EP2590476A1 - Hausgerätevorrichtung - Google Patents

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EP2590476A1
EP2590476A1 EP12190494.0A EP12190494A EP2590476A1 EP 2590476 A1 EP2590476 A1 EP 2590476A1 EP 12190494 A EP12190494 A EP 12190494A EP 2590476 A1 EP2590476 A1 EP 2590476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
units
unit
rectifier
consumer
appliance device
Prior art date
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Granted
Application number
EP12190494.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2590476B1 (de
Inventor
Daniel Anton Falcon
Sergio Llorente Gil
Daniel Palacios Tomas
Diego Puyal Puente
Hector Sarnago Andia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2590476A1 publication Critical patent/EP2590476A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2590476B1 publication Critical patent/EP2590476B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12—Cooking devices

Definitions

  • the invention relates to a household appliance device according to the preamble of claim 1.
  • Induction hobs which have rectifiers connected to two different phases, which are intended to supply different inverters in each case.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic device with improved electrical efficiency.
  • the object is achieved by the features of claim 1, while advantageous embodiments and modifications of the invention can be taken from the dependent claims.
  • the invention relates to a domestic appliance device, in particular a hob device, with at least two rectifier units and at least two consumer units, which are intended to be connected to different of the at least two rectifier units and which are connected in particular in at least one operating mode with different of the at least two rectifier units ,
  • the domestic appliance device has at least one first switching unit which is provided to connect at least one of the consumer units with at least the two rectifier units simultaneously in at least one operating mode.
  • a "rectifier unit” should be understood in particular to mean a unit which has at least one rectifier and is intended to rectify and output an electrical alternating voltage which is applied to input contacts and to output them to output contacts.
  • a rectifier unit preferably has at least one semiconductor component, preferably a diode.
  • a rectifier unit has at least one half-wave rectifier, preferably a bridge rectifier.
  • controllable rectifiers and / or boost rectifiers are conceivable.
  • the rectifier unit has a Buffering capacity, in particular a capacitor unit, which is intended to achieve a smoothing of the rectified AC voltage.
  • an output voltage of the rectifier unit is a pulsating DC voltage.
  • a “consumer unit” is to be understood in particular as a unit which has at least one consumer.
  • a “consumer” is to be understood in particular a component which is intended to electrical energy into other forms of energy, in particular mechanical energy, electromagnetic field energy and / or heat, preferably with an efficiency greater than 50%, in particular greater than 70%, preferably greater than 90% to convert.
  • a consumer unit differs from a voltage conversion unit, in particular a rectifier, inverter and / or converter, which is intended to convert electrical energy of a mold into electrical energy of a further form.
  • a consumer is intended to implement in at least one operating mode a power of at least 50 W, in particular at least 200 W, advantageously at least 1000 W, preferably at least 2000 W.
  • a consumer unit has a plurality of similar consumers. In particular, all consumers of a consumer unit are operated with the same input voltage.
  • a “switching unit” is to be understood in particular as a unit having at least one switching element.
  • a “switching element” is to be understood as meaning, in particular, an electrical, preferably passive, component which is provided to disconnect and / or connect at least one electrical connection.
  • a switching element has at least one control input and is provided to switch in dependence on a, applied to the control input electrical signal.
  • the switching element is designed as a semiconductor component, preferably as a relay.
  • an increased electrical efficiency can be achieved since losses in the rectifier units, in particular in semiconductor components of the rectifier units, increase disproportionately with a current flowing through the rectifier units.
  • the consumer units are designed as heating units.
  • a “heating unit” should in particular be understood to mean a consumer unit having at least one heating element.
  • a “heating element” is to be understood in particular as a consumer which is intended to convert electrical energy into heat.
  • a heat output from the heating element is at most an electric power that is fed thereto. In such a configuration can be particularly benefited from a higher efficiency.
  • the heating units are designed as induction heating units.
  • An "induction heating unit” should in particular be understood to mean a heating unit which has at least one induction heating element.
  • An “induction heating element” should in particular be understood to mean a heating element which is intended to convert a high-frequency alternating current, in particular an alternating current having a frequency between 20 kHz and 100 kHz, into an alternating magnetic field which is induced by induction and / or magnetic reversal effects metallic, in particular ferromagnetic, body, in particular in a radiator and / or a cooking utensil, generates heat.
