RU2313924C2 - Inductive cooking panel - Google Patents

Inductive cooking panel Download PDF

Info

Publication number
RU2313924C2
RU2313924C2 RU2005141139/09A RU2005141139A RU2313924C2 RU 2313924 C2 RU2313924 C2 RU 2313924C2 RU 2005141139/09 A RU2005141139/09 A RU 2005141139/09A RU 2005141139 A RU2005141139 A RU 2005141139A RU 2313924 C2 RU2313924 C2 RU 2313924C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
level
power
output signal
current
microprocessor
Prior art date
Application number
RU2005141139/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005141139A (en
Inventor
Бариш ЧОЛАК (TR)
Бариш ЧОЛАК
Х. Булент ЭРТАН (TR)
Х. Булент ЭРТАН
Original Assignee
Тубитак-Бильтен (Туркийе Билимсель Ве Текник Арастирма Куруму-Бильги Текнолоджилери Ве Электроник Арастирма Энститусу)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тубитак-Бильтен (Туркийе Билимсель Ве Текник Арастирма Куруму-Бильги Текнолоджилери Ве Электроник Арастирма Энститусу) filed Critical Тубитак-Бильтен (Туркийе Билимсель Ве Текник Арастирма Куруму-Бильги Текнолоджилери Ве Электроник Арастирма Энститусу)
Priority to RU2005141139/09A priority Critical patent/RU2313924C2/en
Publication of RU2005141139A publication Critical patent/RU2005141139A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313924C2 publication Critical patent/RU2313924C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Cookers (AREA)

Abstract

FIELD: inductive device for thermal processing of products, meant for use as home appliance.
SUBSTANCE: inductive system for thermal processing of products contains power inverter, microprocessor, protection circuit and circuit for detecting cooking vessels. Power management, synchronization and control of power inverter circuits are mainly performed by microprocessor. To protect the system from dangerous states, such as current overload and inappropriate gating signals, which may be a result of microprocessor failure, an additional analog protection circuit is included. One more circuit is included for detecting presence of applicable cooking vessels.
EFFECT: reduction of disadvantages of digital system, for example, random software errors and output signals resulting from power fluctuations.
7 cl, 16 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Это изобретение относится к индукционной нагревательной системе, более конкретно к индукционному устройству для тепловой обработки продуктов, предназначенному для использования в качестве бытового прибора.This invention relates to an induction heating system, and more particularly, to an induction device for heat treatment of products intended for use as a household appliance.

Уровень техникиState of the art

Индукционные устройства для тепловой обработки продуктов или варочные панели являются более надежными и эффективными, беспламенными и поэтому более безопасными по сравнению с другими устройствами для тепловой обработки продуктов. В индукционных варочных панелях высокочастотный ток создается в нагревательной катушке, которая обычно соединена с резонансным конденсатором. Ток в нагревательной катушке создает высокочастотный магнитный поток, обуславливающий эффект электромагнитной индукции, вследствие которого возбуждаются вихревые токи в съемной или несъемной кухонной посуде (в кастрюле, сковороде и т.д.), изготовленной из магнитного материала, такого как сталь, железо и т.д. В результате действия этих вихревых токов кухонная посуда и продукты, содержащиеся в ней, нагреваются.Induction devices for heat treatment of products or hobs are more reliable and efficient, flameless and therefore safer than other devices for heat treatment of products. In induction hobs, high-frequency current is generated in a heating coil, which is usually connected to a resonant capacitor. The current in the heating coil creates a high-frequency magnetic flux, causing the effect of electromagnetic induction, as a result of which eddy currents are excited in a removable or non-removable cookware (in a pan, frying pan, etc.) made of magnetic material such as steel, iron, etc. d. As a result of these eddy currents, the cookware and products contained in it heat up.

Поскольку изобретение относится к бытовому устройству, то это устройство не должно вносить помех в питающую линию переменного тока, должно работать при единичном коэффициенте мощности и должно иметь защиту от опасных состояний, например защиту от отрицательного действия при сбросе нагрузки, от перегрузки по току, перенапряжения, перегрева. Другой важной проблемой, связанной с такими устройствами, является снижение стоимости всей системы.Since the invention relates to a household device, this device should not introduce interference into the AC supply line, should operate at a unit power factor and should be protected from dangerous conditions, for example, protection against negative effects during load shedding, overcurrent, overvoltage, overheating. Another important problem associated with such devices is the cost reduction of the entire system.

В индукционных варочных панелях в основном имеются два схемных узла: во-первых, силовой каскад, вырабатывающий энергию для осуществления тепловой обработки, и, во-вторых, схема управления мощностью, синхронизации и контроля, приводящая в действие систему и обеспечивающая удобное управление для пользователя.Induction hobs basically have two circuit nodes: firstly, a power stage that generates energy for heat treatment, and secondly, a power control, synchronization and control circuit that drives the system and provides convenient control for the user.

Существуют основные силовые каскады двух типов, используемые в индукционных варочных панелях: инвертор на одном транзисторе и полумостовой инвертор. Инвертор на одном транзисторе представляет собой недорогой силовой каскад с одним транзистором, что облегчает управление. С другой стороны, варочные панели, имеющие полумостовой инвертор, являются двухтранзисторными и стоят дороже, чем в случае, когда они имеют инверторы на одном транзисторе. Но они могут работать в более широких диапазонах мощностей и на более высоких частотах, что может обеспечить возможность нагревания устройством магнитных материалов даже с низким сопротивлением, например алюминия.There are two main types of power stages used in induction hobs: an inverter with a single transistor and a half-bridge inverter. An inverter with a single transistor is an inexpensive power stage with a single transistor, which facilitates control. On the other hand, hobs having a half-bridge inverter are two-transistor and are more expensive than when they have inverters on one transistor. But they can operate in wider power ranges and at higher frequencies, which can provide the device with the possibility of heating magnetic materials even with low resistance, such as aluminum.

Существуют различные подходы к реализации схем управления индукционной системой для тепловой обработки продуктов. Некоторые из них основаны исключительно на аналоговых схемах, предназначенных для выполнения операций управления мощностью, контроля и синхронизации, например, как те, которые раскрыты в патенте США № 4429205. Основные недостатки аналоговых систем заключаются в том, что они не могут быть легко модифицированы с целью изменения рабочих характеристик; диагностика неисправностей в таких системах может быть трудной, а они являются менее стабильными и устойчивыми по сравнению с цифровыми системами. Другие системы основаны как на аналоговых, так и на цифровых схемах, как, например, раскрытая в патенте США № 5648008. В этой системе аналоговые схемы использованы только для контроля и возбуждения силового инвертора, но она не является более предпочтительной, чем полностью цифровые системы, поскольку становится весьма затруднительным управление мощностью или приспособление системы возбуждения в случае большого числа катушек. Кроме того, такая система приостанавливает работу варочной панели на выбранных периодах питающей линии, что создает проблему, называемую "миганием света".There are various approaches to the implementation of control schemes for the induction system for heat treatment of products. Some of them are based solely on analog circuits designed to perform power control, monitoring, and synchronization operations, such as those disclosed in US Pat. No. 4,429,205. The main disadvantages of analog systems are that they cannot be easily modified to performance changes; Diagnosing faults in such systems can be difficult, and they are less stable and stable compared to digital systems. Other systems are based on both analog and digital circuits, such as, for example, disclosed in US Pat. No. 5,648,008. In this system, analog circuits are used only to control and drive a power inverter, but it is not preferable to fully digital systems, since it becomes very difficult to control power or adapt the excitation system in the case of a large number of coils. In addition, such a system pauses the hob on selected periods of the supply line, which creates a problem called “blinking light”.

Из предшествующего уровня техники также известны индукционные системы, которые основаны исключительно на цифровых схемах. В патенте США № 4511781 представлена система, в которой микропроцессор использован для выполнения всех управляющих действий, но в ней сделана попытка выполнять посредством микропроцессора все критические и быстрые операции по синхронизации. Поэтому необходим очень быстродействующий и дорогой микропроцессор. Следовательно, стоимость системы возрастает, а система становится менее осуществимой.Induction systems that are based solely on digital circuits are also known from the prior art. US Pat. No. 4,511,781 discloses a system in which a microprocessor is used to perform all control actions, but it attempts to perform all critical and fast synchronization operations using a microprocessor. Therefore, a very fast and expensive microprocessor is needed. Consequently, the cost of the system increases, and the system becomes less feasible.

Кроме того, в предшествующем уровне техники утверждается, что микропроцессоры чувствительны к флуктуациям питающей линии, что может вызывать появление случайных программных ошибок и выходных сигналов. Поэтому при возбуждении стробирующих сигналов для силового каскада не рекомендуется полагаться только на микропроцессор. Однако в этом изобретении силовой каскад может быть предохранен от повреждения с помощью дополнительных схем. В предшествующем уровне техники нет изобретения, в котором все управляющие действия осуществляются посредством микропроцессора, и оно является стабильным, устойчивым и конкурентоспособным в части низкой стоимости в сравнении с другими системами.In addition, the prior art claims that microprocessors are sensitive to fluctuations in the supply line, which can cause random software errors and output signals. Therefore, when exciting gate signals for a power stage, it is not recommended to rely solely on a microprocessor. However, in this invention, the power stage can be protected from damage using additional circuits. In the prior art there is no invention in which all control actions are carried out by means of a microprocessor, and it is stable, stable and competitive in terms of low cost in comparison with other systems.

Известно много способов обнаружения присутствия подходящей кухонной посуды на варочной панели. В некоторых из этих изобретений использованы дополнительные контрольные устройства или специальное аппаратное обеспечение для обнаружения присутствия или размера кухонной посуды. В некоторых из них использованы только способы для контроля различных сигналов силовых инверторов с целью компенсации нагрузки.Many methods are known for detecting the presence of suitable cookware on a hob. Some of these inventions use additional monitoring devices or special hardware to detect the presence or size of the cookware. In some of them, only methods were used to control various signals of power inverters in order to compensate for the load.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Основная задача настоящего изобретения заключается в создании индукционной нагревательной плиты, которая работает при единичном коэффициенте мощности, не создает во время работы помех на звуковых частотах, может непрерывно обнаруживать изменения нагрузки и может работать в широком диапазоне мощностей, может управлять температурой кухонной посуды и защищать себя от опасных состояний, таких как ситуации перегрузок по току и ложных стробирующих сигналов.The main objective of the present invention is to create an induction heating plate that operates at a unit power factor, does not interfere with sound frequencies during operation, can continuously detect load changes and can operate in a wide power range, can control the temperature of cookware and protect itself from hazardous conditions, such as current overload situations and false gate signals.

