加热元件的控制制造技术

一种用于控制一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的装置。该装置包括：一个或多个开关高功率负载(或加热元件)，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；生成开关信号，其包括重复开关序列；开关序列指示在半周期或全周期序列上对开关高功率负载中的每个的相应选择性启用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热元件的控制
本专利技术涉及开关高功率电气负载并且特别涉及开关高功率电气负载的受控开关以用于减少关联电力干线中可能导致灯的可见/可察觉闪烁的电压/电流波动。本专利技术主要为用作控制厨房家电的一个或多个加热元件的装置和方法而开发并且将在下文参考该应用进行描述。然而，将意识到本专利技术不限于该特定使用领域。
技术介绍
在整个说明书中对现有技术的任何论述绝不应该视为承认这样的现有技术广为人知或形成
中公知常识的一部分。为了用不同功率分布操作烤箱(例如紧凑型烤箱)来达到设置的温度，调节(dimming)电路可以用于控制烤箱的加热元件来达到所需要的温度。该类型的调节需要EMC(电磁兼容性)滤波电路使得调节电路不导致影响干线电力和相同电路上家电的电磁干扰。所需要的该类型的EMC解决方案成本可能很高。提供不同功率分布的另一个方式是接通和切断加热元件持续不同时间。已观察到对加热元件开关来控制功率或温度的厨房家电在位于设备内或在相同干线电力电路上连接的灯中导致可见“闪烁”。可以理解灯中的闪烁由电压供应的波动产生，该电压供应波动是电力线开关的结果，其导致灯以能够被观察到的频率改变强度。专利技术目标本专利技术的目标是克服或改善现有技术的不足中的至少一个，或提供有用备选方案。本文描述用于以减少关联的电力干线中导致灯的可见/可察觉闪烁的电压/电流波动这的形式开关高功率电气负载的方法和装置。
技术实现思路
根据技术的方面提供有这样的装置，其包括：一个或多个开关高功率负载(或加热元件)，每个高功率负载由公共交流电源供电，其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；开关信号从重复开关序列而生成(或包括重复的开关序列)；开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。在替代实施例中，频率分量可以位于24Hz以下，但在位于24Hz以上的频率分量中存在比位于24Hz以下的任何频率分量中更多的能量。在实施例中，使用60Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的5个或更少的半周期中(或3个全周期中)重复。在实施例中，其中使用50Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的4个或更少的半周期中(或2个全周期中)重复。在实施例中，开关序列可以从查找表获取。在实施例中，开关信号可以对每个负载实现不同功率等级。由干线电源的不同启用(连接与隔离的比例)为每个相应的高功率负载而提供。在实施例中，温度控制模块可以使用开关控制或功率等级控制(例如PID)。在功率等级控制，不同的开关序列可以用于实现不同功率输出来控制温度。根据技术的方面提供有处理器装置，其适于生成一个或多个开关信号以用于控制相应一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的操作，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中开关序列指示在半周期或全周期序列上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。根据技术的方面提供有生成控制处理器(或计算机)系统中相应的一个或多个开关高功率负载(或加热元件)的操作的一个或多个开关信号的方法，所述方法包括如本文公开的步骤；其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；其中开关序列指示在半周期或全周期序上每个相应的高功率负载由于电源而启用(连接或隔离)；并且其中对于每个的相应高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。附图说明现在将仅通过示例参考附图描述本专利技术的优选实施例，其中：图1是根据本技术用于控制对负载的功率的实施例装置；图2是示出对于图1的装置的示例控制开关信号的曲线图；图3是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置；图4是示出对于图3的装置的示例控制开关信号的曲线图；图5A是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；图5B是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；图6是根据本技术用于控制对两个负载的功率的实施例装置，其示出包含反馈温度控制；图7A-7C是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表；图8是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表；以及图9是示出根据技术的方面用于控制两个负载的示例控制开关信号的表。