  • an induction heating element has at least one wound, in particular circular disk wound, conductor. In particular, an increased comfort can be achieved because with an induction heating a low-inertia heating is possible.
  • the at least two rectifier units are provided to be connected to at least two different energy sources, in particular to be connected in at least one operating state.
  • An "energy source” is to be understood in particular as meaning an electrical energy source, preferably an alternating voltage source, in particular a phase of a multi-phase house connection.
  • the induction heating device has at least two connection points, which are intended to be connected to energy sources. In particular, a high overall performance can be provided.
  • the home appliance device has at least one second switching unit, which is provided to at least the two rectifier units in at least one Operating mode to connect to a single power source.
  • at least one second switching unit which is provided to at least the two rectifier units in at least one Operating mode to connect to a single power source.
  • an increased electrical efficiency can be achieved.
  • the home appliance device has at least one further switching unit which is provided to switch at least the two rectifier units in parallel on the consumer side in at least one operating mode.
  • the fact that the rectifier units are connected in parallel on the consumer side should in particular mean that the output contacts of the same name, in particular output contacts with the same-pole voltage, of the rectifier units are connected to one another.
  • the further switching unit is arranged between the rectifier units and at least two inverters, in particular heating frequency units, which are provided to supply the consumer units with high-frequency alternating current.
  • heating frequency unit should in particular be understood to mean an electrical unit which generates an oscillating electrical signal, preferably at a frequency of at least 1 kHz, in particular of at least 10 kHz, advantageously of at least 20 kHz, and in particular of not more than 100 kHz for an induction heating unit ,
  • the heating frequency unit is intended to provide a maximum electrical power of at least 1000 W, in particular at least 2000 W, advantageously at least 3000 W and preferably at least 3500 W, required by an induction heating unit.
  • the heating frequency unit comprises in particular at least one inverter, which preferably has at least two, preferably series-connected, bidirectional unipolar switches, which are formed in particular by a transistor and a diode connected in parallel, and particularly advantageously at least one damping capacitor connected in parallel to the bidirectional unipolar switches, which is in particular formed by at least one capacitor.
  • a high-frequency power supply of the induction heating unit can be provided.
  • an increased electrical efficiency can be achieved because the rectifier units are loaded evenly.
  • At least the two rectifier units each have a filter unit.
  • a "filter unit” is to be understood as meaning, in particular, an active and / or passive electronic unit which is intended to convert from a load into an energy source, in particular a power grid, for feedback Voltage peaks and / or non-network frequencies to avoid.
  • the filter unit has at least one choke coil. In particular, a higher electrical efficiency can be achieved.
  • the domestic appliance device has at least one control unit which controls at least the first switching unit at least as a function of services requested for the consumers.
  • a "control unit” is to be understood in particular as meaning an electronic unit which is preferably at least partially integrated in a control and / or regulating unit of a home appliance device and which is preferably provided to control at least the first switching unit and in particular to control a power consumption of the consumer units and / or to regulate.
  • the control unit preferably comprises a computing unit and, in particular in addition to the computing unit, a memory unit with a control and / or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit. In particular, a higher electrical efficiency can be achieved.
  • FIG. 1 shows a designed as a hob home appliance 10 in a schematic view.
  • the domestic appliance 10 has a domestic appliance device 12 designed as a hob appliance.
  • the home appliance device 12 has two rectifier units 20, 22 and two consumer units 34, 36.
  • the consumer units 34, 36 are connected in an operating mode to different ones of the two rectifier units 20, 22.
  • the domestic appliance device 12 has a first switching unit 60, which is provided to simultaneously connect one of the consumer units 34, 36 with the two rectifier units 20, 22 in a further operating mode.
  • the consumer units 34, 36 are designed as heating units.
  • the heating units are designed as induction heating units.
  • the home appliance device 12 furthermore has two heating frequency units 30, 32.
  • the heating frequency units 30, 32 are as Inverters formed.
  • the Schufrequenzakuen 30, 32 are arranged in an operating mode with respect to a current path between the rectifier units 20, 22 and the load units 34, 36 each between a rectifier unit 20, 22 and a load unit 34, 36.
  • the heating frequency units 30, 32 are connected in this operating mode with different rectifier units 20, 22.
  • the rectifier units 20, 22 are intended to be connected to two different power sources 14, 16.
  • the domestic appliance device 12 has a second switching unit 40, which is provided to connect the two rectifier units 20, 22 in a different operating mode with a single energy source 14.
  • the domestic appliance device 12 has a further switching unit 50 which is provided to switch the two rectifier units 20, 22 on the consumer side in parallel in an operating mode.
  • the two rectifier units 20, 22 each have a filter unit 24, 26.
  • the two rectifier units 20, 22 each have a rectifier 21, 23 configured as a bridge rectifier.
  • the domestic appliance device 12 has a control unit 70 which controls the first and second switching units 40, 60 as a function of the services requested for the consumer units 34, 36.
  • the control unit 70 is provided to control the further switching unit 50.
  • the control unit 70 is provided to control the heating frequency units 30, 32, and thus a power consumption of the consumer units 34, 36.
  • the energy sources 14, 16 are designed as phases of a multi-phase house connection.
  • the home appliance device 12 has an adjusting means 72, which is provided to allow an operator to set a maximum of the energy sources 14, 16 to be related current.
  • the second switching unit 40 has two switching elements 42, 44.
  • the switching elements 42, 44 are designed as relays.
  • the switching elements 42, 44 are formed as a single pole changeover switch.
  • the second switching unit 40 is provided to connect the rectifier unit 20 to either the power source 14 or the power source 16. In an initial state, the second switching unit 40 connects the rectifier unit 20 to the power source 14 and the rectifier unit 22 to the power source 16.
  • the first switching unit 60 has two switching elements 62, 64.
  • the switching elements 62, 64 are designed as relays.
  • the switching elements 62, 64 are formed as a single pole changeover switch.
  • the first switching unit 60 is provided to connect the consumer units 34, 36 either to one of the heating frequency units 30, 32 or one of the Load units 34, 36 with two heating frequency units 30, 32 in a boost mode.
  • the first switching unit 60 connects the consumer unit 34 with the heating frequency unit 30 and the consumer unit 36 with the heating frequency unit 32.
  • the further switching unit 50 has two switching elements 52, 54.
  • the switching elements 52, 54 are designed as relays.
  • the switching elements 52, 54 are designed as a single-pole power switch.
  • a connection of output contacts of the rectifier units 20, 22 via the switching elements 52, 54 is disconnected.
  • the switching elements 42 and 44 are formed in pairs as a two-pole changeover switch and thus via a single control member, in particular a relay coil, are switchable.
  • the switching elements 52 and 54 are formed in pairs as a two-pole power switch and thus via a single control member, in particular a relay coil, are switchable.
  • the control unit 70 is provided for switching units 40, 50, 60 in their respective initial states.
  • the consumer units 34, 36 are operated via completely different power electronics.
  • a second operating mode in which an operator requests powers for the consumer units 34, 36 which in total correspond to a maximum of a power which may be obtained from the individual power source 16 to the maximum, the control unit 70 is provided to power the switching unit 60 in FIG leave their initial state and the switching units 40 and 50 to switch.
  • both rectifier units 20, 22 are connected to the power source 16 and the rectifier units 20, 22 are connected in parallel on the consumer side.
  • the consumer units 34, 36 are each operated via two rectifier units 20, 22.
  • the control unit 70 is provided to switch all switching units 40, 50, 60.
  • the rectifier units 20, 22 connected to the power source 16
  • the Rectifier units 20, 22 are connected in parallel on the consumer side
  • the load unit 34 is connected to both rectifier units 20, 22.
  • embodiments of the invention with more than two, in particular at least three, advantageously at least four, consumer units, rectifier units and / or heating frequency units are conceivable.
  • such a configuration has more complex switching units adapted to the larger numbers.
