ES2583206A2

ES2583206A2 - Dispositivo de aparato de cocción por inducción con una unidad inversora y aparato de cocción con dicho dispositivo

Info

Publication number: ES2583206A2
Application number: ES201530356A
Authority: ES
Inventors: José Miguel Burdio Pinilla; Sergio Llorente Gil; Oscar Lucia Gil; Daniel Palacios Tomas; Diego Puyal Puente; Hector Sarnago Andia
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH; BSH Electrodomesticos Espana SA
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH; BSH Electrodomesticos Espana SA
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2016-09-19
Anticipated expiration: 2035-03-18
Also published as: ES2583206R1; DE102016202775A1; ES2583206B1

Abstract

La invención hace referencia a un dispositivo de aparato de cocción por inducción, con una unidad inversora (10a; 10b) que está prevista para generar una corriente de calentamiento. Con el fin de aumentar la eficiencia, se propone que el dispositivo de aparato de cocción presente una unidad de detección (12a; 12b) que esté prevista para detectar un proceso de conmutación suave de la unidad inversora (10a; 10b) por medio de al menos un flanco de una señal eléctrica.

Description

5

10

15

20

25

30

DISPOSITIVO DE APARATO DE COCCION POR INDUCCION CON UNA UNIDAD INVERSORA Y APARATO DE COCCION CON DICHO

DISPOSITIVO

DESCRIPCION

La invention hace referenda a un dispositivo de aparato de coccion por induction con una unidad inversora que esta prevista para generar una corriente de calentamiento.

A partir de la solicitud de patente estadounidense US 5 166 549 A, se conoce un dispositivo de aparato de coccion con un inversor y con una unidad de detection que esta prevista para vigilar un proceso de conmutacion sin tension del inversor por medio de la medicion de la tension.

La invencion resuelve el problema tecnico de proporcionar un dispositivo de aparato de coccion generico mas eficiente. Segun la invencion, este problema tecnico se resuelve mediante un dispositivo de aparato de coccion por induccion, con una unidad inversora que esta prevista para generar una corriente de calentamiento, donde se propone que el dispositivo de aparato de coccion presente una unidad de deteccion que este prevista para detectar un proceso de conmutacion suave de la unidad inversora por medio de al menos un flanco, en concreto, de un flanco de un comportamiento de sobreoscilacion, de una senal electrica. El dispositivo de aparato de coccion es al menos una parte, en concreto, un subgrupo constructivo, de un aparato de coccion, en particular, de un horno de coccion, de un microondas y/o, preferiblemente, de un campo de coccion por induccion. El dispositivo de aparato de coccion presenta una o mas, preferiblemente dos y, de manera ventajosa, cuatro o mas unidades de calentamiento, cada una de las cuales esta prevista para que le sea suministrada energla por una corriente de calentamiento. La unidad inversora es una unidad que este prevista para suministrar y/o generar una corriente de calentamiento de alta frecuencia, preferiblemente con una frecuencia de 1 kHz como mlnimo, preferiblemente, de 10 kHz como mlnimo y, de manera ventajosa, de 20 kHz como mlnimo, para poner en funcionamiento las unidades de calentamiento. La unidad inversora presenta uno o mas elementos de conexion de inversor y, preferiblemente, dos o mas elementos de conexion de inversor, los cuales estan dispuestos en una topologla de puente completo o, de manera preferida, en una topologla de medio puente. Los elementos de conexion de inversor pueden estar realizados como cualquier elemento de conexion, preferiblemente elemento de conexion semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia, por ejemplo,

5

10

15

20

25

30

35

como transistor, preferiblemente FET (field-effect transistor), como MOSFET (metal-oxide- semiconductor field-effect transistor) y/o como IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), preferiblemente como RC-IGBT (Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor). A los elementos de conexion de inversor pueden estar conectados en paralelo al menos un diodo, en concreto, un diodo de retorno, y/o al menos una capacidad, en concreto, una capacidad atenuadora. La unidad de detection es preferiblemente una unidad electrica y/o electronica, la cual este prevista para captar, en concreto, detectar y/o medir, una o varias senales electricas. En concreto, la unidad de deteccion esta prevista para detectar un proceso de conmutacion suave de uno o mas elementos de conexion de inversor de la unidad inversora por medio de un flanco, en concreto, de un flanco de un comportamiento de sobreoscilacion, de una senal electrica. Ademas, la unidad de deteccion capta un proceso de desconexion suave de uno o mas de los elementos de conexion de inversor, en particular, de exactamente un elemento de conexion de inversor. La unidad de deteccion esta conectada en paralelo a al menos un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora, y presenta un filtro de paso alto que esta previsto para atenuar las fracciones de baja frecuencia de la senal electrica. En concreto, el filtro de paso alto atenua una tension de red de baja frecuencia de una acometida, en concreto, una tension alterna de entre 10 Hz y 100 Hz, preferiblemente, de entre 30 Hz y 80 Hz y, de manera mas preferida, de entre 40 Hz y 60 Hz. El filtro de paso alto presenta al menos una capacidad y al menos un resistor. La capacidad y el resistor estan conectados en serie. El filtro de paso alto puede presentar un inductor. La unidad de deteccion presenta al menos un diferenciador y, de manera preferida, el filtro de paso alto esta previsto para servir de diferenciador, el cual esta previsto para generar una derivation de una senal electrica. La unidad de deteccion esta conectada electrica y/o electronicamente con una unidad de control del dispositivo de aparato de coccion. El termino "proceso de conmutacion” incluye el concepto del cambio entre los estados conductor y no conductor de la unidad inversora, preferiblemente del elemento de conexion de inversor. El termino "proceso de desconexion” se refiere al cambio del estado conductor al estado no conductor. El termino "proceso de conexion” se refiere al cambio del estado no conductor al estado conductor. La unidad de control es una unidad electrica y/o electronica que de manera preferida este integrada, al menos parcialmente, en una unidad de control y/o reguladora del dispositivo de aparato de coccion, y la cual este prevista para dirigir y/o regular al menos la unidad inversora, en concreto, uno o mas elementos de conexion de inversor de la unidad inversora. De manera preferida, la unidad de control comprende una unidad de calculo y, adicionalmente a la unidad de calculo, una unidad de almacenamiento con un programa de control y/o de regulation almacenado en ella, el cual este previsto para ser ejecutado por la unidad de calculo. El termino "flanco” se refiere a la

3

5

10

15

20

25

30

evolucion dependiente del tiempo de una senal electrica, de manera preferida, de una corriente y/o de una tension, donde, partiendo de un primer valor antes de un proceso de conmutacion, la senal se aproxime de manera al menos esencialmente brusca a un segundo valor tras un proceso de conmutacion de al menos un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora, El termino "comportamiento de sobreoscilacion” incluye el concepto de la evolucion dependiente del tiempo de una senal electrica, preferiblemente oscilante, de manera preferida, de una corriente y/o de una tension, donde, partiendo de un primer valor antes de un proceso de conmutacion, la senal se aproxime de manera al menos esencialmente brusca a un segundo valor tras un proceso de conmutacion de al menos un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora, en particular, quede por encima y/o por debajo del segundo valor aproximandose a este tras el proceso de conmutacion. Se produce un comportamiento de sobreoscilacion si una capacidad parasita y/o una inductancia parasita de un circuito son excitadas por la modification al menos esencialmente brusca de una senal. De manera preferida, se produce una modificacion al menos esencialmente brusca de una senal y/o una excitacion de una inductancia parasita si se produce un cortocircuito entre dos elementos de conexion de inversor. La expresion "de manera al menos esencialmente brusca” quiere decir que el tiempo de un flanco de la senal, en concreto, de la transition del primer valor antes del proceso de conmutacion al segundo valor tras el proceso de conmutacion, ascienda como maximo al 20%, preferiblemente, como maximo al 10%, de manera mas preferida, como maximo al 5% y, de manera aun mas preferida, como maximo al 1% de la duration de un periodo de la corriente de calentamiento de la unidad inversora. El primer valor antes del proceso de conmutacion y el segundo valor tras el proceso de conmutacion se diferencian como mlnimo en un factor 2, preferiblemente, como mlnimo en un factor 5 y, de manera mas preferida, como mlnimo en un factor 10. El valor de la senal de un comportamiento de sobreoscilacion converge en una oscilacion atenuada hacia el segundo valor tras el proceso de conmutacion, en concreto, en caso de oscilaciones, en un caso llmite aperiodico y/o en caso de fuga. El termino "proceso de conmutacion suave”, tambien conocido por su denomination inglesa "soft-switching”, se refiere a un proceso de conmutacion particularmente cuidadoso para la unidad inversora, en concreto, para un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora, donde se produzca una perdida por conmutacion minima. Una perdida por conmutacion sera minima si, directamente antes de y/o en el momento del proceso de conmutacion, una potencia que se produzca en la unidad inversora, preferiblemente en el elemento de conexion de inversor, es aproximadamente cero.

5

10

15

20

25

30

Mediante una forma de realization correspondiente, es posible proporcionar un dispositivo de aparato de coccion generico mas eficiente, en particular, en cuanto a la eficiencia de costes, a la eficiencia relativa a los componentes y/o a la eficiencia de la potencia, donde la funcionabilidad puede mejorarse ventajosamente sobre la base de los valores detectados por la unidad de detection mediante la adaptation de al menos la unidad inversora y/o de un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora. Puesto que a traves de procesos de conmutacion suaves se evita la perdida de energla y un calentamiento y sobrecalentamiento aunados a ella de los componentes electricos, en concreto, componentes semiconductores, por ejemplo, de la unidad inversora y/o elementos de conexion de inversor, se puede garantizar un funcionamiento seguro y economico del dispositivo de aparato de coccion.

En una forma de realization preferida de la invention, se propone que la unidad de detection este prevista para detectar un proceso de conmutacion en gran medida o por completo sin tension de la unidad inversora por medio de un flanco, en concreto, de un flanco de un comportamiento de sobreoscilacion, de una senal electrica. Un proceso de conmutacion suave presenta una perdida de potencia Infima si el proceso de conmutacion es un proceso de conmutacion en gran medida o por completo sin corriente y/o, de manera preferida, en gran medida o por completo sin tension. La expresion "proceso de conmutacion en gran medida o por completo sin corriente”, tambien conocida por su denomination inglesa “zero current switching, ZCS”, incluye el concepto de un proceso de conmutacion suave en el que la corriente que fluya en la unidad inversora, en concreto, en el elemento de conexion de inversor, directamente antes de un proceso de conmutacion, en concreto, un proceso de conmutacion en el que se establezca una conexion conductora, y/o, de manera preferida, en el momento de un proceso de conmutacion, en concreto, de un proceso de conmutacion en el que se establezca una conexion conductora, sea aproximada o exactamente Infima, en particular, aproximadamente cero. La expresion “proceso de conmutacion en gran medida o por completo sin tension”, tambien conocida por su denomination inglesa “zero voltage switching, ZVS”, incluye el concepto de un proceso de conmutacion suave en el que la tension que se aplique y/o que descienda en la unidad inversora, en concreto, en el elemento de conexion de inversor, directamente antes de un proceso de conmutacion, en concreto, un proceso de conmutacion en el que se establezca una conexion conductora, y/o, de manera preferida, en el momento de un proceso de conmutacion, en concreto, de un proceso de conmutacion en el que se establezca una conexion conductora, sea aproximada o exactamente Infima, en particular,

5

10

15

20

25

30

aproximadamente cero. De esta forma, es posible detectar un proceso de conmutacion suave ventajosamente con poca complejidad.

En una forma de realization particularmente preferida de la invention, se propone que el flanco de la senal electrica sea el flanco de la tension que se origine en la unidad inversora durante al menos un proceso de conmutacion. El comportamiento de sobreoscilacion es un comportamiento de sobreoscilacion de la tension. La tension que se origina es una tension que se aplica y/o que desciende en un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora directamente antes de cerrarse o directamente despues de abrirse el elemento de conexion de inversor. Por medio del flanco del comportamiento de sobreoscilacion, se puede deducir de manera ventajosamente sencilla la desviacion con respecto a un proceso de conmutacion suave.

Ademas, se propone que la unidad de detection este prevista para detectar al menos una modification del flanco del comportamiento de sobreoscilacion de la tension que se origine en la unidad inversora durante al menos un proceso de conmutacion. La unidad de deteccion presenta una unidad de deteccion de impulsos, la cual esta prevista para reconocer y/o detectar una modificacion del flanco. La unidad de deteccion de impulsos presenta uno o mas diodos, de manera preferida, exactamente un diodo, al menos un resistor, en concreto, un resistor de medicion, y al menos una capacidad, en concreto, una capacidad de deteccion. El resistor y la capacidad estan conectados en paralelo. De manera preferida, la unidad de deteccion esta compuesta por el filtro de paso alto y la unidad de deteccion de impulsos. El termino "modificacion del flanco” incluye el concepto de una modificacion de la pendiente durante, preferiblemente tras, un proceso de conmutacion. La unidad de deteccion esta prevista para detectar una modificacion de la pendiente generando una derivation de una tension aplicada y reconociendo la pendiente maxima mediante la unidad de deteccion de impulsos. Mediante la captation de la modificacion del flanco, se puede detectar con gran precision y ventajosamente con poca complejidad un hecho de control con el que se pueda verificar cualitativamente si se produce un proceso de conmutacion suave. Por tanto, es posible reconocer y, sobre todo, evitar, un proceso de conmutacion duro ineficiente energeticamente.

Asimismo, se propone que la unidad de deteccion este prevista para generar al menos una senal de salida dependiente de la pendiente maxima del flanco. La senal de salida es aqul proporcional a la pendiente maxima por su magnitud del flanco. La senal de salida esta conectada preferiblemente de manera directa con la unidad de control a traves de la conexion electrica y/o electronica. La senal de salida esta prevista para ser utilizada para

5

10

15

20

25

30

35

controlar y/o regular la unidad inversora y/o el elemento de conexion de inversor. De manera preferida, la senal de salida de la unidad de detection es una tension continua que siempre presenta el mismo signo. La senal de salida puede ser una senal que cambie con el tiempo, por ejemplo, exponencialmente. De manera particularmente preferida, la senal de salida es aproximada o totalmente constante. La expresion "senal aproximada o totalmente constante” incluye el concepto de una senal que en su evolution temporal difiera de un valor de referencia en el 15% como maximo, preferiblemente, en el 10% como maximo y, de manera mas preferida, en el 5% como maximo. A traves de la deteccion de la pendiente maxima del flanco y de la generation de una senal de salida proporcional, es posible cuantificar la desviacion de un proceso de conmutacion con respecto a un proceso de conmutacion suave. De manera ventajosa, la senal de salida puede ser utilizada para analizar el proceso de conmutacion y/o para adaptar el proceso de conmutacion y, en concreto, puede ser utilizada directamente para la activation de un circuito logico.

De manera preferida, la unidad de control esta prevista para variar al menos un parametro del funcionamiento, en concreto, la duration de un periodo, la frecuencia de conmutacion, la duration del impulso, la distancia entre impulsos, el ciclo de servicio y/o el tiempo muerto, de la unidad inversora y/o de un elemento de conexion de inversor de la unidad inversora, en dependencia de la senal de salida con el fin de conseguir un proceso de conmutacion mas suave. La duracion del impulso es un intervalo de tiempo en el que un elemento de conexion de inversor es conectado y desconectado de nuevo. El termino "distancia entre impulsos” incluye el concepto del intervalo de tiempo existente entre dos procesos de conexion de dos elementos de conexion de inversor. El termino "ciclo de servicio” incluye el concepto de la relation entre la duracion del impulso y la duracion de un periodo. El termino "tiempo muerto” incluye el concepto del intervalo de tiempo existente entre un proceso de desconexion de un primer elemento de conexion de inversor de la unidad inversora y un proceso de conexion de un segundo elemento de conexion de inversor de la unidad inversora. La expresion "proceso de conmutacion mas suave” incluye el concepto de un proceso de conmutacion en el que la potencia, la corriente y/o, de manera preferida, la tension directamente antes de y/o en el momento del proceso de conmutacion sean de menor magnitud que durante un proceso de conmutacion de referencia. Emitiendose la senal de salida, se puede dirigir y/o regular la unidad inversora y/o el elemento de conexion de inversor, con lo que se puede conseguir un proceso de conmutacion mas suave. Asimismo, se asegura un funcionamiento del dispositivo de aparato de coccion eficiente energeticamente, y se puede evitar a la vez que los componentes electricos y/o electronicos se sobrecalienten.

5

10

15

20

25

30

35

Ademas, se propone que la unidad inversora comprenda una red atenuadora variable, y que la unidad de control este prevista para variar al menos la capacidad de la red atenuadora en dependencia de la senal de salida. La red atenuadora esta dispuesta y/o conectada en paralelo a los elementos de conexion de inversor. La red atenuadora comprende al menos un condensador ajustable y, preferiblemente, varios condensadores que sean interconectables mediante al menos un elemento de conexion atenuador y, preferiblemente, mediante varios elementos de conexion atenuadores. Los elementos de conexion atenuadores pueden estar realizados como cualquier elemento de conexion, preferiblemente elemento de conexion semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia, por ejemplo, como transistor, preferiblemente FET, como MOSFET y/o como IGBT, en particular, como RC-IGBT. Se garantiza la atenuacion simetrica de varios interruptores de inversor al estar los elementos de conexion atenuadores configurados para modificar de manera simultanea y simetrica las capacidades de la red atenuadora. La capacidad total es ajustable en dependencia de la senal de salida de la unidad de detection y/o preferiblemente, mediante la unidad de control, donde la constante de atenuacion es ajustable de manera gradual. En el caso de que no se desee, no sea posible y/o ya este optimizada la adaptation de la frecuencia de conmutacion, de la duration del periodo, de la duration del impulso, de la distancia entre impulsos, del ciclo de servicio y/o del tiempo muerto, a traves de la red atenuadora se pueden variar diversos valores posibles de las capacidades con el fin de conseguir un proceso de conmutacion suave. Asimismo, la red atenuadora puede ser utilizada adicionalmente para adaptar el estado de conmutacion con mayor exactitud, y se puede aumentar de nuevo la eficiencia energetica del proceso de conmutacion.

En una forma de realization de la invention, la unidad de deteccion presenta al menos un diodo. El diodo sirve para controlar la corriente a traves de su resistencia intrlnseca, dependiente de la tension, cuya progresion difiere preferiblemente de una progresion lineal. El valor de la resistencia intrlnseca, en concreto, la pendiente de la curva caracterlstica corriente-tension, es positivo, en concreto, mayor que cero. La unidad de deteccion esta configurada para detectar el valor maximo del impulso utilizando el diodo, preferiblemente, un diodo Zener. El diodo dirige la corriente dentro de la unidad de deteccion, de forma que no se tienen que utilizar componentes electricos o electronicos adicionales dirigidos por la corriente y/o la tension. De esta forma, se puede ventajosamente mantener baja la complejidad de la unidad de deteccion.

Asimismo, se propone que la unidad de deteccion no presente transistores. Aparte del

diodo, la unidad de deteccion no presenta otros componentes electricos y/o electronicos

8

5

10

15

20

25

30

activos. El termino “componente activo” incluye el concepto de un componente que posea un efecto de amplification y/o que lleve a cabo el control de la corriente y/o de la tension. Los componentes activos presentan una resistencia intrlnseca no lineal, cuya pendiente de la curva caracterlstica corriente-tension es negativa, de manera preferida, menor que cero, al menos por tramos. Los componentes activos pueden ser tubos electronicos, diodos, triodos, componentes semiconductores, transistores, tiristores, fotosemiconductores, piezosemiconductores, circuitos integrados, amplificadores potenciales y/o comparadores, asl como combinaciones de estos. El termino “componente pasivo” incluye el concepto de un componente que no presente un efecto de amplificacion. Los componentes pasivos presentan una resistencia lineal, cuya pendiente de la curva caracterlstica corriente-tension es positiva, en concreto, mayor que cero. Los componentes pasivos pueden ser resistores, condensadores e inductores. Asl, se puede proporcionar una unidad de detection economica, ya que, aparte del diodo, se puede prescindir ventajosamente de otros costosos componentes activos, por ejemplo, transistores. Al no tener que suministrarse corriente a componentes activos adicionales como, por ejemplo, amplificadores potenciales, el consumo de corriente de la propia unidad de deteccion se puede mantener bajo.

La invention hace tambien referencia a un procedimiento para la puesta en funcionamiento de un dispositivo de aparato de coccion, en particular, de un dispositivo de campo de coccion por induction, con al menos una unidad inversora a traves de la cual se genera una corriente de calentamiento, donde un proceso de conmutacion suave de la unidad inversora sea detectado mediante la unidad de deteccion por medio de al menos un flanco de una senal electrica, en concreto, de un comportamiento de sobreoscilacion. De esta forma, se puede llevar a cabo una vigilancia segura del proceso de conmutacion de la unidad inversora y, de manera preferida, del elemento de conexion de inversor. Basandose en la medicion, se podrlan iniciar otros pasos para la regulation y/o control del dispositivo de aparato de coccion.

Otras ventajas se extraen de la siguiente description del dibujo. En el dibujo estan representados ejemplos de realization de la invencion. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen caracterlsticas numerosas en combination. El experto en la materia considerara las caracterlsticas ventajosamente tambien por separado, y las reunira en otras combinaciones razonables.