Индукционное устройство для тепловой обработки продуктов согласно этому изобретению содержит силовой каскад, который представляет собой схему квазирезонансного инвертора с одним транзистором (биполярным транзистором с изолированным затвором, БТИЗ). В соответствии с серией стробирующих импульсов транзистор непрерывно включается и выключается. В результате действия этих импульсов высокочастотный ток возникает в нагревательной катушке и в резонансном конденсаторе. Ток в нагревательной катушке создает высокочастотный магнитный поток, который обуславливает эффект электромагнитной индукции, вследствие которого вихревые токи возбуждаются в съемной или несъемной кухонной посуде, которая помещена на варочную панель и изготовлена из магнитного материала, такого как сталь, железо и т.д. В результате действия этих вихревых токов кухонная посуда и продукты, содержащиеся в ней, нагреваются.The induction device for heat treatment of products according to this invention contains a power stage, which is a circuit of a quasi-resonant inverter with a single transistor (bipolar transistor with an insulated gate, IGBT). In accordance with a series of strobe pulses, the transistor continuously turns on and off. As a result of the action of these pulses, a high-frequency current arises in the heating coil and in the resonant capacitor. The current in the heating coil creates a high-frequency magnetic flux, which causes the effect of electromagnetic induction, due to which eddy currents are excited in a removable or non-removable cookware, which is placed on the hob and made of magnetic material such as steel, iron, etc. As a result of these eddy currents, the cookware and products contained in it heat up.

Индукционная варочная панельная система получает питание от источника напряжения переменного тока. Между источником напряжения переменного тока и силовым каскадом индукционной варочной панели включен выпрямитель, предназначенный для формирования серии полупериодов выпрямленного переменного тока. Нагревательная катушка включена между выходом выпрямителя и полупроводниковым ключом (биполярным транзистором с изолированным затвором). Резонансный конденсатор подключен параллельно нагревательной катушке, а встречновключенный диод подключен параллельно к биполярному транзистору с изолированным затвором.The induction hob is powered by an AC voltage source. A rectifier is connected between the AC voltage source and the power cascade of the induction hob to form a series of half-periods of the rectified alternating current. A heating coil is connected between the rectifier output and the semiconductor switch (insulated gate bipolar transistor). The resonant capacitor is connected in parallel to the heating coil, and the counter-connected diode is connected in parallel to the insulated gate bipolar transistor.

Как упоминалось в предыдущем разделе, в предшествующем уровне техники отсутствует практически осуществимая система, в которой микропроцессор использован для возбуждения транзистора и выполнения критических операций и операций по быстрой синхронизации, например для измерения сигналов обратной связи с силового каскада. Замысел этой системы заключается в использовании всех преимуществ микропроцессора для выполнения этих критических операций, а с помощью дополнительных аналоговых схем - в сведении к минимуму недостатков цифровой системы (например, случайных программных ошибок и выходных сигналов, обусловленных флуктуациями мощности).As mentioned in the previous section, in the prior art there is no practical system in which the microprocessor is used to energize the transistor and perform critical operations and fast synchronization operations, for example, for measuring feedback signals from a power stage. The idea of this system is to use all the advantages of the microprocessor to perform these critical operations, and using additional analog circuits to minimize the disadvantages of the digital system (for example, random software errors and output signals due to power fluctuations).

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

фиг.1 - функциональная схема всей индукционной системы для тепловой обработки продуктов, реализующей изобретение;figure 1 is a functional diagram of the entire induction system for heat treatment of products that implements the invention;

фиг.2 - функциональная схема, на которой блоки управления из фиг.1 заменены микропроцессором;figure 2 is a functional diagram in which the control units of figure 1 are replaced by a microprocessor;

фиг.3 - схема силового каскада и входного каскада индукционной системы для тепловой обработки продуктов;figure 3 - diagram of the power stage and the input stage of the induction system for heat treatment of products;

фиг.4а-с - диаграммы формы тока биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени, напряжения VCE коллектор-эмиттер биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени и стробирующего сигнала биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени, соответственно, для случая, когда входная мощность относительно низкая;figa-c are diagrams of the current waveform of an insulated gate bipolar transistor versus time, voltage V CE the collector-emitter of an insulated gate bipolar transistor versus time and the gate signal of an insulated gate bipolar transistor versus time, respectively, for cases when the input power is relatively low;

фиг.5а-с - диаграммы формы тока биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени, напряжения VCE коллектор-эмиттер биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени и стробирующего сигнала биполярного транзистора с изолированным затвором в зависимости от времени, соответственно, для случая, когда входная мощность относительно высокая;figa-c are diagrams of the current waveform of an insulated gate bipolar transistor versus time, voltage V CE collector-emitter of an insulated gate bipolar transistor versus time and the gate signal of an insulated gate bipolar transistor versus time, respectively, for cases when the input power is relatively high;

фиг.6а и 6b - блок-схемы алгоритма программного обеспечения микропроцессора;6a and 6b are block diagrams of a microprocessor software algorithm;

фиг.7а и 7b - схемы "подпрограммы 1: Получение входных данных пользователя" и "подпрограммы 2: Определение длительности выключенного состояния" из программного обеспечения микропроцессора, показанного на фиг.6а и 6b;figa and 7b - scheme "subroutine 1: Obtaining user input" and "subroutine 2: Determining the duration of the off state" from the microprocessor software shown in figa and 6b;

фиг.8 - принципиальная схема блока трансформатора тока;Fig. 8 is a circuit diagram of a current transformer unit;

фиг.9 - принципиальная схема блока схем защиты;Fig.9 is a schematic diagram of a block of protection circuits;

фиг.10а и 10b - диаграмма формы VCE в зависимости от времени после поступления на затвор биполярного транзистора с изолированным затвором одного включающего импульса и временная диаграмма для следующего включающего импульса;figa and 10b is a diagram of a form of V CE depending on the time after the receipt of the gate of a bipolar transistor with an isolated gate of one switching pulse and a timing diagram for the next switching pulse;

фиг.11a-d - диаграммы тока IL индуктора в зависимости от времени, VCE в зависимости от времени, стробирующего сигнала VGE в зависимости от времени и выходного сигнала детектора переходов через нулевой уровень в зависимости от времени;11a-d are diagrams of the current I L of the inductor versus time, V CE versus time, the gate signal V GE versus time and the output signal of the detector of transitions through the zero level versus time;

фиг.12 - принципиальная схема блока схемы обнаружения посуды для готовки;12 is a schematic block diagram of a cooking utensil detection circuit;

фиг.13a и 13b - диаграммы напряжения VCl линии постоянного тока в зависимости от времени и выходного сигнала детектора обнаружения переходов через нулевой уровень на 50 Гц для случая, когда подходящая посуда для готовки присутствует на варочной панели;13a and 13b are diagrams of the voltage V Cl of the direct current line versus time and the output signal of the detector for detecting transitions through the zero level at 50 Hz for the case when suitable cooking utensils are present on the hob;

фиг.14a и 14b - диаграммы напряжения VDC линии постоянного тока в зависимости от времени и выходного сигнала детектора переходов через нулевой уровень на 50 Гц в зависимости от времени для случая, когда на варочной панели присутствует неподходящая посуда для готовки;figa and 14b are diagrams of the voltage V DC of the DC line versus time and the output signal of the detector of transitions through the zero level at 50 Hz as a function of time for the case when improper cooking utensils are present on the hob;

фиг.15 - принципиальная схема блока преобразователя температуры в напряжение;15 is a circuit diagram of a temperature to voltage converter unit;

фиг.16 - принципиальная схема блока возбуждения затвора индукционной системы для тепловой обработки продуктов.Fig. 16 is a schematic diagram of a gate driving unit of an induction system for heat treating products.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

На фиг.1, где блоки снабжены надписями в соответствии с их функциями, показано представление функциональной схемы индукционной системы для тепловой обработки продуктов. Блок "силового каскада" (10) находится на месте, откуда происходит передача энергии из системы в кухонную посуду (20) и где создаются высокочастотный ток и магнитное поле. Биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ), использованный в этом блоке, возбуждается стробирующими импульсами, поступающими с блока "возбудителя (11) затвора".Figure 1, where the blocks are labeled in accordance with their functions, shows a functional diagram of the induction system for heat treatment of products. The power cascade block (10) is located where the energy is transferred from the system to the cookware (20) and where a high-frequency current and magnetic field are generated. The insulated gate bipolar transistor (IGBT) used in this unit is excited by gating pulses from the “gate exciter (11)” unit.

"Возбудитель (11) затвора" получает сигналы с блоков "контроллера (12) длительности включенного состояния" и "контроллера (13) длительности выключенного состояния". "Контроллер (12) длительности включенного состояния" в соответствии с уровнем мощности, затребованным блоком "контроллера (14) мощности", определяет соответствующую включенному состоянию длительность стробирующих импульсов. Соответствующие включенному состоянию длительности стробирующих импульсов для каждого уровня мощности являются заданными и отличающимися друг от друга. Уровень, до которого нарастает ток индуктора (19) при этой длительности, также является заданным, поэтому уровень (620) тока индуктора также контролируется. Блок "контроллера (13) длительности выключенного состояния" определяет соответствующие выключенному состоянию длительности стробирующих импульсов (540). Соответствующие выключенному состоянию длительности не изменяются с изменением уровня мощности, но зависят от изменений нагрузки. А соответствующие выключенному состоянию длительности задаются переходами через нулевой уровень тока индуктора или нагревательной катушки (19). Поэтому схемой "детектора (22) переходов через нулевой уровень", использованной в блоке "схем (15) защиты", обнаруживаются моменты переходов через нулевой уровень тока индуктора (19), и в этот момент передается сигнал на контроллер (13) длительности выключенного состояния.The “gate driver (11)” receives signals from the “controller (12) on-time duration” and “controller (13) off-time” blocks. The “on-time controller (12)” in accordance with the power level requested by the “power controller (14)” block determines the duration of the strobe pulses corresponding to the on-state. The gating pulse durations corresponding to the on state for each power level are set and different from each other. The level to which the inductor current (19) rises at this duration is also predetermined, therefore, the inductor current level (620) is also monitored. Block "controller (13) the duration of the off state" determines the corresponding duration of the off state of the strobe pulses (540). The durations corresponding to the off state do not change with a change in the power level, but depend on changes in the load. And the durations corresponding to the switched off state are set by transitions through the zero current level of the inductor or heating coil (19). Therefore, the circuit of the "detector through the zero level transitions" used in the block of "protection circuits (15)" detects the moments of transitions through the zero current level of the inductor (19), and at this moment a signal is transmitted to the controller (13) of the off state duration .

Ток индуктора (19) измеряется и преобразуется в сигнал напряжения низкого уровня блоком "трансформатора (16) тока". "Контроллер (14) мощности" получает входные сигналы пользователя, такие как заданный уровень мощности или температура посуды для готовки; и соответственно задает длительности включенного состояния для стробирующего импульса (540). Он также контролирует пиковый уровень (610) тока индуктора и температуру посуды (20) для готовки, чтобы регулировать уровень мощности и температуру посуды (20) для готовки. Кроме того, он контролирует выходы (570А, 570В, 590) предупреждающих сигналов и в определенном случае приостанавливает работу.The current of the inductor (19) is measured and converted into a low-level voltage signal by the current transformer (16) unit. A “power controller (14)" receives user input signals, such as a predetermined power level or a temperature of a cookware; and accordingly sets the duration of the on state for the gating pulse (540). It also controls the peak level (610) of the inductor current and the temperature of the cookware (20) to adjust the power level and temperature of the cookware (20). In addition, it monitors the outputs (570A, 570B, 590) of warning signals and, in a certain case, suspends operation.

Блок "схем (15) защиты" предназначен для защиты системы от состояний перегрузки по току и от ошибочных стробирующих сигналов (520). Этот блок непрерывно контролирует напряжение VCE коллектор-эмиттер биполярного транзистора с изолированным затвором и уровень (620) тока индуктора; и вынуждает блок (14) управления мощностью прекратить работу системы, когда возникает опасное состояние. Схема (17) обнаружения посуды для готовки осуществляет наблюдение за напряжением (500) линии постоянного тока силового каскада (10) и вынуждает блок (14) контроллера мощности остановить работу, если она обнаруживает неподходящую кухонную посуду.The block of "protection circuits (15)" is intended to protect the system from current overload conditions and from erroneous gate signals (520). This unit continuously monitors the voltage V CE collector-emitter of an insulated-gate bipolar transistor and the inductor current level (620); and forces the power control unit (14) to stop the system when a dangerous condition occurs. The cooking utensil detection circuit (17) monitors the voltage (500) of the DC line of the power stage (10) and forces the power controller unit (14) to stop operation if it detects unsuitable cookware.

На фиг.2 показана та же самая структурная схема на функциональном уровне, как и на фиг.1, для случая, когда в системе используется микропроцессор (18) для сообщения с пользователем, регулирования мощности и температуры посуды (20) для готовки и осуществления наблюдения за опасными состояниями.Figure 2 shows the same structural diagram at the functional level as in figure 1, for the case when the system uses a microprocessor (18) to communicate with the user, regulate the power and temperature of the dishes (20) for cooking and monitoring for dangerous conditions.

Схема "силового каскада" (10) создает высокочастотное (около 20-25 кГц) электромагнитное поле для нагревания магнитной кухонной посуды (20). На фиг.3 показана детализированная принципиальная схема силового каскада (10). Силовая схема подключена к сети через "двухполупериодный выпрямитель" (24), D1, D2, D3 и D4. Выходное напряжение (500) двухполупериодного выпрямителя (24) подается на силовой каскад (10) с высокочастотного шунтирующего конденсатора С1. Напряжение на С1, VC1 или VDC, также называется напряжением (500) линии постоянного тока. Емкость С1 не является достаточно большой, чтобы сделать VDC сглаженным сигналом постоянного тока; поэтому VDC представляет собой множество полупериодов выпрямленного напряжения сети. Поскольку частота переключения (около 20 кГц) биполярного транзистора с изолированным затвором намного выше, чем частота сети (50 Гц), напряжение VDC (500) линии постоянного тока можно считать постоянным в течение периода переключения (около 50 мкс).The “power cascade” circuit (10) creates a high-frequency (about 20–25 kHz) electromagnetic field for heating magnetic cookware (20). Figure 3 shows a detailed circuit diagram of the power stage (10). The power circuit is connected to the network through a “half-wave rectifier” (24), D1, D2, D3 and D4. The output voltage (500) of a half-wave rectifier (24) is supplied to the power stage (10) from a high-frequency shunt capacitor C1. The voltage at C1, V C1 or V DC is also called the voltage (500) of the DC line. The C1 capacitance is not large enough to make V DC a smoothed DC signal; therefore, V DC represents a plurality of half-cycles of the rectified mains voltage. Since the switching frequency (about 20 kHz) of an insulated gate bipolar transistor is much higher than the mains frequency (50 Hz), the voltage V DC (500) of the direct current line can be considered constant during the switching period (about 50 μs).

Транзистор (биполярный транзистор с изолированным затвором) включается и выключается под действием импульсных сигналов (520) со схемы возбуждения, чтобы привести нагревательную катушку (19), L, и конденсатор CRES, параллельный ей, в состояние резонанса. В соответствии с этим нагревательная катушка (19) создает магнитный поток, который обуславливает эффект электромагнитной индукции, вследствие которого возбуждается вихревой ток в магнитной кухонной посуде (20). Когда транзистор включается, ток ICres замкнутой цепи проходит через резонансный конденсатор и биполярный транзистор с изолированным затвором в течение очень короткого отрезка времени (в течение нескольких микросекунд). В течение остальной длительности включенного состояния ток IL протекает через нагревательную катушку (19) и биполярный транзистор с изолированным затвором. Сумма этих двух токов представляет собой ток биполярного транзистора с изолированным затвором и отражена на фиг.4а. Уровень ICres зависит от уровня напряжения VCE коллектор-эмиттер биполярного транзистора (510) с изолированным затвором в момент переключения во включенное состояние. Форма VCE представлена на фиг.4b. Как можно видеть, транзистор включается в момент, когда коллекторное напряжение не равно нулю. Поэтому напряжение на резонансном конденсаторе вынуждено измениться, чтобы стать равным значению VCE (510) в момент включения. Следовательно, может быть записано нижеследующее уравнение:The transistor (insulated gate bipolar transistor) turns on and off under the influence of pulsed signals (520) from the excitation circuit to bring the heating coil (19), L, and the capacitor C RES parallel to it into a resonance state. In accordance with this, the heating coil (19) creates a magnetic flux, which causes the effect of electromagnetic induction, as a result of which eddy current is excited in the magnetic cookware (20). When the transistor turns on, the closed-circuit current I Cres passes through the resonant capacitor and the insulated-gate bipolar transistor for a very short period of time (within a few microseconds). During the remaining duration of the on state, the current I L flows through the heating coil (19) and the insulated gate bipolar transistor. The sum of these two currents is the current of the insulated gate bipolar transistor and is shown in FIG. 4a. The level I Cres depends on the voltage level V CE collector-emitter of a bipolar transistor (510) with an insulated gate at the moment of switching to the on state. Form V CE is presented in fig.4b. As you can see, the transistor turns on at the moment when the collector voltage is not equal to zero. Therefore, the voltage at the resonant capacitor is forced to change to become equal to the value of V CE (510) at the time of inclusion. Therefore, the following equation can be written:

CRESЧCres/fi=CRESЧVCE/fi=ICres,C RES H Cres / fi = C RES HV CE / fi = I Cres ,

где tfi, показанное на фиг.4b, определено как длительность спада VCE (510) до нуля, то есть время переключения во включенное состояние. Кроме того, VCres представляет собой изменение напряжения на CRES.where t fi shown in fig.4b, is defined as the duration of the decline V CE (510) to zero, that is, the time to switch to the on state. In addition, V Cres is a voltage change at C RES .

При увеличении длительностей включенного состояния мощность, отбираемая от питающей линии, также возрастает. Ток биполярного транзистора с изолированным затвором для случая высокой отдаваемой мощности представлен на фиг.5а. Поскольку VCE (510) в момент включения равно 0 В, VCres также равно нулю. Поэтому, используя ранее приведенное уравнение, находим, что ICres должен быть равен нулю. Отсюда из фиг.5а очевидно, что через биполярный транзистор с изолированным затвором протекает только ток индуктора (19). Форма коллекторного напряжения (510) представлена на фиг.5b. Вследствие свойства резонансной цепи, VCE стремится дойти до отрицательных значений, но встречно-включенный диод DP предотвращает эти отрицательные циклы. Поэтому, когда DP находится в проводящем состоянии, то, как показано на фиг.5b, VCE ограничено на уровне 0 В.As the on-state durations increase, the power taken from the supply line also increases. The current of an insulated gate bipolar transistor for the case of high power output is shown in FIG. Since V CE (510) at the moment of switching on is 0 V, V Cres is also equal to zero. Therefore, using the above equation, we find that I Cres must be equal to zero. It follows from FIG. 5a that only the inductor current (19) flows through a bipolar transistor with an insulated gate. The shape of the collector voltage (510) is shown in Fig.5b. Due to the properties of the resonant circuit, V CE tends to reach negative values, but the on-off diode D P prevents these negative cycles. Therefore, when D P is in a conductive state, then, as shown in FIG. 5b, V CE is limited to 0 V.

Если предположить, что в течение 20 мс, которые соответствуют периоду входного сигнала (Vac) переменного тока 50 Гц, соответствующие включенным состояниям и соответствующие выключенным состояниям длительности стробирующих импульсов (520) являются неизменными, а ток ICres является пренебрежимо малым, то можно принять, что средний ток биполярного транзистора с изолированным затвором, то есть входной ток, пропорционален напряжению (500) линии постоянного тока и, следовательно, Vac. Вследствие этого система отбирает ток из сети при единичном коэффициенте мощности, то есть входной ток и Vac находятся в фазе.If we assume that for 20 ms, which correspond to the input signal period (V ac ) of an alternating current of 50 Hz, the corresponding on states and the corresponding off states of the duration of the strobe pulses (520) are unchanged, and the current I Cres is negligible, then we can take that the average current of an insulated gate bipolar transistor, that is, the input current, is proportional to the voltage (500) of the direct current line and, therefore, V ac . As a result, the system draws current from the network at a unit power factor, i.e., the input current and V ac are in phase.