  • control unit 70 is provided to close the switching unit 40 constantly when only one power source 16 is connected to the home appliance device 12. Furthermore, embodiments are conceivable in which a switching unit 40 is dispensed with and the rectifier units 20, 22 are permanently connected to a single energy source 16.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) und zumindest zwei Verbrauchereinheiten (34, 36), die dazu vorgesehen sind, mit unterschiedlichen der zumindest zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) verbunden zu werden. Um eine erhöhte elektrische Effizienz zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätevorrichtung zumindest eine erste Schalteinheit (60) aufweist, die dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest eine der Verbrauchereinheiten (34, 36) mit zumindest den beiden Gleichrichtereinheiten (20, 22) gleichzeitig zu verbinden.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind Induktionskochfelder bekannt, die an zwei unterschiedliche Phasen angeschlossene Gleichrichter aufweisen, die dazu vorgesehen sind, jeweils unterschiedliche Inverter zu versorgen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserter elektrischer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Hausgerätevorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Gleichrichtereinheiten und zumindest zwei Verbrauchereinheiten, die dazu vorgesehen sind, mit unterschiedlichen der zumindest zwei Gleichrichtereinheiten verbunden zu werden und die insbesondere in zumindest einem Betriebsmodus mit unterschiedlichen der zumindest zwei Gleichrichtereinheiten verbunden sind.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätevorrichtung zumindest eine erste Schalteinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest eine der Verbrauchereinheiten mit zumindest den beiden Gleichrichtereinheiten gleichzeitig zu verbinden. Unter einer "Gleichrichtereinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen Gleichrichter aufweist und dazu vorgesehen ist, eine elektrische Wechselspannung, die an Eingangskontakten anliegt, gleichzurichten und an Ausgangskontakten auszugeben. Vorzugsweise weist eine Gleichrichtereinheit zumindest ein Halbleiterbauelement, vorzugsweise eine Diode, auf. Insbesondere weist eine Gleichrichtereinheit zumindest einen Einweggleichrichter, vorzugsweise einen Brückengleichrichter, auf. Weiterhin sind steuerbare Gleichrichter und/oder Boostgleichrichter denkbar. Insbesondere weist die Gleichrichtereinheit eine Pufferkapazität, insbesondere eine Kondensatoreinheit, auf, die dazu vorgesehen ist, eine Glättung der gleichgerichteten Wechselspannung zu erreichen. Vorzugsweise handelt es sich bei einer Ausgangsspannung der Gleichrichtereinheit um eine pulsierende Gleichspannung. Unter einer "Verbrauchereinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden die zumindest einen Verbraucher aufweist. Unter einem "Verbraucher" soll insbesondere eine Komponente verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in andere Energieformen, insbesondere mechanische Energie, elektromagnetische Feldenergie und/oder Wärme, vorzugsweise mit einem Wirkungsgrad größer als 50 %, insbesondere größer als 70 %, vorzugsweise größer als 90 %, umzuwandeln. Insbesondere unterscheidet sich eine Verbrauchereinheit von einer Spannungswandlungseinheit, insbesondere einem Gleichrichter, Wechselrichter und/oder Umrichter, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie einer Form in elektrische Energie einer weiteren Form umzuwandeln. Insbesondere ist ein Verbraucher dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebsmodus eine Leistung von zumindest 50 W, insbesondere zumindest 200 W, vorteilhaft zumindest 1000 W, vorzugsweise zumindest 2000 W, umzusetzen. Insbesondere weist eine Verbrauchereinheit mehrere gleichartige Verbraucher auf. Insbesondere werden alle Verbraucher einer Verbrauchereinheit mit einer gleichen Eingangsspannung betrieben. Darunter, dass eine Verbrauchereinheit mit einer Gleichrichtereinheit "verbunden" ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Verbrauchereinheit über einen Strompfad mit der Gleichrichtereinheit verbunden ist, der sich von einem Strompfad unterscheidet, der über mehr als einen Gleichrichter führt. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer "Schalteinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Schaltelement verstanden werden. Unter einem "Schaltelement" soll insbesondere eine elektrische, vorzugsweise passive, Komponente verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine elektrische Verbindung zu trennen und/oder zu verbinden. Insbesondere weist ein Schaltelement zumindest einen Steuereingang auf und ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von einem, an dem Steuereingang anliegenden elektrischen Signal zu schalten. Insbesondere ist das Schaltelement als Halbleiterbauteil, vorzugsweise als Relais ausgebildet. Es kann insbesondere eine erhöhte elektrische Effizienz erreicht werden, da Verluste in den Gleichrichtereinheiten, insbesondere in Halbleiterbauteilen der Gleichrichtereinheiten, überproportional mit einem über die Gleichrichtereinheiten fließenden Strom ansteigen. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verbrauchereinheiten als Heizeinheiten ausgebildet sind. Unter einer "Heizeinheit" soll insbesondere eine Verbrauchereinheit mit zumindest einem Heizelement verstanden werden. Unter einem "Heizelement" soll insbesondere ein Verbraucher verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Insbesondere beträgt eine von dem Heizelement abgegebene Wärmleistung maximal einer elektrischen Leistung, die in dieses eingespeist wird. In einer derartigen Ausgestaltung kann besonders von einem höheren Wirkungsgrad profitiert werden.
