EP1708545B1

EP1708545B1 - Induktionsheizgerät

Info

Publication number: EP1708545B1
Application number: EP05112999A
Authority: EP
Inventors: Jesus Acero Acero; José Miguel Burdio Pinilla; Jose Ramon Garcia Jiménez; Pablo Jesus Hernandez Blasco; Sergio Llorente Gil; Fernando Monterde Aznar; Denis Navarro Tabernero
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: EP1708545A3; EP1708545A2; ES2284317B1; ATE485699T1; ES2284317A1; DE502005010412D1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Induktionsheizgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
EP-A-0725556 betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Übermittlung von Daten von einem Kochgefäß zu einer Kocheinrichtung.
US-A-2004/0149736 betrifft einen RFID-gesteuerten, intelligenten Induktionsherd sowie ein entsprechendes Verfahren zum Garen und Erwärmen.
US-A-2002/0008632 identifiziert ein zu erwärmendes Objekt mittels magnetischer Induktion unter Ausnutzung von Funkfrequenzen.
Aus der US 3,742,178 ist ein Induktionsherd bekannt, der eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einem intelligenten Topf aufweist. Zur Erzielung der Kommunikation wird über den Induktor des Induktionsherds über die Heizschwingung mittels einer Wicklung im intelligenten Topf Strom erzeugt, der einem Mikrocomputer und einem Temperatursensor zur Verfügung gestellt wird. Der Temperatursensor misst die Temperatur des Topfs, und der Mikrocomputer gibt die gemessene Temperatur über eine Antenne im Topf an eine Empfangsantenne im Induktionsherd weiter. Die Empfangsantenne gibt das Signal an eine Steuereinheit des Induktionsherds weiter, der die Heizschwingung in Abhängigkeit von der Temperatur des Topfs regelt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine Information auf einfache Weise zwischen einem zu heizenden Heizgerät, beispielsweise einem Topf, und einem Induktionsherd übertragen werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Die Erfindung geht aus von einem Induktionsheizgerät mit einem Induktor zur Übertragung von Heizenergie mittels einer Heizschwingung auf ein zu erwärmendes Heizelement.
Es wird vorgeschlagen, dass das Induktionsheizgerät eine Steuereinheit aufweist, die zur Verwendung des Induktors als Antenne zur Übertragung eines von der Heizschwingung verschiedenen Informationssignals vorgesehen ist. Die Verwendung der Antenne, die ohnehin üblicherweise in der Nähe des Heizelements - beispielsweise einem Topfboden - angeordnet ist, zur Übertragung des Informationssignals kann die Installation einer weiteren Antenne ersetzen, wodurch Kosten und Bauraum eingespart werden können. Um
die Beeinflussung des Informationssignals durch die Heizschwingung möglichst gering zu halten, unterscheidet sich das Informationssignal von der Heizschwingung und ist insbesondere in seiner zeitlichen Struktur, beispielsweise seiner Schwingungsfrequenz oder Pulsdauer, anders als die Heizschwingung. Die Heizschwingung dient zur Erwärmung des Heizelements und ist dementsprechend ausgelegt. Es ist möglich, dass auch durch das Informationssignal eine sehr geringe Menge von Wärme auf das Heizelement übertragen wird. Das Informationssignal ist jedoch nicht zum Heizen des Heizelements in einer brauchbaren Weise geeignet. Bei einer Verwendung des Induktors als Sender kann das Informationssignal zusätzlich zur Heizschwingung auf den Induktor aufgebracht werden. Die Heizschwingung heizt das Heizelement somit auch ohne das Informationssignal vollständig. Der Induktor kann mehrere Wicklungen aufweisen und als Wicklung, Spule oder mit nur einer oder wenigen Schleifen ausgestaltet sein. Es ist ausreichend, wenn lediglich ein Teil des Induktors als Antenne zur Übertragung des Informationssignals vorgesehen ist. Die Erfindung ist für alle Induktionsheizvorrichtungen, nicht nur Induktionsherde, anwendbar. Das Informationssignal ist Träger einer Information, die als Information an sich von beispielsweise der Steuereinheit oder einem intelligenten Topf weiterverarbeitet wird.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit zur Auswertung eines unter Verwendung des Induktors als Antenne empfangenen und von der Heizschwingung verschiedenen Informationssignals vorgesehen. Das Informationssignal kann beispielsweise ein Temperatursignal von einem intelligenten Topf sein und zur Regelung der Heizleistung für das Heizelement verwendet werden. In dieser Ausgestaltung ist es nicht zwingend notwendig, dass die Steuereinheit zur Aussendung eines Informationssignals vorgesehen ist, und die Steuereinheit kann einfach gehalten sein. Zur Auswertung des Informationssignals kann die Steuereinheit eine separate Auswerteeinheit umfassen. Zweckmäßigerweise umfasst das Induktionsheizgerät, insbesondere die Steuereinheit, einen Bandfilter, der auf eine Informationsfrequenz des Informationssignals angepasst oder anpassbar ist. Hierdurch kann das Informationssignal von der Heizschwingung getrennt sein und somit ein zuverlässiges Empfangsergebnis erreicht werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit zur Erzeugung eines von der Heizschwingung verschiedenen Informationssignals und zur Weiterleitung des Informationssignals an den Induktor vorgesehen. Es kann auf einfache Weise Information an einen intelligenten Topf, beispielsweise ein Rezept oder eine Kochanweisung, übertragen werden. Auch eine vollständige Kommunikation zum und vom Topf ist auf einfache Weise realisierbar. Zur Erzeugung des Informationssignals kann die Steuereinheit eine integrierte oder separate Signalerzeugungseinheit umfassen. Auch ein weiteres Mittel zur Weiterleitung des Informationssignals an den Induktor als Teil der Steuereinheit ist denkbar.
Zweckmäßigerweise ist das Informationssignal ein hochfrequentes Signal über 500 kHz. Hierdurch ist das Informationssignal besonders einfach von der Heizschwingung, beispielsweise durch einen Bandpassfilter, separierbar. Außerdem kann durch die hohe Frequenz eine hohe Informationsdichte pro Zeit erreicht werden. Das Informationssignal kann als Schwingung oder als eine regelmäßige Abfolge von Pulsen ausgestaltet sein. Alternativ umfasst das Informationssignal einzelne Pulse, deren Informationsgehalt beispielsweise über einen einstellbaren Abstand zwischen den Pulsen übertragbar ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Informationssignal ein Abtastsignal zur Erzeugung eines Reaktionssignals aus dem Heizelement, und die Steuereinheit ist zur Ermittlung einer das Heizelement charakterisierenden Größe aus dem Reaktionssignal vorgesehen. Auf diese Weise können die Permeabilität, die Leitfähigkeit, die Induktivität, die Größe, die Temperatur und/oder der Inhalt des Topfs des Heizelements als charakterisierende Größe einfach erfasst werden. Das Reaktionssignal ist hierbei ebenfalls von der Heizschwingung verschieden. Das Abtastsignal ist zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass es ein von der Steuereinheit auswertbares Reaktionssignal aus dem zu erwärmenden Material des Heizelements erzeugt. Außerdem ist das Abtastsignal zweckmäßigerweise so gebildet, dass die charakterisierende Größe direkt aus dem Reaktionssignal ableitbar ist. Das Abtastsignal kann beispielsweise eine Schwingung umfassen, die eine Resonanzschwingung des Heizelements als Reaktionssignal erzeugt. Auch ein über einen beispielsweise großen Frequenzbereich durchgestimmter Schwingungszug ist denkbar, dessen Magnetfeld bei bestimmten Frequenzen ein Reaktionssignal in Form einer beispielsweise geänderten Induktivität des Systems aus Antenne und Heizelement beinhaltet.
Ein besonders geeignetes Abtastsignal kann erreicht werden, wenn das Informationssignal eine Abfolge von Signalteilen unterschiedlicher Energie umfasst. Die Signalteile können ein oder mehrere Pulse umfassen oder beispielsweise Schwingungszüge mit unterschiedlicher Frequenz und/oder unterschiedlicher Amplitude. Auch ein Informationsübertrag zu einem beispielsweise intelligenten Topf ist auf diese Weise sehr einfach möglich.
In einer besonders einfachen und preiswerten Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuereinheit zur Überlagerung des Informationssignals auf die Heizschwingung vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit zur Steuerung der Erzeugung der Heizschwingung, zu einer Kommunikation durch ein Aussenden und/oder Auswerten des Informationssignals und zu einer derartigen Taktung der Erzeugung und der Kommunikation vorgesehen, dass der Induktor entweder zur Erzeugung oder zur Kommunikation verwendet wird. Hierdurch kann das Informationssignal besonders einfach und zuverlässig von der Heizschwingung getrennt werden. Die Heizschwingung kann beispielsweise gestoppt werden, bevor eine Informationsübertragung über die Antenne erfolgt. Auch eine Mischung aus einer solcherart sequentiellen Übertragung und einer gleichzeitigen Übertragung, also beispielsweise einer Überlagerung des Informationssignals auf die Heizschwingung, ist möglich, beispielsweise zur Erreichung eines hohen Datenflusses und einer Verifikation während eines sequentiellen Übertragungszeitraums. Die Kommunikation kann sowohl eine Datenübertragung zu oder von einem intelligenten Topf als auch die Aussendung eines Abtastsignals beziehungsweise den Empfang eines Reaktionssignals umfassen.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zur Steuerung der Erzeugung der Heizschwingung zu einer Kommunikation durch ein Aussenden und/oder Auswerten des Informationssignals und zu einer derartigen Taktung der Erzeugung und der Kommunikation vorgesehen ist, dass die Kommunikation während eines relativ zur Heizschwingungsperiode kleinen Zeitabschnitts im Bereich eines Nulldurchgangs der Heizschwingung erfolgt. Auch hierdurch lässt sich eine gute Trennung zwischen dem Informationssignal und der Heizschwingung einfach erreichen. Der Zeitabschnitt ist zweckmäßigerweise kürzer als ein Viertel, insbesondere kürzer als ein Zehntel der Heizschwingungsperiode. Der Nulldurchgang ist der Moment, in dem der Strom durch den Induktor beziehungsweise das Magnetfeld des Induktors verschwindet. Der Bereich ist zweckmäßigerweise um den Nulldurchgang angeordnet, so dass auch der Zeitabschnitt um den Nulldurchgang gelegt ist.
Eine besonders effektive und qualitativ hochwertige Informationssignalübertragung kann erreicht werden, wenn der Induktor einen zum Heizen des Heizelements vorgesehenen Heizabschnitt und zumindest einen Informationsabschnitt zur Informationsübertragung aufweist, der kleiner als der Heizabschnitt, von zwei Abgriffen begrenzt und zur Übertragung des Informationssignals mit der Steuereinheit verbunden ist. Zweckmäßigerweise sind die Abgriffe direkt mit der Steuereinheit verbunden oder mit einem von der Steuereinheit gesteuerten Signalerzeugungsmittel, das zu einer Heizschwingungserzeugung ungeeignet ist. Der Informationsabschnitt kann in seiner Größe, Form oder Position an eine besonders gute Informationssignalübertragung angepasst werden. So weist der Informationsabschnitt beispielsweise nur weniger als eine, eine oder wenige Wicklungen des Induktors auf, die ganz außen am Induktor angeordnet sind. Auch zwei oder mehrere Informationsabschnitte sind denkbar, die beispielsweise an entgegengesetzten Stellen des Induktors angeordnet sind, wie außen und innen, rechts und links oder oben und unten. Zweckmäßigerweise ist der Informationsabschnitt mindestens 0,5 und höchstens 5 Wicklungen des Induktors lang. Hierdurch kann eine besonders gute Informationssignalübertragung erreicht werden.
Die Erfindung geht außerdem aus von einem Induktionsheizverfahren, bei dem eine Steuereinheit die Erzeugung einer Heizschwingung steuert, mittels der Heizenergie auf ein zu erwärmendes Heizelement eines Heizgeräts übertragen wird, und ein Informationssignal über eine Antenne zwischen der Steuereinheit und dem Heizgerät übertragen wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Erzeugung und Übertragung derart getaktet sind, dass entweder die Heizschwingung erzeugt oder das Informationssignal übertragen wird. Es kann in einfacher Weise eine zuverlässige Informationssignalübertragung erreicht und einer Störung des Informationssignals durch die Heizschwingung entgegengewirkt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Taktung durch eine von der Steuereinheit vorgegebene Abfolge von Heizzeitabschnitten und Übertragungszeitabschnitten. Hierdurch kann eine hohe Informationsübertragungsrate bei gleichzeitig guter Heizleistungsübertragung an das Heizelement erreicht werden. Zweckmäßigerweise wechseln sich die Heizzeitabschnitte und die Übertragungszeitabschnitte ab, insbesondere in einer regelmäßigen Abfolge, wobei die Übertragungszeitabschnitte vorteilhafterweise über einen Bereich mit mehreren Übertragungszeitabschnitten jeweils gleich lang sind. Außerdem ist die Erfindung auf ein System mit einem wie oben beschriebenen Induktionsheizgerät und einem Heizelement gerichtet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Schaltdarstellung eines Induktionsheizgeräts mit einem darüber angeordneten Topf,
Fig. 2: einen Induktor eines alternativen Induktionsheizgeräts mit zwei Informationsabschnitten,
Fig. 3: ein Diagramm mit einer sequentiellen Abfolge von Heizschwin- gungserzeugungsabschnitten und Kommunikationsabschnitten,
Fig. 4: eine gleichzeitige Informationssignalübertragung während einer Heizschwingungserzeugung,
Fig. 5: eine Mischung aus einer sequentiellen und einer gleichzeitigen In- formationssignalübertragung und Erzeugung einer Heizschwin- gung und
Fig. 6: ein Diagramm einer Heizschwingung mit im Bereich von Null- durchgängen angeordneten Kommunikationszeitfenstern.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Schaltdarstellung ein Induktionsheizgerät 2 eines Induktionsherds. Über dem Induktionsheizgerät 2, auf einer Tragplatte 4 stehend, ist ein Topf 6 gegenständlich und geschnitten dargestellt. Das Induktionsheizgerät 2 umfasst einen Schwingkreis 8 mit einem Induktor 10, einem kapazitiven Element 12 mit zwei Kondensatoren und einer Schaltung 14 zur Anregung des Schwingkreises 8 zur Schwingung mit einer Heizschwingung. Die Schaltung 14 umfasst zwei Leistungstransistoren, die jeweils mit einer Spannungsquelle 16, beispielsweise einem Stromversorgungsnetz, verbunden sind. Ebenso wie die Schaltung 14 ist auch eine Gleichrichterschaltung 18 in Brücke geschaltet und mit dem Induktor 10 und der Spannungsquelle 16 verbunden.
Die Heizschwingung des Schwingkreises 8 wird von einer Steuereinheit 20 gesteuert, die mit einer Heizsteuereinheit 22 mit den beiden Leistungstransistoren der Schaltung 14 verbunden ist. Außerdem umfasst die Steuereinheit 20 eine Signalerzeugungseinheit 24 und eine Auswerteeinheit 26, die über zwei Signalleitungen 28 und zwei Abgriffe 30 jeweils direkt mit dem Induktor 10 des Schwingkreises 8 verbunden sind.
Zum Heizen des Topfs 6 wird die Schaltung 14 von der Heizsteuereinheit 22 so angesteuert, dass die Schaltung 14 den Schwingkreis 8 zum Schwingen anregt und der Induktor 10 ein schwingendes Magnetfeld erzeugt. Dieses schwingende Magnetfeld verursacht in dem als Heizelement 32 ausgestalteten Topfboden Wirbelströme, die den Topfboden erwärmen. Die Temperatur des Topfbodens wird durch einen Temperatursensor 34 gemessen, der mit einem Sender 36 verbunden ist, der wiederum in einem Griff 38 des Topfs angeordnet ist. Der Sender 36 sendet ein mit der Temperatur des Heizelements 32 zusammenhängendes Informationssignal aus, das in die Umgebung des Senders 36 abgestrahlt wird. Dieses Informationssignal wird von der äußersten Wicklung 40 des Induktors 10 aufgefangen, durch die Abgriffe 30 abgegriffen und der Auswerteeinheit 26 zugeführt. Der Induktor 10 überträgt auf diese Weise das Informationssignal vom Sender 36 an die Auswerteeinheit 26.
Zusätzlich ist die äußere Wicklung 40 des Induktors 10 über die Abgriffe 30 und die Signalleitung 28 mit der Signalerzeugungseinheit 24 verbunden, die ein Informationssignal, beispielsweise zu einem zu einem Rezept zugehörigen Temperaturverlauf, erzeugt und auf die äußere Wicklung 40 in Form einer amplituden- oder frequenzmodulierten Informationsschwingung aufspielt. Der Induktor 10 - beziehungsweise seine äußere Wicklung 40 - dient somit als Sendeantenne, die das Informationssignal aussendet. Dieses Informationssignal wird beispielsweise von einem mit dem Sender 36 und einem Mikrocomputer verbundenen Empfänger des Topfs 6 empfangen und an den Mikrocomputer weitergegeben. Der Mikrocomputer und die Steuereinheit 20 stehen auf diese Weise in einer kommunikativen Verbindung. Sowohl das vom Sender 36 ausgesandte und von der äußeren Wicklung 40 empfangene Informationssignal als auch das von der Signalerzeugungseinheit 24 erzeugte und von der äußeren Wicklung 40 abgestrahlte Informationssignal ist ein hochfrequentes Signal mit einer Trägerfrequenz von 2 MHz, das bei einer Frequenzmodulation leicht um die Trägerfrequenz varüert.
Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem die Steuereinheit 20 über vier Abgriffe 30 mit sowohl der äußersten Wicklung 40 des Induktors 10 als auch mit einer Anzahl von inneren Wicklungen 42 des Induktors 10 verbunden ist, von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine gezeigt ist. Die äußere Wicklung 40 dient hierbei als Sende-und Empfangsantenne, wie zum Ausführungsbeispiel aus Figur 1 beschrieben ist. Die Signalerzeugungseinheit 24 kann im Verbund mit den inneren Wicklungen 42 ein starkes und gerichtetes Magnetfeld, beispielsweise in Form eines kurzen zeitlichen Magnetfeldpulses, erzeugen, der im Heizelement 32 des Topfs 6 ein Reaktionssignal in Form einer elektromagnetischen Schwingung erzeugt. Das Abtastsignal kann alternativ eine Abfolge von Signalteilen bzw. Signalsequenzen unterschiedlicher Energie umfassen. Das Reaktionssignal wird durch die äußere Wicklung 40 empfangen und der Auswerteeinheit 26 zugeführt, die daraus eine charakteristische Größe des Heizelements, beispielsweise dessen Material, Temperatur oder Leitfähigkeit ermittelt. Die Wicklungen 40, 42 dienen somit als Informationsabschnitte zur Informationsübertragung. In einer anderen Ausführungsform ist die Auswerteeinheit 26 ebenfalls mit den inneren Wicklungen 42 des Induktors 10 verbunden und ermittelt die Induktivität des Systems aus inneren Wicklungen 42 und dem Topf 6 bzw. dessen Heizelement 32, um daraus auf das Material und die Größe des Heizelements 32 zu schließen.
Figur 3 zeigt den zeitlichen Verlauf, mit dem die Steuereinheit 20 den Induktor 10 mit Schwingungen beziehungsweise Informationssignalen beaufschlagt. In einem ersten Zeitabschnitt 44 mit einer Zeitdauer von beispielsweise 100 ms steuert die Heizsteuereinheit 22 die Schaltung 14 derart, dass der Induktor 10 zu einer Heizschwingung zum Aufheizen des Heizelements 32 angeregt wird. Hierbei wird die notwendige Heizenergie von der Spannungsquelle 16 über die Schaltung 14 auf den Induktor 10 gegeben und dort in ein Magnetfeld gewandelt, das die gewünschte Wärme im Heizelement 32, beispielsweise zum Aufkochen eines Gerichts im Topfs 6, erzeugt. Nach Ende dieses ersten Zeitabschnitts 44 wird die Heizschwingung gestoppt, so dass keine Heizenergie mehr an das Heizelement 32 übertragen wird.
In einem nun folgenden zweiten Zeitabschnitt 46 mit einer Dauer von beispielsweise 40 ms wird einmal oder mehrere Male ein Abtastsignal durch die inneren Wicklungen 42 an das Heizelement 32 abgestrahlt und ein resultierendes Reaktionssignal vom Heizelement 32 empfangen, um beispielsweise die Temperatur des Heizelements 32 zu ermitteln. In einem nachfolgenden dritten, ebenfalls 40 ms langen Zeitabschnitt 48 findet eine Kommunikation zwischen der Steuereinheit 20 und dem Mikrocomputer des Topfs 6 statt, durch die Informationssignale zwischen der Steuereinheit 20 und dem Mikrocomputer ausgetauscht werden. Anschließend wird in einem vierten Zeitabschnitt 50 wiederum die Heizschwingung zur Aufheizung des Heizelements 32 erzeugt. Ein insgesamt 180 ms andauernder Zeitabschnittsblock aus erstem, zweitem und drittem Zeitabschnitt 44, 46, 48 wird periodisch wiederholt, wie in Figur 3 gezeigt ist. Die Zeitabschnitte 44, 50 sind Heizzeitabschnitte und die Zeitabschnitte 46, 48 sind Übertragungszeitabschnitte. Die Abfolge von Heizzeitabschnitten und Übertragungszeitabschnitten ist von der Steuereinheit 20 vorgegeben.
In Figur 4 ist ein alternatives Steuerungsmodell gezeigt, bei dem das Heizelement 32 permanent durch eine erzeugte Heizschwingung des Induktors 10 geheizt wird, wie durch den Block 52 angedeutet ist. Dieser Heizschwingung überlagert ist ein Informationssignal, das während eines ersten Zeitabschnitts 54 auf beispielsweise die äußere Wicklung 40 des Induktors 10 aufgespielt wird. Der Induktor 10 ist auf diese Weise sowohl mit der Heizschwingung mit einer Frequenz von 20 kHz bis 60 kHz als auch mit dem Informationssignal mit einer Frequenz von 2 MHz beaufschlagt. Während eines zweiten Zeitabschnitts 56, der nach Beendigung des ersten Zeitabschnitts 54 und einer kleinen Pause zwischen den Zeitabschnitten 54, 56 beginnt, wird ein weiteres Informationssignal, beispielsweise in Form eines Abtastsignals, auf nunmehr beispielsweise die inneren Wicklungen 42 des Induktors 10 aufgespielt. Auch dieses zweite Informationssignal wird während des Zeitabschnitts 46 gleichzeitig zu der Heizschwingung auf den Induktor 10 aufgespielt.
Eine Mischung aus einer gleichzeitigen (wie in Figur 4) und einer sequentiellen (wie in Figur 3) Beaufschlagung des Induktors 10 mit Informationssignalen und der Heizschwingung ist in Figur 5 gezeigt. Während eines ersten, 5 Sekunden dauernden Zeitabschnitts 58 ist die Heizschwingung überlagert von vielen Blöcken 60 à 20 ms mit jeweils Abtastsignalen und Reaktionssignalen und vielen Blöcken 62 à 10 ms mit Digitalinformation tragenden Informationssignalen zur Kommunikation der Steuereinheit 20 mit dem Mikrocomputer des Topfs 6. Nach Beendigung des Zeitabschnitts 58 wird die Heizschwingung gestoppt und es folgen jeweils zwei Blöcke 64 mit Abtast- und Reaktionssignalen und zwei Blöcke 66 mit Informationssignalen zur Kommunikation ohne eine überlagernde Heizschwingung. Die vier Blöcke 64, 66 dienen zur Verifikation der aus den Blöcken 60, 62 erzielten Ergebnisse und werden in sehr großen Zeitabständen, beispielsweise jeweils einigen Sekunden, regelmäßig wiederholt. Nach Beendigung des letzten Blocks 66 wird die Heizschwingung wieder angeregt und nach einer Wartezeit zur Stabilisierung der Heizschwingung werden erneut in den Blöcken 60, 62 Informationssignale auf den Induktor 10 aufgespielt.
Figur 6 zeigt einen alternativen Steuerungsmodus der Steuereinheit 20, bei dem in drei Zeitabschnitten 68, 70, 72 Informationssignale, beispielsweise zur Kommunikation, auf den Induktor 10 aufgespielt werden. Ebenfalls in Figur 6 gezeigt ist die Heizschwingung mit der Periodendauer 1/f, wobei mit f die Heizfrequenz der Heizschwingung bezeichnet ist. Als Heizschwingung aufgetragen ist der Strom I durch den Induktor 10 gegen die Zeit t. Die drei Zeitabschnitte 68, 70, 72, die jeweils eine Zeitdauer von 1/10f haben, sind jeweils um einen Nulldurchgang der Heizschwingung bzw. des Stroms I angeordnet, bei dem der Strom I durch den Induktor 10 verschwindet. Durch die Anordnung der Zeitabschnitte 68, 70, 72 um jeweils einen Nulldurchgang wird eine Störung des Informationssignals durch die Heizschwingung gering gehalten.
Bezugszeichen

2: Induktionsheizgerät
4: Tragplatte
6: Topf
8: Schwingkreis
10: Induktor
12: Element
14: Schaltung
16: Spannungsquelle
18: Gleichrichterschaltung
20: Steuereinheit
22: Heizsteuereinheit
24: Signalerzeugungseinheit
26: Auswerteeinheit
28: Signalleitung
30: Abgriff
32: Heizelement
34: Temperatursensor
36: Sender
38: Griff
40: Wicklung
42: Wicklung
44: Zeitabschnitt
46: Zeitabschnitt
48: Zeitabschnitt
50: Zeitabschnitt
52: Block

54: Zeitabschnitt
56: Zeitabschnitt
58: Zeitabschnitt
60: Block
62: Block
64: Block
66: Block
68: Zeitabschnitt
70: Zeitabschnitt
72: Zeitabschnitt

Claims

Induktionsheizgerät
- mit einem Induktor (10)

- und einer Steuereinheit (20), die den Induktor zur Übertragung von Heizenergie mittels einer Heizschwingung und zur Übertragung eines von der Heizschwingung verschiedenen Informationssignals ansteuert,

- welcher Induktor (10) als Antenne zum Aussenden und zum Empfangen der Informationssignale dient,

- wobei der Induktor (10) einen zum Heizen des Heizelements (32) vorgesehenen Heizabschnitt und zumindest einen Informationsabschnitt zur Informationsübertragung aufweist, der kleiner als der Heizabschnitt, von zwei Abgriffen begrenzt und zur Übertragung des Informationssignals mit der Steuereinheit (20) verbunden ist.
Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsabschnitt mindestens 0,5 und höchstens 5 Wicklungen (40, 42) des Induktors (10) lang ist.
Verfahren zum Induktionsheizen und zur Informationsübertragung,
- bei dem eine Heizschwingung durch einen Induktor erzeugt wird, wobei die Heizenergie auf ein zu erwärmendes Heizelement (32) eines Heizgeräts übertragen wird,

- und bei dem ein Informationssignal zwischen einer Antenne und dem Heizgerät übertragen wird,

- wobei sowohl zur Übertragung der Heizenergie als auch zum Senden und Empfangen der Informationssignale der Induktor als Antenne verwendet wird,

- wobei der Induktor (10) einen zum Heizen des Heizelements (32) vorgesehenen Heizabschnitt und zumindest einen Informationsabschnitt zur Informationsübertragung aufweist, der kleiner als der Heizabschnitt, von zwei Abgriffen begrenzt und zur Übertragung des Informationssignals mit einer Steuereinheit (20) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne ein Informationssignal mit einer Frequenz über 500 kHz überträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal ein Abtastsignal zur Erzeugung eines Reaktionssignals aus dem Heizelement (32) umfasst, und eine das Heizelement charakterisierenden Größe aus dem Reaktionssignal ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal eine Abfolge von Signalteilen unterschiedlicher Energie umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal auf die Heizschwingung überlagert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Heizschwingung und die Kommunikation durch ein Aussenden und/oder Auswerten des Informationssignals derartig getaktet werden, dass der Induktor (10) entweder zur Erzeugung oder zur Kommunikation verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Heizschwingung und die Kommunikation durch ein Aussenden und/oder Auswerten des Informationssignals derartig getaktet werden, dass die Kommunikation während eines relativ zur Heizschwingungsperiode kleinen Zeitabschnitts (68, 70, 72) im Bereich eines Nulldurchgangs der Heizschwingung erfolgt.