FR2634615A1 - INDUCTION COOKTOP COMPRISING A DEVICE FOR VISUALIZATION OF THE POWER ACTUALLY TRANSMITTED TO THE UTENSIL - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur une plaque de cuisson à induction comportant au moins : - un organe de commande 40, - un ensemble de composants électroniques 50 formant un circuit d'alimentation 51, un circuit de commande 52, un circuit de puissance 53 pour alimenter, - une bobine inductrice 61 de chauffage d'un ustensile 62, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de visualisation de la puissance effectivement transmise à l'ustensile et éventuellement un dispositif d'asservissement 70 de la puissance effectivement transmise à l'ustensile, à la consigne de l'organe de commande 40. Application : matériel de chauffage par induction.The invention relates to an induction hob comprising at least: - a control member 40, - an assembly of electronic components 50 forming a supply circuit 51, a control circuit 52, a power circuit 53 for supplying power. , - an induction coil 61 for heating a utensil 62, characterized in that it further comprises a display device of the power effectively transmitted to the utensil and optionally a control device 70 of the power effectively transmitted to the utensil, to the instruction of the control unit 40. Application: induction heating equipment.
Description
La présente invention concerne un dispositif de visua-The present invention relates to a visualization device
lisation de puissance pour plaque de cuisson à induction. power supply for induction hob.
L'application du chauffage par induction à la cuisson des aliments contenus dans un ustensile de cuisine, du genre casserole, est connu. En général, un appareil de cuisson par induction est construit selon le schéma de principe de la figure 1 et comporte principalement, dans un caisson (a), un support (b) en forme de plaque non métallique, de préférence en matériau vitro-céramique, une bobine inductrice (c) de chauffage montée au voisinage immédiat de la plaque support (b) et créant un champ magnétique alternatif se fermant dans un ustensile (h) placé sur la plaque support (b), et un ensemble de composants électriques et électroniques constituants un circuit d'alimentation (d), un circuit The application of induction heating to the cooking of food contained in a kitchen utensil, such as saucepan, is known. In general, an induction cooking appliance is constructed according to the schematic diagram of FIG. 1 and mainly comprises, in a box (a), a support (b) in the form of a non-metallic plate, preferably in vitro-ceramic material a heating induction coil (c) mounted in the immediate vicinity of the support plate (b) and creating an alternating magnetic field closing in a utensil (h) placed on the support plate (b), and a set of electrical components and electronic components a power supply circuit (d), a circuit
de commande (e), un circuit de puissance (f) pour l'alimen- control (e), a power circuit (f) for the power supply
tation de la bobine (c).the coil (c).
De plus, comme sur tous les appareils de cuisson, plaques ou enceintes, l'utilisateur a à sa disposition un organe de commande (g), par exemple un curseur ou un In addition, as on all cooking appliances, plates or enclosures, the user has at his disposal a control member (g), for example a slider or a
bouton de réglage, pour faire varier la puissance. adjustment knob, to vary the power.
Des appareils du type décrit ci-dessus sont déjà décrits dans les demandes de brevets FR 72 27 277 et Devices of the type described above are already described in patent applications FR 72 27 277 and
FR 76 20 285.FR 76 20 285.
Dans tous les appareils connus à ce jour le bouton de réglage agit sur le courant absorbé par le circuit de In all known devices to date the adjustment knob acts on the current absorbed by the circuit of
puissance (f).power (f).
Malheureusement, dans une plaque à induction, la puissance effectivement transmise à l'ustensile n'est pas en rapport direct avec la position du bouton de réglage (g). Pour une même position du bouton de réglage la puissance transmise à l'ustensile varie beaucoup selon: - le diamètre de l'ustensile, - l'excentration de l'ustensile par rapport au centre de la bobine inductrice, Unfortunately, in an induction hob, the power effectively transmitted to the utensil is not directly related to the position of the adjustment knob (g). For the same position of the control knob the power transmitted to the utensil varies a lot according to: - the diameter of the utensil, - the eccentricity of the utensil with respect to the center of the inductive coil,
- la nature du matériau de l'ustensile. - the nature of the material of the utensil.
