PL209302B1 - Układ sterujący urządzenia do gotowania, zwłaszcza zegar wyłącznikowy kuchni - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ sterujący, urządzenia do gotowania, zwłaszcza zegar wyłącznikowy kuchni.

Kuchnie elektryczne dołączane są zwykle do sieci i trójfazowej, przy czym układ sterujący, zwłaszcza zegar wyłącznikowy i elementy grzejne urządzenia do gotowania przyłączane są do przewodu zerowego i jednej z faz sieci. Urządzenie sterujące i elementy grzejne odpowiednio do tego dostosowane są do napięcia znamionowego 230 V.

Przy przyłączeniu urządzenia do gotowania może się zdarzyć niewłaściwe połączenie, tego rodzaju, że przewód zerowy i jedna z faz zostaną wzajemnie zamienione. Urządzenie włączające i przynajmniej jeden z elementów łączących włączane są wtedy na napięcie fazowe wynoszące 400 V, w wyniku, czego mogą ulec uszkodzeniu. Takie niewł a ściwe przyłączenie prowadzi, zatem do interwencji serwisu, która jest kosztowna i w przypadku, której trudne jest ustalenie, komu należy przypisać koszty wynikające z niewłaściwego przyłączenia.

Przy niewłaściwym przyłączeniu zwykłe zegary wyłącznikowe kuchni ulegają elektrycznemu uszkodzeniu. Znane są jednakowoż zegary wyłącznikowe do kuchni, które przy niewłaściwym dołączeniu nie ulegają natychmiastowemu uszkodzeniu. Przy tym pozostaje jednak problem, że nieprawidłowe przyłączenie elementów grzejnych, lub jednego z elementów grzejnych, może spowodować ich uszkodzenie przy włączeniu.

Istotą układu sterującego urządzenia do gotowania, zwłaszcza zegar wyłącznikowy kuchni, w którym część sieciowa wytwarza z napięcia sieciowego stabilizowane stałe napięcie zasilające, jest to, że komparator mierzy pierwsze napięcie odpowiadające aktualnemu napięciu sieciowemu i drugie napięcie odpowiadające stabilizowanemu stałemu napięciu zasilającemu, przy czym komparator przy odchyleniach różnicy pierwszego napięcia i drugiego napięcia o pewną wartość progową wyłącza za pośrednictwem przekaźnika przynajmniej jeden element grzejny urządzenia do gotowania oraz wyzwala sygnał na urządzeniu wskaźnikowym.

Korzystnie wartość progowa dobrana jest tak, że przy błędnym połączeniu przewodu zerującego napięcia sieciowego następuje jej przekroczenie.

Korzystnie aktualne napięcie sieci podawane jest przez pierwszy dzielnik napięcia, z resystorami i prostownikiem do komparatora, jako pierwsze napięcie.

Korzystnie pierwszy dzielnik napięcia włączony jest między zaciskiem sieciowym układu sterującego a jednym z biegunów po stronie wtórnej prostownika.

Korzystnie stabilizowane stałe napięcie zasilające za pośrednictwem drugiego dzielnika napięcia podawane jest do komparatora, jako drugie napięcie.

Korzystnie drugi dzielnik napięcia włączony jest między wtórne bieguny prostownika służącego do wytwarzania stabilizowanego napięcia stałego.

Korzystnie komparator jest utworzony przez mikrokontroler.

Korzystnie drugi dzielnik napięcia jest utworzony przez mikrokontroler.

Korzystnie komparator przy przekroczeniu wartości progowej wyzwala sygnał akustyczny.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że można uniknąć uszkodzeń urządzenia do gotowania przy niewłaściwym jego przyłączeniu do elektrycznej sieci zasilającej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest objaśniony w oparciu o rysunek, który przedstawia schemat blokowy układu sterującego urządzenia do gotowania.

Urządzenie do gotowania, jak kuchnia, płyta kuchenna czy piekarnik zawierają elektryczne elementy grzejne 1, 2, 3, z których każdy dołączany jest do jednej z trzech faz L1, L2, L3 sieci prądu przemiennego, i do jego przewodu zerowego N. Przynajmniej jeden z elementów grzejnych 1, 2, 3, jest sterowany w zwykły sposób z zegara wyłącznikowego kuchni, co na rysunku nie zostało dokładniej przedstawione.

Układ sterujący 4 kuchni ma zaciski 5, 6 do dołączania między fazę L1 a przewód zerowy N. Z napięcia sieciowego występującego między jedną z faz a przewodem zerowym, za pomocą kondensatora sieciowego Cx i prostownika G, jak również diody Zenera Z1 z dołączonym do niej równolegle kondensatorem C1, zwłaszcza kondensatorem elektrolitycznym otrzymuje się stabilizowane stałe napięcie zasilające U dla mikrokontrolera yC układu sterującego 4. Przy tym z reguły faza L1 połączona jest z zaciskiem przyłączeniowym 5 i za pośrednictwem kondensatora sieciowego Cx z biegunem 7 prostownika G po stronie pierwotnej. Drugi biegun strony pierwotnej prostownika G tworzy zacisk 6.

PL 209 302 B1

Między biegunami 8, 9 strony wtórnej znajduje się dioda Zenera Z1 i połączona równolegle z kondensatorem C1. Za pośrednictwem zacisków 8, 9 otrzymuje swoje zasilanie mikrokontroler uC.

Układ sterujący 4 zawiera optyczne urządzenie wskaźnikowe D, które normalnie pokazuje czas bieżący i inne czasy i/lub stany pracy. Dodatkowo może być stosowany sygnalizator akustyczny.

Między zacisk przyłączeniowy 5 i biegun 9 włączony jest pierwszy dzielnik napięcia złożony z rezystorów R1, R2, R3 i diody prostowniczej D1. Z punktu połączenia rezystora R3 i diody prostowniczej D1 pobierane jest pierwsze napięcie Up odpowiadające aktualnemu napięciu sieci, przykładane na pierwsze wejście 10 komparatora K.

Ze zbudowanego z rezystorów R4, R5 drugiego dzielnika napięcia, który włączony jest między wtórnymi biegunami 8, 9 prostownika G, pobierane jest drugie napięcie Ur, które przyłożone jest do drugiego wejścia 11 komparatora K i służy za wartość napięcia odniesienia dla napięcia Up.

Komparator K i drugi dzielnik napięcia R4 i R5 mogą być wykonane w postaci oddzielnych podzespołów, przy czym ten komparator K jak i dzielnik napięcia złożony z rezystorów R4 i R5 mogą być scalone w mikrokontrolerze uC.

Pomiar pierwszego napięcia Up, które odpowiada aktualnemu napięciu sieci może się odbywać za pomocą wewnętrznego przetwornika analogowo - cyfrowego mikrokontrolera uC, przy czym porównanie napięcia sieciowego, które odpowiada pierwszemu napięciu Up z mającym wartość stałą drugim napięciem Ur może wtedy być realizowane za pomocą oprogramowania mikrokontrolera uC.

Komparator K, bądź mikrokontroler uC za pośrednictwem elementu łącznikowego 12, na przykład tranzystora z rezystancją wstępną, steruje przekaźnikiem 13, połączonym szeregowo z tym elementem łącznikowym 12, przy czym to połączenie szeregowe włączone jest między bieguny 8, 9 po stronie wtórnej prostownika G. Styki 14 przekaźnika 13 mogą służyć do wyłączenia elementów grzejnych 1, 2, 3.

Działanie opisanego układu sterującego jest następujące:

Przy włączeniu zasilania z właściwą polaryzacją, to jest, gdy zaciski 5_i 6 włączone są na fazę L i na przewód zerowy N, powstaje wprawdzie między pierwszym napięciem, Up a drugim napięciem UR pewna różnica napięcia, która zależy od wahań napięcia sieciowego i tolerancji montażowych, jednakże nie przekracza jeszcze pewnej wartości progowej. Styki wyłączające 14 przekaźnika 13 są przy tym zwarte, tak że elementy grzejne 1, 2, 3 są sterowane w zwykły sposób.

Natomiast przy polaryzacji niewłaściwej, kiedy na przykład do zacisku 6 dołączony jest nie przewód zerowy N, lecz nieprawidłowo, faza L2, a więc między zaciskami 5 i 6 występuje napięcie znamionowe wynoszące 400 V, pierwsze napięcie Up ma wartość większą niż wartość progowa. Stwierdza to komparator K i powoduje, że przekaźnik 13 rozwiera styki 14, tak że przepięcie nie może uszkodzić elementów grzejnych 1, 2, 3.

Układ sterujący 4 kuchni nie zostaje uszkodzony przepięciem, ponieważ dołączony jest do stabilizowanego stałego napięcia zasilającego U.

Użytkownik informację o wystąpieniu błędu otrzymuje za pośrednictwem optycznego urządzenia wskaźnikowego D. Informacja może polegać na tym, że na wskaźniku optycznym D pojawi się wskazanie „HELP”. Użytkownik może wtedy odpowiednio zareagować i powiadomić serwis. Dzięki takiemu rozwiązaniu układu sterującego, po błędnym dołączeniu nie wystąpią uszkodzenia urządzenia do gotowania, lecz zawsze nastąpi przerwanie stanu gotowania, aż do ponownego włączenia.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ sterujący urządzenia do gotowania, zwłaszcza zegar wyłącznikowy kuchni, w którym część sieciowa wytwarza z napięcia sieciowego stabilizowane stałe napięcie zasilające, znamienny tym, że komparator (K) mierzy pierwsze napięcie (Up) odpowiadające aktualnemu napięciu sieciowemu i drugie napięcie (Ur) odpowiadające stabilizowanemu stałemu napięciu zasilającemu (U), przy czym komparator (K) przy odchyleniach różnicy pierwszego napięcia (Up) i drugiego napięcia (Ur) o pewną wartość progową wyłącza za pośrednictwem przekaźnika (13) przynajmniej jeden element grzejny (1, 2, 3) urządzenia do gotowania oraz wyzwala sygnał na urządzeniu wskaźnikowym (D).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość progowa dobrana jest tak, że przy błędnym połączeniu przewodu zerującego (N) napięcia sieciowego następuje jej przekroczenie.

   PL 209 302 B1
3. 3. Układ sterujący według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że aktualne napięcie sieci podawane jest przez pierwszy dzielnik napięcia z resystorami (R1, R2, R3) i prostownikiem (D1) do komparatora (K) jako pierwsze napięcie (Up).
4. 4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że pierwszy dzielnik napięcia (R1, R2, D1, R3) włączony jest między zaciskiem sieciowym (5) układu sterującego (4) a jednym z biegunów (9) po stronie wtórnej prostownika (G).
5. 5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że stabilizowane stałe napięcie zasilające (U) za pośrednictwem drugiego dzielnika napięcia (R4, R5) podawane jest do komparatora (K), jako drugie napięcie (Ur).
6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że drugi dzielnik napięcia (R4, R5) włączony jest między wtórne bieguny (8, 9) prostownika (G) służącego do wytwarzania stabilizowanego napięcia stałego (U).
7. 7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że komparator (K) jest utworzony przez mikrokontroler (μθ.
8. 8. Układ według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że drugi dzielnik napięcia (R4, R5) jest utworzony przez mikrokontroler (μθ.
9. 9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że komparator (K) przy przekroczeniu wartości progowej wyzwala sygnał akustyczny.