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EP3123819B1 - Gargerätevorrichtung - Google Patents

Gargerätevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP3123819B1
EP3123819B1 EP15708344.5A EP15708344A EP3123819B1 EP 3123819 B1 EP3123819 B1 EP 3123819B1 EP 15708344 A EP15708344 A EP 15708344A EP 3123819 B1 EP3123819 B1 EP 3123819B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
time interval
control unit
time
switch
operating state
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP15708344.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3123819A1 (de
Inventor
Daniel Anton Falcon
Alvaro Cortes Blanco
Oscar Garcia-Izquierdo Gango
Paul Muresan
Ramon Peinado Adiego
Diego Puyal Puente
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 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 Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3123819A1 publication Critical patent/EP3123819A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3123819B1 publication Critical patent/EP3123819B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the object of the invention is, in particular, to provide a generic cooking appliance device with improved properties with regard to operational safety.
  • the object is achieved by the characterizing features of independent claims 1 and 10, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • control unit in particular in at least one operating state, preferably the fault operating state, be provided for dynamically coordinating the at least one first time interval and the at least one second time interval.
  • the high-frequency heating current has, in particular, a corresponding frequency, flows through the at least one inductor in at least one operating state and is intended in particular for heating, in particular cooking utensils, in particular by eddy current and / or magnetic reversal effects.
  • a “line path” is to be understood in particular as an electrically conductive connection between at least two points.
  • “Provided” is to be understood in particular to be specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should in particular be understood to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
  • the at least one first time interval advantageously has a time period between 1 ms and 20 ms, preferably between 2 ms and 15 ms and particularly preferably between 5 ms and 10 ms.
  • the at least one first time interval is at most 50%, advantageously at most 30%, preferably at most 10% and particularly preferably at most 5% larger than that at least a second time interval.
  • a maximum time period of the at least one first time interval is preferably given by a whole period of a mains voltage of a power supply network and is in particular when operating in Europe at most 20 ms and in particular when operating in North and Central America at most 16.33 ms.
  • the voltage "at least essentially” has an extremum in the middle of the first time interval is to be understood in particular to mean that the extremum is at most 25%, preferably at most 10% and particularly preferably at most 2% of a total duration of the time interval from the center is.
  • the fact that the "control unit is intended to deactivate the at least one inverter during at least a first time interval” is to be understood in particular to mean that the control unit is intended to start at least one deactivation process of the at least one inverter during the at least a first time interval and / or to complete at least one activation process of the at least one inverter during the at least one first time interval, in particular completely.
  • a start time of the at least one first time interval can correspond to at least one start time of the at least one deactivation process.
  • an end time of the at least one first time interval can correspond to at least one end time of the at least one activation process.
  • the control unit is preferably provided to completely deactivate the at least one inverter during the at least one first time interval, such that the at least one inverter is inactive during the entire at least one first time interval.
  • the at least one switch could be designed, for example, as an electronic switch, in particular as a transistor, in particular as a bipolar transistor and / or as a MOSFET. However, the switch is advantageous as a mechanical switch, in particular as a contactor and / or preferably as a relay.
  • the at least one second time interval is arranged centrally within the at least one first time interval
  • a center point of the at least one first time interval and a center point of the at least one second time interval lie one above the other.
  • “at least essentially central” should in particular mean a relative deviation of the two center points from less than 5%, preferably less than 2% and particularly preferably less than 1%.
  • the fault operating state corresponds in particular to a state in which switching takes place at least partially outside the at least one first time interval.
  • a generic cooking appliance device with improved properties with regard to operational safety can be provided, since in particular voltage peaks due to a sudden switching and / or operation of the at least one inverter without load can be avoided.
  • the at least one switch is switched gently, in that when the at least one switch is switched, it can be ensured that no current and / or only a small current through the at least one switch, the at least one inductor and / or the at least one inverter flows.
  • deviations of a reaction time of the at least one switch from a target reaction time can be compensated, in particular, from a control to a start of a switching process.
  • the control unit in particular in at least one operating state, in particular the fault operating state, is preferably provided to dynamically change at least one parameter of the at least one first time interval and / or of the at least one second time interval and in particular to adapt it to the respective other time interval.
  • a “parameter” is to be understood in particular as a characteristic variable of a time interval.
  • the cooking appliance device can be adapted to changing conditions, in particular a temperature, in particular during operation.
  • the two time intervals can advantageously be easily changed and, in particular, matched to one another.
  • An “interval length” is to be understood in particular to mean a time duration of the interval, in particular from a start time to an end time.
  • an “interval position” is to be understood in particular to mean a temporal occurrence of the interval, in particular a start time of the interval.
  • the control unit has at least one detection unit which is provided to detect at least one switching parameter of the at least one switch.
  • a “switching parameter” is to be understood in particular as a parameter of the at least one switch and / or a parameter characterizing a switching state of the at least one switch.
  • a switching state of the at least one switch, in particular, a conductive state, in particular the presence of an electrical connection and / or a non-conductive state, in particular the lack of an electrical connection, and / or a bouncing state, in particular a collision of two contacts of the switch.
  • the detection unit is preferably provided to detect at least the presence and / or absence of a voltage and / or a current in order to thereby to be able to infer a switching state of the at least one switch.
  • the detection unit is preferably provided to measure a voltage value and / or a current value. In this way, in particular an actual operating state and / or switching state can be determined and compared with a normal operating mode and / or theoretical switching state and / or setpoint switching state.
  • control unit in particular in at least one operating state, be provided for the presence of at least one point in time, preferably a plurality of points in time and / or a time range, of the at least one second time interval which lies outside the at least one first time interval determine, in particular by evaluating the detected data of the detection unit.
  • an error operating state and / or switching outside of the first time interval can advantageously be determined.
  • the control unit in particular in at least one operating state, in particular the fault operating state, be provided for determining the at least one point in time from a comparison of at least one switching characteristic variable, in particular detected by the detection unit, with a desired switching state.
  • a “target switching state” is to be understood to mean, in particular, a switching state which has been theoretically determined and / or calculated by the control unit on the basis of the control of the at least one inverter and / or the at least one switch and in which the at least one switch is located at a specific point in time should.
  • control unit in particular in at least one operating state, in particular the fault operating state, be provided for determining at least one temporal position parameter of the at least one point in time, preferably a plurality of points in time and / or the time range.
  • a “position parameter” is to be understood in particular to mean a parameter that characterizes a temporal position of the at least one point in time. In particular, this can further simplify a correction of the fault operating state.
  • the at least one first time interval and the at least one second time interval be dynamically coordinated with one another, as a result of which operational reliability is advantageously increased and in particular a possible fluctuation in a switching time, in particular also during operation of the cooking device device, can be taken into account and dynamically adapted.
  • FIG. 1 shows an exemplary cooking device 28a designed as an induction hob in a schematic plan view.
  • the cooking appliance 28a has a hob with four heating zones 30a. Each heating zone 30a is provided to heat exactly one cookware element (not shown).
  • the cooking device 28a comprises a cooking device device.
  • the cooking appliance device has an operating unit 32a.
  • the control unit 32a serves for the input and / or selection of a power level by a user.
  • the cooking device device comprises a control unit 20a.
  • the control unit 20a has a computing unit, a storage unit and an operating program stored in the storage unit, which is intended to be executed by the computing unit.
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of the cooking device.
  • the cooking device has four inductors 10a, 11a. Each inductor 10a, 11a is assigned to one of the heating zones 30a. Furthermore, the cooking device device comprises two inverters 12a. Each inverter 12a has two semiconductor switches 34a, in particular IGBTs. The control unit 20a is connected to control connections of the semiconductor switches 34a (not shown). Each of the inverters 12a is provided to convert a pulsating rectified mains voltage from an energy source 36a into a high-frequency heating current I and in particular to supply it to at least one of the inductors 10a, 11a.
  • the cooking appliance device has a switching arrangement 40a.
  • the switching arrangement 40a comprises a plurality of switches 14a, 16a.
  • the switches 14a, 16a are provided to interrupt and / or produce the line paths 18a between the inverters 12a and the inductors 10a, 11a.
  • the switching arrangement 40a comprises six switches 14a, 16a.
  • the switches 14a, 16a are identical in construction.
  • the switches 14a, 16a are each designed as changeover switches.
  • the switches 14a, 16a are designed as relays in the present case.
  • the line paths 18a can be interrupted by two switches 14a, 16a.
  • Two first switches 14a are each connected to a heating current output 44a of the inverter 12a.
  • the two first switches 14a are each connected to two second switches 16a.
  • the two second switches 16a are each connected to a heating connection 48a of the inductors 10a, 11a.
  • a voltage detector 46a is assigned to each inductor 10a, 11a, in particular in each case at a connection of the inductors 10a, 11a facing the switching arrangement 40a.
  • the voltage detectors 46a assigned to the inductors 10a, 11a are each arranged on the heating connection 48a of the inductors 10a, 11a.
  • the current detector 42a is arranged between the first switch 14a and the heating current output 44a of the inverter 12a. Furthermore, the current detector 42a is arranged between the first contact 50a of the second switch 16a and the heating current output 44a of the inverter 12a.
  • the switching takes place after a certain reaction time after the activation, for example after 1 ms.
  • Switching preferably takes place and in particular in a normal operating state when no heating current I flows through the second switch 16a. This can improve operational reliability, since it can in particular be ensured that voltage peaks due to an induction voltage of the inductors 10a, 11a and / or operation of the inverters 12a can be avoided without load.
  • control unit 20a is provided to deactivate the heating current I during a first time interval 22a.
  • the control unit 20a is provided to stop the operation of the inverter 12a during the entire first time interval 22a, so that the inverter 12a is in particular deactivated.
