NL1014888C2

NL1014888C2 - Induction cooking table, comprising induction plates fed by generators.

Info

Publication number: NL1014888C2
Application number: NL1014888A
Authority: NL
Inventors: Dominique Akel; Henri Schlumberger
Original assignee: Jaeger Regulation
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2000-10-16
Also published as: BE1013306A5; DE10017176B4; ES2173021A1; FR2792157B1; ITMI20000770A0; GB2348750B; DE10017176A1; ES2173021B1; GB0008263D0; IT1317201B1; FR2792157A1; ITMI20000770A1; GB2348750A

Description

Induetie-kooktafel, omvattende door generatoren gevoede induetieplaten %Induction cooking table, including generator-powered induction plates%

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inductiekooktafel welke voorzien is van inductieplaten die gevoed worden door generatoren.The present invention relates to an induction cooking table which is provided with induction plates fed by generators.

Bij het induetiekoken, of meer in het algemeen 5 het induetieverwarmen, wórdt gebruik gemaakt van Foucault-stromen die worden geïnduceerd in een te verwarmen voorwerp van een electrisch geleidend materiaal door een hoog-frequent magneetveld. Dit voorwerp is bijvoorbeeld een pan. Het magnetisch veld wordt opgewekt 10 door een inductor die gevoed wordt met hoog-frequente wisselstroom door een generator welke de frequentie en de amplitude van de stroom instelt als functie van de gewenste verwarming. De frequentie die ingesteld is voor de verwarming hangt af van een aantal parameters, en met 15 name van de relatieve magnetische permeabiliteit μτ van de houder en zijn electrische geleidbaarheid σ. Uitgaande van de huiddikte, die bijvoorbeeld gelijk gekozen wordt aan de helft van de dikte van de bodem van de te verwarmen houder, wordt dan de pulsering ω bepaald door 20 gebruik te maken van de formule: «5= [y yj/Vo-Vr ·σ ω waaruit de frequentie wordt afgeleid door de 25 formule: f = co/ J /2.πInduction cooking, or more generally induction heating, uses Foucault currents induced in an object of electrically conductive material to be heated by a high-frequency magnetic field. For example, this object is a pan. The magnetic field is generated by an inductor supplied with high-frequency alternating current by a generator which adjusts the frequency and amplitude of the current as a function of the desired heating. The frequency set for the heating depends on a number of parameters, in particular on the relative magnetic permeability μτ of the holder and its electrical conductivity σ. Starting from the skin thickness, which for example is chosen equal to half the thickness of the bottom of the container to be heated, the pulsation ω is then determined by using the formula: «5 = [y yj / Vo-Vr Σ ω from which the frequency is derived by the formula: f = co / J /2.π

Zo wordt een optimale te gebruiken frequentie 30 verkregen in de orde van 10 tot 50 kHz.Thus, an optimum frequency to be used is obtained on the order of 10 to 50 kHz.

De generator wordt gevoed vanuit het electriciteitsnet, waarvan de voedingsspanning gelijkgericht en gefilterd wordt. De generator die gevoed 1014888 2 met deze gelijkgerichte spanning U is in het algemeen een resonantie-generator. Inductoren worden immers in het algemeen gevormd door het wikkelen van een electrische geleider in spiraalvorm, zodanig dat de betreffende 5 belasting op deze inductor bij de werkingsfrequentie een weerstand R uitoefent die compatibel is met het vermogen P = U2/R dat doorgegeven wordt aan de belasting. Deze zelfde inductoren zijn in het algemeen mechanisch, electrisch en thermisch geïsoleerd van de te verwarmen 10 last, hetgeen een luchtspleet met zich meebrengt van enkele millimeters tussen de last en de inductor. Bij deze afstand en in dit frequentie-bereik is de impedantie Z = R + j.L.o van de belaste inductor sterk reactief, hetgeen leidt tot een kwaliteitsfactor van de inductor 15 Q = Ιι.ω/R >> 1. Het is derhalve voldoende om één of meer condensatoren C toe te voegen aan de inductor met de inductantie L voor het vormen van een resonantie-schakeling met de frequentie: 20 f = /KwicThe generator is powered from the electricity grid, the supply voltage of which is rectified and filtered. The generator fed 1014888 2 with this rectified voltage U is generally a resonance generator. After all, inductors are generally formed by winding an electrical conductor in spiral form, such that the respective load on this inductor exerts a resistance R at the operating frequency which is compatible with the power P = U2 / R which is passed on to the load . These same inductors are generally mechanically, electrically and thermally insulated from the load to be heated, which entails an air gap of a few millimeters between the load and the inductor. At this distance and in this frequency range, the impedance Z = R + jLo of the loaded inductor is highly reactive, leading to a quality factor of the inductor Q = Ιι.ω / R >> 1. It is therefore sufficient to have one or more capacitors C to be added to the inductor with the inductance L to form a resonant circuit with the frequency: 20 f = / Kwic

Dit is de reden dat generatoren in hoofdzaak resonantie-ondulatoren zijn. De impedantie Z en in het bijzonder de inductantie L van de inductor hangt af van 25 de karakteristieken van de belasting, zodat de werkingsfrequenties in een inductie-kooktafel welke verschillende platen omvat in het algemeen niet identiek zullen zijn, maar dichtbij elkaar zullen zijn gelegen.This is why generators are mainly resonance inverters. The impedance Z and in particular the inductance L of the inductor depends on the characteristics of the load, so that the operating frequencies in an induction cooking table comprising different plates will generally not be identical, but will be close to each other.

Dit fenomeen wordt anderzijds geaccentueerd door het feit 30 dat voor het handhaven van zachte omschakeltoestanden, de regeling van de vermogens in het algemeen plaats heeft door het regelen van de werkfrequentie, en derhalve twee platen die bedoeld zijn voor het verwarmen van identieke belastingen op verschillende vermogens gebruik maken van 35 verschillende frequenties. Opgemerkt moet worden dat deze wijze van regelen het nadeel vertoont dat hierdoor de ondulator moet werken op frequenties die ver afliggen van zijn natuurlijke resonantie-frequentie, hetgeen leidt tot 1014888 3 aanzienlijke verliezen. Het beste compromis bestaat uit het werken met een duale thyristor door bij het werken op maximaal vermogen zo dicht mogelijk bij de resonantie-frequentie te komen, hetgeen de laagste werkfrequentie 5 is, en door het verhogen van werkfrequentie voor het verlagen van dit vermogen.This phenomenon, on the other hand, is accentuated by the fact that for maintaining soft switching states, the power control generally takes place by controlling the operating frequency, and thus two plates intended to heat identical loads at different powers use 35 different frequencies. It should be noted that this method of control has the drawback that it requires the inverter to operate at frequencies far from its natural resonant frequency, leading to significant losses. The best compromise is working with a dual thyristor by getting as close as possible to the resonant frequency when operating at maximum power, which is the lowest operating frequency 5, and by increasing the operating frequency to decrease this power.

Door deze dicht bij elkaar gelegen frequenties ontstaan er faseverschillen, die doorgegeven worden aan de te verwarmen houder, en die als gevolg van hun geringe 10 verschil zich in het hoorbare bereik bevinden (enkele Hz tot enkele kHz). Deze faseverschillen in de frequentie leiden, naast het lawaai dat deze opleveren in de belasting, tot problemen bij het regelen van de afzonderlijke generatoren.These closely spaced frequencies create phase differences which are passed on to the container to be heated and which, due to their slight difference, are in the audible range (a few Hz to a few kHz). These phase differences in the frequency, in addition to the noise they generate in the load, lead to difficulties in controlling the individual generators.

15 Om dit fenomeen te vermijden, dat als gevolg van de optredende amplitudes het gebruik van het product zeer onaangenaam kan maken, is het noodzakelijk de verschillende koppels (generatoren-inductieplaten) goed te scheiden, hetgeen een belangrijke handicap is met 20 betrekking tot de modulariteit van de producten; om dezelfde reden is het onmogelijk om bijvoorbeeld een grote houder te verwarmen op een aantal aangrenzende kookplaten die gevoed worden door verschillende generatoren.In order to avoid this phenomenon, which, due to the occurring amplitudes, can make the use of the product very unpleasant, it is necessary to separate the different torques (generator induction plates) well, which is an important handicap with regard to modularity of the products; for the same reason, it is impossible to heat, for example, a large container on a number of adjacent hobs fed by different generators.