- 2 - A titre d'illustration de ce phénomène, une même position 7 de l'organe de commande (g) (voir figure 1) peut correspondre à 1 500 w effectivement transmis à une casserole en fonte et à 800 w transmis à une casserole en inox. L'utilisateur d'une plaque à induction ne peut donc pas, comme il le ferait avec une autre plaque de cuisson, se baser sur l'indication de l'organe de commande pour By way of illustration of this phenomenon, the same position 7 of the control member (g) (see FIG. 1) can correspond to 1500 watt actually transmitted to a cast iron pan and to 800 w transmitted to a stainless steel saucepan. The user of an induction hob can not therefore, as he would with another hob, rely on the indication of the controller for
connaître la puissance effectivement transmise à l'usten- know the power actually transmitted to the user.
sile.if the.
L'utilisateur doit apprendre par tâtonnements à corriger l'indication de l'organe de commande pour chacun de ses ustensiles personnels, il n'existe ni méthode, ni The user must learn by trial and error to correct the indication of the control device for each of his personal utensils, there is neither method nor
dispositif de visualisation adapté. adapted display device.
Pour pallier cet inconvénient, la plaque de cuisson à induction conforme à l'invention --comporte un dispositif de visualisation de la puissance effectivement transmise To overcome this drawback, the induction hob according to the invention --comporte a display device of the power effectively transmitted
à la charge.to the charge.
Selon le mode de réalisation préféré décrit ci-après, le dispositif de visualisation est composé au moins de: - un bloc d'acquisition du courant dont le signal d'entrée est le courant alternatif consommé sur le secteur et dont le signal continu de sortie est une image directe du signal d'entrée, - un dispositif de mise en forme attaqué par le signal According to the preferred embodiment described below, the display device is composed of at least: a current acquisition block whose input signal is the AC current consumed on the sector and whose continuous output signal is a direct image of the input signal, - a shaping device attacked by the signal
de sortie du bloc précédent et transformant la valeur ana- of the previous block and transforming the value
logique de ce signal en un signal exploitable par un afficheur, - un afficheur recevant les signaux du dispositif logic of this signal into a signal usable by a display, - a display receiving the signals of the device
de mise en forme.formatting.
Plus précisément,le bloc d'acquisition comporte un transformateur d'intensité dont le primaire est une boucle de courant placée immédiatement avant l'entrée du redresseur More specifically, the acquisition block comprises an intensity transformer whose primary is a current loop placed immediately before the input of the rectifier
du circuit d'alimentation.of the supply circuit.
- 3 - En plus du dispositif de visualisation, la plaque de cuisson peut comporter un bloc d'asservissement recevant les signaux de sortie du bloc d'acquisition, pour fournir In addition to the display device, the cooking plate may comprise a servo block receiving the output signals of the acquisition block, to provide
à l'électronique de commande un signal permettant de resti- to the control electronics a signal allowing
tuer à l'ustensile une puissance correspondant à la consigne kill with the utensil a power corresponding to the instruction
de commande.control.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- The invention will be better understood with the aid of
cription ci-après et des figures annexées suivantes: - figure 1: schéma de principe d'un appareil de Hereinafter and the following appended figures: FIG. 1: schematic diagram of an apparatus for
type connu.known type.
- figure 2: synoptique d'un circuit électronique comportant un dispositif de visualisation conforme à l'invention. FIG. 2: block diagram of an electronic circuit comprising a display device according to the invention.
- figure 3: schéma électronique montrant les prin- - figure 3: electronic diagram showing the principal
cipaux composants du dispositif de visualisation de la main components of the visualization device of the
figure 2.figure 2.
On se reportera d'abord à la figure 2 qui montre sous forme d'un synoptique, les principales fonctions We first refer to Figure 2 which shows in the form of a block diagram, the main functions
d'un circuit électronique pour plaque à induction compor- of an electronic circuit for an induction hob comprising
tant un dispositif de visualisation conforme à l'invention. both a display device according to the invention.
Tout d'abord on retrouve l'agencement classique de la figure 1 avec: - un ensemble de composants électroniques (50) comportant un circuit d'alimentation (51), un circuit de commande (52), un circuit de puissance (53), - un dispositif de chauffage (60).comportant au moins une bobine inductrice (61) placée immédiatement sous un support non métallique (63), - un ustensile (62) placé sur le support (63), Firstly, we find the conventional arrangement of FIG. 1 with: a set of electronic components (50) comprising a power supply circuit (51), a control circuit (52), a power circuit (53) - a heating device (60) comprising at least one induction coil (61) immediately under a non-metallic support (63), - a utensil (62) placed on the support (63),
- un organe de commande (40).a control member (40).
L'originalité du circuit réside dans l'adjonction d'un dispositif de visualisation (10, 20, 30) composé d'un bloc d'acquisition (10), d'un bloc de mise en forme (20), - 4 - d'un affichage (30); le dispositif de visualisation a pour fonction d'indiquer sur l'affichage (30) une grandeur en rapport direct avec la puissance absorbée par l'ustensile (62) . A titre d'exemple non limitatif, la demanderesse propose un mode de réalisation préféré à l'invention en The originality of the circuit lies in the addition of a display device (10, 20, 30) composed of an acquisition block (10), a shaping block (20), - 4 - a display (30); the display device has the function of indicating on the display (30) a quantity directly related to the power absorbed by the utensil (62). By way of non-limiting example, the applicant proposes a preferred embodiment of the invention in
figure 3 et décrit ci-après.Figure 3 and described below.
L'entrée du bloc d'acquisition (10) est constituée The input of the acquisition block (10) is constituted
par une boucle de courant formant le primaire d'un trans- by a current loop forming the primary of a trans-
formateur d'intensité (11) (voir figures 2 et 3). Le signal d'entrée du bloc d'acquisition (10) est donc le intensity trainer (11) (see Figures 2 and 3). The input signal of the acquisition block (10) is therefore the
courant consommé sur le secteur.current consumed on the sector.
Le secondaire du transformateur d'intensité (11) est suivi d'un ensemble de calibrage (12) et d'un ensemble de détection (13) constitués principalement d'un pont The secondary of the intensity transformer (11) is followed by a calibration assembly (12) and a detection assembly (13) consisting mainly of a bridge
diviseur (14), d'une diode (15) et d'un condensateur (16). divider (14), a diode (15) and a capacitor (16).
Le signal de sortie (V) du transformateur est donc calibré puis détecté pour fournir un signal continu de sortie (Vi) The output signal (V) of the transformer is calibrated then detected to provide a continuous output signal (Vi)
du bloc d'acquisition (10).the acquisition block (10).
Le signal (Vi) de sortie du bloc (10) attaque un The output signal (Vi) of the block (10) drives a
bloc (20) de mise en forme qui a pour fonction de trans- block (20) for formatting whose function is to trans-
- former la valeur analogique du courant en une valeur - form the analog value of the current into a value
exploitable pour l'affichage (30).exploitable for display (30).
Dans le cas d'un affichage par afficheurs à sept segments, non représenté, le bloc (20) peut comporter principalement un convertisseur analogiquenumérique In the case of a seven-segment display, not shown, the block (20) may comprise mainly a digital-to-digital converter
associé à un convertisseur-sept segments. associated with a converter-seven segments.
Dans le cas d'un affichage à rampe comme sur la In the case of a ramp display as on the
figure 3, le bloc (20) peut comporter un pont diviseur asso- FIG. 3, the block (20) may comprise an associated dividing bridge
cié à un réseau de comparateurs et de drivers de LED a network of comparators and LED drivers
(diode électroluminescente).(light emitting diode).
De préférence le circuit intégré assurant la mise en forme est de type logarithmique (référence constructeur LM 3915 par exemple) pour que le nombre de points allumés soit une fonction logarithmique du signal (Vi), car il est plus utile de disposer d'un plus grand nombre de points Preferably the integrated circuit providing the formatting is of logarithmic type (LM 3915 manufacturer's reference for example) so that the number of points lit is a logarithmic function of the signal (Vi), because it is more useful to have a more large number of points
d'affichage dans la plage des faibles puissances. display in the low power range.
- 5 -- 5 -
Dans tous les cas de figure, les composants dis- In all cases, the components dis-
crets réalisant la fonction de mise en forme peuvent être crets performing the formatting function can be
remplacés par un micro-processeur.replaced by a microprocessor.
En outre, le circuit peut comporter un bloc d'asser- In addition, the circuit may comprise an assertion block
vissement (70) dont la fonction est de fournir à l'élec- tronique de commande un signal (Va) permettant de restituer à l'ustensile une puissance correspondant à la consigne fournie par l'organe de commande indépendamment de la position, du diamètre et de la nature du matériau de O10 l'ustensile et ce, dans les limites de caractéristiques des composants de puissance. Lorsque l'asservissement n'arrive pas à ajuster la puissance dans l'ustensile à la consigne (par exemple diamètre trop petit), les composants de puissance étant à leurs limites, la puissance restituée à l'ustensile est réduite. Dans ce cas, la présence du dispositif de visualisation (10, 20, 30), pour afficher la puissance réellement fournie à l'ustensile prend tout vissement (70) whose function is to provide the control electronics with a signal (Va) enabling the utensil to be restored to a power corresponding to the setpoint supplied by the control element, independently of the position, the diameter and the nature of the O10 material the utensil and this, within the characteristic limits of the power components. When the control does not manage to adjust the power in the utensil to the setpoint (for example diameter too small), the power components being at their limits, the power returned to the utensil is reduced. In this case, the presence of the display device (10, 20, 30), to display the power actually supplied to the utensil takes all
son sens.its meaning.
Selon le mode de réalisation préféré non limitatif représenté en figure 3, le bloc (70) est composé d'un comparateur (71) dont les deux entrées sont respectivement attaquées d'une part par le signal continu (Vi) de sortie du bloc d'acquisition (10), image de la puissance dans l'ustensile, et d'autre part par un signal de consigne (c) According to the preferred non-limiting embodiment shown in FIG. 3, the block (70) is composed of a comparator (71) whose two inputs are respectively attacked on the one hand by the continuous signal (Vi) output of the block of acquisition (10), image of the power in the utensil, and secondly by a reference signal (c)
de l'organe de commande (40).of the control member (40).
Le signal de sortie (Va) du comparateur (71) cons- The output signal (Va) of the comparator (71)
titue le signal d'entrée de l'électronique de commande (52) dont le détail n'a pas été représenté, car il ne présente the input signal of the control electronics (52) whose detail has not been shown because it does not
pas de particularité de construction. no construction feature.
Les circuits électroniques d'alimentation (51) et de puissance (53) sont de types classiques, et les variations de la puissance peuvent être obtenues de façon connue par découpage de puissance par train d'onde et/ou par modulation The electronic power supply (51) and power (53) circuits are of conventional types, and the variations of the power can be obtained in a known manner by wattage power modulation and / or by modulation.
du temps de conduction.conduction time.
-6- Bien entendu, des variantes d'exécution existent, Of course, alternative embodiments exist,
elles peuvent porter par exemple sur le choix des compo- they may relate, for example, to the choice of
sants, la réalisation des circuits des différents blocs fonctionnels (10, 20,...), l'endroit o l'on mesure l'image de la puissance fournie à l'ustensile. Selon la demanderesse, le meilleur choix pour la détection de ce courant dans la charge consiste à placer l'entrée du transformateur d'intensité là o le courant constitue la plus fidèle image de la puissance effectivement fournie à l'ustensile, donc immédiatement en amont de l'alimentation (51), et en aval d'un filtre d'entrée (81) sants, the realization of the circuits of the various functional blocks (10, 20, ...), the place where the image of the power supplied to the utensil is measured. According to the applicant, the best choice for the detection of this current in the load is to place the input of the intensity transformer where the current is the most faithful image of the power actually supplied to the utensil, therefore immediately upstream. of the power supply (51), and downstream of an input filter (81)
et de l'alimentation en basse tension (82) de l'appareil. and the low voltage supply (82) of the apparatus.
Une détection directe du courant dans le dispositif (60) serait plus difficilement réalisable en raison des fortes valeurs des intensités et des fréquences dans cette partie du circuit, et ne donnerait pas l'image de la puissance A direct detection of the current in the device (60) would be more difficult to achieve because of the high values of the intensities and the frequencies in this part of the circuit, and would not give the image of the power
fournie à l'ustensile.supplied to the utensil.
En outre, selon le mode de réalisation préféré de la figure 3, le signal de sortie (Vi) du bloc d'acquisition (10), prévu pour attaquer le signal de mise en forme (20), est également utilisé pour réaliser l'asservissement, le bloc d'acquisition joue dans ce cas deux rôles: dans la In addition, according to the preferred embodiment of FIG. 3, the output signal (Vi) of the acquisition block (10), intended to drive the shaping signal (20), is also used to realize the enslavement, the acquisition block in this case plays two roles: in the
réalisation de l'affichage et dans la réalisation de l'as- realization of the display and in the realization of the
servissement. En variante le signal d'entrée de l'asservissement servissement. In a variant, the input signal of the servo
pourrait être détecté par un bloc distinct du bloc (10). could be detected by a separate block of the block (10).
Une autre variante consisterait encore à réaliser les fonctions d'un ou plusieurs des blocs fonctionnels Another variant would still be to perform the functions of one or more of the functional blocks
(10, 20, 70, 52,...) par un micro-processeur. (10, 20, 70, 52, ...) by a microprocessor.
De même la protection n'est pas limitée au mode d'affichage à LED (diode électroluminescente), tout autre mode d'affichage, par exemple à LCD (afficheur à cristaux liquides) ou à VFD (afficheur fluorescent) peut être utilisé, et n'est pas limitée aux plaques à induction Similarly the protection is not limited to the LED display mode (light emitting diode), any other display mode, for example LCD (liquid crystal display) or VFD (fluorescent display) can be used, and is not limited to induction hobs
comportant un seul foyer.having a single focus.
-7.-7.
RE V E N D I C AT I 0 NSRE V E N D I C AT I 0 NS
1. Plaque de cuisson à induction comportant au moins: - un organe de commande (40), Induction hob with at least: a control member (40),
- un ensemble de composants électroniques (50) for- - a set of electronic components (50)
mant un circuit d'alimentation (51), un circuit de commande (52), un circuit de puissance (53) pour alimenter, - une bobine inductrice (61) de chauffage d'un ustensile (62), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de visualisation de la puissance effectivement transmise a power circuit (51), a control circuit (52), a power circuit (53) for powering, - an inductor coil (61) for heating a utensil (62), characterized in that it furthermore comprises a device for visualizing the power actually transmitted
à l'ustensile.to the utensil.
2. Plaque de cuisson à induction selon la reven- 2. Induction hob according to the claim
dication précédente, caractérisée en ce que le dispositif preceding specification, characterized in that the device
de visualisation est composé au moins d'un bloc d'acqui- of visualization is composed of at least one block of acqui-
sition (10), d'un dispositif de mise en forme (20), d'un affichage (30) en série; le bloc d'acquisition (10) comportant un transformateur d'intensité dont le primaire est une boucle de courant traversée par le courant (i) du secteur et placée immédiatement avant l'entrée du redresseur du circuit d'alimentation (51), et dont le secondaire est sition (10), a shaping device (20), a display (30) in series; the acquisition block (10) comprising an intensity transformer whose primary is a current loop traversed by the current (i) of the sector and placed immediately before the input of the rectifier of the supply circuit (51), and whose secondary is
suivi d'un ensemble de calibrage et de détection transfor- followed by a set of calibration and trans-
mant le signal de sortie (V) du transformateur en un signal continu (Vi) attaquant l'entrée du dispositif de the output signal (V) of the transformer to a continuous signal (Vi) driving the input of the
mise en forme (20).formatting (20).
3. Plaque de cuisson à induction selon la revendi- 3. An induction hob according to claim
cation précédente, caractérisée en ce que l'ensemble de calibrage et de détection est constitué principalement d'un pont diviseur (14), d'une diode (15) et d'un condensateur (16). preceding cation, characterized in that the calibration and detection assembly consists mainly of a divider bridge (14), a diode (15) and a capacitor (16).
4. Plaque de cuisson à induction selon l'une quel- 4. Induction hob according to one
conque des revendications précédentes, caractérisée en conque of the preceding claims, characterized in that
ce qu'elle comporte en outre un dispositif d'asservissement (70) de la puissance effectivement transmise à l'ustensile, it further comprises a device for controlling (70) the power effectively transmitted to the utensil,
à la consigne de l'organe de commande (40). to the setpoint of the control member (40).
-- 8 --- 8 -
5. Plaque de cuisson à induction selon les reven- 5. Induction hob according to the
dications 2,3,4, caractérisée en ce que le dispositif d'asservissement (70) est attaqué directement par le 2,3,4, characterized in that the servo device (70) is directly attacked by the
signal continu (Vi) fourni à la sortie du bloc d'acqui- signal (Vi) supplied at the output of the acquisition block
sition (10'l).sition (10'l).
6. Plaque de cuisson à induction selon la revendi- Induction hob according to claim
cation précédente, caractérisée en ce que le dispositif d'asservissement (70) est composé d'un comparateur dont les entrées sont respectivement attaquées par le signal (Vi) et par le signal de consigne (c) de l'organe de commande, et dont le signal de sortie (Va) est envoyé à preceding cation, characterized in that the servocontrol device (70) is composed of a comparator whose inputs are respectively attacked by the signal (Vi) and by the reference signal (c) of the control device, and whose output signal (Va) is sent to
l'électronique de commande.the control electronics.
7. Plaque de cuisson à induction selon l'une quel- 7. Induction hob according to one
conque des revendications précédentes, caractérisée en ce of the preceding claims, characterized in that
que l'affichage (30) est un affichage de type LED (diodes électrcluinescentes) et en ce que le dispnsitif de mise en forme (20) comporte un convertisseur driver de type iogarithmique. that the display (30) is an LED-type display (electro-light diodes) and that the shaping device (20) comprises a driver converter of the logarithmic type.
8. Plaque de cuisson à induction selon l'une quel- 8. Induction hob according to one
conque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que conque of claims 1 to 6, characterized in that
l'affichage (30) est un affichage du type LCD (cristaux liquides)et en ce que le dispositif de mise en forme (20) the display (30) is a display of the LCD type (liquid crystal) and in that the shaping device (20)
comporte un convertisseur driver de type logarithmique. has a logarithmic driver converter.
9. Plaque de cuisson à induction selon l'une quel- 9. Induction hob according to one
conque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce shell of claims 1 to 6, characterized in that
que l'affichage (30) est un affichage du type VFD (fluo- that the display (30) is a display of the VFD type (fluorescent
rescent) et en ce que le dispositif de mise en forme rescent) and in that the shaping device
(20) comporte un convertisseur driver de type logarithmique. (20) has a logarithmic driver converter.
10. Plaque de cuisson à induction selon l'une quel- 10. Induction hob according to one
conque des revendications précédentes, caractérisée en conque of the preceding claims, characterized in that
ce que la fonction de l'un au moins des blocs fonctionnels what the function of at least one of the functional blocks
(10, 20, 70, 52,...) est réalisée par un micro-processeur. (10, 20, 70, 52, ...) is performed by a microprocessor.
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