DE19708335B4

DE19708335B4 - Heating power regulation for induction cooker

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Publication number: DE19708335B4
Application number: DE19708335A
Authority: DE
Inventors: Albert Thomann
Original assignee: E G O COMMERCIAL ELECTRONICS A; Ego Commercial Electronics AG
Current assignee: E.G.O. COMMERCIAL ELECTRONICS AG, HERISAU, CH
Priority date: 1996-03-07
Filing date: 1997-03-02
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2017-03-03
Also published as: DE19708335A1; CH690891A5

Abstract

Verfahren zur Regulierung der Heizleistung eines Induktionskochherdes mit
– mehreren Kochfeldern (1.1, ..., 1.n), die jeweils einen elektrischen Schwingkreis aufweisen, wobei ein jeweiliger Schwingkreis jeweils eine Induktionsspule (13) umfasst,
– wobei eine jeweilige Anregungsfrequenz der Schwingkreise identisch ist,
– wobei ein jeweiliger Schwingkreis durch periodisches, abwechselndes Verbinden seiner Induktionsspule mit einem positiven Pol (+) und einem negativen Pol (–) einer Spannungsquelle (4) zum Schwingen angeregt wird, und
– wobei eine jeweilige Schwingungsperiode in erste Zeitintervalle (T₁', ..., T_p'), in denen entweder der positive oder der negative Pol mit einer jeweiligen Induktionsspule verbunden ist, und in zweite Zeitintervalle (T₁'', ..., T_q'') unterteilt wird, in denen weder der positive noch der negative Pol mit einer jeweiligen Induktionsspule verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Heizleistung eines jeweiligen Kochfelds reguliert wird, indem das Verhältnis der Summe (T₁' + ... + T_p') der jeweiligen ersten Zeitintervalle zur Summe...Method for regulating the heat output of an induction cooker with
- a plurality of cooktops (1.1, ..., 1.n), each having an electrical resonant circuit, wherein a respective resonant circuit each comprise an induction coil (13),
- Wherein a respective excitation frequency of the resonant circuits is identical,
- Wherein a respective resonant circuit is excited by periodically, alternately connecting its induction coil to a positive pole (+) and a negative pole (-) of a voltage source (4) to vibrate, and
- Wherein a respective oscillation period in first time intervals (T ₁ ', ..., T _p '), in which either the positive or the negative pole is connected to a respective induction coil, and in second time intervals (T ₁ '', .. ., T _q '') is divided, in which neither the positive nor the negative pole is connected to a respective induction coil,
characterized in that
- The heating power of each hob is regulated by the ratio of the sum (T ₁ '+ ... + T _p ') of the respective first time intervals to the sum ...

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektromagnetischen Induktionsheizungen und betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1The Invention is in the field of electromagnetic induction heaters and relates to a method according to the preamble of claim 1

Induktionskochherde sind allgemein bekannt. Unter einem Kochfeld eines Induktionskochherdes befindet sich eine Induktionsspule, welche als Primärspule eines Transformators dient. Als Sekundärspule di eine metallisches Kochgefäß auf dem Kochfeld, welche sich durch Umsetzen der induzierten elektrischen Energie in Joulesche Wärme erhitzt. Ein solcher Induktionskochherd hat unter anderem die Vorteile, dass er weder offene Flammen noch heiße Kochplatten aufweist und dass Wärme erst im Kochgefäß erzeugt wird.Induction cookers are well known. Under a cooktop of an induction cooker there is an induction coil, which as a primary coil of a Transformer is used. As a secondary coil ie a metallic cooking vessel on the hob, which by reacting the induced electrical energy in Joule heat heated. Such an induction cooker has, among other things, the advantages that he has neither open flames nor hot hotplates and that heat first produced in the cooking vessel becomes.

Zur Regulierung der Heizleistung eines Induktionskochherdes werden hauptsächlich zwei Verfahren angewendet. Beide beruhen auf der Tatsache, dass die Heizleistung umso größer ist, je größer der Spulenstrom ist, und umgekehrt, die Heizleistung wird also über den Spulenstrom geregelt.to Regulation of the heating power of an induction cooker are mainly two Method applied. Both are based on the fact that the heating power the bigger, the larger the coil current is, and vice versa, the heating power is thus controlled by the coil current.