Muestran:

Fig. 1 un campo de coccion por induccion con un dispositivo de aparato de

coccion, en vista superior esquematica,

9

5

10

15

20

25

30

35

Fig. 2 un esquema de conexiones de una parte del dispositivo de aparato de

coccion,

Fig. 3 un esquema de conexiones de una unidad de detection del dispositivo

de aparato de coccion,

Fig. 4 una grafica de las evoluciones tlpicas de la senal con un tiempo de

conmutacion demasiado extenso,

Fig. 5 una grafica de las evoluciones tlpicas de la senal con un tiempo de

conmutacion optimo,

Fig. 6 una grafica de las evoluciones tlpicas de la senal con un tiempo de

conmutacion demasiado breve,

Fig. 7 una grafica de las evoluciones tlpicas de la senal con un tiempo de

conmutacion aun mas breve, y

Fig. 8 un esquema de conexiones de una parte de otro dispositivo de aparato

de coccion con una red atenuadora.

La figura 1 muestra una vista superior de un campo de coccion 20a realizado como campo de coccion por induction. El campo de coccion 20a presenta cuatro zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a, y una placa de campo de coccion 22a. Las zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a estan marcadas sobre la placa de campo de coccion 22a, y estan previstas cada una para calentar un elemento de baterla de coccion 28a, 30a colocado sobre la placa de campo de coccion 22a. El campo de coccion 20a presenta una unidad de mando 32a, la cual sirve para que el usuario introduzca y/o seleccione diferentes parametros, por ejemplo, el grado de la potencia para una de las zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a. El campo de coccion 20a comprende un dispositivo de aparato de coccion, el cual comprende para efectuar el control y la regulation una unidad de control 14a, que sirve para dirigir la potencia de calentamiento de las zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a respectivas.

La figura 2 muestra un esquema de conexiones de una parte del dispositivo de aparato de coccion. El dispositivo de aparato de coccion comprende una unidad de tension continua 36a con un rectificador (no representado), que de manera conocida esta prevista para suministrar una tension rectificada. Ademas, el dispositivo de aparato de coccion presenta una unidad inversora 10a, la cual esta prevista para suministrar una corriente de calentamiento de alta frecuencia. En el presente caso, la unidad inversora 10a comprende dos elementos de conexion de inversor 44a, 46a, que estan dispuestos en una topologla de medio puente. Tambien se concibe que una unidad inversora presente de manera alternativa otros elementos de conexion de inversor que esten dispuestos en una topologla

5

10

15

20

25

30

35

de puente completo. En el presente caso, los elementos de conexion de inversor 44a, 46a estan realizados como RC-IGBTs. A cada elemento de conexion de inversor 44a, 46a estan conectados en paralelo un diodo de retorno 48a, 50a y una capacidad atenuadora 52a, 54a. Como alternativa, tambien se concibe prescindir de un diodo de retorno y/o de una capacidad atenuadora conectados en paralelo a un elemento de conexion de inversor. Para generar la corriente de calentamiento, los elementos de conexion de inversor 44a, 46a son conectados y desconectados de manera alternante. La unidad de control 14a esta prevista para dirigir la unidad inversora 10a a traves de llneas de control no representadas aqul y/o para efectuar adaptaciones, en concreto, esta prevista para adaptar la frecuencia de conmutacion, la duracion de un periodo, la duration del impulso, la distancia entre impulsos, el ciclo de servicio y/o el tiempo muerto de la unidad inversora 10a, en concreto, de los elementos de conexion de inversor 44a, 46a.

La unidad inversora 10a presenta un primer terminal 56a, un segundo terminal 58a, y una toma central 60a. El primer terminal del primer elemento de conexion de inversor 44a esta conectado electricamente con el primer terminal 56a, y el segundo terminal del primer elemento de conexion de inversor 44a esta conectado electricamente con la toma central 60a. El primer terminal del segundo elemento de conexion de inversor 46a esta conectado electricamente con la toma central 60a, y el segundo terminal del segundo elemento de conexion de inversor 46a esta conectado electricamente con el segundo terminal 58a. El primer terminal 56a esta conectado con el primer terminal de la unidad de tension continua 36a, y el segundo terminal 58a esta conectado con el segundo terminal de la unidad de tension continua 36a.

En el presente caso, el dispositivo de aparato de coccion presenta uno de los circuitos representados en la figura 2 para cada una de las zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a. Aqul, un elemento de calentamiento 66a esta asignado a cada una de las zonas de calentamiento 24a, 25a, 26a, 27a. En el presente caso, el elemento de calentamiento 66a esta asignado a la zona de calentamiento 24a (vease la figura 1). El elemento de calentamiento 66a esta realizado como inductor. El dispositivo de aparato de coccion comprende una capacidad resonante 68a, que esta realizada como condensador. El elemento de calentamiento 66a esta conectado con el primer terminal con la toma central 60a. El segundo terminal del elemento de calentamiento 66a esta conectado con el primer terminal de la capacidad resonante 68a, y el segundo terminal de la capacidad resonante 68a esta conectado con el segundo terminal 58a. Como alternativa, podrla estar prevista otra capacidad resonante que estuviera dispuesta entre el elemento de calentamiento 66a y el primer terminal 56a.

5

10

15

20

25

30

35

La figura 3 muestra un esquema de conexiones simplificado de una unidad de detection 12a del dispositivo de aparato de coccion. La unidad de deteccion 12a esta conectada en el presente caso electricamente con el primer terminal 56a y con la toma central 60a para determinar el proceso de conmutacion suave del elemento de conexion de inversor 46a. De manera alternativa o adicional, tambien se concibe una conexion con el segundo terminal 58a y con la toma central 60a. La unidad de deteccion 12a presenta un filtro de paso alto 80a, y comprende una unidad de deteccion de impulsos 82a. Como alternativa, la unidad de deteccion puede estar formada por un filtro de paso alto y por una unidad de deteccion de impulsos.

El primer terminal de entrada del filtro de paso alto 80a esta conectado electricamente con el primer terminal de una capacidad de ajuste 84a, la cual esta realizada como condensador. El segundo terminal de la capacidad de ajuste 84a esta conectado electricamente con el primer terminal de salida del filtro de paso alto 80a, y con el primer terminal de un resistor de ajuste 86a. El segundo terminal de entrada del filtro de paso alto 80a esta conectado electricamente con el segundo terminal del resistor de ajuste 86a, y el segundo terminal del resistor de ajuste 86a esta conectado electricamente con el segundo terminal de salida del filtro de paso alto 80a. El valor de la capacidad de ajuste 84a esta escogido de forma que sea mucho menor, de modo que las capacidades, la capacidad de atenuacion total de la unidad inversora 10a y de la capacidad de ajuste 84a, se diferencien al menos en un factor 10. Como alternativa, los valores de la capacidad total de la red atenuadora y de la capacidad de ajuste pueden diferenciarse en un factor 50 y, de manera ventajosa, en un factor 100.

El primer terminal de entrada de la unidad de deteccion de impulsos 82a esta conectado electricamente con el primer terminal de un diodo 18a. El diodo 18a esta conectado electricamente a traves de su segundo terminal con el primer terminal de un resistor de medicion 88a, con el primer terminal de una capacidad de deteccion 90a, y con el primer terminal de salida de la unidad de deteccion de impulsos 82a. El segundo terminal de entrada de la unidad de deteccion de impulsos 82a esta conectado con el segundo terminal del resistor de medicion 88a, con el segundo terminal de la capacidad de deteccion 90a, y con el segundo terminal de salida de la unidad de deteccion de impulsos 82a. El valor de la capacidad de la capacidad de deteccion 90a multiplicado por el valor de la resistencia del resistor de medicion 88a esta escogido de forma que es menor que el decuplo de la duration de periodo de la corriente de calentamiento oscilante con una frecuencia de 1 kHz como mlnimo de la unidad inversora 10a. El valor de la capacidad de la capacidad de

deteccion multiplicado por el valor de la resistencia del resistor de medicion puede

12

5

10

15

20

25

30

35

escogerse de forma que sea menor que el decuplo de la duracion de periodo de la corriente de calentamiento oscilante con una frecuencia de 10 kHz como mlnimo, preferiblemente, de 20 kHz como mlnimo, de la unidad inversora.

Los terminales de entrada del filtro de paso alto 80a sirven para captar una tension en la unidad inversora 10a. Los terminales de salida del filtro de paso alto 80a y los terminales de entrada de la unidad de detection de impulsos 82a estan conectados entre si electricamente. El primer terminal de salida del filtro de paso alto 80a esta conectado electricamente con el primer terminal de entrada de la unidad de deteccion de impulsos 82a, y el segundo terminal de salida del filtro de paso alto 80a esta conectado electricamente con el segundo terminal de entrada de la unidad de deteccion de impulsos 82a. El filtro de paso alto 80a sirve para atenuar las fracciones de baja frecuencia de una tension captada, por ejemplo, las fracciones de una tension de red de 50 Hz que se superponen a la tension. Con el fin de atenuar otras influencias de la tension de red, esta previsto que se efectue una medicion mediante la unidad de deteccion 12a durante un paso por cero de la tension de red. Ademas, la capacidad de ajuste 84a genera una derivation temporal de la senal de la tension captada. La unidad de deteccion de impulsos 82a sirve para reconocer un impulso de la derivacion de la tension tomada. Mediante la unidad de deteccion de impulsos 84a, se emite a traves de sus terminales de salida una senal de salida cuyo valor inicial es proporcional a la pendiente del flanco de la tension tomada. La senal de salida es una tension continua que decrece exponencialmente con el tiempo. Mediante el resistor de medicion 88a, a traves del cual decrece la tension de la senal de salida, la unidad de deteccion de impulsos 82a puede ser devuelta a un estado inicial anterior a la medicion.

Las figuras 4, 5, 6 y 7 muestran en cuatro momentos diferentes de un funcionamiento los efectos de una variation de los tiempos de conmutacion de la unidad inversora 10a por medio de las evoluciones de la senal que se producen con ellos. El eje de ordenadas 92a aparece representado en las figuras 4, 5, 6 y 7 como eje y, y sobre el eje abscisas 94a esta representado cada vez el tiempo. El primer elemento de conexion de inversor 44a es accionado a traves de una senal de control no representada. La primera curva muestra cada vez la evolution temporal de una senal de control 98a del segundo elemento de conexion de inversor 46a, la segunda curva muestra cada vez la evolucion temporal de la corriente de calentamiento 100a que fluye a traves del elemento de calentamiento 66a, la tercera curva muestra cada vez la evolucion temporal de la tension 102a que decrece a traves del elemento de calentamiento 66a, la cual muestra durante cada proceso de desconexion del primer elemento de conexion de inversor 44a un flanco, los cuales se diferencian entre si en

la pronunciation de la pendiente, y la cuarta curva muestra cada vez la evolucion temporal

13

5

10

15

20

25

30

de la senal de salida 104a de la unidad de detection 12a. Como consecuencia del breve intervalo de tiempo representado, la senal de salida es constante en el tiempo.

Sobre el eje de abscisas 94a aparece indicado en las figuras 4, 5, 6 y 7 el momento T0, en el que la unidad de deteccion 12a detecta una pendiente del flanco de la tension 102a, as! como el momento T1 de un proceso de conexion del segundo elemento de conexion de inversor 46a. La distancia temporal entre el momento T0 marcado y el momento T1 del proceso de conexion del segundo elemento de conexion de inversor 46a, la intercalation del flanco de la senal de la senal de control 98a, define un intervalo de tiempo del tiempo de conmutacion td que ha de ser optimizado. De manera ideal, un proceso de conexion del segundo elemento de conexion de inversor 46a tiene lugar cuando la curva de la tension del primer elemento de conexion de inversor 44a adopta el valor cero . El intervalo de tiempo td es entonces Infimo.

En un caso representado en la figura 4, el intervalo de tiempo td es mayor que un valor Infimo, lo cual tiene como consecuencia una perdida de eficiencia, ya que la unidad inversora 10a es conmutada con menos rapidez que lo que es realmente posible. La duration de periodo esta extendida en el intervalo de tiempo td y la frecuencia de conmutacion de la corriente de calentamiento 100a es reducida a traves del intervalo de tiempo td. Aqul tiene lugar un proceso de conmutacion suave y sin tension.

En el caso representado en la figura 5, el intervalo de tiempo td es Infimo. La duracion de periodo es minima, la potencia de calentamiento que puede ser suministrada a traves de la unidad inversora 10a es maxima y las perdidas por conmutacion estan minimizadas. Aqul tiene lugar un proceso de conmutacion suave y sin tension.

En el caso representado en la figura 6, la tension 102a no ha descendido todavla a un valor

Infimo tras el proceso de desconexion del primer elemento de conexion de inversor 44a,

antes de que el segundo elemento de conexion de inversor 46a sea conectado de manera

conductora. Los dos elementos de conexion de inversor 44a, 46a estan cortocircuitados

brevemente, donde el cortocircuito conduce a la modification de la pendiente del flanco de

la tension 102a. La unidad de deteccion 12a detecta la modificacion de la pendiente de la

tension 102a. La senal de salida 104a de la unidad de deteccion 12a asciende de manera

proporcional a la modificacion detectada de la pendiente del flanco. El valor de la senal de

salida 104a de la figura 6 esta aumentado en el valor de variation brusca 106a en

comparacion con la senal de salida 104a de referencia de las figuras 4 y 5 de un proceso de

conmutacion suave. En el caso representado en la figura 7, los dos elementos de conexion

de inversor 44a, 46a estan cortocircuitados durante mas tiempo que en la figura 6. El valor

14

5

10

15

20

25

30

de la senal de salida 104a de la figura 7 esta aumentado en el valor de variation brusca 108a en comparacion con el valor de la senal de salida 104a de las figuras 4 y 5.

En la figura 8, se muestra otro ejemplo de realization de la invention. Las siguientes descripciones se limitan esencialmente a las diferencias entre los ejemplos de realizacion, donde, en relation a componentes denominados del mismo modo, en particular, en relation a componentes con los mismos slmbolos de referencia, tambien se puede remitir basicamente al dibujo y/o a la description del ejemplo de realizacion de las figuras 1 a 7. Para la diferenciacion de los ejemplos de realizacion, la letra "a” ha sido pospuesta a los slmbolos de referencia del ejemplo de realizacion de las figuras 1 a 7 y, en el ejemplo de realizacion de la figura 8, ha sido sustituida por la letra “b”.

El otro ejemplo de realizacion de la figura 8 se diferencia basicamente del anterior ejemplo de realizacion en una red atenuadora 16b. Ademas, el ejemplo de realizacion se diferencia en que estan previstos varios elementos de calentamiento 66b conectados en paralelo.

El circuito se realiza de manera analoga al ejemplo de realizacion de la figura 2. En el presente caso, el dispositivo de aparato de coccion presenta n elementos de calentamiento 66b, los cuales estan conectados entre si en paralelo. Asimismo, se concibe que las unidades de calentamiento esten conectadas en serie. Adicionalmente a los n elementos de calentamiento 66b, el dispositivo de aparato de coccion presenta n elementos de conexion de alimentation 70b. Cada elemento de calentamiento 66b esta conectado en serie con un elemento de conexion de alimentacion 70b. El elemento de conexion de alimentacion 70b puede estar realizado aqul como cualquier elemento de conexion, preferiblemente elemento de conexion semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia, por ejemplo, como transistor, de manera preferida como FET, como MOSFET y/o como IGBT, preferiblemente como RC-IGBT. En el presente caso, el elemento de conexion de alimentacion 70b esta realizado como RC-IGBT. Los n elementos de conexion de alimentacion 70b estan conectados por un primer terminal con la toma central 60b. Los n elementos de calentamiento 66b estan conectados con un segundo terminal con el primer terminal de una capacidad resonante 68b, la cual esta conectada cada vez a traves del segundo terminal con el primer terminal 56b y con el segundo terminal 58b de la unidad inversora 10b. Los n elementos de calentamiento 66b forman un campo de coccion de matriz. Aqul, una cantidad cualquiera de n elementos de calentamiento 66b puede conformar una zona de calentamiento 24b, 25b, 26b, 27b.

En el presente ejemplo de realizacion, la unidad inversora 10b comprende adicionalmente

una red atenuadora 16b. El primer terminal de la red atenuadora 16b esta conectado con

15

una unidad de tension continua 36b y con el primer terminal 56b. El segundo terminal de la red atenuadora 16b esta conectado con la toma central 60b. El tercer terminal de la red atenuadora 16b esta conectado con el segundo terminal de la unidad de tension continua 36b y con el segundo terminal 58b. La red atenuadora 16b comprende una cantidad de m 5 capacidades atenuadoras 52b, 54b, que son identicas entre si. Cada capacidad atenuadora 52b esta conectada en serie con una capacidad atenuadora 54b. Las m capacidades atenuadoras 52b estan conectadas en paralelo entre si mediante m elementos de conexion atenuadores 78b, y las m capacidades atenuadoras 54b estan conectadas en paralelo entre si mediante m elementos de conexion atenuadores 78b. El elemento de conexion atenuador 10 78b esta realizado aqul como cualquier elemento de conexion, preferiblemente elemento de

conexion semiconductor, que resulte apropiado a un experto en la materia, por ejemplo, como transistor, de manera preferida como FET, como MOSFET y/o como IGBT, preferiblemente como RC-IGBT. En el presente caso, el elemento de conexion atenuador 78b esta realizado como RC-IGBT. El primer terminal de la capacidad atenuadora 52b esta 15 conectado electricamente con el primer terminal de la red atenuadora 16b, el segundo terminal de la capacidad atenuadora 52b esta conectado con el primer terminal de la capacidad atenuadora 54b, y el segundo terminal de la capacidad atenuadora 54b esta conectado con el tercer terminal de la red atenuadora 16b.

El elemento de conexion atenuador 78b forma un medio para modificar la constante de 20 atenuacion de la red atenuadora 16b. Las 2m capacidades atenuadoras 52b, 54b y los m elementos de conexion atenuadores 78b forman conjuntamente la red atenuadora 16b configurable libremente.

La unidad de control 14b puede dirigir la unidad inversora 10b, o bien, la red atenuadora 16b, a traves de una llnea de control no representada aqul, y adaptarla basandose en una 25 medicion de la unidad de detection 12b. Ademas, la unidad de control 14b puede modificar la capacidad total de la unidad inversora 10b, o bien, de la red atenuadora 16b.

10

12

14

16

18

20

22

24

25

26

27

28

30

32

36

44

46

48

50

52

54

56

58

60

66

68

70

78

80

82

84

86

88

90

Simbolos de referencia

Unidad inversora Unidad de detection Unidad de control Red atenuadora Diodo

Campo de coccion

Placa de campo de coccion

Zona de calentamiento

Elemento de baterla de coccion

Unidad de mando

Unidad de tension continua

Elemento de conexion de inversor

Diodo de retorno

Capacidad atenuadora

Primer terminal

Segundo terminal

Toma central

Elemento de calentamiento

Capacidad resonante

Elemento de conexion de alimentation

Elemento de conexion atenuador

Filtro de paso alto

Unidad de deteccion de impulsos

Capacidad de ajuste

Resistor de ajuste

Resistor de medicion

Capacidad de deteccion

92

94

98

100

102

104

106

108

T0

T1

td

Eje de ordenadas

Eje de abscisas

Senal de control

Corriente de calentamiento

Tension

Senal de salida

Valor de variacion brusca

Momento

Tiempo de conmutacion

Claims

5

10

15

20

25

30

35

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de aparato de coccion por induction con una unidad inversora (10a; 10b) que esta prevista para generar una corriente de calentamiento, caracterizado por una unidad de detection (12a; 12b) que esta prevista para detectar un proceso de conmutacion suave de la unidad inversora (10a; 10b) por medio de al menos un flanco de una senal de la tension que se origina en la unidad inversora (10a; 10b) durante el proceso de conmutacion.
2. Dispositivo de aparato de coccion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la unidad de deteccion (12a; 12b) esta prevista para detectar un proceso de conmutacion sin tension de la unidad inversora (10a; 10b) por medio del flanco de la senal de la tension que se origina en la unidad inversora (10a; 10b) durante el proceso de conmutacion.
3. Dispositivo de aparato de coccion segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de deteccion (12a; 12b) esta prevista para detectar al menos una modification del flanco durante al menos un proceso de conmutacion.
4. Dispositivo de aparato de coccion segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de deteccion (12a; 12b) esta prevista para detectar la pendiente maxima del flanco.
5. Dispositivo de aparato de coccion segun la reivindicacion 4, caracterizado porque la unidad de deteccion (12a; 12b) esta prevista para generar al menos una senal de salida dependiente de la pendiente maxima del flanco.
6. Dispositivo de aparato de coccion segun la reivindicacion 5, caracterizado por una unidad de control (14a; 14b) que esta prevista para variar al menos un parametro del funcionamiento de la unidad inversora (10a; 10b), de entre la duration de un periodo, la frecuencia de conmutacion, la duracion del impulso, la distancia entre impulsos, el ciclo de servicio y/o el tiempo muerto, en dependencia de la senal de salida con el fin de conseguir un proceso de conmutacion mas suave.
7. Dispositivo de aparato de coccion segun la reivindicacion 6, caracterizado porque una unidad inversora (10b) comprende una red atenuadora (16b) variable, y la unidad de control (14b) esta prevista para variar al menos la capacidad de la red atenuadora (16b) en dependencia de la senal de salida.

5
8. Dispositivo de aparato de coccion segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque la unidad de detection (12a; 12b) presenta al menos un diodo (18a; 18b).

10
9. Aparato de coccion por induction, con al menos un dispositivo de aparato de coccion segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente.