ES2573144A1

ES2573144A1 - Dispositivo de campo de cocción por inducción con una o varias capacidades resonantes

Info

Publication number: ES2573144A1
Application number: ES201431791A
Authority: ES
Inventors: José Miguel Burdio Pinilla; Pablo Jesús Hernández Blasco; Sergio Llorente Gil; Óscar Lucía Gil; Daniel Palacios Tomas; Héctor SARNAGO ANDÍA
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH; BSH Electrodomesticos Espana SA
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-06
Anticipated expiration: 2034-12-03
Also published as: ES2643542T3; EP3030041A1; ES2573144B1; EP3030041B1

Abstract

La invención hace referencia a un dispositivo de campo de cocción con uno o varios módulos de calentamiento (10a; 10b), con uno o varios inversores (12a; 12b) que comprenden dos o más interruptores de inversor (14a, 16a; 14b, 16b), y están previstos para suministrar al menos una corriente de calentamiento (io), con una o varias capacidades resonantes (18a; 18b, 20b) asignadas al o a los módulos de calentamiento (10a; 10b), con una o varias unidades de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) que están previstas para medir la tensión de capacidad (vc) de la capacidad resonante (18a; 18b, 20b), y con al menos una unidad de control (24a; 24b). Con el fin de aumentar la eficiencia del dispositivo de campo de cocción, se propone que la unidad de control (24a; 24b) esté prevista para determinar en uno o más estados de funcionamiento la potencia suministrada (Po) del módulo de calentamiento (10a; 10b) a partir de la tensión de capacidad (vc).

Description

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DISPOSITIVO DE CAMPO DE COCCIÓN POR INDUCCIÓN CON UNA O VARIAS CAPACIDADES RESONANTES DESCRIPCION

La invención hace referencia a un dispositivo de campo de cocción por inducción con uno o

5 varios módulos de calentamiento, con uno o varios inversores que comprenden dos o más interruptores de inversor, y están previstos para suministrar al menos una corriente de calentamiento, con una o varias capacidades resonantes asignadas al o a los módulos de calentamiento, con una o varias unidades de medición de la tensión de capacidad que están previstas para medir la tensión de capacidad de la capacidad resonante, y con al menos una

10 unidad de control.

A partir del estado de la técnica son conocidos los campos de cocción por inducción que comprenden al menos un inductor, al menos un inversor para accionar el inductor, y una unidad de medición de la tensión de capacidad, donde la unidad de medición de la tensión de capacidad está prevista para medir la tensión de capacidad de una capacidad resonante.

15 Sin embargo, para determinar la potencia suministrada del inductor se evalúa la tensión de salida y/o la corriente de salida del inversor.

La invención resuelve el problema técnico de proporcionar un dispositivo de campo de cocción genérico con mejores propiedades en cuanto a su eficiencia. Según la invención, este problema técnico se resuelve mediante un dispositivo de campo de cocción, en 20 particular, a un dispositivo de campo de cocción por inducción, con uno o varios módulos de calentamiento, con uno o varios inversores que comprenden dos o más interruptores de inversor, preferiblemente conectados en serie y preferiblemente idénticos entre sí, que son conectados periódicamente en un estado de funcionamiento, y están previstos para suministrar al menos una corriente de calentamiento, con una o varias capacidades 25 resonantes asignadas al o a los módulos de calentamiento, con una o varias, de manera preferida exactamente una, unidades de medición de la tensión de capacidad que están previstas para medir la tensión de capacidad de la capacidad resonante, y con al menos una unidad de control, donde la unidad de control esté prevista para determinar en uno o más estados de funcionamiento la potencia suministrada del módulo de calentamiento, de 30 manera preferida exactamente de un elemento de calentamiento del módulo de calentamiento, a partir de la tensión de capacidad, y no a partir de la tensión de funcionamiento, en concreto, de la tensión de entrada y/o de salida, del inversor, y/o de la corriente de funcionamiento, en concreto, de la corriente de entrada y/o de salida, del inversor. El término “dispositivo de campo de cocción” incluye el concepto de al menos una parte, en concreto, un subgrupo constructivo, de un campo de cocción, en concreto, de un campo de cocción por inducción. El dispositivo de campo de cocción puede comprender 5 también el campo de cocción entero, en concreto, el campo de cocción por inducción entero. El módulo de calentamiento presenta aquí un elemento de calentamiento, de manera preferida realizado como inductor, y está previsto para calentar una batería de cocción mediante los efectos de corrientes en remolino y/o de inversión magnética. Sin embargo, el módulo de calentamiento puede comprender también varios, en concreto, dos o más, tres o 10 más y/o cuatro o más, elementos de calentamiento y/o una o más disposiciones de conexión para conectar, desconectar y/o conmutar los elementos de calentamiento. El inversor está previsto para suministrar y/o generar una corriente eléctrica oscilante, en concreto, una corriente de calentamiento, preferiblemente con una frecuencia de 1 kHz como mínimo, de manera más preferida, de 10 kHz como mínimo y, de manera ventajosa, de 20 kHz como 15 mínimo, para poner en funcionamiento el módulo de calentamiento. El término “interruptor de inversor” incluye el concepto de una unidad de conexión, preferiblemente bidireccional y unipolar. El término “unidad de conexión” incluye el concepto de una unidad, preferiblemente electrónica, la cual comprenda un elemento de conexión y, de manera preferida, un diodo conectado en paralelo al elemento de conexión. Además, la unidad de conexión puede 20 presentar una capacidad, en concreto, una capacidad atenuadora, conectada en paralelo al elemento de conexión y/o al diodo. El elemento de conexión puede estar realizado como cualquier elemento de conexión, preferiblemente elemento de conexión semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia, por ejemplo, como transistor, preferiblemente como FET (field-effect transistor), como MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect 25 transistor) y/o como IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). El término “previsto/a” incluye el concepto de programado/a, concebido/a y/o provisto/a de manera específica. La expresión consistente en que un objeto esté previsto para una función determinada incluye el concepto relativo a que el objeto satisfaga y/o realice esta función determinada en uno o más estados de aplicación y/o de funcionamiento. La capacidad resonante está realizada 30 ventajosamente como condensador resonante, y está prevista para formar con el módulo de calentamiento en uno o más estados de funcionamiento al menos una parte de un circuito eléctrico oscilante y/o, de manera preferida, un circuito eléctrico oscilante. La capacidad resonante presenta una capacidad de 0,1 nF como mínimo, preferiblemente, de 1 nF como mínimo y, de manera más preferida, de 10 nF como mínimo, y de 100 µF como máximo, de 35 manera preferida, de 50 µF como máximo y, de manera más preferida, de 10 µF como máximo. La expresión consistente en que “un objeto esté asignado a otro objeto” incluye el concepto relativo a que, en uno o más estados de funcionamiento, exista al menos una conexión conductora eléctricamente, de manera preferida directa, entre el objeto y el otro objeto. El término “unidad de control” incluye el concepto de una unidad eléctrica y/o electrónica que esté prevista para dirigir y/o regular el funcionamiento del dispositivo de 5 campo de cocción, en concreto, del inversor. De manera preferida, la unidad de control comprende una unidad de cálculo y, adicionalmente a la unidad de cálculo, una unidad de almacenamiento con un programa de control y/o de regulación almacenado en ella, el cual esté previsto para ser ejecutado por la unidad de cálculo. Asimismo, la unidad de medición de la tensión de capacidad puede estar realizada como cualquier unidad de medición de la 10 tensión eléctrica y/o electrónica, que resulte apropiada a un experto en la materia. Sin embargo, la unidad de medición de la tensión de capacidad comprende preferiblemente uno

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o más divisores de tensión y/o uno o más convertidores analógico-digital, y presenta en uno

o más estados de funcionamiento al menos una conexión conductora eléctricamente con la unidad de control y/o con una unidad de evaluación de la unidad de control. El término 15 “tensión de capacidad” incluye el concepto de una tensión almacenada en una capacidad, en concreto, la capacidad resonante, y/o de una tensión que descienda a través de la capacidad, en concreto, de la capacidad resonante. La tensión de capacidad puede corresponderse aquí con una tensión entre dos valores de potencial definidos y/o con una tensión entre un valor de potencial definido y un potencial de masa, preferiblemente puesto 20 a tierra. El término “potencia suministrada” incluye el concepto de una potencia, en concreto, potencia de calentamiento, de al menos un elemento de calentamiento del módulo de calentamiento, la cual sea suministrada en uno o más estados de funcionamiento a una batería de cocción apoyada sobre una placa de campo de cocción del dispositivo de campo de cocción, y sirva para calentar la batería de cocción. La expresión “determinar” incluye los

25 conceptos de leer y/o calcular.

