用来操作感应加热设备的方法技术

本发明专利技术提供了一种用来操作感应加热设备的方法。所述感应加热设备包括感应线圈和用来为感应线圈产生控制电压的变流器。所述变流器包括一个整流器用来整流网络交流电压（ＵＮ），一个中间电路电容器耦合在整流器的输出端之间用来缓冲被整流的电压，和耦合在整流器的输出端之间的至少一个可控的开关元件。按照本发明专利技术，在控制感应线圈来产生可调节的加热功率前，在网络交流电压的过零点前的预定放电范围（ＩＮＴ）内，通过控制至少一个开关元件来将中间电路电容器放电至阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
和现有技术本专利技术涉及根据权利要求1前序部分的用来操作感应加热设备的 方法。在感应加热设备中，感应线圈^皮施加交流电压或交流电流，由此 涡电流在与感应线圏磁性耦合的需要加热的烹饪用具中#皮感应。涡电 流导致烹饪用具的加热。控制感应线圈的各种电路设置和控制方法为人所熟知。所有的电 路或方法的变体都具有共同点，即为感应线圈从低频的网络输入电压产生高频的控制电压。这样的电路被称为变流器(Umrichter)。为了变流或变频，通常网络输入电压首先通过整流器神皮整流为供 给直流电压或中间电路电压，随后通过一个或多个开关元件，通常是 绝缘栅双极晶体管(IGBT),被处理来产生高频的控制电压。在整流器 的输出处，也就是在中间电路电压和参考电势之间， 一般i殳置有所谓 的中间电路电容器(Zwischenkreiskondensator)来》爰冲中间电路电压。第一种变流器变体在全桥电路中形成变流器，其中在两个所谓的 半桥之间串联耦合(einschleifen)有感应线圏和电容器。所述半桥相应 地耦合在中间电路电压和参考电势之间。感应线圈和电容器形成串3f关 谐振电路。另一种变流器变体由两个IGBT形成半桥电路，其中串联耦合在 中间电路电压和参考电势之间的感应线圈和电容器形成串联谐振电 路。感应线圈在一端被连接到两个电容器的连接点，在另一端连接到 两个形成半桥的IGBT的连接点。具有全桥的变体及具有半桥的变体由于需要大量必需的组件，特 另，J是IGBT，相对来说比较昂贵。因此， 一种从成本角度优化的变体仅仅使用 一个开关元件或一个IGBT，其中感应线圏和电容器形成并联谐振电路。在整流器的输出端之间并联于中间电路电容器，由感应线圈和电容器形成的并联谐振电路与IGBT串联耦合。所有所谓的变流器变体都具有相同点，即在第一网络半波期间， 以峰值网络交流电压充电中间电路电容器至空载电压，例如在230V 的网络交流电压时至325V，只要能够以网络电压(Netzspanmmg)来供给。如果没有产生用来生成感应线圈功率的控制电压，也就是开关元 件或IGBT一皮抑制，在中间电路电容器处的电压大致保持不变。在变 流器的开始，也就是如果用来产生可调加热功率(Heizleistung)的感应 线圈一皮控制，或加载交流电压，则高电流在IGBT接通时首先从中间 电路电容器流出至谐振电路，且流经IGBT。这在通过感应加热设备 来加热的烹饪用具中造成听得见的噪音，例如在锅底中。此外，加载 高接通电流的组件的使用寿命会降低。任务和解决方案因此，所述专利技术的任务在于，提供用来操作带有变流器的感应加 热设备的方法，使得以低干扰辐射来可靠地、组件保护地及低噪音地 操作感应加热设备成为可能。所述专利技术通过具有权利要求1特征的方法来解决这个任务。对所 述专利技术有利和优选的扩展则是从属权利所要求的，将在下面进一步说 明。权利要求的用词明确地作为描述内容的一部分。按照所述专利技术，在控制感应线圈来产生可调节的加热功率前，在 网络交流电压的过零点前的在一段时间范围内，中间电路电容器通过 控制开关元件来放电至阈值，其中在放电时，必要的话已经在可用的 烹饪用具中提供微量的加热功率供给。中间电路电容器的放电导致在 加热过程开始时，也就是在感应线圏加热功率应该在烹饪用具提供时，中间电路电容器实质上被力丈电。如果在这个时候开关元件导通或 变的可传导，则不产生或4又仅产生通过开关元件和由感应线圈和电容 器组成的谐振电路的小电流脉冲。所以不产生接通噪音，功率组件的 脉冲电流负载被降低，由此使用寿命提高。在中间电路电容器放电后， 真实的加热过程可以以常规的方式发生，例如开关元件可以由带有工 作频率和相应占空比的方波信号来控制。因此，变流器由在过零点范 围内的小电流或电压来启动。随着半波在过零点后的提高，变流器可 以由工作频率和占空比来调整到其与相应工作点相关的调节加热功率。在其它实现中，变流器是单晶体管变流器。在这里，至少一个开 关元件优选为形成单晶体管变流器的开关元件。备选的，变流器在全 桥电路或半桥电路中被实现，其中至少一个开关元件是桥的一部分。在还有的实现中，在网络交流电压的过零点前的时间范围从lms 开始至5ms，优选2.5ms。这使中间电路电容器的可靠放电成为可能，在还有的实现中，阈值在从0V至20V的范围内。中间电路电容 器优选地放电至0V。这使变流器的实际无脉冲电流启动成为可能。在又一实现中，至少一个开关元件是晶体管，特别是IGBT。为 了放电中间电路电容器，晶体管优选在放电期间被控制，调节到线性 工作状态。因此，如果在这种工作类型或者这种工作状态下的晶体管 没有充分导通，则中间电路电容器緩慢沿网络半^^文电。通过并联谐 振电路和晶体管产生的电流保持相对较小，由此噪音的发出被避免或 显著降低。在还有的实现中，为了放电中间电路电容器，开关元件由带有脉 冲宽度调制的方波电压信号来控制。方波电压信号优选为具有从 20kHz至50kHz范围内的频率，特别是39kHz，和/或从1/300至1/500 范围内的通/断比例(An/Aus-Verhaeltnis)，特别是1/378。用这种方法， 可以引起被控制的中间电路电容器的放电，而不需流过太大的放电电6流。频率和/或通/断比例首先匹配于使用的IGBT类型、其驱动电压、用来产生驱动电压的所使用的驱动电路、和/或中间电路电容器的电容值。在还有另一实现中，可调节的加热功率由半波模式(Halbwellenmuster)来产生，其中中间电路电容器在半波激活前—皮》丈 电。在由半波才莫式产生加热功率时，网络交流电压的单个半波;故减弱 或去激活，也就是不^fe用来产生加热功率。在所谓的1/3-网络半波操 作中，为了供给功率到谐振电路或感应线圏中，例如三个互相跟随的 半波中的仅仅一个^皮使用或激活。在剩下的两个半波期间，开关元件 保持被打开，也就是没有功率^史供给到谐振电路中。在2/3-网络半波 操作中，为了供给功率到谐振电路或感应线圏中，三个互相跟随的半 波中的两个^皮使用或激活。在激活的半波期间，功率调节以常规的方 式发生。网络半波操作使在大功率调节范围内的功率等级的优良精度 成为可能。这样的功率调节特别对单晶体管变流器非常有利。如果在 单晶体管变流器的常规操作方法中，为了调节功率而使用半波操作， 在一个非激活半波期间，也就是在一个半波期间，没有功率净皮供给到 谐振电路中，空载电压在中间电路电容器处;l皮调节，例如在230V网 络电压时为325V。如果在从非激活到激活半波的过渡期间，开关元件最初-故导通， 则高电流短暂地流过谐振电路和开关元件，由此，就像已经实施的会 导致噪音。在1/3-和2/3-网络半波操作中，用这种方法，每30ms产生 一次噪音。这不是使用者要求的。因此，在常规的单晶体管变流器中， 一般没有半波控制为了调节功率而被使用。在中间电路电容器在激活 半波前按照所迷专利技术放电的使用中，也就是从被去激活半波到被激活 半波的过渡期间，没有高接通电流产生，也就是在单晶体管变流器中， 也可以为了功率调节而使用半波控制。三个半波中的 一个或两个4皮优 选激活，也就是设定为1/3或2/3网络半波操作。除了来自于权利要求，这些和其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来操作感应加热设备的方法，所述感应加热设备具有　－感应线圈（Ｌ１），和　－用来为所述感应线圈（Ｌ１）产生控制电压的变流器（ＥＴ，ＨＵ，ＶＵ），具有　－整流器（ＧＬ），用来整流网络交流电压（ＵＮ），－中间电路电容器（Ｃ１），耦 合于所述整流器（ＧＬ）的输出端（Ｎ１，Ｎ２）之间，且缓冲整流的电压（ＵＧ），及　－至少一个可控的开关元件（Ｔ１至Ｔ７），耦合于所述整流器（ＧＬ）的输出端（Ｎ１，Ｎ２）之间，其特征在于，－在控制所述感应线圈（Ｌ１）来产生可调节的加热 功率前，在网络交流电压（ＵＮ）的过零点前的预定放电时间范围（ＩＮＴ）内，通过控制至少一个开关元件（Ｔ１至Ｔ７）而使中间电路电容器（Ｃ１）放电至阈值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W斯林，R多沃思，M沃尔克，T肖恩赫尔，
申请(专利权)人：EGO电气设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]