ES2273400T3 - Dispositivo de alimentacion de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor. - Google Patents
Dispositivo de alimentacion de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2273400T3 ES2273400T3 ES98403285T ES98403285T ES2273400T3 ES 2273400 T3 ES2273400 T3 ES 2273400T3 ES 98403285 T ES98403285 T ES 98403285T ES 98403285 T ES98403285 T ES 98403285T ES 2273400 T3 ES2273400 T3 ES 2273400T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- resonant
- power
- inverter
- frequency
- inductor
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
-
- 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
- H05B6/04—Sources of current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/4815—Resonant converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9716343 | 1997-12-23 | ||
FR9716343A FR2773014B1 (fr) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Dispositif d'alimentation de plusieurs circuits resonants par un generateur de puissance a onduleur |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2273400T3 true ES2273400T3 (es) | 2007-05-01 |
Family
ID=9514989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES98403285T Expired - Lifetime ES2273400T3 (es) | 1997-12-23 | 1998-12-23 | Dispositivo de alimentacion de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0926926B1 (es) |
DE (1) | DE69836312T2 (es) |
ES (1) | ES2273400T3 (es) |
FR (1) | FR2773014B1 (es) |
Cited By (1)
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)
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)
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 |
-
1997
- 1997-12-23 FR FR9716343A patent/FR2773014B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-23 DE DE69836312T patent/DE69836312T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-23 ES ES98403285T patent/ES2273400T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-23 EP EP98403285A patent/EP0926926B1/fr not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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 |
EP0926926B1 (fr) | 2006-11-02 |
FR2773014B1 (fr) | 2000-03-03 |
FR2773014A1 (fr) | 1999-06-25 |
DE69836312D1 (de) | 2006-12-14 |
EP0926926A1 (fr) | 1999-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2273400T3 (es) | Dispositivo de alimentacion de varios circuitos resonantes mediante un generador de potencia con inversor. | |
JP5265488B2 (ja) | 交流led調光装置及びそれによる調光方法 | |
JPH0851790A (ja) | 誘導性負荷用制御回路 | |
MX9504237A (es) | Convertidor ac/ac de alta frecuencia con correccion de factor de potencia. | |
JP3901088B2 (ja) | 電源回路及び電子機器 | |
US6028777A (en) | High frequency power supply generator | |
WO2000026737A1 (en) | Single inverter with dual boost | |
ES2335879T3 (es) | Generador de alimentacion de un circuito oscilante, para una placa de coccion por induccion. | |
JP2003264056A (ja) | 誘導加熱装置の制御方法 | |
US20240063780A1 (en) | High voltage pulse generator unit | |
JPH06231876A (ja) | 高周波インバータ | |
RU2114053C1 (ru) | Установка для производства озона | |
US5032782A (en) | Series-connected power-line controller | |
JP3235679B2 (ja) | 電源装置、放電灯点灯装置および照明装置 | |
RU2014716C1 (ru) | Источник питания с импульсным преобразованием энергии | |
US5191226A (en) | Circuit for supplying plural loads via a smps and/or directly from an ac voltage source | |
JP3745268B2 (ja) | コンバータのパルス変調制御方法、パルス変調方式によるコンバータおよび誘導加熱装置 | |
AU2003289416A1 (en) | Capacitor insulating power supply | |
JPS598147B2 (ja) | 周波数変換装置 | |
JP3022965U (ja) | 蛍光灯調光装置 | |
ES2638321T3 (es) | Dispositivo de ocultación motorizado que consta de un motor de corriente continua y un dispositivo de alimentación eléctrica de un motor de este tipo | |
JPH04292893A (ja) | 高周波加熱装置 | |
SU750454A1 (ru) | Импульсный стабилизатор посто нного напр жени | |
JP3501133B2 (ja) | 高周波加熱電源装置 | |
JP3070249B2 (ja) | 高周波インバータ |