  • the control unit 20a is provided to operate the cooking device device in a normal operating state. Diagrams of a normal operating state are in Figure 4 shown. However, at least one fault operating state can also occur. In this case, the control unit 20a is provided to detect an occurrence of the fault operating state and to correct it in such a way that the normal operating state is restored. Exemplary diagrams of fault operating states show the Figures 5 and 6 ,
  • a curve 58a shows a schematic illustration of an envelope of a potential profile at the first contact 50a.
  • a zero signal of the second curve 58a defines the first time interval 22a and accordingly in particular a completely deactivated inverter 12a.
  • the first time interval 22a begins at an initial time T 1A .
  • the first time interval 22a ends at an end time T 1E .
  • a signal curve 60a shows a low-frequency envelope of the high-frequency heating current I detected by the current detector 42a.
  • the heating current I is deactivated during the entire first time interval 22a. Accordingly, the heating current I has a zero signal during the entire first time interval 22a.
  • the first time interval 22a has a time duration t 1 of 10 ms.
  • the second time interval 24a has a time period t 2 of 8 ms. Accordingly, the first time interval 22a, in particular by 2 ms, is longer than the second time interval 24a.
  • the second time interval 24a in the normal operating state is arranged completely within the first time interval 22a. The switching of the second switch 16a thus begins and ends within the first time interval 22a. Furthermore, the second switch 16a is currentless during the second time interval 24a. In the present case of the normal operating state, the second time interval 24a lies centrally within the first time interval 22a. This ensures particularly efficient and safe switching.
  • the control unit 20a switches the inverter 12a, in particular a switching frequency of the inverter 12a, such that the envelope of the heating current I approaches the zero signal gradually and in particular not abruptly.
  • the envelope of the heating current I drops in a time range t 3 , which is in particular immediately before the first time interval 22a.
  • the envelope of the heating current I gradually approaches the zero signal in the time range t 3 .
  • the time range t 3 has a duration of 2 ms.
  • the envelope of the heating current I increases in a second time range t 3 , which is in particular immediately after the first time interval 22a.
  • the envelope of the heating current I gradually approaches the rectified mains voltage in the second time range t 3 .
  • the second time range t 3 has a duration of 2 ms.
  • the envelope of the heating current I thus changes gradually, thereby avoiding noise. Details regarding the switching method used can be found in the publication WO 2012/001603 A1 be removed.
  • Figure 5 shows a diagram of a first example of a fault operating state.
  • An error operating state can occur, for example, as a result of a change in the switching time and / or a reaction time of at least one of the switches 14a, 16a due to temperature fluctuations and / or signs of aging.
  • the second time interval 24a is not completely within the first time interval 22a.
  • Time is shown on the abscissa axis 62a.
  • the ordinate axis 64 is shown as the size axis.
  • the first three curves shown correspond to the curves of Figure 4
  • a curve 66a shows a schematic illustration of an envelope of a potential profile at the second contact 52a.
  • a curve 68a shows a schematic illustration of an envelope of a potential profile at the third contact 54a.
  • a curve 70a shows a schematic representation of an error curve 72a determined by the control unit 20a, in particular from a control signal of the inverter 12a and the detected envelope of the heating current I.
  • control unit 20a is provided to dynamically coordinate the first time interval 22a and the second time interval 24a, in particular during operation of the cooking appliance device.
  • control unit 20a is provided to dynamically change an interval position of the second time interval 24a, in particular at the latest 10 ms after the fault operating state has occurred.
  • control unit 20a is provided for changing the control signal for actuating the second switch 16a in such a way that the second time interval 24a is arranged again, preferably centrally within the first time interval 22a during a further switching operation.
  • the control unit 20a can determine a temporal position parameter of the at least one time point T.
  • a control unit can be provided, based on a time occurrence of another time of a pulse, in particular a start time and / or an end time of a pulse, and / or all times of a pulse, in particular all times of a pulse, which are arranged outside a first time interval to determine a temporal position parameter.
  • a time period to be changed can be determined.
  • the time period to be changed corresponds at least to the width of the pulse 74a.
  • control unit 20a is provided to move the starting time T 2A of the second time interval 24a back by at least 1 ms.
  • a control unit could also be provided to move an initial point in time of a second time interval back by 2 ms and / or any other value.
  • Another parameter is also conceivable to change, in particular a time period of a first time interval and / or a start time of a first time interval.
  • the error cure 72a Due to a bouncing of the contacts 50a, 52a, 54a of the second switch 16a, the error cure 72a has three pulses 74a, 76a, 78a. The bouncing takes place in a time range t 5 .
  • the control unit 20a is provided for dynamically changing an interval position of the second time interval 24a, so that the second time interval 24a is arranged within the first time interval 22a during a further switching operation.
  • the control unit 20a is provided to advance the start time T 2A of the second time interval 24a.
  • the further exemplary embodiment differs from the previous exemplary embodiment at least essentially by a detection unit 26b of a control unit 20b.
  • the detection unit 26b comprises two additional voltage detectors 46b.
  • An additional voltage detector 46b is assigned to each inverter 12b.
  • the additional voltage detectors 46b assigned to the inverters 12b are at a heating current output 44b of the respective inverter 12b.
  • current detectors could also be dispensed with.
  • a detection unit could also have only current sensors, in particular six current sensors, with exactly one current detector being assigned to each inverter and / or each inductor.
  • FIG. 7 shows a simplified schematic subcircuit of the cooking device device. Only one inverter 12b, two switches 14b, 16b, two inductors 10b, 11b and three voltage detectors 46b of the detection unit 26b are shown.
  • the second switch 16b has three contacts 50b, 52b, 54b. In the present case, the first contact 50b and the second contact 52b are conductively connected.
  • a voltage detector 46b of the detection unit 26b is arranged on each of the three contacts 50b, 52b, 54b. In the present case, a filter 80b is additionally arranged between each of the contacts 50b, 52b, 54b and the voltage detectors 46b.
  • the detection unit 26b also has a logic unit 82b. The logic unit 82b is provided to process the detected potential of the voltage detectors 46b.
  • FIGS. 8 and 9 show two typical high-frequency potential curves V 1 (t), V 2 (t), which can occur at the three contacts 50b, 52b, 54b of the second switch 16b.
  • An ordinate axis 84b shows the electrical potential in each case. The time is shown in each case on an abscissa axis 86b.
  • the first contact 50b and the second contact 52b of the switch 16b have the first potential profile V 1 (t).
  • the first potential profile V 1 (t) essentially has the shape of a square-wave signal with steep edges. Due to sharp edges, a frequency spectrum of the potential profile V 1 (t) contains high-frequency signal components, the frequencies and / or at least a certain frequency component of which can at least essentially pass the filter 80b unhindered. The first potential profile V 1 (t) can accordingly be detected by the respective voltage detector 46b.
  • the third contact 54b of the switch 16b has the second potential profile V 2 (t).
  • the second potential profile V 2 (t) essentially has the shape of a in the direction of Ordinate axis 84b shifted sinusoidal signal. Due to the sinusoidal signal, only a few frequency components are contained in a frequency spectrum of the second potential profile V 2 (t). These frequency components are at least essentially blocked by the filter 80b.
  • the second potential curve V 2 (t) can therefore not be detected by the respective voltage detector 46b, since the voltage detectors 46b are in particular intended to detect steep edges.
  • the voltage detectors 46b are provided to output a logical "0" when a signal with a potential value above a limit value is detected. Furthermore, the voltage detectors 46b are provided for outputting a logical "1" when a signal with a potential value below a limit value is detected.
  • the control unit 20b is now provided to detect and compare the potential profiles at the three contacts 50b, 52b, 54b. Furthermore, the control unit 20b is provided for correcting an error operating state if this occurs.
  • Figure 10 shows a diagram of a fault operating state, wherein switching takes place both before and after the first time interval 22b.
  • Time is shown on an abscissa axis 62b.
  • An ordinate axis 64b is shown as a size axis.
  • a curve 90b shows a switching state of the second switch 16b and thus represents a second time interval 24b.
  • a logical "1" denotes a switching operation, in particular a non-conductive and / or a bouncing state, of the second switch 16b.
  • a logical "0" indicates a non-switching state, in particular a permanently conductive state, of the second switch 16b.
  • a second curve 92b shows a low-frequency envelope of a high-frequency potential curve at the first contact 50a.
  • a signal curve 94b shows a low-frequency envelope of the high-frequency potential detected at the first contact 50b by one of the voltage detectors 46b.
  • a start time T 1A of the first time interval 22b corresponds to a deactivation time of the inverter 12b, at which time the inverter 12b falls below a predetermined first potential value.
  • an end time T 1E of the first time interval 22b corresponds to an activation time of the inverter 12b at which the inverter 12b exceeds a predetermined second potential value.
  • the predetermined first potential value and the predetermined second potential value are identical.
  • a curve 96b shows an output signal of the voltage detector 46b arranged on the first contact 50b.
  • a signal curve 98b shows a low-frequency envelope of the high-frequency potential detected at the second contact 52b by one of the voltage detectors 46b.
  • a curve 108b shows a comparison signal, determined by the logic unit 82b, of the output signal of the voltage detector 46b arranged on the first contact 50b and of the output signal of the voltage detector 46b arranged on the third contact 54b.
  • a curve 110b shows the output signal of the detection unit 26b and / or the logic unit 82b.
  • the voltage detectors 46b are provided to detect the characteristic potential profiles at the three contacts 50b, 52b, 54b and to supply them to the logic unit 82b.
  • the logic unit 82b is provided to compare the potential profiles. If an error operating state occurs, in particular during the occurrence of the error, the detection unit 26b is provided to output a high level. In the present case, the high level is given by two pulses 74b, 76b. The high level can then be detected by the control unit 20b. In order to restore a normal operating state, the control unit 20b is provided in this case to increase a duration of the first time interval 22b, in particular from 10 ms to 12 ms.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Gargerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Aus der WO 2011/135470 A1 ist eine Gargerätevorrichtung bekannt mit zumindest einem Induktor, zumindest einem Wechselrichter, welcher dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Heizstrom für den zumindest einen Induktor bereitzustellen, und zumindest einem Schalter, welcher dazu vorgesehen ist, einen Leitungspfad zwischen dem zumindest einen Wechselrichter und dem zumindest einen Induktor zu unterbrechen und/oder herzustellen. Ferner weist die Gargerätevorrichtung eine Steuereinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, den Wechselrichter während eines gewissen Zeitintervalls zu deaktivieren und ein Schalten vorzugsweise des zumindest einen Schalters innerhalb des Zeitintervalls zu veranlassen, wobei ein Schalten innerhalb des Zeitintervalls beginnt und endet. Ein Steuerprogramm zur Steuerung des Zeitintervalls ist dabei in der Steuereinheit fest vorgegeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Gargerätevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Betriebssicherheit bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Gargerätevorrichtung, insbesondere einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einem Induktor, zumindest einem Wechselrichter, welcher dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Heizstrom für den zumindest einen Induktor bereitzustellen, zumindest einem Schalter, der dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Leitungspfad zwischen dem zumindest einen Wechselrichter und dem zumindest einen Induktor zu unterbrechen und/oder herzustellen, und einer Steuereinheit, welche dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Wechselrichter während zumindest eines ersten Zeitintervalls zu deaktivieren und ein Schalten des zumindest einen Schalters zu veranlassen, wobei das Schalten innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, welches in einem Normalbetriebszustand, insbesondere vollständig, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen zentral und besonders bevorzugt zentral, innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist und welches in einem Fehlerbetriebszustand wenigstens einen Zeitpunkt aufweist, welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls liegt, beginnt und endet.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand, vorzugsweise dem Fehlerbetriebszustand, dazu vorgesehen ist, das zumindest eine erste Zeitintervall und das zumindest eine zweite Zeitintervall dynamisch aufeinander abzustimmen.
  • Unter einer "Gargerätevorrichtung" soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines Gargeräts, insbesondere eines Kochfelds und vorzugsweise eines Induktionskochfelds, verstanden werden. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung auch das gesamte Gargerät, insbesondere das gesamte Kochfeld und vorzugsweise das gesamte Induktionskochfeld, umfassen. Der zumindest eine Wechselrichter wird in zumindest einem Betriebszustand mit einer Frequenz von zumindest 1 kHz, vorteilhaft von wenigstens 10 kHz, vorzugsweise von mindestens 20 kHz und besonders bevorzugt von maximal 100 kHz betrieben. Der hochfrequente Heizstrom weist insbesondere eine entsprechende Frequenz auf, fließt in zumindest einem Betriebszustand durch den zumindest einen Induktor und ist insbesondere zu einem Erhitzen, insbesondere von Gargeschirr, insbesondere durch Wirbelstrom- und/oder Ummagnetisierungseffekte, vorgesehen. In diesem Zusammenhang soll unter einem "Leitungspfad" insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung zwischen wenigstens zwei Punkten verstanden werden. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Vorteilhaft weist das zumindest eine erste Zeitintervall eine Zeitdauer zwischen 1 ms und 20 ms, vorzugsweise zwischen 2 ms und 15 ms und besonders bevorzugt zwischen 5 ms und 10 ms auf. Insbesondere ist das zumindest eine erste Zeitintervall maximal 50 %, vorteilhaft maximal 30 %, vorzugsweise maximal 10% und besonders bevorzugt maximal 5 % größer als das zumindest eine zweite Zeitintervall. Vorzugsweise ist eine maximale Zeitdauer des zumindest einen ersten Zeitintervalls dabei durch eine ganze Periodendauer einer Netzspannung eines Stromversorgungsnetzes gegeben und beträgt insbesondere bei einem Betrieb in Europa höchstens 20 ms sowie insbesondere bei einem Betrieb in Nord-und Mittelamerika höchstens 16,33 ms. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, das erste Zeitintervall derart zu wählen, dass die Netzspannung des Stromversorgungsnetzes zumindest im Wesentlichen in einer Mitte des ersten Zeitintervalls ein Minimum aufweist. Alternativ kann die Steuereinheit auch dazu vorgesehen sein, das erste Zeitintervall derart zu wählen, dass die Netzspannung des Stromversorgungsnetzes zumindest im Wesentlichen in einer Mitte des ersten Zeitintervalls ein Maximum aufweist. Unter einer "Mitte" des ersten Zeitintervalls soll insbesondere ein Zeitpunkt verstanden werden, der von einem Ende und einem Anfang des Zeitintervalls einen gleichen zeitlichen Abstand besitzt. Darunter, dass die Spannung "zumindest im Wesentlichen" in der Mitte des ersten Zeitintervalls ein Extremum aufweist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Extremum höchstens 25 %, vorzugsweise höchstens 10 % und besonders bevorzugt höchstens 2 % einer Gesamtdauer des Zeitintervalls von der Mitte beabstandet ist. Darunter, dass die "Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Wechselrichter während zumindest eines ersten Zeitintervalls zu deaktivieren" soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Deaktivierungsprozess des zumindest einen Wechselrichters während des zumindest einen ersten Zeitintervalls zu starten und/oder zumindest einen Aktivierungsprozess des zumindest einen Wechselrichters während des zumindest einen ersten Zeitintervalls, insbesondere vollständig, abzuschließen. Dabei kann insbesondere ein Anfangszeitpunkt des zumindest einen ersten Zeitintervalls zumindest einem Anfangszeitpunkt des zumindest einen Deaktivierungsprozesses entsprechen. Ferner kann ein Endzeitpunkt des zumindest einen ersten Zeitintervalls zumindest einem Endzeitpunkt des zumindest einen Aktivierungsprozesses entsprechen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den zumindest einen Wechselrichter während des zumindest einen ersten Zeitintervalls vollständig zu deaktivieren, derart dass der zumindest eine Wechselrichter während des gesamten zumindest einen ersten Zeitintervalls inaktiv ist. Der zumindest eine Schalter könnte beispielsweise als elektronischer Schalter, insbesondere als Transistor, insbesondere als Bipolartransistor und/oder als MOSFET, ausgebildet sein. Vorteilhaft ist der Schalter jedoch als mechanischer Schalter, insbesondere als Schütz und/oder vorzugsweise als Relais, ausgebildet. Insbesondere kann der zumindest eine Schalter dabei als Einschalter, insbesondere SPST-Schalter, DPST-Schalter, SPCO-Schalter und/oder SPTT-Schalter, und/oder als Wechselschalter, insbesondere SPDT-Schalter, DPDT-Schalter und/oder DPCO-Schalter, ausgebildet sein. Unter einem "Schalten" des zumindest einen Schalters soll insbesondere ein Lösen wenigstens einer elektrisch leitenden Verbindung, welche der Schalter in wenigstens einem Betriebszustand aufweist, und/oder ein Herstellen zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung verstanden werden. Unter der Wendung, dass "die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, ein Schalten des zumindest einen Schalters zu veranlassen" soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit zumindest ein Steuersignal an einen Treiberschaltkreis des zumindest einen Schalters und/oder direkt an den zumindest einen Schalter übermittelt, um insbesondere direkt und/oder nach einer gewissen Zeit und/oder zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Schaltvorgang auszulösen. Unter einem "Schaltvorgang" eines Schalters soll dabei insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in welchem der Schalter seinen Schaltzustand ändert. Insbesondere befindet sich der Schalter während des Schaltvorgangs in einem nicht-leitenden und/oder in einem prellenden Zustand. Darunter, dass das Schalten "innerhalb eines Zeitintervalls beginnt und endet", soll insbesondere verstanden werden, dass ein Lösen wenigstens einer elektrischen Verbindung und/oder ein Herstellen zumindest einer elektrischen Verbindung innerhalb des Zeitintervalls vollständig abgeschlossen ist, wobei insbesondere in demjenigen Fall, in welchem bei dem Herstellen der wenigstens einen leitenden Verbindung zwei Kontakte des Schalters aufeinanderprallen, das Aufeinanderprallen vor einem Ende des Zeitintervalls vollständig abgeschlossen ist. Darunter, dass "das zumindest eine zweite Zeitintervall innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist", soll insbesondere verstanden werden, dass eine Schnittmenge des zumindest einen ersten Zeitintervalls und des zumindest einen zweiten Zeitintervalls dem zumindest einen zweiten Zeitintervall entspricht. Insbesondere liegen ein Anfangszeitpunkt und ein Endzeitpunkt des zumindest einen zweiten Zeitintervalls dabei innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls. Darunter, dass "das zumindest eine zweite Zeitintervall zentral innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist", soll insbesondere verstanden werden, dass ein Mittelpunkt des zumindest einen ersten Zeitintervalls und ein Mittelpunkt des zumindest einen zweiten Zeitintervalls übereinander liegen. Unter "zumindest im Wesentlichen zentral" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine relative Abweichung der beiden Mittelpunkte von weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 2 % und besonders bevorzugt weniger als 1 % verstanden werden. Der Fehlerbetriebszustand entspricht insbesondere einem Zustand, in welchem ein Schalten zumindest teilweise außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls erfolgt. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, bei einem Auftreten des Fehlerbetriebszustands diesen zu erkennen und/oder zu detektieren und diesen zu korrigieren, vorzugsweise derart, dass das zumindest eine zweite Zeitintervall innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist. Ferner soll unter dem Ausdruck "dynamisch" insbesondere eine insbesondere automatische Abstimmung und/oder Anpassung während eines Betriebs der Gargerätevorrichtung verstanden werden. Dabei ist insbesondere weder eine Änderung der Software der Gargerätevorrichtung, noch ein menschliches Eingreifen nötig. Darunter, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zwei Zeitintervalle "aufeinander abzustimmen" soll insbesondere verstanden werden, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine relative Lage der Zeitintervalle zueinander und/oder eine Länge wenigstens eines der Zeitintervalle einzustellen.
  • Durch diese Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße Gargerätevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Betriebssicherheit bereitgestellt werden, da insbesondere Spannungsspitzen durch ein plötzliches Schalten und/oder ein Betrieb des zumindest einen Wechselrichters ohne Last vermieden werden können. Insbesondere kann erreicht werden, dass der zumindest eine Schalter schonend geschaltet wird, indem bei einem Schalten des zumindest einen Schalters sichergestellt werden kann, dass kein Strom und/oder lediglich ein geringer Strom durch den zumindest einen Schalter, den zumindest einen Induktor und/oder den zumindest einen Wechselrichter fließt. Ferner können insbesondere, von einer Ansteuerung bis zu einem Beginn eines Schaltvorgangs, Abweichungen einer Reaktionszeit des zumindest einen Schalters von einer Soll-Reaktionszeit kompensiert werden. Demnach können mögliche Fluktuationen einer gesamten Schaltzeit, insbesondere durch Temperaturschwankungen und/oder durch Alterungserscheinungen des zumindest einen Schalters und/oder durch unterschiedliche Schalterhersteller, insbesondere auch während des Betriebs der Gargerätevorrichtung, berücksichtigt sowie dynamisch angepasst werden, wodurch ferner eine Betriebszeit, insbesondere eine störfreie Betriebszeit, und/oder eine Lebenszeit der Gargerätevorrichtung, insbesondere des zumindest einen Schalters, vorteilhaft erhöht werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Steuereinheit, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere dem Fehlerbetriebszustand, dazu vorgesehen, zumindest einen Parameter des zumindest einen ersten Zeitintervalls und/oder des zumindest einen zweiten Zeitintervalls dynamisch zu verändern und insbesondere an das jeweilige andere Zeitintervall anzupassen. Unter einem "Parameter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine charakteristische Größe eines Zeitintervalls verstanden werden. Hierdurch kann die Gargerätevorrichtung, insbesondere während eines Betriebs, an sich ändernde Bedingungen, wie insbesondere eine Temperatur, angepasst werden.
  • Ist der zumindest eine Parameter durch zumindest eine Intervalllänge und/oder zumindest eine Intervallposition gegeben, können die beiden Zeitintervalle vorteilhaft einfach verändert und insbesondere aufeinander abgestimmt werden. Unter einer "Intervalllänge" soll dabei insbesondere eine zeitliche Dauer des Intervalls, insbesondere von einem Anfangszeitpunkt bis zu einem Endzeitpunkt, verstanden werden. Ferner soll unter einer "Intervallposition" insbesondere ein zeitliches Auftreten des Intervalls, insbesondere ein Anfangszeitpunkt des Intervalls, verstanden werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Parameter derart anzupassen, dass das zumindest eine zweite Zeitintervall vollständig innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere ein möglicher Fehlerbetriebszustand korrigiert und vorteilhaft ein Normalbetriebszustand wiederhergestellt werden.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit zumindest eine Detektionseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Schaltkenngröße des zumindest einen Schalters zu detektieren. Unter einer "Schaltkenngröße" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße des zumindest einen Schalters und/oder eine einen Schaltzustand des zumindest einen Schalters charakterisierende Größe verstanden werden. Unter einem "Schaltzustand" des zumindest einen Schalters soll dabei insbesondere ein leitender Zustand, insbesondere das Vorhandensein einer elektrischen Verbindungm und/oder ein nicht-leitender Zustand, insbesondere das Fehlen einer elektrischen Verbindung, und/oder ein prellender Zustand, insbesondere ein Aufeinanderprallen zweier Kontakte des Schalters, verstanden werden. Vorzugsweise ist die Detektionseinheit dazu vorgesehen, zumindest ein Vorhandensein und/oder ein Fehlen einer Spannung und/oder eines Stroms zu detektieren, um hierdurch auf einen Schaltzustand des zumindest einen Schalters schließen zu können. Vorzugsweise ist die Detektionseinheit dazu vorgesehen, einen Spannungswert und/oder einen Stromwert zu messen. Hierdurch kann insbesondere ein tatsächlicher Betriebszustand und/oder Schaltzustand ermittelt werden und mit einem Normalbetriebsmodus und/oder theoretischen Schaltzustand und/oder Sollschaltzustand verglichen werden.
  • Vorzugsweise ist die zumindest eine Schaltkenngröße eine Heizstromkenngröße. Unter einer "Heizstromkenngröße" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße des Heizstroms und/oder eine den Heizstrom charakterisierende Größe, vorzugsweise eine an zumindest einem Kontakt des zumindest einen Wechselrichters und/oder des zumindest einen Induktors und/oder des zumindest einen Schalters abfallende Spannung, Potential und/oder der Heizstrom, verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere ein Überprüfen des Normalbetriebszustands vereinfacht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand, dazu vorgesehen ist, ein Vorhandensein wenigstens eines Zeitpunkts, vorzugsweise mehrere Zeitpunkte und/oder eines Zeitbereichs, des zumindest einen zweiten Zeitintervalls, welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls liegt, zu ermitteln, insbesondere durch Auswertung der detektierten Daten der Detektionseinheit. Hierdurch kann vorteilhaft ein Fehlerbetriebszustand und/oder ein Schalten außerhalb des ersten Zeitintervalls ermittelt werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere dem Fehlerbetriebszustand, dazu vorgesehen ist, den wenigstens einen Zeitpunkt aus einem Vergleich zumindest einer, insbesondere von der Detektionseinheit, detektierten Schaltkenngröße mit einem Sollschaltzustand zu ermitteln. In diesem Zusammenhang soll unter einem "Sollschaltzustand" insbesondere ein von der Steuereinheit anhand der Ansteuerung des zumindest einen Wechselrichters und/oder des zumindest einen Schalters theoretisch ermittelter und/oder berechneter Schaltzustand verstanden werden, in welchem sich der zumindest eine Schalter zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden soll. Insbesondere kann sich der theoretisch ermittelte Schaltzustand von dem tatsächlichen, insbesondere von der Steuereinheit und/oder der Detektionseinheit detektierten, Schaltzustand, insbesondere aufgrund von Alterungserscheinungen, Temperaturabhängigkeiten und/oder Herstellerabhängigkeiten der Schaltzeit des zumindest einen Schalters, unterscheiden, insbesondere in dem Fehlerbetriebszustand. Ferner ist die Steuereinheit insbesondere dazu vorgesehen, zu ermitteln ob sich der wenigstens eine Zeitpunkt zeitlich vor dem zumindest einen ersten Zeitintervall und/oder zeitlich nach dem zumindest einen ersten Zeitintervall befindet. Hierdurch kann insbesondere eine verbesserte Detektion des Fehlerbetriebszustands erreicht werden. Ferner kann insbesondere eine Korrektur des Fehlerbetriebszustands vereinfacht werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit, insbesondere in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere dem Fehlerbetriebszustand, dazu vorgesehen ist, zumindest eine zeitliche Positionskenngröße des wenigstens einen Zeitpunkts, vorzugsweise mehrerer Zeitpunkte und/oder des Zeitbereichs, zu ermitteln. Unter einer "Positionskenngröße" soll dabei insbesondere eine eine zeitliche Position des wenigstens einen Zeitpunkts charakterisierende Kenngröße verstanden. Hierdurch kann insbesondere eine Korrektur des Fehlerbetriebszustands weiter vereinfacht werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Detektionseinheit dazu vorgesehen ist, in dem Fehlerbetriebszustand einen High-Pegel, insbesondere eine logische "1", auszugeben. Insbesondere ist die Detektionseinheit dazu vorgesehen, in einem Normalbetriebszustand einen Low-Pegel, insbesondere eine logische "0", auszugeben. Somit ist die Detektionseinheit in diesem Fall insbesondere dazu vorgesehen, ein digitales Signal auszugeben. Vorteilhaft weist die Detektionseinheit hierzu zumindest eine Logikeinheit auf. Unter einer "Logikeinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zumindest ein Logikgatter, insbesondere ein NOT-Gatter, AND-Gatter, NAND-Gatter, OR-Gatter, NOR-Gatter, XOR-Gatter und/oder XNOR-Gatter aufweist. Ferner weist die Logikeinheit vorzugsweise mehrere Eingänge und insbesondere einen Ausgang auf, welcher vorzugsweise direkt mit einer Auswerteeinheit der Steuereinheit verbunden ist. Hierdurch kann insbesondere eine einfache und kostengünstige Detektion eines Betriebszustands erreicht werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren geht aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung, mit zumindest einem Induktor, zumindest einem Wechselrichter, welcher dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Heizstrom für den zumindest einen Induktor bereitzustellen, und zumindest einem Schalter, der dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Leitungspfad zwischen dem zumindest einen Wechselrichter und dem zumindest einen Induktor zu unterbrechen und/oder herzustellen, wobei der zumindest eine Wechselrichter während zumindest eines ersten Zeitintervalls deaktiviert und ein Schalten des zumindest einen Schalters veranlasst wird und das Schalten innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, welches in einem Normalbetriebszustand innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls angeordnet ist und welches in einem Fehlerbetriebszustand wenigstens einen Zeitpunkt aufweist, welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls liegt, beginnt und endet.
  • Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine erste Zeitintervall und das zumindest eine zweite Zeitintervall dynamisch aufeinander abgestimmt werden, wodurch eine Betriebssicherheit vorteilhaft erhöht und insbesondere eine mögliche Fluktuation einer Schaltzeit, insbesondere auch während des Betriebs der Gargerätevorrichtung, berücksichtigt sowie dynamisch angepasst werden kann.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei 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
    ein als Induktionskochfeld ausgebildetes Gargerät mit vier Heizzonen und einer Gargerätevorrichtung in einer Draufsicht,
    Fig. 2
    ein schematisches Schaltbild der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 3
    eine vereinfachte schematische Teilansicht des Schaltbilds der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 4
    Schaubilder eines Normalbetriebszustands der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 5
    Schaubilder eines ersten Fehlerbetriebszustands der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 6
    Schaubilder eines zweiten Fehlerbetriebszustands der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 7
    eine vereinfachte schematische Teilansicht eines Schaltbilds einer weiteren Gargerätevorrichtung,
    Fig. 8
    ein Schaubild eines ersten typischen Potentialverlaufs,
    Fig. 9
    ein Schaubild eines zweiten typischen Potentialverlaufs und
    Fig. 10
    Schaubilder eines Fehlerbetriebszustands der Gargerätevorrichtung aus Fig. 7.
  • Figur 1 zeigt ein beispielhaftes als Induktionskochfeld ausgebildetes Gargerät 28a in einer schematischen Draufsicht. Das Gargerät 28a weist im vorliegenden Fall eine Kochfeldplatte mit vier Heizzonen 30a auf. Jede Heizzone 30a ist dazu vorgesehen, genau ein Kochgeschirrelement (nicht dargestellt) zu erhitzen. Darüber hinaus umfasst das Gargerät 28a eine Gargerätevorrichtung. Die Gargerätevorrichtung weist eine Bedieneinheit 32a auf. Die Bedieneinheit 32a dient zur Eingabe und/oder Auswahl einer Leistungsstufe durch einen Benutzer. Zur Steuerung einer Heizleistung umfasst die Gargerätevorrichtung eine Steuereinheit 20a. Die Steuereinheit 20a weist eine Recheneinheit, eine Speichereinheit und ein in der Speichereinheit hinterlegtes Betriebsprogramm auf, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.
  • Figur 2 zeigt ein schematisches Schaltbild der Gargerätevorrichtung. Die Gargerätevorrichtung weist vier Induktoren 10a, 11a auf. Jeder Induktor 10a, 11a ist einer der Heizzonen 30a zugeordnet. Ferner umfasst die Gargerätevorrichtung zwei Wechselrichter 12a. Jeder Wechselrichter 12a weist zwei Halbleiterschalter 34a, insbesondere IGBTs, auf. Die Steuereinheit 20a ist dabei mit Steueranschlüssen der Halbleiterschalter 34a verbunden (nicht dargestellt). Jeder der Wechselrichter 12a ist dazu vorgesehen, eine pulsierende gleichgerichtete Netzspannung einer Energiequelle 36a in einen hochfrequenten Heizstrom I umzuwandeln und insbesondere zumindest einem der Induktoren 10a, 11a zuzuführen.
  • Die Gargerätevorrichtung weist ferner zwei Resonanzeinheiten 38a auf. Dabei ist jede der Resonanzeinheiten 38a Bestandteil eines elektrischen Schwingkreises und kann über den zugehörigen Wechselrichter 12a aufgeladen werden. Des Weiteren weist die Gargerätevorrichtung mehrere Leitungspfade 18a auf. Im vorliegenden Fall ist jeder der Wechselrichter 12a mit den Induktoren 10a, 11a über Leitungspfade 18a verbunden.
  • Ferner weist die Gargerätevorrichtung eine Schaltanordnung 40a auf. Die Schaltanordnung 40a umfasst dabei mehrere Schalter 14a, 16a. Die Schalter 14a, 16a sind dazu vorgesehen, die Leitungspfade 18a zwischen den Wechselrichtern 12a und den Induktoren 10a, 11a zu unterbrechen und/oder herzustellen. Im vorliegenden Fall umfasst die Schaltanordnung 40a sechs Schalter 14a, 16a. Die Schalter 14a, 16a sind baugleich. Die Schalter 14a, 16a sind jeweils als Wechselschalter ausgebildet. Die Schalter 14a, 16a sind im vorliegenden Fall als Relais ausgebildet. Dabei sind die Leitungspfade 18a durch zwei Schalter 14a, 16a unterbrechbar. Zwei erste Schalter 14a sind jeweils mit einem Heizstromausgang 44a des Wechselrichters 12a verbunden. Ferner sind die zwei ersten Schalter 14a jeweils mit zwei zweiten Schaltern 16a verbunden. Die beiden zweiten Schalter 16a sind jeweils mit einem Heizanschluss 48a der Induktoren 10a, 11a verbunden.
  • Des Weiteren umfasst die Steuereinheit 20a eine Detektionseinheit 26a. Die Detektionseinheit 26a ist dazu vorgesehen, zumindest ein Vorhandensein und/oder ein Fehlen einer Spannung und/oder eines Stroms zu detektieren. Die Detektionseinheit 26a umfasst im vorliegenden Fall sechs Detektoren. Die Detektionseinheit 26a umfasst im vorliegenden Fall zwei Stromdetektoren 42a. Dabei ist jedem Wechselrichter 12a ein Stromdetektor 42a zugeordnet. Die den Wechselrichtern 12a zugeordneten Stromdetektoren 42a sind dabei an dem Heizstromausgang 44a des jeweiligen Wechselrichters 12a angeordnet und dazu vorgesehen, den vom jeweiligen Wechselrichter 12 bereitgestellten Heizstrom I zu detektieren. Ferner umfasst die Detektionseinheit 26a im vorliegenden Fall vier Spannungsdetektoren 46a. Jedem Induktor 10a, 11a ist ein Spannungsdetektor 46a zugeordnet, insbesondere jeweils an einem der Schaltanordnung 40a zugewandten Anschluss der Induktoren 10a, 11a. Die den Induktoren 10a, 11a zugeordneten Spannungsdetektoren 46a sind jeweils an dem Heizanschluss 48a der Induktoren 10a, 11a angeordnet. Alternativ ist auch denkbar auf Spannungsdetektoren vollständig zu verzichten und insbesondere nur zwei Stromdetektoren zu verwenden, insbesondere an einem Heizstromausgang des jeweiligen Wechselrichters. Ferner ist denkbar vier weitere Stromdetektoren vorzusehen, insbesondere anstatt der Spannungsdetektoren. Ferner ist auch denkbar zumindest einen Detektor sowohl als Spannungsdetektor als auch als Stromdetektor, insbesondere durch Verwendung zweier verschiedener analoger Schaltkreise, zu verwenden.
  • Ferner kann die Gargerätevorrichtung weitere Einheiten umfassen wie insbesondere Gleichrichter, Filter und/oder Spannungswandler.
  • Figur 3 zeigt einen vereinfachten, schematischen Teilschaltkreis der Gargerätevorrichtung aus Figur 2. Dabei sind lediglich einer der Wechselrichter 12a, zwei der Schalter 14a, 16a, zwei der Induktoren 10a, 11a und einer der Stromdetektoren 42a dargestellt. Dabei soll diese Vereinfachung jedoch keinesfalls eine Beschränkung darstellen, sondern lediglich eine Funktionsweise der Gargerätevorrichtung erklären.
  • Der Wechselrichter 12a kann über den zweiten Schalter 16a abwechselnd mit einem der beiden Induktoren 10a, 11a verbunden werden. Der zweite Schalter 16a weist drei Kontakte 50a, 52a, 54a auf. Im gezeigten Fall ist der erste Kontakt 50a mit dem ersten Schalter 14a verbunden. Demnach ist der erste Kontakt 50a, insbesondere über den ersten Schalter 14a, mit dem Heizstromausgang 44a des Wechselrichters 12a verbunden. Ferner ist der zweite Kontakt 52a mit dem Heizanschluss 48a des ersten Induktors 10a verbunden. Der dritte Kontakt 54a ist mit dem Heizanschluss 48a des zweiten Induktors 11a verbunden. Im vorliegenden Fall sind der erste Kontakt 50a und der zweite Kontakt 52a leitend verbunden. Ferner ist der zweite Schalter 16a mit der Steuereinheit 20a verbunden (nicht dargestellt). Der Stromdetektor 42a ist zwischen dem ersten Schalter 14a und dem Heizstromausgang 44a des Wechselrichters 12a angeordnet. Ferner ist der Stromdetektor 42a zwischen dem ersten Kontakt 50a des zweiten Schalters 16a und dem Heizstromausgang 44a des Wechselrichters 12a angeordnet.
  • Im Folgenden soll eine Funktionsweise der Gargerätevorrichtung beschrieben werden. Dabei wird lediglich ein Betriebszustand beschrieben, in welchem der zweite Schalter 16a geschaltet wird, während der erste Schalter 14a geschlossen bleibt.
  • Die Steuereinheit 20a bewirkt, dass während eines gesamten Betriebsvorgangs der Gargerätevorrichtung die beiden Induktoren 10a, 11a abwechselnd von dem Wechselrichter 12a mit einer Leistung versorgt werden, insbesondere falls die den Induktoren 10a, 11a zugeordneten Heizzonen 30a gleichzeitig betrieben werden sollen. Die Steuereinheit 20a ist in diesem Fall dazu vorgesehen, die Induktoren 10a, 11a in einem Zeit-Multiplex zu betreiben. Die Steuereinheit 20a ist in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen, ein Schalten des zumindest einen zweiten Schalters 16a zu veranlassen. Somit ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, den zumindest einen zweiten Schalter 16a mittels eines Steuersignals anzusteuern.
  • Das Schalten findet, aufgrund einer gewissen Trägheit des zweiten Schalters 16a, nach einer bestimmten Reaktionszeit nach der Ansteuerung statt, beispielsweise nach 1 ms. Vorzugsweise und insbesondere in einem Normalbetriebszustand erfolgt das Schalten, wenn kein Heizstrom I durch den zweiten Schalter 16a fließt. Hierdurch kann eine Betriebssicherheit verbessert werden, da insbesondere sichergestellt werden kann, dass Spannungsspitzen aufgrund einer Induktionsspannung der Induktoren 10a, 11a und/oder ein Betrieb der Wechselrichter 12a ohne Last vermieden werden können.
  • Ferner ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, den Heizstrom I während eines ersten Zeitintervalls 22a zu deaktivieren. Dabei ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, einen Betrieb des Wechselrichters 12a während des gesamten ersten Zeitintervalls 22a zu stoppen, so dass der Wechselrichter 12a insbesondere deaktiviert ist.
  • Des Weiteren beginnt und endet ein Schalten des Schalters 16a in einem zweiten Zeitintervall 24a. Das zweite Zeitintervall 24a umfasst ein Lösen einer elektrischen Verbindung, ein Herstellen einer, insbesondere weiteren, elektrischen Verbindung sowie ein mögliches Prellen zweier Kontakte 50a, 52a, 54a des zweiten Schalters 16a. Das zweite Zeitintervall 24a beginnt demnach mit dem Lösen der elektrischen Verbindung und endet, wenn ein Aufeinanderprallen zweier Kontakte 50a, 52a ,54a des zweiten Schalters 16a vollständig abgeschlossen ist. Das zweite Zeitintervall 24a entspricht somit einer Schaltzeit und/oder einem Schaltvorgang des zweiten Schalters 16a.
  • Die Steuereinheit 20a ist dazu vorgesehen, die Gargerätevorrichtung in einem Normalbetriebszustand zu betreiben. Schaubilder eines Normalbetriebszustands sind in Figur 4 dargestellt. Ferner kann jedoch auch zumindest ein Fehlerbetriebszustand auftreten. In diesem Fall ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, ein Auftreten des Fehlerbetriebszustands zu erkennen und diesen derart zu korrigieren, dass der Normalbetriebszustand wiederhergestellt wird. Beispielhafte Schaubilder von Fehlerbetriebszuständen zeigen die Figuren 5 und 6.
  • Auf der Abszissenachse 62a in Figur 4 ist die Zeit dargestellt. Die Ordinatenachse 64a ist als Größenachse dargestellt. Eine Kurve 56a zeigt einen Schaltzustand des zweiten Schalters 16a. Eine logische "1" kennzeichnet dabei einen Schaltvorgang, insbesondere einen nicht-leitenden und/oder einen prellenden Zustand, des zweiten Schalters 16a. Eine logische "0" kennzeichnet einen nicht-schaltenden Zustand, insbesondere einen dauerhaft leitenden Zustand, des zweiten Schalters 16a. Das zweite Zeitintervall 24a beginnt an einem Anfangszeitpunkt T2A. Der Anfangszeitpunkt T2A definiert einen Start des Schaltvorgangs. Das zweite Zeitintervall 24a endet an einem Endzeitpunkt T2E. Der Endzeitpunkt T2E definiert ein Ende des Schaltvorgangs. Eine Kurve 58a zeigt eine schematische Darstellung einer Einhüllenden eines Potentialverlaufs an dem ersten Kontakt 50a. Ein Nullsignal der zweiten Kurve 58a definiert das erste Zeitintervall 22a und demnach insbesondere einen vollständig deaktivierten Wechselrichter 12a. Das erste Zeitintervall 22a beginnt an einem Anfangszeitpunkt T1A. Das erste Zeitintervall 22a endet an einem Endzeitpunkt T1E. Eine Signalkurve 60a zeigt eine niederfrequente Einhüllende des durch den Stromdetektor 42a detektierten hochfrequenten Heizstroms I. Während des gesamten ersten Zeitintervalls 22a ist der Heizstrom I deaktiviert. Demnach weist der Heizstrom I während des gesamten ersten Zeitintervalls 22a ein Nullsignal auf.
  • Das erste Zeitintervall 22a weist eine Zeitdauer t1 von 10 ms auf. Das zweite Zeitintervall 24a weist eine Zeitdauer t2 von 8 ms auf. Demnach ist das erste Zeitintervall 22a, insbesondere um 2 ms, länger als das zweite Zeitintervall 24a. Ferner ist das zweite Zeitintervall 24a im Normalbetriebszustand vollständig innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a angeordnet. Somit beginnt und endet das Schalten des zweiten Schalters 16a innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a. Ferner ist der zweite Schalter 16a während des zweiten Zeitintervalls 24a stromfrei. Im vorliegenden Fall des Normalbetriebszustands liegt das zweite Zeitintervall 24a zentral innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a. Hierdurch kann ein besonders effizientes und sicheres Schalten gewährleistet werden. Des Weiteren schaltet die Steuereinheit 20a den Wechselrichter 12a, insbesondere eine Schaltfrequenz des Wechselrichters 12a, derart dass sich die Einhüllende des Heizstroms I allmählich und insbesondere nicht abrupt dem Nullsignal annähert. Die Einhüllende des Heizstroms I sinkt in einem Zeitbereich t3, welcher insbesondere unmittelbar vor dem ersten Zeitintervall 22a liegt. Die Einhüllende des Heizstroms I nähert sich dabei in dem Zeitbereich t3 allmählich dem Nullsignal an. Der Zeitbereich t3 weist im vorliegenden Fall eine Zeitdauer von 2 ms auf. Die Einhüllende des Heizstroms I steigt in einem zweiten Zeitbereich t3, welcher insbesondere unmittelbar nach dem ersten Zeitintervall 22a liegt. Die Einhüllende des Heizstroms I nähert sich in dem zweiten Zeitbereich t3 allmählich der gleichgerichteten Netzspannung an. Der zweite Zeitbereich t3 weist im vorliegenden Fall eine Zeitdauer von 2 ms auf. Somit ändert sich die Einhüllende des Heizstroms I allmählich, wodurch Geräusche vermieden werden. Details bezüglich der verwendeten Schaltmethode können der Druckschrift WO 2012/001603 A1 entnommen werden.
  • Figur 5 zeigt ein Schaubild eines ersten Beispiels eines Fehlerbetriebszustands. Ein Fehlerbetriebszustand kann beispielweise durch eine Änderung der Schaltzeit und/oder einer Reaktionszeit von zumindest einem der Schalter 14a, 16a aufgrund von Temperaturschwankungen und/oder Alterungserscheinungen auftreten. In diesem Fall liegt das zweite Zeitintervall 24a nicht vollständig innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a. Auf der Abszissenachse 62a ist die Zeit dargestellt. Die Ordinatenachse 64 ist als Größenachse dargestellt. Die ersten drei dargestellten Kurven entsprechen den Kurven der Figur 4. Eine Kurve 66a zeigt eine schematische Darstellung einer Einhüllenden eines Potentialverlaufs an dem zweiten Kontakt 52a. Eine Kurve 68a zeigt eine schematische Darstellung einer Einhüllenden eines Potentialverlaufs an dem dritten Kontakt 54a. Eine Kurve 70a zeigt eine schematische Darstellung einer von der Steuereinheit 20a, insbesondere aus einem Ansteuersignal des Wechselrichters 12a und der detektierten Einhüllenden des Heizstroms I, ermittelten Fehlerkurve 72a.
  • Die Signalkurve 60a fällt zu einem Zeitpunkt T1, welcher insbesondere dem Anfangszeitpunkt T2A des zweiten Zeitintervalls 24a entspricht, relativ schnell auf null. Der Zeitpunkt T1 liegt zeitlich vor dem Anfangszeitpunkt T1A des ersten Zeitintervalls 22a. Der Zeitpunkt T1 liegt somit zeitlich vor dem ersten Zeitintervall 22a. Demnach schaltet der zweite Schalter 16a in diesem Beispiel, bevor der Wechselrichter 12a deaktiviert wurde. In diesem Fall liegt somit wenigstens ein Zeitpunkt T des zweiten Zeitintervalls 24a außerhalb des ersten Zeitintervalls 22a.
  • Die Steuereinheit 20a ist dazu vorgesehen, ein Vorhandensein des wenigstens einen Zeitpunkts T des zweiten Zeitintervalls 24a zu ermitteln. Hierzu ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, eine Heizstromkenngröße zu detektieren. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, mittels des Stromdetektors 42a die Einhüllende des Heizstroms I zu detektieren. Alternativ kann eine Steuereinheit auch dazu vorgesehen sein, einen hochfrequenten Heizstrom und/oder eine andere Schaltkenngröße zu detektieren. Die Steuereinheit 20a ist ferner dazu vorgesehen, den Zeitpunkt T aus einem Vergleich der detektierten Einhüllenden des Heizstroms I mit einem Sollschaltzustand zu ermitteln. Die Steuereinheit 20a ist dazu vorgesehen, den Sollschaltzustand aus dem Ansteuersignal des Wechselrichters 12a zu bestimmen. Im vorliegenden Fall ist der Sollschaltzustand durch das erste Zeitintervall 22a gegeben.
  • Die Fehlerkurve 72a weist im vorliegenden Fall einen einzelnen Puls 74a auf. Der Puls 74a ergibt sich zumindest im Wesentlichen aus einem Vergleich der Kurve 58a mit der Signalkurve 60a. Ein Startzeitpunkt des Pulses 74a ist durch den Zeitpunkt T1 gegeben. Somit ist der Startzeitpunkt des Pulses 74a durch den Anfangszeitpunkt T2A des zweiten Zeitintervalls 24a festgelegt. Ein Endzeitpunkt T2 des Pulses 74a ist durch den Anfangszeitpunkt T1A des ersten Zeitintervalls 22a gegeben. Eine Breite des Pulses 74a beträgt im vorliegenden Fall etwa 1 ms.
  • Wird ein Fehlerbetriebszustand von der Steuereinheit 20a erkannt, so ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, das erste Zeitintervall 22a und das zweite Zeitintervall 24a dynamisch, insbesondere während eines Betriebs der Gargerätevorrichtung, aufeinander abzustimmen. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, eine Intervallposition des zweiten Zeitintervalls 24a dynamisch, insbesondere spätestens 10 ms nach einem Auftreten des Fehlerbetriebszustands, zu verändern. Ferner ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, das Steuersignal zur Ansteuerung des zweiten Schalters 16a derart zu verändern, dass das zweite Zeitintervall 24a bei einem weiteren Schaltvorgang wieder innerhalb, vorzugsweise zentral innerhalb, des ersten Zeitintervalls 22a angeordnet ist. Anhand des zeitlichen Auftretens des Zeitpunks T und/oder eines anderen Zeitpunkts des Pulses 74a kann die Steuereinheit 20a eine zeitliche Positionskenngröße des wenigstens einen Zeitpunkts T ermitteln. Alternativ kann eine Steuereinheit dazu vorgesehen sein, anhand eines zeitlichen Auftretens eines anderen Zeitpunkts eines Pulses, insbesondere eines Anfangszeitpunkts und/oder eines Endzeitpunkts eines Pulses, und/oder aller Zeitpunkte eines Pulses, insbesondere aller Zeitpunkte eines Pulses, welche außerhalb eines ersten Zeitintervalls angeordnet sind, eine zeitliche Positionskenngröße zu ermitteln. Hierdurch kann eine zu verändernde Zeitspanne ermittelt werden. Die zu verändernde Zeitspanne entspricht im vorliegenden Fall zumindest der Breite des Pulses 74a. Im vorliegenden Fall ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, den Anfangszeitpunkt T2A des zweiten Zeitintervalls 24a um zumindest 1 ms zurück zu verlegen. Alternativ könnte eine Steuereinheit auch dazu vorgesehen sein, einen Anfangszeitpunkt eines zweiten Zeitintervalls um 2 ms und/oder einen beliebigen anderen Wert zurück zu verlegen. Ferner ist denkbar einen anderen Parameter zu ändern, insbesondere eine Zeitdauer eines ersten Zeitintervalls und/oder einen Anfangszeitpunkt eines ersten Zeitintervalls.
  • Figur 6 zeigt ein Schaubild eines zweiten Beispiels eines Fehlerbetriebszustands. Auf der Abszissenachse 62a ist die Zeit dargestellt. Die Ordinatenachse 64a ist als Größenachse dargestellt. Die Kurven entsprechen dabei den Kurven in der Figur 5. Auch in diesem Fall liegt das zweite Zeitintervall 24a nicht vollständig innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a. Dabei wird das erste Zeitintervall 22a beendet, während der zweite Schalter 16a schaltet. Hierdurch liegt wenigstens ein Zeitpunkt T des zweiten Zeitintervalls 24a außerhalb des ersten Zeitintervalls 22a. Die von der Steuereinheit 20a ermittelte Fehlerkurve 72a weist drei Pulse 74a, 76a, 78a auf. Die Fehlerkure 72a weist aufgrund eines Prellens der Kontakte 50a, 52a, 54a des zweiten Schalters 16a drei Pulse 74a, 76a, 78a auf. Das Prellen findet dabei in einem Zeitbereich t5 statt. Die Steuereinheit 20a ist in diesem Fall dazu vorgesehen, eine Intervallposition des zweiten Zeitintervalls 24a dynamisch zu verändern, so dass das zweite Zeitintervall 24a bei einem weiteren Schaltvorgang innerhalb des ersten Zeitintervalls 22a angeordnet ist. Dabei ist die Steuereinheit 20a dazu vorgesehen, den Anfangszeitpunkt T2A des zweiten Zeitintervalls 24a zeitlich vorzuverlegen.
  • In den Figuren 7 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnung und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der Figuren 1 bis 6, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 6 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 7 bis 10 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
  • Das weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen durch eine Detektionseinheit 26b einer Steuereinheit 20b. Die Detektionseinheit 26b umfasst dabei zwei zusätzliche Spannungsdetektoren 46b. Dabei ist jedem Wechselrichter 12b ein zusätzlicher Spannungsdetektor 46b zugeordnet. Die den Wechselrichtern 12b zugeordneten zusätzlichen Spannungsdetektoren 46b sind an einem Heizstromausgang 44b des jeweiligen Wechselrichters 12b angeordnet. Alternativ könnte auf Stromdetektoren auch verzichtet werden. Ferner ist auch denkbar zumindest einen Detektor sowohl als Spannungsdetektor als auch als Stromdetektor zu verwenden. Ferner könnte eine Detektionseinheit auch lediglich Stromsensoren, insbesondere sechs Stromsensoren, aufweisen, wobei jedem Wechselrichter und/oder jedem Induktor genau ein Stromdetektor zugeordnet ist.
  • Figur 7 zeigt einen vereinfachten schematischen Teilschaltkreis der Gargerätevorrichtung. Dabei sind lediglich ein Wechselrichter 12b, zwei Schalter 14b, 16b, zwei Induktoren 10b, 11b und drei Spannungsdetektoren 46b der Detektionseinheit 26b dargestellt.
  • Der zweite Schalter 16b weist drei Kontakte 50b, 52b, 54b auf. Im vorliegenden Fall sind der erste Kontakt 50b und der zweite Kontakt 52b leitend verbunden. An jedem der drei Kontakte 50b, 52b, 54b ist ein Spannungsdetektor 46b der Detektionseinheit 26b angeordnet. Im vorliegenden Fall ist zwischen jedem der Kontakte 50b, 52b, 54b und den Spannungsdetektoren 46b zusätzlich ein Filter 80b angeordnet. Ferner weist die Detektionseinheit 26b eine Logikeinheit 82b auf. Die Logikeinheit 82b ist dazu vorgesehen, das detektierte Potential der Spannungsdetektoren 46b zu verarbeiten.
  • Die Figuren 8 und 9 zeigen zwei typische hochfrequente Potentialverläufe V1(t), V2(t), welche an den drei Kontakten 50b, 52b, 54b des zweiten Schalters 16b auftreten können. Eine Ordinatenachse 84b zeigt jeweils das elektrische Potential. Auf einer Abszissenachse 86b ist jeweils die Zeit dargestellt.
  • In einem Normalbetriebszustand, insbesondere in dem Normalbetriebszustand, in welchem der erste Kontakt 50b und der zweite Kontakt 52b des Schalters 16b leitend verbunden sind, weisen der erste Kontakt 50b und der zweite Kontakt 52b den ersten Potentialverlauf V1(t) auf. Der erste Potentialverlauf V1(t) weist im Wesentlichen die Form eines Rechtecksignals mit steilen Flanken auf. Aufgrund scharfer Kanten sind in einem Frequenzspektrum des Potentialverlaufs V1(t) hochfrequente Signalanteile enthalten, deren Frequenzen und/oder zumindest ein gewisser Frequenzanteil den Filter 80b zumindest im Wesentlichen ungehindert passieren können. Der erste Potentialverlauf V1(t) kann demnach von dem jeweiligen Spannungsdetektor 46b detektiert werden. Ferner weist der dritte Kontakt 54b des Schalters 16b den zweiten Potentialverlauf V2(t) auf. Der zweite Potentialverlauf V2(t) weist im Wesentlichen die Form eines in Richtung der Ordinatenachse 84b verschobenen sinusförmigen Signals auf. Aufgrund des sinusförmigen Signals sind in einem Frequenzspektrum des zweiten Potentialverlaufs V2(t) nur wenige Frequenzanteile enthalten. Diese Frequenzanteile werden zumindest im Wesentlichen von dem Filter 80b blockiert. Der zweite Potentialverlauf V2(t) kann von dem jeweiligen Spannungsdetektor 46b demnach nicht detektiert werden, da die Spannungsdetektoren 46b insbesondere dazu vorgesehen sind, steile Flanken zu detektieren. Die Spannungsdetektoren 46b sind dabei dazu vorgesehen, bei einer Detektion eines Signals mit einem Potentialwert oberhalb eines Grenzwerts eine logische "0" auszugeben. Ferner sind die Spannungsdetektoren 46b dazu vorgesehen, bei einer Detektion eines Signals mit einem Potentialwert unterhalb eines Grenzwerts eine logische "1" auszugeben.
  • In einem Fehlerbetriebszustand, insbesondere während eines Schaltens des Schalters 16b außerhalb eines ersten Zeitintervalls 22b, weist der erste Kontakt 50b den ersten Potentialverlauf V1(t) auf. Dabei weisen der zweite Kontakt 52b und der dritte Kontakt 54b des Schalters 16b den zweiten Potentialverlauf V2(t) auf.
  • Die Steuereinheit 20b ist nun dazu vorgesehen, die Potentialverläufe an den drei Kontakten 50b, 52b, 54b zu detektieren und zu vergleichen. Ferner ist die Steuereinheit 20b dazu vorgesehen, bei Auftreten eines Fehlerbetriebszustands diesen zu korrigieren.
  • Figur 10 zeigt ein Schaubild eines Fehlerbetriebszustands, wobei ein Schalten sowohl vor als auch nach dem ersten Zeitintervall 22b stattfindet. Auf einer Abszissenachse 62b ist die Zeit dargestellt. Eine Ordinatenachse 64b ist als Größenachse dargestellt.
  • Eine Kurve 90b zeigt einen Schaltzustand des zweiten Schalters 16b und repräsentiert somit ein zweites Zeitintervall 24b. Eine logische "1" kennzeichnet einen Schaltvorgang, insbesondere einen nicht-leitenden und/oder einen prellenden Zustand, des zweiten Schalters 16b. Eine logische "0" kennzeichnet einen nicht-schaltenden Zustand, insbesondere einen dauerhaft leitenden Zustand, des zweiten Schalters 16b. Eine zweite Kurve 92b zeigt eine niederfrequente Einhüllende eines hochfrequenten Potentialverlaufs an dem ersten Kontakt 50a. Eine Signalkurve 94b zeigt eine niederfrequente Einhüllende des an dem ersten Kontakt 50b durch einen der Spannungsdetektoren 46b detektierten hochfrequenten Potentials. In diesem Fall entspricht ein Anfangszeitpunkt T1A des ersten Zeitintervalls 22b einem Deaktivierungszeitpunkt des Wechselrichters 12b, bei welchem der Wechselrichter 12b unter einen vorbestimmten ersten Potentialwert fällt. Ferner entspricht ein Endzeitpunkt T1E des ersten Zeitintervalls 22b einem Aktivierungszeitpunkt des Wechselrichters 12b, bei welchem der Wechselrichter 12b einen vorbestimmten zweiten Potentialwert überschreitet. Im vorliegenden Fall sind der vorbestimmte erste Potentialwert und der vorbestimmte zweite Potentialwert identisch. Eine Kurve 96b zeigt ein Ausgangssignal des an dem ersten Kontakt 50b angeordneten Spannungsdetektors 46b. Eine Signalkurve 98b zeigt eine niederfrequente Einhüllende des an dem zweiten Kontakt 52b durch einen der Spannungsdetektoren 46b detektierten hochfrequenten Potentials. Eine Kurve 100b zeigt ein Ausgangssignal des an dem zweiten Kontakt 52b angeordneten Spannungsdetektors 46b. Eine Signalkurve 102b zeigt eine niederfrequente Einhüllende des an dem dritten Kontakt 54b durch einen der Spannungsdetektoren 46b detektierten hochfrequenten Potentials. Eine Kurve 104b zeigt ein Ausgangssignal des an dem dritten Kontakt 54b angeordneten Spannungsdetektors 46b. Eine Kurve 106b zeigt ein durch die Logikeinheit 82b ermitteltes Vergleichssignal des Ausgangssignals des an dem ersten Kontakt 50b angeordneten Spannungsdetektors 46b und des Ausgangssignals des an dem zweiten Kontakt 52b angeordneten Spannungsdetektors 46b. Eine Kurve 108b zeigt ein durch die Logikeinheit 82b ermitteltes Vergleichssignal des Ausgangssignals des an dem ersten Kontakt 50b angeordneten Spannungsdetektors 46b und des Ausgangssignals des an dem dritten Kontakt 54b angeordneten Spannungsdetektors 46b. Eine Kurve 110b zeigt das Ausgangssignal der Detektionseinheit 26b und/oder der Logikeinheit 82b.
  • Die Spannungsdetektoren 46b sind dazu vorgesehen, die charakteristischen Potentialverläufe an den drei Kontakten 50b, 52b, 54b zu detektieren und der Logikeinheit 82b zuzuführen. Die Logikeinheit 82b ist dazu vorgesehen, die Potentialverläufe zu vergleichen. Bei Auftreten eines Fehlerbetriebszustands, insbesondere während des Auftretens des Fehlers, ist die Detektionseinheit 26b dazu vorgesehen, einen High-Pegel auszugeben. Der High-Pegel ist im vorliegenden Fall durch zwei Pulse 74b, 76b gegeben. Der High-Pegel kann anschließend von der Steuereinheit 20b detektiert werden. Um einen Normalbetriebszustand wiederherzustellen, ist die Steuereinheit 20b in diesem Fall dazu vorgesehen, eine Zeitdauer des ersten Zeitintervalls 22b, insbesondere von 10 ms auf 12 ms, zu vergrößern.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Induktor
    11
    Induktor
    12
    Wechselrichter
    14
    Schalter
    16
    Schalter
    18
    Leitungspfad
    20
    Steuereinheit
    22
    Zeitintervall
    24
    Zeitintervall
    26
    Detektionseinheit
    28
    Gargerät
    30
    Heizzone
    32
    Bedieneinheit
    34
    Halbleiterschalter
    36
    Energiequelle
    38
    Resonanzeinheit
    40
    Schaltanordnung
    42
    Stromdetektor
    44
    Heizstromausgang
    46
    Spannungsdetektor
    48
    Heizanschluss
    50
    Kontakt
    52
    Kontakt
    54
    Kontakt
    56
    Kurve
    58
    Kurve
    60
    Signalkurve
    62
    Abszissenachse
    64
    Ordinatenachse
    66
    Kurve
    68
    Kurve
    70
    Kurve
    72
    Fehlerkurve
    74
    Puls
    76
    Puls
    78
    Puls
    80
    Filter
    82
    Logikeinheit
    84
    Ordinatenachse
    86
    Abszissenachse
    90
    Kurve
    92
    Kurve
    94
    Signalkurve
    96
    Kurve
    98
    Signalkurve
    100
    Kurve
    102
    Signalkurve
    104
    Kurve
    106
    Kurve
    108
    Kurve
    110
    Kurve
    I
    Heizstrom
    t1
    Zeitdauer
    t2
    Zeitdauer
    t3
    Zeitbereich
    t5
    Zeitbereich
    T
    Zeitpunkt
    T1
    Zeitpunkt
    T2
    Zeitpunkt
    T1A
    Anfangszeitpunkt
    T1E
    Endzeitpunkt
    T2A
    Anfangszeitpunkt
    T2E
    Endzeitpunkt

Claims (10)

  1. Gargerätevorrichtung, insbesondere Induktionskochfeldvorrichtung, mit zumindest einem Induktor (10a, 11a; 10b, 11b), zumindest einem Wechselrichter (12a; 12b), welcher dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Heizstrom (I) für den zumindest einen Induktor (10a, 11a; 10b, 11b) bereitzustellen, zumindest einem Schalter (14a, 16a; 14b, 16b), der dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Leitungspfad (18a; 18b) zwischen dem zumindest einen Wechselrichter (12a; 12b) und dem zumindest einen Induktor (10a, 11a; 10b, 11b) zu unterbrechen und/oder herzustellen, und einer Steuereinheit (20a; 20b), welche dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Wechselrichter (12a; 12b) während zumindest eines ersten Zeitintervalls (22a; 22b) zu deaktivieren und ein Schalten des zumindest einen Schalters (14a, 16a; 14b, 16b) zu veranlassen, wobei das Schalten innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls (24a; 24b), welches in einem Normalbetriebszustand innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) angeordnet ist und welches in einem Fehlerbetriebszustand wenigstens einen Zeitpunkt (T) aufweist, welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) liegt, beginnt und endet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, bei einem Auftreten des Fehlerbetriebszustands diesen zu erkennen und/oder zu detektieren und diesen zu korrigieren, wobei die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, das zumindest eine erste Zeitintervall (22a; 22b) und das zumindest eine zweite Zeitintervall (24a; 24b) dynamisch aufeinander abzustimmen, wobei die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Parameter des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) und/oder des zumindest einen zweiten Zeitintervalls (24a; 24b) dynamisch zu verändern, und wobei die Steuereinheit (20a; 20b) in dem Fehlerbetriebszustand dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Parameter derart anzupassen, dass das zumindest eine zweite Zeitintervall (24a; 24b) vollständig innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) angeordnet ist.
  2. Gargerätevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Parameter durch zumindest eine Intervalllänge und/oder zumindest eine Intervallposition gegeben ist.
  3. Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20b) zumindest eine Detektionseinheit (26a; 26b) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Schaltkenngröße des zumindest einen Schalters (14a, 16a; 14b, 16b) zu detektieren.
  4. Gargerätevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schaltkenngröße eine Heizstromkenngröße ist.
  5. Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, ein Vorhandensein wenigstens eines Zeitpunkts (T) des zumindest einen zweiten Zeitintervalls (24a; 24b), welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) liegt, zu ermitteln.
  6. Gargerätevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Zeitpunkt (T) aus einem Vergleich zumindest einer detektierten Schaltkenngröße mit einem Sollschaltzustand zu ermitteln.
  7. Gargerätevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20a; 20b) dazu vorgesehen ist, zumindest eine zeitliche Positionskenngröße des wenigstens einen Zeitpunkts (T) zu ermitteln.
  8. Gargerätevorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (26b) dazu vorgesehen ist, in dem Fehlerbetriebszustand einen High-Pegel auszugeben.
  9. Gargerät (28a; 28b), insbesondere Induktionskochfeld, mit zumindest einer Gargerätevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung mit zumindest einem Induktor (10a, 11a; 10b, 11b), zumindest einem Wechselrichter (12a; 12b), welcher dazu vorgesehen ist, einen hochfrequenten Heizstrom (I) für den zumindest einen Induktor (10a, 11a; 10b, 11b) bereitzustellen und zumindest einem Schalter (14a, 16a; 14b, 16b), der dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Leitungspfad (18a; 18b) zwischen dem zumindest einen Wechselrichter (12a; 12b) und dem zumindest einen Induktor (10a, 11a; 10b, 11b) zu unterbrechen und/oder herzustellen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der zumindest eine Wechselrichter (12a; 12b) während zumindest eines ersten Zeitintervalls (22a; 22b) deaktiviert und ein Schalten des zumindest einen Schalters (14a, 16a; 14b, 16b) veranlasst wird und das Schalten innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls (24a; 24b), welches in einem Normalbetriebszustand innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) angeordnet ist und welches in einem Fehlerbetriebszustand wenigstens einen Zeitpunkt (T) aufweist, welcher außerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) liegt, beginnt und endet, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Auftreten des Fehlerbetriebszustands dieser durch eine Steuereinheit (20a; 20b) erkannt und/oder detektiert wird und dieser durch die Steuereinheit (20a; 20b) korrigiert wird, wobei das zumindest eine erste Zeitintervall (22a; 22b) und das zumindest eine zweite Zeitintervall (24a; 24b) dynamisch aufeinander abgestimmt werden, wobei zumindest ein Parameter des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) und/oder des zumindest einen zweiten Zeitintervalls (24a; 24b) dynamisch durch die Steuereinheit (20a; 20b) verändert wird, und wobei in dem Fehlerbetriebszustand der zumindest eine Parameter derart durch die Steuereinheit (20a; 20b)angepasst wird, dass das zumindest eine zweite Zeitintervall (24a; 24b) vollständig innerhalb des zumindest einen ersten Zeitintervalls (22a; 22b) angeordnet ist.
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