NL8901614A

NL8901614A - Voedingsapparaat voor een elektrisch verwarmingsapparaat.

Info

Publication number: NL8901614A
Application number: NL8901614A
Authority: NL
Original assignee: Gil Pyung Ma
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1990-02-16
Also published as: SE8902245L; KR910003812B1; SE8902245D0; SE469462B; IT1231289B; FR2634964B1; DE3922665A1; GB2221360B; JPH0241510A; DE3922665C2; CH679534A5; US4975630A; GB8904870D0; IT8921231A0; KR900002517A; FR2634964A1; GB2221360A; JPH071469B2

Description

Voedingsapparaat voor een elektrisch verwarmingsapparaat

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsapparaat voor het leveren van een constant vermogen aan een elektrisch verwarmingsapparaat onafhankelijk van de nominale spanning.

Een elektrisch verwarmingsapparaat heeft veelal twee nominale voedingsspanningen omdat de door een elektriciteitsmaatschappij geleverde voedingsspanning 220 of 110 V kan zijn. Conventionele elektrische verwarmingsapparaten, zoals een rijstpot, een koffiepot, enz., maken gebruik van een verlagingstransformator, teneinde één van de twee mogelijke nominale voedingsspanningen te kunnen gebruiken. Het toepassen van een transformator is echter niet alleen duur maar veroorzaakt ook een extra energieverbruik. Bovendien is het praktisch onmogelijk de transformator binnen het apparaat te monteren vanwege het gewicht en het volume daarvan. Voorts hebben sommige elektrische verwarmingsapparaten, zoals elektrische rijstkokers, die omschakelbaar zijn op twee nominale ingangsspanningen, twee verwarmingsdraden en een schakelaar voor het kiezen van een verbinding van de twee verwarmingsdraden. Wanneer de hoge nominale ingangsspanning door een elektriciteitsmaatschappij wordt geleverd, stelt de gebruiker de schakelaar zo in, dat de twee verwarmingsdraden in serie worden geschakeld. Wanneer de lage nominale spanning wordt geleverd, stelt de gebruiker de schakelaar zodanig in, dat de twee verwarmingsdraden parallel worden geschakeld of één van de twee draden wordt gekozen. De temperatuurverdeling van de rijst in de koker is niet homogeen vanwege problemen bij de plaatsing van de verwarmingsdraden, waardoor de rijst niet op de juiste wijze wordt gekookt. Voorts kan brand ontstaan, doordat de gebruiker door onachtzaamheid de schakelaar foutief instelt.

De uitvinding beoogt derhalve in de eerste plaats een een constant vermogen leverend voedingsapparaat voor een elektrisch verwarmingsapparaat te verschaffen, dat zonder gebruikmaking van een dure, zware en omvangrijke transformator of zonder schakelen van de verbinding van twee verwarmingsdraden geschikt is voor toepassing bij twee verschillende nominale voedingsspanningen.

Voorts beoogt de uitvinding een dergelijk voedingsapparaat te verschaffen, dat binnen de geringe ruimte van een elektrisch kookapparaat kan worden gemonteerd.

De uitvinding beoogt verder een voedingsapparaat van deze soort te verschaffen, welke uit elektrisch oogpunt, in het bijzonder ten aanzien van brand, veilig is.

Volgens de uitvinding is een voedingsapparaat van de in de aanhef genoemde soort voor het leveren van een constant vermogen hiertoe voorzien van een spanningsdetectie-circuit, dat resp. een hoog gelijkspanningsreferentiesignaal opwekt wanneer de wisselspanningsvoeding een hoge nominale waarde heeft (bijvoorbeeld 220 V) en een laag gelijk-spanningsreferentiesignaal opwekt, wanneer de wisselspanningsvoeding een lage nominale waarde heeft (bijvoorbeeld 110 V), een tijdpulsgenerator, welke een signaal met rechthoekige golfvorm opwekt gedurende één van elke vier cycli van de door een voedingslijn geleverde ingangsspanning, een ontstekingsgenerator, welke een ontstekingssignaal opwekt op een bepaalde nuldoorgang door de combinatie van het uitgangssignaal van het spanningsdetectie-circuit en het uitgangssignaal van de tijdpulsgenerator, en een voedings-besturingscircuit, dat het door het elektriciteitsnet geleverde vermogen aan het elektrische verwarmingsapparaat bestuurt door middel van het ontstekingssignaal.

Volgens de uitvinding detecteert het spannings-detectiecircuit het niveau van de wisselspanning en wekt een gelijkspanningreferentiesignaal overeenkomstig dit niveau op. De tijdpulsgenerator zet de wisselspanning om in een signaal met rechthoekige golfvorm gedurende één van elke vier rechthoekige golfvörmsignalen door het delen van het omgezette rechthoekige golfvormsignaal, waarbij de ontstekingsgenerator een ontstekingssignaal opwekt op de bepaalde nuldoorgangen van de voedingsspanning in overeenstemming met de combinatie van uitgangssignalen van het spanningsdetectiecircuit en de tijdpulsgenerator, waarbij het voedingsbesturingscircuit het ingangsvermogen van het elektrische verwarmingsapparaat bestuurt door middel van dit ontstekingssignaal, zodat een constant vermogen aan het elektrisch apparaat wordt geleverd onafhankelijk van het feit of de wisselspanning 220 V of 110 V is. Het interval, gedurende welke de voedingsspanning aan een elektrisch verwarmingsapparaat wordt geleverd wanneer de voedingsspanning een nominale waarde van 220 V heeft, bedraagt een kwart van dat voor de nominale spanning van 110 V. Niettemin is het door een spanning van 220 V geleverde vermogen voor het elektrische verwarmingsapparaat dan hetzelfde als dat voor een spanning van 110 V.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van het voedingsapparaat volgens de uitvinding is weergegeven.

ï Fig. 1 is een schema van een uitvoeringsvorm van het voedingsapparaat volgens de uitvinding;

Fig. 2 toont de golfvormen van signalen, die op verschillende punten in de schakeling uit fig. 1 optreden wanneer een lage nominale spanning van 110 V wordt geleverd.

I Fig. 3 toont de golfvormen van signalen, die op verschillende punten in de schakeling uit fig. 1 optreden, wanneer een hoge nominale spanning van 220 V wordt geleverd.

In de schakeling volgens fig. 1 is een conventionele gelijkrichter 5 aangebracht, welke een negatieve voedingsgelijkspanning Vcc voor IC-chips levert.

De secundaire spanning van een verlagingstransformator 50 is evenredig met de voedingswisselspanning. De gelijkspanning -Vcc wordt geregeld door een weerstand 21 in serie met een zenerdiode en altijd begrensd tot de zenerspanning van de zenerdiode. Een spanningsdetectiecircuit 1 wekt een laag gelijkspanningsreferentiesignaal op, wanneer de nominale waarde van de voedingswisselspanning 110 V is en een hoog gelijkspanningsreferentiesignaal, wanneer de nominale waarde van de voedingswisselspanning 220 V is. Een diode D2 van het spanningsdetectiecircuit 1, waarvan de anode is aangesloten op de secundaire wikkeling van de transformator 50 en waarvan de kathode is aangesloten op een condensator 32, laadt deze condensator 32 op met een positieve spanning. Een spanningsdeler, die bestaat uit de serieschakeling van twee weerstanden 22, 23, is parallel aangesloten op de condensator 32. Het knooppunt van de twee weerstanden 22 en 23 vormt het punt, waarvan het gelijkspanningsreferentiesignaal wordt afgenomen en is aangesloten op de ene ingangsklem van een NEN-poort 43. Het referentiesignaal van het knooppunt is hoog wanneer de nominale waarde van de voedingswissel-spanning 220 V is, daarentegen laag, wanneer de nominale waarde van de voedingswisselspanning 110 V is. De weerstandswaarden van de weerstanden 22, 23 moeten zo worden bepaald, dat het hoge referentiesignaal groter is dan het drempelniveau van de ingang van de NEN-poort 43 en het lage referentiesignaal kleiner is dan deze drempelwaarde. Een tijdpulsgenerator 2 wekt een signaal met rechthoekige golfvorm op gedurende één cyclus van elke vier cycli van de voedingswisselspanning. Een ringteller 11 wordt gebruikt als een modulo-4-teller. Twee ingangsklemmen van een NEN-poort 41 zijn tezamen aangesloten op een weerstand 24, waarvan de andere aansluiting is verbonden met een wisselspannings-voedingslijn. Het uitgangssignaal van de NEN-poort 41 wordt toegevoerd aan de vrijgeefingang van de teller 11. Het uitgangssignaal van de teller 11 wordt geïnverteerd door een NEN-poort 42 en vervolgens toegevoerd aan de andere ingang van de NEN-poort 43. De NEN-poort 41 levert een signaal met positieve rechthoekige golfvorm gedurende elke negatieve halve cyclus van de voedingswisselspanning, zoals in de fig. 2B en 3B is weergegeven. De teller 11, die het uitgangssignaal van de poort 41 ontvangt, wekt een positief rechthoekig signaal op gedurende één cyclus van elke vier cycli van de voedingswisselspanning, omdat de teller als modulo-4-teller is geschakeld en dit uitgangssignaal is in fig. 2C en 3C weergegeven. Het uitgangssignaal van de invertor 42 is in de fig. 2D en 3D afgeheeld. Een ontstekingsgenerator 3 wekt een ontstekingspuls op in alle nuldoorgangen van de voedingswisselspanning, teneinde de voedingswisselspanning aan het elektrische verwarmingsapparaat te leveren wanneer door de elektriciteitsmaatschappij 110 V wordt geleverd, en op twee nuldoorgangen van elke vier cycli, wanneer 220 V wordt geleverd. De beide ingangen van de NEN-poort 43 zijn resp. aangesloten op de uitgang van de NEN-poort 42 en de spanningsdeler van het spanningsdetectiecircuit 1. Omdat het uitgangsniveau van de spanningsdeler laag is, wanneer de voedingswisselspanning 110 V is, is het uitgangssignaal van de NEN-poort 43, dat in i fig. 2E is weergegeven, altijd hoog onafhankelijk van het uitgangssignaal van de NEN-poort 42.

Wanneer de voedingswisselspanning 220 V is, is het uitgangssignaal van de NEN-poort 43 hetzelfde als dat van de poort 42, zoals in fig. 3E is weergegeven, vanwege het lage uitgangsniveau van de spanningsdeler. Het uitgangssignaal van de NEN-poort 43 wordt geïnverteerd door een invertor 44, waarvan de uitgang via een weerstand 26 is aangesloten op de vrijgeefklem van een nuldoorgangs-IC 14. Door deze verbinding zal het nuldoorgangs-IC 22 twee pulsen opwekken in de twee nuldoorgangen, die overeenkomen met één cyclus van elke vier cycli van de voedingswisselspanning.

Wanneer de voedingswisselspanning 110 V is, is het ingangsniveau van de vrijgeefklem van het IC 14 laag, zoals in fig. 2F is weergegeven, zodat het IC 14 altijd is vrijgegeven. Wanneer de voedingswisselspanning 220 V is, dan is het ingangssignaal op de vrijgeefklem van het nuldoorgangs-IC 14 alleen laag gedurende één van elke vier cycli, zoals in fig. 3F is weergegeven. Hierdoor wordt het IC 14 in geval van een spanning van 220 V alleen gedurende één van elke vier cycli vrijgegeven.

De ingangsklem van het nuldoorgangs-IC 14 is via een weerstand 25 aangesloten op de wisselspanningsvoedings-lijn, zodat het IC 14 een pulsreeks zou kunnen opwekken op overeenkomstig alle nuldoorgangen van de voedingswisselspanning. Het IC 14 wekt echter de pulsreeks volgens fig. 2G op, wanneer de voedingswisselspanning 110 V wordt geleverd, en de pulsreeks volgens fig. 3G, wanneer de voedingswisselspanning van 220 V wordt geleverd, omdat zijn vrijgeefklem wordt bestuurd door de uitgang van de NEN-poort 44.

Het voedingsbesturingscircuit 4 dient voor het besturen van de voeding, die via een wisselspanningsvoedings-lijn wordt toegevoerd aan het elektrische verwarmingsapparaat. De hoofdaansluitingen van een triac 70 zijn tussen twee voedingslijnen geschakeld in serie met de elektrische verwarmingsdraden 60, terwijl de poortaansluiting van de triac 70 is aangesloten op de uitgangsklem van de ontstekingsgenerator 3 via een weerstand 27, zodat deze wordt aan of uitgeschakeld in overeenstemming met de nominale spanning van de wisselspanning, die door de elektriciteitsmaatschappij wordt geleverd.

Wanneer een voedingswisselspanning van 110 V via het net wordt geleverd, heeft het aan de poort van de triac 70 geleverde signaal de golfvorm uit fig. 2G. Dit signaal maakt de triac 70 altijd geleidend. Derhalve worden alle cycli van de voedingsspanning van 110 V via de triac 70 doorgegeven aan het elektrische verwarmingsapparaat, zoals in fig. 2H is afgeheeld.

Wanneer het net een voedingswisselspanning van 220 V levert, heeft het aan de poort van de triac 70 geleverde signaal de golfvorm uit fig. 3G. Dit signaal maakt de triac 70 alleen geleidend gedurende één van elke vier cycli van de voedingswisselspanning. Derhalve wordt slechts één van elke vier cycli van de voedingsspanning van 220 V via de triac 70 overgedragen aan het elektrische verwarmingsapparaat.

Bij toepassing van het beschreven voedingsapparaat volgens de uitvinding wordt derhalve altijd een constant elektrisch vermogen geleverd aan het elektrische verwarmingsapparaat onafhankelijk van de nominale waarde van de voedingswisselspanning.

Claims

1. Voedingsapparaat voor het leveren van een constant vermogen aan een elektrisch verwarmingsapparaat onafhankelijk van de nominale spanning bij twee mogelijke nominale voedingsspanningen, gekenmerkt door (a) een spanningsdetectiecircuit, dat een hoog/laag referentiegelijkspanningssignaal opwekt overeenkomstig de hoge/lage nominale voedingsspanning; (b) een tijdpulsgenerator, die een signaal met rechthoekige golfvorm opwekt gedurende één van elke vier cycli van de voedingsspanning; (c) een ontstekingsgenerator, welke een ontstekingssignaal opwekt op bepaalde nuldoorgangen van de voedingsspanning in overeenstemming met een combinatie van de uitgangssignalen van het spanningsdetectiecircuit en de i tijdpulsgenerator; en (d) een voedingsbesturingscircuit, dat de aan het elektrische verwarmingsapparaat geleverde voeding bestuurt door middel van het ontstekingssignaal.

2. Voedingsapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het spanningsdetectiecircuit (1) is voorzien van een diode (D2), waarvan de anode is aangesloten op de secundaire wikkeling van een verlagingstransformator (50), een condensator (32), waarvan de positieve aansluiting is aangesloten op de kathode van de diode (D2), zodat deze door de diodestroom wordt opgeladen, en een serieschakeling van weerstanden (22, 23), die parallel is geschakeld aan de condensator (32), teneinde de spanning over de condensator (32) te delen, waarbij de tijdpulsgenerator (2) is voorzien van een NEN-poort (41), waarvan twee ingangen gemeenschappelijk zijn aangesloten op een voedingslijn via een weerstand (24), een modulo-4-teller (11), waarvan een vrijgeefingang is aangesloten op de uitgang van de NEN-poort (41), en een NEN-poort (42), waarvan twee ingangen tezamen zijn aangesloten op de uitgang van de modulo-4-teller (11), waarbij de ontstekingsgenerator (3) is voorzien van een NEN-poort (43), waarvan de ene ingang is aangesloten op de uitgang van het spanningsdetectiecircuit (1) en de andere ingang is aangesloten op de uitgang van de tijdpulsgenerator (2), een NEN-poort (44), waarvan twee ingangen gemeenschappelijk zijn aangesloten op de uitgang van de NEN-poort (43), een nuldoorgangs-IC (14), waarvan een vrijgeefingang is aangesloten op de uitgang van de NEN-poort (14) via een weerstand (26) en de ingang is aangesloten op de voedingslijn via de weerstand (25), waarbij het voedingsbesturingscircuit (4) is voorzien van een triac (70), waarvan de poort is aangesloten op de uitgang van de ontstekingspulsgenerator (3) via een weerstand (27), en één hoofdaansluiting is verbonden met de verwarmingsdraad van het elektrische verwarmingsapparaat (6).