Цифровое устройство (18) является ответственным за пуск и прекращение работы силового каскада (10). Микропроцессор (18) запускает силовой каскад (10), когда на систему подано питание и от пользователя получены входные данные. Микропроцессор (18) приостанавливает работу, когда температура кухонной посуды (20) достигает значения, заранее заданного пользователем. Кроме того, он блокирует работу инвертора, когда обнаруживается неподходящая кухонная посуда, и наряду с этим повторно запускает систему. При получении сигнала (570А, 570В, 590) неисправности от аналоговых периферийных схем (15, 17) микропроцессор (18) обрабатывает этот сигнал и блокирует стробирующие сигналы (540) на протяжении определенного периода времени, после чего осуществляет повторный пуск по прошествии периода отключения.The digital device (18) is responsible for starting and stopping the power stage (10). The microprocessor (18) starts the power stage (10) when power is supplied to the system and input data is received from the user. The microprocessor (18) suspends operation when the temperature of the cookware (20) reaches a value previously set by the user. In addition, it blocks the operation of the inverter when unsuitable cookware is detected, and at the same time restarts the system. Upon receipt of a fault signal (570A, 570B, 590) from analog peripheral circuits (15, 17), the microprocessor (18) processes this signal and blocks the strobe signals (540) for a certain period of time, after which it restarts after a period of shutdown.

Цифровое устройство (18) регулирует уровень мощности путем регулирования соответствующих включенным состояниям длительностей стробирующих импульсов (540); для регулирования уровня мощности не требуется работа в повторно-кратковременном режиме. При пуске варочная панель начинает нагреваться при минимальной мощности, что означает самые короткие соответствующие включенному состоянию стробирующие сигналы, а затем мощность повышается до тех пор, пока на будет достигнут уровень мощности, заданный пользователем. Мощность контролируется путем контроля пикового значения тока (610) индуктора; это значение непосредственно связано с выходной мощностью.The digital device (18) adjusts the power level by adjusting the duration of the strobe pulses (540) corresponding to the on states; to control the power level does not require operation in intermittent mode. When starting, the hob starts to heat up at minimum power, which means the shortest strobe signals corresponding to the on state, and then the power rises until the power level set by the user is reached. Power is controlled by monitoring the peak current value (610) of the inductor; this value is directly related to the power output.

Алгоритм программы микропроцессора (18) будет описан с помощью блок-схемы алгоритма, показанной на фиг.6а и 6b. Когда на систему подано питание (100), микропроцессор (18) считывает входные данные пользователя, что показано подпрограммой 1 (110): ПОЛУЧЕНИЕ ВХОДНЫХ ДАННЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ, которая показана на фиг.7а. При выполнении подпрограммы 1 (110) микропроцессор (18) считывает переменные РЕЖИМ и УРОВЕНЬ (111), заданные пользователем с помощью панели пользователя, в силу необходимости не показанной на чертеже. РЕЖИМОМ может быть ТЕМПЕРАТУРА или МОЩНОСТЬ (112). Если им является ТЕМПЕРАТУРА, это означает, что индукционная варочная панель будет работать как система (114) с регулируемой температурой. Поэтому она будет работать при максимальной мощности, обозначенной как максимальная_мощность, до тех пор пока температура на достигнет значения, заданного пользователем, обозначенного как конечная_температура, которая равна переменной УРОВЕНЬ. Если РЕЖИМОМ является МОЩНОСТЬ (113), это означает, что варочная панель будет работать при мощности, заданной пользователем, которая равна переменной УРОВЕНЬ. Кроме того, работа будет приостановлена из соображений безопасности, если температура достигнет максимально допустимого значения, обозначенного как максимальная_температура. Максимальная_температура и максимальная_мощность являются постоянными параметрами системы и не могут быть изменены пользователем.The microprocessor program algorithm (18) will be described using the flowchart shown in FIGS. 6a and 6b. When power is supplied to the system (100), the microprocessor (18) reads the user input, as shown by subprogram 1 (110): OBTAINING USER DATA, which is shown in Fig. 7a. When executing subroutine 1 (110), the microprocessor (18) reads the MODE and LEVEL (111) variables set by the user using the user panel, which is not shown in the drawing due to necessity. The MODE can be TEMPERATURE or POWER (112). If it is TEMPERATURE, this means that the induction hob will work as a temperature controlled system (114). Therefore, it will operate at maximum power, designated as maximum_power, until the temperature reaches the value specified by the user, designated as final_temperature, which is equal to the variable LEVEL. If the MODE is POWER (113), this means that the hob will operate at a power set by the user, which is equal to the variable LEVEL. In addition, operation will be suspended for safety reasons if the temperature reaches the maximum allowable value designated as maximum_temperature. Maximum_temperature and maximum_power are constant parameters of the system and cannot be changed by the user.

После получения входных данных пользователя текущий уровень мощности, уровень_мощности, при котором работает варочная панель, устанавливается на уровне минимальной_мощности (120). Длительности включенного состояния представляют собой заранее определенные значения, которые изменяются соответственно текущему уровню мощности. Каждый уровень мощности имеет свои, заранее определенные длительности (120) включенного состояния. Минимальная_мощность представляет собой постоянный параметр системы и не может быть изменена пользователем.After receiving user input, the current power level, the power_ level at which the hob operates, is set at the minimum_ power level (120). Durations of the on state are predetermined values that vary according to the current power level. Each power level has its own predetermined on-time durations (120). Minimum_power is a constant parameter of the system and cannot be changed by the user.

Длительности выключенного состояния зависят от резонансной частоты силового каскада (10), а именно от изменений нагрузки; поэтому они должны обновляться динамически. Во время пуска, чтобы определить длительности выключенного состояния, сначала формируется (130) один стробирующий импульс. "Стробирование" присуще модулированному по длительности (ШИМ) выходному сигналу микропроцессора. Первым параметром функции "стробирования" является соответствующая включенному состоянию длительность стробирующего сигнала (520), а вторым параметром является длительность выключенного состояния. Для формирования одного импульса заранее определенная длительность включенного состояния передается в качестве первого параметра, и достаточно большая длительность порядка 1 с (это значение не является обязательным, только предпочтительным) вводится (130) в качестве длительности выключенного состояния, так что на стробирующем выходе (520) микропроцессора (18) будет сформирован только один импульс.The duration of the off state depends on the resonant frequency of the power stage (10), namely, on changes in the load; therefore, they must be updated dynamically. During start-up, in order to determine the duration of the off state, one gating pulse is first generated (130). "Gating" is inherent in the modulated in duration (PWM) microprocessor output signal. The first parameter of the "gating" function is the duration of the gating signal (520) corresponding to the on state, and the second parameter is the duration of the off state. To generate one pulse, a predetermined on-state duration is transmitted as the first parameter, and a sufficiently large duration of the order of 1 s (this value is not mandatory, only preferred) is entered (130) as the off-state duration, so that at the gate output (520) microprocessor (18) will be formed only one pulse.

После формирования одного стробирующего импульса вызывается подпрограмма 2: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ВЫКЛЮЧЕННОГО СОСТОЯНИЯ (140), показанная на фиг.7b. В этой подпрограмме в момент (141) выключения стробирующего сигнала (520) включается (142) таймер и отсчитывается (143) отрезок времени до начала среза импульса датчика переходов через нулевой уровень. Эта длительность сохраняется как длительность (144) выключенного состояния.After the formation of one gate pulse, subroutine 2 is called: DETERMINATION OF THE DURATION OF THE OFF STATE (140) shown in Fig. 7b. In this subroutine, at the time (141) the gating signal is turned off (520), the timer is turned on (142) and the time interval (143) is counted up until the start of the pulse cutoff of the zero-crossing sensor. This duration is stored as the duration (144) of the off state.

После определения длительностей стробирующего сигнала, соответствующих включенному и выключенному состояниям, стробирующие сигналы могут быть инициированы (150) путем использования функции "стробирование".After determining the durations of the gating signal corresponding to the on and off states, the gating signals can be triggered (150) by using the "gating" function.

Через каждую 1 с входные данные пользователя контролируются, если пользователь сделал какое-либо обновление, и через каждые 100 мс (это значение не является обязательным, только предпочтительным) контролируется уровень (610) пикового тока индуктора; уровень_мощности обновляется, вследствие чего может быть достигнут конечный_уровень_мощности; и наконец, контролируется температура кухонной посуды (20). Для отсчитывания этих отрезков времени используются два таймера, таймер 1 и таймер 2. Эти таймеры включаются (160, 170) только после начала стробирующих импульсов (540). Когда напряжение линии постоянного тока достигает пикового значения, длительность выключенного состояния корректируется путем использования подпрограммы 2 (140), описанной выше. Эта операция повторяется в цикле каждые 10 мс (это значение не является обязательным, только предпочтительным).After every 1 s, the user input is controlled if the user has made any update, and every 100 ms (this value is not mandatory, only preferred), the level (610) of the peak current of the inductor is controlled; power_level is updated so that the final power_level can be reached; and finally, the temperature of the cookware is controlled (20). Two timers are used to count these time periods, timer 1 and timer 2. These timers are turned on (160, 170) only after the start of the strobe pulses (540). When the DC link voltage reaches a peak value, the off-state duration is adjusted by using routine 2 (140) described above. This operation is repeated in a cycle every 10 ms (this value is not required, only preferred).

Таким образом, имеются 3 вложенных цикла (каждый имеет свой таймер: таймер 1, таймер 2, таймер 3), которые непрерывно повторяются до тех пор, пока работа системы не прерывается. Огибающая значения (610) тока индуктора контролируется каждые 100 мс, если пиковое значение (610) тока не находится в пределах ±20% (это значение не является обязательным, только предпочтительным) ожидаемого значения, то работа приостанавливается (200) на 3 с, и вся процедура начинается сначала, в противном случае программное обеспечение продолжает свою работу (190).Thus, there are 3 nested cycles (each has its own timer: timer 1, timer 2, timer 3), which are continuously repeated until the system is interrupted. The envelope of the inductor current value (610) is monitored every 100 ms, if the peak value (610) of the current is not within ± 20% (this value is not mandatory, only preferred) of the expected value, then the operation is suspended (200) for 3 s, and the whole procedure starts over, otherwise the software continues its work (190).

Текущий уровень_мощности сравнивается с конечным_уровнем_мощности, который является уровнем мощности, заданным (190) пользователем. Если уровень_мощности больше, чем конечный_уровень_мощности, то уровень_мощности снижается (210). Если они равны, корректировка не осуществляется (220); в противном случае уровень_мощности повышается (230). Температура кухонной посуды (20) поступает от аналоговой периферийной схемы (21) и сохраняется в виде переменной ТЕМПЕРАТУРА. ТЕМПЕРАТУРА сравнивается со значением, с конечной_температурой, которая задана (240) пользователем. Если температура кухонной посуды (20) достигает заданного значения, работа системы приостанавливается на 10 с (это значение не является обязательным, только предпочтительным) и вся процедура возобновляется (250) сначала. В противном случае программное обеспечение продолжает (260) свою работу.The current power_level is compared with the final power_level, which is the power level specified by the user (190). If the power_level is greater than the final power_level, then the power_level is reduced (210). If they are equal, no adjustment is made (220); otherwise, power_level rises (230). The temperature of the cookware (20) comes from the analog peripheral circuit (21) and is stored as a variable TEMPERATURE. TEMPERATURE is compared with the value, with the final_temperature set by the user (240). If the temperature of the cookware (20) reaches the set value, the system stops for 10 s (this value is not mandatory, only preferred) and the whole procedure resumes (250) from the beginning. Otherwise, the software continues (260) to work.

Самый короткий цикл заканчивается в момент пика сигнала (500) линии постоянного тока; этот момент наступает спустя 5 мс после того, как уровень выходного сигнала (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц станет высоким (если частоту сети принять равной 50 Гц). Если этот уровень выходного сигнала (580) не является высоким, то контролируются (280) выходные сигналы (570А, 570В) схем (15) защиты и выходной сигнал (590) схемы (17) обнаружения посуды для готовки. Если любой из них (570А, 570В, 590) является сигналом высокого уровня, это означает, что на варочной панели находится неподходящая кухонная посуда или возникла опасная ситуация, поэтому стробирующие сигналы (540) прерываются (200) на 3 с. По прошествии промежутка времени, равного 3 с, вся процедура начинается (100) повторно. Если они (570А, 570В, 590) не имеют высокого уровня, выходной сигнал (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц снова контролируется (260) циклически.The shortest cycle ends at the peak of the signal (500) of the DC link; this moment occurs 5 ms after the output signal level (580) of the detector (23) of transitions through the zero level at 50 Hz becomes high (if the network frequency is taken equal to 50 Hz). If this output signal level (580) is not high, then the output signals (570A, 570B) of the protection circuits (15) and the output signal (590) of the cookware detection circuit (17) are monitored (280). If any of them (570A, 570V, 590) is a high-level signal, this means that the wrong cookware is on the hob or a dangerous situation has occurred, so the strobe signals (540) are interrupted (200) for 3 s. After a lapse of 3 s, the entire procedure starts (100) again. If they (570A, 570B, 590) do not have a high level, the output signal (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz is again monitored (260) cyclically.

Когда уровень выходного сигнала (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц становится высоким, микропроцессор (18) сбрасывает "таймер 3", и начинается (270) отсчет 5 мс. После отсчитывания этого отрезка времени он (18) также контролирует выходные сигналы (570А, 570В) схем (15) защиты и выходной сигнал (590) схемы (17) обнаружения посуды для готовки. Если любой из них (570А, 570В, 590) имеет (320) высокий уровень, стробирующие сигналы (540) прерываются (200) на 3 с. В противном случае по прошествии (330) отрезка времени 5 мс контролируется таймер 3. Если это не осуществляется, то циклически (320) контролируются сигналы (570А, 570В, 590) предупреждения об опасности. Помимо этого корректируются соответствующие выключенному состоянию стробирующие импульсы (540) путем использования подпрограммы 2 (140) и соответственно корректируются (290) соответствующие выключенному состоянию стробирующие сигналы.When the level of the output signal (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz becomes high, the microprocessor (18) resets "timer 3", and begins (270) 5 ms countdown. After counting this period of time, he (18) also controls the output signals (570A, 570B) of the protection circuits (15) and the output signal (590) of the cooking utensil detection circuit (17). If any of them (570A, 570B, 590) has (320) a high level, the gate signals (540) are interrupted (200) for 3 s. Otherwise, after 3 ms has elapsed (330), timer 3 is monitored. If this is not done, then danger signals (570A, 570B, 590) are monitored cyclically (320). In addition, the gating pulses (540) corresponding to the off state are corrected by using subroutine 2 (140) and, accordingly, the gating signals corresponding to the off state are corrected (290).

Затем, если длительности циклов чрезмерные (300, 310), контролируются таймеры. Если длительность превышает (310) 100 мс, то таймер 2 сбрасывается (170), и процедура, которая описана выше, повторяется. Если превышается (300) длительность 1 с, то путем использования подпрограммы 1 (110) с целью обновления контролируются входные данные пользователя и после этого таймер 1 сбрасывается (160), а цикл повторяется.Then, if the cycle times are excessive (300, 310), timers are monitored. If the duration exceeds (310) 100 ms, then timer 2 is reset (170), and the procedure described above is repeated. If a duration of 1 s is exceeded (300), then using the subroutine 1 (110) to update, the user input is controlled and then timer 1 is reset (160), and the cycle repeats.

Блок (16) трансформатора тока преобразует ток индуктора (19) в значение напряжения, которое обозначено как уровень (620) тока индуктора. На фиг.8 показана принципиальная схема блока (16) трансформатора тока. На первичной стороне трансформатора имеется нагревательная катушка (19), а вторичной стороной является та, на которой преобразованное напряжение выделяется на резисторе R10. Выходное напряжение VOUT трансформатора тока определяется коэффициентом трансформации 1:N какThe current transformer unit (16) converts the inductor current (19) into a voltage value, which is indicated as the inductor current level (620). On Fig shows a schematic diagram of the block (16) of the current transformer. On the primary side of the transformer there is a heating coil (19), and the secondary side is the one on which the converted voltage is released on the resistor R10. The output voltage V OUT of the current transformer is determined by a transformation ratio of 1: N as

VOUT=R10ЧIL/N,V OUT = R10CHI L / N,

где: IL - ток, протекающий через нагревательную катушку (19).where: I L is the current flowing through the heating coil (19).

Кроме того, посредством использования D10 и С10 пиковое значение VOUT и в результате пиковое значение (610) тока индуктора запоминается и подается на микропроцессор (18).In addition, by using D10 and C10, the peak value of V OUT and, as a result, the peak value (610) of the inductor current is stored and fed to the microprocessor (18).

Схемы (15) защиты и схема (17) обнаружения посуды для готовки предназначены для предотвращения неожиданных опасных состояний силовой схемы (10), возникающих, например, вследствие отказа микропроцессора (18).The protection circuits (15) and the cooking utensil detection circuit (17) are designed to prevent unexpected dangerous states of the power circuit (10) arising, for example, due to microprocessor failure (18).

Аналоговая схема (15) защиты контролирует уровень (620) тока индуктора и коллекторное напряжение (510) полупроводникового ключа. Когда уровень (620) тока индуктора превышает максимально допустимое значение (Vопорное, ток), уровень выходного сигнала компаратора 1 (СОМР1) становится высоким. Этим выходным сигналом включается биполярный транзистор Т3 (530); поэтому выход стробирующего сигнала (520) фиксируется в состоянии с низким уровнем, так что силовой инвертор (10) блокируется. Следовательно, силовая схема (10) и биполярный транзистор с изолированным затвором защищены от перегрузок по току. Кроме того, на микропроцессор (18) подается сигнал (570) неисправности, чтобы блокировать выходные стробирующие сигналы (540) цифровых схем (18). Точно так же, когда коллекторное напряжение (510) транзистора выше заданного значения (Vопорное напряжение), выход стробирующих сигналов (520) фиксируется в состоянии с низким уровнем посредством Т3 (530), так что ложные стробирующие сигналы, которые могут быть вызваны отказом микропроцессора, исключаются. Если стробирующий импульс (540) приходит в момент, когда уровень выходного сигнала компаратора 2 (СОМР2) является высоким, то этот стробирующий сигнал не может включить биполярный транзистор с изолированным затвором. Это потому, что коллекторным напряжением Т3 (530) стробирующие сигналы (520) уже приведены к состоянию с низким уровнем. Так что силовой каскад (10) и биполярный транзистор с изолированным затвором могут быть защищены. Но выходной сигнал (570В) элемента И (1) изменится до состояния с низким уровнем, указывая на опасное состояние. Поэтому формирование стробирующих импульсов (540) микропроцессором (18) прекратится.An analog protection circuit (15) monitors the inductor current level (620) and the collector voltage (510) of the semiconductor switch. When the level (620) of the inductor current exceeds the maximum permissible value (V reference, current ), the output level of the comparator 1 (COMP1) becomes high. This output signal turns on the bipolar transistor T3 (530); therefore, the output of the gate signal (520) is locked in a low state, so that the power inverter (10) is blocked. Consequently, the power circuit (10) and the insulated gate bipolar transistor are protected against current overloads. In addition, a malfunction signal (570) is supplied to the microprocessor (18) to block the output gate signals (540) of the digital circuits (18). Similarly, when the collector voltage (510) of the transistor is higher than a predetermined value (V reference voltage ), the output of the gate signals (520) is fixed in a low state by T3 (530), so that false gate signals that may be caused by a microprocessor failure are excluded. If the gating pulse (540) arrives at the moment when the output signal level of the comparator 2 (COMP2) is high, then this gating signal cannot turn on the insulated gate bipolar transistor. This is because the gate voltage (520) with collector voltage T3 (530) is already reduced to a low state. So the power stage (10) and the insulated gate bipolar transistor can be protected. But the output signal (570V) of the element And (1) will change to a low state, indicating a dangerous state. Therefore, the formation of gating pulses (540) by the microprocessor (18) will stop.

Поскольку потери биполярного транзистора с изолированным затвором при выключении и в проводящем состоянии являются неизбежными, только потери при включении могут быть минимизированы. Для решения этой задачи необходимо проанализировать VCE (510), поскольку оно является наиболее важным параметром, который влияет на величину потерь при включении. Как можно видеть из фиг.10а, после момента выключения транзистора возникают колебания VCE (510) на резонансной частоте нагревательной катушки (19) и резонансного конденсатора CRES. Поэтому при неизменных нагрузке, нагревательной катушке (19) и CRES минимум VCE (510) всегда наблюдается в один и тот же момент после выключения.Since losses of an insulated-gate bipolar transistor when switching off and in a conducting state are inevitable, only switching-on losses can be minimized. To solve this problem, it is necessary to analyze V CE (510), since it is the most important parameter that affects the magnitude of the power-on losses. As can be seen from Fig. 10a, after the transistor is turned off, oscillations V CE (510) occur at the resonant frequency of the heating coil (19) and the resonant capacitor C RES . Therefore, at constant load, heating coil (19) and C RES, the minimum V CE (510) is always observed at the same moment after switching off.

Длительность выключенного состояния является постоянной в течение половины периода переменного тока и непосредственно связана с резонансной частотой силового инвертора (10). Но вследствие изменений нагрузки резонансная частота может изменяться. Для компенсации этих изменений ток индуктора (19) контролируется посредством трансформатора (16) тока, который также используется для защиты от перегрузки по току. Теоретически минимум напряжения VCE (510) существует при переходе через нулевой уровень тока индуктора (19). На фиг.11а и 11b показаны типичные формы тока индуктора (19) и VCE (510), соответственно. Таким образом, путем осуществления наблюдения за уровнем (620) тока индуктора могут быть получены длительности выключенного состояния с обеспечением минимальных потерь энергии. Контролируемый уровень (620) тока индуктора инвертируется инвертирующим усилителем (22) и подается на микропроцессор в качестве выходного сигнала (560) детектора переходов через нулевой уровень. Контролируя этот сигнал, микропроцессор (18) корректирует (290) длительность соответствующих выключенному состоянию сигналов каждые 10 мс. Он (18) вычисляет время, прошедшее между моментом перехода стробирующего сигнала (140) в соответствующее выключению состояние и срезом выходного импульса (560) детектора (22) переходов через нулевой уровень. На фиг.11d показан выходной сигнал (560) детектора (22) переходов через нулевой уровень.The duration of the off state is constant for half the period of the alternating current and is directly related to the resonant frequency of the power inverter (10). But due to changes in load, the resonant frequency may vary. To compensate for these changes, the current of the inductor (19) is controlled by a current transformer (16), which is also used to protect against overcurrent. Theoretically, the minimum voltage V CE (510) exists when passing through the zero current level of the inductor (19). 11 a and 11 b show typical current forms of the inductor (19) and V CE (510), respectively. Thus, by monitoring the inductor current level (620), off-time durations can be obtained with minimal energy loss. A controlled level (620) of the inductor current is inverted by an inverting amplifier (22) and fed to the microprocessor as the output signal (560) of the detector for transitions through the zero level. Controlling this signal, the microprocessor (18) corrects (290) the duration of the signals corresponding to the off state every 10 ms. It (18) calculates the time elapsed between the moment of transition of the gating signal (140) to the state corresponding to switching off and the cut-off of the output pulse (560) of the detector (22) of transitions through the zero level. On fig.11d shows the output signal (560) of the detector (22) transitions through the zero level.

Система также включает в себя схему, называемую схемой (17) обнаружения посуды для готовки, предназначенную для обнаружения того, подходящая ли кухонная посуда (20) установлена на варочной панели. Схема (17) контролирует сигнал (500) напряжения линии постоянного тока. В соответствии с контролируемым сигналом посредством схемы (17) обнаружения посуды для готовки принимается решение о том, является или не является подходящей кухонная посуда (20) на варочной панели. Если подходящая кухонная посуда отсутствует, эта схема (17) посылает в микропроцессор (18) сигнал (590) неисправности, чтобы на заранее определенный промежуток времени блокировать работу силового инвертора (10).The system also includes a circuit called a cookware detection circuit (17) for detecting whether a suitable cookware (20) is installed on the hob. The circuit (17) controls the signal (500) of the DC line voltage. In accordance with the monitored signal, through the detection of the cooking utensils for cooking (17), a decision is made as to whether or not the cookware (20) is on the hob. If there is no suitable cookware, this circuit (17) sends a malfunction signal (590) to the microprocessor (18) in order to block the operation of the power inverter (10) for a predetermined period of time.

Если подходящая посуда для готовки отсутствует на варочной панели, никакая энергия не будет передаваться от силового каскада (10) к кухонной посуде (20). Обнаружение присутствия посуды (20) для готовки основано на изменении формы напряжения (500) линии постоянного тока. На фиг.13а это напряжение (500) показано для случая, когда имеется подходящая посуда (20) для готовки. Для случая, когда нет подходящей посуды для готовки, форма (500) сигнала приобретает вид сигнала на фиг.14а. В силу того, что не происходит передачи энергии, когда нет подходящей посуды для готовки, энергия будет сохраняться в высокочастотном шунтирующем конденсаторе С1. Поэтому наличие посуды (20) для готовки можно выявить путем оценивания формы (500) этого сигнала.If no suitable cooking utensils are available on the hob, no energy will be transferred from the power stage (10) to the cooking utensils (20). Detecting the presence of cookware (20) is based on a change in the shape of the voltage (500) of the DC line. On figa this voltage (500) is shown for the case when there is a suitable cookware (20) for cooking. For the case where there is no suitable cooking utensil, the waveform (500) takes the form of a signal in figa. Due to the fact that there is no energy transfer when there is no suitable cooking utensil, the energy will be stored in a high-frequency shunt capacitor C1. Therefore, the presence of cookware (20) can be detected by evaluating the shape (500) of this signal.

Детектор (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц во время перехода через нулевой уровень сигнала (500) линии постоянного тока формирует сигнал (580) высокого уровня длительностью приблизительно 400 мкс. Этот выходной сигнал (580) также подается на микропроцессор (18) для обнаружения момента, соответствующего пику напряжения линии постоянного тока. Напряжение (500) линии постоянного тока контролируется с помощью резисторного делителя на инвертирующем входе компаратора 3 (СОМР3), показанного на фиг.12. Уровень на неинвертирующем входе, то есть опорное значение, составляет небольшую часть пикового значения напряжения (500) линии постоянного тока. Следовательно, когда напряжение (500) линии постоянного тока падает ниже определенного значения, то, как показано на фиг.13b, выходной сигнал (580) компаратора переходит в состояние высокого уровня.The detector (23) of transitions through the zero level at 50 Hz during the transition through the zero level of the signal (500) of the direct current line generates a high level signal (580) with a duration of approximately 400 μs. This output signal (580) is also supplied to the microprocessor (18) to detect the moment corresponding to the peak voltage of the DC line. The voltage (500) of the DC line is controlled by a resistor divider at the inverting input of the comparator 3 (COMP3) shown in Fig. 12. The level at the non-inverting input, that is, the reference value, is a small part of the peak voltage value (500) of the DC line. Therefore, when the voltage (500) of the DC line drops below a certain value, then, as shown in FIG. 13b, the output signal (580) of the comparator goes into a high level state.

Как видно на фиг.14b, в случае, когда нет подходящей кухонной посуды, переходы через нулевой уровень не происходят. Поэтому, когда нет подходящей посуды для готовки, детектор (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц не формирует выходной сигнал высокого уровня. Схема (17) обнаружения посуды для готовки осуществляет наблюдение за этими выходными сигналами и, если в течение отрезка времени, равного 400 мс, нет выходного сигнала (580) высокого уровня, формируемого детектором (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц, она посылает сигнал (590) блокировки на микропроцессор (18) для прекращения работы силового каскада (10). Спустя 3 с после прекращения работы она (17) вновь запускает систему для обнаружения того, не поместил ли пользователь подходящую посуду (20) для готовки на варочную панель. Затем в течение 400 мс она осуществляет наблюдение за выходными сигналами (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц и блокирует систему или оставляет ее в режиме ожидания в соответствии с уровнем этого сигнала, то есть до появления кухонной посуды (20).As can be seen in FIG. 14b, in the case when there is no suitable cookware, transitions through the zero level do not occur. Therefore, when there is no suitable cooking utensil, the detector (23) of transitions through the zero level at 50 Hz does not generate a high level output signal. The cooking utensil detection circuit (17) monitors these output signals and, if for a period of 400 ms there is no high level output signal (580) generated by the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz, it sends a lock signal (590) to the microprocessor (18) to stop the power stage (10). After 3 s after the termination of work, it (17) starts up the system again to detect whether the user has placed suitable cookware (20) for cooking on the hob. Then, for 400 ms, it monitors the output signals (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz and blocks the system or leaves it in standby mode in accordance with the level of this signal, that is, until the kitchen utensils appear (20) .

Выходной сигнал (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц подается на вход элемента НЕ-И (А) на фиг.13. Выходным сигналом элемента НЕ-И (А) заряжается конденсатор С23, и, если его входной сигнал низкого уровня, это означает, что переходы через нулевой уровень не происходят. Время, затрачиваемое на заряд С23 до значения, при котором на выходе элемента НЕ-И (В) устанавливается состояние с низким уровнем, составляет приблизительно 400 мс. Если переход через нулевой уровень не происходит, С23 заряжается до порогового значения, выходной сигнал элемента НЕ-И (В) становится низкого уровня, а выходной сигнал (590) элемента НЕ-И (С) становится высокого уровня, и он поступает на микропроцессор (18).The output signal (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz is supplied to the input of the element NAND (A) in Fig.13. The output signal of the element NAND (A) charges the capacitor C23, and if its input signal is low, this means that transitions through the zero level do not occur. The time spent on the C23 charge to a value at which a low state is established at the output of the NE-I (B) element is approximately 400 ms. If the transition through the zero level does not occur, C23 is charged to a threshold value, the output signal of the NAND element (B) becomes low, and the output signal (590) of the element NAND (C) becomes high, and it goes to the microprocessor ( eighteen).