Mediante esta forma de realización, se puede proporcionar un dispositivo de campo de cocción con mejores propiedades en cuanto a su eficiencia, en particular, la eficiencia en términos de tiempo, la eficiencia de la medición y/o la eficiencia de costes, pudiendo mejorarse en particular la exactitud de la medición utilizándose una capacidad resonante 30 con un valor preciso de la capacidad y/o gracias a una calibración ventajosamente sencilla de la capacidad resonante. Asimismo, es posible prescindir de componentes adicionales, por ejemplo, de unidades de medición de la tensión y/o de la corriente, con lo que se puede ahorrar en espacio de construcción y/o en costes. Como alternativa, al utilizarse unidades de medición de la tensión y/o de la corriente adicionales, también en un estado de 35 funcionamiento erróneo, en concreto, en un estado de funcionamiento en el que falle y/o no

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sea posible determinar por medio de la tensión de capacidad la potencia suministrada y/u otros datos del funcionamiento, se garantiza un funcionamiento seguro y, en particular, la determinación segura de la potencia suministrada y/o de los datos del funcionamiento. Además, se puede simplificar ventajosamente un algoritmo de control del dispositivo de campo de cocción.

Asimismo, se propone que la unidad de control esté prevista para evaluar y/o considerar únicamente la tensión de capacidad, en concreto, valores y, en particular, valores de la tensión, de la tensión de capacidad, con el fin de determinar la potencia suministrada en uno

: o más estados de funcionamiento. En concreto, la unidad de control está prevista para evaluar únicamente los valores, en concreto, los valores de medición, de la unidad de medición de la tensión de capacidad, con el fin de determinar la potencia suministrada. De esta forma, es posible conseguir una medición y/o evaluación sencillas.

Si la unidad de medición de la tensión de capacidad está prevista para medir exactamente dos valores, en concreto, valores de medición, de la tensión de capacidad durante la duración de un periodo de conexión de al menos uno de los interruptores de inversor, en dos

: o más momentos distintos de la duración del periodo de conexión, se puede simplificar ventajosamente el algoritmo de control. El término “duración de periodo de conexión” incluye el concepto de un lapso de tiempo periódico en el cual cada unidad de conexión, en concreto, cada interruptor de inversor, se encuentre exactamente una vez en el estado cerrado y/o conductor. La expresión “durante un lapso de tiempo” incluye el concepto de simultáneamente al inicio y/o al final del lapso de tiempo y/o en cualquier momento dentro del lapso de tiempo.

De manera preferida, la unidad de medición de la tensión de capacidad está prevista para medir exactamente dos valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad durante un tiempo de conexión de uno de los interruptores de inversor, en dos o más momentos distintos del tiempo de conexión. El término “tiempo de conexión” de un interruptor de inversor incluye el concepto de un periodo de tiempo en el que el interruptor de inversor se encuentre en un estado cerrado y/o conductor eléctricamente. La suma del tiempo de conexión del interruptor de inversor y de un tiempo de desconexión del mismo interruptor de inversor se corresponde con la duración de un periodo de conexión del interruptor de inversor. El término “tiempo de desconexión” de un interruptor de inversor incluye el concepto de un periodo de tiempo en el que el interruptor de inversor se encuentre en un estado abierto y/o no conductor eléctricamente. De manera preferida, la suma de los tiempos de conexión de los interruptores de inversor se corresponde aproximada o exactamente con la duración de un periodo de conexión de los interruptores de inversor. La expresión “la suma de los tiempos de conexión de los interruptores de inversor” se corresponde “aproximada o exactamente con la duración de un periodo de conexión” incluye el concepto relativo a que la divergencia entre la suma de los tiempos de conexión de los interruptores de inversor y la duración del periodo de conexión se corresponda como máximo con el 15%, preferiblemente, como máximo con el 10% y, de manera más preferida, como máximo con el 5%. De esta forma, se puede mejorar en mayor medida la eficiencia de la medición.

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En una forma de realización de la invención, se propone que la unidad de medición de la tensión de capacidad esté prevista para medir el valor, en concreto, valor de la tensión, de la tensión de capacidad al inicio de un tiempo de conexión de uno de los interruptores de inversor. La expresión “al inicio de un tiempo de conexión” incluye el concepto de directamente tras el inicio del tiempo de conexión y/o, de manera preferida, simultáneamente al inicio del tiempo de conexión. De esta forma, es posible conseguir una medición ventajosamente sencilla y reproducible.

De manera preferida, la unidad de medición de la tensión de capacidad está prevista para medir el valor, en concreto, otro valor y, en particular, otro valor de la tensión, de la tensión de capacidad al final de un tiempo de conexión de uno de los interruptores de inversor. La expresión “al final de un tiempo de conexión” incluye el concepto de directamente antes del final del tiempo de conexión y/o simultáneamente al final del tiempo de conexión. De manera ventajosa, la unidad de medición de la tensión de capacidad está prevista para medir en cada caso un valor, en concreto, valor de la tensión, de la tensión de capacidad al inicio de un tiempo de conexión y al final del mismo tiempo de conexión del mismo interruptor de inversor. De esta forma, se puede simplificar en mayor medida un algoritmo de control.

Asimismo, se propone que la unidad de control esté prevista para evaluar dos o más valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad con el fin de determinar la potencia suministrada. En concreto, la unidad de control está prevista para evaluar al menos el valor, en concreto, valor de la tensión, de la tensión de capacidad, medido al inicio del tiempo de conexión y al menos el valor, en concreto, otro valor de la tensión, de la tensión de capacidad, medido al final del tiempo de conexión, con el fin de determinar la potencia suministrada. De manera particularmente preferida, la unidad de control está prevista para evaluar por cada duración de un periodo de conexión exactamente dos valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad con el fin de determinar la potencia suministrada. De esta forma, se puede proporcionar un método de medición ventajosamente sencillo, preciso y reproducible.

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En una forma de realización preferida de la invención, se propone que la unidad de control esté prevista para determinar el valor medio de la tensión de capacidad a partir de la tensión de capacidad. En concreto, la unidad de control está prevista para evaluar únicamente la tensión de capacidad para determinar el valor medio de la tensión de capacidad. La expresión “valor medio de la tensión de capacidad” incluye el concepto de una tensión de capacidad media en el tiempo que se corresponda con el valor medio aritmético de la tensión de capacidad en un intervalo de tiempo definido. De esta forma, la potencia suministrada puede ser determinada de manera ventajosamente sencilla.

Asimismo, se propone que la unidad de control esté prevista para determinar el valor medio de una tensión de red rectificada a partir de la tensión de capacidad. En concreto, la unidad de control está prevista para evaluar únicamente la tensión de capacidad para determinar el valor medio de la tensión de red rectificada. El término “tensión de red rectificada” incluye el concepto de una tensión de red, en concreto, tensión de bus y/o tensión aplicada al inversor, rectificada, preferiblemente por una unidad rectificadora del dispositivo de campo de cocción. La expresión “valor medio de la tensión de red rectificada” incluye el concepto de una tensión de red rectificada media en el tiempo que se corresponda con el valor medio aritmético de la tensión de red rectificada en un intervalo de tiempo definido. De esta forma, es posible prescindir de unidades de medición de la tensión adicionales, con lo que se pueden reducir los costes.

Además, se propone que la unidad de control esté prevista para determinar el valor medio de la tensión de capacidad y/o el valor medio de la tensión de red rectificada a partir de tres

o más valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad. La unidad de medición de la tensión de capacidad podría estar prevista para medir tres o más valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad, en al menos tres momentos diferentes de la duración de un periodo de conexión, durante la duración de un periodo de conexión y/o durante un tiempo de conexión de al menos uno de los interruptores de inversor. De manera alternativa y/o adicional, la unidad de control podría estar prevista para evaluar tres o más valores, en concreto, valores de la tensión, de la tensión de capacidad de al menos dos duraciones de un periodo de conexión, de manera preferida directamente consecutivas. De esta forma, los datos del funcionamiento del dispositivo de campo de cocción pueden ser determinados de manera ventajosamente sencilla sin utilizarse unidades de medición adicionales.

Además, la invención hace referencia a un procedimiento para la puesta en funcionamiento de un dispositivo de campo de cocción, en particular, de un dispositivo de campo de cocción por inducción, con uno o varios módulos de calentamiento, con uno o varios inversores que comprenden dos o más interruptores de inversor, y están previstos para suministrar una corriente de calentamiento, con una o varias capacidades resonantes asignadas al o a los módulos de calentamiento, y con una o varias unidades de medición de la tensión de capacidad que están previstas para medir la tensión de capacidad de la capacidad resonante, donde, en uno o más estados de funcionamiento, la potencia suministrada del módulo de calentamiento sea determinada a partir de la tensión de capacidad. De esta forma, se puede mejorar la eficiencia, en concreto, la eficiencia en términos de tiempo, la eficiencia de la medición y/o la eficiencia de costes, aumentar la exactitud de la medición y/o simplificar el algoritmo de control.

El dispositivo de campo de cocción que se describe no está limitado a la aplicación ni a la forma de realización anteriormente expuestas, pudiendo en particular presentar una cantidad de elementos, componentes, y unidades particulares que difiera de la cantidad que se menciona en el presente documento, siempre y cuando se persiga el fin de cumplir la funcionalidad aquí descrita.

Otras ventajas se extraen de la siguiente descripción del dibujo. En el dibujo están representados dos ejemplos de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones contienen características numerosas en combinación. El experto en la materia considerará las características ventajosamente también por separado, y las reunirá en otras combinaciones razonables.

Muestran:

Fig. 1 un campo de cocción realizado como campo de cocción por inducción

con un dispositivo de campo de cocción, en vista superior

esquemática,

Fig. 2 un esquema de conexiones simplificado del dispositivo de campo de

cocción,

Fig. 3 una gráfica esquemática de varias señales para el control del

dispositivo de campo de cocción, y

Fig. 4 un esquema de conexiones simplificado de otro dispositivo de campo

de cocción.

La figura 1 muestra un ejemplo de un campo de cocción 26a realizado como campo de cocción por inducción, en vista superior esquemática. En el presente caso, el campo de cocción 26a presenta una placa de campo de cocción con cuatro zonas de calentamiento 28a, cada una de las cuales está prevista para calentar exactamente un elemento de batería de cocción (no representado).

Asimismo, el campo de cocción 26a comprende un dispositivo de campo de cocción, el cual presenta una unidad de mando 30a que sirve para que el usuario introduzca y/o seleccione diferentes parámetros, por ejemplo, el grado de potencia. Para dirigir el funcionamiento, el dispositivo de campo de cocción comprende una unidad de control 24a, la cual presenta una unidad de cálculo, una unidad de almacenamiento, y un programa operativo almacenado en la unidad de almacenamiento, que está previsto para ser ejecutado por la unidad de cálculo.

La figura 2 muestra un esquema de conexiones simplificado del dispositivo de campo de cocción. El dispositivo de campo de cocción presenta un módulo de calentamiento 10a que, en el presente caso, comprende exactamente un elemento de calentamiento configurado como inductor. En el presente caso, el módulo de calentamiento 10a está asignado a una de las zonas de calentamiento 28a. Como alternativa, se concibe que un módulo de calentamiento comprenda varios elementos de calentamiento configurados como inductores y/o una disposición de conexión para conmutar entre los elementos de calentamiento. En este caso, el módulo de calentamiento podría estar asignado a varias y/o a todas las zonas de calentamiento.

Asimismo, el dispositivo de campo de cocción comprende una fuente de energía (no representada), la cual está realizada en este caso como conexión a la red, y una unidad rectificadora (no representada), la cual está prevista para rectificar la tensión de red de la fuente de energía y suministrársela a una unidad de almacenamiento de energía 32a del dispositivo de campo de cocción. Como alternativa, se concibe la utilización de una fuente de energía, en concreto, de una fuente de tensión, distinta de una conexión a la red. Asimismo, podría prescindirse también de una unidad rectificadora adicional al utilizarse una fuente de tensión continua.

Además, el dispositivo de campo de cocción comprende un inversor 12a, el cual comprende dos interruptores de inversor 14a, 16a idénticos entre sí. Los interruptores de inversor 14a, 16a están realizados como interruptores semiconductores unipolares bidireccionales, cada uno de los cuales comprende en el presente caso un elemento de conexión de inversor 34a realizado como IGBT con un diodo 36a conectado en paralelo a él y con una capacidad de almacenamiento 38a conectada en paralelo a él. Cada uno de los interruptores de inversor

14a, 16a está conectado de manera conductora eléctricamente con una toma central 40a del inversor 12a. El inversor 12a está previsto para transformar una tensión de red rectificada vB pulsante de la unidad de almacenamiento de energía 32a en una corriente de calentamiento i0 de alta frecuencia, proporcionarla en la toma central 40a, y suministrársela al módulo de calentamiento 10a. De manera alternativa, también se concibe realizar los interruptores de inversor de manera distinta y/o prescindir de un diodo y/o de una capacidad de almacenamiento conectados en paralelo a un elemento de conexión de inversor.

Asimismo, el dispositivo de campo de cocción comprende una capacidad resonante 18a, la cual está realizada como condensador. La capacidad resonante 18a presenta en el presente caso una capacidad Cr de 1.440 nF, y está asociada al módulo de calentamiento 10a, por lo que es parte constituyente de un circuito eléctrico oscilante y puede ser cargada a través del inversor 12a.

En el presente caso, el primer terminal del inversor 12a está conectado con el primer terminal de la unidad de almacenamiento de energía 32a. El término “conectado/a” incluye aquí y a continuación el concepto de conectado/a de manera conductora eléctricamente. El segundo terminal del inversor 12a está conectado con el segundo terminal de la unidad de almacenamiento de energía 32a y con el segundo terminal de la capacidad resonante 18a. La toma central 40a del inversor 12a está conectada con el primer terminal del módulo de calentamiento 10a, y el segundo terminal del módulo de calentamiento 10a está conectado con el primer terminal de la capacidad resonante 18a. Por tanto, el módulo de calentamiento 10a está dispuesto en la rama de puente situada entre la toma central 40a y la capacidad resonante 18a. En el presente caso, el módulo de calentamiento 10a es accionado en una conexión de medio puente, aunque como alternativa se concibe que el módulo de calentamiento sea accionado en una conexión de puente completo.

Asimismo, el dispositivo de campo de cocción comprende una unidad de medición de la tensión de capacidad 22a, la cual comprende en el presente caso un divisor de tensión y un convertidor análogo-digital conectado a continuación. Además, la unidad de medición de la tensión de capacidad 22a presenta una conexión de datos con la unidad de control 24a. La unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir la tensión de capacidad vc de la capacidad resonante 18a y transmitirlo a la unidad de control 24a. En el presente caso, el dispositivo de campo de cocción no presenta otras unidades de medición, en concreto, unidades de medición de la tensión y/o de la corriente. Sin embargo, como alternativa se concibe también que, adicionalmente a una unidad de medición de la tensión de capacidad, un dispositivo de campo de cocción comprenda otras unidades de medición,

en concreto, unidades de medición de la tensión y/o de la corriente, con el fin de aumentar la seguridad del funcionamiento.

La figura 3 muestra una gráfica esquemática de varias señales para el control del dispositivo de campo de cocción. El eje de ordenadas 42a está representado como eje y, y sobre el eje de abscisas 44a está representado el tiempo. La curva 46a ilustra los estados de conexión de un primer interruptor de inversor 14a del inversor 12a, y la curva 48a ilustra los estados de conexión de un segundo interruptor de inversor 16a del inversor 12a. Un nivel “0” define aquí un estado no conductor y/o abierto, mientras que un nivel “1” describe un estado conductor y/o cerrado. La curva 50a muestra una tensión de salida v0 del inversor 12a, y la curva 52a muestra la progresión temporal de la corriente de calentamiento i0.

En un estado de funcionamiento, la unidad de control 24a está prevista para conectar los interruptores de inversor 14a, 16a de manera alternante y periódica, con una frecuencia de conexión fsw que en el presente caso asciende aproximadamente a 75 kHz. Por tanto, en al menos un primer momento, el primer interruptor de inversor 14a está abierto y el segundo interruptor de inversor 16a está cerrado y, en al menos un segundo momento, distinto del primer momento, el primer interruptor de inversor 14a está cerrado y el segundo interruptor de inversor 16a está abierto.

En el presente caso, la unidad de control 24a está prevista para determinar la potencia suministrada P0 del módulo de calentamiento 10a a partir de la tensión de capacidad vc de la capacidad resonante 18a. La potencia suministrada P0 se corresponde aquí con una potencia de calentamiento del módulo de calentamiento 10a que, en uno o más estados de funcionamiento, sea suministrada a una batería de cocción apoyada sobre la placa de campo de cocción, y que sirva para calentar la batería de cocción. Aquí, la unidad de control 24a está prevista para evaluar únicamente la tensión de capacidad vc de la capacidad resonante 18a con el fin de determinar la potencia suministrada P0.

La unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir exactamente dos valores de la tensión de capacidad vc durante la duración de un periodo de conexión Tsw, en concreto, durante cada duración de un periodo de conexión Tsw, del primer interruptor de inversor 14a. En el presente caso, la unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir exactamente dos valores de la tensión de capacidad vc durante cada tiempo de conexión T0 del primer interruptor de inversor 14a. En el presente caso, el ciclo de servicio D del primer interruptor de inversor 14a asciende a 0,5. La unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista en este caso para medir el valor de la tensión de capacidad vc en un momento de conexión t1 del primer interruptor de

inversor 14a. Por tanto, la unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir el valor de la tensión de capacidad vc de manera simultánea al inicio de un tiempo de conexión T0 del primer interruptor de inversor 14a. Asimismo, la unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir otro valor de la tensión de capacidad vc en un momento de desconexión t2 del primer interruptor de inversor 14a. Por tanto, la unidad de medición de la tensión de capacidad 22a está prevista para medir otro valor de la tensión de capacidad vc de manera simultánea al final de un tiempo de conexión T0 del primer interruptor de inversor 14a. Como alternativa, se concibe que una unidad de medición de la tensión de capacidad esté prevista para medir tres o más, cuatro o más y/o cinco o más valores de la tensión de capacidad durante la duración de un periodo de conexión y/o durante un tiempo de conexión de al menos uno de los interruptores de inversor. Además, se concibe que los valores de la tensión de capacidad se determinen en un momento de conexión y/o en un momento de desconexión de un segundo interruptor de inversor. Además, una unidad de medición de la tensión de capacidad podría estar prevista para medir uno o más valores de la tensión de capacidad en otro momento.

En el presente caso, la unidad de control 24a está prevista para evaluar por cada duración de un periodo de conexión Tsw de uno de los interruptores de inversor 14a, 16a exactamente dos valores de la tensión de capacidad vc con el fin de determinar la potencia suministrada P0. En el presente caso, la unidad de control 24a está prevista para evaluar el valor de la tensión de capacidad vc, medido al inicio del tiempo de conexión T0, y otro valor de la tensión de capacidad vc, medido al final del tiempo de conexión T0, con el fin de determinar la potencia suministrada P0 del módulo de calentamiento 10a. Aquí, la unidad de control 24a está prevista para determinar la potencia suministrada P0 del módulo de calentamiento 10a por medio de la siguiente ecuación, la cual depende únicamente de una variable, en concreto, de la tensión de capacidad vc:

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La potencia suministrada P0 se compone aquí de la frecuencia de conexión fsw y/o de la duración de periodo de conexión Tsw, de la capacidad Cr, del ciclo de servicio D, del valor medio VMc de la tensión de capacidad vc, así como de la diferencia entre el otro valor de la tensión de capacidad vc, medido al final del tiempo de conexión T0, y el valor de la tensión de capacidad vc, medido al inicio del tiempo de conexión T0. La ecuación 1 puede extraerse a partir de las siguientes ecuaciones para la potencia suministrada P0 y la tensión de capacidad vc.

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(3)

Aquí, la unidad de control 24a está prevista además para determinar el valor medio VMc de la tensión de capacidad vc a partir de la tensión de capacidad vc. El valor medio VMc de la 5 tensión de capacidad vc se obtiene aquí a través de la siguiente correlación:

(4)
ݐ݀ሻݐሺ௖ݒ௧
׬௦௪ൌ݂ெ௖
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Asimismo, la unidad de control 24a está prevista para determinar el valor medio VMc de la tensión de capacidad vc a partir de tres o más valores de la tensión de capacidad vc. En el presente caso, la unidad de control 24a está prevista para evaluar los tres o más valores de

10 la tensión de capacidad vc de al menos dos duraciones de periodo de conexión Tsw directamente consecutivas. Sin embargo, de manera alternativa también podrían determinarse más valores de la tensión de capacidad por cada duración de periodo de conexión.

La unidad de control 24a está prevista además para determinar el valor medio VMB de una 15 tensión de red rectificada vB a partir de la tensión de capacidad vc, siendo de aplicación:

(5) ಾ೎஽௏ൌெ஻
ܸ

Asimismo, la unidad de control 24a está prevista en este caso para determinar la corriente de calentamiento i0 únicamente a partir de la tensión de capacidad vc, y para determinar la tensión de salida v0 del inversor 12a únicamente a partir de la tensión de capacidad vc. De

20 esta forma, se puede evaluar la totalidad de los datos de funcionamiento del campo de cocción 26a prescindiéndose de unidades de medición adicionales.

En la figura 4, se muestra otro ejemplo de realización de la invención. La siguiente descripción y el dibujo se limitan esencialmente a las diferencias entre los ejemplos de realización, donde, en relación a componentes indicados del mismo modo, en particular, en 25 relación a componentes con los mismos símbolos de referencia, también se puede remitir básicamente al dibujo y/o a la descripción del otro ejemplo de realización de las figuras 1 a

3. Para la diferenciación de los ejemplos de realización, la letra “a” aparece pospuesta a los símbolos de referencia del ejemplo de realización de las figuras 1 a 3 y, en el ejemplo de realización de la figura 4, ha sido sustituida por la letra “b”.

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El ejemplo de realización de la figura 4 se diferencia básicamente del anterior ejemplo de realización en la cantidad de capacidades resonantes 18b, 20b.

En el presente caso, el dispositivo de campo de cocción comprende una primera capacidad resonante 18b y una segunda capacidad resonante 20b, las cuales están conectadas en serie y son idénticas entre sí. Una toma central 54b de las capacidades resonantes 18b, 20b está conectada con el segundo terminal de un módulo de calentamiento 10b. En este caso, la tensión de capacidad vc se corresponde con la tensión existente entre un valor de potencial definido en la toma central 54b y un potencial de masa.

Símbolos de referencia

10: Módulo de calentamiento

12: Inversor

14: Interruptor de inversor

5: 16 Interruptor de inversor

18: Capacidad resonante

20: Capacidad resonante

22: Unidad de medición de la tensión de capacidad

24: Unidad de control

10: 26 Campo de cocción

28: Zona de calentamiento

30: Unidad de mando

32: Unidad de almacenamiento de energía

34: Elemento de conexión de inversor

15: 36 Diodo

38: Capacidad de almacenamiento

40: Toma central

42: Eje de ordenadas

44: Eje de abscisas

20: 46 Curva

48: Curva

50: Curva

52: Curva

54: Toma central

25: Cr Capacidad

I0: Corriente de calentamiento

T0: Tiempo de conexión

Tsw: Duración de periodo de conexión

t1: Momento de conexión

30: t2 Momento de desconexión

v0: Tensión de salida

vB: Tensión de red rectificada

vC: Tensión de capacidad

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de campo de cocción por inducción con uno o varios módulos de calentamiento (10a; 10b), con uno o varios inversores (12a; 12b) que comprenden dos o más interruptores de inversor (14a, 16a; 14b, 16b), y están previstos para

5 suministrar al menos una corriente de calentamiento (i0), con una o varias capacidades resonantes (18a; 18b, 20b) asignadas al o a los módulos de calentamiento (10a; 10b), con una o varias unidades de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) que están previstas para medir la tensión de capacidad (vc) de la capacidad resonante (18a; 18b, 20b), y con al menos una unidad de control (24a;

10 24b), caracterizado porque la unidad de control (24a; 24b) está prevista para determinar en uno o más estados de funcionamiento la potencia suministrada (P0) del módulo de calentamiento (10a; 10b) a partir de la tensión de capacidad (vc) de la capacidad resonante (18a; 18b, 20b).

15 2. Dispositivo de campo de cocción según la reivindicación 1, caracterizado porque para determinar la potencia suministrada (P0), la unidad de control (24a; 24b) evalúa únicamente la tensión de capacidad (vc) de la capacidad resonante (18a; 18b, 20b).
3. Dispositivo de campo de cocción según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado

20 porque la unidad de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) está prevista para medir exactamente dos valores de la tensión de capacidad (vc) de la capacidad resonante (18a; 18b, 20b) durante la duración de un periodo de conexión (Tsw) de al menos uno de los interruptores de inversor (14a, 16a; 14b, 16b).

25 4. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) está prevista para medir exactamente dos valores de la tensión de capacidad (vc) durante un tiempo de conexión (T0) de uno de los interruptores de inversor (14a, 16a; 14b, 16b).

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5. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) está prevista para medir el valor de la tensión de capacidad (vc) al inicio de un tiempo de conexión (T0) de uno de los interruptores de inversor (14a,

35 16a; 14b, 16b).

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6. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de medición de la tensión de capacidad (22a; 22b) está prevista para medir el valor de la tensión de capacidad (vc)

5 al final de un tiempo de conexión (T0) de uno de los interruptores de inversor (14a, 16a; 14b, 16b).
7. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de control (24a; 24b) está prevista

10 para evaluar dos o más valores de la tensión de capacidad (vc) con el fin de determinar la potencia suministrada (P0).
8. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de control (24a; 24b) está prevista

15 para determinar el valor medio (VMc) de la tensión de capacidad (vc) a partir de la tensión de capacidad (vc).
9. Dispositivo de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de control (24a; 24b) está prevista

20 para determinar el valor medio (VMB) de una tensión de red rectificada (vB) a partir de la tensión de capacidad (vc).
10. Dispositivo de campo de cocción según las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque la unidad de control (24a; 24b) está prevista para determinar el valor medio

25 (VMc) de la tensión de capacidad (vc) y/o el valor medio (VMB) de la tensión de red rectificada (vB) a partir de tres o más valores de la tensión de capacidad (vc).
11. Campo de cocción (26a; 26b) con uno o varios dispositivos de campo de cocción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente.

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