_{1} y dos capacidades C_{11} y C_{12}. El segundo circuito resonante comprende además un interruptor K_{2} y dos capacidades C_{21} y C_{22}. Los interruptores K_{1} y K_{2} son por ejemplo relés. Los inductores I_{1} e I_{2} están conectados ambos por uno de sus bornes al punto de unión J. El otro borne del inductor I_{1} está conectado a un primer borne del interruptor K_{1}. El segundo borne del interruptor K_{1} está conectado a un primer borne de las dos capacidades C_{11} y C_{12}. El segundo borne de la capacidad C_{11} está conectado al polo positivo de la fuente de tensión continua 1. El segundo borne de la capacidad C_{12} está conectado al polo negativo de la fuente de tensión continua 1. El otro borne del inductor I_{2} está conectado a un primer borne del interruptor K_{2}. El segundo borne del interruptor K_{2} está conectado a un primer borne de las dos capacidades C_{21} y C_{22}. El segundo borne de la capacidad C_{21} está conectado al polo positivo de la fuente de tensión continua 1. El segundo borne de la capacidad C_{22} está conectado al polo negativo de la fuente de tensión continua 1.
Cada circuito resonante puede ser asimilado a un circuito RLC. En el primer circuito resonante, el inductor I_{1} puede ser asimilado a una inductancia L_{1} montada en serie con una resistencia no representada. Hay que señalar que la inductancia L_{1} puede variar en función del utensilio de cocina colocado sobre el inductor. En régimen alterno, las dos capacidades C_{11} y C_{12} se pueden considerar en paralelo y ser asimiladas a una sola capacidad C_{1} igual a C_{11} + C_{12}. En la práctica, elegiremos ventajosamente las capacidades C_{11} y C_{12} de forma que su valor nominal sea igual. El primer circuito resonante se puede asimilar por tanto a una resistencia R_{1}, una inductancia L_{1} y una capacidad C_{1}, las tres montadas en serie. La frecuencia de resonancia f_{R1} de este primer circuito resonante se puede calcular con la siguiente fórmula
f_{R1} = 1/ \left(2 \pi \sqrt{L_{1} C_{1}}\right)
Se puede hacer el mismo razonamiento para el segundo circuito resonante en el que L_{2} es la inductancia del inductor I_{2} y C_{2} es un valor igual a la suma de las capacidades C_{21} y C_{22}. De este modo, se puede calcular la frecuencia de resonancia f_{R2} del segundo circuito resonante con la siguiente fórmula
f_{R2} = 1/ \left(2 \pi \sqrt{L_{2} C_{2}}\right)
El papel de cada interruptor K1 o K2 es poner en servicio o fuera de servicio el inductor I_{1} o I_{2} con el que está conectado. Cuando los dos interruptores K_{1} y K_{2} están abiertos, ningún inductor está alimentado. Cuando sólo uno de los interruptores K_{1} o K_{2} está cerrado, el funcionamiento del dispositivo vuelve al funcionamiento del estado de la técnica arriba citado, en el que se asocia para cada inductor, un generador de potencia diferente. El dispositivo conforme con la invención presenta interés cuando los dos interruptores están cerrados. Sin embargo, en una placa de cocción de inducción, es necesario prever la apertura de los interruptores para dejar al usuario la opción de utilizar o no varios inductores simultáneamente. En consecuencia, en el resto del enunciado, supondremos que los dos interruptores K_{1} y K_{2} están cerrados.
A modo de ejemplo, para comprender mejor la invención, daremos los siguientes valores al primer circuito resonante: L_{1} = 60 \muH, C_{1} = 1 \muF. Por lo tanto, tenemos que f_{R1} = 20,5 kHz. El valor L_{1} = 60 \muH se da para un utensilio de cocina dado, colocado sobre el inductor. Está claro que este valor varía en función de las dimensiones y del material del utensilio de cocina. Por supuesto, la capacidad C_{1} viene dada por dos capacidades C_{11} y C_{12} con un valor de 500 nF cada una. Cuando la frecuencia de trabajo f_{T} del inversor es igual a la frecuencia de resonancia f_{R1}, el inductor I_{1} genera en el utensilio de cocina la mayor potencia posible y cuando controla al inversor para alejar la frecuencia de trabajo f_{T} de la frecuencia de resonancia f_{R1}, disminuye la potencia generada por el inductor I_{1}. En los componentes del segundo circuito resonante, se dan los valores siguientes: L_{2} = 60 \muH, C_{2} = 0,5 \muF. Por lo tanto, tenemos que f_{R2} = 29 kHz. Se han elegido voluntariamente valores diferentes para C_{1} y C_{2} para que las frecuencias de resonancia f_{R1} y f_{R2} sean diferentes. De este modo, cuando se hace variar la frecuencia de trabajo f_{T}, se puede conseguir una variación de potencia generada por cada inductor. Por ejemplo, si la frecuencia de trabajo f_{T} es igual a la frecuencia de resonancia f_{R1} del primer circuito resonante, tendremos que la potencia generada por el primer inductor I_{1} es grande y la potencia generada por el segundo inductor I_{2} es pequeña.
Si más adelante, se aumenta la frecuencia de trabajo f_{T}, tendremos que la potencia generada por el primer inductor I_{1} disminuye, y que mientras la frecuencia de trabajo f_{T} es inferior a la frecuencia de resonancia f_{R2} del segundo circuito resonante, la potencia generada por el segundo inductor I_{2} aumenta. Podemos entonces aumentar la frecuencia de trabajo f_{T} por encima de la frecuencia de resonancia f_{R2}; entonces la potencia generada por el inductor I_{2} disminuye, después de haber pasado por un máximo cuando la frecuencia de trabajo f_{T} era igual a la frecuencia de resonancia f_{R2}. Por supuesto, podemos imaginar que la frecuencia de trabajo f_{T} sea inferior a la menor de las frecuencias de resonancia, f_{R1} en el ejemplo que hemos elegido. De este modo, cuando los dos interruptores K_{1} y K_{2} están cerrados, haciendo variar la frecuencia de trabajo f_{T}, podemos hacer aumentar y disminuir las potencias generadas por los dos inductores. En régimen establecido, es decir sin modificaciones de consignas por parte del usuario, los interruptores no están maniobrados y los inductores están permanentemente alimentados por el inversor 2, cuando están en servicio.
Ventajosamente, para simplificar los medios de control de los dos transistores T_{A} y T_{B}, no hacemos variar la frecuencia de trabajo f_{T} desde un valor inferior a f_{R1} hasta un valor superior a f_{R2}. Efectivamente, es preferible hacer variar la frecuencia de trabajo f_{T} de manera que la corriente a la salida del inversor, es decir entre el punto de unión J y los circuitos resonantes, esté siempre retrasada respecto a la tensión en el punto J o esté siempre adelantada. Esta opción permite simplificar la estrategia de control de los transistores T_{A} y T_{B}.
La figura 2 representa el esquema de principio general de la invención adaptado a una estructura en puente completo del inversor. El inversor comprende cuatro transistores T_{A}, T_{B}, T_{C} y T_{D} representados en los dos cuadros con trazos interrumpidos 21 y 22. T_{A} y T_{B} están en el cuadro 21; T_{C} y T_{D} están en cuadro 22. Los transistores T_{A} y T_{B} por un lado y T_{C} y T_{D} por el otro están montados en serie entre los dos polos de la fuente de tensión continua 1. El punto de unión de los dos transistores T_{A} y T_{B} lleva la referencia J_{21}. El punto de unión de los dos transistores T_{C} y T_{D} lleva la referencia J_{22}. Con afán de simplicidad, en los cuadros 21 y 22 no hemos representado diodos volante ni condensadores de ayuda a la conmutación, aunque por supuesto pueden existir estos componentes.
El inversor 21, 22, transmite energía a dos circuitos resonantes. La figura 2 sólo representa dos circuitos resonantes y sus medios de selección K_{1} y K_{2}. Al igual que en la figura 1, se da por supuesto que la invención se puede aplicar en un número mayor de circuitos resonantes. Estos dos circuitos resonantes están montados en paralelo entre los puntos de unión J_{21} y J_{22}. El primer circuito resonante comprende en serie los siguientes elementos: un inductor I_{1}, una capacidad C_{1} y un interruptor K_{1}. El segundo circuito resonante comprende en serie un inductor I_{2}, une capacidad C_{2} et un interruptor K_{2}. Para que el primer circuito resonante, descrito en la figura 1, sea equivalente al primer circuito resonante descrito en la figura 2, basta con que el valor de la capacidad C_{1} de la figura 2 sea igual a la suma de los valores de las capacidades C_{11} y C_{12} descritas en la figura 1. Si C_{11} y C_{12} tienen cada una de ellas un valor de 500 nF, entonces C_{1} tiene un valor de 1 \muF. El funcionamiento del dispositivo descrito en la figura 2 es parecido al dispositivo descrito en la figura 1. Se hace variar la frecuencia de trabajo del inversor para que aumenten o disminuyan las potencias generadas por los inductores I_{1} e I_{2}.
La estructura de puente completo presenta la ventaja, para una misma potencia generada por los inductores I_{1} e I_{2}, de reducir la intensidad de la corriente que pasa por cada transistor. Sin embargo, cada circuito resonante, para una misma fuente de tensión continua 1, está sometido a una mayor diferencia de potencial.
Las dos estructuras de inversor descritas en las figuras 1 y 2 sólo se dan a modo de ejemplo, se pueden utilizar otras estructuras en los dispositivos conformes con la invención. Por ejemplo, se conoce una estructura de inversor que solo comprende un transistor. Dicha estructura se conoce con el nombre de estructura monointerruptor, dándose efectivamente la utilización de un transistor únicamente a modo de ejemplo.
Los circuitos resonantes representados en las figuras 1 y 2 son circuitos resonantes de primer orden. Por supuesto, se pueden utilizar circuitos de orden superior para aplicar la invención. En la figura 3 se da un ejemplo de circuito de segundo orden. Este circuito está representado sin el inversor que lo alimenta; por supuesto, se puede prever alimentarlo con un inversor sea cual sea su estructura, como por ejemplo de semipuente, puente completo o monointerruptor. Este circuito comprende en serie el inductor I_{1}, dos componentes montados en paralelo, una capacidad C_{31} y una inductancia L_{31}. Este circuito presenta dos máximas de potencia. Esto permite poder regular, con mayor flexibilidad, las potencias relativas consumidas por los inductores de varios circuitos resonantes conectados en paralelo. Los distintos circuitos resonantes no son todos obligatoriamente del mismo orden.
La figura 4 da un ejemplo de medio que permite hacer variar la frecuencia de resonancia f_{R2} del segundo circuito resonante y mejorar así la flexibilidad de regulación de las potencias generadas por los dos inductores I_{1} e I_{2}. El primer circuito resonante es idéntico al representado en la figura 1. El segundo circuito resonante comprende también, como en la figura 1, el inductor I_{2}, pero, a diferencia de la figura 1, el segundo circuito resonante comprende varios interruptores K_{21} a K_{27} conectados por su primer borne al borne del inductor I_{2} no conectado al inversor 2. El segundo borne del interruptor K_{21} está conectado a un primer borne de dos capacidades C_{211} y C_{212.} El segundo borne de la capacidad C_{211} está conectado al polo positivo de la fuente de tensión continua 1 y el segundo borne de la capacidad C_{212} está conectado al polo negativo de la fuente de tensión continua 1. Al igual que en el interruptor K_{21}, el segundo borne de cada otro interruptor K_{22} a K_{27} está conectado a un primer borne de dos capacidades, cuyo segundo borne está conectado bien al polo positivo o bien al polo negativo de la fuente de tensión continua. Al interruptor K_{2i} le corresponde la capacidad C_{2i1} conectada al polo positivo y la capacidad C_{2i2} conectada al polo negativo. En la representación de la figura 4, i varía de 1 a 7. Por supuesto, la invención no se limita a 7 estructuras comprendiendo cada una de ellas un interruptor y dos capacidades.
La figura 4 da un ejemplo de dispositivo que permite hacer variar la capacidad del segundo circuito resonante. La variación de la capacidad permite hacer variar la frecuencia de resonancia f_{R2} y en consecuencia regular la potencia generada por cada uno de los dos inductores I_{1} e I_{2} independientemente el uno del otro. Cuando el interruptor K_{1} está cerrado, se regula la frecuencia de trabajo f_{T} del inversor en función de la potencia que se desea generar con el inductor I_{1}. Después, para regular la potencia que se desea generar con el inductor I_{2}, se cierran uno o varios interruptores K_{2i} de forma que varíe la frecuencia de resonancia f_{R2} del segundo circuito resonante. Cuando se desea generar un potencia importante con el inductor I_{2}, se cierran el o los interruptores K_{2i} necesarios para que la frecuencia de resonancia f_{R2} sea lo más cercana posible a f_{T}. Si, por el contrario, se desea generar una potencia menor con el inductor I_{2}, se cierran el o los interruptores K_{2i} necesarios para que la frecuencia de resonancia f_{R2} se aleje de la f_{T}. Al igual que en las variantes representadas en las figuras 1 y 2, los interruptores K_{2i} tienen la función de poner los inductores en servicio y fuera de servicio. Además, se maniobran cuando el usuario desea modificar la potencia de alguno de los inductores. En régimen permanente, es decir sin modificaciones de consignas por parte del usuario de la potencia a generar, los interruptores no están maniobrados y los inductores están permanentemente alimentados por el inversor 2 cuando están en servicio.
El modo de realización descrito en la figura 4 permite hacer variar la frecuencia de resonancia mediante pasos sucesivos. Las capacidades que permiten hacer variar la frecuencia de resonancia están asociadas en paralelo, se pueden asociar en serie con interruptores que permiten cortocircuitarlas. De este modo se puede combinar la asociación serie y paralelo. Si, por el contrario, se desea variar esta frecuencia sin que sea a pasos, se pueden remplazar los interruptores y las capacidades del segundo circuito resonante por un solo interruptor que permita cortar el circuito resonante y una o varias capacidades variables. En general, se agrupará con el nombre de capacidad modulable a todo medio que permita variar el valor de una capacidad ya sea o no a pasos.
También se puede pensar, para variar la frecuencia de resonancia del segundo circuito resonante, en hacer variar el valor de una inductancia perteneciente a dicho circuito, como por ejemplo la inductancia L_{1} o L_{2} y/o la inductancia L_{31} del circuito representado en la figura 3. La variación de la inductancia se puede efectuar de manera continua o paso a paso como en los condensadores de la figura 4.
El modo de realización descrito en la figura 4 sólo comprende dos circuitos resonantes, pero se puede por supuesto utilizar este diseño para un número mayor de circuitos resonantes. Ventajosamente, cada circuito resonante adicional, a partir del tercero, comprenderá también, como el segundo circuito resonante, medios para hacer variar su frecuencia de resonancia. En adelante se llamará circuito maestro al circuito resonante cuya frecuencia de resonancia sea fija (primer circuito resonante de la figura 4). Los demás circuitos a los que se les puede regular la frecuencia de resonancia se llamarán circuitos esclavos.
Se pueden hacer funcionar todos los circuitos resonantes a la potencia máxima, denominada nominal. En ese caso, se regula la frecuencia de resonancia de los circuitos esclavos de forma que sea igual a la frecuencia de resonancia del circuito maestro. Se regula la frecuencia de trabajo f_{T} cerca de la frecuencia de resonancia de los circuitos resonantes. Para que el dispositivo funcione de manera satisfactoria, es necesario que el inversor pueda proporcionar la suma de las potencias nominales de cada circuito resonante. El inversor con estas dimensiones presenta la ventaja de poder alimentar a uno o varios circuitos resonantes particulares con una potencia superior a su potencia nominal cuando los demás circuitos están alimentados con una potencia inferior a su potencia nominal. De este modo, se distribuye a voluntad la potencia máxima disponible en salida del inversor hacia los distintos inductores. También permite autorizar al generador de potencia para que proporcione toda su potencia disponible hacia un inductor durante un tiempo limitado, por ejemplo unos minutos, duración por supuesto inferior a la constante de tiempo térmico del inductor. Efectivamente, en el campo de la cocción doméstica, el orden de importancia de la constante de tiempo térmico de un inductor puede ser de 30 minutos, lo que está muy por encima del tiempo necesario para ciertas preparaciones culinarias. Para ilustrar esta ventaja, podemos citar un modo de cocción de las pastas. Se comienza por hacer hervir el agua a fuerte potencia y, después de introducir las pastas en el agua hirviendo, se reduce la potencia para que el agua continúe hirviendo. Para reducir el tiempo de la primera fase, que consiste en llevar el agua a ebullición, es interesante aumentar lo máximo posible la potencia generada por el inductor. Esto presenta una ventaja importante con respecto al estado de la técnica arriba citado en el que se asocia un generador de potencia para cada inductor. En dicho estado de la técnica, si se desea superar la potencia nominal de un inductor, hay que sobredimensionar el inversor asociado, lo que conlleva un notable sobrecoste.

