FR2609325A1 - Appareil de cuisson comportant une commande de puissance perfectionnee - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA COMMANDE D'APPAREILS DE CUISSON ELECTRIQUES. UN APPAREIL DE CUISSON 10 PREVU POUR ETRE ALIMENTE PAR UNE SOURCE D'ENERGIE ELECTRIQUE DOMESTIQUE CLASSIQUE UTILISE UN SYSTEME DE COMMANDE DE PUISSANCE QUI PERMET D'EMPLOYER DES DISPOSITIFS DE CHAUFFE A RESISTANCE ELECTRIQUE PREVUS POUR FONCTIONNER A UNE TENSION EFFICACE MAXIMALE INFERIEURE A LA TENSION EFFICACE DE LA SOURCE D'ENERGIE. LE SYSTEME DE COMMANDE DE PUISSANCE APPLIQUE AU DISPOSITIF DE CHAUFFE DES IMPULSIONS DE PUISSANCE A UNE CADENCE SELECTIONNEE PARMI UN ENSEMBLE DE CADENCES DE REPETITION DISPONIBLES, CHAQUE CADENCE ETABLISSANT UNE TENSION EFFICACE CORRESPONDANTE POUR L'ALIMENTATION DU DISPOSITIF DE CHAUFFE. APPLICATION AUX TABLES DE CUISSON EN VITRO-CERAMIQUE.

Description

La présente invention concerne de façon générale des tables de cuisson en

vitrocéramique, et elle porte en particulier sur des systèmes électroniques de commande de

puissance pour de tels appareils.

L'utilisation de plaques de vitrocéramique pour des tables de cuisson est bien connue. La surface lisse offre, entre autres avantages, un aspect agréable et une

grande facilité de nettoyage. Des tables de cuisson en vi-

trocéramique utilisant des dispositifs de chauffe qui

rayonnent pratiquement dans la région infrarouge, en combi-

naison avec une vitrocéramique transparente à ce rayonne-

ment, procurent les avantages d'aspect et de commodité des tables de cuisson en vitrocéramique classiques, du type à conduction thermique, plus l'avantage supplémentaire d'un

rendement énergétique plus élevé et de meilleures perfor-

mances de cuisson, à cause d'une réponse plus rapide à des changements aux réglages de puissance sélectionnés par l'utilisateur. Des dispositifs de chauffe à infrarouge utilisent

des éléments à fils résistants qui sont conçus pour rayon-

ner essentiellement dans la région de 1 à 3 microns du spectre électromagnétique. Les paramètres de puissance de sortie totale et de densité de puissance pour les éléments chauffants employés dans de tels dispositifs sont imposés

par des exigences de performances de cuisson. Pour des ap-

pareils domestiques, la source d'énergie disponible dans la maison est généralement la tension du secteur de la société distributrice d'énergie électrique. Aux Etats-Unis, cette

tension est de façon caractéristique de 120 et 240 volts.

Des éléments chauffants à fils résistants conçus pour four-

nir la puissance et la densité de puissance désirées à ces tensions sont fabriqués à partir de fil de diamètre relati-

vement faible, qui est fragile et coûteux. On pourrait bé-

néficier d'une diminution de coût importante si on pouvait augmenter le diamètre du fil, permettant ainsi d'augmenter la résistance mécanique du fil et d'employer une matière moins coûteuse pour le fil. Cependant, avec la puissance et

la densité de puissance imposées par les exigences de per-

formances de cuisson, toute augmentation du diamètre du fil doit être compensée par une diminution de tension. Du fait

du courant élevé qui est nécessaire pour fournir la puis-

sance désirée, l'utilisation d'un transformateur abaisseur est impossible en pratique, aussi bien du point de vue de

la taille que de celui du coût.

Pour bénéficier des avantages d'un dispositif de chauffe infrarouge plus économique et plus fiable, il est donc nécessaire de disposer d'un moyen économique, pratique et offrant un bon rendement énergétique, pour réduire la tension effective appliquée aux dispositifs de chauffe à un

niveau de tension effective inférieur à la tension du sec-

teur dont on dispose dans les habitations.

Une autre conséquence de l'augmentation du diamè-

tre du fil consiste dans l'augmentation du temps nécessaire pour que le fil atteigne sa température de rayonnement. Les dispositifs de chauffe à infrarouge rougeoient vivement, au

moins lorsqu'ils fonctionnent au réglage de puissance maxi-

mal pouvant être sélectionné par l'utilisateur, ou au voi-

sinage de ce réglage. L'utilisateur peut voir ce rougeoie-

ment à travers la table de cuisson en vitrocéramique. On peut avantageusement utiliser ce rougeoiement pour fournir à l'utilisateur une confirmation visuelle rapide du fait que le dispositif sélectionné fonctionne correctement. Le brevet des E.U.A. n 4 223 498, cédé à la demanderesse, décrit un système destiné à amener rapidement un élément chauffant à sa température de rayonnement, pour fournir cette confirmation, en utilisant des éléments chauffants disponibles dans le commerce, consistant en éléments chauf-

fants en tungstène ou en disiliciure de molybdène (MoSi2).

Dans ce système, à la mise sous tension initiale, on fait

fonctionner le dispositif pendant une courte durée au ni-

veau de puissance associé au réglage de puissance maximal

que peut sélectionner l'utilisateur, indépendamment du ré-

glage de puissance réellement sélectionné par l'utilisateur,

pour chauffer rapidement le dispositif jusqu'à sa températu-

re de rayonnement.

Du fait que l'élément chauffant ayant un diamètre

de fil accru a été conçu pour fonctionner à une tension ef-

ficace ou effective inférieure, on peut réduire le temps de chauffage à une valeur acceptable en faisant fonctionner

l'élément chauffant pendant une courte durée dans une condi-

tion de surpuissance, à la pleine tension du secteur. La du-

rée de fonctionnement en surpuissance doit cependant être soigneusement limitée pour éviter de soumettre le fil à des contraintes excessives. A titre d'exemple, si on arrête le dispositif et on le remet ensuite en fonction avant qu'il se

soit refroidi suffisamment, l'application de la pleine ten-

sion du secteur pendant une durée qui n'a aucun effet défa-

vorable sur le fil dans le cas o il s'échauffe à partir de

la température ambiante, peut endommager le fil pré-chauffé.

L'utilisation d'une information de réaction concernant la

température du fil est trop coûteuse et complexe pour pou-

voir être envisagée en pratique. Par conséquent, dans un

système dans lequel les éléments chauffants sont essentiel-

lement conçus pour fonctionner à des niveaux de tension in-

férieurs à la pleine tension du secteur, il existe un besoin

portant sur une structure de commande de puissance qui puis-

se procurer une possibilité de fonctionnement en surpuissan-

ce au moment o les éléments sont mis en fonction, mais qui puisse régler le temps de fonctionnement en surpuissance de

façon à procurer une compensation tenant compte de l'histo-

rique de température passée de l'élément.

Dans une table de cuisson à éléments multiples qui comporte des dispositifs de chauffe équipés d'éléments prévus pour fonctionner à une tension réduite à partir de la tension normale du secteur, le fait de faire fonctionner les éléments en surpuissance à la pleine tension du secteur pendant de courtes durées peut provoquer un appel de courant

total excessif. Une installation électrique domestique uti-

lise généralement un disjoncteur de 50 A dans le circuit d'alimentation pour les principaux appareils de cuisson de la cuisine. A titre d'exemple, dans le cas d'une table de cuisson à quatre foyers, la pratique habituelle consiste à limiter le courant total à une valeur maximale de 35 A, ce

qui laisse 15 A pour le four. Du fait que cette limite pour-

rait être dépassée si on faisait fonctionner en surpuissance

un ou plusieurs des dispositifs de chauffe, selon les ni-

veaux de puissance qui sont appliqués aux dispositifs res-

tants, il existe un besoin portant sur une structure de com-

mande de puissance qui puisse régler les niveaux de surpuis-

sance de façon à maintenir dans des limites prévues le cou-

rant total absorbé par les dispositifs de chauffe, tout en chauffant relativement rapidement les dispositifs jusqu'à la température de rayonnement, pour fournir à l'utilisateur la

confirmation visuelle désirée.

L'invention a donc pour but de procurer un appa-

reil de cuisson électrique comprenant au moins un dispositif de chauffe électrique et un système de commande de puissance qui applique un niveau de tension effective au dispositif de chauffe, au réglage de puissance maximal du dispositif que

peut sélectionner l'utilisateur, qui est inférieur à la ten-

sion efficace de la source d'énergie électrique domestique,

de façon à permettre l'utilisation dans l'appareil de dispo-

sitifs de chauffe conçus pour fonctionner à la puissance ma-

ximale en régime permanent avec un niveau de tension infé-

rieur à la tension de la source d'énergie électrique domes-

tique.

Un but supplémentaire de l'invention est de procu-

rer un appareil de cuisson du type précité dans lequel le

système de commande de puissance fasse fonctionner les dis-

positifs de chauffe dans une condition de surpuissance à la

mise sous tension, en appliquant un niveau de tension supé-

rieur au niveau maximal pouvant être sélectionné par l'uti-

lisateur, pendant un bref intervalle transitoire de montée en température, dont la durée est limitée en fonction du temps écoulé depuis la dernière utilisation du dispositif de

chauffe particulier, afin d'éviter de surchauffer un dispo-

sitif de chauffe qui ne s'est pas encore refroidi depuis son

utilisation précédente.

Un autre but encore de l'invention est de procurer

un appareil consistant en une table de cuisson du type pré-

cité, dans lequel le système de commande de puissance rédui-

se le niveau de puissance qui est appliqué aux dispositifs de surface pendant le fonctionnement dans l'intervalle de temps transitoire de montée en température, de la manière nécessaire pour maintenir dans des limites prédéterminées le

courant total absorbé par l'appareil.

L'invention procure un appareil de cuisson prévu

pour être alimenté par une source d'énergie électrique do-

mestique classique caractérisée par un signal d'alimentation correspondant à une tension de sortie efficace prédéterminée, et cet appareil comprend au moins un dispositif de chauffe

électrique résistif prévu pour être alimenté dans des condi-

tions de régime permanent à un niveau de tension efficace maximal qui est inférieur au niveau de tension efficace du signal d'alimentation de la source d'énergie externe. Des moyens de sélection d'entrée pouvant être actionnés par l'utilisateur permettent à ce dernier de sélectionner pour le dispositif de chauffe un réglage de puissance parmi un ensemble de réglages de puissance comprenant un réglage "Arrêt". Des moyens de commande de puissance fonctionnant sous la dépendance des moyens de sélection d'entrée appli- quent au dispositif de chauffe des impulsions de puissance provenant de la source d'énergie externe, à une cadence parmi un ensemble de cadences de répétition d'impulsions

disponibles, chaque réglage de puissance pouvant être sé-

lectionné par l'utilisateur étant associé à une cadence de répétition d'impulsions de puissance correspondante, et

chaque cadence de répétition établissant un niveau de ten-

sion efficace correspondant pour l'application de la puis-

sance au dispositif de chauffe. La cadence de répétition

associée au réglage de puissance maximal pouvant être sélec-

tionné par l'utilisateur applique au dispositif de chauffe un niveau de tension efficace qui correspond au niveau de

tension pour lequel le dispositif de chauffe a été conçu.

Avec cette configuration, l'appareil peut être équipé de dispositifs de chauffe conçus pour fonctionner à un niveau de tension inférieur à la tension d'alimentation normale, mais qui fournissent néanmoins la puissance de sortie et la densité de puissance qui sont normalement associées à des dispositifs de chauffe conçus pour fonctionner aux tensions

d'alimentation domestiques normales.

Selon un autre aspect de l'invention, les moyens de commande de puissance comprennent des moyens de mesure de temps destinés à mesurer le temps écoulé depuis le moment auquel le dispositif a été arrêté pour la dernière fois par

l'utilisateur, et des moyens destinés à détecter la transi-

tion d'un réglage de puissance "Arrêt" à l'un des réglages de puissance "Chauffage". Au moment de la détection d'une telle transition, les moyens de commande de puissance fixent une cadence de répétition d'impulsions de puissance qui établit pour le dispositif de chauffe un niveau de tension efficace qui est supérieur au niveau maximal pouvant être sélectionné par l'utilisateur, et qui est de préférence égal au niveau de tension efficace du signal de sortie de

la source d'énergie électrique externe, pendant un interval-

le transitoire de montée en température. La durée de cet in- tervalle transitoire de montée en température est commandée en fonction du temps écoulé depuis que le dispositif a été

arrêté pour la dernière fois, conformément à la-détermina-

tion faite par les moyens de mesure de temps, grâce à quoi

le dispositif de chauffe est protégé contre une détériora-

tion résultant d'un échauffement excessif, dans le cas o le temps qui s'est écoulé depuis sa dernière utilisation n'est

pas suffisant pour qu'il se soit refroidi.

Selon encore un autre aspect de l'invention, spé-

cialement applicable à un appareil de cuisson comprenant plusieurs dispositifs de chauffe conçus pour être alimentés en régime permanent à un niveau de tension efficace maximal

inférieur au niveau de tension efficace du signal d'alimen-

tation provenant de la source d'énergie externe, les moyens de commande de puissance comprennent en outre des moyens destinés à déterminer le moment auquel le courant total absorbé par les dispositifs de chauffe dépasse une limite de référence prédéterminée, et des moyens destinés à réduire le niveau de la tension effective qui est appliquée à chacun des dispositifs de chauffe, pour réduire le courant total à

une valeur inférieure à cette limite. Dans une forme préfé-

rée de l'invention, une désignation numérique est affectée à chacune des cadences de répétition d'impulsions de puissance

que peuvent établir les moyens de commande. Les moyens desti-

nés à déterminer le moment auquel le courant total dépasse la

limite de référence comprennent des moyens destinés à calcu-

ler la somme des désignations numériques correspondant aux cadences de répétition d'impulsions de puissance qui sont

appliquées à chaque dispositif de chauffe au moment consi-

déré, et à comparer cette somme avec une valeur de référence

prédéterminée qui correspond au courant total admissible ma-

ximal pour les dispositifs de chauffe. Les moyens de comman-

de diminuent la cadence de répétition qui est appliquée à chacun des dispositifs de chauffe jusqu'à ce que cette somme soit inférieure à la valeur de référence. Les moyens de com-

mande allongent en outre la durée de l'intervalle transitoi-

re de montée en température pour des dispositifs de chauffe

qui fonctionnent dans le mode transitoire de montée en tem-

pérature, lorsque la cadence de répétition qui est appliquée

a ces dispositifs est diminuée, afin de compenser la réduc-

tion du niveau de la tension effective qui est appliquée aux dispositifs fonctionnant en mode de surpuissance, afin que

les dispositifs de chauffe soient toujours chauffés relati-

vement rapidement jusqu'à la température de rayonnement,

pour procurer à l'utilisateur la confirmation visuelle dési-

rée.

La suite de la description se réfère aux dessins

annexés qui représentent respectivement: Figure 1: une vue en perspective d'une partie d'une table de cuisson qui constitue un exemple de mise en oeuvre du système de commande de puissance de l'invention; Figure 2: une vue de côté en coupe d'une partie de la table de cuisson de la figure 1, montrant des détails de l'un des dispositifs de chauffe; Figure 3: une vue de dessus agrandie d'une partie de la table de cuisson de la figure 1, montrant des détails du dispositif de chauffe; Figure 4: un schéma synoptique fonctionnel du circuit de commande de puissance pour la table de cuisson de la figure 1;

Figure 5: une représentation de signaux d'alimen-

tation correspondant à divers réglages de puissance pouvant

être sélectionnés par l'utilisateur, et d'un signal de syn-

chronisation destiné à synchroniser le fonctionnement du système de commande avec le signal d'alimentation:

Figure 6: un schéma simplifié d'un circuit de com-

mande qui montre à titre d'exemple la mise en oeuvre du sys-

tème de commande de puissance de l'invention dans la table de cuisson de la figure 1; Figure 7: un organigramme du sous-programme Scru-

tation incorporé dans le programme de commande pour le micro-

processeur du circuit de la figure 7;

Figures 8A et 8B: des organigrammes du sous-pro-

gramme Décodage Clavier qui est incorporé dans le program-

me de commande pour le microprocesseur du circuit de la figu-

re 6;

Figure 9: un organigramme du sous-programme Minu-

terie d'Arrêt qui est incorporé dans le programme de commande du microprocesseur du circuit de la figure 6;

Figures 10A et 10B: des organigrammes du sous-

programme Démarrage Instantané qui est incorporé dans le pro-

gramme de commande du microprocesseur du circuit de la figure 6;

Figure 11: un organigramme du sous-programme Ré-

glage Puissance qui est incorporé dans le programme de com-

mande du microprocesseur du circuit de la figure 6;

Figure 12: un organigramme du sous-programme Sor-

tie Puissance qui est incorporé dans le programme de commande du microprocesseur du circuit de la figure 6; et Figure 13: un organigramme du sous-programme Somme Puissance qui est incorporé dans le programme de commande du

microprocesseur du circuit de la figure 6.

Exposé général

La figure 1 montre une table de cuisson en vitro-

céramique désignée de façon générale par la référence 10.

La table de cuisson 10 comporte une surface de cuisson en vitrocéramique, 12, de forme générale plane. Des marques circulaires 13(a) - 13(d) identifient les positions latérales relatives de chacun des quatre dispositifs de chauffe (non représentés) qui se trouvent directement audessous de la

surface 12. Un panneau de commande et de visualisation dési-

gné de façon générale par la référence 15 comprend un jeu

complet de touches de commande à effleurement 17 et un élé-

ment de visualisation numérique à diodes électroluminescen-

tes à sept segments, 19, pour chaque dispositif de chauffe. Le terme vitrocéramique appliqué à la matière qui constitue la surface 12 de la table de cuisson désigne une

matière de type borosilicate appartenant à la famille de ma-

tières Ceran. En particulier, dans l'exemple de réalisation

considéré, la vitrocéramique est une vitrocéramique trans-

mettant l'infrarouge portant la désignation Ceran-85 qui est

fabriquée par Schott, Incorporated.

Dans la description qui suit, les désignations

14(a) - 14(d) se rapportent aux dispositifs de chauffe qui

sont respectivement disposés sous les marques 13(a) - 13(d).

Le dispositif de chauffe 14(a) est représenté de façon plus détaillée sur les figures 2 et 3. Un seul des dispositifs de

chauffe est représenté, dans un but d'illustration. On note-

ra que les dispositifs de chauffe 14(b) - 14(d) ont une structure similaire à celle représentée sur les figures 2 et 3. Les dispositifs de chauffe 14(a) et 14(c) mesurent 20 cm de diamètre. Les dispositifs 14(b) et 14(d) mesurent 15 cm

de diamètre.

En considérant à nouveau les figures 2 et 3, on note que le dispositif de chauffe 14(a) comprend un élément à résistance électrique 16 formant un enroulement ouvert à configuration en spirale, qui est conçu de façon à rayonner essentiellement dans la région infrarouge (1 à 3 microns) du spectre d'énergie électromagnétique, lorsqu'il fonctionne à

pleine puissance. L'élément 16 est disposé en un enroule-

ment concentrique et superposé ou fixé d'une manière quel-

conque sur un disque de support 18 formé par une matière du type Micropore, telle que celle commercialisée par

Ceramaspeed sous le nom Microtherm. Le disque 18 est suppor-

té dans une cuvette de support en tôle 20, par l'intermé-

aiaire d'une garniture isolante 22 constituée par une compo-

sition classique d'oxyde d'aluminium et d'oxyde de silicium.

Cette garniture isolante 22 comprend une partie annulaire

s'étendant vers le haut, 22(a), qui fait fonction d'entre-

toise isolante entre le disque 18 et la face inférieure de

la table de cuisson en vitrocéremique 12. A l'état complète-

ment assemblé, la cuvette 20 est soumise à l'action d'un ressort exerçant une force dirigée vers le haut sous l'effet

de laquelle la partie annulaire 22(a) de la garniture iso-

lante 22 est plaquée contre la face inférieure de la table

de cuisson 12, à l'aide de moyens de support non représentés.

Les dispositifs de chauffe 14(a) - 14(d) sont fabriqués et commercialisés par Ceramaspeed, sous la désignation "Fast

Start Radiant Heater with Concentric Coil Pattern" ("Elé-

ment chauffant rayonnant à démarrage rapide, avec enroule-

ment concentrique").

La figure 4 représente sous une forme schématique simplifiée un mode de réalisation d'un système de chauffage devant être commandé conformément à l'invention. Chacun des quatre dispositifs de chauffe 14(a) - 14(d) est connecté à une source d'énergie alternative de type classique à 240 volts, 60 Hz, par l'intermédiaire de lignes d'alimentation

L1 et L2 et d'un triac respectif parmi quatre triacs 24(a)-

24(d), et les circuits de chauffage sont connectés en paral-

lèle les uns par rapport aux autres. Les triacs 24(a) -

24(d) sont des thyristors classiques capables de conduire

le courant dans une direction ou dans l'autre, indépendam-

ment de la polarité de la tension entre leurs bornes princi-

pales, lorsqu'ils sont amorcés par une tension positive ou

négative appliquée à leurs bornes de gâchette.

Le système de commande de puissance 26 commande la puissance qui est appliquée aux dispositifs de chauffe, en commandant la cadence à laquelle des impulsions de gâchette

sont appliquées aux bornes de gâchette des triacs, conformé-

ment à des réglages de puissance pour chaque dispositif de chauffe, que l'utilisateur introduit par la manoeuvre d'un

clavier à membrane tactile 28 qui comprend des touches tacti-

les ou à effleurement 17 (figure 1). Les colonnes de touches portant les désignations SU0 à SU3 fournissent les signaux d'entrée de commande pour les dispositifs de chauffe respec-

tifs 14(a) - 14(d).

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple,des signaux de gâchette sont appliqués aux triacs 24(a) - 24(d) pour appliquer des impulsions de puissance aux

dispositifs de chauffe. Chaque impulsion correspond à un cy-

cle complet du signal d'alimentation alternatif à 240 V, 60 Hz; on pourrait cependant utiliser de façon similaire des

signaux d'alimentation de différentes fréquences et de diffé-

rente niveaux de tension, comme 120 V, 60 Hz ou 220 V, 50 Hz.

Il existe un ensemble de niveaux de puissance dis-

crets et à chacun d'eux est associée en propre une cadence de répétition d'impulsions de puissance particulière. Dans l'exemple de réalisation qui est considéré, le système de

commande peut employer quinze niveaux de puissance de la ca-

tégorie "Chauffage", c'est-à-dire pour lesquels il y a un

chauffage effectif. Neuf réglages de puissance qui corres-

pondent aux niveaux de puissance 1-9, plus les réglages

"Arrêt" et "Marche" peuvent être sélectionnés par l'utilisa-

teur pour chaque dispositif de chauffe, en actionnant les

touches du clavier 28. Les six niveaux de puissance supé-

rieurs, portant les désignations A-F, ne peuvent pas être sélectionnés par l'utilisateur. On utilise ces niveaux pour

* faire fonctionner les dispositifs de chauffe dans une condi-

tion de surpuissance pendant un mode transitoire de montée en température, pour chauffer rapidement les dispositifs jusqu'à la température de rayonnement, comme on le décrira ultérieurement. Le Tableau I montre la cadence de répétition

d'impulsions qui est associée à chaque niveau de puissance.

TABLEAU I

Table Cadence de répétition Réglages de Niveau de d'impulsions Codes d'impulsions puissance puissance de puissance Adresse de puissance Watts Arrêt 0 - TBLADDR 0000 0000 0000 0000 0 Marche 0 - TBLADDR 0000 0000 0000 0000 0

1 1 1/64 TBLADDR +8 8000 0000 0000 0000 60/40

2 2 1/32 TBLADDR +10 8000 0000 8000 0000 120/75

3 3 1/8 TBLADDR +18 8000 8000 8000 8000 230/150

4 4 1/4 TBLADDR +20 8080 8080 8080 8080 400/275

5 10/64 TBLADDR +28 8088 8080 8088 8080 650/425

6 6 15/64 TBLADDR +30 8888 8888 8888 8880 875/600

7 7 21/64 TBLADDR +38 AA88 A888 A888 A888 1225/800

8 8 28/64 TBLADDR +40 AA8A AA8A AA8A AA8A 1650/1100

9 9 36/64 TBLADDR +48 EAAA EAAA EAAA EAAA 2100/1400

A 41/64 TBLADDR +50 EEEA EAEA EAEA EAEA 2400/1600

B3 45/64 TBLADDR +58 EEEE AEEE EAEE EEAE 2650/1750

C 51/64 TBLADDR +60 FEEE EEEE FEEE FEEE 2900/1900

D 55/64 TBLADDR +68 FEFE FEFE FEFE FEEE 3150/2100

E 59/64 TBLADDR +70 FFEF FEFF EFFE FFEF 3400/2250

F 64/64 TBLADDR +78 FFFF FFFF FFFF FFFF 3700/2450

Le code d'impulsions de puissance dans le Tableau I représente en format hexadécimal des mots de commande à 64

bits. On utilise ces mots de commande pour établir les ca-

dences de répétition d'impulsions correspondantes. La pério-

de de commande de base comprend 64 cycles complets du signal

d'alimentation à 60 Hz. La répartition d'impulsions de puis-

sance actives sur cette période de commande de 64 cycles est

définie pour chaque réglage de puissance par la configura-

tion binaire du mot de commande associé. Des impulsions ou

des cycles actifs sont représentés par des bits à l'état lo-

gique un, et des cycles inactifs sont représentatifs par des bits à l'état logique zéro. Les cadences de répétition pour les réglages de puissance pouvant être sélectionnés par l'utilisateur' ont été établies de façon empirique de façon à

procurer une gamme de réglages de puissance donnant de bon-

nes performances de cuisson dans l'appareil du mode de réa-

lisation considéré à titre d'exemple. On a sélectionné les

configurations de bits de façon à minimiser la durée de cy-

cles inactifs ou de repos pour chaque niveau de puissance.

Comme le montre le Tableau I, la cadence de répé-

tition d'impulsions pour les quatre premiers réglages de

puissance va de 1 impulsion active pour 64 cycles de puis-

sance dans le cas du réglage de puissance 1, qui est le plus faible réglage de puissance de la catégorie "Chauffage", jusqu'à 1 impulsion de puissance active pour 8 cycles, dans le cas du niveau de puissance 4. Sur la figure 5, les formes d'ondes A-D représentent respectivement la tension appliquée à l'élément chauffant pour chacun des réglages de puissance 1 à 4. La forme d'onde E représente le signal d'alimentation qui apparaît entre les lignes L1 et L2. Des impulsions de

puissance ou des cycles actifs sont représentés par des li-

gnes continues. Les cycles du signal d'alimentation pendant lesquels le triac n'est pas conducteur sont représentés pardes lignes en pointillés.

Un aspect de l'invention fait intervenir une ap-

plication originale du principe de commande de puissance par cadence de répétition, qui est décrit dans le brevet des E.U.A. n 4 256 951, cédé à la demanderesse. Comme on l'a

mentionné brièvement dans l'introduction de la description,

on peut bénéficier d'importants avantages de coût et de fia- bilité si l'appareil est capable d'accepter des dispositifs de chauffe conçus pour fonctionner à un niveau de tension efficace ou effective inférieur au niveau d'alimentation de

240 volts. On utilise ici l'expression "conçu pour fonction-

ner à une tension particulière", en parlant d'un dispositif de chauffe, pour indiquer que le dispositif est conçu de

façon à fournir la puissance de sortie maximale et la densi-

té de puissance désirées pour de bonnes performances de

cuisson, lorsque cette tension efficace ou effective parti-

culière est appliquée au dispositif. Une réduction de la

tension effective pour laquelle le dispositif est conçu per-

met d'augmenter le diamètre du fil de l'élément chauffant,

pour procurer une meilleure robustesse mécanique, sans af-

fecter les spécifications de puissance et de densité de puissance qui sont essentielles pour de bonnes performances

de cuisson.

Les fabricants de fil pour élément chauffant ont

déterminé qu'il était possible de concevoir, pour le fonc-

tionnement à environ 75% de la tension du secteur, un dispo-

sitif chauffant plus économique et plus robuste, fournissant la puissance de sortie et la densité de puissance qui sont normalement associées à un dispositif de chauffe prévu pour fonctionner aux tensions du secteur. On peut par exemple concevoir un dispositif prévu pour fonctionner à 180 volts

efficaces, qui fournisse la puissance de sortie et la densi-

té de puissance normalement associées à un dispositif prévu pour fonctionner à 240 volts efficaces. De façon similaire, on peut concevoir un dispositif qui fonctionne à 90 volts

efficaces et qui fournisse la puissance de sortie et la den-

sité de puissance normalement associées à un dispositif

prévu pour fonctionner à 120 volts efficaces.

Conformément à l'invention, on abaisse effective-

ment la tension efficace appliquée au dispositif de chauffe,

pour la réduire de la tension du secteur d'une valeur carac-

téristique de 240 volts, au niveau de tension pour lequel le

dispositif est prévu, en déterminant la cadence de répéti-

tion qui procure une tension efficace égale à la tension no-

minale prévue, et en affectant cette cadence au réglage de

puissance maximal pouvant être sélectionné par l'utilisateur.

On peut utiliser une commande de cadence de répéti-

tion pour abaisser la tension efficace ou effective qui est

appliquée au dispositif de chauffe, à condition de sélection-

ner correctement la base de temps, du fait que lorsqu'on

effectue une commutation de puissance à une cadence de commu-

tation définissant des intervalles de temps actifs et inac-

tifs qui ne dépassent pas une durée du même ordre de grandeur que la constante de temps thermique de la matière du fil chauffant, la tension en ce qui concerne l'effet de chauffage ou la puissance de sortie est approximativement égale à la valeur efficace de la tension d'alimentation, réduite d'un facteur égal à la racine carrée du rapport entre le nombre de cycles actifs et le nombre total de cycles dans la période de commande. Cette relation s'exprime par l'équation ci-après: VX 1/2 Nombre de cycles actifs Veff. = Vcrête x/ > Nombre total de cycles dans la période de commande La constante de temps thermique du fil d'élément

chauffant est de l'ordre de 800 millisecondes et varie légè-

rement avec le rayon du fil. Une période de commande de 64 cycles est donc du même ordre de grandeur que la constante

de temps thermique du dispositif de chauffe du mode de réali-

sation considéré à titre d'exemple. En utilisant l'équation précédente, on trouve qu'un rapport de 36 cycles actifs pour un total de 64 cycles donne une tension efficace effective de 180 volts pour la tension d'alimentation de crête de 339

volts qui est associée à la source d'énergie domestique ha-

bituelle à 240 Veff, 60 Hz.

Comme le montre le Tableau I, le réglage de puis-

sance maximal que peut sélectionner l'utilisateur dans le

mode de réalisation considéré à titre d'exemple est le ré-

glage de puissance 9. Le niveau de puissance correspondant est défini par une cadence de répétition de 36 cycles actifs

sur un total de 64 cycles pour la période de commande.

Une conséquence indésirable de l'utilisation de dispositifs de chauffe conçus pour fonctionner à des niveaux de tension inférieurs, consiste en ce que le diamètre accru du fil augmente la durée nécessaire pour chauffer le fil jusqu'à sa température de rayonnement visible, lorsqu'on le

fait fonctionner au niveau de tension correspondant au ré-

glage de puissance maximal pouvant être sélectionné par

l'utilisateur. A titre d'exemple, dans le mode de réalisa-

tion considéré, le temps nécessaire pour que le dispositif conçu pour fonctionner à 180 volts, atteigne la température de rayonnement visible au niveau de puissance 9, est de l'ordre de 30 secondes. Ceci est excessivement lent pour donner une confirmation visuelle rapide à l'utilisateur. Un temps de montée en température ne dépassant pas notablement 4 à 6 secondes est préférable. Dans ce but, et conformément

à un autre aspect de l'invention, lorsqu'on détecte un chan-

gement du réglage de puissance correspondant au passage du réglage "arrêt" à un réglage de puissance "Chauffage", on applique au dispositif un niveau de puissance qui correspond à un mode de surpuissance et qui est supérieur au niveau de

puissance associé au réglage maximal pouvant être sélection-

né par l'utilisateur, pendant un intervalle de temps transi-

toire de montée en température qui est relativement court.

Cet intervalle de temps est suffisamment long pour amener rapidement le dispositif de chauffe à sa température de rayonnement, mais il n'est pas long au point de soumettre le

dispositif à une contrainte thermique excessive.

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, lorsque le fil de l'élément chauffant est à la température ambiante ou au voisinage de cette température, on peut faire fonctionner le dispositif à la pleine tension du secteur pendant une durée allant jusqu'à 5 secondes, sans soumettre le fil à une contrainte excessive. Cependant, si on fait passer le dispositif de l'état "Arrêt" à l'état "Marche" sans lui avoir laissé suffisamment de temps pour qu'il se refroidisse de façon appropriée après une période

de marche précédente, le fait de faire fonctionner le dispo-

sitif à pleine puissance pendant la durée normale de 4 à 5 secondes pourrait conduire à une défaillance prématurée de ce dispositif, si cette opération était répétée pendant un certain temps. Conformément à l'invention, pour protéger le dispositif contre une telle détérioration, des moyens de mesure de temps sont prévus pour mesurer la durée d'arrêt,

c'est-à-dire le temps écoulé depuis que l'utilisateur a sé-

lectionné pour la dernière fois le réglage "Arrêt". Le sys-

tème de commande de puissance fonctionne sous la dépendance des moyens de mesure de temps de façon à faire varier en fonction de la durée d'arrêt la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température suivant, afin d'établir un intervalle de temps de montée en température plus court lorsque le temps écoulé indique que le fil n'a pas eu suffisamment de temps pour se refroidir depuis une

utilisation précédente.

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, les moyens de mesure de temps comparent le temps

écoulé avec trois durées de référence qui augmentent suc-

cessivement. L'intervalle de temps transitoire de montée en température est sélectivement limité à un intervalle parmi

quatre intervalles de temps de montée en température prédé-

terminés correspondants, et l'intervalle de temps qui est

sélectionné correspond à la plus longue des durées de réfé-

rence qui est dépassée. Les durées de référence prédéterminées

sont les suivantes: 3 secondes, 14 secondes et 60 secondes.

Si le dispositif a été arrêté pendant moins d'environ 3 se-

condes, le niveau de puissance correspondant au fonctionnement en mode de surpuissance est appliqué pendant environ 1 secon-

de; si la durée d'arrêt est supérieure à 3 secondes mais infé-

rieure à 4 secondes, le niveau de puissance correspondant au mode de surpuissance est appliqué pendant environ 2 secondes; si la durée d'arrêt est supérieure à 14 secondes, mais n'est

pas supérieure à 60 secondes, le niveau de puissance corres-

pondant au fonctionnement en mode de surpuissance est appliqué

oendant environ 3 secondes; et enfin si la durée d'arrêt écou-

lée est supérieure à 60 secondes, le niveau de puissance cor-

respondant au fonctionnement en mode de surpuissance est ap-

pliqué pendant environ 4 secondes.

On a trouvé que ces durées de référence et ces in-

tervalles de montée en température spécifiques donnaient des résultats satisfaisants pour les dispositifs de chauffe du mode de réalisation considéré à titre d'exemple. On comprend

cependant que ces valeurs sont données dans un but d'illus-

tration et ne doivent pas être considérées comme des limita-

tions de l'invention.