  • Vorteilhaft sind die Heizeinheiten als Induktionsheizeinheiten ausgebildet. Unter einer "Induktionsheizeinheit" soll insbesondere eine Heizeinheit verstanden werden, die zumindest ein Induktionsheizelement aufweist. Unter einem "Induktionsheizelement" soll insbesondere ein Heizelement verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Wechselstrom, insbesondere einen Wechselstrom mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und 100 kHz, in ein magnetisches Wechselfeld zu wandeln, welches durch Induktion und/oder Ummagnetisierungseffekte in einem metallischen, insbesondere ferromagnetischen, Körper, insbesondere in einem Heizkörper und/oder einem Gargeschirr, Wärme erzeugt. Insbesondere weist ein Induktionsheizelement zumindest einen gewickelten, insbesondere kreisscheibenförmig gewickelten, Leiter auf. Es kann insbesondere ein erhöhter Komfort erreicht werden, da mit einer Induktionsheizung ein trägheitsarmes Heizen möglich ist.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Gleichrichtereinheiten dazu vorgesehen sind, mit zumindest zwei unterschiedlichen Energiequellen verbunden zu werden, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand verbunden sind. Unter einer "Energiequelle" soll insbesondere eine elektrische Energiequelle, vorzugsweise eine Wechselspannungsquelle, insbesondere eine Phase eines Mehrphasenhausanschlusses, verstanden werden. Insbesondere weist die Induktionsheizvorrichtung zumindest zwei Anschlussstellen auf, die dazu vorgesehen sind, mit Energiequellen verbunden zu werden. Es kann insbesondere eine hohe Gesamtleistung bereitgestellt werden.
  • Vorteilhaft weist die Hausgerätevorrichtung zumindest eine zweite Schalteinheit auf, die dazu vorgesehen ist, zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten in zumindest einem Betriebsmodus mit einer einzelnen Energiequelle zu verbinden. Es kann insbesondere eine erhöhte elektrische Effizienz erreicht werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Hausgerätevorrichtung zumindest eine weitere Schalteinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebsmodus zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten verbraucherseitig parallel zu schalten. Darunter, dass die Gleichrichtereinheiten "verbraucherseitig" parallel geschaltet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass gleichnamige Ausgangskontakte, insbesondere Ausgangskontakte mit gleichpoliger Spannung, der Gleichrichtereinheiten miteinander verbunden sind. Insbesondere ist die weitere Schalteinheit zwischen den Gleichrichtereinheiten und zumindest zwei Wechselrichtern, insbesondere Heizfrequenzeinheiten, angeordnet, die dazu vorgesehen sind, die Verbrauchereinheiten mit hochfrequentem Wechselstrom zu versorgen. Unter einer "Heizfrequenzeinheit" soll insbesondere eine elektrische Einheit verstanden werden, die ein oszillierendes elektrisches Signal, vorzugsweise mit einer Frequenz von zumindest 1 kHz, insbesondere von wenigstens 10 kHz, vorteilhaft von mindestens 20 kHz, und insbesondere von maximal 100 kHz für eine Induktionsheizeinheit erzeugt. Insbesondere ist die Heizfrequenzeinheit dazu vorgesehen, eine, von einer Induktionsheizeinheit geforderte, maximale elektrische Leistung von zumindest 1000 W, insbesondere zumindest 2000 W, vorteilhaft zumindest 3000 W und vorzugsweise zumindest 3500 W bereitzustellen. Die Heizfrequenzeinheit umfasst insbesondere zumindest einen Wechselrichter, der vorzugsweise zumindest zwei, vorzugsweise in Reihe geschaltete, bidirektionale unipolare Schalter, die insbesondere von einem Transistor und einer parallel geschalteten Diode gebildet sind, und besonders vorteilhaft zumindest jeweils einen parallel zu den bidirektionalen unipolaren Schaltern geschaltete Dämpfungskapazität, die insbesondere von zumindest einem Kondensator gebildet ist, aufweist. Hierdurch kann eine hochfrequente Energieversorgung der Induktionsheizeinheit bereitgestellt werden. Es kann insbesondere eine gesteigerte elektrische Effizienz erreicht werden, da die Gleichrichtereinheiten gleichmäßig belastet werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten jeweils eine Filtereinheit aufweisen. Unter einer "Filtereinheit" soll insbesondere eine aktive und/oder passive elektronische Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, aus einem Verbraucher in eine Energiequelle, insbesondere ein Stromnetz, rückkoppelnde Spannungsspitzen und/oder netzfremde Frequenzen zu vermeiden. Insbesondere weist die Filtereinheit zumindest eine Drosselspule auf. Es kann insbesondere eine höhere elektrische Effizienz erreicht werden.
  • Vorteilhaft weist die Hausgerätevorrichtung zumindest eine Steuereinheit auf, die zumindest in Abhängigkeit von für die Verbraucher angeforderten Leistungen zumindest die erste Schalteinheit steuert. Unter einer "Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit einer Hausgerätevorrichtung zumindest teilweise integriert ist und die vorzugsweise dazu vorgesehen ist, zumindest die erste Schalteinheit zu steuern und insbesondere eine Leistungsaufnahme der Verbrauchereinheiten zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Es kann insbesondere eine höhere elektrische Effizienz erreicht werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel 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.
  • Figur 1 zeigt ein als Kochfeld ausgebildetes Hausgerät 10 in einer schematischen Ansicht. Das Hausgerät 10 weist eine als Kochfeldvorrichtung ausgebildete Hausgerätevorrichtung 12 auf. Die Hausgerätevorrichtung 12 weist zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 und zwei Verbrauchereinheiten 34, 36 auf. Die Verbrauchereinheiten 34, 36 sind in einem Betriebsmodus mit unterschiedlichen der zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 verbunden. Erfindungsgemäß weist die Hausgerätevorrichtung 12 eine erste Schalteinheit 60 auf, die dazu vorgesehen ist, in einem weiteren Betriebsmodus eine der Verbrauchereinheiten 34, 36 mit den beiden Gleichrichtereinheiten 20, 22 gleichzeitig zu verbinden. Die Verbrauchereinheiten 34, 36 sind als Heizeinheiten ausgebildet. Die Heizeinheiten sind als Induktionsheizeinheiten ausgebildet. Die Hausgerätevorrichtung 12 weist weiterhin zwei Heizfrequenzeinheiten 30, 32 auf. Die Heizfrequenzeinheiten 30, 32 sind als Wechselrichter ausgebildet. Die Heizfrequenzeinheiten 30, 32 sind in einem Betriebsmodus bezüglich eines Strompfads zwischen den Gleichrichtereinheiten 20, 22 und den Verbrauchereinheiten 34, 36 jeweils zwischen einer Gleichrichtereinheit 20, 22 und einer Verbrauchereinheit 34, 36 angeordnet. Die Heizfrequenzeinheiten 30, 32 sind in diesem Betriebsmodus mit unterschiedlichen Gleichrichtereinheiten 20, 22 verbunden. Die Gleichrichtereinheiten 20, 22 sind dazu vorgesehen, mit zwei unterschiedlichen Energiequellen 14, 16 verbunden zu werden. Weiterhin weist die Hausgerätevorrichtung 12 eine zweite Schalteinheit 40 auf, die dazu vorgesehen ist, die zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 in einem anderen Betriebsmodus mit einer einzelnen Energiequelle 14 zu verbinden. Weiterhin weist die Hausgerätevorrichtung 12 eine weitere Schalteinheit 50 auf, die dazu vorgesehen ist, in einem Betriebsmodus die zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 verbraucherseitig parallel zu schalten.
  • Die zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 weisen jeweils eine Filtereinheit 24, 26 auf. Die zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 weisen jeweils einen als Brückengleichrichter ausgebildeten Gleichrichter 21, 23 auf. Weiterhin weist die Hausgerätevorrichtung 12 eine Steuereinheit 70 auf, die in Abhängigkeit von für die Verbrauchereinheiten 34, 36 angeforderten Leistungen die erste und zweite Schalteinheit 40, 60 steuert. Weiterhin ist die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen, die weitere Schalteinheit 50 zu steuern. Weiterhin ist die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen, die Heizfrequenzeinheiten 30, 32, und somit eine Leistungsaufnahme der Verbrauchereinheiten 34, 36, zu steuern. Die Energiequellen 14, 16 sind als Phasen eines Mehrphasenhausanschlusses ausgebildet. Die Hausgerätevorrichtung 12 weist ein Stellmittel 72 auf, das dazu vorgesehen ist, einem Bediener eine Einstellung einer maximal über die Energiequellen 14, 16 zu beziehenden Stromstärke zu ermöglichen. Die zweite Schalteinheit 40 weist zwei Schaltelemente 42, 44 auf. Die Schaltelemente 42, 44 sind als Relais ausgebildet. Die Schaltelemente 42, 44 sind als einpolige Wechselschalter ausgebildet. Die zweite Schalteinheit 40 ist dazu vorgesehen, die Gleichrichtereinheit 20 entweder mit der Energiequelle 14 oder der Energiequelle 16 zu verbinden. In einem Ausgangszustand verbindet die zweite Schalteinheit 40 die Gleichrichtereinheit 20 mit der Energiequelle 14 und die Gleichrichtereinheit 22 mit der Energiequelle 16. Die erste Schalteinheit 60 weist zwei Schaltelemente 62, 64 auf. Die Schaltelemente 62, 64 sind als Relais ausgebildet. Die Schaltelemente 62, 64 sind als einpolige Wechselschalter ausgebildet. Die erste Schalteinheit 60 ist dazu vorgesehen, die Verbrauchereinheiten 34, 36 entweder jeweils mit einer der Heizfrequenzeinheiten 30, 32 zu verbinden oder eine der Verbrauchereinheiten 34, 36 mit beiden Heizfrequenzeinheiten 30, 32 in einem Boostmodus zu betreiben. In dem Ausgangszustand verbindet die erste Schalteinheit 60 die Verbrauchereinheit 34 mit der Heizfrequenzeinheit 30 und die Verbrauchereinheit 36 mit der Heizfrequenzeinheit 32. Die weitere Schalteinheit 50 weist zwei Schaltelemente 52, 54 auf. Die Schaltelemente 52, 54 sind als Relais ausgebildet. Die Schaltelemente 52, 54 sind als einpolige Einschalter ausgebildet. In dem Ausgangszustand ist eine Verbindung von Ausgangskontakten der Gleichrichtereinheiten 20, 22 über die Schaltelemente 52, 54 getrennt. In weiteren Ausgestaltungsvarianten ist es ebenso denkbar, dass die Schaltelemente 42 und 44 paarweise als zweipolige Wechselschalter ausgebildet sind und somit über ein einzelnes Steuerglied, insbesondere eine Relaisspule, schaltbar sind. In weiteren Ausgestaltungsvarianten ist es weiterhin denkbar, dass die Schaltelemente 52 und 54 paarweise als zweipolige Einschalter ausgebildet sind und somit über ein einzelnes Steuerglied, insbesondere eine Relaisspule, schaltbar sind. In einem ersten Betriebsmodus, in dem für die Verbrauchereinheiten 34, 36 von einem Bediener Leistungen angefordert sind, die in Summe größer sind als eine Leistung die von einer einzelnen Energiequelle 14, 16 maximal bezogen werden dürfen, ist die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen, die Schalteinheiten 40, 50, 60 in ihren jeweiligen Ausgangszuständen zu belassen. Die Verbrauchereinheiten 34, 36 werden über komplett verschiedene Leistungselektronik betrieben.
  • In einem zweiten Betriebsmodus, in dem für die Verbrauchereinheiten 34, 36 von einem Bediener Leistungen angefordert sind, die in Summe maximal einer Leistung entsprechen, die von der einzelnen Energiequelle 16 maximal bezogen werden darf, ist die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen, die Schalteinheit 60 in ihrem Ausgangszustand zu belassen und die Schalteinheiten 40 und 50 zu schalten. In diesem Betriebsmodus sind beide Gleichrichtereinheiten 20, 22 mit der Energiequelle 16 verbunden und die Gleichrichtereinheiten 20, 22 sind verbraucherseitig parallel geschaltet. Die Verbrauchereinheiten 34, 36 werden jeweils über zwei Gleichrichtereinheiten 20, 22 betrieben.