На фиг.15 показана принципиальная схема блока (21) преобразователя температуры в напряжение. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) помещен под варочной поверхностью варочной панели, и он реагирует на температуру кухонной посуды (20). Термистор с отрицательным температурным коэффициентом и R11 образуют резисторный делитель, и напряжение узла (600) изменяется, когда изменяется температура. Поэтому путем наблюдения за напряжением узла (600) микропроцессор может получать данные о температуре кухонной посуды (20).On Fig shows a schematic diagram of a block (21) of the temperature to voltage Converter. A negative temperature coefficient thermistor (OTC) is placed under the hob of the hob, and it responds to the temperature of the cookware (20). The NTC thermistor and R11 form a resistor divider, and the voltage of the node (600) changes when the temperature changes. Therefore, by monitoring the voltage of the assembly (600), the microprocessor can obtain data on the temperature of the cookware (20).

В состав изобретения входит возбудитель (11) затвора с одним каскадным выходом, предназначенным для непосредственного возбуждения биполярного транзистора с изолированным затвором. Этот блок необходим, поскольку стробирующие импульсы (540) микропроцессора (18) изменяются от 0 до 5 В, а для получения лучшей характеристики в случае биполярного транзистора с изолированным затвором необходимо иметь от 0 до 15 В. Когда соответствующий включенному состоянию стробирующий сигнал (540) поступает с микропроцессора (18), нижний транзистор Т1 закрывается, а верхний транзистор Т2 открывается. Поэтому на затвор биполярного транзистора с изолированным затвором через узел (520) и верхний транзистор Т2 будет поступать сигнал 15 В. Когда соответствующий выключенному состоянию стробирующий сигнал (540) поступает с микропроцессора (18), нижний транзистор Т1 открывается, а верхний транзистор Т2 закрывается. Поэтому затвор биполярного транзистора с изолированным затвором будет заземлен через узел (520) и нижний транзистор Т1. Через узел (530) выход возбудителя затвора может быть заземлен схемами (15) защиты независимо от сигнала, поступающего с микропроцессора (18). Этим предотвращается выход из строя мощного транзистора ложными стробирующими сигналами (540), обусловленными отказом микропроцессора.The composition of the invention includes a gate driver (11) with one cascade output, intended for direct excitation of an insulated gate bipolar transistor. This block is necessary because the strobe pulses (540) of the microprocessor (18) vary from 0 to 5 V, and to obtain the best performance in the case of an insulated gate bipolar transistor, it is necessary to have from 0 to 15 V. When the strobe signal (540) corresponding to the on state comes from the microprocessor (18), the lower transistor T1 closes, and the upper transistor T2 opens. Therefore, the gate of the bipolar transistor with an insulated gate through the node (520) and the upper transistor T2 will receive a signal of 15 V. When the gate signal corresponding to the off state (540) comes from the microprocessor (18), the lower transistor T1 opens and the upper transistor T2 closes. Therefore, the gate of the insulated gate bipolar transistor will be grounded through the node (520) and the lower transistor T1. Through the node (530), the gate exciter output can be grounded by protection circuits (15), regardless of the signal from the microprocessor (18). This prevents the failure of a powerful transistor with false gating signals (540) due to a microprocessor failure.

Claims (7)

1. Индукционное устройство для тепловой обработки продуктов, содержащее схему (10) силового инвертора, получающую от сети ток по существу с единичным коэффициентом мощности, поступающий на индукционную нагревательную катушку (19), которая создает высокочастотное магнитное поле, индуцирующее съемную или несъемную магнитную кухонную посуду (20), резонансный конденсатор (Cres), параллельный нагревательной катушке (19), биполярный транзистор с изолированным затвором в качестве переключающего элемента, подключенный последовательно к параллельному контуру из нагревательной катушки (19) и резонансного конденсатора (Cres) и силовой диод (DP), включенный встречно-параллельно биполярному транзистору с изолированным затвором; микропроцессор (18), получающий с панели пользователя заданную температуру кухонной посуды или заданный уровень мощности устройства для тепловой обработки продуктов, управляющий мощностью, передаваемой к кухонной посуде (20), путем регулирования соответствующей включенному состоянию длительности стробирующих импульсов (520, 540) путем возбуждения биполярного транзистора с изолированным затвором через возбудитель (11) затвора, управляющий температурой кухонной посуды (20) путем прерывания работы системы, когда температура кухонной посуды (20) достигает заданного значения и данные о температуре поступают из блока (21) преобразования температуры в напряжение, или путем повторного пуска системы после ожидания в течение заранее установленного отрезка времени после того, как она была прервана, регулирующий соответствующие выключенным состояниям длительности стробирующих импульсов путем наблюдения за моментами переходов через нулевой уровень тока, протекающего через нагревательную катушку, с помощью детекторного средства (22) переходов через нулевой уровень и прерывающий работу схемы (10) силового инвертора на заранее установленный отрезок времени, когда принимается предупреждающий сигнал (570А, 570В, 590) со схемы (17) обнаружения посуды для готовки или с блока (15) схем защиты; схему (17) обнаружения посуды для готовки, включенную между микропроцессором (18) и схемой (10) силового инвертора (10), и обнаруживающую, подходящая ли кухонная посуда (20) помещена на варочную панель, путем контролирования напряжения (500) линии постоянного тока и содержащую детекторное средство (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц для обнаружения переходов через нулевой уровень сигнала входного напряжения (Vac) переменного тока; блок аналоговых схем (15) защиты, включенный между микропроцессором (18), возбудителем (11) затвора, и схемой (10) силового инвертора, защищающий схему (10) силового инвертора от перегрузок по току путем контролирования тока, протекающего через нагревательную катушку (19) посредством блока (16) трансформатора тока, и в то же самое время от несоответствующих стробирующих сигналов путем контролирования коллекторного напряжения биполярного транзистора (510) с изолированным затвором и стробирующих сигналов (540).1. An induction device for heat treatment of products containing a circuit (10) of a power inverter, receiving from the network a current with a substantially unit power factor supplied to an induction heating coil (19), which creates a high-frequency magnetic field that induces removable or non-removable magnetic cookware (20), a resonance capacitor (C res), parallel to the heating coil (19), insulated-gate bipolar transistor as a switching element connected in series to the parallel in the contour of the heating coil (19) and the resonance capacitor (C res) and a power diode (D P), included in antiparallel insulated-gate bipolar transistor; a microprocessor (18), receiving from the user panel the set temperature of the cookware or the set power level of the device for heat treatment of products, controlling the power transmitted to the cookware (20) by adjusting the duration of the strobe pulses (520, 540) corresponding to the on state by exciting the bipolar an insulated gate transistor through a gate driver (11) that controls the temperature of the cookware (20) by interrupting the operation of the system when the temperature of the cookware (20) reaches the set value and the temperature data comes from the unit (21) converting the temperature to voltage, or by restarting the system after waiting for a predetermined period of time after it was interrupted, regulating the duration of the strobe pulses corresponding to the off states by observing the moments transitions through the zero level of the current flowing through the heating coil, using the detector means (22) transitions through the zero level and interrupts the work a power inverter circuit (10) for a predetermined period of time when a warning signal (570A, 570B, 590) is received from the cooking utensil detection circuit (17) or from the protection circuit unit (15); a cooking utensil detection circuit (17) connected between the microprocessor (18) and the power inverter circuit (10) and detecting whether suitable cookware (20) is placed on the hob by monitoring the voltage (500) of the DC line and comprising a detector means (23) of transitions through a zero level at 50 Hz for detecting transitions through a zero level of an AC input voltage signal (V ac ); a block of analog protection circuits (15), connected between the microprocessor (18), the gate driver (11), and the power inverter circuit (10), which protects the power inverter circuit (10) from current overloads by controlling the current flowing through the heating coil (19) ) by means of a current transformer unit (16), and at the same time from inappropriate gate signals by monitoring the collector voltage of an insulated gate bipolar transistor (510) and gate signals (540). 2. Индукционное устройство по п.1, в котором микропроцессор (18) в режиме мощности получает входной сигнал мощности с панели пользователя, сопоставляет заданную температуру кухонной посуды (20) с заранее установленным значением максимально допустимой температуры кухонной посуды (20) и осуществляет работу схемы (10) силового инвертора при выбранном входном сигнале мощности; в режиме температуры получает входной сигнал температуры с панели пользователя, осуществляет работу схемы (10) силового инвертора при максимальном уровне мощности, останавливает работу системы, когда температура кухонной посуды (20) достигает заданного значения и осуществляет повторный пуск после ожидания в течение заранее установленного отрезка времени.2. The induction device according to claim 1, in which the microprocessor (18) in power mode receives a power input signal from the user panel, compares the set temperature of the cookware (20) with a predetermined value of the maximum allowable temperature of the cookware (20) and performs circuit operation (10) power inverter with selected input power signal; in temperature mode, receives the temperature input from the user panel, operates the power inverter circuit (10) at the maximum power level, stops the system when the temperature of the cookware (20) reaches the set value and restarts after waiting for a predetermined period of time . 3. Индукционное устройство по п.1, в котором микропроцессор (18) осуществляет пуск схемы (10) силового инвертора при минимальном уровне мощности устройства для тепловой обработки продуктов, сравнивает текущий уровень мощности с уровнем мощности, который пользователь ввел с помощью панели пользователя, увеличивает или уменьшает текущий уровень мощности до уравнивания обоих уровней; формирует стробирующие импульсы (540), которые имеют соответствующие включенным состояниям длительности, соответствующие уровню мощности в этот момент; сравнивает пиковый уровень (610) тока индуктора с ожидаемым значением и приостанавливает систему на 3 с, если он не находится в пределах ±20% ожидаемого значения.3. The induction device according to claim 1, in which the microprocessor (18) starts the power inverter circuit (10) with a minimum power level of the device for heat treatment of products, compares the current power level with the power level that the user entered using the user panel, increases or reduces the current power level to equalize both levels; generates gating pulses (540), which have durations corresponding to the on states, corresponding to a power level at this moment; compares the peak level (610) of the inductor current with the expected value and pauses the system for 3 s if it is not within ± 20% of the expected value. 4. Индукционное устройство по п.1, в котором микропроцессор (18) осуществляет наблюдение за первым выходным сигналом (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц и выжидает в течение 5 мс в случае, когда выходной сигнал (580) становится высоким; вычисляет время, прошедшее между моментом переключения в соответствующее выключенному состоянию токового стробирующего импульса (540) и моментом, когда выходной сигнал (560) детектора (22) переходов через нулевой уровень изменяется от высокого до низкого; использует это вычисленное время в качестве соответствующей выключенному состоянию длительности стробирующих сигналов (540) до следующего вычисления.4. The induction device according to claim 1, in which the microprocessor (18) monitors the first output signal (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz and waits for 5 ms in the case when the output signal (580) getting high; calculates the time elapsed between the moment of switching to the off state of the current gate pulse (540) and the moment when the output signal (560) of the detector (22) transitions through the zero level changes from high to low; uses this calculated time as the off state of the duration of the strobe signals (540) until the next calculation. 5. Индукционное устройство по п.1, в котором микропроцессор (18) осуществляет наблюдение за выходным сигналом (590) схемы (17) обнаружения посуды для готовки и выходным сигналом (570А, 570В) блока (15) схем защиты; приостанавливает стробирующие сигналы (540) на 3 с и повторно запускает систему после окончания этого отрезка времени, если любой из этих выходных сигналов (570А, 570В, 590) является высоким.5. The induction device according to claim 1, in which the microprocessor (18) monitors the output signal (590) of the cookware detection circuit (17) and the output signal (570A, 570B) of the protection circuit block (15); pauses the strobe signals (540) for 3 s and restarts the system after the end of this period of time if any of these output signals (570A, 570B, 590) is high. 6. Индукционное устройство по п.1, в котором схема (17) обнаружения посуды для готовки содержит детекторное средство (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц, сравнивающее напряжение (500) линии постоянного тока с опорным значением посредством компаратора 3 (СОМР3) и формирующее выходной сигнал (580) высокого уровня, если напряжение (500) линии постоянного тока ниже этого опорного значения, или выходной сигнал (580) низкого уровня в противном случае; осуществляет наблюдение за инверсией этого выходного сигнала (580) с помощью элемента НЕ-И (А); заряжает конденсатор (С23) выходным сигналом элемента НЕ-И (А) через R56 (с постоянной времени R56×C23), если выходной сигнал (580) детектора (23) переходов через нулевой уровень на 50 Гц является низким, разряжает его через (R55//R56) (с постоянной времени (R55//R56)×C23) в противном случае; посылает сигнал высокого уровня на микропроцессор (18), если С23 заряжается до значения выше входного порогового значения НЕ-И (В), низкого уровня в противном случае; заряжает конденсатор (С22) выходным сигналом НЕ-И (С) через R59 и R52 (с постоянной времени (R52+R59)×C22), если выходной сигнал (590) схемы (17) обнаружения посуды для готовки является высоким, разряжает его через R59 (с постоянной времени R59×C22) в противном случае; разряжает С23 через R58 путем установки выходного сигнала компаратора 4 (СОМР4) на низкий уровень, если С22 заряжается выше заранее установленного опорного значения на отрезке времени, определяемом постоянной времени ((R52+R59)×C22), разряд не осуществляется в противном случае; сбрасывает выходной сигнал НЕ-И (С) в состояние с низким уровнем, когда С23 разряжается ниже входного порогового значения НЕ-И (В).6. The induction device according to claim 1, in which the cooking utensil detection circuit (17) comprises a detector means (23) of transitions through a zero level at 50 Hz, comparing the voltage (500) of the direct current line with a reference value by means of a comparator 3 (COMR3) and generating a high level output signal (580) if the DC link voltage (500) is lower than this reference value, or a low level output signal (580) otherwise; monitors the inversion of this output signal (580) using the element NAND (A); charges the capacitor (C23) with the output signal of the element NAND (A) through R56 (with the time constant R56 × C23), if the output signal (580) of the detector (23) transitions through the zero level at 50 Hz is low, discharges it through (R55 // R56) (with a time constant (R55 // R56) × C23) otherwise; sends a high level signal to the microprocessor (18) if C23 is charged to a value above the input threshold value NAND (B), a low level otherwise; charges the capacitor (C22) with the output signal NAND (C) through R59 and R52 (with a time constant (R52 + R59) × C22), if the output signal (590) of the cooking utensil detection circuit (17) is high, discharges it through R59 (with a time constant of R59 × C22) otherwise; discharges C23 via R58 by setting the output signal of the comparator 4 (СОМР4) to a low level, if C22 is charged above a predetermined reference value in the time interval determined by the time constant ((R52 + R59) × C22), the discharge is not performed otherwise; resets the output signal NAND (C) to a low state when C23 discharges below the input threshold NAND (B). 7. Индукционное устройство по п.1, в котором блок (15) схем защиты содержит детекторное средство (22) переходов через нулевой уровень, инвертирующее уровень (620) тока индуктора, получаемый из блока (16) трансформатора тока, и посылающее указанный уровень на микропроцессор (18) в качестве выходного сигнала (560); содержит компаратор 1 (COMP1), сравнивающий указанный уровень (620) тока индуктора с опорным значением (Vопорное, ток), которое соответствует максимально допустимому значению тока, посылающий сигнал (570) высокого уровня на микропроцессор (18), если указанный уровень (620) тока индуктора выше (Vопорное, ток), или сигнал (570) низкого уровня в противном случае; включает биполярный плоскостной транзистор (Т3) и приводит стробирующие сигналы (520) к низкому уровню с помощью узла 530, если выходной сигнал компаратора 1 (COMP1) является высоким, или не воздействует на стробирующие импульсы в противном случае; содержит компаратор 2 (СОМР2), сравнивающий коллекторное напряжение биполярного транзистора (510) с изолированным затвором с опорным значением, которое соответствует максимально допустимому значению (510) коллекторного напряжения до включения биполярного транзистора с изолированным затвором, и формирующий выходной сигнал высокого уровня, если коллекторное напряжение (510) выше опорного, или сигнал низкого уровня в противном случае; посылает сигнал (570) высокого уровня на микропроцессор (18), если выходной сигнал компаратора 2 (СОМР2) является высоким и в то же самое время выходной стробирующий сигнал (540) является высоким, или сигнал низкого уровня в противном случае; включает биполярный плоскостной транзистор (Т3) и приводит стробирующие сигналы (520) к низкому уровню с помощью узла 530, если выходной сигнал компаратора 2 (СОМР2) является высоким, или не воздействует на стробирующие импульсы в противном случае.7. The induction device according to claim 1, in which the block (15) of the protection circuits comprises a detector means (22) of transitions through the zero level, inverting the level (620) of the inductor current obtained from the block (16) of the current transformer, and sending the specified level to microprocessor (18) as an output signal (560); contains a comparator 1 (COMP1) comparing the indicated level (620) of the inductor current with a reference value (V reference, current ), which corresponds to the maximum allowable current value, sending a high level signal (570) to the microprocessor (18) if the specified level (620 ) the inductor current is higher (V reference, current ), or the signal (570) is low otherwise; turns on the bipolar junction transistor (T3) and brings the gate signals (520) to a low level using the node 530 if the output signal of the comparator 1 (COMP1) is high, or does not affect the strobe pulses otherwise; contains a comparator 2 (СОМР2) comparing the collector voltage of the bipolar transistor (510) with an insulated gate with a reference value that corresponds to the maximum permissible value (510) of the collector voltage before turning on the bipolar transistor with an insulated gate, and generating a high level output signal if the collector voltage (510) above the reference, or a low signal otherwise; sends a high level signal (570) to the microprocessor (18) if the output signal of the comparator 2 (COMR2) is high and at the same time the output gate signal (540) is high, or a low level signal otherwise; turns on the bipolar junction transistor (T3) and lowers the gating signals (520) using node 530 if the output signal of the comparator 2 (COMP2) is high, or does not affect the gating pulses otherwise.
RU2005141139/09A 2003-05-28 2003-05-28 Inductive cooking panel RU2313924C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141139/09A RU2313924C2 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Inductive cooking panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005141139/09A RU2313924C2 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Inductive cooking panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005141139A RU2005141139A (en) 2006-05-27
RU2313924C2 true RU2313924C2 (en) 2007-12-27

Family

ID=36711287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005141139/09A RU2313924C2 (en) 2003-05-28 2003-05-28 Inductive cooking panel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313924C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542339C2 (en) * 2009-12-01 2015-02-20 Индезит Компани С.П.А. Induction cooktop
RU2566682C2 (en) * 2011-03-31 2015-10-27 Бсх Хаусгерете Гмбх Device for household appliance
RU197581U1 (en) * 2020-02-25 2020-05-15 Эдуард Владимирович Малик PORTABLE INDUCTION HEATER
RU2783592C1 (en) * 2019-05-02 2022-11-15 Фабита С.Р.Л. Improved induction cooking system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542339C2 (en) * 2009-12-01 2015-02-20 Индезит Компани С.П.А. Induction cooktop
RU2566682C2 (en) * 2011-03-31 2015-10-27 Бсх Хаусгерете Гмбх Device for household appliance
RU2783592C1 (en) * 2019-05-02 2022-11-15 Фабита С.Р.Л. Improved induction cooking system
RU197581U1 (en) * 2020-02-25 2020-05-15 Эдуард Владимирович Малик PORTABLE INDUCTION HEATER

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005141139A (en) 2006-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1629698B1 (en) Induction cooktop
EP3170363B1 (en) System and method for improving noise performance of multi-zone quasi-resonant inverter induction heater
US20130334212A1 (en) Induction heating device
WO2014090864A1 (en) An induction heating cooktop
JPH0371589A (en) Microwave range
US11064573B2 (en) Determining resonant frequency for quasi-resonant induction cooking devices
EP3598850B1 (en) Induction heating device performing container sensing function
KR100629334B1 (en) Induction heating cooker to limit the power level when input voltage is low and its operating method therefor
KR910003812B1 (en) Regular power supply
US5001318A (en) High frequency heating apparatus with abnormal condition detection
JPH07174343A (en) Small-article sensing circuit for high-frequency induction heating cooker
RU2313924C2 (en) Inductive cooking panel
WO2014090868A1 (en) An induction heating cooktop
JP4887681B2 (en) Induction heating device
KR102142412B1 (en) Cooker reducing Electro Magnetic Interference and Operating method thereof
JP2737486B2 (en) Pot detection device for induction heating rice cooker
KR100186481B1 (en) Power control apparatus for induction cooker
JP2714168B2 (en) Induction heating cooker
KR100266616B1 (en) High power induction heating device
JPH02290419A (en) High frequency heating cooker
KR20210054836A (en) Induction heating apparatus
JP2895078B2 (en) Electromagnetic cooker
JPH02172180A (en) High frequency heating device
JPS63318091A (en) High-frequency heating device
KR20210014375A (en) Induction heating device