Le fait de faire fonctionner le dispositif de chauffe dans un mode de surpuissance à un niveau de puissance qui correspond à la pleine tension du secteur ou 100% de puissance, amène rapidement le dispositif de chauffe à sa température de rayonnement. Cependant, dans une table de

cuisson à plusieurs dispositifs de chauffe, comme celle re-

présentée dans l'exemple de réalisation considéré, le courant maximal que peut absorber l'appareil à un instant donné est limité, ce qui limite la puissance de sortie totale disponible pour les dispositifs de chauffe. L'application de la pleine tension du secteur dans le mode de montée en température peut conduire à dépasser cette limite de courant, selon les niveaux de puissance sélectionnés par l'utilisateur pour les autres

dispositifs de chauffe.

Compte tenu de l'utilisation habituelle de disjonc-

teurs réglés à 50 A pour le circuit d'alimentation d'un appa-

reil ménager de cuisson, une règle de bonne conception con-

siste à limiter à environ 35 A le courant qui est fourni à la table de cuisson. En supposant des variations de +10% de la

tension d'alimentation et une variation de +5% de la résis-

tance des dispositifs de chauffe, on obtient la condition de charge extrême dans le cas d'une variation de tension de +10% et d'une variation de résistance de -5%. Une limite maximale de courant de 35 A à 264 V (240 V + 10%) définit une limite de puissance de sortie maximale de 9240 W pour la table de

cuisson à quatre dispositifs de chauffe.

Conformément à l'invention, des moyens sont prévus pour déterminer le moment auquel le courant total qui est absorbé par les dispositifs de chauffe est supérieur à une limite prédéterminée, et pour réduire la tension de la pleine tension du secteur à un niveau de tension inférieur, de façon

à ramener la charge de courant totale dans des limites accep-

tables.

Dans une forme préférée de l'invention, les moyens destinés à détecter un courant excessif calculent une somme représentant la puissance de sortie maximale de l'appareil pour les niveaux de puissance qui sont appliqués à chacun des dispositifs de chauffe. Lorsque cette somme dépasse une

valeur maximale prédéterminée, on règle les niveaux de puis-

sance jusqu'à ce que la somme soit inférieure à la référence.

Dans le mode de réalisation considéré à titre d'exemple, les

cadences de répétition qu'il est possible d'établir sont re-

présentées par les désignations numériques correspondantes des niveaux de puissance. On fait la somme des désignations de niveau de puissance et on compare la somme à une valeur de référence représentant la somme de niveaux de puissance qui correspond à la limite de puissance maximale. Le Tableau II indique des données de puissance de sortie pour chacun des dispositifs de 15 cm et 20 cm pour la table de cuisson de l'exemple de réalisation considéré, à la fois dans les conditions nominales et les conditions de tolérance extrêmes, pour les réglage de puissance 8 et 9, qui sont les réglages maximaux pouvant être sélectionnés par l'utilisateur, et

pour les trois niveaux de puissance supérieurs qui sont dis-

ponibles pendant le fonctionnement dans le mode transitoire

de montée en température.

TABLEAU II

Dispositif de 15 cmn Dispositif de 20 cm Niveau de Conditions Conditions puissance Nominales Extrêmes Nominales Extrêmes

8 1100 1380 1650 2060

9 1400 1780 2100 2670

D 2100 2730 3150 4090

E 2250 2910 3400 4370

F 2450 3170 3700 4750

En utilisant les données du Tableau II pour des conditions de tension et de résistance extrêmes, avec les quatre dispositifs fonctionnant tous au niveau de puissance qui correspond au niveau de puissance maximal pouvant être sélectionné par l'utilisateur, c'est-à-dire le niveau de puissance 9, on trouve que la puissance de sortie totale

combinée pour les deux dispositifs de 15 cm et les deux dis-

positifs de 20 cm est de 8900 W. Cette puissance est infé-

rieure de 340 W à la limite de puissance maximale de 9240 W définie cidessus. Comme on peut le voir dans le Tableau II, un changement d'un niveau de puissance, en particulier pour les trois niveaux de puissance supérieurs, correspond à une différence de puissance de sortie d'environ 300 à 400 W, pour un seul dispositif de chauffe. Cette différence de 340 W correspond donc à un changement de niveau de puissance

d'environ un niveau de puissance.

Dans l'exemple de réalisation considéré, lorsque tous les dispositifs de chauffe fonctionnent au niveau de

puissance 9, la somme des niveaux de puissance est de 36.

Cette somme représente la valeur de puissance de sortie ma-

ximale de 8900 W. Une augmentation d'un niveau de puissance supplémentaire pour un dispositif de surface ferait passer la puissance de sortie totale à une valeur approximativement égale à la limite maximale souhaitable de 9240 W. Ainsi, une somme de niveaux de puissance d'une valeur maximale de 37 satisferait les exigences de puissance maximale et de limite de courant correspondante dans toutes les conditions de fonctionnement possibles. Cependant, une somme de niveaux de puissance de 38 satisfait de façon acceptable les conditions

de puissance maximale dans toutes les conditions de fonction-

nement qui sont raisonnablement susceptibles d'apparaître.

On utilise donc la valeur 38 dans l'exemple de réalisation

considéré, en tant que valeur de référence pour la somme ma-

ximale de niveaux de puissance pour l'appareil. Aucun réglage

du niveau de puissance appliqué à l'un quelconque des dispo-

sitifs de chauffe n'est effectué pour limiter le courant, jusqu'à ce que la somme des niveaux de puissance dépasse le

total de 38.

On supposera à titre d'exemple qu'un dispositif de chauffe fonctionne dans le mode transitoire de montée en

température, avec l'application du niveau de puissance ma-

ximal dans le mode de surpuissance, c'est-à-dire le niveau de puissance F, et que les trois dispositifs de chauffe restants fonctionnent au niveau de puissance maximal pouvant être sélectionné par l'utilisateur, c'est-àdire le niveau de puissance 9. La somme des niveaux de puissance est dans ce cas 42 et la puissance de sortie totale est de 10980 W. Le fait de réduire d'une unité le niveau de puissance de

chaque dispositif de chauffe abaisse la somme à 38 et abais-

se la puissance de sortie totale à 9195 W, ce qui est légè-

rement inférieur au maximum admissible de 9240 W. Pour limiter l'effet sur un dispositif de chauffe

quelconque, on peut diminuer le niveau de puissance de cha-

cun des dispositifs de chauffe pour ramener le courant total dans les limites. Dans l'exemple de réalisation considéré, pour limiter encore davantage l'effet défavorable sur les performances de cuisson des dispositifs de chauffe qui ne

fonctionnent pas dans le mode transitoire de montée en tem-

pérature, le niveau de puissance de ces dispositifs n'est

jamais réduit de plus d'un niveau pour satisfaire les limi-

tes de courant. Si le fait de réduire d'un niveau le niveau de puissance de tous les dispositifs n'est pas suffisant, le

niveau de puissance appliqué aux dispositifs qui fonction-

nent dans le mode transitoire de montée en température est réduit successivement d'un niveau à la fois, jusqu'à ce que le courant total représenté par la somme des niveaux de

puissance soit compris dans des limites acceptables. Le sys-

tème de commande de puissance réagit à cette diminution du niveau de puissance appliqué pendant le mode transitoire de montée en température, en augmentant de façon correspondante la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température, pour compenser l'application de niveaux de

puissance inférieurs.

Mode de réalisation à microprocesseur La figure 6 représente schématiquement un mode de réalisation d'un circuit de commande de puissance pour la table de cuisson de la figure 1 qui accomplit des fonctions de commande de puissance conformément à l'invention. Dans

ce système de commande, la commande de puissance est accom-

plie de façon électronique par un microprocesseur 40. Le microprocesseur 40 est un microprocesseur de la série M68000 commercialisé par Motorola. On a adapté le microprocesseur à une application spécifique en donnant une configuration permanente à sa mémoire morte, de façon à mettre en oeuvre

la technique de commande de l'invention.

Comme décrit précédemment en relation avec la fi-

gure 4, le clavier 28 est un système d'entrée de type tacti-

le. Le clavier comprend quatre colonnes de 11 touches chacu-

ne. Les colonnes relatives aux dispositifs de chauffe por-

tent respectivement les désignations SU0 à SU3. Les touches permettent à un utilisateur de sélectionner des niveaux de puissance 1 à 9, en plus des conditions "Marche" et "Arrêt" pour chacun des quatre dispositifs de chauffe. Le clavier 28 comporte une ligne d'entrée pour chaque colonne, utilisée en commun par toutes les touches de cette colonne, et 11 lignes

de sortie, à raison d'une pour chaque rangée de touches.

Chaque colonne particulière du clavier 28 est scrutée par la

génération périodique d'impulsions de scrutation qui appa-

raissent séquentiellement sur les sorties P400 à P403 du

microprocesseur 40. Ces impulsions sont émises telles qu'el-

les apparaissent vers les lignes d'entrée de colonne corres-

pondantes du clavier 28. Cette tension est transmise prati-

quement sans changement vers les lignes de sortie de toutes les touches que l'utilisateur ne touche pas. Le signal de sortie d'une touche actionnée est différent, ce qui indique que la touche qui se trouve dans la colonne et la rangée

considérées est actionnée.

De cette manière, chaque colonne du clavier 28 est

scrutée périodiquement pour détecter un nouveau signal d'en-

trée, à une cadence qui est déterminée par le programme de commande enregistré dans la mémoire morte du microprocesseur

40. Comme il ressortira de la description qui suit des sous-

programmes de commande, chaque colonne est scrutée une fois tous les quatre cycles de puissance complets du signal

d'alimentation qui apparaît sur les lignes L1 et N. La sor-

tie du clavier 28 est connectée à des accès d'entrée PlI0-

PlIA du microprocesseur 40 par l'intermédiaire d'un circuit

d'interface d'accès parallèle du type 410.

Un signal de passage par zéro qui marque les pas-

sages par zéro du signal d'alimentation apparaissant sur les lignes Ll et N, provenant de la source d'énergie, est appliqué au microprocesseur 40 par l'accès d'entrée P8I0, et ce signal provient d'un circuit détecteur de passages par zéro 44, de type classique. Le signal de passage par zéro

du circuit 44 est représenté par la forme d'onde F de la fi-

gure 5. Les impulsions marquent les passages par zéro de

sens positif du signal d'alimentation présent entre les li-

gnes L1 et N de la source d'énergie électrique alternative.

On utilise les signaux de passage par zéro pour synchroniser l'amorçage des triacs avec des passages par zéro du signal d'alimentation, et dans un but de mesure de temps dans le

programme de commande qu'exécute le microprocesseur 40.

Le microprocesseur 40 émet des signaux d'amorçage de triacs par les accès d'entrée/sortie P500 à P503 vers les bornes de gâchette des triacs respectifs 24(a) - 24(d),

par l'intermédiaire d'un circuit d'attaque de triacsclassi-

que, 64, du type 615. Le circuit d'attaque de triacs 64

amplifie les signaux de sortie provenant des accès P500 -

P503 du microprocesseur 40, et il isole la puce du micro-

processeur vis-à-vis du secteur. Des données de visualisa-

tion sont émises par les accès d'entrée/sortie P200 - P20F.

Le dispositif de visualisation 58 est un dispositif de vi-

sualisation classique à quatre chiffres et chaque chiffre

est constitué par un afficheur à DEL à 7 segments. L'infor-

mation à visualiser est transmise aux segments de visualisa-

tion à partir des accès d'entrée/sortie P200 - P20F, par l'intermédiaire d'un circuit d'interface d'accès parallèle

classique, 60, du type 410, et d'un circuit d'attaque/déco-

deur pour afficheur à segments classique, 62, d'une manière

*bien connue dans la technique.

Programme de commande On rappelle qu'on adapte le microprocesseur 40 à

une application spécifique,consistant à remplir les fonc-

tions de commande de l'invention, en définissant de façon

permanente la configuration de la mémoire morte pour exécu-

ter un ensemble d'instructions prédéterminé. Les figures

7 - 13 sont des organigrammes qui illustrent les sous-pro-

grammes de commande qui sont mis en oeuvre dans le micropro-

cesseur 40 pour acquérir, enregistrer et traiter les données d'entrée provenant du clavier, et pour générer des signaux de commande pour amorcer les triacs d'un manière qui procure

la cadence de répétition d'impulsions de puissance nécessai-

re pour appliquer des niveaux de puissance appropriés à cha-

cun des dispositifs de chauffe. Sur la base de ces organi-

grammes, l'homme de l'art pourrait préparer un jeu d'ins-

tructions destinées à être enregistrées de façon permanente

dans la mémoire morte du microprocesseur 40, qui permet-

traient au microprocesseur d'accomplir les fonctions de com-

mande conformément à l'invention.

Le programme de commande comprend un ensemble

d'instructions de commande prédéterminées qui sont enregis-

trées dans la mémoire morte (MEM) du microprocesseur 40. Un fichier séparé dans la mémoire vive (MEV) du microprocesseur

est associé à chacun des dispositifs de chauffe 14(a) -

14(d). Chaque fichier enregistre l'information de commande

relative au dispositif de chauffe associé et cette informa-

tion est traitée par les instructions contenues dans la mé-

moire morte. L'exécution du programme de commande est syn-

chronisée avec le signal d'alimentation à 60 Hz, de façon que l'ensemble d'instructions de commande se trouvant dans la mémoire morte soit parcouru une fois au cours de chaque cycle du signal d'alimentation. Un registre de fichiers, commun à l'ensemble des quatre fichiers et fonctionnant en compteur en anneau à quatre états, est incrémenté une fois

au cours de chaque cycle d'exécution du programme de com-

mande. Le compte qui est contenu dans ce registre de fi-

chiers identifie le fichier en mémoire vive qui doit être traité par les instructions de commande au cours du cycle d'exécution suivant du programme de commande. Avec cette configuration, le programme de commande est exécuté pour n'importe quel dispositif de chauffage particulier une fois

tous les quatre cycles du signal d'alimentation à 60 Hz.

Le programme de commande est divisé logiquement en

un ensemble de sous-programmes qui comprennent le sous-

programme Scrutation, le sous-programme Décodage Clavier, le sousprogramme Minuterie d'Arrêt, le sous-programme Démarra-

ge Instantané, le sous-programme Réglage Puissance, le sous-

programme Sortie Puissance et le sous-programme Somme Puis-

sance. On notera qu'on peut également inclure d'autres sous-

programmes pour accomplir des fonctions de commande qui ne

sont pas liées à l'invention.

Le sous-programme Scrutation (figure 7), qui con-

tient le registre de fichiers identifiant le fichier en mé-

moire vive qui doit être traité au cours du cycle d'exécu-

tion suivant du programme de commande,instaure la ligne de scrutation pour la colonne de clavier qui est associée au dispositif de chauffe qui fait l'objet du cycle d'exécution courant du sous-programme, il lit l'information d'entrée provenant du clavier pour ce dispositif de chauffe, et il enregistre en mémoire temporaire l'information de sélection du réglage de puissance sélectionné par l'utilisateur. Le sous-programme Décodage Clavier (figures 8A et 8B) valide les informations introduites au clavier et il met à jour la variable de commande qui représente le niveau de puissance sélectionné par l'utilisateur, de la manière appropriée pour représenter l'information d'entrée d'utilisateur valide la

plus récente pour ce dispositif de chauffe. Le sous-program-

me Minuterie d'Arrêt (figure 9) détermine le temps écoulé depuis que le dispositif de chauffe a été arrêté pour la

dernière fois. Cette information est utilisée dans le sous-

programme Démarrage Instantané (figures 10A et 10B), pour faire varier la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température, pendant lequel le dispositif est alimenté en mode de surpuissance, en fonction du temps écoulé depuis que le dispositif a été arrêté, conformément

à l'invention.

Bien que la détermination du niveau de puissance à appliquer à un dispositif de chauffe ne soit faite que

pendant l'exécution du programme de commande pour ce dispo-

sitif de chauffe particulier, une décision de commande de puissance doit être prise pour le cycle de puissance sui- vant pour chacun des dispositifs au cours de chaque cycle

d'exécution du programme. Le sous-programme Réglage Puis-

sance (figure 11) prélève dans chaque fichier une informa-

tion de niveau de puissance au cours de chaque cycle d'exécution du sous-programme, il accomplit une opération de consultation de table pour chaque dispositif de chauffe, de façon à contrôler le bit approprié du mot de commande de niveau de puissance pour chaque dispositif de chauffe, et il génère un mot de commande d'amorçage à quatre bits qui identifie les dispositifs de chauffe qui doivent être mis en fonction et ceux qui doivent être hors fonction pendant le cycle de puissance suivant. Ce mot de commande à quatre bits est ensuite utilisé par le sous-programme Sortie

Puissance (figure 12) qui contrôle le signal d'entrée pro-

venant du circuit de passage par zéro et qui amorce les triacs qui sont associés aux dispositifs de chauffe devant être alimentés pendant le cycle de puissance suivant, sous l'effet de la détection du passage par zéro de sens positif

suivant dans le signal d'alimentation.

Le sous-programme Somme Puissance (figure 13) contrôle le niveau de puissance qui est appliqué à chacun des quatre dispositifs de chauffe, et il réduit les niveaux de puissance de la manière nécessaire pour maintenir dans

des limites acceptables le courant total qu'absorbe l'appa-

reil. On va maintenant décrire de façon plus détaillée chacun de ces sousprogrammes de commande, en se référant à

son organigramme.

Sous-programme SCRUTATION (figure 7) Ce sous-programme a pour fonctions d'adresser le fichier en MEV approprié pour le cycle d'exécution courant du programme,d'instauer la ligne de scrutation appropriée pour le clavier, et de lire l'information d'entrée provenant du clavier pour le dispositif de chauffe qui est associé au fichier désigné en mémoire vive. Le registre de fichiers en mémoire vive SU fonctionne à la manière d'un compteur en anneau à quatre états qui compte de 0 à 3. Les comptes 0 à 3 du compteur SU identifient respectivement les fichiers en

mémoire vive pour les dispositifs de surface 14(a) - 14(d).

A l'entrée dans le sous-programme Scrutation, le

registre SU est incrémenté (case 102), et l'étape de déci-

sion 104 détermine si SU est supérieur à 3. Dans l'affirma-

tive, le compteur est restauré à 0 (case 106). L'adresse du

fichier en mémoire vive qui doit être traité pendant ce cy-

cle d'exécution du programme de commande est ensuite fixée

égale à SU (case 108). La ligne de scrutation qui a été ins-

taurée pendant le cycle d'exécution précédent du programme de commande, désignée par R (SU - 1) est restaurée (case

). La ligne de scrutation associée au dispositif de sur-

face correspondant au cycle d'exécution courant du program-

me, désignée par R (SU) est instaurée (case 112). Les don-

nées des lignes d'entrée PlIA à 9, qui acheminent l'infor-

mation d'entrée courante provenant du clavier 28 pour ce

fichier en mémoire vive, sont lues (case 114), et cette in-

formation est enregistrée sous la forme de la variable KB (case 116). Le programme se branche ensuite (case 118) vers

le sous-programme Décodage Clavier de la figure 8A.

Sous-programme DECODAGE CLAVIER (figures 8A et 8B)

Le sous-programme Décodage Clavier valide des si-

gnaux d'entrée provenant du clavier 28, et il met à jour de

façon correspondante la variable PWD qui représente le ré-

glage de puissance sélectionné par l'utilisateur. Le sous-

programme détermine tout d'abord si la nouvelle information d'entrée provenant du clavier est un blanc, ce qui signifie l'absence d'information effective, ou une information Arrêt, une information Marche ou l'un des niveaux de-puissance 1 à

9. Pour que l'opération qui consiste à commuter le disposi-

tif de chauffe de l'état Arrêt à un autre réglage de puis-

sance soit valide, on doit actionner en premier la touche Marche, puis la touche correspondant au réglage de puissance désiré. Le réglage de puissance doit être introduit au

cours d'un intervalle de 8 secondes faisant suite à la ma-

noeuvre de la touche Marche. Si ce délai n'est pas respecté,

on doit actionner à nouveau la touche Marche.

La variable PWD représente le réglage de puissance

sélectionné par l'utilisateur. PWD ne change que sous l'ef-

fet d'informations introduites par l'utilisateur. Cependant, conformément à l'invention, le niveau de puissance qui est

réellement appliqué au dispositif de chauffe peut être infé-

rieur au niveau correspondant au réglage de puissance sélec-

tionné par l'utilisateur. La variable PLVL est introduite

dans ce sous-programme pour représenter le niveau de puis-

sance qui doit être réellement appliqué au dispositif de

chauffe. Dans ce sous-programme, la valeur de PWD est affec-

tée à PLVL. Cependant, la variable PLVL est susceptible d'être changée dans les sous-programmes de limitation de

température décrits ci-après.

Dans le sous-programme Décodage Clavier,l'interval-

le de huit secondes pour l'introduction d'un réglage de puissance valide après l'actionnement de la touche Marche est établi en utilisant un indicateur appelé indicateur

Marche, et un temporisateur ou un compteur appelé ONTIMER.

L'indicateur Marche est instauré au moment o la touche Marche est actionnée et il n'est restauré que sous l'effet de l'actionnement de la touche Arrêt ou de l'expiration de

la durée de temporisation de ONTIMER.

En se référant à l'organigramme des figures 8A et 8B, on note que l'étape de décision 120 détermine tout d'abord si KB représente un blanc, ce qui signifie qu'aucune touche n'est actionnée au moment présent. Si KB représente

un blanc, le système se branche vers le sous-programme Déco-

dage 2 (figure 9B). Dans le sous-programme Décodage 2, l'étape de décision 122 détermine si l'indicateur Marche est instauré. Si l'indicateur Marche n'est pas instauré, le niveau de puissance enregistré dans PWD est affecté à la variable PLVL (case 124). Si l'indicateur Marche est ins- tauré, l'étape de décision 126 détermine si le réglage de

puissance sélectionné précédemment qui est présentement en-

registré sous la forme de la variable PWD est le réglage Arrêt. Dans la négative, le système fonctionne présentement

à l'un des réglages de puissance 1 à 9, et le programme af-

fecte ensuite la valeur de PWD à PLVL (case 124), et il ef-

fectue un branchement (case 128) vers le sous-programme Minuterie d'Arrêt (figure 9). Si l'étape de décision 126

détermine que PWD est égale à 0, ce qui représente un ni-

veau de puissance Arrêt, ceci indique que l'utilisateur a

commuté de l'état Arrêt à l'état Marche, et le temporisa-

teur ONTIMER est décrémenté(case 130). Lorsque la valeur du temporisateur ONTIMER est égale à 0, ce qui est déterminé par l'étape de décision 132 et signifie que le temps alloué pour introduire un niveau de puissance valide est arrivé à expiration, l'indicateur Marche est restauré (case 134) et

le programme passe à la case 124, comme précédemment.

En retournant à la figure 8A, on note que si KB

ne représente pas un blanc, l'étape de décision 135 déter-

mine si la nouvelle information introduite est le réglage Arrêt. Dans l'affirmative, l'indicateur Marche est restauré (case 136) et la valeur 0 est affectée à la variable PWD,

ce qui représente le réglage de puissance Arrêt (case 138).

La valeur de PWD est affectée à la variable PLVL (case 140), et le programme se branche vers le sous-programme Minuterie d'Arrêt de la figure 9 (case 142). Si KB ne correspond pas à

Arrêt, l'étape de décision 144 détermine si la nouvelle in-

formation introduite est le réglage Marche. Dans l'affirma-

tive, le temporisateur ONTIMER est réinitialisé (case 146).

L'étape de décision 148 contrôle l'état de l'indicateur

Marche. S'il est instauré, le programme passe à la case 140.

Dans le cas contraire, l'indicateur est instauré (case 150)

et la variable PWD reçoit la valeur 0, qui correspond égale-

ment au réglage Marche (case 152). Le programme passe ensui-

te à la case 140, comme précédemment. Si la réponse à l'étape de décision 144 est non, ce qui signifie que la nouvelle information introduite est l'un des niveaux de puissance 1 à 9, l'étape de décision 154

contrCle l'état de l'indicateur Marche. S'il n'est pas ins-

tauré, ce qui signifie que l'utilisateur a tenté de passer d ' Arrêt à un niveau de puissance sans actionner tout d'abord la touche Marche, la nouvelle information introduite est ignorée et le programme passe à la case 140 en laissant

PWD inchangée. Si l'indicateur Marche est instauré, l'infor-

mation d'entrée de réglage de puissance est valide, et la variable PWD reçoit la nouvelle valeur qui correspond à la

nouvelle valeur introduite pour KB (case 156).

Apres avoir affecté à la variable PLVL la valeur de PWD qui représente le réglage de puissance valide le plus récent qui a été sélectionné par l'utilisateur, le système

passe au sous-programme Minuterie d'Arrêt (figure 9).

Sous-programme MINUTERIE D'ARRET (figure 9) Ce sous-programme a pour fonction de mesurer le temps écoulé depuis que le dispositif particulier a été

arrêté pour la dernière fois, afin d'établir la durée appro-

priée pour le prochain intervalle de temps transitoire de montée en température, pour ce dispositif de chauffe. Un temporisateur appelé OFFTMR est prévu pour chaque dispositif de chauffe. Le temporisateur est incrémenté par un cycle d'exécution du sous-programme pour le dispositif de chauffe particulier considéré. La durée du prochain intervalle de temps transitoire de montée en température est définie par

la valeur de la variable INSTIME. Cette variable est succes-

sivement fixée égale à des valeurs de 1,07 seconde, 2,13 secondes, 3,0 secondes et 4,26 secondes, au fur et à mesure que le compte du temporisateur d'état d'arrêt (OFFTMR) passe respectivement de moins de 3 secondes à plus de 3 secondes, de plus de 3 secondes à.plus de 14 secondes et de plus de 14

secondes à plus de 60 secondes.

En considérant l'organigramme de la figure 9, on

note qu'à l'entrée dans ce sous-programme, l'état de l'indi-

cateur Marche est contrôlé à l'étape de décision 160. On

rappelle que l'indicateur Marche est instauré dans le sous-

programme Décodage Clavier décrit précédemment, pendant le premier cycle d'exécution de ce sous-programme faisant suite à la sélection de la touche Marche par l'utilisateur. Il reste ensuite instauré jusqu'au prochain actionnement de la

touche Arrêt par l'utilisateur. Par conséquent, si l'indica-

teur Marche est instauré, le système fonctionne déjà dans le

mode transitoire de montée en température, ou bien il a ter-

miné le fonctionnement dans le mode transitoire de montée en

température, et la valeur pour INSTIME a déjà été établie.

Il en résulte que lorsque l'indicateur Marche est instauré, aucun réglage de INSTIME n'est nécessaire, et le programme effectue un branchement vers le sous-programme Démarrage Instantané de la figure 10A (case 162). Si l'indicateur Marche n'est pas instauré, le compte du temporisateur OFFTMR est comparé à l'étape de décision 164 à un compte maximal de 61 secondes. Si le compte est supérieur à 61, le programme

se branche (case 162) vers le sous-programme Démarrage Ins-

tantané de la figure 10A. Si le compte représente un temps

qui n'est pas supérieur à 61 secondes, le compteur est incré-

menté d'une unité (case 166).

L'étape de décision 168 compare ensuite la valeur du temporisateur avec un temps de référence maximal de 60 secondes. Si le compte représente un temps supérieur à 60 secondes, la variable INSTIME est fixée égale à 4,26 secondes (case 170) et le programme se branche vers le sous-programme Démarrage Instantané. Si OFFTMR n'est pas supérieur à 60 secondes, le compte est comparé avec une référence de 14 secondes à l'étape de décision 172. S'il est supérieur à

14 secondes, la variable de temps INSTIME pour le sous-

programme Démarrage Instantané est fixée égale à 3,07 se-

condes (case 174) et le programme se branche vers le sous-

programme Démarrage Instantané. Si le compte n'est pas su- périeur à 14 secondes, il est comparé avec une référence de 3 secondes à l'étape de décision 176. S'il est supérieur à 3 secondes, la variable INSTIME est fixée égale à 2,13 secondes. Si le compte n'est pas supérieur à 3 secondes, la

variable de temps INSTIME du sous-programme Démarrage Ins-

tantané est fixée égale à 1,07 seconde (case 180). Après avoir établi la valeur de référence correcte pour la durée du prochain intervalle de temps transitoire de montée en température, en fonction de la durée à l'état Arrêt, le

programme se branche vers le sous-programme Démarrage Ins-

tantané des figures 10A et 10B.

Sous-programme DEMARRAGE INSTANTANE (figures 10A et 10B) Le sousprogramme Démarrage Instantané a pour

fonctions d'établir le niveau de puissance approprié pen-

dant le fonctionnement en surpuissance dans le mode transi-

toire de montée en température; de commander la durée de ce mode; et d'effectuer des réglages du niveau de puissance pendant le fonctionnement dans un mode autre que celui-ci, de la manière nécessaire pour limiter le courant total

absorbé par l'appareil.

On rappelle que dans certaines conditions la somme

des niveaux de puissance peut dépasser les limites prédéter-

minées, ce qui signifie que l'appareil absorbe un courant

trop élevé. Cette détermination est effectuée dans le sous-

programme Somme Puissance, qu'on décrira ultérieurement en relation avec la figure 13. Une bascule appelée PWRSUML est

instaurée dans ce sous-programme lorsque la somme des ni-

veaux de puissance est supérieure à une valeur de référence.

Lorsque la bascule PWRSUML est instaurée, des réglages de niveau de puissance sont effectués dans le sous-programme présent, au cours de chaque cycle d'exécution suivant du programme de commande, pour chaque dispositif de chauffe, jusqu'à ce que la somme des niveaux de puissance ne soit plus supérieure à la référence. On utilise en outre une variable appelée OPR pour apporter des réglages au niveau de puissance à appliquer

aux dispositifs de chauffe dans le mode transitoire de mon-

tée en température, et pour faire varier la durée de ce mo-

de. Plus précisément, lorsque le niveau de puissance du mo-

de transitoire de montée en température est réduit dans le but de satisfaire les exigences de limite de courant, la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température est allongée de façon correspondante. La valeur de la variable OPR est établie dans le sousprogramme Somme Puissance, mais elle est utilisée dans le sous-programme présent pour effectuer les réglages appropriés de niveau de puissance et de durée pour des dispositifs qui fonctionnent

conformément au sous-programme Démarrage Instantané.

En considérant maintenant les figures 10A et 10B, on note qu'à l'entrée dans ce sous-programme, l'état de l'indicateur Démarrage Instantané est contrôlé à l'étape de décision 182. S'il n'est pas instauré, ce qui signifie que le dispositif pour lequel le changement est effectué ne

fonctionne pas dans le mode transitoire de montée en tempé-

rature, l'état de la bascule de somme de puissance PWRSUML est contrôlé à l'étape de décision 184. Si la bascule PWRSUML est instaurée, ce qui signifie qu'il est nécessaire

de régler le niveau de puissance pour satisfaire les exi-

gences de limitation de courant, le niveau de puissance est réduit d'une unité (case 186), et le programme effectue un branchement vers le sousprogramme suivant. Si PWRSUML n'est pas instaurée, aucun réglage n'est effectué et le programme

passe directement au sous-programme suivant.

En retournant à l'étape de décision 182, on note que si l'indicateur Démarrage Instantané est instauré, ce

qui indique le fonctionnement dans le mode Démarrage Instan-

tané, la variable de niveau de puissance PLVL est fixée éga-

le au niveau de puissance maximal F, réduit de la manière nécessaire par la valeur de la variable de réglage OPR (case ). L'étape de décision 192 et l'étape de la case 194 coopèrent pour éviter que le niveau de puissance appliqué pendant le mode Démarrage Instantané soit inférieur à 9, et l'étape de décision 196 et l'étape de la case 198 coopèrent

pour maintenir PLVL à une valeur ne dépassant pas F. Le pro-

gramme passe ensuite aux étapes de décision 202-208 qui en association avec les étapes des cases 210-218, font varier la durée du mode transitoire de montée en température, en fonction de la valeur de la variable OPR. On utilise un compteur appelé OVDRTMR pour commander la durée du mode transitoire de montée en température. Lorsque la variable OPR n'est pas supérieure à 1, OVDRTMR est incrémenté d'une unité à chaque cycle d'exécution du sous-programme (case 210). Si la variable OPR est supérieure à 1 mais n'est pas supérieure à 3, les étapes de décision 204 et 206 et les étapes des cases 212 et 214 coopèrent de façon à incrémenter

OVDRTMR au cours de cycles d'exécution alternés du sous-

programme pour un dispositif de chauffe particulier, ce qui

réduit effectivement par deux la cadence à laquelle le comp-

teur est incrémenté, et augmente donc d'un facteur de deux

la durée de l'intervalle de Démarrage Instantané. Si la va-

riable OPR est supérieure à 3, l'étape de décision 208 et

les étapes des cases 216 et 208 coopèrent de façon à incré-

menter OVDRTMR d'une unité tous les quatre cycles d'éxécu-

tion de ce sous-programme pour ce dispositif de chauffe particulier, ce qui augmente effectivement d'un facteur de

quatre la durée du mode transitoire de montée en température.

La variable OPR est donc utilisée comme décrit précédemment pour réduire le niveau de puissance appliqué pendant le fonctionnement dans le mode transitoire de montée en température, à la case 190, et elle est également utilisée

pour compenser le niveau de puissance réduit par une exten-

sion de la durée, en faisant en sorte que la durée de fonc-

tionnement dans le mode de démarrage instantané soit allongée pour compenser ce réglage de puissance inférieur. A l'étape de décision 220, la valeur du compteur OVDRTMR est comparée à la valeur de référence INSTIME qui est établie dans le sous-programme Minuterie d'Arrêt de la figure 9. Lorsque l'étape de décision 220 détermine que le compteur

OVDRTMR a atteint la fin de sa durée de temporisation, l'in-

dicateur Démarrage Instantané est restauré, le compteur OVDRTMR est restauré à zéro, et la variable de référence

INSTIME est fixée à zéro.

Sous-programme REGLAGE PUISSANCE (figure 11) Le niveau de puissance approprié à appliquer au dispositif de chauffe ayant été établi, il reste à prendre la décision d'amorçage des triacs pour le cycle suivant du

signal d'alimentation. Cette décision est prise pour l'en-

semble des quatre dispositifs de chauffe au cours de chaque cycle d'exécution du programme de commande. On utilise dans ce sous-programme l'information provenant de chacun des quatre fichiers en mémoire vive des dispositifs de chauffe,

à chaque cycle d'exécution du sous-programme.

On rappelle que la cadence de répétition d'impul-

sions de puissance pour chaque niveau de puissance est dé-

finie par la configuration binaire d'un mot de 64 bits, dans lequel un bit à l'état logique un représente un cycle actif et un bit à l'état logique zéro représente un cycle inactif. Les bits du mot de commande pour chaque dispositif de chauffe, représentant le niveau de puissance qui doit lui être appliqué, sont testés séquentiellement et un bit est testé à chaque cycle d'exécution de ce sous-programme. L'état de ce bit testé détermine si le triac pour le dispositif de chauffe correspondant sera amorcé ou non pendant le cycle

suivant du signal d'alimentation.

Ce sous-programme accomplit une fonction de Con-

sultation de Table pour trouver le mot de commande appro-

prié pour chacun des quatre dispositifs de surface, et il

contrôle ensuite l'état du bit approprié dans ce mot. L'in-

formation d'amorçage de triacs est ensuite enregistrée dans un mot de quatre bits appelé TMPON, qui est utilisé dans le sous-programme Sortie Puissance (figure 2) pour générer les

signaux d'amorçage de triacs appropriés.

La variable TBLADD représente l'adresse dans la

mémoire vive de la position de départ pour la table à con-

sulter qui contient les mots de commande à 64 bits. L'adres-

se et la configuration binaire associée, en hexadécimal, sont indiquées dans le Tableau I. Chacun des 16 chiffres dans le code représenté pour chaque mot de commande est la représentation en hexadécimal d'une configuration de quatre bits. La variable appelée BITADD représente la position du bit à tester dans le mot de commande à 64 bits, et les valeurs 0 et 63 correspondent respectivement à la position

du bit de plus fort poids et à celle du bit de moindre poids.

On utilise une variable d'indexage n pour itérer quatre fois l'opération de consultation de table au cours de chaque cycle d'exécution du sousprogramme, c'est-à-dire une fois pour chaque dispositif de chauffe. La variable PWDADD est l'adresse du mot de commande qui représente le niveau de

puissance à appliquer au dispositif de chauffe de rang n.

Comme on peut le voir dans le Tableau I, on obtient l'adres-

se d'un mot de puissance particulier quelconque en multi-

pliant par un facteur de 8 la valeur de PLVL pour le niveau de puissance associé, qui est un nombre compris entre 0 et

9, et en additionnant ce produit à TBLADD.

En considérant la figure 11, on note qu'à l'entrée dans ce sous-programme le mot de commande TMPON est effacé (case 226), et un compteur en anneau qui compte de 0 à 63 est incrémenté (case 228). L'étape de décision 230 détermine si le contenu du compteur est supérieur à son compte maximal

de 63. Dans l'affirmative, il est restauré à 0 (case 232).

La variable BITADD est ensuite fixée égale au compte du

compteur en anneau, ce qui définit la position du bit à tes-

* ter, dans le mot de commande, pour chaque dispositif de chauffe (case 234) . La même position de bit est testée pour

chacun des quatre dispositifs de chauffe.

La variable n est initialisée à zéro à la case

236. La variable PWDADD pour le niveau de puissance à appli-

quer au dispositif de chauffe de rang n est déterminée à la case 240. L'état de la position de bit qui est définie par la variable BITADD dans le mot de commande se trouvant à

l'adresse PWDADD est ensuite testé (case de décision 242).

Si le bit testé est un 1 logique, le bit de rang n du mot de

commande TMPON est instauré (case 244). Dans le cas contrai-

re, le bit de rang n de TMPON reste à 0. L'index n est in-

crémenté (case 246), après quoi la valeur de n est contrôlée (case de décision 248). Si elle est supérieure à 3, ce qui signifie que la boucle comprenant les cases 240, 244 et 246 et les étapes de décision 242 et 248 a été itérée quatre fois, n est restauré (case 250) et le programme effectue un branchement (case 252) qui le fait passer au sous-programme Sortie Puissance (figure 12). Si n n'est pas supérieur à 3, le programme retourne à la case 284 pour tester le bit pour

le mot de puissance relatif au dispositif de chauffe suivant.

Une fois que l'état approprié pour l'ensemble des quatre bits de la variable TMPON a été établi, le programme effectue

un branchement (case 252) qui le dirige vers le sous-program-

me Sortie Puissance (figure 12).

Sous-programme SORTIE PUISSANCE (figure 12) Ce sous-programme a pour fonction d'amorcer les triacs 24(a) - 24(d), pour mettre en oeuvre la décision d'amorçage de triacs pour le cycle de puissance suivant, pour chacun des quatre dispositifs de chauffe. L'amorçage des triacs est synchronisé avec les passages par zéro de

sens positif du signal d'alimentation.

En considérant maintenant le sous-programme de la figure 12, on note qu'à l'entrée dans ce sous-programme, les bascules de sortie P500-P503, qui commandent les triacs, sont restaurées (case 260). Le programme lit ensuite l'in- formation d'entrée qui provient de l'accès d'entrée P810 qui représente l'état du détecteur de passages par zéro (case 262), et l'étape de décision 264 contrôle l'état de cette

information d'entrée jusqu'à ce qu'elle passe à l'état logi-

que 1, ce qui indique l'apparition d'un passage par zéro de sens positif dans le signal d'alimentation. Lorsque P810 est égal à 1, le programme passe à l'étape de décision 266 pour

contrôler séquentiellement les quatre bits du mot de puis-

sance TMPON, et pour instaurer la bascule appropriée parmi les bascules de sortie P500-P503. On utilise à nouveau la variable d'index n pour contrôler séquentiellement les bits

0 à 3. On rappelle qu'avant le branchement à partir du sous-

programme Réglage Puissance, l'index n est restauré à 0.

L'étape de décision 266 teste le bit de rang n pour détermi-

ner s'il est égal à 1. S'il est égal à 1, la sortie P50(n) est instaurée (case 268), n est incrémenté (case 270) et l'étape de décision 272 effectue un contrôle pour déterminer si n est supérieur à 3. Si n est inférieur à 3, le programme retourne à l'étape de décision 266 pour contrôler le bit suivant et pour instaurer l'accès de sortie correspondant, si cette opération est appropriée. Celles des bascules de

sortie P500-P503 qui sont associées à des bits dans la va-

riable TMPON qui sont à l'état logique 1, sont instaurées.

Celles des bascules de sortie qui sont associées à des bits 0 dans TMPON ne sont pas instaurées. Dans ce dernier cas,

ces bascules restent dans l'état restauré, du fait que cha-

cune des bascules est restaurée à l'entrée dans ce sous-

programme. De cette manière, chaque bit du mot de commande TMPON est testé à chaque cycle d'exécution du sous-programme Sortie Puissance. Une décision d'amorcer ou de ne pas amorcer

chaque triac est donc prise au cours de chaque cycle d'exécu-

tion du programme de commande. Une fois que la boucle compre-

nant les étapes de décision 206 et 272 et les étapes qui cor-

respondent aux cases 268 et 270 a été itérée quatre fois, à

raison d'une fois pour chaque dispositif de chauffe, la déci-

sion de commande de puissance pour le cycle de puissance sui-

vant a été prise et le programme effectue un branchement

(case 274) vers le sous-programme Somme Puissance de la figu-

re 13.

Sous-programme SOMME PUISSANCE (figure 13) Ce sous-programme a pour fonctions de contrôler les

niveaux de puissance qui sont appliqués à chacun des disposi-

tifs de chauffe, et d'instaurer ou de restaurer la bascule appelée PWRSUML, ainsi que de mettre à jour comme il convient la variable OPR. Onrappelle qu'on utilise les variables PWRSUML et OPR dans le sousprogramme Démarrage Instantané,

pour modifier le niveau de puissance qui est appliqué à cha-

que dispositif de chauffe, de la manière appropriée pour ra-

mener dans des limites acceptables le courant total qu'absor-

be l'appareil. La variable PWRSUM est fixée égale à la somme numérique des désignations de niveau de puissance pour chacun des dispositifs de chauffe. Si cette somme est supérieure à

38, le courant total absorbé par l'appareil dépassera la li-

mite nominale maximale de 35 A. Par conséquent, si la somme dépasse la valeur de référence de 38, la bascule PWRSUML est instaurée et la variable OPR est augmentée d'une unité. Si

la somme des niveaux de puissance n'est pas supérieure à cet-

te référence, la bascule PWRSUML est restaurée et la variable

OPR est décrémentée d'une unité.

En considérant l'organigramme de la figure 13, on note qu'à l'entrée dans le sous-programme, la variable PWRSUM est fixée égale à la somme des niveaux de puissance

(case 280). Cette variable est comparée à la valeur de réfé-

rence qui est exprimée en notation hexadécimale,à l'étape de

décision 282 (en hexadécimal, la valeur hexadécimale 26 cor-

respond à une valeur décimale de 38). Si PWRSUM dépasse la valeur de référence, la bascule PWRSUML est instaurée (case 284) et la variable OPR est incrémentée d'une unité (case 286). Si PWRSUM ne dépasse pas la référence, PWRSUML est restaurée (case 290). Si OPR est inférieure ou égale à 0 à l'étape de décision 292, cette variable est fixée à égale à

0 (case 296). Si OPR n'est pas inférieure à 0, elle est dé-

crémentée d'une unité (case 294). Ayant ainsi établi l'état

approprié pour PWRSUML et la valeur appropriée pour la va-

riable OPR, le programme retourne ensuite (case 288) au sous-programme Scrutation de la figure 7, pour répéter l'exécution du programme de commande pour le dispositif de

chauffe suivant.

On notera que l'homme de l'art pourra apporter de nombreuses modifications au mode de réalisation spécifique de l'invention qui a été décrit et représenté. Ainsi, cet exemple de réalisation utilise des dispositifs de chauffe infrarouges. On pourrait cependant tout aussi bien utiliser

l'invention avec des tables de cuisson classiques fonction-

nant par conduction.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Appareil de cuisson électrique (10) prévu pour

être alimenté par une source d'énergie électrique domesti-

que classique, fournissant un signal d'alimentation (E) qui présente une tension efficace prédéterminée, caractérisé en

ce qu'il comprend: au moins un dispositif de chauffe à ré-

sistance électrique (14(a) - 14(d)) prévu pour être alimen-

té en régime permanent à un niveau de tension efficace ma-

ximal inférieur au niveau de tension efficace du signal d'alimentation de la source d'énergie externe; des moyens de sélection d'entrée (17, 28) pouvant être actionnés par

l'utilisateur, qui permettent à l'utilisateur de sélection-

ner un réglage parmi un ensemble de réglages de puissance,

comprenant un réglage "Arrêt", pour le dispositif de chauf-

fe (14(a) - 14(d)); et des moyens de commande de puissance (26, 40) qui fonctionnent sous la dépendance des moyens de

sélection d'entrée (17, 28) de façon à appliquer au dispo-

sitif de chauffe (14(a) - 14(d)) des impulsions de puissan-

ce de durée fixe prédéterminée provenant de la source

d'énergie externe, à une cadence parmi un ensemble de ca-

dences de répétition d'impulsions de puissance, chaque ca-

dence de répétition établissant un niveau de tension effi-

cace correspondant pour l'application au dispositif de chauffe (14(a) 14(d)), et chaque réglage de puissance pouvant être sélectionné par l'utilisateur étant associé à une cadence correspondante parmi l'ensemble de cadences de

répétition d'impulsions de puissance; la cadence de répéti-

tion qui est associée au réglage de puissance maximal pou-

vant être sélectionné par l'utilisateur appliquant effecti-

vement au dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) un niveau de tension efficace qui correspond au niveau de tension efficace pour lequel le dispositif de chauffe est conçu,

grace à quoi la tension efficace qui est appliquée au dis-

positif de chauffe (14(a) - 14(d)) lorsqu'il fonctionne au niveau de puissance associé au réglage de puissance maximal sélectionné par l'utilisateur, est inférieure au niveau de tension efficace du signal d'alimentation de la source d'énergie.

2. Appareil de cuisson selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de me- sure de temps destinés à mesurer le temps écoulé depuis la dernière sélection par l'utilisateur du réglage "Arrêt" pour le dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)); en ce que les moyens de commande de puissance (26, 40) comprennent en

outre des moyens destinés à détecter la transition d'un ré-

glage de puissance "Arrêt" à l'un des réglages de puissance autres que le réglage "Arrêt"; et en ce que les moyens de commande de puissance (26, 40) appliquent au dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) un niveau de tension efficace égal

au niveau de tension efficace du signal d'alimentation pro-

venant de la source d'énergie externe, pendant un interval-

le de temps transitoire de montée en température, sous l'effet de la détection d'une transition du réglage "Arrêt" vers un réglage de puissance autre que le réglage "Arrêt",

et la durée de cet intervalle de temps transitoire de mon-

tée en température est commandée en fonction du temps écou-

lé précité.

3. Appareil de cuisson selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande de puissance

(26, 40) limitent la durée de l'intervalle de temps transi-

toire de montée en température à un premier intervalle de temps prédéterminé si le temps écoulé est inférieur à un temps minimal prédéterminé suffisant pour permettre au

dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) de se refroidir jus-

qu'à une température voisine de la température ambiante, tandis que dans le cas contraire, ils limitent la durée de

l'intervalle de temps de montée en température à un inter-

valle de temps supérieur au premier intervalle de temps prédéterminé.

4. Appareil de chauffage caractérisé en ce qu'il comprend: au moins un dispositif de chauffe à résistance électrique (14(a) - 14(d)) prévu pour être alimenté par une source d'énergie électrique externe ayant une tension de sortie efficace prédéterminée; des moyens d'entrée (17, 28) pouvant être actionnés par l'utilisateur et permettant à l'utilisateur de sélectionner un réglage de puissance pour le dispositif de chauffe, parmi un ensemble de réglages de puissance prédéterminés; des moyens de commande (26, 40) qui fonctionnent sous la dépendance des moyens d'entrée pouvant être sélectionnés par l'utilisateur (17, 28), de façon à commander la puissance de sortie du dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)); et des moyens de commutation (24(a) - 24(d), 64) qui fonctionnent sous la dépendance des

moyens de commande (26, 40) de façon à connecter sélective-

ment le dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) à la source d'énergie externe; et en ce que les moyens de commande (26, ) commutent sélectivement les moyens de commutation

(24(a) - 24(d), 64) à une cadence parmi un ensemble de ca-

dences de commutation, chaque cadence de commutation défi-

nissant un niveau de tension efficace correspondant appli-

qué au dispositif de chauffe; chacun des réglages de puis-

sance pouvant être sélectionnés par l'utilisateur étant as-

socié à l'une correspondante des cadences de commutation, et le réglage de puissance maximal pouvant être sélectionné

par l'utilisateur ayant une cadence de commutation corres-

pondante qui définit un niveau de tension efficace infé-

rieur à la tension de sortie efficace, grace à quoi le dis-

positif de chauffe (14(a) - 14(d)) peut être conçu de façon

à fonctionner à une tension efficace inférieure à la ten-

sion de sortie efficace de la source d'énergie externe.

5. Appareil de chauffage selon la revendication

4, caractérisé en ce que le niveau de tension efficace cor-

respondant au réglage de puissance maximal pouvant être sé-

lectionné par l'utilisateur n'est pas notablement supérieur

à 75% de la tension de sortie efficace de la source d'éner-

gie externe, et en ce que le dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)) est prévu pour fonctionner à la tension efficace correspondant au réglage de puissance maximal pouvant être

sélectionné par l'utilisateur.

6. Appareil de chauffage selon la revendication , caractérisé en ce que la source d'énergie externe est la source d'énergie alternative domestique classique à 60 Hz, 240 V, et le niveau de tension efficace correspondant au réglage de puissance maximal sélectionné par l'utilisateur

est d'environ 180 volts efficaces.

7. Appareil de chauffage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source d'énergie externe est la source d'énergie alternative domestique classique, et en ce que les moyens de commande (26, 40) commandent la cadence de commutation des moyens de commutation (24(a) - 24(d),

64), de façon à appliquer au dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)) des impulsions de puissance provenant de la source d'énergie, chaque impulsion comprenant un cycle du signal d'alimentation alternatif provenant de la source d'énergie externe; et chacune des cadences de commutation définissant une cadence de répétition d'impulsions de puissance qui a

pour effet d'appliquer au dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)) le niveau de tension efficace prédéterminé corres-

pondant.

8. Appareil de chauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande (26, 40) comprennent en outre des moyens destinés à détecter la

transition d'un réglage de puissance "Arrêt" vers un régla-

ge de puissance autre que le réglage "Arrêt", et en ce que les moyens de commande (26, 40) établissent une cadence de

répatition d'impulsions de puissance correspondant à un ni-

veau de tension efficace de surpuissance, supérieur à celui qui correspond au réglage de puissance maximal pouvant être sélectionné par l'utilisateur, pendant un intervalle de temps transitoire de montée en température, pour chauffer

rapidement le dispositif (14(a) - 14(d)) jusqu'à sa tempéra-

ture de rayonnement, ce qui fournit à l'utilisateur une in-

dication visuelle du fait que le dispositif de chauffe

(14(a) - 14(d)) a été mis en fonction.

9. Appareil de chauffage selon la revendication 8,

caractérisé en ce que le niveau de tension efficace de sur-

puissance qui est appliqué au dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)) pendant l'intervalle de temps transitoire de montée en température est égal à la tension de sortie efficace de

la source d'énergie.

10. Appareil de chauffage selon la revendication 8,

caractérisé en ce que les moyens de commande (26, 40) com-

prennent en outre des moyens destinés à mesurer le temps

écoulé depuis que l'utilisateur a sélectionné pour la der-

nière fois le réglage "Arrêt"; et des moyens destinés à com-

mander la durée de l'intervalle de temps transitoire de mon-

tée en température, en fonction de ce temps écoulé, pour éviter un échauffement excessif du dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) ayant été préchauffé par une utilisation

antérieure.

11. Appareil de chauffage selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens destinés à limiter la

durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en tem-

pérature comprennent des moyens destinés à comparer le temps écoulé avec une durée de référence prédéterminée, et des moyens destinés à limiter la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température à un premier intervalle de temps prédéterminé si le temps écoulé est inférieur à la

durée de référence, et à un second intervalle de temps pré-

déterminé supérieur au premier intervalle de temps prédéter-

miné, dans le cas contraire.

12. Appareil de chauffage selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens destinés à limiter la

durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en tem-

pérature comprennent des moyens destinés à comparer le temps écoulé à un ensemble de durées de référence successivement croissantes, et des moyens destinés à limiter sélectivement la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température à un ensemble correspondant d'intervalles de temps prédéterminés successivement croissants, l'intervalle sélectionné parmi ces intervalles de temps correspondant à

la plus longue des durées de référence qui sont dépassées.

13. Appareil électrique de cuisson (10) prévu pour être alimenté par une source d'énergie alternative domestique classique fournissant un signal d'alimentation qui correspond à un niveau de tension efficace prédéterminé,

caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble de disposi-

tifs de chauffe à résistance électrique (14(a) - 14(d)) pré-

vus pour être alimentés en régime permanent à un niveau de

tension efficace maximal qui est inférieur au niveau de ten-

sion efficace du signal d'alimentation provenant de la sour-

ce d'énergie externe; des moyens de sélection d'entrée (17, 28) pouvant être actionnés par l'utilisateur, qui permettent

à l'utilisateur de sélectionner un réglage de puissance par-

mi un ensemble de réglages de puissance disponibles, compre-

nant un réglage "Arrêt", pour chacun des dispositifs de chauffe (14(a) 14(d)); des moyens de commande de puissance (26, 40) qui fonctionnent sous la dépendance des moyens d'entrée pouvant être actionnés par l'utilisateur (17, 28), de façon à commander indépendamment la puissance de sortie de chacun des dispositifs de chauffe (14(a) - 14(d)); et des moyens de commutation (24(a) - 24(d), 64) associés à chacun des dispositifs de chauffe (14(a) - 14(d)) et fonctionnant sous la dépendance des moyens de commande (26, 40), chacun de ces moyens de commutation connectant sélectivement son dispositif de chauffe associé à la source d'énergie externe;

et en ce que les moyens de commande (26, 40) commutent sé-

lectivement chacun des,moyens de commutation (24(a) - 24(d), 64) à un ensemble de cadences de commutation, chaque cadence définissant un niveau de tension efficace correspondant à appliquer au dispositif associé parmi les dispositifs de chauffe (14(a) - 14(d)); chacun des réglages de puissance pouvant être sélectionnés par l'utilisateur étant associé à

l'une correspondante des cadences de commutation, et le ré-

glage de puissance maximal pouvant être sélectionné par

l'utilisateur ayant une cadence de commutation correspon-

dante qui définit un niveau de tension efficace inférieur au niveau efficace du signal d'alimentation provenant de la source d'énergie, grace à quoi chacun des dispositif de

chauffe (14(a) - 14(d)) peut être prévu de façon à fonction-

ner à une tension efficace inférieure au niveau efficace du

signal d'alimentation qui provient de la source d'énergie.

14. Appareil de cuisson selon la revendication 13, caractérisé en ce que la source d'énergie externe est la source d'énergie alternative domestique classique, et en ce que les moyens de commande (26, 40) commandent la cadence de commutation des moyens de commutation (24(a) - 24(d),

64) de façon à appliquer au dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)) des impulsions de puissance provenant de la source d'énergie, chaque impulsion comprenant un cycle du signal d'alimentation alternatif provenant de la source d'énergie externe; et chacune des cadences de commutation définit une cadence de répétition d'impulsions de puissance qui a pour

effet d'appliquer une tension efficace prédéterminée corres-

pondante au dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)).

15. Appareil de cuisson selon la revendication 14,

caractérisé en ce que les moyens de commande (26, 40) com-

prennent en outre des moyens destinés à détecter la transi-

tion d'un réglage de puissance "Arrêt" vers un réglage de puissance autre que le réglage "Arrêt", et en ce que les

moyens de commande (26, 40) établissent une cadence de répé-

tition d'impulsions de puissance qui correspond à un niveau

de tension efficace de surpuissance, supérieur à celui cor-

respondant au réglage de puissance maximal pouvant être sé-

lectionné par l'utilisateur, pendant un intervalle de temps

transitoire de montée en température, pour chauffer rapide-

ment le dispositif jusqu'à sa température de rayonnement, ce qui procure à l'utilisateur une indication visuelle du fait que le dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) a été mis en fonction.

16. Appareil de cuisson selon la revendication , caractérisé en ce que le niveau de tension efficace de surpuissance qui est appliqué au dispositif de chauffe (14(a) - 14(d)) pendant l'intervalle de temps transitoire de montée en température est égal à la tension de sortie

efficace de la source d'énergie.

17. Appareil de cuisson selon la revendication

, caractérisé en ce que les moyens de commande de puis-

sance (26, 40) comprennent en outre des moyens destinés à déterminer le moment auquel le courant total absorbé par les dispositifs de chauffe (14(a) - 14(d)) est supérieur à une limite prédéterminée, et des moyens destinés à réduire

le niveau de tension effectif appliqué à chacun des dispo-

sitifs de chauffe, pour réduire le courant total de façon

qu'il ne dépasse pas des limites acceptables.

18. Appareil de cuisson selon la revendication

17, caractérisé en ce qu'une désignation numérique est af-

fectée à chacune des cadences de répétition; en ce que les moyens destinés à déterminer le moment auquel le courant total dépasse une limite prédéterminée comprennent des

moyens destinés à calculer la somme des désignations num6-

riques correspondant aux cadences de répétition d'impulsions

qui sont appliquées à chaque dispositif de chauffe (14(a) -

14(d)), et à comparer cette somme avec une référence prédé-

terminée représentative du courant total acceptable maximal pour les dispositifs de chauffe (14(a) - 14(d)), et en ce

que les moyens de commande diminuent les cadences de répé-

tition qui sont appliquées à chacun des éléments de chauffe

(14(a) - 14(d)), jusqu'à ce que la somme précitée soit infé-

rieure à la valeur de référence.

19. Appareil de cuisson selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de commande de puissance (26, 40) comprennent en outre des moyens destinés à allonger la durée de l'intervalle de temps transitoire de montée en température, pour un dispositif de chauffe (14(a) - 14(d))

qui fonctionne dans le mode transitoire de montée en tempé-

rature, lorsque les moyens-de commande (26, 40) diminuent la cadence de répétition qui est appliquée à l'élément de chauffe fonctionnant dans le mode transitoire de montée en température, dans le but de compenser la réduction du niveau de tension appliqué qui correspond au changement de cadence

de répétition.