Claims (8)

1. Dispositivo de alimentación de varios circuitos resonantes montados en paralelo con un generador de potencia con inversor (2), caracterizado porque cada circuito resonante (I_{1}, C_{11}y C_{12}; I_{2}, C_{21} y C_{22}; I_{1}, C_{1}; I_{2}, C_{2}; I_{1}, L_{31} y C_{31}; I_{2}, C_{211} a C_{272}) tiene una frecuencia de resonancia (f_{R1}, f_{R2}) diferente, porque el generador (1, 2; 1, 21, 22) alimenta permanente a los circuitos resonantes y porque la regulación de la potencia consumida por cada circuito resonante se realiza modificando la frecuencia de trabajo (f_{T}) del inversor 2.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un circuito resonante comprende un medio para hacer variar su frecuencia de resonancia (f_{R2}).
3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el medio comprende una capacidad y porque el valor de la capacidad (C_{2}; C_{21}, C_{22}; C_{2i1}, C_{2i2}) es modulable.
4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la modulación de valor de la capacidad se realiza por medio de varias capacidades (C_{2i1}, C_{2i2}) que se pueden asociar mediante interruptores (K_{2i}).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque las capacidades (C_{2i1,} C_{2i2}) están asociadas en paralelo.
6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la frecuencia de trabajo (f_{T}) se selecciona de manera que la corriente a la salida del inversor (2) esté siempre retrasada con respecto a la tensión a la salida del inversor (2).
7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se distribuye a voluntad la potencia máxima disponible a la salida del generador (1 y 2; 1, 21 y 22) hacia los distintos inductores (I_{1}, I_{2}).
8. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho medio comprende una inductancia y porque el valor de la inductancia (L_{1}, L_{2}; L_{31}) es variable.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2362607A1 (es) * 2009-08-27 2011-07-08 Bsh Electrodomestivos España S.A. Multiplexación de cargas de calentamiento por inducción.

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60011302T2 (de) 2000-03-31 2005-06-16 Shimadzu Research Laboratory (Europe) Ltd. Radiofrequenzoszillator
EP1194008B1 (de) * 2000-09-29 2010-01-20 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Umrichterschaltung und Verfahren zum Betrieb einer solchen
ES2201937B1 (es) * 2003-11-03 2005-02-01 Bsh Electrodomesticos España, S.A. Procedimiento para el funcionamiento de un circuito convertidor.
ES2265758B1 (es) 2005-03-01 2007-11-16 Bsh Electrodomesticos España, S.A. Dispositivo de calentamiento para una cocina de induccion.
US7087870B1 (en) * 2005-06-15 2006-08-08 Inductotherm Corp. Induction heating or melting with multiple frequencies
NZ541629A (en) 2005-08-03 2008-02-29 Auckland Uniservices Ltd Resonant inverter which includes two or more inductive elements that form part of a resonant circuit of the inverter
ES2300168B1 (es) * 2005-10-27 2009-05-08 Bsh Electrodomesticos España, S.A. Encimera de cocina y procedimiento para el funcionamiento de una encimera de cocina.
EP1951003B2 (en) * 2007-01-23 2022-11-16 Whirlpool Corporation Control method for induction cooking hob and induction cooking hob adapted to carry out such method
ES2335256B1 (es) 2008-01-14 2011-01-17 Bsh Electrodomesticos España, S.A. Campo de cocion por induccion con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por induccion.
EP2200398B1 (fr) 2008-12-22 2011-08-10 FagorBrandt SAS Procédé d'alimentation en puissance de deux inducteurs et appareil de cuisson mettant en oeuvre ledit procédé
ES2362523B1 (es) * 2009-08-27 2012-08-02 BSH Electrodomésticos España S.A. Control de al menos una carga de calentamiento por inducción.
JP5658692B2 (ja) * 2010-01-20 2015-01-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 誘導加熱装置
EP2659733B1 (en) * 2010-12-31 2017-04-05 Arçelik Anonim Sirketi An induction heating cooker
ITTO20120896A1 (it) 2012-10-15 2014-04-16 Indesit Co Spa Piano cottura a induzione
US10605464B2 (en) 2012-10-15 2020-03-31 Whirlpool Corporation Induction cooktop
KR102009354B1 (ko) * 2012-11-26 2019-08-09 엘지전자 주식회사 전자 유도 가열 조리기 및 이의 구동 방법
KR102009344B1 (ko) 2012-12-03 2019-08-09 엘지전자 주식회사 전자 유도 가열 조리기 및 이의 출력 레벨 제어 방법
EP2744300B1 (de) * 2012-12-11 2015-11-18 BSH Hausgeräte GmbH Hausgeräteinduktionsheizvorrichtung
CN103596307B (zh) * 2013-11-05 2015-10-14 美的集团股份有限公司 谐振控制电路和电磁加热装置
DE102014213566A1 (de) * 2014-07-11 2016-01-14 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Induktionsheizvorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer Induktionsheizvorrichtung
CN105451384A (zh) * 2014-07-31 2016-03-30 E.G.O.电气设备制造股份有限公司 感应加热系统
KR102368372B1 (ko) * 2015-08-04 2022-02-28 삼성전자주식회사 유도 가열 장치 및 그 제어 방법
CN106469976B (zh) * 2015-08-20 2019-03-15 台达电子工业股份有限公司 变换器及电压箝位单元
US10075055B2 (en) 2015-09-30 2018-09-11 Apple Inc. Zero-voltage-switching scheme for phase shift converters
EP3307017B1 (en) 2016-10-06 2019-05-22 Whirlpool Corporation Versatile induction hob
EP3432682A1 (en) 2017-07-18 2019-01-23 Whirlpool Corporation Method for operating an induction cooking hob and cooking hob using such method
US10993292B2 (en) 2017-10-23 2021-04-27 Whirlpool Corporation System and method for tuning an induction circuit
US11140751B2 (en) 2018-04-23 2021-10-05 Whirlpool Corporation System and method for controlling quasi-resonant induction heating devices
EP4159003A1 (de) * 2020-06-02 2023-04-05 BSH Hausgeräte GmbH Haushaltsgerätevorrichtung
GB202212636D0 (en) * 2022-08-31 2022-10-12 Nicoventures Trading Ltd Electronic circuit for an aerosol generator of an aerosol provision device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151387A (en) * 1971-04-06 1979-04-24 Environment/One Corporation Metal base cookware induction heating apparatus having improved power control circuit for insuring safe operation
GB1555500A (en) * 1975-10-22 1979-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multiple load induction heating apparatus with means for eliminating interference between two or more commution circuits
FR2575354B1 (fr) * 1984-12-20 1988-09-09 Poumey Michel Installation utilisable pour la realisation de plaques de cuisson a chauffage par induction comportant plusieurs foyers reglables separement et un seul generateur
JPH05190263A (ja) * 1992-01-10 1993-07-30 Fuji Electric Co Ltd 誘導加熱用インバ−タ装置の運転方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2362607A1 (es) * 2009-08-27 2011-07-08 Bsh Electrodomestivos España S.A. Multiplexación de cargas de calentamiento por inducción.

Also Published As

Publication number Publication date
DE69836312T2 (de) 2007-05-31
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FR2773014A1 (fr) 1999-06-25
DE69836312D1 (de) 2006-12-14
EP0926926A1 (fr) 1999-06-30

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