25 Een bekende oplossing bestaat uit het cyclisch voeden van de aangrenzende platen met een periode die uiteen loopt van de orde van hele seconden voor inrichtingen met mechanische schakelingen tot de orde van tientallen milliseconden voor volledig electronische 30 oplossingen. In deze twee gevallen dienen de generatoren overgedimensioneerd te zijn voor wat het betreft hun vermogen, aangezien het vermogen niet permanent wordt doorgegeven aan de plaat, maar slechts afwisselend, met een cyclische verhouding die afhangt van het gevraagde 35 vermogen op elke plaat die verbonden is met de generator. Bovendien bestaan er bezwaren tegen deze cyclische voeding, omdat dit een bezwaar kan zijn voor het gebruik van het apparaat, als gevolg van de plotselinge 1014888 4 verschillen in het vermogen in de belasting wanneer de periode in de orde van hele seconden is, of als gevolg van het lawaai dat samenhangt met de omschakeling wanneer deze periode in de orde van enkele milliseconden is, 5 hetgeen overeenkomt met frequenties van enkele honderden Hertz.A known solution consists of cyclically feeding the adjacent plates with a period ranging from the order of whole seconds for devices with mechanical circuits to the order of tens of milliseconds for fully electronic solutions. In these two cases, the generators should be oversized in terms of their power, since the power is not permanently transmitted to the plate, but only alternately, with a cyclic ratio depending on the power requested on each plate connected to the generator. In addition, there are objections to this cyclic power supply, as it may be an objection to the use of the device, due to the sudden 1014888 4 differences in power in the load when the period is in the order of whole seconds, or as a result of the noise associated with the switchover when this period is on the order of a few milliseconds, which corresponds to frequencies of several hundred Hertz.

Een andere oplossing die bekend is op het gebied van de besturing en de vermogenselectronica bestaat uit het voeden van de inductoren op dezelfde 10 frequentie door gebruik te maken van generatoren met een harde omschakeling, bijvoorbeeld een afkapelement waarvan de vermogensregeltoestand dan plaats kan vinden bij een vaste frequentie in een pulsbreedte-modulatie-toestand (PWM). Het is echter niet verstandig dit type generator 15 te gebruiken voor het voeden van conventionele inductoren, met name als gevolg van de hoge kwaliteitsfactor van de spoelen bij de werkfrequentie.Another solution known in the field of control and power electronics consists of feeding the inductors at the same frequency by using generators with a hard switching, for example a cut-off element whose power control state can then take place at a fixed frequency in a pulse width modulation state (PWM). However, it is not wise to use this type of generator 15 to power conventional inductors, especially due to the high quality factor of the coils at the operating frequency.

Dit leidt immers tot problemen bij het doen lopen van de stroom in de zelfinductiespoelen (driehoekstromen) en 20 aanzienlijke verliezen wanneer de stroom in deze spoelen wordt stopgezet, hetgeen een zeer grote overdimensionering van de vermogensgenerator met zich zou meebrengen.After all, this leads to problems in running the current in the self-induction coils (triangular currents) and considerable losses when the current in these coils is stopped, which would entail a very large oversizing of the power generator.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel deze 25 nadelen weg te nemen en stelt voor een inductie-kooktafel te ontwikkelen met gering of hoog vermogen en meer in het algemeen een inductie-verwarmingsapparaat dat werkt met een enkele frequentie of met frequenties die veelvouden van elkaar zijn voor het voorkomen van klapperen, en 30 waarbij het met name mogelijk is om generatoren met gering vermogen te gebruiken, in het bijzonder modulaire generatoren.The present invention aims to obviate these drawbacks and proposes to develop an induction cooking table with low or high power and more generally an induction heating apparatus operating at a single frequency or at frequencies that are multiples of each other for the prevention of chattering, and in particular it is possible to use low power generators, in particular modular generators.

Daartoe verschaft de uitvinding een kooktafel van het hier voor beschreven type, die wordt gekenmerkt 35 doordat de inductoren die naast elkaar gelegen zijn of onderdeel vormen van dezelfde plaat gevoed worden met een zelfde frequentie of met frequenties die veelvouden van elkaar zijn, en doordat deze tenminste één plaat met hoog tl 0 1 4 8 8 8 5 vermogen omvat die gevormd wordt door tenminste twee inductoren met een impedantie onder belasting die nagenoeg identiek is, en die over deze inductoren staat, ongeacht de belasting die op de plaat aangebracht wordt.To this end, the invention provides a cooking table of the type described above, which is characterized in that the inductors located next to each other or forming part of the same plate are supplied with the same frequency or with frequencies that are multiples of each other, and that they are at least one plate with high tl 0 1 4 8 8 8 5 power which is formed by at least two inductors with an impedance under load which is nearly identical, and which is over these inductors, regardless of the load applied to the plate.

5 De generatoren worden dus bestuurd door een enkele besturing, en werken in een resonantie-toestand met zachte omschakeling.Thus, the generators are controlled by a single controller and operate in a resonant state with soft switching.

Met voordeel omvat deze kooktafel twee inductieplaten die voorzien zijn van inductoren, waarbij 10 tenminste een van de platen (eerste plaat) een groot vermogen vertoont, met tenminste twee inductoren die een impedantie onder belasting vertonen die nagenoeg identiek is ongeacht de aard, de vorm en de positie van de belasting die op de plaat geplaatst is. Met elke plaat is 15 een ondulatie-generator verbonden, die werkt met zachte omschakeling, waarbij een enkele besturing de twee generatoren bestuurt. Met de generator van de tweede plaat is een omschakelinrichting verbonden, die twee toestanden vertoont: 20 - een normale toestand waarbij de omschakelinrichting de generator verbindt met de inductor van de tweede plaat, en - een vermogenstoestand waarin de omschakelinrichting de generator van de tweede plaat 25 verbindt met de tweede inductor van de eerste plaat.Advantageously, this cooking table comprises two induction plates provided with inductors, at least one of the plates (first plate) exhibiting high power, with at least two inductors exhibiting an impedance under load which is almost identical regardless of the nature, shape and the position of the load placed on the plate. An undulation generator is connected to each plate, which works with soft switching, whereby a single controller controls the two generators. A switching device is connected to the generator of the second plate, which has two states: - a normal state in which the switching device connects the generator to the inductor of the second plate, and - a power state in which the switching device connects the generator of the second plate. connects to the second inductor of the first plate.

Wanneer de ondulatie-resonantie-generatoren in frequentie gesynchroniseerd zijn, kan hierdoor een plaat met groot vermogen gevormd worden met behulp van generatoren met een gering vermogen die bijzonder 30 kostenbesparend zijn, aangezien deze permanent in een zachte omschakeltoestand fungeren. Door een omschakelinrichting kan het vermogen van twee of meer generatoren op verschillende platen gestuurd worden, maar het is eveneens mogelijk om geen gebruik te maken van 35 deze omschakelinrichting en verschillende generatoren permanent met een plaat te verbinden en zo het vermogen daarvan te verhogen.Therefore, when the undulation resonance generators are frequency synchronized, a high power plate can be formed using low power generators which are particularly cost effective since they operate permanently in a soft switching state. A switching device allows the power of two or more generators to be controlled on different plates, but it is also possible not to use this switching device and to permanently connect different generators to one plate and thus to increase the power thereof.

1014888 61014888 6

Dankzij de omschakelinrichting kan met de kooktafel geprofiteerd worden van het feit dat bij normaal gebruik van de apparaten de gebruiker niet noodzakelijkerwijs continu hoeft te beschikken over hoge 5 vermogens, te meer daar bij inductie-systemen, waar het vermogen rechtstreeks wordt doorgegeven aan de belasting, het rendement bijzonder hoog is. Deze vermogens zijn bruikbaar bij specifieke bereidingen gedurende korte tijd (het koken van water, het verwarmen van grote 10 hoeveelheden vloeistof, het verhogen van de temperatuur van een groot stuk vlees). Bij permanent gebruik zijn de vermogens die nodig zijn voor het onderhouden van het koken (het aan de kook houden, het stoven) aanzienlijk kleiner, en kunnen deze geleverd worden door een enkele 15 generator.Thanks to the changeover device, the cooking table allows to take advantage of the fact that during normal use of the appliances, the user does not necessarily have to have continuous high powers, especially in induction systems, where the power is passed directly to the load, the yield is particularly high. These capabilities are useful in specific preparations for a short time (boiling water, heating large amounts of liquid, raising the temperature of a large piece of meat). In permanent use, the powers required to maintain the cooking (keeping it to a boil, stewing) are significantly smaller, and can be provided by a single generator.

Bij deze kooktafel kunnen de twee platen elk gevormd worden door twee of meer inductoren, die voor elke plaat een door de inductor veroorzaakte impedantie onder belasting vertonen die nagenoeg identiek is; 20 terwijl elke plaat verbonden is met een generator, kunnen door omschakelinrichtingen generatoren van andere platen verbonden worden met de inductoren van een zelfde plaat om zo te kunnen beschikken over een groot vermogen dat geleverd wordt door verschillende generatoren met gering 25 vermogen, en niet door een enkele generator met groot vermogen. Hierdoor is met name een modulaire opbouw op grote schaal mogelijk van ondulatie-resonantie-generatoren met gering vermogen, die overigens op velerlei andere gebieden toepassing vinden.In this cooking table, the two plates can each be formed by two or more inductors, which for each plate exhibit an impedance under load induced by the inductor which is substantially identical; While each plate is connected to a generator, switching devices allow generators from other plates to be connected to the inductors of the same plate so as to have high power supplied by several low power generators, not a single high power generator. This makes it possible in particular for a large-scale modular construction of low-power undulation resonance generators, which incidentally find application in many other areas.

30 De markt voor vermogenselectronica en frequentie-omzetters groeit sterk en bepaalde applicaties, zoals frequentie-omzetters voor de besturing van motoren of vermogensvoedingen die bedoeld zijn voor magnetrons van microgolfovens worden in miljoenen stuks 35 vervaardigd, of zullen dat binnenkort worden. Het is derhalve economisch zeer interessant gebruik te kunnen maken van dit schaaleffect, hetzij voor de vermogensonderdelen, hetzij voor de microcontrollers voor 1014888 7 de besturing, hetzij voor de generatoren zelf. Productie op grote schaal vindt al plaats voor omzetters waarvan het vermogen gering is. Door de beschreven uitvoeringsvorm kan gebruik gemaakt worden van 5 generatoren met verschillende vermogens, door deze omzetters met gering vermogen te koppelen met platen waarvan het vermogen gelijk is aan de som van de vermogens van de omzetters die met de plaat zijn verbonden..30 The market for power electronics and frequency converters is growing rapidly and certain applications, such as frequency converters for motor control or power supplies intended for microwave ovens, are manufactured in millions of units, or will be soon. It is therefore economically very interesting to be able to make use of this scaling effect, either for the power components, for the microcontrollers for the control or for the generators themselves. Large-scale production is already taking place for converters whose power is low. By the described embodiment, use can be made of 5 generators with different powers, by coupling these low power converters with plates whose power is equal to the sum of the powers of the converters connected to the plate.

10 De frequentie van de verschillende generatoren die verbonden zijn met een plaat dient derhalve identiek te zijn, of een veelvoud van één en dezelfde frequentie. De fase van de verschillende generatoren is in het algemeen nul (generatoren in fase), maar het kan voordeel 15 bieden om de generatoren in tegenfase te sturen, ten einde de magnetische flux van de aangrenzende inductoren bij elkaar te kunnen tellen, hetgeen eveneens tot gevolg heeft dat het magnetisch veld in de directe nabijheid van de inductoren verminderd wordt. In het geval van 20 samengebouwde inductoren die een zelfde plaat vormen en die elk een nagenoeg identieke impedantie onder belasting met zich meebrengen, zal, wanneer hetzelfde aantal samengebouwde inductoren in fase en in tegenfase verkeert, de plaat een magnetisch veld en derhalve een 25 vermogen leveren dat nagenoeg nul is. Door de respectieve fasen van de generatoren die met plaat verbonden zijn te variëren van 180° tot 0° kan zeer eenvoudig bereikt worden dat het vermogen van de plaat gevarieerd wordt van 0 tot het totale vermogen van alle 30 generatoren die verbonden zijn met de plaat wanneer deze allen in fase zijn. Dit is met name interessant aangezien de vermogensregeling dan plaats kan vinden met een vaste frequentie die voldoende dicht bij de natuurlijk resonantie-frequentie van de omzetter gekozen kan worden, 35 om de verliezen daarvan te minimaliseren. De vermogensregeling is aanzienlijk meer verfijnd, aangezien het moeilijk is de werkfrequentie van de generator eindeloos te verhogen ten opzichte van zijn natuurlijke 1014888 8 resonantie-frequentie, voor het verlagen van het vermogen, en buiten een bepaald vermogen moet zelfs gebruik gemaakt worden van afkaptechnieken voor het bereiken van voldoende lage vermogens. Tenslotte kan het 5 wegnemen van het veld van een inductor door het besturen van de omzettere die daarmee verbonden zijn ook met name interessant zijn met het oog op het minimaliseren van het magnetisch lekveld in het geval van inductoren die niet of nauwelijks gekoppeld zijn met belastingen.The frequency of the different generators connected to a plate must therefore be identical, or a multiple of one and the same frequency. The phase of the different generators is generally zero (generators in phase), but it may be advantageous to drive the generators in reverse phase in order to add up the magnetic flux of the adjacent inductors, which also results in has that the magnetic field in the immediate vicinity of the inductors is reduced. In the case of 20 assembled inductors forming the same plate, each of which carries a nearly identical impedance under load, when the same number of assembled inductors are in phase and counter phase, the plate will provide a magnetic field and therefore a power which is virtually zero. By varying the respective phases of the generators connected to the plate from 180 ° to 0 °, it is very easy to achieve that the power of the plate is varied from 0 to the total power of all 30 generators connected to the plate when these are all in phase. This is particularly interesting since the power control can then take place with a fixed frequency which can be chosen sufficiently close to the natural resonance frequency of the converter to minimize its losses. The power control is considerably more refined, as it is difficult to endlessly increase the operating frequency of the generator from its natural 1014888 8 resonant frequency, to reduce the power, and beyond a certain power, even cut-off techniques must be used. achieving sufficiently low powers. Finally, removing the field of an inductor by controlling the converter associated therewith may also be of particular interest with a view to minimizing the magnetic leakage field in the case of inductors not or hardly coupled to loads.

10 Volgens andere met voordeel toe te passen kenmerken ·.10 According to other features to be used with advantage.

omvat de tafel een aantal generatoren met gering vermogen, die verbonden zijn met één of meerdere inductoren; 15 omvat de enkele besturing een sensor die de aanwezigheid van een belasting op een inductor waarneemt voor het toelaten van het voeden daarvan door één of meer generatoren; stuurt de enkele besturing de aangrenzende 20 inductoren zodanig aan, dat hun electromagnetische velden een elkaar versterkende flux vertonen tussen de inductoren en onder de belasting; stuurt de enkele besturing de inductoren van een zelfde plaat aan door het regelen van de onderlinge 25 fase van de stroom die geleverd wordt door de generatoren die verbonden zijn met deze inductoren binnen een fase-verschuivingsbereik dat gelegen is tussen 0° en 180°, teneinde het vermogen van de plaat te regelen of de straling van de plaat te beperken; 30 wordt de tafel gevormd door generatoren met gering vermogen die in grote serie vervaardigd zijn, in combinatie met inrichtingen waardoor deze met elkaar verbonden kunnen worden en platen met groot vermogen gevormd kunnen worden; \ 35 zijn de inductiespoelen ingericht om hoge temperaturen te weerstaan en zo dicht mogelijk bij de belasting geplaatst, terwijl deze electrisch daarvan 1014888 9 geïsoleerd zijn, zodanig dat de weerstand van de spoel bij belasting groot is voor zijn inductantie,· omvat de generator een ontkoppelingscondensator die zodanig verdeeld is, dat hierdoor een capacitatieve 5 deler met nagenoeg constante spanning gevormd wordt; bestaat de omschakelinrichting uit een schakelelement voor het verbinden van de generator van de tweede plaat met de tweede inductor van de eerste plaat; omvat de omschakelinrichting een onderbreker 10 tussen het verbindingspunt van de inductanties van de eerste plaat en de condensatoren van de resonantie-schakeling van de eerste inductantie van de eerste plaat voor het sluiten (of openen) van de resonantie-schakeling van de eerste inductor van de eerste plaat, alsmede een 15 schakelelement voor het verbinden van de inductor van de tweede plaat met de generator daarvan of voor het verbinden van de tweede generator met de tweede inductor van de eerste plaat, in serie met de eerste inductor van de eerste plaat en in serie met een gemeenschappelijke 20 condensator.the table comprises a number of low power generators connected to one or more inductors; 15, the single controller includes a sensor that detects the presence of a load on an inductor to allow its supply from one or more generators; the single controller controls the adjacent inductors such that their electromagnetic fields exhibit an amplifying flux between the inductors and under the load; the single controller controls the inductors of the same plate by controlling the mutual phase of the current supplied by the generators connected to these inductors within a phase shift range between 0 ° and 180 °, so as to the ability of the plate to control or to limit the radiation of the plate; 30, the table is formed by low-power generators manufactured in large series, in combination with devices enabling them to be connected together and to form high-power plates; 35 the induction coils are arranged to withstand high temperatures and placed as close as possible to the load, while being electrically insulated therefrom 1014888 9 such that the resistance of the coil under load is great for its inductance, the generator includes a decoupling capacitor which is distributed such that a capacitive divider of substantially constant voltage is hereby formed; the switching device consists of a switching element for connecting the generator of the second plate to the second inductor of the first plate; the switching device comprises a breaker 10 between the junction of the inductances of the first plate and the capacitors of the resonance circuit of the first inductance of the first plate for closing (or opening) the resonance circuit of the first inductor of the first plate, as well as a switching element for connecting the inductor of the second plate to its generator or for connecting the second generator to the second inductor of the first plate, in series with the first inductor of the first plate and in series with a common 20 capacitor.

De onderhavige uitvinding wordt hierna meer in detail beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: figuur l een schema is van een eerste 25 uitvoeringsvorm van een kooktafel met twee platen volgens de uitvinding bij de normale en onderling onafhankelijke werking van de twee platen, figuur la het schema van figuur l toont in de bedrijfstoestand voor hoog vermogen op de plaat die 30 bestaat uit met elkaar samengebouwde inductoren die een identieke impedantie onder belasting met zich meebrengen, figuur 2 een schema toont van een eerste uitvoeringsvariant van een kooktafel met twee platen in een normale en onderling onafhankelijke bedrijfstoestand Λ 35 van de twee platen, figuur 2a het schema van de kooktafel van figuur 2 toont in de bedrijfstoestand voor hoog vermogen, 1014888 10 figuur 3 een tweede uitvoeringsvariant toont van een kooktafel met twee platen volgens de uitvinding in de normale bedrijfstoestand, figuur 3a het schema van de kooktafel van 5 figuur 3 toont in de bedrijfstoestand voor hoog vermogen, figuur 4 een uitvoeringsvorm toont van een kooktafel met drie inductoren die een willekeurige impedantie onder belasting vertonen, en figuur 5 een generalisatie toont van de 10 kooktafel van figuur 4 die kan werken met verschillende inductoren die onder belasting een willekeurige impedantie met zich meebrengen.The present invention is hereinafter described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a schematic of a first embodiment of a two-plate cooking table according to the invention in the normal and mutually independent operation of the two plates, Figure 1a shows the diagram of figure 1 in the high power operating state on the plate, which consists of inductors assembled with each other and which imply an identical impedance under load, figure 2 shows a diagram of a first embodiment variant of a cooking plate with two plates in a normal and mutually independent operating state Λ 35 of the two plates, figure 2a shows the diagram of the cooking table of figure 2 in the operating mode for high power, 1014888 10 figure 3 shows a second embodiment variant of a cooking table with two plates according to the invention in the normal operating state, figure 3a shows the diagram of the cooking table of 5 figure 3 t in the high power operating state, Figure 4 shows an embodiment of a cooking table with three inductors exhibiting an arbitrary impedance under load, and Figure 5 shows a generalization of the cooking table of Figure 4 that can operate with different inductors operating under load. impedance of arbitrary impedance.

In overeenstemming met figuur l betreft de uitvinding een hier niet getoonde inductie-kooktafel, 15 welke voorzien is van twee platen FI, F2. Een van de platen Fl, de eerste plaat, is bedoeld om een hoog vermogen te leveren, terwijl de andere plaat F2 slechts bedoeld is een gemiddeld vermogen af te geven.In accordance with figure 1, the invention relates to an induction cooking table, not shown here, which is provided with two plates FI, F2. One of the plates F1, the first plate, is intended to provide a high power, while the other plate F2 is only intended to deliver an average power.

De plaat Fl met hoog vermogen omvat twee 20 inductoren LI en L'l die een nagenoeg identieke impedantie vertonen wanneer een belasting wordt aangelegd over de inductoren. Deze identieke impedantie onder belasting wordt bereikt door het ontwerp van de inductoren, dat hier niet beschreven wordt. Deze 25 impedantie onder belasting is hetzelfde, ongeacht de aard, de vorm en de positie van de belasting, dat wil zeggen het te verwarmen voorwerp, dat geplaatst wordt op de plaat Fl met zijn twee inductoren.The high power plate F1 includes two inductors L1 and L1 which exhibit a substantially identical impedance when a load is applied to the inductors. This identical impedance under load is achieved by the design of the inductors, which is not described here. This impedance under load is the same regardless of the nature, shape and position of the load, ie the object to be heated, which is placed on the plate F1 with its two inductors.

Deze platen worden gevoed met hoog-frequente 30 stroom, zoals in zijn algemeenheid bekend is, vanuit een constante spanningsbron die schematisch aangegeven is met E. Deze bron staat in feite voor een gelijkrichtings- en filterschakeling die verbonden is met het electriciteitsnet en die aan de uitgang een \ 35 gelijkgerichte spanning met een continue component afgeeft.These plates are supplied with high-frequency current, as is generally known, from a constant voltage source which is schematically indicated by E. This source in fact represents a rectifying and filtering circuit connected to the mains and connected to the mains. output outputs a \ 35 rectified voltage with a continuous component.

Deze gelijkspanning wordt toegevoerd aan twee ondulator-resonantie-generatoren Gl, G2. De generator G1 1014888 11 is verbonden met de plaat F1 en de generator G2 met de plaat F2. Deze generatoren werken met een zachte omschakeling. Ze worden elk gevormd door twee transistoren Tl, T2 of T3, T4 die op gebruikelijke wijze 5 voorzien zijn van hier verder met beschreven diodes en condensatoren. Door deze generatoren wordt telkens een oscillatieschakeling gevoed, die gevormd wordt door een inductantie en een condensator, waarbij de weerstand die door de belastingen wordt opgewekt in de inductoren niet 10 weergegeven is en impliciet begrepen is in de term Li, in serie met de weerstanden.This DC voltage is applied to two inverter resonator generators G1, G2. The generator G1 1014888 11 is connected to the plate F1 and the generator G2 to the plate F2. These generators operate with a soft switchover. They are each formed by two transistors T1, T2 or T3, T4, which are conventionally provided with diodes and capacitors further described hereinafter. These generators each supply an oscillating circuit formed by an inductance and a capacitor, the resistance generated by the loads in the inductors not shown and implicitly included in the term Li in series with the resistors.

De oscillatieschakeling van de generator G1 wordt gevormd door de inductantie LI van de inductor II van de plaat F1 en de ladingscondensatoren Cl, C2.The oscillation circuit of the generator G1 is formed by the inductance L1 of the inductor II of the plate F1 and the charge capacitors C1, C2.

15 De oscillatieschakeling van de generator G2 wordt gevormd door de inductantie L2 van de inductor 12 van de plaat F2 en de ladingscondensatoren C3, C4.The oscillation circuit of the generator G2 is formed by the inductance L2 of the inductor 12 of the plate F2 and the charge capacitors C3, C4.

De transistoren Tl, T2 en T3, T4 van de twee generatoren G2, G1 zijn verbonden met een enkele 20 besturing CU waardoor deze, hetzij onafhankelijk van elkaar, hetzij synchroon worden aangestuurd.The transistors T1, T2 and T3, T4 of the two generators G2, G1 are connected to a single controller CU through which they are driven either independently or synchronously.

De vermogensplaat F1 wordt gevormd door twee inductoren LI, L'l die zodanig gecombineerd zijn dat hun impedantie als gevolg van belasting identiek is; en deze 25 koppeling is weergegeven in figuur 1.The power plate F1 is formed by two inductors L1, L'1 which are combined such that their impedance due to load is identical; and this coupling is shown in figure 1.

De voeding E is ontkoppeld door een ontkoppelingscondensator Cd.The power supply E is decoupled by a decoupling capacitor Cd.

De schakeling omvat verder een omschakelinrichting met twee toestanden, een normale 30 toestand en een vermogenstoestand. In dit voorbeeld wordt de omschakelinrichting gevormd door een schakelaar KI met twee standen die verbonden is met generator G2 van de tweede plaat F2. Deze schakelaar KI kan in de normale stand geplaatst worden (figuur l) , waarin deze de 35 schakeling van de generator G2 sluit, aangezien deze dan verbonden is met de inductantie L2 van de inductor 12 en de voeding van de plaat F2 mogelijk maakt. De schakelaar KI kan ook naar een tweede stand bewegen, ook wel de 1014888 12 vermogensstand genoemd (figuur IA) waarin deze zorgt voor het verbinden van de inductantie LI' van de eerste plaat Fl, zodanig dat in deze stand de inductantie LI gevoed wordt door de generator G1 en de inductantie L'l door de 5 generator G2, waarbij de inductantie L2 op de tweede plaat F2 ontkoppeld is. Omdat er vanuit gegaan wordt dat in deze tweede stand de impedanties en derhalve de inductanties LI, L'l onder belasting identiek zijn, kunnen de twee inductoren 11, l'l van de plaat Fl 10 synchroon aangestuurd worden en op synchrone wijze werken in een toestand met zachte omschakeling.The circuit further includes a two-state switching device, a normal state and a power state. In this example, the switching device is constituted by a two-position switch K1 connected to generator G2 of the second plate F2. This switch K1 can be placed in the normal position (figure 1), in which it closes the circuit of the generator G2, since it is then connected to the inductance L2 of the inductor 12 and allows the power supply of the plate F2. The switch KI can also move to a second position, also called the 1014888 12 power position (figure 1A), in which it ensures the connection of the inductance LI 'of the first plate F1, such that in this position the inductance LI is supplied by the generator G1 and the inductance L1 through the generator G2, the inductance L2 on the second plate F2 being decoupled. Since it is assumed in this second position that the impedances and therefore the inductances L1, L1 under load are identical, the two inductors 11, L1 of the plate Fl 10 can be driven synchronously and operate synchronously in a soft switch mode.

De twee generatoren geven een vermogen af dat gevarieerd kan worden tussen 0 en een maximaal vermogen P, dat gelijk of verschillend kan zijn voor deze twee 15 generatoren in de normale stand, terwijl de platen Fl en F2, wanneer de schakelaar Kl de inductor 12 verbindt, beide een vermogen kunnen ontvangen dat oploopt tot aan het maximaal vermogen P van elk van de generatoren Gl, G2 waarmee zij onafhankelijk van elkaar verbonden zijn. De 20 twee generatoren kunnen ook gedimensioneerd zijn voor verschillende vermogens.The two generators deliver a power which can be varied between 0 and a maximum power P, which may be the same or different for these two generators in the normal position, while the plates F1 and F2, when the switch K1 connects the inductor 12 , both can receive power up to the maximum power P of each of the generators G1, G2 to which they are independently connected. The two generators can also be sized for different powers.

In de tweede toestand, de vermogenstoestand, ontvangt de plaat Fl een dubbel vermogen dat kan oplopen tot het maximale vermogen 2P.In the second state, the power state, the plate F1 receives a double power that can reach the maximum power 2P.

25 Opgemerkt moet worden dat, aangezien de inductanties Li, L'l door hun plaatsing in de inductor van de plaat Fl gekoppeld zijn, het nodig is dat de stroom die daar doorheen loopt synchroon is. Dit wordt gewaarborgd door de enkele besturing CU voor de beide 30 generatoren Gl, G2, en door het feit dat de belasting die daarop uitgeoefend wordt hetzelfde is.It should be noted that since the inductances Li, L'1 are coupled by their placement in the inductor of the plate F1, it is necessary that the current flowing through them be synchronous. This is ensured by the single control CU for the two generators G1, G2, and by the fact that the load applied to it is the same.

De schakeling van figuur 1 kan worden gegeneraliseerd tot een aantal (n) ondulatoren, waardoor aan een plaat een vermogen kan worden afgegeven dat loopt \ 35 van 0 tot n.P. Hierdoor kan zoals hiervoor reeds aangegeven, een plaat met groot vermogen worden gevormd op basis van generatoren met een gering vermogen. Bij wijze van voorbeeld worden er voor bepaalde professionele 1014888 13 toepassingen platen gevraagd met een vermogen in de orde van 7 tot 8 kW. Zo kan een plaat met een vermogen van 7,2 kW gevormd worden door gebruik te maken van vier generatoren die elk een vermogen van 1,8 kW leveren en 5 die verbonden zijn met een plaat met vier inductoren in cascade-schakeling. Deze opstelling kan ook worden toegepast bij combinaties van inductoren in cascade-schakeling, die dan onder belasting een impedantie moeten vertonen die identiek is of een geheel veelvoud is, 10 zodanig dat de frequenties waarop de verschillende generatoren werken identiek zijn of gehele veelvouden zijn. In het geval van (n) ondulatoren, kunnen deze met voordeel voorzien zijn van (n') omschakelinrichtingen, zodanig dat in de vermogensstand een plaat het vermogen 15 kan opnemen van (n) generatoren of verschillende platen een vermogen kunnen opnemen dat groter is dan het vermogen van een enkele generator, en in de normale stand de (n) generatoren elk stroom leveren aan een plaat van de inductie-kooktafel, waarbij bepaalde platen permanent 20 kunnen werken met meerdere generatoren.The circuit of Figure 1 can be generalized to a number of (n) inverters, whereby a power can be delivered to a plate ranging from 0 to n.P. As previously indicated, a high-power plate can hereby be formed on the basis of low-power generators. For example, for certain professional 1014888 13 applications, plates are requested with a power in the order of 7 to 8 kW. For example, a plate with a power of 7.2 kW can be formed by using four generators each supplying a power of 1.8 kW and 5 connected to a plate with four inductors in cascade circuit. This arrangement can also be applied to combinations of inductors in cascade circuit, which then under load must exhibit an impedance which is identical or a whole multiple, such that the frequencies at which the different generators operate are identical or whole multiples. In the case of (n) inverters, these can advantageously be provided with (n ') switching devices, such that in the power position a plate can absorb the power of (n) generators or different plates can absorb a power greater than the power of a single generator, and in the normal position the (n) generators each supply power to a plate of the induction cooking table, whereby certain plates can operate permanently with multiple generators.

Het schema van figuur 1 kan gegeneraliseerd worden om volledig symmetrisch te zijn, dat wil zeggen twee platen te vertonen die elk voorzien zijn van twee inductoren, zodanig dat elk van platen onafhankelijk 25 gevoed kan worden door zijn generator, slechts een van de twee inductoren gebruikt kan worden, of de twee generatoren aangesloten kunnen worden op de twee inductoren van een zelfde plaat. Dit kan nodig zijn bij bepaalde configuraties van verwarmingsoppervlakken, om 30 daarbij de hoog-vermogende platen te vormen aan de voorzijde van de verwarmingsplaat, en niet slechts uitsluitend aan de achterzijde, zoals dit traditioneel het geval is.The scheme of Figure 1 can be generalized to be fully symmetrical, ie exhibit two plates each provided with two inductors such that each of plates can be independently powered by its generator, only one of the two inductors used whether the two generators can be connected to the two inductors of the same plate. This may be necessary with certain heating surface configurations to form the high power plates at the front of the heating plate, and not just at the rear as is traditionally the case.

Daar de kooktafels in het algemeen vier platen \ 35 vertonen, is het in feite voldoende twee platen te verschaffen die mogelijk een hoog vermogen leveren. Het tijdelijk onderbreken van de voorste plaat bij gebruik van de achterste plaat met hoog vermogen is geen nadeel, 1014888 14 in de zin dat het vermogen van elke generator relatief hoog is, (bijvoorbeeld maximaal 1400 tot 1800 Watt) en er op de kooktafel nog twee beschikbare extra platen oveirblijven. Dit is tenslotte met name interessant, 5 aangezien de oppervlakken van de platen verschillend zijn en beter overeenkomen met een normaal gebruik, waarbij gebruik gemaakt wordt van pannen met verschillende afmetingen; grote pannen op de grote platen die een zeer groot vermogen kunnen leveren, en kleine pannen op kleine 10 platen waarvan het vermogen voldoende blijft in verhouding tot de maat van het te verwarmen voorwerp.Since the cooking tables generally have four plates, it is in fact sufficient to provide two plates which may provide high power. Interrupting the front plate temporarily when using the high power rear plate is no disadvantage, 1014888 14 in the sense that the power of each generator is relatively high (e.g. maximum 1400 to 1800 Watt) and two more on the cooking table available additional plates remain. After all, this is particularly interesting, since the surfaces of the plates are different and better correspond to normal use, using pans of different sizes; large pans on the large plates that can deliver a very high power, and small pans on small 10 plates whose power remains sufficient in relation to the size of the object to be heated.

Bij de opstelling volgens figuur 1 is het noodzakelijk dat de belastingen sterk overeenkomen. Hierdoor worden niet slechts eisen gesteld aan het 15 ontwerp van de inductoren II, II', maar ook aan de toleranties van resonantie-condensatoren.In the arrangement according to figure 1 it is necessary that the loads strongly match. This imposes requirements not only on the design of the inductors II, II ', but also on the tolerances of resonance capacitors.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvariant van de kooktafel volgens de uitvinding waarmee de beperkingen die opgelegd worden aan de onderdelen van de 20 oscillatieschakelingen kunnen worden weggenomen.Figure 2 shows an embodiment variant of the cooking table according to the invention with which the restrictions imposed on the components of the oscillating circuits can be removed.

De elementen van deze schakeling die identiek zijn aan die van de schakeling van figuur 2 dragen dezelfde verwijzingscijfers.The elements of this circuit identical to those of the circuit of Figure 2 bear the same reference numerals.

Deze schakeling onderscheidt zich door een 25 extra ladingscondensator C5 en een omschakelinrichting welke naast een onderbreker K2 ook een schakelelement K3 omvat.This circuit is distinguished by an additional charge capacitor C5 and a switching device which, in addition to a breaker K2, also comprises a switching element K3.

De twee inductoren 11, II' zijn weer in een cascade-schakeling gebracht en hun electromagnetische 30 koppeling in de plaat Fi is schematisch weergegeven met een dubbele lijn.The two inductors 11, II 'are again cascaded and their electromagnetic coupling in the plate Fi is schematically represented by a double line.

De onderbreker K2 kan in een gesloten stand (figuur 2) geplaatst worden, of in een open stand (figuur 2a). Het schakelelement K3 kan in een positie a geplaatst 35 worden (figuur 2) of in een positie b (figuur 2a).The circuit breaker K2 can be placed in a closed position (figure 2) or in an open position (figure 2a). The switching element K3 can be placed in a position a (figure 2) or in a position b (figure 2a).

Zo kan men, afhankelijk van de positie van de onderbreker K2 en het schakelelement K3, de twee platen FI, F2 onafhankelijk van elkaar laten werken door deze 1014888 15 elk te voeden vanuit hun generator Gl, G2, of de plaat F1 in zijn vermogensstand laten werken door deze te voeden vanuit de twee generatoren Gl, G2. In het eerste geval worden de resonantie-schakelingen gevoed door de 5 inductantie LI en ladingscondensatoren Cl, C2 voor de plaat Fl, en door de inductantie L2 en de ladingscondensatoren C3, C4 voor de plaat F2. Wanneer de twee generatoren Gl, G2 verbonden zijn met twee inductanties II, II' van de plaat Fl, wordt de 10 resonantie-schakeling gevormd door de inductanties LI, LI1 in serie met de ladingscondensator C5.Thus, depending on the position of the breaker K2 and the switching element K3, the two plates FI, F2 can be operated independently by feeding each 1014888 15 from their generator G1, G2, or leave the plate F1 in its power position operate by feeding it from the two generators G1, G2. In the first case, the resonant circuits are powered by the inductance L1 and charge capacitors C1, C2 for the plate F1, and by the inductance L2 and the charge capacitors C3, C4 for the plate F2. When the two generators G1, G2 are connected to two inductances II, II 'of the plate F1, the resonance circuit is formed by the inductances L1, L1 in series with the charge capacitor C5.

Figuur 2 toont voor de positie met doorgetrokken lijnen van de schakelelementen (onderbreker K2 en schakelelement K3) de voeding van de inductor II 15 van de plaat Fl, doordat de resonantie-schakeling LI, Cl, C2 verbonden is met de voeding, en de werking van de plaat F2 doordat de resonantie-schakeling L2, C3, C4 aangesloten is op de voeding.Figure 2 shows for the solid line position of the switching elements (breaker K2 and switching element K3) the power supply of the inductor II 15 of the plate F1, because the resonant circuit L1, C1, C2 is connected to the power supply, and the operation of the plate F2 because the resonant circuit L2, C3, C4 is connected to the power supply.

Bij deze bedrijfstoestand zijn de 20 besturingssignalen voor de twee ondulatoren onafhankelijk voor wat betreft de volgorde van de aansturing en de respectieve belastingen,· net als bij het schema van figuur 1 zijn de werkingsfrequenties volledig a-synchroon, hetgeen een voldoende tussenruimte 25 noodzakelijk maakt van de twee afzonderlijke platen.In this operating state, the 20 control signals for the two inverters are independent in the order of the actuation and the respective loads, as in the diagram of Figure 1, the operating frequencies are completely asynchronous, necessitating a sufficient spacing of the two separate plates.

Figuur 2 toont de stand van de schakelelementen K2, K3 voor de werking van de plaat Fl met hoog vermogen, waarbij de plaat F2 ontkoppeld is.Figure 2 shows the position of the switching elements K2, K3 for the operation of the plate F1 with high power, the plate F2 being uncoupled.

De onderbreker en het schakelelement K2, K3 30 nemen de volgende stand in : de onderbreker K2 is geopend en het schakelelement K3 bevindt zich in de stand b, waardoor de inductoren (inductanties LI + L'l) in serie geschakeld worden met de condensator C5 en de resonantie-schakeling van inductor 12 wordt losgekoppeld van de \ 35 plaat F2. De stromen die lopen door de inductanties LI, L'l zijn dan perfect identiek, en dit ongeacht de tolerantie in de onderdelen, met name de resonantie- 1014888 16 condensatoren, aangezien deze inductanties in serie gevoed worden.The circuit breaker and the switching element K2, K3 30 assume the following position: the circuit breaker K2 is open and the switching element K3 is in position b, so that the inductors (inductances LI + L'l) are connected in series with the capacitor C5 and the resonance circuit of inductor 12 is disconnected from the plate F2. The currents flowing through the inductances L1, L1 are then perfectly identical, regardless of the tolerance in the parts, in particular the resonance capacitors, since these inductances are fed in series.

De schakeltoestand van de beide bed^ijfstoestanden van de schakeling van figuur 2 kan op 5 de volgende manieren worden samengevat:The switching state of the two operating states of the circuit of Figure 2 can be summarized in the following ways:

Normale toestand.Normal situation.

Normale en onderling onafhankelijke werking van de platen F1 en F2:Normal and mutually independent operation of plates F1 and F2:

Li en L2: actief 10 L'1 = 0 K2 = 1 K3 = a (figuur 2)Li and L2: active 10 L'1 = 0 K2 = 1 K3 = a (figure 2)

Vermogens toestandPower condition

Bedrijf van de plaat Fl bij hoog vermogen.Operation of the plate Fl at high power.

LI + L'l: actief 15 L2 = 0 K2 = 0 K3 = b (figuur 2A)LI + L'l: active 15 L2 = 0 K2 = 0 K3 = b (Figure 2A)

Figuur 3 toont een vereenvoudiging van de schakeling van figuur 2 waardoor het aantal gebruikte condensatoren wordt geminimaliseerd.Figure 3 shows a simplification of the circuit of Figure 2, minimizing the number of capacitors used.

20 Bij deze variant worden dezelfde verwijzingscijfers als hiervoor gebruikt om dezelfde onderdelen aan te duiden.In this variant, the same reference numerals as above are used to indicate the same parts.

De aanpassing bestaat uit een verandering van de ontkoppelingscondensator Cd die gescheiden is in twee 25 condensatoren Cdl, Cd2 welke een capacitatieve deler vormen die een nagenoeg constante spanning afgeeft. Daartoe dienen voor de condensatoren Cdl, Cd2, Cl en C2 de volgende betrekkingen in acht genomen te worden:The adjustment consists of a change of the decoupling capacitor Cd which is separated into two capacitors Cd1, Cd2 which form a capacitive divider that delivers a nearly constant voltage. To this end, the following relations must be observed for capacitors Cdl, Cd2, Cl and C2:

Cdl + Cd2 >> Cl 30 Cdl + Cd2 » C2Cdl + Cd2 >> Cl 30 Cdl + Cd2 »C2

Het scheiden van de ontkoppelingscondensator in twee condensatoren is met name interessant met het oog op het verminderen van de globale dikte van de generator.Separating the decoupling capacitor into two capacitors is particularly interesting in view of reducing the overall thickness of the generator.

Net als hiervoor kan deze kookplaat fungeren in \ 35 een normale bedrijfstoestand met twee onafhankelijke platen, en een bedrijfstoestand met een enkele plaat met hoog vermogen.As before, this hob can operate in a normal operating state with two independent plates, and a single high operating mode operating plate.

1014888 171014888 17

Deze twee toestanden zijn respectievelijk weergegeven met de stand van de onderbreker en het schakelelement K2, K3 welke de omschakelinrichting vormen in figuur 3 en in figuur 3A.These two states are shown with the position of the interrupter and the switching element K2, K3, respectively, which form the switching device in Figure 3 and in Figure 3A.

5 De condensator C5 van de tweede variant (figuur 2) is in dat geval niet aanwezig.In that case, the capacitor C5 of the second variant (figure 2) is not present.

De twee bedrijfstoestanden zijn als volgt:The two operating states are as follows:

Normale bedrijfstoestand (normale toestand) met onafhankelijk werkende platen FI, F2: 10 De onderbreker K2 is gesloten en het schakelelement K3 bevindt zich in de stand a. De inductanties LI, L2 van de inductoren van de twee platen Fl, F2 zijn afzonderlijk verbonden, elk met zijn eigen generator G1, G2.Normal operating state (normal state) with independently operating plates FI, F2: 10 The circuit breaker K2 is closed and the switching element K3 is in position a. The inductances L1, L2 of the inductors of the two plates F1, F2 are connected separately, each with its own generator G1, G2.

15 De inductantie L'l is niet aangesloten.15 The inductance L'l is not connected.

De oscillatie-schakeling voor de inductor II, die als enige gebruikt wordt voor de plaat Fl, wordt gevormd door de inductantie LI en condensatoren Cl, Cdl, Cd2.The oscillation circuit for the inductor II, which is the only one used for the plate F1, is formed by the inductance L1 and capacitors C1, Cd1, Cd2.

20 De oscillatie-schakeling voor de generator G2 wordt gevormd door de inductantie L2 en de condensatoren Cdl en Cd2.The oscillation circuit for the generator G2 is formed by the inductance L2 and the capacitors Cd1 and Cd2.

Deze bedrijfstoestand is schematisch als volgt weer te geven: 25 LI en L2: actief L'l = 0 K2 = 1 K3 = a (figuur 3)This operating condition can be schematically represented as follows: 25 LI and L2: active L = 0 K2 = 1 K3 = a (figure 3)

De tweede bedrijfstoestand komt overeen met het bedrijf van uitsluitend de plaat Fl met een hoog 30 vermogen, waarbij de plaat F2 niet gevoed wordt. De onderbreker K2 is dan geopend en het schakelelement K3 bevindt zich in de positie b.The second operating state corresponds to the operation of only the plate F1 with a high power, the plate F2 not being fed. The breaker K2 is then opened and the switching element K3 is in position b.

In dat geval zijn de inductanties LI, LI' van de inductoren II, II' van de plaat Fl in serie geschakeld 35 met de condensatoren Cl, C2 en vormen de belasting voor de H-vormige brug die gevormd wordt door de twee elementaire omzetters Gl, G2.In that case, the inductances L1, L1 'of the inductors II, II' of the plate F1 are connected in series with the capacitors C1, C2 and form the load for the H-shaped bridge formed by the two elementary converters G1 , G2.

1014888 181014888 18

Deze bedrijfstoestand kan als volgt worden geschematiseerd worden: LI + Li': actief L2 = 0 K2 = 0 5 K3 = b (figuur 3A)This operating state can be schematized as follows: LI + Li ': active L2 = 0 K2 = 0 5 K3 = b (Figure 3A)

Deze opstelling heeft het voordeel dat hierdoor het globale volume van de condensatoren aanzienlijk wordt verminderd bij een werking die nagenoeg identiek aan de hiervoor beschreven werking.This arrangement has the advantage that it substantially reduces the overall volume of the capacitors in operation substantially identical to the operation described above.

10 In zijn algemeenheid geldt dat bij de opstellingen 2 en 3 het niet langer nodig is gebruik te maken van specifieke inductoren die een identieke impedantie met zich meebrengen bij belasting. Het is derhalve mogelijk de configuraties met betrekking tot de 15 opstelling van de inductoren uit te breiden en platen te vormen met uiteenlopende afmetingen en vormen door elementaire inductoren met elkaar te verbinden. Bijvoorbeeld kunnen langwerpige platen gevormd worden die bedoeld zijn voor het verwarmen van visschotels, welke 20 langwerpige platen bijvoorbeeld gevormd worden door twee naast elkaar geplaatste platen. De werkingsfrequentie is dan uniek, afhankelijk van de gebruikte structuren.In general, in arrangements 2 and 3, it is no longer necessary to use specific inductors which have an identical impedance under load. It is therefore possible to expand the configurations regarding the arrangement of the inductors and form plates of varying sizes and shapes by connecting elementary inductors. For example, elongated plates intended for heating fish dishes can be formed, which elongated plates are formed, for example, by two juxtaposed plates. The operating frequency is then unique, depending on the structures used.

Hiervoor is echter een identieke stroom vereist in deze platen, en dit brengt met zich mee dat het niet 25 mogelijk is het vermogen in de aangrenzende platen onafhankelijk van elkaar te regelen. Het is echter mogelijk om, onder behoud van een enkele frequentie of frequenties die veelvouden van elkaar zijn, de vermogens van aangrenzende platen afzonderlijk te regelen, maar dan 30 is het noodzakelijk dat er gebruik gemaakt wordt van specifieke structuren waardoor het idee ontstaat van een meester-generator en slaaf-generatoren waarvan de werking samenhangt met de werking van de meester.However, this requires an identical current in these plates, and this means that it is not possible to control the power in the adjacent plates independently of each other. However, while maintaining a single frequency or frequencies that are multiples of each other, it is possible to separately control the powers of adjacent plates, but then it is necessary to use specific structures creating the idea of a master -generator and slave generators whose operation is related to the operation of the master.

Figuur 4 toont een uitvoering voor het voeden 35 van bijvoorbeeld drie inductoren II, 12, 13 waarvan de respectieve inductanties LI, L2, L3 willekeurig zijn.Figure 4 shows an embodiment for supplying, for example, three inductors II, 12, 13, the inductances of which L1, L2, L3 are arbitrary.

Deze schakeling kan gebruikt worden voor het voeden van twee tot n inductoren, voor één inductor wordt 4014888 19 weer het schema verkregen van een conventionele in serie geschakelde halve resonantie-brug.This circuit can be used to supply two to n inductors, for one inductor again the schematic of a conventional series-connected half-resonance bridge is obtained.

De oscillatieschakelingen worden telkens gevormd door de inductanties LI, L2, L3 en de daarbij 5 behorende condensatoren (CIO, C'10), (C20f C'20), (C30, C’30). Deze schakeling omvat verschillende resonantie-ondulatoren op een gemeenschappelijke basis-frequentie.The oscillation circuits are each formed by the inductances L1, L2, L3 and the associated capacitors (CIO, C'10), (C20f C'20), (C30, C'30). This circuit includes several resonance inverters on a common base frequency.

Er worden verschillende generatoren gevormd.Different generators are formed.

Wanneer de transistoren T30, T40 geblokkeerd 10 zijn wordt dus de inductantie LI gevoed onder tussenkomst van de halve brug (T10, T20).Thus, when the transistors T30, T40 are turned off, the inductance L1 is powered through the half bridge (T10, T20).

Wanneer de transistoren T10 en T20 geblokkeerd zijn wordt de inductantie L3 gevoed door de transistoren T30 en T40. Wanneer tenslotte de transistoren T10, T40 15 geblokkeerd zijn, wordt de inductantie L2 gevoed onder tussenkomst van de halve brug (T20, T30). Deze kunnen ook tegelijkertijd gevoed worden door één inductor aan te sturen als meester inductor en de andere inductoren aan te sturen met dezelfde spanning maar met een cyclische 20 verhouding die geregeld wordt met behulp van de pulsbreedte modulatietechniek (PWM). In dat geval wordt de capaciteit van resonantie-condensatoren zodanig aangepast dat alle onderbrekers werken in een omschakelingstoestand met duale thyristor. In dat geval 25 bestaat er eveneens een zachte omschakeling, uitgaande van een enkele frequentie voor belastingen die toch verschillend zijn en die verbonden zijn met elk van inductoren II, 12, 13, die tegelijkertijd gebruikt kunnen worden en bij elkaar in de buurt geplaatst kunnen worden 30 zonder risico zodat hierdoor frequentie-verschuivingen opgewekt worden, waarbij toch verschillende vermogens mogelijk zijn over de aangrenzende inductoren die gevoed worden door de verschillende ondulatoren, en waarbij het regelen van de vermogens plaats heeft als functie van de 35 pulsbreedte (PWM). Opgemerkt wordt dat een PWM- afkaptoestand zonder gebruik te maken van deze kunstgreep een zeer forse overdimensionering van de generator met zich mee zou brengen, als gevolg van het sterk zelf- 1014888 20 inducerend karakter van de inductoren. Dit sterk zelf-inducerend karakter kan worden gedempt door de inductor zo dicht mogelijk bij zijn belasting te brengen, zelfs door het vervangen van het glas-keramisch materiaal door 5 een dunner materiaal met een grotere weerstand waardoor de inductor electrisch geïsoleerd wordt van zijn belasting.When the transistors T10 and T20 are turned off, the inductance L3 is powered by the transistors T30 and T40. Finally, when transistors T10, T40 are turned off, the inductance L2 is powered through the half bridge (T20, T30). These can also be powered simultaneously by driving one inductor as a master inductor and driving the other inductors with the same voltage but with a cyclic ratio controlled using the pulse width modulation (PWM) technique. In that case, the capacitance of resonance capacitors is adjusted so that all breakers operate in a dual thyristor switching state. In that case, there is also a soft switching, starting from a single frequency for loads that are nevertheless different and which are connected to each of inductors II, 12, 13, which can be used simultaneously and placed close to each other 30 without risk, thereby generating frequency shifts, yet allowing different powers across the adjacent inductors fed by the different inverters, and controlling the power as a function of the pulse width (PWM). It is noted that a PWM cut-off condition without using this artifice would entail a very large oversizing of the generator, due to the strong self-inducing nature of the inductors. This strong self-inducing character can be damped by bringing the inductor as close as possible to its load, even by replacing the glass ceramic material with a thinner material of greater resistance thereby electrically insulating the inductor from its load.

Figuur 5 toont een variant van de schakeling van figuur 4 voor een groter aantal inductoren die 10 bestuurd moeten worden volgens hetzelfde principe met een meester inductor en slaaf-inductoren en die werkzaam is met omschakeling bij het door nul gaan van de spanning (ZVS-schakeling) voor alle generatoren waardoor de slaaf-inductoren worden gevoed.Figure 5 shows a variant of the circuit of Figure 4 for a larger number of inductors to be controlled according to the same principle with a master inductor and slave inductors and which operates with zero voltage switching (ZVS circuit) ) for all generators powering the slave inductors.

15 Deze schakeling bestaat een meester-schakeling in het bovenste deel L (CO, CO) en slaaf-schakelingen die gevormd worden door deinductanties LA, LB, LC, LD en de bijbehorende condensatoren (CA, C'A), (CB, C'B), (CC, C'C), (CD, CD). Elke zo gevormde oscillatieschakeling 20 wordt bestuurd door schakelelementen (T2i, T3i) (T21, T22, T23, T24..., T31, T32, T33, T34).This circuit consists of a master circuit in the upper part L (CO, CO) and slave circuits formed by the inductances LA, LB, LC, LD and the associated capacitors (CA, C'A), (CB, C B), (CC, C'C), (CD, CD). Each oscillation circuit 20 thus formed is controlled by switching elements (T2i, T3i) (T21, T22, T23, T24 ..., T31, T32, T33, T34).

De onderbreker Tl wordt aangestuurd door een conventionele spanning en elk van de armen T2i, T3i wordt volgens een variabele cyclische verhouding aangestuurd 25 binnen deze spanning, welke afzonderlijk regelbaar is voor elke generator.The breaker T1 is driven by a conventional voltage and each of the arms T2i, T3i is driven in a variable cyclic ratio within this voltage, which is individually controllable for each generator.

De voorwaarden voor omschakeling in de ZVS-toestand zijn de volgende:The conditions for switching to the ZVS state are the following:

Bij het openen van een onderbreker T2i dient de 30 stroom I groter te zijn dan 0,When opening a circuit breaker T2i, the current I must be greater than 0,

Om de onderbrekers T3i te kunnen openen (die allen tegelijkertijd geopend dienen te worden) is het nodig dat -10 > II + 12 +...+ Ii-1.To open the breakers T3i (which must all be opened at the same time) it is necessary that -10> II + 12 + ... + Ii-1.

Op soortgelijke wijze kan de stroom 10 op vaste \ 35 en gecontroleerde wijze worden opgewekt door niet een inductor maar bijvoorbeeld een pure inductantie met een vaste waarde te voeden; de piekwaarden van de stroom zijn dan vast en berekend voor het toelaten van de ZVS- 10 1 4 888 21 omschakeling van alle generatoren. Deze modulaire structuur is goed geschikt voor het besturen van een systeem van inductoren met een groot aantal elementaire wikkelingen. Het vermogen van elke generator is dan 5 gering.Similarly, the current 10 can be generated in a fixed and controlled manner by feeding not an inductor but, for example, a pure inductance with a fixed value; the peak values of the current are then fixed and calculated to allow the ZVS switchover of all generators. This modular structure is well suited for controlling a system of inductors with a large number of elementary windings. The power of each generator is then low.

Deze structuur volgens de uitvinding maakt het dus mogelijke in zelfde kooktafel gescheiden inductoren te gebruiken en deze voldoende dicht bij elkaar te plaatsen om daardoor een groot kookvlak te kunnen vormen, 10 waardoor hetzij een enkele houder met grote afmetingen kan worden verwarmd met groot vermogen, hetzij verschillende houders met vermogens die van elkaar kunnen verschillen. Doordat de "slaaf"-omzetters een gering vermogen vertonen, is het mogelijk om gebruik te maken 15 van zeer goedkope onderdelen zoals hiervoor aangegeven, die ook elders in zeer grote series worden toegepast.This structure according to the invention thus makes it possible to use inductors separated in the same cooking table and to place them sufficiently close together to thereby form a large cooking surface, so that either a single large-sized container can be heated with high power, or different holders with different capacities. Because the "slave" converters have a low power, it is possible to make use of very cheap parts as indicated above, which are also used elsewhere in very large series.

λ 10 1 4 88$λ 10 1 4 88 $

Claims

Induction cooking table, comprising induction plates fed by generators, characterized in that: 5 adjacent inductors or inductors forming the same plate are fed at the same frequency or at frequencies that are multiples of each other, and the cooking table at least one of the plates includes high power plate, which is formed by at least two inductors with a substantially identical impedance under load, which exists across the inductors regardless of the load placed on the plate.

Cooking table according to claim 1, characterized in that: the generators are controlled by a single control (CU), and the generators operate in a soft-switching resonance state.

Cooking table according to claim 1, in which at least one generator is included, characterized in that: the generator is formed by a master inverter which supplies current to at least one power inductor or a pure inductance and at least one other inverter which is slave functions and is connected to at least one inductor, the slave generator using the frequency of the master generator, and the power of the slave inverter 30 being controllable in a PWM control.

Cooking table according to claims 1 and 2, characterized in that it comprises at least two separate plates, at least two generators and a switching device (K) which is connected to one of the 35 generators and has two states: 1014888 a normal state in which the switching device connects the second generator to the second inductor forming the second plate, and - a power condition in which the switching device connects the second generator to the second inductor of the first plate to increase the power of this plate, whereby the control (CU ) drives the two generators (G1, G2) to power the two inductors (II, II ') at the same frequency or 10 at frequencies that are multiples of each other.

Smoking table according to claim 1, characterized in that it comprises a number of low-power generators connected to one or more inductors.

Smoking table according to claims 1 and 2, characterized in that the single control (CU) comprises a sensor that detects the presence of a load on an inductor to allow feeding it by one or more generators.

Smoking table according to claims 1 and 2, characterized in that the single control (CU) controls the adjacent inductors such that their electromagnetic fields exhibit an amplifying flux between the inductors and under the load.

Smoking table according to claims 1, 2 and 6, characterized in that the single control controls the inductors of the same plate by controlling the mutual phase of the current supplied by the generators connected to these inductors within a phase shift range between 0 ° and 180 °, in order to control the power of the plate or limit the radiation of the plate.

Smoking table according to claim 1, characterized in that it is formed by low-power generators manufactured in large series, in combination with devices enabling them to be connected together and plates to be formed with high power. 1014888

10. Smoking table according to claim 1, characterized in that the induction coils are designed to withstand high temperatures and are placed as close as possible to the load, while being electrically insulated therefrom, such that the resistance of the coil under load is great for its inductance.

Smoking table according to claim 1, characterized in that it comprises a decoupling capacitor which is distributed such that a capacitive divider 10 of substantially constant voltage is formed thereby.

Smoking table according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the switching device consists of a switching element (R1) for connecting the generator (G2) of the second plate (F2) to the second inductor 15 (F'l). ) of the first plate (Fl).

Smoking table according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the switching device comprises a breaker (R2) between the junction of the inductances (II, I'1) of the first plate and the capacitors (C1,

C2) of the resonant circuit of the first inductance (II) of the first plate (F1) for closing (or opening) the resonant circuit of the first inductor of the first plate (F1), as well as a switching element ( R3) for connecting the inductor 25 (12) of the second plate (F2) to its generator (G2) or for connecting the second generator (G2) to the second inductor (I'D of the first plate, in series with the first inductor (II) of the first plate (Fl) and in series with a common capacitor 30 (C5).

The smoking table according to claim 1, characterized by: a decoupling capacitor (Cdl, Cd2) divided to form a capacitive voltage divider providing a substantially constant voltage, a capacitor (Cl) in series with the first inductance (LI) of the first plate (F1), which forms with the * 1014988 capacitor the oscillation circuit for the first inductance, a conductor (C2) in series with the second inductance (I'1) of the first plate (F1), \ 5. the circuit of the first inductor (II) and that of the second inductor (ΙΊ) being connected to each other after the two capacitors (C1, C2), the switching device being constituted by a breaker (K2) connecting the connection between the point of convergence of the circuits of the first and second inductor (11, ΙΊ) establishes (or interrupts) the point of near constant voltage of the divider, and a switching element (K3) through which the second generator (G2) is connected with either: the inductor (12) of the second plate (F2) and the capacitors (Cdl, Cd2), as well as through the closed circuit breaker (K2) with the capacitor (Cl) and inductor (LI) of the first plate, or the second inductance (ΙΊ) of the first 20 plate in series with the first inductor (II) and its capacitors (C1, C2), the breaker (K2) interrupting the connection to the point of near constant voltage of the divided capacitor has. 1014888