  • In einem dritten Betriebsmodus, in dem für mindestens eine und für weniger als alle Verbrauchereinheiten 34, 36, also beispielsweise, wie in Figur 1 dargestellt, nur für die Verbrauchereinheit 34, eine Leistung durch einen Bediener angefordert ist, ist die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen, alle Schalteinheiten 40, 50, 60 zu schalten. Es sind beide Gleichrichtereinheiten 20, 22 mit der Energiequelle 16 verbunden, die Gleichrichtereinheiten 20, 22 sind verbraucherseitig parallel geschaltet und die Verbrauchereinheit 34 ist mit beiden Gleichrichtereinheiten 20, 22 verbunden.
  • Weiterhin sind Betriebsmodi, die den zweiten und dritten Betriebsmodus kombinieren, denkbar, in denen die Verbrauchereinheiten 34, 36 abwechselnd durch Schaltung der Schalteinheit 60 in einem Boostmodus betrieben werden.
  • Es sind weiterhin Ausgestaltungen der Erfindung mit mehr als zwei, insbesondere zumindest drei, vorteilhaft zumindest vier, Verbrauchereinheiten, Gleichrichtereinheiten und/oder Heizfrequenzeinheiten denkbar. Insbesondere weist eine derartige Ausgestaltung komplexere, den größeren Anzahlen angepasste Schalteinheiten auf.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass die Steuereinheit 70 dazu vorgesehen ist, die Schalteinheit 40 ständig zu schließen, wenn lediglich eine Energiequelle 16 an die Hausgerätevorrichtung 12 angeschlossen ist. Weiterhin sind Ausgestaltungen denkbar, in denen auf eine Schalteinheit 40 verzichtet ist und die Gleichrichtereinheiten 20, 22 ständig mit einer einzelnen Energiequelle 16 verbunden sind.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Hausgerät
    12
    Hausgerätevorrichtung
    14
    Energiequelle
    16
    Energiequelle
    20
    Gleichrichtereinheit
    21
    Gleichrichter
    22
    Gleichrichtereinheit
    23
    Gleichrichter
    24
    Filtereinheit
    26
    Filtereinheit
    30
    Heizfrequenzeinheit
    32
    Heizfrequenzeinheit
    34
    Verbrauchereinheit
    36
    Verbrauchereinheit
    40
    Schalteinheit
    42
    Schaltelement
    44
    Schaltelement
    50
    Schalteinheit
    52
    Schaltelement
    54
    Schaltelement
    60
    Schalteinheit
    62
    Schaltelement
    64
    Schaltelement
    70
    Steuereinheit
    72
    Stellmittel

Claims (10)

  1. Hausgerätevorrichtung, insbesondere Kochfeldvorrichtung, mit zumindest zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) und zumindest zwei Verbrauchereinheiten (34, 36), die dazu vorgesehen sind, mit unterschiedlichen der zumindest zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) verbunden zu werden, gekennzeichnet durch zumindest eine erste Schalteinheit (60), die dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebsmodus zumindest eine der Verbrauchereinheiten (34, 36) mit zumindest den beiden Gleichrichtereinheiten (20, 22) gleichzeitig zu verbinden.
  2. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinheiten (34, 36) als Heizeinheiten ausgebildet sind.
  3. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinheiten als Induktionsheizeinheiten ausgebildet sind.
  4. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) dazu vorgesehen sind, mit zumindest zwei unterschiedlichen Energiequellen (14, 16) verbunden zu werden.
  5. Hausgerätevorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest eine zweite Schalteinheit (40), die dazu vorgesehen ist, zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) in zumindest einem Betriebsmodus mit einer einzelnen Energiequelle (16) zu verbinden.
  6. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine weitere Schalteinheit (50), die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebsmodus zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) verbraucherseitig parallel zu schalten.
  7. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zwei Gleichrichtereinheiten (20, 22) jeweils eine Filtereinheit (24, 26) aufweisen.
  8. Hausgerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (70), die zumindest in Abhängigkeit von für die Verbrauchereinheiten (34, 36) angeforderten Leistungen zumindest die erste Schalteinheit (60) steuert.
  9. Hausgerät mit einer Hausgerätevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Hausgerätevorrichtung (12) nach Anspruch 8.
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