In einem ersten bekannten Verfahren zur Leistungsregulierung wird einem elektrischen Schwingkreis, in den die Primärspule in Serie eingebaut ist, eine vom Benützer einstellbare Frequenz aufgezwungen. Stimmt diese Frequenz gerade mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises überein, so ist der Spulenstrom und damit die Heizleistung maximal. Je mehr die aufgezwungene Frequenz von der Resonanzfrequenz abweicht, umso kleiner wird der Spulenstrom und damit die Heizleistung. Dabei werden typischerweise Frequenzen zwischen 20 und 40 kHz gebraucht. Bei Mehrfeld-Induktionskochherden hat dieses Verfahren den Nachteil, dass Wechselstromsignale zweier mit verschiedenen Frequenzen betriebener Kochfelder interferieren wodurch ein unangenehmer Heul- oder Pfeifton entsteht. Um diese störenden Auswirkungen in Grenzen zu halten, müssen daher die Kochfelder einen gewissen Minimalabstand voneinander aufweisen, bspw. mindestens 5 cm. Dies bringt aber den Nachteil mit sich, dass die Kochfelder nicht flächendeckend auf dem Herd angeordnet werden können; auf der Kochzone gibt es also tote Flächen, über denen nicht geheizt werden kann.In A first known method for power regulation becomes one electrical resonant circuit in which the primary coil is installed in series, one from the user adjustable frequency imposed. Is this frequency right now? coincide with the resonant frequency of the resonant circuit, so is the coil current and thus the heating power maximum. The more the imposed frequency deviates from the resonant frequency, the smaller the coil current and thus the heating power. These are typically frequencies between 20 and 40 kHz needed. For multi-field induction cookers This method has the disadvantage that AC signals of two Interfering with different frequencies operated hobs causing an unpleasant howling or whistling sound. Around disturbing Therefore, the cooktops must have a limited impact have a certain minimum distance from each other, for example. At least 5 cm. But this has the disadvantage that the hobs not nationwide can be placed on the stove; So on the cooking zone there are dead areas, over which you can not heat can.

Ein zweites bekanntes Verfahren zur Leistungsregulierung besteht darin, einen gewissen Anteil an Halbwellen aus einem ein Kochfeld betreibenden Wechselstromsignal herauszunehmen. Dies hat den Nachteil, dass elektrische Netz ungleichmäßig belastet wird.One second known method of power regulation is a certain proportion of half-waves from a cooktop operating To take out AC signal. This has the disadvantage that electrical Network unevenly loaded becomes.

Die DE 3601958 A1 zeigt eine Induktionsheizvorrichtung sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb, wobei eine Induktionsspule mit hochfrequentem pulsierendem Strom versorgt wird. Dabei weist die Induktionsheizvorrichtung eine einzige Induktionsspule auf und steuert diese über eine Brückenschaltung von Transistoren an, wobei dazu Impulse variabler Breite verwendet werden. Somit wird also die Induktionsspule über Pulsweitenmodulation angesteuert.The DE 3601958 A1 shows an induction heating device and a method for its operation, wherein an induction coil is supplied with high-frequency pulsating current. In this case, the induction heating on a single induction coil and controls them via a bridge circuit of transistors, using pulses of variable width are used. Thus, therefore, the induction coil is controlled by pulse width modulation.

Die DE 2705528 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von elektrischen Heizgeräten wie elektrischen Herden mit mehreren Kochfeldern bzw. Kochplatten. Die Heizelemente werden dabei mit Steuerschaltern angesteuert, denen mittels einer zentralen Impulserzeugung derselbe Takt- bzw. Zündimpuls zugeordnet wird. Dabei wird jedoch zwischen einem Aufheizbetrieb und einem Dauerbetrieb unterschieden, wobei die Leistung mehrerer gleichzeitig betriebener Heizelemente so aufeinander abgestimmt wird, dass eine Maximalleistung nicht überschritten wird. Des weiteren kann durch Einstellen der Taktzeiten für jedes Heizelement ein unterschiedlicher Takt vorgegeben werden. Des weiteren sind als Heizelement Widerstandsheizungen beschrieben, die während eines eingeschalteten Taktes mit Netzspannung arbeiten.The DE 2705528 describes a method and apparatus for controlling electric heaters, such as electric ovens with multiple hobs or hotplates. The heating elements are controlled with control switches, which by means of a central pulse generation the same clock or ignition pulse is assigned. However, a distinction is made between a heating operation and a continuous operation, wherein the power of several simultaneously operated heating elements is coordinated so that a maximum power is not exceeded. Furthermore, by setting the cycle times for each heating element, a different clock can be specified. Furthermore, as a heating element resistance heaters are described, which operate during a switched-on clock with mains voltage.

Die US 4,540,866 beschreibt eine Induktionsheizvorrichtung mit Abschaltung bei außernormaler Last. Die eine Induktionsspule der Induktionsheizvorrichtung wird über Pulsweitenmodulation angesteuert.The US 4,540,866 describes an induction heater with shutdown at extra-normal load. The one induction coil of the induction heating device is controlled via pulse width modulation.

Die GB 2 135 538 A zeigt ein Verfahren zur Heizleistungseinstellung eines Induktionskochherdes mit mehreren Kochfeldern, die jeweils einen elektrischen Schwingkreis umfassen.The GB 2 135 538 A shows a method for adjusting the heating power of an induction cooker with multiple hobs, each comprising an electrical resonant circuit.

Die EP 0 460 279 A2 zeigt ein gattungsgemäßes Verfahren zur Heizleistungseinstellung eines Induktionskochherdes mit mehreren Kochfeldern, die jeweils einen elektrischen Schwingkreis mit einer Induktionsspule umfassen. Die Schwingkreise werden jeweils mit Ansteuersignalen beaufschlagt, die eine identische Frequenz aufweisen. Zur Einstellung der Heizleistung eines jeweiligen Kochfeldes wird ein Tastverhältnis des jeweiligen Ansteuersignals geeignet eingestellt. Bei dem Verfahren wird ein Strom durch die Induktionsspulen während eines ersten Zeitintervalls kurz aufgebaut, wobei der Strom anschließend während eines zweiten Zeitintervalls gedämpft ausschwingt. Das sich einstellende Frequenzspektrum der Schwingung wird durch die Dauer des ersten Zeitintervalls und die Eigenresonanz des Schwingkreises bestimmt, die von verschiedenen Schwingkreisparametern abhängt, beispielsweise von magnetischen Eigenschaften eines Kochgefäßes. Da sich die Eigenresonanzen üblicherweise unterscheiden, ergeben sich im Ausschwingzeitintervall Interferenzeffekte, obwohl die Schwingkreise grundsätzlich mit Ansteuersignalen beaufschlagt werden, die eine identische Frequenz aufweisen.The EP 0 460 279 A2 shows a generic method for adjusting the heating power of an induction cooker with multiple hobs, each comprising an electrical resonant circuit with an induction coil. The oscillating circuits are each supplied with drive signals which have an identical frequency. For setting the heating power of a respective hob, a duty cycle of the respective drive signal is set appropriately. In the method, a current through the induction coils is built up briefly during a first time interval, wherein the current then attenuates attenuated during a second time interval. The self-adjusting frequency spectrum of the oscillation is determined by the duration of the first time interval and the natural resonance of the resonant circuit, which depends on different resonant circuit parameters, for example the magnetic properties of a cooking vessel. Since the natural resonances usually differ, arise in the decay time interval interference effects, although the resonant circuits reason are additionally acted upon with drive signals having an identical frequency.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Heizleistungsregulierung für einen Induktionskochherd zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile nicht aufweisen, so dass bei einem Induktionsherd mit mehreren Kochfeldern keine Interferenzen entstehen.Of the Invention is based on the object, a method for heating power regulation for an induction cooker to create, which do not have the disadvantages mentioned above, so that in an induction cooker with multiple hobs no interference arise.

Die Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1.The Task is solved by the method according to the invention according to claim 1.

Die Erfindung ermöglicht die Konstruktion und den Betrieb von Mehrfeld-Induktionskochherden, bei denen die Kochfelder einzeln betrieben werden können, aber trotzdem keine Interferenztöne erzeugt werden. Sie erlaubt eine echt flächendeckende Anordnung der Kochfelder, wodurch ein Großkochfeld gebildet wird. Dadurch wird die Kochzone optimal ausgenützt. Es kann bspw. eine Vielzahl verschiedener Pfannen auf dem Großkochfeld zwecks Warmhaltung der darin enthaltenen Speisen abgestellt werden.The Invention allows the construction and operation of multi-field induction cookers in which the Hobs can be operated individually, but still no interference tones are generated. It allows a truly nationwide Arrangement of the hobs, creating a large cooking field is formed. Thereby the cooking zone is optimally utilized. It can, for example, a variety of different pans on the large hob for the sake of keeping warm the food contained therein.

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren detailliertfollowing Become some embodiments the invention with reference to figures detailed

1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemässen elektrischen Schaltung, 1 a block diagram of an embodiment of the inventive electrical circuit,

2 ein Schema einer erfindungsgemässen elektrischen Schaltung eines Kochfeldes, 2 a diagram of an inventive electrical circuit of a hob,

3–5 schematische zeitliche Verläufe von Strömen durch eine Primärspule eines erfindungsgemässen elektrischen Schwingkreises bei verschiedenen Heizleistungen und 3 - 5 schematic temporal courses of currents through a primary coil of an inventive electrical resonant circuit at different heat outputs and

6 eine schematische Draufsicht auf eine Kochzone eines Induktionskochherdes mit einer erfindungsgemässen Heizleistungsregulierung. 6 a schematic plan view of a cooking zone of an induction cooker with an inventive heating power regulation.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen elektrischen Schaltung für einen mit n (n = 1, 2, ...) Kochfeldern 1.1, ..., 1.n ausgestatteten Induktionskochherd. Dabei ist links ein Steuerteil 2 und rechts ein Leistungsteil 3 schematisch dargestellt. 1 shows a block diagram of an embodiment of an inventive electrical circuit for a with n (n = 1, 2, ...) hobs 1.1 , ..., 1.n equipped induction hob. There is a control section on the left 2 and on the right a power section 3 shown schematically.

Der Leistungsteil 3 führt die benötigte elektrische Energie den Kochfeldern 1.1, ..., 1.n zu, wo sie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die zum Heizen benötigte elektrische Spannung U wird von einer Spannungsversorgung 4, welche vorzugsweise aus dem öffentlichen Dreiphasenstromnetz und einem Gleichrichter besteht, geliefert; die Spannung U beträgt beispielsweise 600 V. Auf Einzelheiten von elektrischen Schaltungen der Kochfelder 1.1, ..., 1.n wird weiter unten anlässlich von 2 eingegangen.The power section 3 leads the required electrical energy to the hobs 1.1 , ..., 1.n to where it is converted into heat energy. The electrical voltage U required for heating is supplied by a power supply 4 which preferably consists of the three-phase public power grid and a rectifier supplied; the voltage U is for example 600 V. For details of electric circuits of the hobs 1.1 , ..., 1.n will be below on the occasion of 2 received.

Mit dem Steuerteil 2 werden die Heizleistungen der verschiedenen Kochfelder reguliert. Für jedes Kochfeld 1.1, ..., 1.n sind im Steuerteil 2 Steuermittel 5.1, ..., 5.n vorhanden, welche auf den Leistungsteil 3 einwirken und ihn steuern. Im Ausführungsbeispiel von 1 bestehen die Steuermittel 5.1, ..., 5.n aus je einem Zähler 6.1, ..., 6.n und je einem Dekodierer 7.1, ..., 7.n. Ferner sind im Steuerteil 2 Einstellmittel 8 vorhanden, mit welchen der Benützer die Heizleistung einstellen kann und welche direkt oder indirekt auf die Steuermittel 5.1, ..., 5.n einwirken. Solche Einstellmittel 8 können beispielsweise Potentiometer 9.1, ..., 9.n sein. Im Ausführungsbeispiel von 1 versorgt ein Mikroprozessor 10 die Steuermittel 5.1, ..., 5.n bzw. die Dekodierer 7.1, ..., 7.n mit den für die Steuerung nötigen Daten. Der Mikroprozessor 10 kann auch andere Funktionen übernehmen, wie beispielsweise eine Kontrolle der Kochfelder 1.1, ..., 1.n oder eine Änderung der gemeinsamen Anregungsfrequenz. Ein Taktgeber (Clock) 11 liefert ein Taktsignal zur Synchronisierung der Steuermittel 5.1, ..., 5.n; er ist in 1 separat eingezeichnet, kann aber auch im Mikroprozessor 10 integriert sein. Der Steuerteil 2 kann, wie in 1 dargestellt, aus einzelnen Komponenten bestehen oder als ein einziges programmierbares logisches Bauelement, vorzugsweise als programmierbare Feldlogik (”Programmable Array Logic”, PAL), ausgebildet sein.With the control part 2 the heating capacities of the different hobs are regulated. For every hob 1.1 , ..., 1.n are in the control section 2 control means 5.1 , ..., 5.n existing, which on the power unit 3 interact and control it. In the embodiment of 1 exist the control means 5.1 , ..., 5.n from one counter each 6.1 , ..., 6.n and one decoder each 7.1 , ..., 7.n , Furthermore, in the control part 2 adjustment 8th present, with which the user can adjust the heating power and which directly or indirectly to the control means 5.1 , ..., 5.n act. Such adjustment means 8th For example, potentiometers 9.1 , ..., 9.n. be. In the embodiment of 1 supplies a microprocessor 10 the control means 5.1 , ..., 5.n or the decoder 7.1 , ..., 7.n with the data necessary for the control. The microprocessor 10 can also take over other functions, such as a control of the hobs 1.1 , ..., 1.n or a change in the common excitation frequency. A clock 11 provides a clock signal for synchronization of the control means 5.1 , ..., 5.n ; he is in 1 drawn separately, but can also be in the microprocessor 10 be integrated. The control part 2 can, as in 1 represented, consisting of individual components or as a single programmable logic device, preferably as a programmable array logic ("Programmable Array Logic", PAL), be formed.

In 2 ist schematisch ein Beispiel einer elektrischen Schaltung 12 eines Kochfeldes 1 dargestellt. Ein zentrales Element einer solchen Schaltung 12 ist eine Induktionsspule 13, mittels welcher elektrische Energie in einem Kochgefäss 14 induziert wird, wo sie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Induktionsspule 13 ist in einen elektrischen Schwingkreis 12 eingebaut, welcher mindestens einen Kondensator 15, 16 und mindestens ein Schaltelement 17 aufweist. Im Ausführungsbeispiel von 2 ist der Schwingkreis 12 eine brückenähnliche Schaltung; der Schwingkreis 12 weist zwei in Serie geschaltete Kondensatoren – einen ersten Kondensator 15 und einen zweiten Kondensator 16 – auf, und das Schaltelement 17 besteht im wesentlichen aus zwei in Serie geschalteten Transistoren – einem ersten Transistor 18 und einem zweiten Transistor 19. Die Induktionsspule 13 liegt zwischen den zwei Transistoren 18, 19 und den zwei Kondensatoren 15, 16, wobei sich ein Spulenanschluss 20 zwischen den Transistoren 18, 19 und ein Spulenanschluss 21 zwischen den Kondensatoren 15, 16 befindet. Der elektrische Schwingkreis 12 kann auch anders ausgebildet sein; verschiedene Schaltungen hierfür sind bekannt.In 2 is a schematic example of an electrical circuit 12 a hob 1 shown. A central element of such a circuit 12 is an induction coil 13 , by means of which electrical energy in a cooking vessel 14 is induced, where it is converted into heat energy. The induction coil 13 is in an electrical resonant circuit 12 installed, which has at least one capacitor 15 . 16 and at least one switching element 17 having. In the embodiment of 2 is the resonant circuit 12 a bridge-like circuit; the resonant circuit 12 has two capacitors in series - a first capacitor 15 and a second capacitor 16 - on, and the switching element 17 consists essentially of two series-connected transistors - a first transistor 18 and a second transistor 19 , The induction coil 13 lies between the two transistors 18 . 19 and the two capacitors 15 . 16 , where there is a coil connection 20 between the transistors 18 . 19 and a coil terminal 21 between the capacitors 15 . 16 located. The electrical resonant circuit 12 can also be designed differently; Various circuits for this are known.

Anhand der 3 und 4 wird eine bevorzugte Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regulierung der Heizleistung erläutert. Dargestellt ist jeweils, als Funktion der Zeit, der Strom I durch die Primärspule 13 und, als Kurven 22 bzw. 23, die Zustände der beiden Transistoren 18 bzw. 19 eines Schaltelementes 17; dabei bedeutet Zustand 0, dass der entsprechende Transistor sperrt, und Zustand 1, dass der entsprechende Transistor leitet. Die Heizleistung nimmt mit zunehmendem Spulenstrom I zu und umgekehrt.Based on 3 and 4 a preferred variant of the inventive method for regulating the heating power is explained. Dar is placed, respectively, as a function of time, the current I through the primary coil 13 and, as curves 22 respectively. 23 , the states of the two transistors 18 respectively. 19 a switching element 17 ; state 0 means that the corresponding transistor is off, and state 1 in that the corresponding transistor conducts. The heating power increases with increasing coil current I and vice versa.

Durch periodisches Schalten des Schaltelementes 17 wird der elektrische Schwingkreis 12 zu Schwingungen angeregt. Dem Schwingkreis 12 wird also eine Schwingung aufgezwungen, so dass die Schwingungsfrequenz gleich der Schaltfrequenz ist. Die Schaltfrequenz beträgt beispielsweise 20 kHz und ist vorzugsweise nicht identisch mit der Resonanzfrequenz des Schwingkreises 12, welche beispielsweise 15 kHz beträgt. Die Schwingungsfrequenz ist nach dem erfindungsgemässen Verfahren für alle Kochfelder 1.1, ..., 1.n eines Induktionskochherdes gleich, um störende Interferenzen zu vermeiden; in einem bekannten, eingangs erwähnten Verfahren wird sie hingegen für jedes Kochfeld individuell zwecks Heizleistungsregulierung verändert. Nach einer bevorzugten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens ist die Schwingungsfrequenz zeitlich konstant.By periodic switching of the switching element 17 becomes the electrical resonant circuit 12 excited to vibrate. The resonant circuit 12 So an oscillation is imposed, so that the oscillation frequency is equal to the switching frequency. The switching frequency is for example 20 kHz and is preferably not identical to the resonant frequency of the resonant circuit 12 which is 15 kHz, for example. The oscillation frequency is according to the inventive method for all cooktops 1.1 , ..., 1.n an induction cooker equal to avoid disturbing interference; in a known, initially mentioned method, however, it is changed individually for each hob for the purpose of heating power regulation. According to a preferred variant of the method according to the invention, the oscillation frequency is constant over time.

Durch die Zustände des Schaltelementes 17 wird eine Schwingungsperiode T des Schwingkreises 12 unterteilt in erste Zeitintervalle T₁', ..., T_p' (p = 1, 2, ...), in denen Spannung U am Schwingkreis 12 angelegt ist, und in zweite Zeitintervalle T₁'', ..., T_q' (q = 1, 2, ...), in denen keine Spannung angelegt ist: T = T1' + ... + Tp' + T1'' + ... + Tq''. By the states of the switching element 17 becomes a vibration period T of the oscillation circuit 12 divided into first time intervals T ₁ ', ..., T _p ' (p = 1, 2, ...), in which voltage U at the resonant circuit 12 is applied, and in second time intervals T ₁ '', ..., T _q '(q = 1, 2, ...), in which no voltage is applied: T = T 1 '+ ... + T p '+ T 1 '' + ... + T q ''.

Im erfindungsgemässen Verfahren wird die Heizleistung reguliert durch das Verhältnis der Summe (T₁' + ... + T_p') der ersten Zeitintervalle zur Summe (T₁'' + ... + T_q'') der zweiten Zeitintervalle. In 3 ist dieses Zeitintervallverhältnis (T₁' + ... + T_p')/(T₁'' + ... + T_q'') gross, beispielsweise gleich 15; dies führt zu einer grossen Heizleistung von fast 100% des maximal möglichen Wertes. In 4 ist das Zeitintervallverhältnis (T₁' + ... + T_p')/(T₁'' + + T_q'') kleiner als in 3, beispielsweise gleich 0.7; dies führt zu einer kleineren Heizleistung als im Fall von 3.In the method according to the invention, the heating power is regulated by the ratio of the sum (T ₁ '+ ... + T _p ') of the first time intervals to the sum (T ₁ '' + ... + T _q '') of the second time intervals. In 3 this time interval ratio (T ₁ '+ ... + T _p ') / (T ₁ '' + ... + T _q '') is large, for example equal to 15; This leads to a high heat output of almost 100% of the maximum possible value. In 4 is the time interval ratio (T ₁ '+ ... + T _p') / (T ₁ '' + _q + T '') is smaller than in 3 for example, equal to 0.7; this leads to a smaller heat output than in the case of 3 ,

Anhand des Beispiels von 4 wird nun das erfindungsgemässe Verfahren zur Regulierung der Heizleistung detaillierter beschrieben. Zum willkürlich gewählten Zeitpunkt t = 0 werde der erste Transistor 18 auf ”Durchlass” geschaltet, und der zweite Transistor 19 sperre. Der zweite Kondensator 16 wird dabei aufgeladen, und der Spulenstrom I nimmt zunächst zu. Je nachdem, wie lange dieses erste Zeitintervall T₁' mit angelegter Spannung U andauert, kann der Spulenstrom I ein Maximum überschreiten und wieder abnehmen, was in 4 nicht der Fall ist. Wenn nun der erste Transistor 18, beispielsweise nach T₁' = 10 μs, auf ”Sperren” geschaltet wird, nimmt der Spulenstrom I in einem zweiten Zeitintervall T₁'' ohne angelegte Spannung ab. Kurz nach dem Ausschalten des ersten Transistors 18, beispielsweise nach einem zweiten Zeitintervall von T₁'' = 2 μs, wird der zweite Transistor 19 auf ”Durchlass” geschaltet. Nun beginnt sich der zweite Kondensator 16 zu entladen und der erste Kondensator 15 aufzuladen; der Spulenstrom I nimmt bis auf Null ab und nimmt in umgekehrter Richtung, d. h. mit negativem Vorzeichen, wieder zu. Auch dieser negative Strom I kann, aber muss nicht, ein Maximum erreichen danach wieder abnehmen. Wenn nun, beispielsweise nach einem ersten Zeitintervall von T₂' = 10 μs, der zweite Transistor 19 auf ”Sperren” geschaltet wird, folgt ein längeres zweites Zeitintervall von beispielsweise T₂'' = 28 μs, in dem keine Spannung am Schwingkreis 12 angelegt ist. Dieses zweite Zeitintervall T₂'' wird beendet, indem erste Transistor 18 auf ”Durchlass” geschaltet wird. Damit beginnt eine neue Schwingungsperiode, in welcher sich die beschriebenen Vorgänge wiederholen.Based on the example of 4 Now, the inventive method for regulating the heating power will be described in more detail. At arbitrary time t = 0, the first transistor becomes 18 switched to "on", and the second transistor 19 lock. The second capacitor 16 is charged, and the coil current I increases initially. Depending on how long this first time interval T ₁ 'with applied voltage U lasts, the coil current I may exceed a maximum and decrease again, which is in 4 not the case. If now the first transistor 18 , For example, after T ₁ '= 10 microseconds, is switched to "lock", the coil current I decreases in a second time interval T ₁ ''without applied voltage. Shortly after turning off the first transistor 18 For example, after a second time interval of T ₁ '' = 2 μs, the second transistor becomes 19 switched to "passage". Now the second capacitor begins 16 to discharge and the first capacitor 15 charge; the coil current I decreases to zero and increases in the reverse direction, ie with a negative sign, again. Even this negative current I can, but does not have, reach a maximum after that decrease again. If, for example, after a first time interval of T ₂ '= 10 μs, the second transistor 19 is switched to "lock", followed by a longer second time interval, for example, T ₂ '' = 28 μs, in which no voltage at the resonant circuit 12 is created. This second time interval T ₂ "is terminated by first transistor 18 is switched to "passage". This starts a new oscillation period, in which the described processes are repeated.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Heizleistung im wesentlichen durch das Schalten des ersten Transistors 18 auf ”Durchlass” bzw. des zweiten Transistors 19 auf ”Sperren” reguliert. Je später der erste Vorgang bzw. je früher der zweite Vorgang innerhalb der Schwingungsperiode T erfolgt, umso kleiner ist die Heizleistung. Die beiden ersten Zeitintervalle T₁', T₂' bzw. die beiden zweiten Zeitintervalle T₁'', T₂'' brauchen nicht gleich gross zu sein.In this embodiment, the heating power substantially by the switching of the first transistor 18 on "passage" or the second transistor 19 regulated on "locks". The later the first process or the earlier the second process takes place within the oscillation period T, the smaller the heating power. The two first time intervals T ₁ ', T ₂ ' and the two second time intervals T ₁ '', T ₂ '' need not be the same size.

5 zeigt eine andere Variante des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regulierung der Heizleistung. Vom in 4 beschriebenen Verfahren unterscheidet es sich dadurch, dass die Heizleistung nur durch das Schalten des ersten Transistors 18 auf ”Durchlass” reguliert wird, während der zweite Transistor 19 für alle Heizleistungen gleich geschaltet wird. Dieses Beispiel zeigt auch, dass die ersten Zeitintervalle T₁' bzw. T₂', in denen der erste Transistor 18 bzw. der zweite Transistor 19 auf ”Durchlass” geschaltet sind, nicht gleich gross zu sein brauchen. 5 shows another variant of the inventive method for regulating the heating power. From in 4 described method, it differs in that the heating power only by the switching of the first transistor 18 is regulated to "passage", while the second transistor 19 is switched equal for all heating outputs. This example also shows that the first time intervals T ₁ 'and T ₂ ', respectively, in which the first transistor 18 or the second transistor 19 switched to "passage", need not be equal in size.

6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Kochzone 24 eines Induktionskochherdes mit einer erfindungsgemässen Heizleistungsregulierung. Auf der Kochzone 24 befinden sich bspw. zwei kreisförmige Kochfelder 1.1, 1.2 und vier rechteckförmige Kochfelder 1.3–1.6. Die hier als Beispiel gezeigte Anordnung der zwei kreisförmigen Kochfelder 1.1, 1.2 ist aus konventionellen Induktionskochherden bekannt. Die kreisförmigen Kochfelder 1.1, 1.2 haben einen relativ grossen Abstand d₁ voneinander, bspw. d₁ = 5 cm. Die vier rechteckigen Kochfelder 1.3–1.6 haben jedoch eine Anordnung, welche speziell durch die vorliegende Erfindung begünstigt wird. Sie sind flächendeckend angeordnet, und ihr gegenseitiger Abstand d₂ ist im Vergleich mit konventionellen Induktionskochherden klein, bspw. d₂ = 1 cm. Wegen ihres vernachlässigbar kleinen Abstandes d₂ und ihrer rechteckigen Form bilden die vier rechteckigen Kochfelder 1.3–1.6 zusammen ein Grosskochfeld 25, welches vollflächig beheizbar ist. Selbstverständlich bleiben die vier rechteckigen Kochfelder 1.3–1.6 trotzdem individuell ansteuerbar. Vorteilhafterweise werden die zwei kreisförmigen Kochfelder 1.1, 1.2 von einer (nicht eingezeichneten) ersten Spannungsversorgung und die vier rechteckigen Kochfelder 1.3–1.6 von einer (nicht eingezeichneten) zweiten Spannungsversorgung gespiesen. Selbstverständlich können die Kochfelder auch anders angeordnet werden. Beispielsweise könnten die zwei kreisförmigen Kochfelder 1.1, 1.2 durch vier weitere rechteckige Kochfelder ersetzt werden, die vier rechteckigen Kochfelder 1.3–1.6 durch zwei weitere kreisförmige, etc. 6 shows a schematic plan view of a cooking zone 24 an induction cooker with an inventive heating power regulation. On the cooking zone 24 For example, there are two circular hobs 1.1 . 1.2 and four rectangular hobs 1.3 - 1.6 , The arrangement of the two circular hobs shown here as an example 1.1 . 1.2 is known from conventional induction cookers. The circular hobs 1.1 . 1.2 have a relatively large distance d ₁ from each other, for example. d ₁ = 5 cm. The four rectangular hobs 1.3 - 1.6 however, have an arrangement which is specifically favored by the present invention. They are arranged nationwide, and their mutual Distance d ₂ is small in comparison with conventional induction cookers, for example d ₂ = 1 cm. Because of their negligible distance d ₂ and their rectangular shape form the four rectangular hobs 1.3 - 1.6 together a large cooking field 25 , which is fully heated. Of course, the four rectangular hobs remain 1.3 - 1.6 nevertheless individually controllable. Advantageously, the two circular hobs 1.1 . 1.2 from a first power supply (not shown) and the four rectangular hobs 1.3 - 1.6 supplied by a (not shown) second power supply. Of course, the hobs can also be arranged differently. For example, the two circular hobs 1.1 . 1.2 be replaced by four more rectangular hobs, the four rectangular hobs 1.3 - 1.6 through two more circular, etc.

Der elektrische Schwingkreis 12 und das Schaltelement 17 können auch anders aufgebaut sein als in 1 dargestellt. Es sind komplexere, aber auch einfachere Varianten mit beispielsweise nur einem Kondensator und einem Transistor möglich. Es ist für die Erfindung nicht nötig, dass der elektrische Schwingkreis 12 mit dem Schaltelement 17, wie anlässlich der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben, als Wechselrichter wirken. Wesentlich für die Erfindung ist, dass über das Schaltelement 17 eine periodische Veränderung des Spulenstroms I bewirkt und die Heizleistung beeinflusst wird.The electrical resonant circuit 12 and the switching element 17 can also be structured differently than in 1 shown. There are more complex, but also simpler variants with, for example, only one capacitor and one transistor possible. It is not necessary for the invention that the electrical resonant circuit 12 with the switching element 17 as described on the occasion of the above embodiments, act as inverters. Essential for the invention is that on the switching element 17 causes a periodic change of the coil current I and the heating power is affected.

Claims

Method for regulating the heat output of an induction cooker with - a plurality of cooktops ( 1.1 , ..., 1.n ), each having an electrical resonant circuit, wherein a respective resonant circuit each having an induction coil ( 13 wherein a respective resonant circuit is connected by periodically alternately connecting its induction coil to a positive pole (+) and a negative pole (-) of a voltage source ( 4 ) is excited to oscillate, and - wherein a respective oscillation period in first time intervals (T ₁ ', ..., T _p '), in which either the positive or the negative pole is connected to a respective induction coil, and in second time intervals ( T ₁ '', ..., T _q '') is divided, in which neither the positive nor the negative pole is connected to a respective induction coil, characterized in that - the heating power of a respective hob is regulated by the ratio of the Sum (T ₁ '+ ... + T _p ') of the respective first time intervals to the sum (T ₁ '' + ... + T _q '') of the respective second time intervals is changed.

Method according to claim 1, characterized in that that within a period of oscillation, the respective induction coil alternately, in particular several times, with the positive pole and the negative one Pol is connected.

Method according to claim 2, characterized in that that within a period of oscillation the respective induction coil, in particular several times, connected to the positive pole, then from is disconnected from the positive pole, then connected to the negative pole and then is separated from the negative pole.