用于电负载的低瞬变功率控制方法和电加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于电气负载的低瞬变功率控制的方法，尤其是温度相关负载。为了进行低功率值范围内的功率控制，交替地提供有：电源断开状态，其中至少三个交流半波没有子负载相连以便接收功率，以及加热状态，其中借助于三个交流半波的至少第一和第二基本周期的时间的结合，使每个子负载被连接以便接收功率；在第一基本周期的一个半波期间第一子负载被连接而接收功率，在第二基本周期的一个半波期间第二子负载被连接而接收功率，在第一和第二基本周期的其它两个半波期间电源被切断。本发明专利技术还涉及实施上述方法的电加热装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电负载的低瞬变功率控制方法，尤其是和温度有关的负载，每个这种负载被电气地划分为基本上相等的多个子负载，每个负载的子负载可以和交流电源相连，以便接收功率。这种方法从EP 303314B1中公知了。在这公知的方法中，每个负载的子负载可以选择地在至少三种主电源级中串联、单独连接或者并联。这是借助于3个三端双向可控硅开关控制器件实现，这些器件被连接成桥式结构，可以借助于控制单元对其控制。在这种方法中，必须谨慎地考虑，使得在电气负载的功率控制期间，电源的反应不超过最大的允许值。对于电源反应的最大允许值在IEC-1000-3-3:Electro Magnetic Compatibility(EMC),Part3,Limits-Section3:Limitation of voltagefluctuations and flicker in low-voltsge supply systems for equipment with ratedcurrents＜16A中规定了。按照这个标准，为了限制启动电流，规定了在一个电源半波期间最大可允许的电源电压的相对电压波动。在另一方面，还规定了当负载被周期地接通和断开时所产生最大可允许的电源反应。由于周期地接通和断开负载而产生的电源反应被称为闪烁。对于小的功率值，在温度相关负载的情况下(例如卤灯)，由于负载的冷却，在断开和接通之间功率升高增加时，要满足这个标准是困难的。在EP 303 314 B1所述的方法中，为了得到最小的功率值，两个子负载基本上串联地设置。这些开关元件被用来控制功率。如果开关元件由半导体器件例如三端双向可控硅实现，由于两个器件没有共同的操作值，因而必须通过光耦合器或触发变压器以交错的方式被驱动。此外，由于开关元件本身的误操作，具有发生短路的危险。如果使用机械继电器作为在串并联之间转换的开关元件，则具有在中功率的范围内产生开关噪声的缺点。此外，还需要附加的元件(继电器或三端双向可控硅)。本专利技术的目的在于提供具有最小开关瞬变的电气负载的另一种功率控制方法。该方法也能够获得满足IEC-1000-3-3标准的小的功率值，尤其是在负载额定功率的25％以下。本专利技术的另一个目的在于，提供一种电加热装置，其在操作时具有最小的开关瞬变，并能够满足IEC标准。按照本专利技术，所述方法的目的是这样实现的，对于低功率值范围内的功率控制，交替地提供-电源断开状态，其中至少三个交流半波没有子负载相连以便接收功率，以及-加热状态，其中借助于三个交流半波的至少第一和第二基本周期的时间的结合，使每个子负载被连接以便接收功率，在第一基本周期的一个半波期间第一子负载被连接而接收功率，在第二基本周期的一个半波期间第二子负载被连接而接收功率，在第一和第二基本周期的其它两个半波期间电源被切断。这种方法不需要进行串并联转换。在电源断开状态下，在至少三个交流半波内禁止向两个子负载输入功率。尤其是，较低的功率范围是在额定功率的25％以下的范围内的功率。借助于占空比，其定义为加热状态的时间长度和加热与电源断开状态的时间长度的比，可以基本上连续地控制输入的功率。在加热状态下，第一和第二子负载被转换而交替地但不同时地接收功率。为此目的，提供了暂时串联的第一和第二基本周期，第一和第二基本周期每个包括三个交流半波，在第一基本周期的三个半波的一个半波期间，第一子负载被接通而接收功率，在其它的两个半波期间，输入功率被切断。在第二基本周期的三个半波的一个半波期间，第二子负载被接通而接收功率，在其它的两个半波期间，输入功率被切断。最好是，在各个加热状态内的第一和第二基本周期的三个半波的同一个半波被触发，即，或者每次第一和第二基本周期的三个半波的第一个半波，或者每次第一和第二基本周期的三个半波的第二个半波。因此，第一和第二子负载总是在每次的三个交流半波的时间间隔内接通。这对于得到小的电源反应是有利的。此外，作为另一种方案，在下面确定的例子中，总是三个半波的第一个半波被接通。利用这种方法，可以实现满足标准IEC-3-3的甚至最小的功率值的控制(例如1700W的额定功率的12％以下)。本专利技术的一种有利的改型的特征在于，每个加热状态包括第一基本周期状态，其中第一基本周期被串联地重复，以及第二基本周期状态，其中第二基本周期被串联地重复。在本方法的这种改型中，例如第一基本周期状态在开始时被重复多次，即，在每个第三个交流半波期间第一子负载被接通而接收功率。接着，第二基本周期状态被周期地重复多次，即，在每个第三个交流半波期间第二子负载被接通而接收功率。在此之后是电源断开状态，其中没有子负载被接通而接收功率。此后，接着另一个加热状态，其可以以第一基本周期状态开始，或者以第二基本周期状态开始。尤其是在卤灯的情况下，这种改型的优点在于，在第一和第二基本周期状态期间，第一和第二卤灯的光对于人的眼睛作为连续的光源而分别出现。在各个基本周期状态期间用于加热的卤灯的闪烁不会被人的眼睛觉察到。在基本周期状态之间的转换期间，由第一和第二卤灯产生的光相当像从第一到第二卤灯和从第二到第一卤灯的行进波。有利的是，这种改型的改变在于，在加热状态内第一和第二基本周期状态具有不同的长度，在时间上交替地一个接一个的加热状态中，第一基本周期状态由较短的周期状态构成，而第二基本周期状态由较长的周期状态构成，或者第一基本周期状态由较长的周期状态构成，而第二基本周期状态由较短的周期状态成，在加热状态开始时，提供每次的较短的周期状态。电源断开状态之后总是首先跟随着较短的周期状态，其中，例如在一个短的时间内第一负载被接通从而接收功率。接着，在较长的周期状态期间，接通另一个基本周期，在本例中为第二基本周期，结果，第二子负载被接通以便接收功率。这第二基本周期的较长的周期状态之后是电源断开状态，电源断开状态之后是下一个加热状态，在本例中其由第二基本周期状态构成。第二基本周期的较短的周期状态之后是第一基本周期的较长的周期状态。这样，各个加热状态被以这样的方式划分，即首先是较短的周期状态，然后是较长的周期状态，较短的和较长的周期状态由分别由第一和第二周期状态交替地构成。在加热状态内这种交替原理和不同长度的周期状态相结合使得在温度相关负载例如卤灯的情况下，以及在低的功率值下，即长的转换状态下能够实现非常小的电源反应。借助于这种交替原理，可以实现在电源断开状态之后，总是在电源断开状态之前接通的最后子负载被首先接通，即仅仅在较短的周期状态期间接通。对于其它的较冷的因而也是较大的子负载的随后的转换操作，和在较长的电源断开状态之后的第一个转换操作相比，将产生小得多的电源反应，因为此时只有总负载的变化产生影响。在这种改型中，已经证明，较短的周期状态每次包括6个交流半波是极为有利的。这样，在电源断开状态之后，第一或第二基本周期只被重复两次，然后是各自的其它基本周期的较长的周期状态。例如，如果在电源断开状态之后第一基本周期被重复两次，然后是第二基本周期的多个重复。这后面是电源断开状态，并且在相继的加热状态中，第二基本周期作为较短的周期状态被重复两次，在此之后，第一基本周期作为较长的周期状态被重复多次。这种方法使得即使是最小的功率值(例如额定功率为1700W的5％)，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气负载的低瞬变功率控制的方法，尤其是温度相关负载，所述负载的每一个被电气地分为基本上相等的子负载，每个所述负载的子负载可以和交流电源相连，以便接收功率，其特征在于为了进行低功率值范围内的功率控制，交替地提供－电源断开状态， 其中至少三个交流半波没有子负载相连以便接收功率，以及－加热状态，其中借助于三个交流半波的至少第一和第二基本周期的时间的结合，使每个子负载被连接以便接收功率，在第一基本周期的一个半波期间第一子负载被连接而接收功率，在第二基本周期的一个 半波期间第二子负载被连接而接收功率，在第一和第二基本周期的其它两个半波期间电源被切断。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R克斯滕，A格里斯哈默，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]