具体实施方式将意识到厨房台面家电(例如，烤箱)可以在其他家电和灯所使用的电气电路上操作。家电可以具有一个或多个高功率被开关的负载(例如，加热元件)，并且可以产生相应开关信号来控制供应给每个负载的功率。识别为影响人可察觉(或可见)的灯闪烁的因素包括：(a)每个相应地被主动开关的负载引起的所有赝象(artefact)总和导致组合赝象被引入干线电源或电路(或在其上存在)；以及(b)被引入干线电源或电路(或在其上存在)的赝象可能导致光强度变化，其以能够被察觉的频率发生；以及(c)人一般无法感知以大于24Hz的频率发生的视觉事件。通过控制高功率负载的过零切换(zerocrossingswitching)，使得产生的信号的频率分量大于24Hz，在连接到相同电源或电路的灯上察觉到的闪烁可以被消除或减少。通过控制多个高功率负载的过零切换，使得组合开关信号的频率分量位于24Hz以上，对每个负载可获得更多开关选项(平均功率设置)同时仍消除或减少连接到相同电源或电路的灯上的任何可察觉闪烁。避免在24Hz以下的频率分量使被引入到具有少于24Hz的频率分量的电源或电路(或叠加在其上)的赝象减少或消除这些赝象-由此人将不会察觉到(在内部或外部)连接到相关功率电路的灯的闪烁。产生的开关信号可以包括重复的开关序列或段。可以计算或生成该开关序列或段。开关序列或段可以从预定查找表获得。开关信号在任何加热时段期间进行过零切换或与过零切换关联。使用过零切换(如与例如常规调节法相对)使将需要高成本EMC滤波电路的高频谐波分量减少。将意识到对于60HzAC电源在五个或更少半期(对于50HzAC电源是四个或更少半期)中重复的组合开关序列或段使所有频率分量维持在24Hz或以上。将意识到调制开关信号使得负载被接通或切断持续全周期而不是半周期，这也是可能的。然而，半周期控制产生更高分辨率和开关组合中的更多灵活性。图1示出负载控制系统100，其使用控制模块110，该控制模块110控制过零(zerocrossing)电路或开关112，其选择性地对输入AC电源114的每个半波形开关来向负载118提供受控供应波形116。将意识到过零电路或开关是电气电路，其在接近零度或180度的相位时用输入AC电源操作，由此使AC波形的每个半周期能够选择性地传递到负载或从负载被限制。过零电路或开关一般使用固态继电器，例如交流三极管(TRIAC)和/或硅控制整流器(SCR)。该电路的目的是在电压为过零电压时开始导通，使得输出电压呈完整的正弦波半周期。过零切换使输出波形中的任何高频谐波分量减少。本专利技术可以用任何过零电路或开关操作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：一个或多个开关高功率负载，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；生成所述开关信号，其包括重复开关序列；所述开关序列指示在半周期或全周期序列上对开关高功率负载中的每个的相应选择性启用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 AU 20159011411.一种装置，其包括：一个或多个开关高功率负载，每个高功率负载由公共交流电源供电，并且其中每个负载使用用于过零切换的开关信号来独立开关以实现期望的平均功率输出；生成所述开关信号，其包括重复开关序列；所述开关序列指示在半周期或全周期序列上对开关高功率负载中的每个的相应选择性启用。2.如权利要求1所述的装置，其中，每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括不少于24Hz的频率分量。3.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，使用60Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的5个或更少的半周期中重复。4.如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，使用50Hz干线供电，通过将用于控制启用的每个有效开关信号相加而形成加和序列在干线电力的4个或更少的半周期中重复。5.如权利要求1所述的装置，对于每个相应的高功率负载的组合量值开关序列包括在24Hz以下的频率，但在位于24Hz以上的频率分量中存在比位于24Hz以下的任何频率分量中更多的能量。6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述开关序列从查找表获取。7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述开关信号能...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·马什洛夫特，T·海格迪斯，B·J·福克斯李，E·克雷格，L·蒙，
申请(专利权)人：布瑞威利私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU